Авторская инновационная учебная программ "Человек и окружающая среда"
методическая разработка по экологии по теме

Пояснительная записка.

     В РФ проблема экологической безопасности становится всё более и более актуальной. Несмотря на общий спад промышленного производства, практически не изменились сложившиеся тенденции негативного воздействия на атмосферу, водоёмы, почвы, животный и растительный мир. Одна из основных причин ухудшения экологической ситуации – невежество в природоохранных вопросах, непонимание и игнорирование проблем вследствие недостаточности знаний, и самое главное – не желание знать и узнавать. Ухудшение состояния природных экосистем, загрязнение окружающей среды – это и государственная проблема, и проблема каждого гражданина. Это связано с тем, что последствия пагубного воздействия на природу, сказывается на каждом из нас, и все те меры, которые принимаются государством для решения экологических проблем, не могут быть реализованы без широкого участия населения.    Неблагоприятная экологическая обстановка в стране во многом определяется недостатками экологического информирования, воспитания, просвещения и образования.

Как бороться с игнорированием экологических проблем, с невежеством в вопросах охраны окружающей среды?

    Ключевую роль в этом играет экологическое просвещение и образование. Школьное экологическое образование играет роль двигателя, который в состоянии «вытянуть» всю систему местного экологического образования и просвещения. МБОУ Николо- Березовская СОШ  много лет  работает в области экологического образования и просвещения, имея немалый опыт по реализации различных образовательных программ и ресурсов, поэтому анализируя накопленный опыт и имея должное материально-техническое оснащение школы позволило осуществить идею создания и реализации инновационной авторской учебной программы, с использованием современных средств обучения (портативных тест-комплектов - «Пчёлка-У», комплектов –лабораторий  - «НКВ» и цифровой лаборатории «SensorLab»), которые  существенно переориентирует учебный процесс на качественно новый уровень познания и исследования.

    Предлагаемая методическая разработка - комплексная учебная программа по становлению у обучающихся экологических знаний, установок, личностных ориентиров и норм поведения, способствующих формированию социально-экологических компетенций  и развитию интеллектуального потенциала учащихся через практико-ориентированную деятельность (применение метода проектного обучения).  Программа направлена на развитие мотивации и готовности обучающихся повышать свою экологическую грамотность, действовать предусмотрительно, осознанно придерживаться экологически безопасного образа жизни, вести работу по экологическому просвещению, ценить природу, как источник духовного развития, информации, красоты, здоровья, материального благополучия. Материал в разработке изложен с учётом современных методических и дидактических подходов к экологическому практикуму (приложение № 1) и учебным исследованиям, проводимых при изучении экологии или других предметов, также даны методические рекомендации и особенности проведения занятий, включая технологические карты-инструкции практических работ (приложение № 2).

Основные направления программы:

1)Развитие учебной деятельности для достижения предметных и личностных результатов по приобретению знаний, умений и навыков через уроки и занятия по разным направлениям.

2) Развитие творческой деятельности для формирования личностных результатов и потребности непрерывного экологического образования и воспитания обучающихся.

3)Развитие проектно-исследовательской деятельности для формирования у обучающихся метапредметных результатов, как ресурс готовности и способности самостоятельно, творчески осваивать и перестраивать новые способы деятельности в любой сфере человеческой культуры.

Цель инновационной учебной программы:

Создание образовательной среды, формирующей эколого-социальную культуру, как часть общей культуры личности ребёнка, представляющей собой совокупность экологически развитых сфер: интеллектуальной, эмоционально-чувственной и деятельностной, через качественно новый уровень проектно - исследовательской  деятельности.

Основные задачи программы:

 - воспитать у ребенка интереса к объектам природы, условиям жизни людей, растений, животных, потребности в общении и заботе о представителях животного и растительного мира, бережное, заботливое к ним отношение, определяющее характер общения;

 - усвоить нормы и правила экологически обоснованного взаимодействия с окружающим миром, трансформация значительной их части в привычках ребёнка;

- сформировать у школьников навыки участия в экологически ориентированной деятельности, развитие способностей к самостоятельному выбору объектов приложения сил; участие в той или иной деятельности вместе с взрослыми с проявлением самостоятельности и творчества;

- развивать способности к самоконтролю, осознанию необходимости соотносить свои действия с последствиями их для окружающих людей, природной и социальной среды, самого себя;

- совершенствование и углубление интеграции образовательного процесса с фундаментальными исследованиями;

-повысить степень участия обучающихся в проектно - исследовательской и проектной деятельности;

- сформировать у подростков социально-экологические компетенции, необходимые для конструктивного, успешного и ответственного поведения в природе.

Все эти задачи  позволяют формировать и развивать  экологическое мировоззрение, способствующее достижению планируемых результатов освоения на этапе основного общего образования.

Основу этой программы определяют следующие принципы:

1.Узнаваемость конкретных объектов, событий, явлений, процессов – все они непосредственно связаны с определённой территорией (окрестности Николо-Березовского поселения);

2. Гибкость, позволяющая использовать в процессе обучения любые объекты, события, явления, процессы, связанные с окружающей средой исследуемой местности;

3. Интеграция  экологии с другими школьными предметами (химией, биологией, географией, физикой, информатикой, историей, обществознанием) на уровне исследовательских задач, связанных с синтезом и анализом полученных данных;

4. Решение задач экологического воспитания;

5. Разнообразие форм занятий: беседы, экскурсии, семинары, практические работы, конференции, лабораторные работы, дискуссии, исследовательские  и проектные работы.

     Инновационность  учебной  программы  определяется новым направлением в образовательной практике через предметную интеграцию и переориентировку  учебного процесса на качественно новый уровень познания и исследования с использованием современных средств обучения, через организацию проектно - исследовательской деятельности обучающихся. Данная программа способствует формированию  общей компетенции учащихся, позволяет интенсифицировать  содержание эколого-биологического образования, более продуктивно решать проблемы обучения, развития и воспитания личности, являясь наиболее благоприятной средой для инноваций в школе.

Предполагаемые инновационные продукты:

1. Создание пособий и методических рекомендаций  для педагогов по использованию апробированных материалов (методик и иных инструктивно-методических разработок).

2. Создание электронных образовательных ресурсов для образовательной деятельности педагога на основе апробированных материалов (методик и иных инструктивно-методических разработок).

Ожидаемые результаты:

1. Возможность интенсификации образовательного процесса в школе через интеграцию экологии и различных предметов, что даёт детям реальную возможность развития их потенциала и создает мотивацию к профессиональной  ориентации, проявивших интерес и способности к исследовательской работе экологической направленности.

2. Возможность развития личного опыта учащихся, осознания себя как субъекта деятельности по улучшению собственного будущего;

3. Создание учебного процесса, в ходе которого ребёнок совместно с педагогом организует совместную образовательную деятельность с использованием проектно - исследовательской и проектной деятельности;

4. Способность к самоконтролю, осознанию необходимости соотносить свои действия с последствиями их для окружающих людей, природной и социальной среды, самого себя;

5. Воспитание социально-адаптивной личности, формирование у подростков социально-экологических компетенций, необходимых для конструктивного, успешного и ответственного поведения в природе.

Адресность учебной программы: данная учебная программа предназначена для реализации в 9 классах общеобразовательных  школах  (при необходимости внесения соответствующих изменений), в работе в обычных классах,  в том числе с одаренными детьми и детьми, имеющими ограниченные возможности здоровья, и направлена на решение задач Национальной образовательной инициативы “Наша новая школа”. Кроме того, программа может стать частью программ инклюзивного (включенного) образования учащихся с проблемами в развитии совместно со здоровыми детьми.

Условия успешной работы с одаренными детьми (работа с одаренными детьми является одним из приоритетных направлений реализация данной учебной программы):

1.Осознание важности этой работы каждым членом коллектива и усиление в связи с этим внимания к проблеме формирования положительной мотивации к учению.

2. Создание и постоянное совершенствование методической системы работы с одаренными детьми.

3. Взаимодействие учителя с одаренным учеником через тьюторское  сопровождение (формирование индивидуальной  траектории развития обучающегося).

Работа с детьми, имеющими ограниченные возможности здоровья:

    Обучение таких детей в рамках реализации данной учебной  программы осуществляется с учетом особенностей психофизического развития и возможностей обучающегося, также им обеспечивается щадящий режим проведения учебных  занятий. При обучении ребенка предлагаются и выполняются  посильные его возможностям индивидуальные, самостоятельные, творческие и исследовательские работы.

Образовательные технологии: 

      В ходе реализации программы активно используются современные образовательные технологии по развитию критического мышления, проектно-исследовательская деятельность и ИКТ. Такое гармоничное сочетание и комбинация разнообразных образовательных технологий и средств, при реализации  позволяет сделать доступным ресурс каждому ученику, который способен с помощью учителя выстроить индивидуальную образовательную траекторию и реализовать её.  

Содержание учебного материала.

     Программа рассчитана на 34 часа учебных занятий в год для учащихся 9 классов и включает 4 основных раздела (модуля):

    Содержание учебного материала основных разделов (модулей) данной программы построен так,  что его может легко трансформировать любой педагог, решивший реализовать данную  учебную программу по экологии. Группы тем, объединенных предметом интеграции, по желанию могут оказаться на любом этапе изучения. Каждый модуль характеризует деятельность определенного направления программы, характеризует всю деятельность по формированию экологической культуры и экологической компетенции через внедрение инновационных педагогических технологий.

    Модуль 1 «Вводная часть» и модуль 2 «Путешествия по окружающей среде» -  создание среды для детей через осмысление цели обучения и овладения учебной деятельностью, в единстве с мотивационно-смысловым компонентом. Становление внутренней мотивации  осуществляется через осознание, оценку и анализом проблем обществом и каждым гражданином, заинтересованностью в их последовательном целенаправленном решении.

   Задача модулей  – формирование новой внутренней экологической позиции и мотивации ребёнка, которые направленны  на самостоятельный познавательный поиск, постановку учебных целей, освоение и самостоятельное осуществление контрольных и оценочных действий (формирование учебных экологических ситуаций, направленных на инициацию групповой и коллективной деятельности, направленных на взаимную ответственность, внимательность, формирует интерес к работе);

  Технологии: ИКТ, дебаты, дискуссии, проектно-исследовательская деятельность.

  Модуль 3  «Оценка воздействия на окружающую среду и состояние окружающей среды» - реализация совместных образовательных инициатив.

  Задача модуля - развитие способов, действий и возможностей переноса инициативы в различные экологические ситуации, качественного преобразования учебных действий, моделирования, контроля и оценки и перехода от самостоятельной постановки учащимися задач к реализации образовательных инициатив (индивидуальные и коллективные исследовательские и проектные работы, проведение  дебатов, участие в конкурсах, дискуссии и конференции (защита проектов)).

  Технологии: ИКТ, проектная и исследовательская деятельность.

  Модуль 4 «Итоги работы  и перспективы на будущее (рефлексия)» - формирование коммуникативности, организация кооперации и сотрудничества.

  Задача модуля - развитию способности проектирования учебной деятельности через построение жизненных планов во временной перспективе, расширение пространства личных образовательных инициатив; ситуация выбора заданий и проектного способа их решения (происходит  развитие учебного и внеурочного сотрудничества обучающихся с педагогами и сверстниками, при этом происходит выход с результативными социальными проектами на социум).

  Технологии: ИКТ, проектная и исследовательская деятельность, рецензии, портфолио работ, презентация, отзывы.

   Материалы, собранные в ходе работы должны накапливаться, дополняться, обобщаться из года в год и служить основной для ведения школьного экологического мониторинга состояния окружающей среды и в определенной степени быть оценкой эффективности самой программы.

Содержание программы:

Требования к уровню подготовки обучающихся.

Результаты освоения обучающимися программы по экологии «Человек и окружающая среда» являются:

Предметные результаты:

1) Формирование системы научных знаний о живой природе и закономерностях её развития, исторически быстром сокращении биологического разнообразия в биосфере в результате деятельности человека для создания естественно-научной картины мира;

2) Формирование углубленных систематизированных представлений о биологических объектах, процессах, явлениях, закономерностях, об основных биологических теориях, экосистемной организации жизни, о взаимосвязи живого и неживого в биосфере, овладение понятийным аппаратом экологии;

3) Приобретение опыта использования практических методов  для изучения компонентов окружающей среды, проведение экологического мониторинга в окружающей среде;

4) Формирование основ экологической грамотности: способности оценивать последствия деятельности человека в природе, влияние факторов риска на здоровье человека; выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе, здоровью своему и окружающих; осознание необходимости действий по сохранению биоразнообразия и природных местообитаний видов растений и животных;

5) Формирование представлений о значении экологических наук в решении проблем рационального природопользования, защиты здоровья людей в условиях быстрого изменения экологического качества окружающей среды.

Метапредметные результаты:

1) Умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

2) Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;

3) Умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;

4) Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения;

5) Владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

6) Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи и делать выводы;

7) Умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;

8) смысловое чтение;

9) Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками, работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов, формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;

10) Умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих чувств.

Личностные результаты:

1) Формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентации в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;

2) Формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, учитывающего социальное, культурное, языковое, духовное многообразие современного мира;

3) Формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению, мировоззрению, культуре, готовности и способности вести диалог с другими людьми и достигать в нём взаимопонимания;

4) освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной жизни в группах и сообществах, включая взрослые и социальные сообщества; участие в школьном самоуправлении и общественной жизни в пределах возрастных компетенций;

5) Развитие сознания и компетентности в решении моральных проблем на основе личностного выбора; формирование нравственных чувств и нравственного поведения, осознанного и ответственного отношения к собственным поступкам;

6) Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной,  общественно полезной, учебно-исследовательской,  творческой  и других видов деятельности;

7) Формирование понимания ценности здорового и безопасного образа жизни; усвоение правил индивидуального и коллективного сотрудничества.

В результате изучения предмета обучающиеся должны:

       называть

• основные источники воздействия на окружающую среду;
• признаки воздействий на окружающую среду, методы экологического мониторинга;
• причины и результаты изменения (деградации) объектов окружающей среды;

приводить примеры

• глобальных и локальных изменений окружающей среды и меры их ликвидации;
• деградации (дигрессии) экосистем;
• антропогенных воздействий на окружающую среду и здоровье человека;

характеризовать

• источников сброса и выброса загрязняющих веществ;
• состав природных вод, сточных вод;
• приоритетные загрязняющие вещества;
• обмен веществ и превращение энергии;
• классификацию размещения и захоронения отходов (ТБО);
• особенности безотходного производства и потребления;
• воздушную, почвенную, наземную и водные среды обитания;
• ПДК веществ;
• систему экологического мониторинга, экологическую эффективность;
• среды обитания организмов, экологические факторы (абиотические, биотические, антропогенные);
• природные сообщества, пищевые связи в них, приспособленность организмов к жизни в сообществе;

обосновывать

• взаимосвязь организма и среды;
• особенности деятельности человека;
• влияние экологических и социальных факторов на здоровье человека; вредное влияние алкоголя, антибиотиков и  курения на организм человека;
• влияние деятельности человека на среду их обитания, последствия этой деятельности;
• роль биологического разнообразия, регулирования численности видов, охраны природных сообществ в сохранении равновесия в биосфере;

сравнивать и делать выводы

• полученные данные с ПДК веществ, анализировать результаты и делать соответствующие выводы;

наблюдать

• объекты и события, происходящие в окружающей природе;

соблюдать правила

• изменениями среды обитания под влиянием деятельности человека;
• проведения практических опытов и исследований;
• бережного отношения к организмам, видам, природным сообществам, поведения в природе;
• здорового образа жизни человека, его личной и общественной гигиены.

Учебно-методическое и  материально-техническое обеспечение программы.

Рабочая программа не исключает возможности использования разнообразной литературы в рамках требований ФГОС по предмету.

УМК:

 Для ученика:

1. Винокуров Н.Ф. «Глобальная экология» Просвещение 2001г;

2. Галушин В.М., Чернова Н.М. Учебник «Основы экологии» Дрофа 2011 г.;

3. Мамедов Н.М. «Основы общей экологии» Москва 2001г.;

4. Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Учебник «Экология» для 9 класса. Дрофа 2009 г.;

5. Криксунов Е. А.. Пасечник В.В. Экология: Краткий курс. М.: Дрофа, 1997;

6. Кузнецов В.Н. «Экология России» хрестоматия М.: МДС . 1996;

 Для учителя:

- УМК  для 5-9 классов основной школы автор Самкова  В.А. Интегрированный курс «Экология» для учащихся 5-9 классов основной школы: Концепция. Программа. Тематическое планирование. — М.: Академкнига/учебник, 2011. — 46 с.

- Жигарёва И.А., Пономарёва О.Н. Сборник задач, упражнений и практических работ;

- Козлова Т. А, Мягкова А. Н., Сонин Н. И. Экология России: дидактические материалы. М.-: МДС Юнисам, 1995;

- Экология России: Хрестоматия / Составитель В. Н. Кузнецов. М.: МДС . 1996;

Мультимедиа  поддержка курса «Биология и экология»

- «Экология» 9 класс 2СD. Мультимедийное приложение к УМК. «Основы экологии» Н.М. Черновой и др.;

- Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия: современная универсальная российская электронная энциклопедия. – М., ООО «Кирилл и Мефодий», 2007 г

- Видеоматериалы и  презентации из «Единой коллекции Цифровых Образовательных Ресурсов» (http://school-collection.edu.ru/);

- Интернет ресурсы:

www.bio.1september.ru

www.bio.nature.ru

www.edios.ru

www.km.ru/educftion

http://chemistry48.ru

www.school.collecsion.ru

Технические средства обучения:

1. Состав комплекта «Пчёлка-У» (мини-экспресс-лаборатория):

1. Средства экспресс-анализа:

- Индикаторные трубки  - 30 шт.

- Тест-система «Аммиак» - 1 уп.

-Тест-система «Нитрат-тест» - 1 упк.

- Тест-системы «Активный хлор, «Железо общее», «Хромат-тест», «pH» - по 1 уп.

2. Посуда и принадлежности:

- воронка пластмассовая – 1 шт.

- камера полиэтиленовая (мешок) – 1 шт.

- контейнер-укладка с ручкой – 1 шт.

- ложка (шпатель) – 1 шт.

- лупа – 1 шт.

- мешки п/э – 5 шт.

- мутнометр – 1 шт.

- насос пробоотборник НП-ЗМ с паспортом – 1 шт.

- ножницы – 1 шт.

- очки защитные – 1 шт.

- перчатки – 1 шт.

- пинцет – 1 шт.

- пипетка для титрования (2.5 мл) – 2 шт.

- поднос-лоток – 1 шт.

- пробирки мерные – 2 шт.

- пробирки мутномерные с рисунком-точкой на дне – 2 шт.

- набор пипеток-капельниц (0.5 мл – 5 шт.; 3 мл – 1 шт.) – 1 шт.

-предметные стёкла – 5 шт.

- салфетки – 1 уп.

- склянка – 1 шт.

- склянка с меткой «10 мл» - 2 шт.

- фильтры бумажные – 1 уп.

- контейнеры для хранения и переноски.

3. Реактивы и растворы:

- калия хлорид – 38 уп.

- образцы реактивов – 5 наименований – по 2 г.

2. Состав комплекта «НКВ»:

- готовые к применению реактивы  и растворы: индикаторы, реагенты, буферные смеси, соли и капсулированные химикаты;

- средства дозировки реагентов и растворов (колбы мерные, мерные склянки, пипетки мерные и капельные, цилиндр мерный, шприц медицинский);

- материалы (бумага индикаторная и фильтровальная);

- посуда (воронки фильтровальная и делительная, колбы конические, палочка стеклянная, пробирки колометрические и мутномерные, стаканчик для выпаривания);

- приборы (мутнометр полевой, термометр, pH-метр);

- принадлежности (линейка, ножницы, стойка-штатив, трубка гибкая, шпатель);

- средства защиты (перчатки и очки);

- контрольные шкалы образцов окраски для визуального колориметрирования: ламинированные, водозащищённые;

- контейнеры для хранения и переноски.

3. Состав цифровой лаборатории «SensorLab»:

- беспроводной USB цифровой микроскоп;

- планшетный регистратор данных;

- датчик мутности (турбидиметр);

- датчик влажности;

- датчик содержания углекислого газа;

-датчик освещённости;

- датчик «pH»;

- датчик содержания кислорода;

- датчик температуры;

- датчик температуры поверхности;

- датчик высокой температуры (термопара);

- датчик звука;

- датчик радиоактивности;

Список литературы.

 Для ученика:

1. Винокуров Н.Ф. «Глобальная экология» Просвещение 2001г;

2. Галушин В.М., Чернова Н.М. Учебник «Основы экологии» Дрофа 2011 г.;

3. Мамедов Н.М. «Основы общей экологии» Москва 2001г.;

4. Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Учебник «Экология» для 9 класса. Дрофа 2009 г.;

5. Криксунов Е. А.. Пасечник В.В. Экология: Краткий курс. М.: Дрофа, 1997;

6. Кузнецов В.Н. «Экология России» хрестоматия М.: МДС . 1996;

Для учителя:

1. Ашихмина Т.Я.. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие. - М.: АГАР, 2000.

2. Боголюбов А.С., Комплексная экологическая оценка антропогенных воздействий на местность. – «Экосистема», 1999;

3. Игнатова В.Ю. Развитие исследовательских компетенций обучающихся при экологизации курса биологии: Учебно-методическое пособие. – Тамбов: ТОИПКРО, 2008. – 119с.

4. Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Экология Методическое пособие. М.: Дрофа, 1996;

5. Комплексная экологическая практика школьников и студентов. Программы. Методики. Оснащение: УМП под редакцией проф. Л.А, Коробейниковой. Изд. 3-е, перабот. и допол. - СПб.: «Крисмас+», 1999. – 268 с.

6. Методики полевых экологических исследований методические рекомендации для учителей. Кострома, 1997;

7. Муравьёв А.Г. «Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. 3-е изд., доп. и перераб. – СПб.: «Крисмас+», 2004. – 248 с.

8. Муравьёв А.Г. «Оценка экологического состояния природно-антропогенного комплекса»: учебно-методическое пособие. Изд.2-е перераб. И допол. – СПб.: «Крисмас+», 2004. – 118 с.

9. Муравьёв А.Г., Каррыев Б.Б., Ляндзберг А.Р. «Оценка экологического состояния почвы»: практическое руководство – СПб.: «Крисмас+», 1999. – 168 с.

10. Мягких Т.П. Использование проектной технологии в экологических исследованиях школьников. / Проблемы экологического образования и воспитания в системе Наукограда: материалы международной научно-практической конференции/ под ред. В.Н.Яценко.- Мичуринск: МГПИ, 2005.Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.С. Полат – М., 2000;

11. Пономарёва О.Н., Чернова Н.М. Методическое пособие 2007 г.;

12. СавенковА.И. Психология исследовательского поведения и исследовательские способности. Журнал “Исследовательская работа школьников”, № 2, 2003.

13. Селиванова О.В. Организация научно-исследовательской деятельности учащихся: Методическое пособие, 2006.- 129с.

14. Суравегина В. Л.. Сухова Т. С.. Козлова Т.: А. Экология России: Пособие для учителя. М.: МДС Юникам, 1995;

53. Суравегина Я. Т., Сенкивич В. М. Экология и мир: Пособие для учителя; М.: Новая школа, 1994.

Приложение № 1

Программа

экологического практикума

(мониторинг состояния объектов окружающей среды)

Пояснительная записка.

     На пороге третьего тысячелетия человечество вступает в новую эпоху своих взаимоотношений с окружающей средой – эпоху, когда людям чтобы выжить, приходится думать по-иному, чем до сих пор.

    Необходимо строгое соответствие действий человека с возможностями природной среды, только тогда возможно развитие природы и общества как единого целого. Естественное следствие нового подхода – понимание того, что целью образования подрастающего поколения должно стать формирование гражданина планеты с новым мышлением и мировоззрением, новой экологической культурой. Экологическое образование направлено на воспитание ответственного отношения к окружающей среде. Одним из важнейших принципов экологического образования является принцип непрерывности, т.е. взаимосвязанный процесс обучения, воспитания и развития человека на протяжении всей его жизни. Детство – это период бурного развития ребёнка, интенсивного накопления знаний об окружающем мире, формирование многогранных отношений к природе и людям. Воспитание любознательности, тяги к природе – большая и благородная задача, в решении важная роль принадлежит учителю.

  Современное экологическое образование включает в себя максимальный учёт возрастных возможностей учащихся, создание обязательного минимального ядра содержания и опоры на комплексную экологию: биологическую, глобальную, социальную и экологию человека.

  Нормативный аспект экологического воспитания – это правила поведения человека и его деятельность в природе и социуме. Именно в школе закладываются основы экологической культуры. Как отойти от традиционных лозунгов и призывов типа: «не шуми», «не топчи», «не вреди». Этот вопрос волнует многих педагогов, как практикантов, так и теоретиков.

  Экологическое воспитание и образование возможно лишь при условии, если его содержание способствует развитию общечеловеческих и экологических ценностей.

Основные требования экологического образования и воспитания:

1. Понимание, что человек – это часть природы, его назначение. Умение познать законы, по которым живёт и развивается природа, и в своих поступках руководствоваться этими законами;
2. Понимание необходимости сохранения всего многообразия жизни;
3. Раскрытие сущности происходящих экологических катаклизмов;
4. Понимание современных проблем экологии и создание их актуальности, как для человечества, так и для каждого человека в отдельности;
5. Принятие личного участия в решении экологических проблем.

  Успех в достижении цели экологического образования школьников – формирование элементарной экологической культуры – во многом зависит от организации учебно-воспитательного процесса. Опора  на природное окружение  имеет особенное педагогическое назначение для нашей местности, т.к. для сельских ребят природные компоненты являются обязательной составной частью среды их жизни. Именно сельская среда обладает особой силой воздействия на становлении экологической культуры личности и формирование экологически оправданного поведения человека, потому что мы каждодневно испытываем на себе теснейшие и разнообразные связи со средой своей жизни, в состав которой включены окружающие населённый пункт, природные экосистемы – лес, луг, озеро, река.

Проблема создания экологического практикума и его внедрения в реальный учебно-воспитательный процесс до сих пор остаётся одной из самых неразработанных в современной школе.

Внедрение практикума позволяет:

- формировать у учащихся положительную мотивацию на решение экологических проблем местности;

- обучать школьников способам снижения негативного влияния их жизнедеятельности на окружающую среду;

- находить способы уменьшения влияния различных видов загрязнений на здоровье человека;

- задействовать воспитательный потенциал семьи и школы в решении экологических проблем.

Работу по экологическому образованию обучающихся несомненно нужно начинать с ознакомления и осмысления основного закона «Не причини вреда ничему живому – ни делом, ни словом, ни мыслью».

Для практической реализации программы  экологического практикума в школе функционируют следующие экологические объединения: для учащихся 1-4 классов – экологический клуб «Эконика», для учащихся 5-11 классов «Экологическая тропа».

Сегодня ни у кого не возникает сомнения, что содержание школьного образования должно быть научным и в тоже время соответствовать возможностям каждого ученика.  Реализуя  образовательные цели, мною разработана  программа школьного экологического практикума, направленного на изучение реальных объектов природной среды.

Основные принципы в выборе методик для программы экологического мониторинга:

- простота;

- использование преимущественно визуальных методов слежения за состоянием природы;

- базирование на краеведческом принципе.

Основная цель данного практикума -  развивать и совершенствовать уровень экологической культуры, разнообразить практическую деятельность учащихся по сохранению, умножению и разумному использованию природы, ведение мониторинговых исследований с целью наблюдения динамики состояния экологического объекта.

Методические рекомендации.

Решение экологических проблем одна из наиболее важнейших задач сегодняшнего времени. Но, прежде чем участвовать в природоохранной деятельности, необходимо точно знать состояние природной среды на данном этапе, его тенденцию и динамику. Экологический мониторинг является одним из важнейших средств формирования экологической культуры. Наиболее доступные и целесообразные подходы к организации мониторинговых наблюдений силами учащихся – средовый и комплексный.

Средовый предполагает изучение отдельных компонентов природной среды (воды, воздуха, почвы).

Комплексный – использование уже известных и новых методик для изучения определённого объекта или явления.

Предлагаемая программа содержит наиболее удобные для работы с детьми визуальные методики. Мониторинговые исследования являются составными частями различных форм и видов работы по экологическому образованию, результаты исследований используются при формировании базовых экологических понятий у учащихся. Данные оформляются в виде дневников наблюдений (по усмотрению учителя). Материалы, собранные в ходе работы должны накапливаться, дополняться, обобщаться из года в год и служить основной для ведения школьного экологического мониторинга состояния окружающей среды и в определенной степени быть оценкой эффективности самой программы.

Оборудование: рулетка, определители растений, колышки, шпагат, линейка 1 м, термометр, колба 250 мл с пробкой, пробирка высотой 15-20 см, шкала мм или линейка, вода дистиллированная, раствор соляной кислоты или азотной кислоты 10 %, весы аналитические, измеритель расхода воздуха, лопатка, микроскоп *8, насос-пробоотборник  для просасывания воздуха типа НП-ЗМ, пипетка, покровные и предметные стёкла, секундомер, фильтры бумажные, фильтродержатель, картографический материал.

1. Мониторинг  пришкольного участка.

1. Определение места школы в микрорайоне.

• Информация

По санитарно-гигиеническим нормам промышленные предприятия, бани, прачечные и т.п. должны стоять от границы школы не менее чем на 50 м, жилые дома – не менее чем на 10 м, автострада – не менее чем на 25 м.

?      Задание

Опишите расположение школы в микрорайоне.  Определите, на каком расстоянии она находится от производственных и коммунальных предприятий, жилых домов, автострады.

2. Определение роли зелёных растений школьного участка.

• Информация

Известна роль зелёных насаждений в процессе очистки воздуха. Так, дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания 3 человек. Запылённость микрорайона на озелененных участках на 40 % ниже, чем на открытых площадках. Зелёные массивы улавливают 70-80 % аэрозолей и пыли.

?   Задание

Определите, какое кол-во пыли способны задержать зелёные насаждения вашего пришкольного участка. Для этого подсчитайте кол-во деревьев и кустарников и опишите их видовой состав. Сделайте вывод о роли зелёных насаждений в улучшении микроклимата.

• Информация

На листовой поверхности взрослого растения вяза за летний период осаждается 23 кг пыли, на иве – 39, на клёне – 33, на ясене – 27, на сирени – 16, на акации – 0,2, на лопухе – 2 кг.

3. Определение роли газонной травы, цветников, в улучшении микроклимата пришкольной территории.

• Информация

С 1 кв.м. газонной травы в час испаряется до 200 г воды, что значительно увлажняет воздух. Кроме того, газон задерживает заносимую ветром пыль. Вблизи газонов легко дышится.

        ?  Задание  

        В жаркие дни на дорожке у газона, цветника и на асфальтовой мостовой измерьте  температуру воздуха на высоте человеческого роста. Сделайте вывод о роли газонной травы, цветника в температурном режиме приземного слоя воздуха.

4. Изучение степени запылённости воздуха в различных местах пришкольной территории

         ?   Задание

         Соберите в различных местах листья растений и приложите к их поверхности клейкую плёнку той стороной, где отпечатался контур листа вместе со слоем пыли, прикрепите её на лист белой бумаги. Сравните степень запылённости разных мест, сделайте выводы.

5. Изучение зелёной защитной полосы пришкольного участка.

Оборудование: рулетка.

Выполнение работы:

1. С помощью рулетки произвести измерения основных показателей, характеризующих зелёную защитную зону пришкольной территории.

Полученные данные занесите в таблицу:

2. Отметьте на карте района с помощью условных знаков зелёные насаждения, газоны пришкольной территории.

Обработка результатов и данных.

Сделайте вывод о соответствии зелёной зоны вашей пришкольной территории с-г нормам.

6. Определение видового состава растительности пришкольной территории.

Оборудование: определители растений, колышки, шпагат, линейка 1 м.

Выполнение работы:

1. Определите видовой состав деревьев, кустарников.
2. Выберите несколько площадок (1м*1 м) на газонах пришкольной территории. Определите видовой состав травянистых растений. Подсчитайте общее кол-во видов.
3. Опишите состояние и ухоженность газонов.

Обработка результатов и данных.

1. Сделайте вывод о правильности подбора зелёных насаждений по видовому составу, учитывая данные.

На листовой поверхности одного взрослого растения осаждается за летний период пыли:

Вяз шершавый – 23 кг

Вяз перистоветвистый – 18 кг

Ива – 38 кг

Клён – 33 кг

Тополь канадский – 34 кг

Ясень – 27 кг

Сирень – 1,6 кг

Акация – 0.2 кг

Лох узколистый – 2 кг

Хорошими поглотителями свинца по обочинам дорог является акация жёлтая, липа, берёза.

Наиболее устойчивыми к загрязнению воздуха газами тополь, ива белая, клён американский, белая акация, сирень, берёза, барбарис.

2. Сделайте вывод о видовом многообразии травянистого фитоценоза, если на суходольном лугу встречается около 250 видов растений.
3. Внесите конкретные предложения по улучшению планировки пришкольной территории.

2. Мониторинг водной среды.

1. Определение степени загрязнения водоёма по внешнему виду.

• Информация

По требованиям ГОСТа водоёмов, на поверхности воды недопустимо присутствие плёнок нефтепродуктов, масел, жиров и др. примесей.

Они препятствуют аэрации воды, тормозят процессы самоочищения, снижают интенсивность фотосинтеза, все это так же нарушают дыхание рыб, способствуют развитию процессов анаэробного распада органических веществ.

    ?  Задание

        Определите степень загрязнения водоёмов по внешнему виду, используя таблицу:

2. Определение температуры и органолептических характеристик воды.

   Оборудование: термометр, колба 250 мл с пробкой, пробирка высотой 15-20 см, шкала мм или линейка.

Выполнение работы:

1. Определение температуры

 -   погрузите термометр в воду водоёма не менее, чем на 1/3 шкалы, выдержите 5 минут. Не вынимая термометр из воды, произвести отчёт показаний;

-  определите температуру воды в нескольких местах, друг от друга.

-   рассчитайте разницу в показаниях.

Примечание. При наличии впадающих в водоём притоков определите температуру также в зонах смешения воды в местах их впадения в водоём.

2. Определение запаха

- заполните колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой.

- взболтайте

- откройте колбу, вдыхая воздух, определите характер и интенсивность запаха. Можно нагреть колбу с содержимым до 60 градусов.

Интенсивность запаха определить по таблице:

Характер запах определите по таблице:

3. Определение цветности

- заполнить пробирку водой 10-12 см

- определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при хорошем освещении

4. Определение мутности

- заполнить пробирку водой 10-12 см

- определите мутность по таблице

Обработка результатов и выводы:

1. Занесите результаты в таблицу:

2. Сделайте выводы об экологическом состоянии водоёма.

3. Определение уровня загрязнения водоёма по беспозвоночным зооиндикаторам.

• Информация

Концентрация кислорода – показатель, на который реагирует биоиндикаторы. Чем грязнее водоём, тем меньше в нём кислорода. В водоёмах с различным уровнем загрязнения обитают качественно отличающиеся друг от друга группы беспозвоночных гидробионтов.

Выделяют три такие группы:

1 группа - личинки подёнок, веслокрылок, ручейников, моллюски.

2 группа - бокоплав, катушки, лужанки, шаровки, горошинки, личинки стрекоз.

3 группа - водяной ослик, олигохеты, трубочник, пиявки, мотыль, личинки мошки «крыски», мокрецы.

?       Задание

Определите загрязнения водоёма по беспозвоночным её обитателям, используя шкалу загрязнений по индикаторным таксонам.

4. Слежение за состоянием воды с помощью простейших и бактерий.

• Информация

Видовой состав может сказать, как чувствует себя активный ил водоёма. При хорошей очистке в больших количествах встречаются брюхоресничные инфузории и сувойки, много коловраток и почти нет жгутиковых и амёб. Бактерии объединяются в крупные хлопья с изрезанными краями, когда их рабочая поверхность максимальна. При ухудшении очистки в активном иле появляются инфузории. Сувойки отбрасывают ножку, образуют дополнительный венчик и становятся «бродяжками». Больше становится жгутиковых и амёб. Бактериальные хлопья измельчаются и округляются.

?  Задание

По видовому составу активного ила водоема определите состояние воды в водоёме.

Для обнаружения тех или иных простейших необходимо в несколько пробирок взять пробы воды и рассмотреть в лаборатории капли воды под микроскопом. Можно зафиксировать одноклеточных животных: на предметное стекло положить кусок ваты, разобранный на волокна, и поместить две капли воды из пробы. По наличию тех или иных простейших судить о состоянии воды.

5. Определение загрязнения воды по водным животным и растениям.

• Информация

Для чистых водоёмов характерно разнообразие видов. По мере загрязнения многие виды гибнут, а оставшиеся усиленно размножаются. Например, массовое размножение мотыля, червей-трубочников, дафний, указывает на сильное загрязнение. В особенно грязных водоёмах многоклеточные позвоночные жить не могут. Там встречаются только равноресничные инфузории и бактерии.

Чем извилистее река, тем больше в ней растений, дающих приют животным; чем больше плесов, на которых  оседают взвеси, и перекатов, где вода насыщается кислородом, тем быстрее идёт процесс самоочищение.

Индикаторами чистой воды в водоёмах являются растения: кувшинка белая, кувшинка жёлтая, ольха, ива, водокрас, телорез; животные: ёрш, окунь, судак, щука, личинки ручейников, перловицы.

? Задание

Зная изменения, происходящие в видовом составе водоёма, способность к самоочищению и виды-индикаторы, определите состояние воды в водоёме (чистая, загрязненная)

6. Выявление степени влияния сточных вод на водоём.

• Информация

Внешние признаки явного загрязнения воды: запах фенола, сероводорода, плёнка, скопление лепешкообразных образований чёрного или сине-зелёного цвета, следы нефти, мазута.

Индикатор неявных опасных загрязнений – прибрежные обрастания, располагающиеся на подводных предметах у кромки воды. В чистых водоёмах эти обрастания ярко-зелёного цвета или буроватого оттенка. Для загрязнённых водоёмов характерны белые образования в виде хлопьев. При избытке в воде органических веществ и повышенной общей солёности обрастания приобретают сине-зелёный цвет. При плохой очистке фекально-бытовых сточных вод обрастание приобретает белый или сероватый цвет. Как правило, они хлопьевидные и состоят из прикреплённых инфузорий. Такие же по внешнему виду обрастания развиваются в зоне, загрязнённой органическими веществами. Их образуют нитчатые бактерии сферотилус. Стоки с избытков сернистых соединений могут сопровождаться хлопьевидными налётами нитчатых серобактерий тиотрикс. Тиотрикс также развивается в присутствии сероводорода, образующегося при гниении белков.

Ядовитые стоки могут вызвать частичную или полную гибель организмов. Полное отсутствие обрастаний ниже выпуска сточной воды указывает на сильное токсическое действие стоков, на ненормальную работу очистных сооружений или отсутствие их.

Наличие высшей водной растительности – рдестов, тростников, камышей и др. – также является индикатором загрязнения воды.  Ядовитые стоки угнетают растительность, а присутствие азота, фосфора, калия вызывает чрезмерное развитие её.

Необходимо обратить внимание на животное население водоёмов. Хроническое отравление ряда видов рыб (сазана, леща, язя) характеризуется взъерошенной чешуей с большим скоплением жидкости в ней. Заметно пучеглазие. Наблюдается аномалии в поведении рыб. В сильно загрязнённых водоёмах в зимний период происходят заморы рыб. Заморы бывают и в летнее время при сильном развитии сине-зелёных водорослей.

? Задание

Сравните видовой состав растительности выше и ниже по течению сброса сточных вод и сделайте вывод о степени вредного стока на водоём.

3. Мониторинг атмосферы.

1. Определение загрязнённости воздуха в районе школы.

• Информация

Один легковой автомобиль в течение суток выбрасывает до 1 кг газов, в состав которых входит около 30 г  угарного газа, 6 кг оксида азота, соединения свинца, серы, и другие вещества.

? задание

Подсчитайте, какое количество автомобилей проходит по дороге у школы за 1 час. Определите приблизительно, какое кол-во выхлопных газов от автомашины поступает в атмосферу микрорайона школы в сутки, используя данные информации.

2. Оценка запылённости воздуха.

Оборудование: вода дистиллированная, раствор соляной кислоты или азотной кислоты 10 %, весы аналитические, измеритель расхода воздуха, лопатка, микроскоп *8, насос для просасывания воздуха типа ПРУ, пипетка, покровные и предметные стёкла, секундомер, фильтры бумажные, фильтродержатель.

Ход работы:

1. Нанесите 1 каплю воды на предметное стекло.
2. Установите предметное стекло в выбранном месте на 15 мин.
3. Накройте каплю с осевшими на неё пылинками покровным стеклом.
4. Поместите микропрепарат на предметный столик микроскопа. Добейтесь такого увеличения, чтобы в поле зрения можно видеть большую площадь капли.
5. Сосчитайте кол-во пылинок в капле и опишите их качественный состав (вид, структуру, расположение, строение).
6. Определите кол-во пылинок за 15 мин на поверхности капли такой же площади после выдерживания предметного стекла с каплей в различных местах одного и того же помещения, в разных помещениях.

3. Биоиндикация воздушного загрязнения по состоянию хвои сосны.

Выполнение работы:

Работа проводится в группах в течение 2-4 дней. Обследование можно проводить круглосуточно.

1. Выберите район, в котором будет проводиться обследование растений сосны.
2. Составить карту района.
3. Отметьте на карте предприятия, дороги с интенсивным транспортным движением.
4. На карте наметьте точки обследования. При высокой антропогенной нагрузке они должны быть расположены на расстоянии 1.5-3 км, в малозагрязнённых  районах – на расстоянии до 10 км.
5. В районе намеченной точки найдите участок леса, где растут молодые сосны высотой 1-1,5 м.
6. Оцените степень вытаптанности участка: 1 – вытаптывания нет, 2 – вытоптаны тропы, 3 –нет травы и кустарников, 4 – осталось немного травы вокруг деревьев.
7. Выберите 5 молодых сосен, растущих на открытом месте, с 8-15 мутовками боковых побегов на главном стволе, стоящих на расстоянии 10-20 м.
8. У каждого деревца осмотрите хвоинки участка центрального побега предыдущего года (второго сверху). Если деревья очень большие, то обследование проведите на боковом побеге в четвёртой сверху мутовке.

Пользуясь  рисунками, определите класс повреждений и усыхания хвои. Имейте в виду, шипик на конце хвоинки всегда более светлый, поэтому его окраска не включается в оценку.

Классы повреждения и усыхания хвои:

1. – хвоинки без пятен
2. – хвоинки с небольшим числом мелких пятен
3. – хвоинки с большим числом чёрных и жёлтых пятен, некоторые крупные – во всю ширину хвоинки.

Классы усыхания хвои:

1. - нет сухих участков.
2. - усох кончик.
3. – усохла 1/3 хвоинки.
4. – вся хвоинка жёсткая или более ½ её длины – сухая.

Определение продолжительность жизни хвои:

Для этого обследуйте верхушечную часть ствола за последние годы: каждая мутовка, считая сверху, - это год жизни. Определите,  сколько лет сохраняется хвоя, при чём, если на самом нижнем из освоенных участков часть хвоинок опала, то оценивают примерную долю сохранившихся. Полный возраст хвои определяется числом участков ствола с полностью сохранённой хвоей плюс доля сохранённой хвои на следующем за ним участке. Например, если верхушечная часть и два участка между мутовками полностью сохранили хвою, а на  следующем участке сохранилась половина хвои, то показатель продолжительности жизни хвои составляет:

3+0,5=3,5 года.

Информативной по техногенному загрязнению является продолжительность жизни хвои сосны (от 1 до 4-5 лет). На каждом участке осматриваются невысокие деревья (в возрасте 10-15 лет). Результаты заносятся в таблицу. По данным таблицы рассчитывают индекс продолжительности жизни хвои Q сосны по формуле:

,

где В1, В2, В3 – количество осмотренных деревьев с данной продолжительностью жизни хвои. Чем выше индекс Q, тем больше продолжительность жизни хвои сосны, а значит – и чище воздух

Обработка результатов и выводы:

Основываясь на данных таблиц, сделайте вывод о степени загрязнённости воздуха:

Условные обозначения степени загрязнения воздуха:

1 – идеально чистый.

2 – чистый.

3 – относительно чистый (норма).

4 – загрязнённый (тревога).

5 – грязный (опасно).

6 – очень грязный (вредно).

прочерком обозначены невозможные сочетания.

По результатам сделайте вывод о состоянии воздушной среды в изученном районе. Обоснуйте возможные причины таких результатов. Доведите данные исследований до сведения администрации населённого пункта. Сделайте практические предложения по улучшению экологической ситуации данной территории.

4. Почвенный мониторинг.

• Информация

Состояние почвы оценивается по следующим показателям:

- загрязнение тяжёлыми металлами.

- загрязнение бытовыми и промышленными отходами.

- загрязнение нефтепродуктами.

- загрязнение пестицидами, нитратами.

Серьёзную озабоченность вызывают свалки промышленных и бытовых отходов, многие из которых токсичны.

1. Определение общих физических свойств почвы.

Выполнение работы:

1. Взятие почвенных образцов. Определение типа почвы, состава и структуры.
2. Лопаткой отберите пробу по 50-100 г в точках участка (5 разных точек).
3. Поместите пробы в пакеты. Каждый пакет герметично завяжите. Запишите № и точку его отбора.
4. Поместите пробы на поддон ровным слоем. Перемешайте пробы лопаткой.
5. Отберите инородные включения в почве.
6. Опишите состав и структуру почвы.
7. Сушка образца и определение влажности.
8. Поместите образец почвы в кювету. Кювету поставьте на чашку весов. Определите и запишите вес кюветы с образцом mвл (определите заранее массу пустой кюветы) mо.
9. Перенесите почву с кюветой в сушильный шкаф и выдержите при температуре 100-105 градусов не менее 3 часов (можно сушить в помещении в течение суток)
10. Оставьте кювету с образцом на 1 час для охлаждения до комнатной температуры (после сушки почва должна быть светлой и легко рассыпающейся).
11. Поместите остывшую кювету на чашку весов. Определите и запишите вес кюветы с высохшим образцом mс
12. Рассчитайте влажность образца по формуле:

w=   mвл   -   mс

                                  * 100

         mвл    -  mо

Обозначения величин, смотрите в тексте.

Обработка результатов и выводы:

1. Занесите результаты в таблицу:

2. Проанализируйте результаты и сделайте выводы об экологическом состоянии почвы по её общим физическим свойствам.

II. Определение высокого содержания некоторых элементов в почве по растениям-индикаторам.

• Информация

По произрастанию некоторых растений, так называемых растений-рудознатцев, по аномалиям в их росте, развитии и окраске можно определить высокое содержание тех или иных элементов в почве.

? Задание

Используя данные таблицы о растениях-индикаторах, определите, есть ли в почве вашей местности высокое содержание каких-либо элементов.

III. Определение рекреационной нагрузки (вытаптывание).

• Информация

Вытаптывание приводит к определённым, порой необратимым процессам в жизни леса. Сначала исчезают лесные травы, мох уплотняется, почва начинает хуже пропускать воздух и влагу. Вытоптана трава – значит, резко уменьшилось кол-во насекомых. Если на лесной поляне появилась ромашка, мятлик, овсяница, тысячелистник, значит, почва уплотнилась в 3-4 раза, по сравнению с нетронутым лесом. Когда же она уплотнилась в 6 раз, не выдерживают даже луговые травы. Они прижимаются к стволам деревьев, а на открытых местах это: подорожник, лапчатка, птичья гречишка. Из лесных сообществ наиболее ранимы сосняки лишайниковые, ельники. Более устойчивые березняки и осинники. Наличие на данной территории белого гриба, подберёзовика, подосиновика и груздя говорит о невысокой рекреационной нагрузке. Индикатором увеличения рекреационной нагрузки может служить увеличение видового разнообразия сыроежек, а также зонтика пёстрого.

Учёные выделяют пять стадий перерождения леса под воздействие антропогенной нагрузки, вызываемых рекреационной дигрессией.

? Задание

Используя приведённые данные, определите стадию рекреационной дигрессии леса.

Стадии рекреационной дигрессии леса (по Д.М. Гиряеву)

5. Определение антропогенных нарушений почвы.

Оборудование: карта местности, пишущие принадлежности.

Выполнение работы

1. Выберите хорошо вам знакомый участок местности (вблизи школы, места жительства, отдыха).
2. Укажите типы и группы антропогенных нарушений почвы, заполнив графы в таблице:

Типы и группы антропогенных нарушений почвы:

3. Опишите, по возможности подробнее, нарушения почв, заполнив таблицу:

Приложите к описанию иллюстрированный или фотоматериал.

Обработка результатов и выводы.

1. Нанесите антропогенные нарушения почв на карту.
2. Определите экологические последствия выявленных нарушений.
3. Сформулируйте предложения по снижению антропогенных воздействий на почву и восстановлению нарушений.

Приложение № 2  

Методические карточки-инструкции к практическим занятиям.

Практическая работа № 1

Тема: Изучение запыленности пришкольной территории.

Дата выполнения: 

Цель: изучение сравнительной запылённости пришкольной территории.

Объекты исследования: зелёные насаждения

Место проведения: территория, прилегающая к школе

Оборудование и материалы: лента прозрачная с липким слоем (скотч), листы писчей бумаги.

Ход работы:

1. Соберите листья с деревьев (на разной высоте, записав место произрастания) в разных участках пришкольной территории (автодороги, дендропарк, у жилых домов)
2. Приложите к поверхности листьев клейкую ленту (скотч).
3. Снимите плёнку с листьев вместе со слоем пыли и приклейте её на лист белой бумаги, подписав место произрастания растения, высоту нахождения листа.

Оценка степени запыленности по пятибалльной шкале:

Обработка результатов и выводы:

По результатам наблюдений заполняем таблицу:

Степень запылённости воздуха на пришкольной территории

Вывод: Степень запыленности пришкольной территории оценивается  баллом 3 (средняя) – главная причина наличие автодорог со стороны улицы Молодежной (со значительным потоком грузовых автомашин) и со стороны улицы Торговой. Немаловажное влияние оказывают примыкающий к школе жилой массив и наличие хозяйственных объектов. Известно, 1 га зелёных насаждений за сезон улавливает до 60 т пыли! Поэтому, можно сказать, что экологическое состояние воздушной среды пришкольной территории удовлетворительное.

Практическая работа № 2

Тема: Определение рН и органолептических показателей качества речной воды

Дата выполнения:

Цель: знакомство с органолептической оценкой качества воды; изучение кислотности воды в водоёме как фактора, характеризующего экологическое состояние водоёма.

Объекты исследования: вода

Место проведения: река Берёзовая

1. Определение мутности (прозрачности)

Оборудование и материалы: комплект ЭХБ «Пчёлка –У» - пробирки

Реактивы: модельные растворы (с добавлением различных веществ – молока, почвы, йода).

Ход работы:

1. Пронумеруйте пробирки с растворами.
2. Заполните каждую пробирку соответствующим модельным раствором на высоту 10-12 см (1 пробирка – р-р с добавлением молока; 2 пробирка – р-р с добавлением почвы; 3 пробирка – р-р с добавлением йода; 4 пробирка – речная вода).
3. Определите мутность воды, рассматривая пробирку на тёмном фоне при достаточном боковом освещении. Выберите подходящую степень мутности по таблице и поставьте номер пробирки:

2. Определение запаха воды.

Оборудование и материалы: комплект ЭХБ «Пчёлка –У» - пробирки пронумерованные с пробками, штатив для пробирок.

Реактивы: модельные растворы разливают в конические колбы на 250 мл ( 1 -  ароматический – 1-2 капли духов; 2 - древесный – прокипятить опилки; 3 - землистый – прокипятить горсть земли; 4 - травянистый – прокипятить свежую траву (сено); 5 - речная вода

Ход работы:

При определении запаха опираться ниже предложенными таблицами:

1. Налейте в пробирки (колбы) модельные растворы и закройте пробками.
2. Поочередно открывайте пробки у пробирок (колб) с растворами и определяйте запах воды.

Соблюдайте правила определения запаха неизвестных веществ!

По результатам наблюдений заполните таблицу:

3. Определение цветности.

Оборудование: пробирки с модельными растворами (с добавлением горчицы, соли, йода) речная вода

Ход работы:

1.Заполнили пробирку водой до высоты 10- 12 см.

2. Определили цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении.

3. Определили цветность воды с помощью таблицы.

4. Определение водородного показателя речной воды.

Оборудование: тест-комплект «рН», в том числе: контрольная шкала образцов окраски растворов для определения рН (4,5; 5.0; 6.0; 7.0; 8.0; 8.5), пипетка-капельница (0,10 мл), пробирки колориметрические с меткой «5 мл».

Реактивы и материалы: раствор универсального индикатора; проба воды для анализа.

Ход работы:

1. Колориметрическую пробирку сполосните несколько раз анализируемой водой. В пробирку налейте до метки пробу анализируемой воды (5 мл).
2. Добавьте пипеткой-капельницей 3-4 капли (около 0.10 мл) р-ра универсального индикатора и встряхните пробирку.
3. Окраску р-ра сразу сравните с контрольной шкалой, выбирая ближайший по характеру окраски образец шкалы. Окраску наблюдайте сверху через открытое отверстие пробирки на белом фоне при достаточном освещении.

Заносим полученные результаты в таблицу:

Выводы:

Характеристика водоёма – вода пригодна для хозяйственных и технических нужд ( для питья непригодна!)

Практическая работа № 3

Тема: Определение антропогенных нарушений почвы

Дата выполнения:

Цель: ознакомление с различными антропогенными нарушениями на знакомом участке местности (стоянка 3 № «Балка»), прогноз отрицательных последствий для окружающей среды от различных нарушений.

Объекты исследования:  почва

Место проведения: балка в окрестностях хутора Николовки

Материалы: карта местности

Ход работы:

1. Выберите хорошо знакомый участок местности (балка).
2. Укажите виды антропогенных нарушений почвы, заполните соответствующие графы в таблице:

3. Выявив нарушения, опишите их подробно, заполнив таблицу:

Результаты и выводы:

1. Нанести антропогенные нарушения почвы балки «Карта-схема сети оврагов».
2. Дальнейшее ухудшение экологической обстановки на данном объекте приведёт к прогрессу дефляции. Прогноз будет неутешительным, что приводит к разработке ряду мер по улучшению обстановки.
3. Мы предлагаем организационные и технические мероприятия по улучшению обстановки на данном объекте: высадка зелёных насаждений, чтобы укрепить склоны оврагов; организация экологического патруля, действия которого направлены на уборку территории балки от бытового мусора; организация вывоза мусора в надлежащие места.

Практическая работа № 4

Тема: Определение содержания в воздухе углекислого газа с помощью индикаторных трубок (экспресс-анализ окружающего воздуха).

Дата выполнения:

Цель: оценка качества воздуха через количественной определение содержания углекислого газа с помощью индикаторных трубок

Объекты исследования: воздух

Место проведения: улица, прилегающая к автодороге и роща

Оборудование: индикаторные трубки для определения углекислого газа (опыт выполняется с помощью комплекта-лаборатории серии «Пчёлка-У» (состоящий из набора индикаторных трубок и насоса-пробоотборника), насос-пробоотборник, термометр, секундомер.

Ход работы:

  Для того, что учащиеся увидели разницу в количественном содержании углекислого газа в разных местах анализа, мы предлагаем исследовать совершенно два разных экологических объекта (улицу, прилегающую к автодороге и рощу)

Перед началом работы повторяем правила по т/б в экологической лаборатории (применение индикаторных трубок и насоса-пробоотборника)

1. Вскройте индикаторную трубку на углекислый газ с обоих концов, используя отверстие на головке насоса. Обратите внимание на первоначальный цвет наполнителя индикаторных трубок (от слабо-фиолетового до белого).
2. Подсоедините индикаторную трубку со стороны выхода воздуха к насосу.
3. Прокачайте через индикаторную трубку воздух улицы и рощи в количестве 3 прокачиваний по 100 кубических  сантиметров, при продолжительности цикла прокачивания около 1 минуты.
4. Отметьте изменение окраски наполнителя и длину прореагировавшего столбика наполнителя. Расположите индикаторную трубку рядом со шкалой, изображённой на этикетке, и определите величину концентрации углекислого газа по границе столбика, изменившего окраску.

Полученные результаты обобщим в таблице:

Вывод:  содержание углекислого газа в воздухе рощи соответствует предельно допустимому содержанию углекислого газа в атмосфере; а содержание углекислого газа в воздухе улицы показывает повышение концентрации. В ходе этой работы подводим ребят к тому, что диоксид углерода не оказывает токсического действия на живые организмы (при концентрации ниже 5 %) так как растения усваивают его в процессе фотосинтеза. Но цель всей этой работы сводиться к тому – чтобы получить представление о естественном (фоновом) содержании углекислого газа в атмосфере и его изменении в процессе антропогенной деятельности.

Практическая работа № 5

Тема: Определение рН почвенной вытяжки и оценка кислотности почвы

Дата выполнения:

Цель: изучение экологического состояния почвы через оценку её кислотности; составление перечня с/х культур, подходящих для выращивания на данном объекте.

Объекты исследования: почва

Место проведения: поле или луг (экологическая стоянка)

Оборудование из комплекта «Пчелка – У»: ложка, воронка стеклянная, палочка стеклянная, стакан на 50 мл, фильтр бумажный, цилиндр мерный на 50 мл., пинцет, пипетка –капельница, пробирки-2 шт, штатив для пробирок.

Оборудование из кабинета: штатив ШЛХ с кольцом, весы учебные, разновесы.

Реактивы и материалы: раствор индикатора универсального, готовая почвенная солевая вытяжка, рН-индикаторная бумага, фильтр бумажный.

Ход работы:

1. Приготовить солевую почвенную вытяжку для двух образцов почвы (взятых в разных участках поля): высушить отобранные образцы на воздухе, расположив почву толщиной не более 2 см; взвесить пустой стакан на 200 мл. В стакан поместите высушенную почву на 1/3 высоты (20-50 г) и снова взвесьте его, определив массу в граммах; Добавьте  к почве чистую воду (объём воды отмерьте с помощью цилиндра) в количестве 5*массу в мл (5 мл р-ра на 1 г почвы); Перемешайте содержимое стакана в течение 3-5 минут стеклянной палочкой. Отфильтруйте содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в стакан (первые мм фильтрата отбросить).
2. Определяем рН почвенной вытяжки – наливаем в две пробирки до метки 5 л почвенной вытяжки и тестируем двумя способами:

А) раствором индикатора универсального, добавив в первую пробирку 3-5 капель р-ра индикатора;

Б) рН-индикаторной бумагой, опустив конец бумажной полоски пинцетом во вторую пробирку.

 3. Результаты определим по цветной шкале значений рН для каждого образца почвы.

Результаты и выводы:

1.   По результатам определения рН каждым методом заполним таблицу:

2. Из наших наблюдений мы видим, что более точный метод определения рН почвенной вытяжки – это использование рН-индикаторной бумаги со шкалой цветового значения.
3. Из полученных результатов мы можем сделать вывод, что кислотность почвы - важный экологический фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений. Для почвы нашего экологического объекта рН =6.2 и 6.5, значит для этого показателя оптимальный перечень выращивания с/х культур приведён в в таблице:

Практическая работа № 6

Тема: Количественное определение хлоридов, сульфатов в воде и почвенной вытяжке.

Дата выполнения:

Цель: изучение хлоридов, сульфатов как естественных компонентов воды и почвы с использованием метода их количественного определения.

Объекты исследования: почва, вода

Место проведения:  озеро и луг (экологические стоянки)

Оборудование из комплекта «Пчелка – У»: тест-комплект «Хлориды, «Сульфаты».

Ход работы:

Работа № 1 «Количественное определение хлоридов в воде и почвенной вытяжке»

Оборудование: тест-комплект «Хлориды», в том числе: медицинский шприц на 2 мл или 5 мл, пипетка-капельница, пробирка с меткой «5 мл» с пробкой.

Реактивы: р-р нитрата серебра (1 %)

Материалы: почвенная вытяжка и проба воды.

1. В склянки налейте 5 мл анализируемой воды и почвенной вытяжки.
2. Прибавляем по каплям раствор нитрата серебра.
3. Наблюдаем в пробирке с почвенной вытяжкой выпадение белого осадка, а в пробирке с водой незначительное помутнение раствора.

Работа № 2 «Количественное определение сульфатов в воде и почвенной вытяжке»

Оборудование: тест-комплект «Сульфаты», в том числе: мутномер, медицинский шприц на 10мл, пипетка-капельница, пробирки мутномерные (4 шт) с рисунком-точкой на дне и резиновым кольцом-фиксатором, пробки для мутномерных пробирок, соединительная трубка.

Реактивы: р-р нитрата серебра (насыщенный), р-р соляной кислоты.

Материалы: почвенная вытяжка и проба воды.

1. Поместите в отверстия мутномера две пробирки с рисунком на дне. В одну из пробирок налейте почвенную вытяжку (воду) до высоты 100 мм.
2. Добавьте к содержимому пробирки пипетками 2 капли р-ра соляной кислоты и 14-15 капель р-ра нитрата бария (нитрат бария токсичен!)
3. Герметично закройте пробирку и встряхните, чтобы перемешать содержимое.
4. Пробирку с раствором оставьте на 5-7 минут (образуется белый осадок или суспензия)
5. Закрытую пробирку снова встряхните 2-3 раза, чтобы перемешать содержимое.
6. Пипеткой переносим образовавшуюся суспензию во 2 (пустую) пробирку до тех пор, пока в 1 пробирке не появиться изображение точки на дне. Измеряем высоту столба суспензии в 1 пробирке (h1, мм) (свет должен падать под углом в 45 градусов):

h1 (почвенная вытяжка) =       54    мм

h1 (вода) =      72   мм

7. Продолжайте переносит суспензию во 2 пробирку до тех пор, пока в ней не скроется изображение рисунка. Измерим высоту столба суспензии во 2 пробирке (h2, мм):

h2 (почвенная вытяжка) =     50      мм

h2 (вода) =     74    мм

8. Рассчитаем среднее высоты столба h по формуле:

h(почв.выт.)= (h1 (почв.выт)+ h2 (почв.выт))/2

h(вода)= (h1 (вода)+ h2 (вода))/2

9. Определи концентрацию сульфат-аниона в мг\л по таблице:

Результаты и выводы:

Из данных результатов мы видим, что хлориды и сульфаты, как естественные компоненты присутствуют и в пробах воды и в почвенной вытяжке. Превышение концентрации не наблюдается (ПДК хлоридов в воде 350 мг/л; ПДК сульфатов в воде 500 мг/л) и поэтому нарушений минерального состава воды и почвы нет.

Практическая работа № 7

Тема: Оценка качества продуктов питания по содержанию в них нитратов.

Дата:

Цель: оценка качества продуктов питания и формирование навыков рационального потребления продуктов на основе сведений о содержании в них нитратов.

Объекты исследования: овощи, вода, фрукты.

Место проведения: экологическая лаборатория

Оборудование из комплекта «Пчелка – У»: ножницы, пинцет, скальпель (нож), чашка Петри, тест-система «Нитрат-тест».

Ход занятия:

1. Вводная беседа.

   Окружающая среда прямо и косвенно влияет на здоровье человека. Воздухом человек дышит, вода входит в состав пищевых продуктов, на почве произрастают необходимые для нашего питания продукты – вот основные способы воздействия окружающей среды на здоровье человека. Загрязнения воздуха, воды и почвы образуют основные химические факторы среды. Проблема загрязнения продуктов питания нитратам актуальна для оценки качества овощей, фруктов и различных соков. Эта проблема возникла сравнительно недавно, в связи с развитием знаний о причинах онкологических заболеваний.

- Как же происходит загрязнение продуктов питания нитратами? Что является причиной?

Загрязнение почв и воды соединениями азота обусловлено не глобальными процессами, а бесконтрольным использованием азотных удобрений (в основном нитратов) в с/х. Аммиачная, калийная и натриевая селитры следует вносить в почву, строго соблюдая агротехнические рекомендации.

Нитрат-анион очень подвижен в естественных условиях, т.к. нитраты хорошо растворимы в воде и не связываются частицами почвы.

- Что такое нитраты?

Нитраты – соли азотной кислоты с катионами ____________________  

Нитраты являются естественными компонентами почвенного раствора. Попадая в растения, они частично усваиваются и становятся естественным компонентом тканей растений. Нитраты легкорастворимые соли и легко разносятся грунтовыми водами.

  Сами по себе нитраты относительно малотоксичны. Однако попадая в организм человека в результате сложных биохимических превращений  они превращаются в нитрита ( соли азотистой кислоты)

- Чем опасны нитриты?

1.  Далее нитриты в желудочно-кишечном тракте  ( в кислой среде) взаимодействуют с соединениями, имеющими вторичные аминогруппы и превращаются в N – нитрозоамины, которые являются канцерогенными соединениями, т.е. способствуют образованию злокачественных опухолей.

Процесс образования N – нитрозоаминов:

NO3    H +    NO2

NH + NO2 + H           N – N = O + OH

Нитриты токсичнее нитратов в 450 раз

2. Поступая в кровь , взаимодействуют с гемоглобином крови и блокируют его дыхательную функцию, превращая часть гемоглобина в метгемоглобин, не способный переносить кислород от лёгких к тканям. При образовании большого количества метгемоглобина (30-40 %) возникает кислородное голодание тканей, что может вызвать поражение ЦНС. При содержании 15-20 %  у человека возникает лёгкая слабость, головная боль, синюшность.

- Цель нашего занятия – оценить качество продуктов питания,  то есть определить их пригодность, путём измерения концентрации нитратов   в них и сравнении с ПДК.

Мы разделились на 4 группы (бирки),  каждая группа будет тестировать определённый вид продукта:

1. – овощи (картофель, капуста, морковь, свёкла)
2. – фрукты (яблоки,  сливы, груши)
3. – зелень  (петрушка, лук, укроп)
4. – (питьевая вода, минеральная вода, сок, компот)

 Ход работы:

1.Подготовьте к тестированию овощи, фрукты и зелень  надрезав их. Опишите внешний вид каждого из продуктов, отметив свежесть, яркость окраски, наличие пятен, плесени; определите вкус и привкус. Нарежьте объект кусочками, чтобы выступил сок.

2. Выньте полоску тест-системы «Нитрат-тест» из упаковки и отрежьте кусочек индикаторной полоски размером 5*5 мм.
3. Зажмите отрезанный участок полоски пинцетом, смочите его соком плода (водой)
4. Через 3 минуты сравните окраску рабочего участка с контрольной шкалой на обложке тест-системы и определите содержание нитратов.

Результаты:

1. Результаты заносим в таблицу:

2. –Пригодны ли исследуемые продукты питания?

Некоторые овощи способны накапливать большие дозы нитратов в некоторых частях, например, в капусте – кочерыжка, свёкла -

3. Вопросы:

- Как влияет повышенное содержание нитратов на организм человека?

- Как уменьшить содержание нитратов в продуктах?

4. Смертельная доза нитратов для человека составляет – 8-15 г;

    Допустимое суточное потребление – не более 5 мг на 1 кг веса человека.

     ПДК нитратов воде водоёмов – 45 мг/л, в почве – 130 мг/л.

Выдача сертификатов качества (по каждому продукту).