Управление образования Гомельского облисполкома Учреждение образования «Гомельский государственный областной эколого-

Управление образования Гомельского облисполкома
Учреждение образования «Гомельский государственный областной экологобиологический центр детей и молодёжи»
VIII республиканская выставка-конкурс материалов научно-методического и
педагогического опыта учреждений дополнительного образования детей и
молодежи «Эколого-образовательная среда как фактор повышения качества
дополнительного образования»
Номинация: педагогический опыт
«Гидроэкология»
(основы научно-исследовательской деятельности)
образовательная программа объединения по интересам (научного общества
учащихся) повышенного уровня для учащихся 3-й ступени общего среднего
образования
Срок реализации
программы: 2 года
Автор - составитель:
Луговская Виктория
Валерьевна, методист УО
«Гомельский
государственный областной
эколого - биологический
центр детей и молодежи»
Гомель 2014
Пояснительная записка
Вода, являясь одним из компонентов окружающей среды и поддерживая
биоразнообразие конкретной территории, используется человеком во всех видах его
производственной деятельности. Благодаря своим свойствам она универсальна и
является непременным участником всех технологических процессов. Без нее не
возможна работа промышленности, транспорта, строительства.
Поверхностные и подземные воды являются важнейшими компонентами
природы. Вместе с атмосферной влагой они участвуют в общем круговороте воды в
природе, переходя друг в друга и поддерживая жизнь на нашей планете. Реки и озера
представляют собой естественную среду обитания разнообразных организмов
растительного и животного происхождения (гидробионтов).
Поэтому контроль за состоянием качества поверхностных вод в первую очередь
важен для разработки эффективных мер по их использованию и охране.
Образовательная программа объединения по интересам (научного общества
учащихся)
повышенного
уровня
направлена
на
формирование
и
развитие
экологической и эстетической установки личности по отношению к водной среде.
Занятия в научном обществе углубляют знания учащихся в области водной экологии , а
именно: по структуре поверхностных вод, их классификации; по экологическим
группам гидробионтов и их жизнедеятельности; мониторингу поверхностных вод,
охраны и рациональному использованию водных ресурсов; овладевают навыками
биологического анализа качества воды, а так же углубляют знания по биологии, химии
и другим предметам.
Данная программа разработана на основе программы «Гидробиологи» (автор З.П.Кабачек, [11, с. 30-43]) и в соответствии с современными подходами к
гидробиологическим исследованиям, описанным в научно- методической литературе.
Цель
реализации
воспитанников.
программы
Создание
условий
-
повышение
для
развития
экологической
творческой
грамотности
личности,
ее
самоопределения и самореализации. Формирование интереса, склонности учащихся к
научно-исследовательской деятельности по гидроэкологии, умений и навыков
проведения исследований. Содействие развитию интереса к познанию водного мира,
сущности процессов и явлений, происходящих в водной среде.
Задачи программы:
-
изучение пресных вод родного края, освоение методов оценки состояния
-
расширение контактов воспитанников с природой, вовлечение их в
воды;
практическую деятельность по изучению и охране окружающей человека среды;
прогнозирование направлений развития водной экосистемы;
-
формирование целостного восприятия водоема как экосистемы путем
проведения комплексного исследования и наблюдения физико-химических свойств
воды, приспособлений растительного и животного мира к условиям среды обитания;
-
выработка умений правильной постановки исследований в природе,
правильной ориентации в различных экологических ситуациях;
-
вовлечение учащихся в практическую природную деятельность.
Содержание программы 1-го года обучения включает в себя 8 разделов
и знакомит учащихся с гидробиологией как наукой, основными экологическими и
систематическими группами водных организмов, а также с основными принципами
научно — исследовательской деятельности. Содержание программы 2-го года
обучения включает в себя 11 разделов и знакомит учащихся с экологическим
мониторингом поверхностных вод, методами биологического анализа качества воды, с
процессами
евтрофирования
и
самоочищения
водоемов,
с
деятельностью на водных объектах. Работа объединения включает
природоохранной
лабораторные и практические занятия, исследовательскую деятельность, экскурсии на
водоемы, научно - исследовательские учреждения, музеи и др.
Организационные условия реализации программы
Данная программа рассчитана на учащихся 8-11 классов.
Предполагает 2 года обучения. 1-й год - 144 часа, 2-й - 216 часов. Занятия проводятся
два раза в неделю длительностью по 2 часа (1-й год обучения), по 3 часа (2-й год
обучения). Наполняемость группы в первый год обучения 10 человек, во второй год - 8
человек. Состав группы постоянный.
Основой содержания программы является изучение процессов и явлений,
протекающих в водной среде с использованием общепринятых в научном мире
методик. Главное внимание в работе уделяется изучению воды, как среды обитания
многих живых организмов и индикации степени загрязнения водной экосистемы, по
составляющим ее характеристикам (зоопланктон, фитопланктон, моллюски и др.)
Содержание
программы
повышенного
уровня
знакомит
учащихся
с
природоохранной деятельностью на водных объектах, экологическим мониторингом
водной среды, биологическими методами анализа водоемов. Работа объединения
включает лабораторные и практические занятия, а также исследовательскую работу,
которая проводится по заданиям и методикам, разработанным белорусскими ученымигидробиологами.
Актуальность программы обусловлена тем, что вовлекаясь в научноисследовательскую деятельность, учащиеся получают практический опыт проведения
научного исследования, учатся анализировать полученные результаты, устанавливать
причинно-следственные связи между явлениями. Повышенный уровень программы
знакомит учащихся с профессией ученого- исследователя, что позволяет в будущем
осуществлять осознанный профессиональный выбор.
Результатом реализации данной программы является написание школьных
научно-исследовательских работ и представление их на конкурсах и научных
конференциях. Исследуя водную экосистему, получая различные данные, можно
судить о степени загрязненности, воздействии антропогенных
факторов на водную экосистему. Работа в данном объединении предусматривает
экскурсии на водоемы в Гомельской области и сопредельных регионах.
Основной формой педагогического взаимодействия, посредством которой
реализуется программа, является объединение по интересам (научное общество
учащихся).
Основной формой организации образовательного процесса при реализации
данной программы является занятие.
Образовательные области программы «Гидроэкология» - биология (зоология,
ботаника, микробиология водных организмов), экология (гидроэкология, аутэкология
водных организмов, синэкология водных экосистем), охрана окружающей среды
(биоиндикация, биомониторинг, учение об охране природных территорий).
Учебно-тематический план 1-го года обучения (научного общества
учащихся) «Гидроэкология»
№
п/п
Всего
Тема
Организационное занятие.
В том числе
часов
Теоретических
Практических
2
2
-
8
6
2
8
2
6
12
6
6
4
2
2
4
4
Вводный инструктаж по ТБ
Гидробиология. Ее разделы,
1
объекты. Методы исследований
Научно-исследовательская
2
работа
3
Вода как среда обитания
4
5
Экологические группы
гидробионтов
Экологические основы
8
жизнедеятельности
гидробионтов
6
Пресноводные и морские растения
7
Пресноводные и морские
46
22
24
46
22
24
8
-
8
2
2
животные
Экскурсии
8
Итоговое занятие
ИТОГО
144
76
68
Содержание программы 1-го года обучения
Организационное занятие
Знакомство с воспитанниками и их интересами. План работы на год. Правила
поведения в научном обществе. Литература по гидробиологии. Вводный инструктаж
по ТБ.
Гидробиология. Ее разделы, объекты. Методы исследований
Гидробиология как наука, изучающая водные организмы и биологические
процессы, происходящие в водоемах. Разделы, объекты гидробиологии. Взаимосвязь с
другими науками. Методы гидробиологических исследований. Выбор темы для
исследовательской работы.
Психологическая культура: первоначальная диагностика уровня
творческих способностей воспитанников.
Демонстрации: таблицы, схемы, кинофильмы.
Практическая
работа:
освоение
методов
взятия
проб
при
помощи
гидробиологических приборов (планктонная сеть, скребок).
Экскурсия в научно-исследовательское учреждение. Встреча со специалистами.
Научно-исследовательская работа
Выбор
тем
для
научно-исследовательских
работ.
Изучение
и
подбор
литературных источников по выбранной тематике. Сбор материала для исследований,
заполнение дневников. Камеральная обработка, составление таблиц, диаграмм.
Оформление научно-исследовательских работ.
Вода как среда обитания
Значение воды в круговороте веществ. Химический состав и строение воды.
Физические и химические свойства. Плотность, вязкость и поверхностное натяжение
воды. Вещества содержащиеся в воде (газы, ионы минеральных солей, растворенные
органические вещества). Классификация водоемов по солености: пресноводные,
солоновато-водные, морские и ультросоленные. Основные термины. Круговорот воды.
Демонстрация: таблицы, схемы, живые объекты.
Практическая работа: организация деятельности учащихся по исследованию
экосистемы водоема, просмотр фильма.
Лабораторная работа: изучение физико-химических свойств воды.
Экскурсии на водоемы г. Гомеля. Составление схем круговорота воды в природе.
Экологические группы гидробионтов
Изучение основных групп гидробионтов, планктон, нектон, перифитон, бентос.
Пелагобентос, нейстон, плейстон. Основные понятия.
Демонстрации:
рассматривание
под
микроскопом
основных
групп
гидробионтов.
Практическая работа: зарисовка материала в альбомы.
Экологические основы жизнедеятельности гидробионтов
Изучение
питания,
водно-солевого
обмена.
Рост,
развитие,
энергетика
задач.
Изучение
гидробионтов.
Практическая
работа:
решение
экологических
приспособленности организмов к экологическим факторам.
Лабораторная работа: изучение питания гидробионтов на примере экосистемы
аквариума.
Пресноводные и морские растения
Общая характеристика водных растений. Классификация по месту обитания:
прибрежные, плавающие, подводные растения. Водоросли: общая характеристика,
систематика,
классификация.
Сельскохозяйственное
Разнообразие,
использование.
Отдел
способы
зеленые.
размножения.
Отдел
диатомовые,
криптофитовые, динофитовые. Отдел харовые, золотистые. Отдел сине-зеленые,
желто-зеленые. Отдел эвгленовые. Отдел бурые, красные.
Лабораторная работа: культивирование водорослей в лабораторных условиях.
Демонстрации: схемы, таблицы, иллюстрации.
Практическая работа: изучение строения тела водоросли под
микроскопом, зарисовка в альбомы.
Экскурсия: изучение растительных сообществ на базе центра.
Пресноводные и морские животные
Общая
характеристика
беспозвоночных
животных.
Одноклеточные
или
Простейшие: особенности среды обитания, строения, жизнедеятельности. Питание и
пищеварение, дыхание, выделение, размножение, инцистирование. Многообразие
одноклеточных, их значение в природе и жизни человека. Коловратки: строение и
физиология,
жизненный
цикл,
развитие,
экология.
Ветвистоусые,
веслоногие
ракообразные: строение и физиология, жизненный цикл, развитие, экология. Тип
моллюски: двустворчатые и брюхоногие. Общая характеристика позвоночных
животных. Рыбы: общая характеристика (форма тела, кожные покровы, скелет,
мускулатура, плавательный пузырь). Системы внутренних органов. Сезонные явления
в жизни рыб. Значение рыб в природе и жизни человека, охрана рыб.
Лабораторная работа: приспособление к водному образу жизни во внешнем
строении рыб.
Практические работы: изучение внешнего и внутреннего строения рыб,
моллюсков и одноклеточных, просмотр фильма.
Экскурсия: приспособленность животных к условиям жизни в водоеме.
Экскурсии. Экскурсия как одна из форм работы научного общества с
целью овладения учащимися навыков исследования водных экосистем.
В ГГУ имени Ф. Скорины, встреча со специалистами. На водоемы г. Гомеля.
Изучение растительных сообществ на базе центра. Приспособленность животных к
условиям жизни в водоеме.
Итоговое занятие
Систематизация знаний, полученных по курсу «Гидробиология». Подведение
итогов работы за год: отчет воспитанников (представление дневников исследований,
таблиц, схем); презентация работы за год.
Ожидаемые результаты образовательной программы научного
общества учащихся «Гидроэкология»
По окончанию 1-го года обучения изучения курса учащиеся должны знать:
-
особенности правового режима охраны водных ресурсов Республики Беларусь;
-
основные понятия по курсу гидробиологии;
-
систематику водных животных и растений;
-
физико-химические свойства воды;
-
особенности строения водных животных, их приспособленность к водным
условиям;
-
простейшие методики оценки экологического состояния окружающей среды;
-
основные группы водных растений уметь:
-
применять основные методы гидроэкологических исследований на практике;
характеризовать водную экосистему;
-
определять основные группы гидробионтов; виды водных и околоводных
растений;
-
применять знания на практике;
-
правильно проводить исследования в природе.
Учебно-тематический план 2-го года обучения (повышенный уровень)
Задачи:
1. организация проведения научно - исследовательской работы по выбранной
тематике;
2.
углубление знаний о взаимоотношениях гидробионтов в популяциях и
гидробиоценозах;
3. изучение методик биологического анализа качества воды и закрепление их
на практических занятиях.
№
п/п
В том числе
Всего
Тема
часов
теоретических
практических
3
3
-
15
3
12
36
15
21
9
3
12
3
9
12
3
9
Организационное занятие. Вводный
инструктаж по ТБ.
Научно-исследовательская
1
2
3
4
работа
Популяции гидробионтов.
Гидробиоценозы
Классификация вод и водоёмов
Биологический анализ качества воды.
6
Биоиндикация
5
Естественное самоочищение
водоёмов
6
Загрязнение и евтрофирование
водоёмов
7
9
18
18
6
12
33
9
24
18
6
12
9
9
12
-
12
3
3
-
72
144
27
Охрана и рациональное
использование водных ресурсов
Беларуси
8
9
10
Общая характеристика гидросферы
Водохранилища и жизнь в них
Глобальное изменение климата
Экскурсии
11
Итоговое занятие
ИТОГО
18
216
Содержание программы 2-го года обучения
Организационное занятие
План работы на год. Правила поведения в научном обществе. Литература.
Вводный инструктаж по ТБ.
Научно - исследовательская работа
Выбор тем для научно - исследовательских работ. Изучение и подбор
литературных источников по выбранной тематике.
Практическая
работа:
Сбор
материала
для
исследований,
заполнение
дневников. Камеральная обработка, составление таблиц, диаграмм. Оформление
научно-исследовательских работ.
Популяции гидробионтов. Гидробиоценозы
Структура популяций. Соотношение численности и биомассы популяции.
Внутрипопуляционные отношения, конкуренция, симбиоз и т.д. Плотность популяций.
Рост
популяций.
Динамика
популяций
гидробиоценозов.
Сезонная
динамика
популяций. Размножение, смертность и выживание. Гидробиоценозы: полные,
неполные. Основные биоценозы морей, океанов, рек, озер.
Практическая работа: Диагностика популяций гидробиоценозов. Описание
биоценоза аквариума, составление цепей питания населения аквариума. Паспорт
аквариума.
Состав
биоценоза
(на
примере
аквариума):
отношения
видов,
экологическая ниша, взаимодействие организмов.
Демонстрации: схемы, таблицы, иллюстрации, видеофильмы.
Экскурсия по теме «Изучение биоценоза». Выход на речку, озеро.
Классификация вод и водоемов
Классификация вод по химическому составу; по количеству содержащихся в
воде элементов и соединений. Классификация вод по степени минерализации.
Разнообразие водоемов по наличию органического показателя. Бактериологические
показатели.
Практическая
работа:
составление
схем
экосистем
водных
объектов.
Составление картотеки промысловых видов рыб Гомельского региона. Решение
экологических задач.
Демонстрации: схемы, таблицы, иллюстрации, видеофильмы.
Биологический анализ качества воды. Биоиндикация
Система биологического анализа качества вод: определение, цели, задачи.
Современные проблемы оценки качества воды. Биоиндикация: виды - индикаторы
животного и растительного мира.
Практическая работа: работа с литературой, составление цепей питания в
пресноводном
водоеме.
Анализ
проделанной
работы
(выступления
учащихся,
презентация). Определение класса качества воды, индекса Майера, индекса рейтинга
ручья. Решение экологических задач.
Лабораторная работа: методы оценки воды по биологическим показателям.
Биоиндикаторы пресных вод.
Демонстрация: таблицы, иллюстрации, схемы, фотографии и слайды.
Экскурсия на темы «Животный мир реки», «Растительный мир реки»
Естественное самоочищение водоемов
Понятие о самоочищении. Факторы самоочищения. Роль гидробионтов в
самоочищении водоемов. Скорость самоочищения. Мероприятия по его усилению.
Демонстрации: схемы, таблицы, иллюстрации, видеофильмы, презентации.
Практическая работа: решение экологических задач.
Психологическая культура: игра-путешествие «Озеро Нарочь».
Загрязнение и евтрофирование водоемов
Загрязнение водоемов: типы, источники. Методы очистки вод. Евтрофирование
водоемов. «Цветение» и зарастание водоемов, факторы, вызывающие цветение.
Организмы
обрастатели.
-
Опасные
гидробионты.
Экологические
основы
водоснабжения.
Демонстрации: таблицы, иллюстрации, схемы, видеофильмы.
Практическая работа: составление схем по видам загрязнения водоемов, выбор
тем рефератов. Положительные и отрицательные стороны биологических методов
оценки качества воды.
Исследование: «Изменение видового состава беспозвоночных животных по
сезонам года».
Охрана и рациональное использование водных ресурсов Беларуси
Охрана
и
рациональное
использование
водных
ресурсов.
Понятие
о
мониторинге. Мониторинг поверхностных вод. Состояние водных ресурсов Беларуси.
Важнейшие водные объекты Беларуси. Биоразнообразие водных экосистем. Водные
ресурсы Полесского региона.
Практическая работа: подготовка рефератов «Рыбное хозяйство», «Водные
ресурсы будущего», «Океан и человек», «Транспортирование воды».
Общая характеристика гидросферы
Происхождение и состав гидросферы. Круговорот воды в природе. Особенности
водной среды. Экологическая зональность Мирового океана. Континентальные
водоемы. Видовой состав животного и растительного мира водоемов Беларуси.
Происхождение и жизнь болот.
Практическая
малораспространенных
работа:
и
составление
исчезающих
видов
и
оформление
водных
животных
Составление коллекции пресноводных моллюсков водоемов г. Гомеля.
картотеки
и
растений.
Демонстрации: таблицы, иллюстрации, схемы, видеофильмы «Круговорот воды
в природе», «Тайны озер», «Жизнь морей».
Исследование: «Суточная активность различных видов моллюсков водоемов г.
Гомеля».
Водохранилища и жизнь в них
Типы водохранилищ: озерные, речные, наливные. Морфология водохранилищ.
Колебания уровня воды. Формирование флоры и фауны водохранилищ. Составление
цепей питания водных экосистем.
Практическая работа: решение экологических задач. Экологический проект
«Жизнь зародилась в воде». Камеральная обработка материала, собранного во время
экскурсий.
Демонстрации: иллюстрации, схемы, видеофильмы.
Экскурсия: на водоемы г. Гомеля по теме «Растительный мир водоемов», на
Днепро - Брагинское водохранилище.
Глобальное изменение климата
Климат.
Климатические
зоны.
Основные
понятия.
Естественные
и
антропогенные факторы изменения климата. Последствия глобальных климатических
изменений. Климат Республики Беларусь.
Демонстрации: таблицы, схемы, видеофильмы.
Практическая работа: разработка путей решения глобального
изменения климата.
Экскурсии
Реки Гомельской области. Озера Гомельской области. На Днепро - Брагинское
(Лоевский район) водохранилище. Гомельский государственный университет им. Ф.
Скорины, кафедра зоологии и охраны окружающей среды.
Итоговое занятие
Систематизация знаний, полученных по курсу «Гидробиология». Подведение
итогов работы за год. Отчет воспитанников (презентация научно - исследовательский
работ, для дальнейшего участия на областном конкурсе эколого - биологических работ
учащихся учреждений общего среднего и
дополнительного образования детей и молодежи «Молодежь и экологические
проблемы современности»).
Ожидаемый результат образовательной программы повышенного уровня
научного общества учащихся «Гидроэкология»
По окончанию изучения 2-го года обучения учащиеся должны знать:
-
особенности взаимоотношения живых организмов с окружающей средой;
-
роль водных организмов в природе и жизни человека;
-
гидробионты Беларуси, их значение в природе и сельскохозяйственной
деятельности человека;
-
правила поведения в природе;
-
виды - индикаторы животного и растительного мира Гомельского региона;
-
понятия
«евтрофирование»
водоемов,
самоочищение
водоемов,
«биоиндикация».
уметь:
-
вести самостоятельные наблюдения в природе, оформлять полевые дневники,
делать выводы;
-
составлять пищевые цепочки в гидробиоценозах;
-
правильно пользоваться определительными таблицами по видам - индикаторам
растений и животных;
-
давать
оценку
правильного
и
неправильного
отношения
человека
к
окружающей среде;
-
самостоятельного проводить биологический анализ качества воды, проводить
отбор планктонных и бентосных проб, камеральную обработку материала;
-
готовить презентации и доклады по теме исследований.
Ресурсное обеспечение программы: стол, стулья, микроскопы, планктонная сетка,
скребок, лупы, набор для проведения биологического
анализа воды, метровая линейка, батометр, формалин, камера Богарева, предметные
стекла, покровные стекла, цилиндры объемом 50 и 100 мл, водный термометр,
определители
пресноводных
растений
и
животных,
коллекция
моллюсков,
видеопроектор.
Формы и методы реализации программы
На различных этапах обучения и по каждой теме формы и методы
образовательного процесса определяются степенью сложности изучаемого материала,
уровнем подготовки воспитанников и т.д.
Ведущими
формами
организации
занятий
является
групповая
и
индивидуальная.
Методы реализации программы:
методы формирования экологического сознания (беседа, рассказ, диспут,
лекция, пример и др.);
методы организации эколого-биологической деятельности, поведения
-
учащихся (педагогическое требование, приучение, практическая исследовательская
работа, работа с литературой и информационными ресурсами, самостоятельная работа,
творческие задания, иллюстрация, демонстрация, трудовые операции, и др.);
методы стимулирования эколого-биологической деятельности, поведения
учащихся (дифференцированное обучение, поощрение, конкурс, защита творческих
работ и проектов, перспектива, ситуация успеха и др.)
-
методы
контроля
и
оценки
эколого-биологической
деятельности,
поведения учащихся (наблюдение, анкетирование, тестирование, устный и письменный
контроль, анализ результатов деятельности учащихся, самоконтроль, интерактивные,
рефлексивные методы и др.).
Педагогическими
технологиями
реализации
программы
дополнительного
экологического образования являются технологии:
-
коллективной творческой деятельности,
-
интерактивного
обучения,
проектной
обучения, дифференцированного обучения и др.
деятельности,
проблемного
Рекомендуемая литература для педагогов:
1.
Рассашко, И.Ф. Основы гидробиологии (водной экологии) / И.Ф. Рассашко,
Е.С.;
Гомельский
областной
отдел
общественного
объединения
«Белорусское
географическое общество». - Минск: право и экономика, 2010.
2.
Галковская, Г.А. Рост водных животных при переменных температурах / Г.А.
Галковская, Л.М. Сущеня. Минск: Наука и техника, 1978.
3.
Яблоков, А.В. Популяционная биология / А.В. Яблоков. М.: Высш. школа, 1987.
4.
Песенко, Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических
исследованиях. - М.: Наука, 1982.
5.
Семенченко, В.П., Тищиков, Г.В. Методическое руководство «Оценка качества
воды и мониторинг поверхностных вод в бассейне реки Припять путем создания сети
эталонных створов как шаг к внедрению Водной Рамочной Директивы». 2005.
6.
Кутикова, Л.А. Коловратки фауны СССР / Л.А. Кутикова.-Л.: Наука, 1970.
7.
Определитель
пресноводных
беспозвоночных
России
и
сопредельных
территорий. Ракообразные / под общ. ред. С.Я. Цалолихина - СПб.: Наука, 1995.
8.
Водоросли / Н.В. Кондратьева (и др.); Справочник. - Киев: Наукова думка,
1989.
9.
Методы определения продукции водных животных: Методическое руководство
и материалы / Под ред. Г.Г. Винберга. - Минск: Вышэйшая школа, 1968.
10.
Рассашко, И.Ф. Зоопланктон водоемов и водотоков Белорусского Полесья /
И.Ф. Рассашко, Б.П. Савицкий // Гом. ун-т. Деп. в ВИНИТИ 22. 02. 89. № 1178.
11.
Ногина,
М.А.
Программы
для
внеклассной
Исследователи природы / Москва «Просвещение», 1973 г.
и
внешкольной
работы.