Экологические проблемы современности поставили перед обществом серьёзную задачу осуществления экологического образования, которое в настоящее время рассматривается как непрерывный процесс, направленный в первую очередь на формирование научных и практических знаний и умений.
Развитие ответственного отношения к природе предполагает преобразование общественно-значимых экологических ценностей в личностно-значимые. Этот процесс сложен и связан с формированием мировоззрения, усвоением норм ответственного поведения, развитием убеждений и свойств характера.
Педагогический аспект данной проблемы связан с формированием научного мировоззрения учащегося. Основной целью должно стать вовлечение учащихся в посильную деятельность по изучению и охране экосистем на основе знаний и умений, усвоенных при изучении биологии, географии, физики, химии, максимально эффективное использование принципа наглядности в освоении учащимися курса экологии.
Формирование прочных знаний, умений и навыков экологически целесообразного поведения, этических норм и правил отношения к окружающей природной среде невозможно в рамках теоретического знакомства с экологическими проблемами. Необходимо расширение контактов учащихся с природой, вовлечение их в реальную деятельность по изучению и охране природоокружения. Одной из форм такой деятельности является экскурсия.
При подготовке учебной экскурсии создаются благоприятные условия для разъяснения определённых норм и правил конструктивного ведения диалога, спора, воспитания тактичности, принципиальности. Возникает реальная возможность помочь школьнику определить свою точку зрения, своё отношение к различным сторонам взаимодействия человека и природы, а учителю диагностировать степень сформированности экологических знаний, убеждений учащихся.
Задачи экологической экскурсии:
- углубление знаний учащихся о многообразии организмов, их взаимодействии со средой;
- формирование умений по изучению и охране окружающей среды;
- знакомство с научными методами исследования;
- обогащение ценностных ориентаций учащихся;
- формирование экологической наблюдательности.
Экологическая экскурсия должна рассматриваться как важнейшее дидактическое и методическое средство интеграции естественнонаучных знаний школьников. Отражая идею единства природы, они позволяют создать целостное представление о ней; реализовать на практике один из основных законов экологии, согласно которому организм и необходимые для его жизни условия составляют единое целое.
В качестве примера такого подхода к рассмотрению природы приводится экскурсия по изучению структуры экосистемы.
ТЕМА: Структура экосистемы
Задачи:
- познакомить учащихся с понятием “СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМЫ”;
- конкретизировать знания учащихся о взаимодействии организмов со средой обитания;
- продолжить формирование умений и навыков сравнивать объекты и явления, делать обобщения, формулировать выводы, составлять отчёты;
- продолжить экологическое воспитание школьников.
Экскурсия начинается со вступительной беседы, в ходе которой учащиеся знакомятся с основными закономерностями функционирования естественных экосистем и разновидностями их классификаций.
После беседы группам предлагается провести самостоятельную работу по заданиям, изложенным в инструктивных карточках. Содержание каждой инструктивной карточки включает указание к действию, которое необходимо выполнить, вопросы и указания о фиксировании результатов действий. Содержание карточек зависит от места проведения данной экскурсии (парк, лес, пришкольный участок).
Перед началом самой работы учитель проводит инструкцию о порядке выполнения заданий.
Оборудование:
- рулетки;
- карандаши;
- блокноты для записей.
Экосистема (биогеоценоз) состоит из двух структурных (биоценоз и биотоп) и двух функциональных (автотрофы и гетеротрофы) компонентов. Кроме того, она обладает определённым видовым составом, численностью, биомассой живых организмов, определённой пространственной структурой населяющих биотоп видов. Между членами биоценоза в каждой экосистеме складываются разной степени сложности биотические отношения. Основными среди них являются отношения пищевые, или трофические, при этом одни виды в сообществе используют в пищу другие. Образуется пищевая, или трофическая, цепочка, по которой в экосистеме идёт поток веществ и энергии. В начале трофической цепи стоят автотрофы – как правило, зелёные растения (продуценты), которые, используя энергию солнечного света, создают из неорганических веществ органические. Продуцентами питаются гетеротрофы (консументы первого порядка) – животные фитофаги; фитофагов съедают хищники (консументы второго порядка); последних – консументы более высоких уровней. Продуценты и консументы, отмирая, становятся достоянием сапрофагов (деструкторов, редуцентов), использующих их в пищу и разлагающих мёртвую органику. Это грибы, микроорганизмы и пр. они принимают участие в минерализации органических веществ и делают их доступными для растений. При этом трофическая цепь замыкается, образуя биогенный круговорот. Поскольку животные, как правило, полифаги (питаются различными видами организмов), они одновременно включаются в несколько трофических цепей, что приводит к образованию трофических сетей.
Наряду с видовым составом большое значение для изучения сообщества имеет его биоморфологический спектр – состав и соотношение слагающих сообщество жизненных форм. По преобладающим жизненным формам определяется принадлежность сообщества к тому или иному типу растительности (например, леса, луга и т.п.).
Совместное существование разных видов и жизненных форм в сообществе приводит к их пространственному обособлению. Это выражается в вертикальном и горизонтальном расчленении фитоценоза на отдельные элементы, каждый из которых играет свою роль в преобразовании и накоплении веществ и энергии.
По вертикали растительное сообщество разделяется на ярусы – горизонтальные слои, толщи, в которых располагаются надземные и подземные части растений определённых жизненных форм. Эта ярусность особенно выражена в лесных фитоценозах. Здесь насчитывается обычно пять-шесть ярусов:
- Древесные ярусы (высокие и низкие деревья);
- Кустарниковый (подлесок);
- Травяно-кустарничковый;
- Моховой (или лишайниковый);
- Подстилка (опад листвы).
Малоярусные сообщества – луг, степь, болото – имеют по два-три яруса.
Ярусное строение фитоценоза даёт растениям возможность более полно использовать ресурсы среды, прежде всего свет, тепло, влагу. Растения разных ярусов живут в разных условиях, что уменьшает конкуренцию и способствует увеличению видового разнообразия. Чем благоприятнее условия местообитания, тем сложнее ярусность.
Животное население биоценоза, “привязанное” к растениям, также распределено по ярусам. Например, микрофауна почвенных животных наиболее богата в подстилке; достаточно чётко приурочены к ярусам определённые группы насекомых. Разные виды птиц строят гнёзда и кормятся в разных ярусах – на земле, в кустарниках, в кронах деревьев.
По горизонтали сообщество так же разделяется на отдельные микроэлементы – микрогруппировки, расположение которых отражает неоднородность условий жизни. Особенно хорошо это видно в структуре наземного (почвенного) покрова – в наличии “мозаики” из различных микрогруппировок (куртины трав; пятна мхов или голого грунта). Мозаичность, как и ярусность, обусловлена многими факторами (включая влияние человека), поэтому может служить хорошим признаком экологических нарушений в сообществе.
Трофическая структура.
Любое сообщество можно представить в виде пищевой цепи, а точнее пищевой сети, то есть схемы всех пищевых, или трофических взаимосвязей между видами этого сообщества. Пищевая сеть обычно состоит из нескольких пищевых цепей, каждая из которых является отдельным каналом, по которому передаётся вещество и энергия.
Различные организмы занимают разное положение относительно основного источника поступающей в сообщество энергии, в этих случаях говорят, что они расположены в разных трофических уровнях. Состав трофической сети, отражающий число трофических уровней, соотношение продуцентов и консументов, первичных, вторичных, третичных и других хищников – всё это показатели трофической структуры сообщества.
Многие вещества, в первую очередь те, из которых строятся организмы растений и животных (углерод, азот, фосфор, кальций), перемещаются из одного блока к другому по мере того, как организмы, находящиеся на более высоких трофических уровнях, поедают других, находящихся на нижних уровнях. В конечном счёте, все вещества в результате деятельности редуцентов возвращаются в абиотическую среду, где они снова могут быть использованы первичными продуцентами. Подобные перемещения в экосистемах называют круговоротом.
ВАРИАНТЫ ДИДАКТИЧЕСКИХ КАРТОЧЕК:
1 вариант
- Назовите экосистему, в которой вы находитесь.
- Опишите видовой состав данной экосистемы.
- От чего зависит устойчивость данной экосистемы?
- Есть ли в данной экосистеме организмы-индикаторы? Если есть – зарисуйте их и сделайте вывод о состоянии данной экосистемы.
2 вариант
- Назовите экосистему, в которой вы находитесь.
- Опишите морфологическую структуру данной экосистемы.
- Нарисуйте схему распределения организмов данной экосистемы по ярусам.
- Как в данном случае будут связаны понятия “ярусность” и “конкуренция”?
3 вариант
- Назовите экосистему, в которой вы находитесь.
- Опишите трофическую структуру данной экосистемы.
- Составьте 2-3 пищевые цепи, действующие в данной экосистеме.
- Назовите виды животных и растений, занимающих смежные трофические уровни и находящиеся в единой пищевой цепи.
СХЕМА ГЛАВНЫХ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ЭКОСИСТЕМЫ:
Экскурсия, как методическое и дидактическое средство обучения, может использоваться в большинстве тем курса экологии, а так же в некоторых темах курса биологии.
В курсе общей экологии рекомендуется использовать экскурсии в следующих темах:
- Введение в экологию
“Влияние деятельности человека на природные комплексы”
- Экосистема
“Почва”
“Структура экосистемы”
“Описание видового состава и структуры биоценоза”
- Экологическое равновесие естественных экосистем
“Экологическая ниша”
- Рациональное природопользование. Естественные экосистемы
“Использование человеком экосистем. Лес - объект хозяйственной деятельности человека”
- Охрана природы
“Экскурсия в зоопарк. Исчезающие виды фауны”
- Заключение
“Экология Москвы и московской области” Дарвиновский музей, зал № 7