Методика изучения природных сообществ в курсе естествознания

Природная среда жизни общества не ограничивается географической средой. Качественно иной естественной средой его жизни является сфера всего живого - биосфера, включающая населенную организмами верхнюю часть земной коры, воды рек, озер, морей и океанов, а также нижнюю часть атмосферы. Ее структура и энергоинформационные процессы определяются прошлой и современной деятельностью живых организмов. Она находится под влиянием космических, а также глубинных подземных воздействий: это гигантская природная биофизическая и биохимическая лаборатория по преобразованию солнечной энергии через зеленый покров планеты. В результате длительной эволюции биосфера сложилась как динамическая, внутренне дифференцированная равновесная система. Но она не остается неизменной, а, будучи самоорганизующейся, развивается вместе с эволюцией Вселенной и всего живого. История жизни на нашей планете показывает, что глубокие преобразования происходили уже не раз и качественная перестройка биосферы приводила к исчезновению разных видов животных и растений и появлению новых. Эволюционный процесс биосферы имеет необратимый характер.

Понятие «ноосфера» ввел наш выдающийся естествоиспытатель и мыслитель В.И. Вернадский. Он был одним из создателей антропокосмизма, представляющего в единстве природную (космическую) и человеческую (социально-гуманитарную) стороны объективной реальности, исследовал проблему перехода биосферы в ноосферу. Эти идеи развивал далее, но в этом же духе (П. Тейяр де Шарден), а у нас эти принципы развивались А.Л. Чижевским в замечательном произведении «Земное эхо солнечных бурь» [8, стр. 23-35]

Помимо растений и животных организмов биосфера включает в себя и человека: человечество — часть биосферы. Причем его влияние ускоряет процесс изменения биосферы, оказывая все более мощное и интенсивное воздействие на нее в связи с развитием науки и техники. С возникновением человечества осуществляется переход к новому качественному состоянию биосферы — ноосфере , представляющей собой сферу живого и разумного. Ноосфера, таким образом, не отвлеченное царство разума, а исторически закономерная ступень развития биосферы, создаваемая прежде всего ростом науки, научного понимания и основанного на ней социального труда человечества. Можно сказать, что ноосфера — новая, особая реальность, связанная с более глубокими и всесторонними формами преобразующего воздействия общества на природу. Она предполагает не только использование достижений естественных и гуманитарных наук, но и разумное сотрудничество государств, всего человечества, и высокие гуманистические принципы отношения к природе — родному дому человека.

Экология - есть наука о родном доме человечества, об условиях обитания тех, кто его населяет. В более строгом определении экология - комплексное научное направление, изучающее закономерности взаимодействия живого с внешними условиями его обитания с целью поддержания динамического равновесия системы «общество - природа».

Известно, что человеческая деятельность является тем каналом, по которому осуществляется постоянный «обмен веществ» между человеком и природой. Любые изменения в характере, направленности и масштабах человеческой деятельности лежат в основе изменений отношения общества и природы. С развитием практически-преобразующей деятельности человека увеличились и масштабы его вмешательства в естественные связи биосферы.

В прошлом использование человеком сил природы и ее ресурсов носило преимущественно стихийный характер: он брал у природы столько, сколько позволяли его собственные производительные силы. Но научно-техническая революция столкнула человека с новой проблемой - с проблемой ограниченности природных ресурсов, возможного нарушения динамического равновесия сложившейся системы, а в связи с этим и с необходимостью бережного отношения к природе. Если, таким образом, прошлый тип отношения общества к природе носил стихийный (а чаще безответственный) характер, то новым условиям должен соответствовать и новый тип — отношение глобального, научно обоснованного регулирования, охватывающего как природные, так и социальные процессы, учитывающего характер и границы допустимого воздействия общества на природу с целью не только ее сохранения, но и воспроизводства. Теперь стало ясно, что воздействие человека на природу должно происходить не вопреки ее законам, а на основе их познания. Видимое господство над природой, приобретаемое за счет нарушения ее законов, может иметь только временный успех, оборачиваясь в результате непоправимым ущербом и для самой природы, и для человека: не стоит слишком обольщаться нашими победами над природой, за каждую такую победу она нам мстит. Осознание возможности глобального экологического кризиса ведет к необходимости разумной гармонизации взаимодействий в системе «техника – человек - биосфера». Человек, превращая все большую часть природы в среду своего обитания, расширяет тем самым границы своей свободы по отношению к природе, что должно обострять в нем чувство ответственности за преобразующее воздействие на нее. Здесь находит свое конкретное выражение общефилософский принцип: чем полнее свобода, тем выше ответственность. [9, стр. 38-42]

Главная цель уроков

Главная идея уроков: в сообществе встречается большое количество различных видов организмов, и каждый из этих видов может жить только потому, что многие другие виды, обитающие вместе с ним, создают необходимые для него условия существования.

Центральное понятие природное сообщество.

Основными понятиями, необходимыми для раскрытия главной идеи урока, являются: биологический вид, условия существования, среда обитания, межвидовые связи, пищевые цепи, природное равновесие, охрана природы.

Поскольку для успешной работы по этим темам необходимо опираться на достаточно обширные базовые знания, ранее, во 2-м классе, в учебных курсах проводятся уроки «Что где растет, кто где живет», на которых учащиеся учатся распределять растения и животных своего края по их местообитаниям. В результате у младших школьников начинают оформляться представления о том, что каждое живое существо строго приурочено к определенным условиям жизни. При изучении природных сообществ у учащихся формируются фактические знания о видовом многообразии организмов, существующих между ними связях и взаимозависимостях, вводится соответствующий термин. Следует отметить, что развернутого определения нового понятия не дается, так как это невозможно на уровне начальной школы. Мы ограничиваемся разъяснением, что организмы, составляющие сообщество, живут совместно «сообща», тесно связаны между собой, и подтверждаем это целым рядом конкретных фактов.[10., стр. 23-82]

При изучении этих тем необходимо показать и объяснить учащимся, что любое сообщество - это не хаотический набор живых организмов, а упорядоченная система с многочисленными внутренними связями и, что такие в своей упорядоченности природные комплексы называются природными сообществами. Для более осознанного восприятия материала, более глубокого понимания школьниками экологических процессов в природных сообществах необходим определенный запас наблюдений в природе. Поэтому теоретический материал следует сочетать с экскурсиями.

На уроках учитель опирается на жизненный опыт детей, их непосредственные наблюдения. Желательно провести линии сравнения в выделении различий между естественными сообществами, а так же естественных и аналогичных антропогенных (искусственных): лес-сад, луг-поле. Это позволит глубже раскрыть существенные признаки сообществ, наглядно показать последствия влияния человека на природные системы, установить необходимость ограничения этого влияния и охраны природы. Понимание учащимися существования зависимости живых организмов от качества окружающей их среды, возможности человека влиять на сообщество ведет за собой понимание ответственности за последствия своих действий.

Рассмотрение леса, луга, пресного водоема как природных сообществ строится в порядке возрастания новизны и сложности материала и происходит по единому плану, включающему знакомство с многообразием организмов, составляющих сообщество и некоторыми их приспособлениями к условиям обитания, раскрытие связей между ними, выяснение характера взаимоотношений между данным сообществом и человеком, а так же последствий вмешательства человека в природное равновесие (экологическое прогнозирование). Важно также, чтобы учащиеся поняли наличие общности, смогли ее осознанно трактовать и на этой основе сравнивать различные природные сообщества между собой.[6, стр, 12-23]

При изучении каждого природного сообщества особое внимание следует уделить рассмотрению следующих аспектов:

1. разнообразие видов и жизненных  форм в природном сообществе;

2. различие требований к условиям обитания — основа для уменьшения конкуренции между видами и условие их совместного существования;

3.разнообразие условий жизни в сообществе - основа для совместного существования различных видов;

4.разнообразие связей между видами в сообществе;

5. природное равновесие как следствие совместного существования многих видов;

6. сохранение человеком условий  для жизни каждого вида в сообществе — необходимое условие для существования сообщества и его постоянства во времени.

План изучения природного сообщества

1. Знакомство с растительным  и животным миром природного  сообщества (видовое разнообразие, особенности строения, приспособления  к условиям жизни).

2. Рассмотрение связей в природном  сообществе.

3. Круговорот веществ в сообществе;

4. Человек и природное сообщество.

5. Охрана природного сообщества человеком..

Методы, выбранные для обучения детей по изучаемой теме, должны обеспечивать визуализацию абстрактных зависимостей, способствовать развитию познавательного интереса, активизировать самостоятельную познавательную деятельность младших школьников. Целесообразно на уроке организовывать практические работы по изучению особенностей изучаемых растений, животных. Структура урока должна соответствовать очередности изучения признаков основного понятия и обеспечивать системность знаний у учащихся.[8, стр. 7-13]

Очень большое значение имеет раскрытие связей между неживой и живой природой, между компонентами живой природы, благодаря чему лес, луг, водоем становятся не просто набором разных растений и животных, а природными сообществами. Экологические связи внутри живой природы очень разнообразны. Так, растения развиваются в тесном единстве с окружающей средой, приспосабливаются к тем или иным условиям, образуют различные группировки.

Растительные сообщества — это закономерная, устойчивая совокупность различных видов растений на однородной территории, приспособленных к определенным условиям жизни, взаимно влияющих друг на друга и на окружающую среду.

Каждое растительное сообщество имеет определенную структуру: определенный набор видов; все виды имеют определенное расположение (ярусность). Формирование растительного сообщества во многом зависит от условий среды (почвы, освещенности, влажности и т. д.). Эти условия жизни для растений неодинаковы, в разных растительных сообществах. В растительном сообществе каждый вид растений имеет свои условия существования, потребности, прежде всего в освещении. От этого зависит их расположение на разной высоте, т. е. надземная ярусность сообщества.

Связи между различными растениями наиболее заметно проявляются в косвенном влиянии одних растений на другие. Например, деревья, изменяя освещенность, влажность, температуру воздуха под пологом леса, создают определенные условия, благоприятные для одних растений нижних ярусов и неблагоприятные для других. Так называемые сорняки в поле или огороде, поглощая значительную часть влаги, питательных веществ из почвы, затеняя культурные растения, влияют на рост и развитие последних, угнетают их. После изучения мира растений выделялись их характерные особенности, например, растения луга светолюбивые, травянистые, большая часть подземных органов находится в верхних слоях почвы. Ярусность позволяет одним растениям располагаться над другими, благодаря чему на небольшой площади умещается большое количество растений и все они не мешают друг другу.[10, стр. 60-67]

В растительном сообществе есть еще и подземная ярусность: корневые системы растений располагаются на неодинаковой глубине. Это позволяет растениям использовать минеральные вещества из разных слоев почвы. Далее следует рассмотреть многообразие животных сообщества и рассмотреть некоторые взаимоотношения, складывающиеся в природном сообществе. Здесь можно использовать особенно эффективный прием. Это — «наблюдение сценок» из жизни отдельных животных, которое включает знакомство с внешним видом, поведением, приспособлением к среде обитания, взаимоотношениями с другими организмами. По ходу ознакомления с животным миром повторяются знания основных систематических групп (насекомые, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, звери). Особое внимание на уроке уделяется обсуждению того, чем питаются те или иные животные. Можно составить различные пищевые цепи: трава — насекомые — еж; осина — заяц — лиса; комары — лягушки — аист; орехи и желуди — лесные мыши — змея (гадюка) и др. Работа с динамическими схемами вызывает у ребят большой интерес.

Своеобразны связи между грибами, растениями и животными. Растущие в лесу грибы своей подземной частью — грибницей срастаются с корнями деревьев, кустарников, некоторых трав. Благодаря этому грибы получают от растений органические питательные вещества, растения от грибов — воду с растворенными в ней минеральными солями. Некоторые животные питаются грибами и даже лечатся ими.

Чтобы развить представления младших школьников о круговороте веществ в природе, можно использовать экологические зарисовки.

Важное значение имеет раскрытие связей между человеком и природой, которые проявляются прежде всего в той многообразной роли, которую природа играет в материальной и духовной жизни людей. Вместе с тем они проявляются и в обратном воздействии человека на природу, которое в свою очередь может быть положительным (охрана природы) и отрицательным (загрязнение воздуха и вод, сведение лесов, уничтожение растений и животных и т. д.). Воздействие человека на те или иные элементы природного окружения может быть непосредственным, прямым — сбор дикорастущих растений на букеты, истребление животных на охоте и косвенным — нарушение местообитания живых организмов, т. е. нарушение того состояния неживой, или живой, или той и другой природы, которое для данных организмов необходимо.[5, стр. 9-15]