Предмет, объект, задачи и методы науки об окружающей среде. Структура современной экологии и ее место в системе наук

Урок № 1

Тема. Предмет, объект, задачи и методы науки об окружающей среде. Структура современной экологии и ее место в системе наук

Цель: расширить знания учащихся об экологии как комплексной сложной многогранной науке о взаимоотношениях живой и неживой природы, о тактике и стратегии сохранения и сбалансированного развития жизни на Земле; сформировать представление о предмете, объекте, задачах и методах науки о природе; развивать логическое мышление, творческие способности учащихся; обосновать необходимость минимума экологических знаний для современного человека.

Ожидаемые результаты: после этого урока учащиеся смогут дать определение экологии как комплексной сложной многогранной науки о взаимоотношениях живой и неживой природы; назвать предмет, объект и задачи науки об окружающей среде; называть и характеризовать методы науки об окружающей среде; проанализировать сложную структуру экологии; сравнивать основные направления экологии; определить место экологии в системе наук.

Оборудование и материалы: схемы, таблицы, печатные материалы.

Базовые понятия и термины: экология, аутэкология, синэкология, демэкология, биосферология, биоценология, мониторинг, моделирование, прогнозирование, картография, теоретическая экология, прикладная экология.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы обучения: интерактивные, объяснительно-иллюстративные — беседа, рассказ; репродуктивные, частично-поисковые, проблемные, творческие.

Структура урока

I. Организационный этап . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 мин

II. Мотивация учебной деятельности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 мин

III. Изучение нового материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 мин

IV. Обобщение и систематизация знаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 мин

V. Итоги урока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 мин

VI. Домашнее задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 мин

Ход урока

I. Организационный этап

Приветствие учащихся, проверка их готовности к уроку. Учитель объясняет требования к рабочим тетрадям, тетрадям для практических работ, рекомендует учебники и учебные пособия.

ІІ. Мотивация учебной деятельности

• Рассказ учителя

Окутанная тонкой голубой вуалью атмосферы, как драгоценный бриллиант, сияет прекрасная планета Земля на фоне черного вакуума космоса. Пришло время каждому осознать, что мы живем в призрачном озоновом пространстве, что наша Земля — уникальный небесный цветок. А мы уничтожаем этот цветок, разрушаем его оболочку, вырываем нежные ростки лесов. Птицы и звери, цветы и деревья обращаются к человеку: «Сохрани то, где стоишь, где живешь,— на расстоянии взгляда и голоса, хотя бы на расстоянии протянутой руки». Необходимо ввести в нашу жизнь такие понятия, как «экологическое мышление», «экологическая работа». Следует разработать новую категорию прав — права Природы!

ІІІ. Изучение нового материала

1. Предмет, объект, задачи и методы науки об окружающей среде

• Рассказ учителя

Термин «экология» («ойкос» — дом, «логос» — наука) ввел известный немецкий зоолог Э. Геккель в 1866 г. в работе «Общая морфология организмов». Термин «экология» и его производные (экологическая ситуация, загрязненная экология и др.) в настоящее время стали широко употребляемыми не только в научной литературе, но и в разнообразных средствах массовой информации. Нет, наверное, ни одного человека в Украине, который когда-нибудь не сталкивался бы с этими понятиями. Хотя мало кто может дать четкое и ясное определение, что же такое «экология». Большинство ограничится довольно расплывчатым определением, что это какое-то загрязнение, радиация, что раньше экология была лучше, а теперь хуже, люди болеют, у молодежи слабое здоровье…

• Задания для учащихся

Технология «Ассоциативный куст». Что такое экология? Составьте ассоциативный куст к слову «экология». (Учащиеся называют свои «ассоциации», а учитель записывает их на доске в схему.)

• Методический сундучок!

«Ассоциативный куст» — это интерактивная технология, при проведении которой учитель определяет одним словом тему, над которой будет проводиться работа, а учащиеся называют все, что возникает в памяти относительно этого слова. Сначала высказываются самые стойкие ассоциации, а потом — второстепенные. Учитель фиксирует ответы в виде своеобразного «куста», который постепенно «разрастается». Этот метод универсальный, так как может использоваться при изучении любой учебной дисциплины и на всех этапах урока.

(Обсуждение ответов и формулирование определения термина «экология».)

• Рассказ учителя

Э. Геккель определил экологию как «общую науку о взаимоотношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком понимании все условия существования. Они частично имеют органическую, частично неорганическую природу, но как одни, так и другие имеют большое значение для форм организмов, поскольку требуют приспособлений к себе».

Современное определение: экология — комплексная интегральная наука, которая исследует окружающую среду, ее влияние на общество и обратную реакцию природы на деятельность человечества.

Невозможно охранять природу, использовать ее, не зная, как она функционирует, по каким законам существует и развивается, как реагирует на влияние человека, какие предельно допустимые нагрузки на природные системы может позволить себе общество, чтобы не разрушить их. Все это и является предметом изучения экологии.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой.

Основной объект изучения в экологии — экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой жизни. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т. е. совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).

Основная цель экологии: формирование принципов общего существования живых организмов во всех сферах жизни.

• Задания для учащихся

Исходя из определения экологии, предмета и объекта ее изучения, основной цели, сформулируйте, какие задачи ставит перед собой эта наука.

(Обсуждение ответов, составление схемы.)

• Рассказ учителя

Экология, как и каждая наука, имеет свои методы исследования. Самый древний из них — метод наблюдения. Благодаря этому методу в экологии были установлены основные закономерности функционирования биогеоценозов, приспособления организмов к тем или иным условиям среды, выделены группы организмов в соответствии с тем или иным фактором и т. п. Сегодня используют такие методы, как мониторинг, эксперимент, прогнозирование, моделирование, аэрокосмический, картографический.

(Работа с текстом «шпаргалки».)

• «Шпаргалка для учащихся»

(Данную страницу можно скопировать и использовать для работы на уроке и при самоподготовке дома.)

Методы науки об окружающей среде

2. Структура современной экологии и ее место в системе наук

• Рассказ учителя

Наука об окружающей среде объединяет два основных направления: теоретический (классический) и прикладной.

Классическая экология охватывает все разделы современной биоэкологии. В зависимости от уровня и предмета исследований различают аутэкологию, демэкологию, синэкологию и др. Кроме того, сюда относятся такие направления, как палеоэкология, теория заповедного дела, основы биоиндикации, радиационная экология, экологическая токсикология и др. Осложнение взаимоотношений человека и природы обусловило появление ряда прикладных экологических направлений, которых значительно больше, чем в блоке классической биоэкологии.

Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы, методы предотвращения этих процессов, способы рационального природопользования.

Главной, традиционной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека как биологическое существо).

В составе общей экологии выделяют следующие разделы (объяснение

схемы, начерченной на доске или спроектированной на экране):

• Экологический словарик

Аутэкология (экология особей) — наука о взаимоотношениях отдельного организма (особи) с окружающей средой (влияние среды на морфологию, физиологию и поведение организмов, определение границ устойчивости вида и его отношение к разным экологическим факторам).

Демэкология (экология популяций или видов) — наука о взаимоотношениях

популяций или видов с окружающей средой с учетом внутрипопуляционных и внутривидовых процессов.

Синэкология — наука о взаимоотношениях сообществ живых организмов (ценозов,

экосистем и т. п.) с окружающей средой и их структурно-функциональную организацию.

Биосферология (учение о биосфере) — учение о глобальной экосистеме Земли, область

системного взаимодействия живой и неживой природы.

Биогеоценология — наука о структуре, функционировании, саморегуляции, саморазвитии

многовидовых сообществ организмов (биогеоценозов) и биосферы в целом.

• Задания для учащихся

Что является общим для всех этих направлений экологии?

Технология «Микрофон»

• Методический сундучок!

«Микрофон» — это технология общегруппового обсуждения, которая предоставляет возможность каждому учащемуся в определенном порядке высказать свое мнение, отвечая на вопросы или высказывая свою позицию.

Организация работы

1. Сообщите учащимся проблему (вопрос).

2. Предложите воображаемый «микрофон» (любой предмет).

3. Предоставляйте учащимся слово поочередно, передавая «микрофон». Говорить имеет право лишь тот, кто держит «микрофон».

4. Ответы не комментируют и не оценивают.

5. Когда кто-то высказывается, другие не имеют права давать собственные ответы или комментировать.

Учащиеся должны прийти к выводу:

Для всех этих направлений экологии главное — изучение способов выживания живых существ в окружающей среде. Перед ними стоят прежде всего задачи биологического характера — изучить закономерности адаптации организмов и их совокупностей к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы и др.

• Рассказ учителя

Экология — это междисциплинарная наука, которая базируется на достижениях как биологических, так и географических, технических, экономических и общественных наук. (Объяснение схемы, начерченной на доске или спроектированной на экране.)

Биологические науки. В основе экологии лежит фактологический материал таких наук, как зоология, ботаника, микробиология.

Химические науки. В основе жизни лежит обмен веществ между организмами и средой, которая проявляется в ассимиляции, метаболизме и диссимиляции вещества. Все это — химические процессы.

Физика. Закономерности биологических процессов преобразования веществ в пищевых цепях, в водной и воздушной средах подчиняются фундаментальным законам физики: закону сохранения массы и второму закону термодинамики.

Географические науки. Восприимчивость природных систем разных географических зон к антропогенным влияниям неодинакова. Это необходимо учитывать в организации природопользования.

Философия. Экология — не столько область науки, сколько метод мышления, принцип подхода. Актуальным философским элементом является экологическая этика, связанная с экологически корректным обращением человека с природой, осознанием того, что все живые организмы имеют равное с человеком право на жизнь на планете.

Математика. Экология — точная наука, и поэтому все взаимодействия и закономерности оцениваются мерой и числом. Все процессы и закономерности могут быть представлены в виде уравнений, графиков и т. п., это позволяет устанавливать связи, прогнозировать соответствующие процессы (математическое моделирование, прогнозирование процессов и явлений).

Медицина. Ухудшение качества окружающей среды в результате тех или иных природных процессов или из-за антропогенных превращений природы в общем случае означает отклонение конкретных условий от физиологических норм организма. Установление санитарно-гигиенического нормирования — задача медицины. Область науки имеет название — санитарная охрана окружающей среды.

ІV. Обобщение и систематизация знаний

• Задания для учащихся

1. Выполните тестовые задания.

1. Экология — это наука:

а) о взаимоотношениях между живыми организмами и средой существования;

б) об исследовании закономерностей организации жизни на Земле;

в) об исследовании проблемы кислотных дождей, озоновых дыр, радиации;

г) о приспособлении живых организмов к жизни в определенных условиях.

2. Современная экология — это:

а) раздел биологии;

б) раздел природоведения;

в) самостоятельная интегрированная наука.

3. Экологию условно можно разделить на разделы:

а) урбоэкология, аутэкология, синэкология, демэкология, эйтэкология;

б) социальная экология, инженерная экология, космическая экология, радиационная экология;

в) аутэкология, синэкология, демэкология, глобальная экология (биосферология).

4. Предмет экологии:

а) составные элементы всех уровней организации живого;

б) изучение систем, размещенных выше организационного уровня;

в) изучение взаимовлияния биотических и абиотических факторов среды.

5. Задачи экологии:

а) комплексное планирование и проведение мероприятий по рациональному использованию, сохранению и воспроизведению природных ресурсов;

б) изучение происхождения человека и развития его физического типа;

в) изучение отношений между популяциями разных видов и сообществ;

г) изучение взаимоотношений организмов и их популяций с факторами окружающей среды, влияния этих факторов на расселение видов, на развитие и изменение сообществ;

д) исследование влияния среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов;

е) установление зависимости между средой и численностью популяций;

ж) изучение борьбы за существование в популяциях и направлений естественного отбора;

з) изучение индивидуального развития каждой особи.

(Работа в парах, взаимопроверка.)

2. Сформулируйте вопросы к словам в заполненном кроссворде.

3. Метод «Пресс».

Сегодня много говорят и пишут об ухудшении экологической ситуации, экологических катастрофах и необходимости охраны природы. Как вы думаете, почему ситуация и дальше не изменяется к лучшему, а в некоторых регионах даже ухудшается?

• Методический сундучок!

Метод «Пресс» — это интерактивный метод, который помогает научиться находить весомые аргументы и формировать свое мнение относительно спорного вопроса; разбираться в своих идеях, а также формулировать их в виде четкой и логической структуры.

Этапы метода

1. Высказываем свое мнение: «Я считаю…»

2. Объясняем причину такой точки зрения: «Потому, что…»

3. Приводим пример дополнительных аргументов в поддержку своей позиции: «Например...»

4. Обобщаем, формулируем выводы: «Итак…». «Таким образом…».

V. Итоги урока

Технология «Незаконченные предложения».

Учащиеся работают с открытыми предложениями, например:

• «На этом уроке для меня самым важным открытием было…».

• «Урок важен, потому что…»

• «Я знаю…»

• «Я умею…»

• «Мне понравилось…»

• «Мне не понравилось…»

VІ. Домашнее задание

1. Прочитать соответствующий параграф учебника или «Шпаргалку для учащегося».

2. Подготовить доклад на тему «Жизненный путь и научная деятельность В. И. Вернадского».