Географический полигон как фактор формирования географических знаний у обучающихся средней школы

Школьники по итогам практических работ должны уметь выделять ПТК и их компоненты. Таким образом, вторая методическая задача — умение видеть в описываемых природных объектах компоненты ПТК.

В 7 и 8 классах практикум должен быть сориентирован на более глубокое описание компонентов ПТК и процессов, происходящих при их взаимодействии. Рекомендуется выполнять этот практикум в полном объеме в конце 8 класса, так как, с одной стороны, в страноведческом курсе 7 класса для такой работы почти нет времени, да и резкий переход от изучения материков и океанов к местным ландшафтам будет не всегда понятен учащимся. С другой стороны, курс географии России в 8 классе подразумевает изучение местных ландшафтов в конце года. Наиболее удачным вариантом, на взгляд автора, является организация работы в форме практикума. В ходе его про ведения учащиеся ознакомятся с простыми методиками изучения процессов, происходящих в природном комплексе. Завершаться практикум будет обобщающей работой, подводящей ребят к видению и пониманию ПТК как целостной геосистемы.

В 9 классе, когда учащиеся уже знакомятся с территориальными аспектами хозяйства России, связи его с природной средой, стоит проводить практикум, синтезирующий физико-географические и экономико-географические знания через геоэкологические аспекты. В результате выполнения практических работ обучающиеся от изучения конкретных воздействий человека на отдельные компоненты ПТК должны перейти к комплексному научному видению проблемы взаимодействия человеческого общества и природы на примере местных природных комплексов. Познакомившись с методиками экологического мониторинга конкретных объектов, являющихся компонентами тех или иных ПТК, учащиеся должны попробовать дать экономическое обоснование природоохранных мероприятий.

Для учащихся городских школ практикумы можно. организовать на полигоне, который выбирается в ближайшем пригороде, где природные комплексы изменены в меньшей степени, или, если такой возможности нет, в парке, лесопарке, или на малоиспользуемом участке пришкольной территории где управляемые человеком природные системы можно считать условно-естественными.

2.2 Организация и структура учебного полигона

Начинать комплексное географическое исследование необходимо с выделения территории, которая будет регулярно наблюдаться в ходе ежегодных практикумов. На ней возможно создание геодезических площадок, пунктов слежения (мониторинга) за состоянием тех или иных компонентов природных комплексов. Эту наиболее типичную для местности региона территорию можно назвать учебным полигоном. Учебным природным полигоном называется относительно небольшая по размерам территория, на которой располагаются наиболее типичные природно-территориальные комплексы.

Как правило, это наиболее распространенные на той или иной территории природные комплексы, сформировавшиеся при характерных для нее условиях рельефа, подстилающих горных пород, климата. Например, вы живете на равнине со слабохолмистым рельефом, на которой при достаточном количестве осадков, теплом лете и умеренно холодной зиме произрастают смешанные леса, состоящие из ели, сосны, осины, березы. Но при этом встречаются и сосновые боры, ельники, осинники и даже дубовые рощи. К тому же в таких лесах встречаются верховые и низинные болота, луга по поймам рек и т. д. Типичным сочетанием природных комплексов в таком случае будут смешанные леса, произрастающие на водораздельных пространствах и склонах холмов и долин и луговые и кустарничковые поймы рек. Они широко распространены и соответствуют почвенно-климатическим условиям.

В качестве учебного полигона может быть выбрана любая территория с типичными природно-территориальными комплексами. Именно на примере типичных ПТК, т. е. находящихся в полном соответствии с природными условиями, в которых они формировались, можно наиболее ярко пояснить, как те или иные факторы и условия воздействуют на формирование природных комплексов.

Наиболее удачным вариантом размещения полигона автору представляется водосбор небольшого ручья или речки.

Во-первых, малый водосбор — это целостная природная система, границы которой носят объективный характер и легко определяются даже учениками. Порядок выделения такой природной системы понятен ребятам, так как они сами могут найти на местности водораздел.

Во-вторых в бассейне реки или ручья природные комплексы связаны нисходящими потоками вещества (текущая вода, частицы почвы, горные породы, биомасса). Эту связь можно легко показать как минимум на примере различий в структуре ПТК на водоразделе, склоне и в днище долины из-за разности в увлажнении, а как максимум — на примере различий в протекании природных и природно-антропогенных процессов (например, стока воды и почвенной эрозии на распаханных склонах).

В-третьих, на водосборе всегда присутствуют различные природные комплексы. На водоразделе — зональные комплексы, на склонах или днище долины — производные от зональных местные ПТК, формирующиеся под воздействием таких особенностей, как различия в экспозиции, увлажнении. Именно здесь можно продемонстрировать не только воздействие факторов формирования ПТК, но и взаимные связи в природно-территориальном комплексе.

2.3 Устройство и ключевые мероприятия учебного полигона

После выбора по переменным критериям водосбора малой реки или ручья (в балке овраге) необходимо составить крупномасштабную карту этой территории. Можно составить подробный план полигона вместе. с обучающимися. С картой или планом следует обойти выбранную территорию (желательно вместе с учащимися) и наметить точки для пунктов мониторинга различных компонентов природно-территориальных комплексов и учебных ландшафтных профилей.

Для выполнения задач географического исследования на полигоне должен присутствовать минимальный необходимый набор компонентов.

Первое — это план и карта. Общеизвестная истина гласит: «Без карты нет географии!» Оборудование полигона необходимо начать с создания геодезической площадки. Размеры площадки произвольны. Она может быть расположена целиком на всем полигоне. Но обязательным ее элементом являются реперы. Репер (от франц. «repere» — метка, исходная точка) — закрепляемый на земной поверхности знак с известной абсолютной высотой, которая определяется нивелированием. Нивелирование производится от другой точки с известной абсолютной высотой. Репер выглядит как деревянный или металлический кол, забитый на 0,5 м в землю и возвышающийся на 0,2 — 0,3 м над ее поверхностью. Для некоторых наиболее важных реперов с высокой точностью определяются географические координаты. Абсолютная высота и координаты обычно -. определяются для верхнего конца («шапки») репера. Реперы обычно размещаются на открытом, видном издалека месте и обозначаются специальными пирамидами. Такое размещение делает возможным засечку репера с любой точки при съемке местности.

грунтовой репер (по Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов)

Следующий эт ап — это размещение пунктов мониторинга различных компонентов природно-территориальных комплексов. Мониторинг (от лат. «monitor») — это слежение за какими-либо объектами и явлениями природной среды, а данном случае — за компонентами типичных для местности природно-территориальных комплексов, находящихся на полигоне. Далее будут выделены пункты мониторинга воздушных масс, водных объектов, растительности, почв и рельефа.

Пунктом мониторинга воздушных масс является метеорологическая площадка, которая размещается на открытом, самом высоком месте на территории полигона, не покрытом древесной растительностью. Это делается для того, чтобы неровности рельефа, деревья или строения не нарушали естественное перемещение и характеристики воздуха. Важной частью метеорологической площадки является метеорологическая будка. Ее изготовляют из деревянных брусков или дощечек. В ней размещаются приборы для измерения основных характеристик воздуха: термометр для определения температуры воздуха, гигрометр для определения относительной влажности воздуха и барометр для определения атмосферного давления. Помимо них в будке по возможности размещают приборы самописцы. Самописец — это прибор, самостоятельно и непрерывно в течение определенного интервала времени фиксирующий результаты измерения той или иной характеристики.

Будка размещается на подставке на высоте 2 м от земной поверхности для устранения искажений, возникающих в приземном слое воздуха. Дверца метеобудки должна открываться с северной стороны, чтобы при снятии показаний приборов на них не падали На расстоянии около 3 м от метеорологической будки размещают осадкомер — прибор для определения количества выпавших осадков. Он состоит из металлического цилиндра и насаживающейся на него сверху защиты, предохраняющей жидкие осадки от разбрызгивания, а твердые (снег) от выдувания. Осадкомер также размещают на высоте 2 м от земной поверхности.

Рядом с будкой на мачте высотой 10 м размещается флюгер для определения направления ветра. Стрелка флюгера (флюгарка) cвободно вращается на стержне. Ее острый конец всегда бывает направлен против ветра. Таким образом, она указывает, откуда дует ветер. Если он подул с северо-запада, говорят, что он северо-западный, и т. д. Мачту флюгера можно раскрасить так: один метр — белой краской, второй- черной, затем снова белой и т. д. С помощью раскрашенной таким образом мачты можно тренироваться в глазомерных определениях высоты различных объектов.

В качестве необязательного элемента метеорологической площадки можно назвать стационар для определения температуры поверхностного слоя почвы. Это бывает полезно при изучении характера прогревания почвенного покрова. Он представляет собой свежевскопанный участок (на расстоянии не менее 5 м от метеобудки) почвы, на котором размещены закопанные на разную глубину полые металлические или пластмассовые трубки, прикрытые сверху самодельными пробками. На поверхности лежит один термометр для определения температуры поверхности почвы. В трубках находятся термометры, опущенные измеряющим концом вниз, который касается почвы на дне. К другому концу термометра привязана веревочка, с помощью которой его быстро извлекают из трубки и снимают отсчет со шкалы. Обычно такие измерения производятся одновременно на глубинах 0, 5, 10, 20, 30, 50, 100 см.

Составляющие флюгера (по Н.Н. Петровой)

Пунктом мониторинга водных объектов является гидрологический пост. Он служит для проведения измерений и наблюдений за водными объектами, а также для отбора гидрохимических и гидробиологических проб. Гидрологические посты размещаются на реках, ручьях и озерах или прудах. Место для гидрологического поста выбирается на прямолинейном участке русла реки или береговой линии озера или пруда и оборудуется мостками.

На гидрологическом посту можно проводить многие измерения, но самыми распространенными и простыми являются измерения температуры воды. Температуру поверхностного слоя воды можно измерить и простым термометром. Но если водоем (например, озеро или пруд) достаточно глубок, то для измерения температуры в различных слоях требуется специальный прибор — батометр.

Он представляет собой цилиндр, в который помещен термометр. При помощи лота (размеченного троса) он погружается в воду на заданную глубину отверстием вниз так, чтобы внутри образовался воздушный мешок. На нужной глубине он с помощью специального троса переворачивается отверстием вверх, вода попадает внутрь, термометр фиксирует ее температуру. После этого батометр быстро извлекается из воды и с термометра снимаются показания, фиксируется температура на заданной глубине.

Простейший кустарный батометр

( по материалам газеты «Биология» ИД «1 сентября»)

Важной характеристикой является уровень воды в реке или озере. В реке он меняется чаще, чем в озере. Поэтому измерение уровня воды в реке или ручье является очень важным видом работ на гидрологическом посту. Обычно величина уровня воды выражается в метрах абсолютной высоты. Для этого на берегу у поста необходимо организовать репер с известной абсолютной высотой. Удобнее это сделать так, чтобы он был частично погружен в воду. Тогда на нем можно нанести сантиметровые деления или прикладывать линейку и измерять таким образом уровень. воды. Также на гидрологическом посту, установленном на реке или ручье, проводят измерение расхода воды.

Если на территории полигона ручей или речка не подпружены, то достаточно организовать один гидрологический пост в среднем течении. При наличии прудов или озер имеет смысл создать на каждом из них отдельный пост. В таком случае вы сможете следить за теми изменениями, которые происходят при стоке воды с водосбора от верховьев к устью.

Пунктом мониторинга за состоянием растительного покрова является геоботаническая площадка. Одной такой площадки достаточно для изучения растительности типичных ПТК. Обычно ее размещают на водоразделе. Но для более полного знакомства с флорой полигона целесообразно иметь несколько таких площадок, расположенных на разных элементах форм рельефа.

Как правило, такая площадка имеет квадратную форму со стороной 10 м. На этой территории происходит учет всех древесных и травянистых растений и проводятся наблюдения за фазами их развития (фенологическими фазами). Специального оборудования такая площадка не требует. Достаточно только нанести ее на карту или план полигона.

Пункт мониторинга рельефа — самого консервативного компонента природного комплекса — удобно разместить там, где процессы изменения рельефа протекают достаточно быстро. Это могут быть вершина быстро растущего оврага, оползневой склон или излучина активно меандрирующей реки.

Рассмотрим оборудование такого пункта на примере организации наблюдений за вершиной оврага. Вокруг вершины оврага устанавливают реперы. С помощью рулетки в ходе мониторинга замеряют расстояния а, b, с, d, f, g и заносят их в специальный журнал . С ростом оврага эти расстояния, естественно, будут сокращаться, и может наступить такой момент, когда ближние реперы будут cмыты в овраг вместе. с горной породой. Поэтому необходимо ставить по 2 и более репера с каждой стороны.

Схема расположения реперов при изучении оврага