Происходящие в современности изменения общественной жизни требуют развития новых способов образования, педагогических технологий, имеющих дело с индивидуальным развитием личности, творческой инициацией, навыка самостоятельного движения в информационных полях, формирования у обучающегося универсального умения ставить и решать задачи для разрешения возникающих в жизни проблем - профессиональной деятельности, самоопределения, повседневной жизни. Акцент переносится на воспитание подлинно свободной личности, формирование у детей способности самостоятельно мыслить, добывать и применять знания, тщательно обдумывать принимаемые решения и четко планировать действия, эффективно сотрудничать в разнообразных по составу и профилю группах, быть открытым для новых контактов и культурных связей. Этим обусловлено образование такого учебного подразделения в системе дополнительного образования как Полевой учебный Центр "СТРИЖ", который строит свою работу, используя методы и технологии на основе проектной и исследовательской деятельности обучающихся.
Программа разработана на основе программы организации полевых экологических практикумов "Учебная и исследовательская деятельность школьников на полевых экологических практикумах" Боголюбов А. С. М:. "Экосистема", www. ecosystema. ru
В основу данной программы экологического воспитания детей положены работы по проведению круглогодичных сезонных полевых практикумов для школьников 5-10 классы общеобразовательных школ.
Новизна программы состоит в том, что впервые учебные лабораторные работы выполняются с использованием основных подходов к научно-исследовательской работе. Все работы ведутся в полевых условиях под руководством ученых вузов, специалистов в данной исследовательской области. Работа начинается с ознакомлением учащихся с основами научной деятельности, методами, способами используемых наукой, реферирование, постановкой цели, задач, выдвижением гипотезы, с обработкой полевых материалов, подготовкой отчета. Ознакомив учащихся в классе с основами полевого практикума, подготавливается выезд в Полевой Центр. Отличается работа в Центре от другой кружковой работы тем, что сначала проводятся занятия со всем классом и выезд тоже со всеми учащимися класса, а потом происходит естественный отбор тех, кто хотел бы на самом деле заниматься научной работой. Каждая школа может выбрать определенную тематику и пройти по ней полевой практикум, а закончить обучение выполнением научно-исследовательской работы определенными учащимися, которые к этому стремились. Для ознакомления с процессом исследования школы могут приехать один раз в сезон, а могут приезжать каждый сезон, тогда у приехавших учащихся будет прослеживаться динамика в наблюдаемых процессах, а это настоящий мониторинг. В свой школьный план можно вводить посещение Полевого учебного центра разными классами в течении нескольких лет (от 1-6) и в разные сезоны времени, а так же одним и тем же классом, но в разные сезоны и несколько лет подряд.
При работе происходит расширение кругозора у учащихся , так как они общаются с людьми -специалистами в своей области, которые заражают ребят своей устремленностью к изучению природы, а это передается во время совместной работы.
Организация научно-исследовательской работы учащихся непосредственно связана с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением, и предполагает наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной тематике, подбора методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, научные комментарии, собственные выводы. При прохождении практикума у детей имеющих представление о природе по учебнику возникает множество вопросов, на которые в классной комнате они бы не обратили внимания. В школе как то не видно ученику, куда он может применить свои знания, но когда в полевом практикуме возникает необходимость подсчета особей, измерения мелких особей, то тут вспоминаются знания по математике и все встает на свои места. Неподдельный интерес у школьников вызывает то, что находящиеся рядом с ними животные и растения не известны им, хотя в школьном курсе о них может и упоминали.
Так происходит обеспечение самоопределения личности, создаются условия по ее самореализации. Происходит формирование у обучающегося адекватной современному уровню знаний и уровню образовательной программы картины мира. Происходит формирование человека и гражданина, интегрированного в современное общество и нацеленного на совершенствование этого общества
Примерное полевое занятие .
Тема: Биоиндикация водоема
Цель: Определение степени загрязнения водоема с помощью биоиндикаторов
Ход занятия
Каждому полевому занятию предшествуют 8 часов занятий в школе по данной тематике.
Экскурсия на водоем. 1час. Руководитель ставит цель перед участниками экскурсии и определяет задачи, которые должны быть выполнены участниками в ходе экскурсии.
Во время экскурсии ученые рассказывают о строении изучаемого водоема, его особенностях, а так же об обитателях.
По ходу экскурсии ведется забор образцов живых растений и животных (ряска. Моллюски). Обращается внимание на правильность забора живых объектов, а после их определения все живые объекты возвращаются в водоем.
Каждый участник экскурсии имеет полевой дневник и что-то из снаряжения, за что отвечает за сохранность перед членами своей группы.
В ходе экскурсии упоминается о значении охраны природы и ее хрупкости структуры. Даже один исчезнувший или сильно увеличивший свою численность вид животных может повлиять на изменение водоема.
В заключение идет обсуждение результатов проведенной экскурсии.
После экскурсии все группы обрабатывают собранный материал, анализируют, систематизируют, классифицируют, определяют. Затем все собранные образцы группы определяют, работая с определителями.
Самым ответственным моментом надо считать подведение группой итогов, так как участники не только должны определить растения и животных биоиндикаторов, но и связать их нахождение в водоеме со степенью его загрязнения. Для такой работы подходят таблицы, в которых все обитатели разнесены по группам и посчитаны в количественном отношении. Школьникам не следует подсказывать выдод, лучше задать вопрос, который подтолкнет их к правильному выводу, им же будет казаться, что они сами до этого додумались. Затем, взяв ватман, каждая группа должна выразить свои результаты в виде графика, таблицы, схемы.
В заключение проводится мини-отчет о проделанном исследовании. Каждый участник выступает обязательно с какой-либо частью отчета. У каждого должна быть своя часть отчета, которую он докладывает на мини-конференции. В это время все участники полевого практикума задают выступающим вопросы по проделанной ими работе. Особенно важно, чтобы ученые смогли организовать такой дискуссионный спор. Ведь для ребенка очень важно разговаривать с ученым как бы наровне. Здесь укрепляется статус юного исследователя и те, кто никогда в школе не выступал, начинает отстаивать свою точку зрения с большим энтузиазмом. Ведение научной дискуссии это большое искусство, которому нужно учиться, а ученые им вполне владеют и передают непосредственно своим подопечным, а дети очень быстро перенимают манеру вести научный спор.
Все выполненные во время полевого практикума работы учащиеся могут дома обработать более тщательно и выступить на школьной конференции. Такие выступления очень интересны, так как ученик показывает себя, как заинтересованное лицо в исследовании и поиске научной истины. Побывав 2-3 раза в различные сезоны на полевом занятии ,юный исследователь может представить уже мониторинговое исследование, а это уже настоящая исследовательская работа.
Итог подводиться в школе на конференции или в классе на занятиях по курсу Полевой практикум.
Ценность таких занятий в том, что увеличивается мотивация на учебу, появляется неподдельный интерес к реферированию и поиску материала в Интернет, к предмету биологии, математике, географии, истории, так как они обеспечивают возможность более достоверного проведения исследования. Способствует раскрытию способностей ребенка, а может даже подвигнуть его к выбору определенной профессии связанной с биологией.
Педагогическая целесообразность такой работы со школьниками объясняется тем, что,только проделав полевые практические работы самостоятельно в полевых условиях школьники начинают понимать для чего им нужны школьные знания по математике, физике, химии, биологии, географии. Дает возможность учащимся осознать и обнаружить связь материальной культуры человека с ландшафтом, климатом, рельефом местности, растительностью и животным миром. Знакомит учащихся с практикой естественно-научного наблюдения, экспериментирования, практикой полевых наблюдений и лабораторных работ, работой в библиотеке, музее, архиве.
Делает привычным и естественным использование ресурсов Интернета в поиске ответов на вопросы и публикации материала, в области дистанционного общения и участия в интернет форумах, конференциях. , а так же общения с курирующими учеными через Интернет дистанционно. Делает привычной и естественной командную форму работы с коллективом единомышленников из других регионов и стран Дает ученикам возможность осознать важность неистощительного природопользования в географических условиях Астраханской области всего мира. .
Подготовить научно-исследовательскую работу вполне осознанно и самостоятельно. Данный практикум разработан с учетом индивидуальности, доступности, преемственности, результативности. К методам контроля относится отчет о проделанной работы после ее выполнения , выступление на школьной конференции, участие в олимпиаде или викторине, написание реферата, компьютерной презентации, стенда.
Отличительные особенности данного полевого практикума от уже существующих в этой области мероприятий подобного рода, заключается в том, что предполагает проведение со школьниками разных классов краткосрочных экологических практикумов на природе. В процессе работы учащиеся овладевают навыками научно-исследовательской деятельности, знакомятся с реальными , живыми объектами природы, учатся самостоятельно познавать явления и процессы, происходящие в природе в разные сезоны года, изучают взаимосвязи живых и неживых компонентов природы, а так же влияние человеческой деятельности на естественные экосистемы. Специфика предполагаемой деятельности состоит в том, что нужно привлечь ученых -специалистов в данной области исследования, вывести в район полевого сбора и организовать работу в полевых условиях.
Полевые занятия связаны с определенным оборудованием и методами забора проб, а так же наличием микроскопических организмов для работы с которыми нужен микроскоп, лупы. , которыми должны быть оснащены все исследовательские группы.
В разработке занятий принимают участие как учителя предметники, так и ученые вузов.
Эта совместная работа дает отличный результат, так как учителя расширяют свой кругозор в данной области науки, а ученые привлекают к своему вузу новых абитуриентов.
Содержание программы полевого практикума для учащихся 5-7 классов
Теория
Введение. О курсе и его задачах
Практика
Организация работы по исследованию: ведение дневника, взятие проб, описание объектов исследования, протокол описания, техника безопасности при проведении работ, написание отчета, реферирование литературы
Ботаника
Экскурсия: поле, луг, прибрежная часть ерика,
реки, Бэровский бугор, солончак, соленые озера,
ильмени. , околки, лес.
Теория
Морфология растений, работа с определителями и с натуральными объектами исследования.
Практика
Описание собранных растений по форме.
Контрольное занятие
Описание растительности по протоколу, ярусность, виды, доминирующие, вымираюшие.
Ландшафтоведение
Теория
Карта и план. История возникновения карт и их использование. Значение плана в обычной жизни человека. Виды карт, фотография местности, космические снимки.
Практика
Географическая широта и долгота. Определение на местности, на карте, учебные игры.
Контрольное занятие
Опытный участок и картографирование на местности. Оформление и описание плана опытного участка , его замер, съемка местности.
Картирование рельефа Земли путем самостоятельного поиска возможности изготовить карту Земли.
Топографическое картирование участка с использованием топографических знаков и умение их читать.
Почва. Изучение почвы на своем опытном участке: структуры, вида почвы, особенностей ее формирования, изучение профиля , горизонтов почвы, водопроницаемости.
Обработка проб почв в лаборатории. Изготавление образцов почв их определение.
Экологический мониторинг Экскурсия
Контрольное занятие
Обучение основам постановки опыта: закладка опытной делянки, размеры, описание.
Практика
Обработка опытных данных: дневниковая запись и ее обработка, занесение данных в базу данных, компьютерная обработка полученных данных.
Карта природных зон и климатическая карта. Обучающая игра по определению природных зон и определение по карте климата в разных частях Земли. Рассматриваются сезонные явления в Астраханской области и вобщем по всему земному шару. Устанавливается в ходе беседы значение фенологических наблюдений для науки и для человека и его хозяйственной деятельности.
Экскурсия
Контрольное занятие
Сухопутная экосистема и природная зона. Знакомство с природой родного края и полупустыней , как природной зоной Астраханской области.
Жизнь в полупустыне. Описание полупустыни и замер геофизических данных в пределах Астраханской области
Водная экология
Теория
Водная экология, лекция о водных обитателях ериков, каналов , рек, речушек, луж.
Практика
Изучение водных растений и животных при помощи специального оборудование, сбор и подсчет, хранение собранного материала.
Экскурсия Контрольное занятие
Изучение природных вод: рек, ериков, каналов. В ходе экскурсии собираются раковины моллюсков, домиков ручейников, различных организмов- планарий, пиявок личинок стрекоз, водные насекомые:клопы, жуки, водоросли.
Биоиндикация водных экосистем. Используя метод биоиндикации обследовать самостоятельно один из природных объектов и описать его. Рассматриваются в беседе особенности приспособления организмов к изменяющимся условиям внешней среды.
Практика
Физико-географическое описание водоема: его ширина, глубина, течение, берега, прозрачность воды, географическое определить местонахождение и занести на свой план местности.
Теория
Горные породы. Виды горных пород в Астраханской области, их особенности образования, местонахождение, месторождения, использование человеком
Практика
Влияние рельефа, растительности на ветер и осадки. Научиться строить гипотезы при наличии определенных данных о местности. Включает в себя выращивание кристаллов, наблюдение за кристаллизацией при высыхании капли раствора на предметном стекле, изучение форм снежинок
Теория
Измерения в научно- исследовательской работе: точность, достоверность, значение отрицательного результата в науке.
Подготовка отчета. Форма отчета, обзор литературы, формирование содержания отчета: главы, части, абзацы. Изготавление стенда и рекламного бюллетеня по своей работе. Оформление коллекционного материала.
Практика
Выступление на конференции, печать статьи в СМИ, репортаж по радио, телевидению.
Примерная тематика полевых работ
Зима.
Разведение костра.
Глазомерная съемка местности
Изучение динамики роста деревьев по годичным кольцам.
Картографирование лесных фитоценозов
Зеленые растения под снегом.
Изучение территориального поведения синичьих стаи
Зимний маршрутный учет численности млекопитающих
Изучение экологии млекопитающих по следам.
Изучение физико-химических свойств природных вод
Изучение снегового покрова на профиле.
Весенний период
Поможем птицам!
Изучение экологии первоцветов
Фенология цветения растений
Оценка жизненного состояния прибрежной древесной растительности.
Изучение лесных беспозвоночных.
Изучение видового состава и численности амфибий
Изучение горных пород и минералов своей местности.
Изучение суточной активности пения птиц
Изучение численности птиц различными методами.
Фауна временных водоемов.
Летний период
Составление учебного гербария.
Описание флоры своей местности
Изучение вертикальной структуры прибрежного леса.
Изучение прибрежных беспозвоночных.
Изучение гнездовой жизни птиц.
Сравнительные комплексные описания малых рек, ериков, ручьев.
Изучение водных беспозвоночных реки, ерика, канала и оценка их экологического состояния.
Изучение планктона в прибрежной части водоема.
Оценка экологического состояния лугов
Оценка экологического состояния леса по ассиметрии листьев деревьев.
Осенний период.
Спортивное ориентирование
Описание и анализ геологического обнажения
Построение профиля склона речной долины.
Подготовка и описание почвенного разреза.
Оценка жизненного состояния леса по доминантному виду.
Изучение видового состава и численности грибов.
Изучение видового состава и численности птиц методом маршрутного учета.
Комплексные исследования на ландшафном профиле.
Комплексная оценка антропогенной нагрузки на местность
Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации.
Примерная тематика научно-исследовательских работ по Астраханской области.
После прохождения практикума учащиеся выбирают научно-исследовательскую тему и начинают по ней работать.
Экологическое состояние Западного ильменно-бугрового заповедника
Зарегулированность реки Волга.
Бэровские бугры и особенности их образования.
Солончаки
Ильмень и его экологическая характеристика
Полупустынный ландшафт.
Водно-болотные угодья и их значение для хозяйственной деятельности человека
Гидробиология ериков Астраханской области.
Биоиндикация мелких водоемов Астраханской области
Пойменные земли и их значение
Экологические особенности выживания животных и растений в условиях пустыни и полупустыни.
Ландшафт в картинах Астраханских художников
Современное значение исследований Астраханского биосферного заповедника.
Просветительская работа по экологии и ее значение для сохранения заповедников
Взаимодействие общества и природы в заповедных уголках Астраханской области и выявление их экологического состояния
Популяции сов в Астраханской области
Птицы в Астрахани.
Видовой состав растений - отражающий экологическую обстановку в городе и в области.
Геоботанические исследования и изучение распределения растительности в Астраханской области.
Сальвиния - растение индикатор.
Загадочное озеро - Тинаки.
Уникальность природных объектов Астраханской области.
Гора Богдо
Озеро Баскунчак
Популяция эфедры.
Сообщество ворон в черте города.
Исследование воздействия освещенности на интенсивность фотосинтеза у наземных растений Астраханской области.
Определение содержания хлорофилла у растений разных экологических групп в Астраханской области
Оценка водного баланса у растений Астраханской области разных экологических групп
Определение солеустойчивости растений Астраханской области.
Определение количества фотосинтезирующих пигментов в листьях растений Астраханской области как отражение организма на условия произрастания.
Изучение интенсивности фотосинтеза у водных растений Астраханской области.
Оценивание содержания воды в тканях растений различных экологических групп одного вида , но из разных местообитания.
Исследование критического водного дефицита растений
Оценка устойчивости злаков к засолению почв
Определение степени экологического загрязнения среды с помощью биотеста
Окружающая среда города и жизнь растений в нем.
Оценка биологической активности почв и модельные опыты по влиянию на нее различных факторов - температуры, влажности, наличия загрязнителей.
Обнаружение связи между физическими и химическими показателями почвы и состоянием развитой на ней растительности.
Примерная тематика курсов
Ботаника
Биоценоз леса, луга.
Ярусность
Морфология растений: строение листа, стебля, корня
Работа с определителем растений
Экологическая характеристика местности
Почвы
Профиль почв, горизонты
Виды почв
Определение типа почв
Закономерности расселения растений на определенного типа почвах
Почвенные карты
Гидробиология
Описание водоема и его обитателей
Зообентос, фитобентос
Методика забора проб
Биоиндикация и биотестирование
Работа с определителями
Ландшафтоведение
Ориентирование
Виды ландшафтов
Описание ландшафта
Зоология
Методики изучения разных видов животных
Правила забора проб, протокол записи
Учет животных на исследуемой территории
Гидроботаника
Водные растения
Различные виды водоемов и их обитатели
Работа с определителями водных растений
Insecta
Виды насекомых
Местообитание насекомых
Методики изучения и исследования насекомых
Оборудование для проведения полевых работ с насекомыми
Коллекции, работа с определителем
Моллюски
Виды моллюсков и особенности обитания
Методики изучения моллюсков и оборудование для забора особей.
Ведение полевого наблюдения и обработка результатов с использованием компьютерных технологий.
Работа с определителем и с коллекционным материалом.
Биоиндикация
Виды - индикаторы и их значение в определении чистоты воды и воздуха
Методики биоиндикации водоемов, лугов, парков, протокол исследования
Работа с определителями
Биотест
Использование живых объектов для проведения обследования объекта на загрязненность.
Тестирование участков, методики биотестирования, протокол, записи в полевой дневник.
Обработка результатов исследования. 6 графики, диаграммы, гистограммы
Геоботаника
Сообщество и биотоп
Виды растений
Взаимоотношения растений внутри сообщества
Исследование участков биосообщества
Сообщество леса
Структура сообщества леса
Биоценоз леса
Методика изучения сообществ, обработка исследовательского материала
Бэровский бугор
Особенности образования Бэровских бугров в Астраханской области
Морфо-физические данные по Бэровскому Бугру.
Почвы, климат, растения, животные и их влияние на Бэровские бугры.
Водоем
Описание водоема по протоколу
Морфо-физические данные водоема, протокол исследования.
Прибрежная растительность
Ильмень
Биоценоз - ильмень
Виды растений и животных ильменя и их взаимосвязь.
Состав воды и ее сезонные изменения.
Методы исследования ильменя.
Лихеноведение.
Лишайники - симбиоз грибы и водоросли.
Лишайники - индикаторы окружающей среды
Методика экологического исследования лишайников.
Виды лишайников, работа с определителем.
Лекарственные растения
Виды лекарственных растений в Астраханской области
Особенности их сбора, их местообитание
Работа с определителем
Антропогенное влияние на природу
Анализ антропогенного воздействия на определенные территории.
Проектирование очистительных работ в определенной местности.
Ихтиология
Методика изучения рыб, особенности забора проб, оборудование.
Виды рыб, их возраст, экологическое состояние. , особенности строения
Работа с определителем
Солончак
Солончак как сообщество
Виды растений и животных солончака
Засоление почв, анализ причин засоления почв, борьба с засолением.
Микробентос водоема
Виды представителей микробентоса.
Работа с микроскопом, определителем
Методика забора проб
Обработка материала: фото, рисунки, аудиовидио.
Тематика добавляется учеными вуза по мере разработки тем исследований.
Литература для учителя
- Биология и экология. 10-11 классы: проектная деятельность учащихся\ авт. -сост. М. В. Высоцкая. -Волгоград: Учитель,2008. -203с
- Методические пособия по полевой практике . Боголюбов А. С. DVD -диск 2008г.
- Федорос Е. И. ,Нечаева Г. А. . Экология в экспериментах: учебное пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений,- М. : Вентана-Граф,2006,- 384с- (Библиотека элективных курсов)
- Формозов А. Н. . Спутник следопыта. М. : Детиздат,1975. 230с
- Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие. \Под ред. Т. Я. Ашихминой,- М . : АГАР, 2000, 386с
- Материалы сайта www.ecosystema.ru Автор Боголюбов А. С.
Литература для учащихся
- Алексеев Ю. Е. ,Жмылев П. Ю. ,Карпухина Е. А. . Деревья и кустарники. Энциклопедия природы России. -М. :1997. -592с.
- Боголюбов А. С. , Засько Д. Н. Методика рекогносцировочного обследования малых водоемов; Методическое пособие. -М. : Экосистема,1996. -13с.
- Боголюбов А. С. Простейшая методика количественного учета птиц и расчет плотности населения: Методическое пособие. -М. : Экосистема,1996. 13с.
- География Астраханской области: Учебное пособие для школ Астраханской области. //Под редакцией С. Н. Сердитого. Изд. 2-е,-Волгоград: Ниж-Волж. . кн. изд-во,1986. -96 с.
- Данилов Ю. А. , Ляндзберг А. Р. , Муравьев А. Г. . Биоиндикация состояния пресного водоема(иллюстрированная методика). Учебно-методическое издание - СПб. ; "Крисмас+",1999. 50 с.
Литература для родителей
- Пилипенко В. Н. , Чуйков Ю. С. Флора и растительность западного и ильменно-бугрового района. Издание -2. - Издательство Нижневолжского центра экологического образования - Астрахань 2002. - 68с.
- Энциклопедия "Жизнь растений" : т 1-6. под ред Профессора М. В. Горленко. -Москва: "Просвещение",1976 г.