microbik.ru
1
Из опыта работы школы

Программа школьного мониторинга

(в рамках дополнительного образования)

Н.И.Речкалова - зам . директора по науке школы №222

Сысоева Л.И. - преподаватель информатики
Пояснительная записка

Экологическое состояние нашей планеты таково, что сегодня нужно говорить не об экологических проблемах вообще, а о размерах отклонений экологических характеристик нашей среды обитания от значений минимально необходимых для жизнедеятельности обитателей планеты. Сегодня эти значения возведены в ранг обязательных экологических стандартов, которые призваны определить научно-обоснованные пределы при использовании природных ресурсов и загрязнении окружающей природной среды, исходя из долгосрочных общественных интересов в сохранении количественных и качественных свойств и характеристик природы, недопущения выхода за эти пределы.

В качестве центральных моментов школьного экологического образования выделяют три взаимосвязанные его части:

- знание экологических законов, правил, теорий, научных фактов; осознание единства в системе “ общество-природа – человек”

- эмоционально-эстетическое и нравственное восприятие природы, художественные образы ее выражения и отношение к ней человека.

- деятельность в реальных социоприродных ситуациях, связанных с решением экологических проблем.

Формирование названных качеств у школьников особенно эффективно происходит в процессе самостоятельной поисково-исследовательской научно- практической деятельности, проводимой по определённым пространственным, параметрическим и временным показателям с целью оценки, изучения состояния и слежения за изменением окружающей среды своей местности, одновременно образовательную и воспитательную функцию.

Исследования учащихся в области экологии сочетают в себе использование теоретических знаний и направленной практико-ориентированной деятельности.

В процессе исследовательской деятельности ученик должен научиться формулировать изучаемую экологическую проблему, выдвигать и обосновывать причины ее возникновения, моделировать исследования, делать выводы и принимать решения. Большое воспитательное значение имеет эмоциональное воздействие экологического эксперимента. Исследовательский эксперимент, воздействуя на учащихся, побуждает интерес к решению экологических проблем и, в особенности к изучению проблем своей местности, вызывает чувство удовлетворения полученными результатами. Такой подход к организации исследовательской деятельности способствует повышению качества экологического образования, обеспечению преемственности образовательных уровней. В вузах такие учащиеся, как правило, продолжают самостоятельную научно-исследовательскую работу, становятся активными членами студенческих ннаучных обществ.

В современных условиях экспериментальная работа реализуется с помощью разнообразных технологий, цель которых - выявление, развитие творческих интересов и способностей каждого учащегося, стимулирование его самостоятельной продуктивной учебной деятельности, выстраивание индивидуальной траектории. Реализации поставленных задач способствуют такие инновационные технологии как: проектная методика, модульная технология, исследовательский метод обучения, метод критического мышление, моделирование, сравнение, обобщение, эмпирические методы.

Программа «Мониторинг окружающей среды» составлена в рамках реализации стратегии образования в дополнение к курсу «Экология Москвы и устойчивое развитие», где школьный экологический мониторинг рассматривается как часть системы экологического образования. Количество часов, отведенное на этот раздел недостаточно для реализации поставленных задач: формирование экологических знаний, умений, навыков и мировоззрения. Очевидна необходимость в дополнительном времени для практической деятельности, включающей программные наблюдения за состоянием окружающей среды своей местности.
Школьный экологический мониторинг – рассматривается как часть системы экологического образования, предназначенную для формирования экологических знаний, умений, навыков и мировоззрения на базе научной практико -ориентированной деятельности учащихся, включающий программные наблюдения за состоянием окружающей среды своей местности; параметров, не в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя; отслеживаемых ведомственными сетями наблюдения, выст роенную в опредекленном алгоритме:

  • выделение (определение) объекта наблюдения;

  • обследование выделенного объекта наблюдения;

  • составление информационной модели для объекта наблюдения;

  • планирование измерений;

  • оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

  • прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

  • представление информации

  • определение корректирующих мер в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;

  • создание предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Содержание научно-исследовательской деятельности в рамках экологического школьного мониторинга построено на принципе системности, комплексности целей мониторинговых исследований школьников с использованием методов интегрированных знаний, рассматривает взаимодействие и взаимосвязи «человек – общество – природа» в различных аспектах и выстраивается на логически связанных между собой интегрированных звеньях, представленных блоками. Блоки представляют систему интегрированных элементов, тесно связанных между собой, что является главной составляющей структуры системной комплексной исследовательской работы.

Схема исследовательской деятельности
Исследовательская деятельность стимулирует развитие потребностей личности к самореализации и саморазвитию, осознанному выбору своей стратегии поведения, выстраиванию личной индивидуальной траектории, личностного роста учащихся, их саморегуляции, развития познавательной самостоятельности, творческих способностей, умения объективно оценивать свои способности к обучению, осуществлять выбор направления получения образования и профиля обучения в старших классах. Привлечение к научно-исследовательской деятельности учащихся осуществляется на основе диагностики их интересов и возможностей.

Функции исследовательской деятельности, как самостоятельного вида образовательной деятельности, осуществлялись на разных ступенях образовательной системы в разном объеме с учетом психолого-возрастных особенностей учащихся в рамках модели непрерывное экологическое образование.
Схема исследовательской деятельности


Дополнительное образование

Создание условий для развития способностей и склонностей обучающихся

Допрофессиональная подготовка согласно специфике потребностей учащегося


Эта форма работы послужила основанием для предпрофильной подготовки учащихся в области экологических знаний, так как школа является городской экспериментальной площадкой (« Формирование ключевых компетенций посредством экологическое образование для устойчивого развития.»). Особенность школы в рамках эксперимента – организация школьного экологического мониторинга, построенного на методе проектов и деятельностного подхода.

Проектный метод, одна из старых технологий XX века, обогащенный сегодня новыми подходами и средствами, позволяет решить задачи ранней профессиональной ориентации учащихся и их допрофессиональной подготовки. Суть проектного метода:

  • в реальной практической деятельности, опирающейся на многие научные дисциплины и осуществлении конкретных проектов;

  • в решении практических учебных задач, имеющих исследовательскую, организационную, конструкторскую, технологическую направленность;

  • способствует реализации задач развития школы;

  • создает условия для развития у учащихся самостоятельного мышления, системного анализа, интуиции, потребности в более высокой самоорганизации;

  • в соединении теории и практики;

  • способствует усилению связи с высшими учебными заведениями, с научными центрами;

  • приобретаются навыки технологии принятия решений, умения планировать работу, управлять проектом, достигать нужных результатов, что в свою очередь способствует широкому развитию коммуникативных связей.

При использовании проектного метода ярче и сильнее выражаются интересы детей, что, безусловно, способствует выбору направления обучения в старшей школе. Особенность технологии проекта – это не только реальная деятельность, но и продуктивный выход в социальную ценность.

Технологии проектного метода составляют основу организации школьного экологического мониторинга. Особенность исследовательской деятельности в области экологического мониторинга заключается в том, что работа ведется со сложно-составными разнородными знаниями и методами их получения, что требует привлечения знаний из различных областей (естествознание, техника, обществоведение и др.). Многоаспектность изучения отдельных элементов экосистем, выявление их взаимосвязей и соподчинения способствует пониманию экологических проблем на различных уровнях (глобальном, региональном, локальном, отраслевом), поиску комплексных подходов к их решению, практической реализации полученных знаний и умений в жизни и профессиональной деятельности. Работа в таком русле позволяет осуществить интеграцию разнопредметных знаний, при этом достигается синергетический эффект, формируется качественно новый уровень знаний и умений на деятельностной

Метод проекта - наиболее эффективный способ выстраивания практико-ориентированной деятельности, позволяющий планировать исследование, структуировать разработку направления деятельности, при необходимости корректировать исследования и т. д., с целью достижения оптимального результата.

.Методика организации проекта:

1. Этап планирование работы над проектом(предпроект) – коллективное обсуждение проекта:

  • обсуждение возникших идей

  • перечисление возможных тем проектов,

  • согласование интересов, разрешение спорных вопросов,

  • формулирование темы проекта, вычленение проблемы,

  • ознакомление с методами проведения исследований, для решения поставленной проблемы,

  • выбор объекта исследований,

  • распределение работы, выбор формы контроля по ходу выполнения проекта, ведение индивидуальных журналов исследований.

  • рекогносцировочное обследование проекта.

2.Аналитический этап – этап самостоятельного проведения исследований, ,самостоятельного получения информации и её анализа, при этом каждый школьник, участвующий в экологическом мониторинге:

  • уточняет и формулирует собственную задачу, исходя из цели проекта и конкретно поставленной задачи перед группой,




  • проводит поиск и сбор информации исходя как из собственного опыта, так и обмена информацией с участниками проекта, консультантами, общения со средствами массовой информации, сеть «Интернет» и т. д.,




  • изучает спецлитературу, сопоставляет полученные результаты с литературными данными,

  • анализирует и интерпретирует полученные данные,

3. Этап обобщения информации – это этап структуирования полученной информации и интеграции полученных знаний, умений, навыков на основе:

  • объединения в единое целое, собранной информции группой, обобщениеяполученных данных,

  • систематизации полученных результатов исследований,

  • выстраивание общей логической схемы по результатам исследований, согласно поставленным задачам,

  • вычленение проблемы и пути её решения.

4.Этап презентации,полученных результатов:

  • осмысление полученных данных и способ достижения результата,

  • обмен полученной информацией и накопление опыта проектной детельности,

  • обсуждение и совместная презентация участниками результатов работы над проектом,


Программа рассчитана на 102 часа, включает теоретический курс (36часов), в содержание которого входит ознакомление учащихся с понятиями о мониторинге: видами мониторинга (отраслевой, локальный, региональный, глобальный), целями и задачами мониторинга, инструментами мониторинга, с критериями оценки качества среды (ПДК, ПДУ, ПДВ, ПДС, ПДН)

Разбирается структура и функция экосистем. Прогнозирование развития экосистем. Изучаются сообщества, которыми она представлена. Даётся понятие: фитоценоз, зооценоз, взаимодействия и взаимосвязи поддерживающие гомеостатичность экосистем, акцентируется внимание учащихся на состояние экосистем (климаксное сообщество, флуктуации, сукцессионные процессы), вид-эдификатор, доминантный вид и т. д.

Изучаются методики оценки экологического состояния экосистем:

  • геоботанические исследования (маршрутный и станционарный методы): с целью установления закономерных отношений между растительностью и средой её обитания, выявления видового состава сообществ;

  • изучение экосистем в пространстве и во времени (структура и состояние ярусов системы, фенология);

  • оценка физиологического состояния экосистем (наличие подроста, наличие паразитов, отражение антропогенного груза);

  • наблюдения за животными, диагностика видового состава.

При изучении видового состава сообществ экосистем, особое внимание уделяется видам-биоиндикаторам, позволяющим оценить качество природной или городской среды и методам их применения (лихеноиндикация, хлорозы, некрозы, дефолиация, суховершинность - при оценке состояния атмосферы; по макрофитам - Ph почв, плодородие, залегание грунтовых вод и характеристика почвы как среды обитания по мезофауне; водные объекты - по членистоногим, индикаторам среды и плотности ряски, элодеи, вошерии, (по характеру перифитона).

Наибольшая часть курса (68ч.) - это научно-практическая работа. На первом этапе проводятся рекогносцировочные обследования, которые включают в себя описание местности, где будут проводиться обследования, определяется географическая координата, характер рельефа, на основании полученных данных составляется карта местности с учетом промышленных или, если это сельская местность, с учетом сельскохозяйственных угодий. Далее выбираются объекты, наиболее характерные для этого района, закладываются экспериментальные площадки и один раз в неделю проводятся обследования во внешкольное время.

Исследования носят системно-комплексный характер: оценивается состояние биоты, в черте города это носит характер экологической инвентаризации (учет древостоя, кустарников, травостоя, представительство фауны, составляется карта). Геоботанические описания – маршрутным методом для выявления основных закономерностей, состава, строения и распределения растительного покрова, детально- маршрутные, в результате которых дается характеристика растительного покрова, карта размещения растительных группировок; проводится сплошное равномерное обследование территории и стационарный метод, проводимый на небольших площадках (10*10), специально выбранных, характерных для данной территории.

Изучая фауну, отмечаем виды животных или следы их жизнедеятельности. Во время проведения исследований оцениваются средовые показатели: климатические параметры – температура (максимальная, минимальная) в астрономический полдень, влажность; тип и плотность облаков; давление; скорость и направление ветра – все это имеет большое значение при оценке токсичности загрязнения и его распространении .

Качество атмосферы оценивается методом биоиндикции:

  • лихеноиндикации - для этого изготовляется палетка 10х10см, размещается она на стволе дерева (со всех сторон) на высоте 130 см., отмечается видовое разнообразие лишайников и их плотность;

  • по состоянию кроны – некрозам, хлорозам, дефолиации, суховершинности.

Исследуются атмосферные осадки: снег- структура, плотность, количество, показатель Ph, механические загрязнения, дождевые - количество и Ph).

Характеризуя почвенный покров, отмечаем физические показатели почвы, изучается почвенный горизонт, срезовая идентификация почвы, определяется тип почвы, степень её загрязнения по почвенным вытяжкам - тестовый анализ и методом биоиндикации.

Оценивая экологическое состояние водных объектов, вначале проводим предварительное обследование: описываем окружение водоёма, промышленные или сельскохозяйственные стоки (если они имеют место), визуально определяем характер загрязнения береговой зоны и акватории водоёма: антропогенное воздействие (характер и количество мусора, органические загрязнения), по наличию перифитона, состоянию дна водоема (степень заиления).

Описывается растительность и животный мир.

При определении непосредственно качества воды используются следующие методы:

  • органолептический (запах, прозрачность, цветность, мутность, пенистость);

  • биоиндикация: по растительным и животным организмам;

  • химический анализ воды: качественный, количественный.

Для обработки результатов исследований используются компьютерные технологии (текстовый редактор, графические редакторы, электронные таблицы, программа создания презентаций, цифровое фото, Интернет)

Особое место занимает просветительская деятельность: проведение экологических акций (День птиц, День Воды, День Земли, «Усынови заказник» и т. д.), выступления на родительских собраниях по экологическим проблемам микрорайона, привлечение к решению проблем родительской общественности (посадка деревьев, уборка захламленных территорий). Выпуск экологических листовок, статей в местной прессе по результатам исследований, рекомендации по смягчению токсического эффекта загрязнений…….

Для достижения поставленных задач выбрана проектная форма работы.

Преимущества этого метода заключаются в том, что проект как метод обучения представляет собой реально существующую проблемную ситуацию, выбранную учащимися потому, что им интересно найти пути её решения. Создает условия для развития у школьников самостоятельного мышления, системного анализа, интуиции, потребности в более высокой самоорганизации. Приобретаются навыки технологии принятия решений, умения планировать работу, управлять проектом, достигать нужных результатов, что в свою очередь способствует широкому развитию коммуникативных связей, расширению информационного поля. Учащиеся действуют самостоятельно, в реальной практической деятельности, опирающейся на многие научные дисциплины, соединяют теорию с практикой, что способствует реализации задач развития школы.

  • личности как фактора повышения интереса к изучению поставленных проблем, активному поиску решений.

Развитие коммуникативных навыков и опыта сотрудничества в группе, коллективе и др.

Цель: Организация школьного экологического мониторинга, привлечение внимания учащихся к социально-значимым экологическим проблемам города, нацеленность на их решение.

Задачи:

Обучающие:

  • Формирование знаний о мониторинговой службе, её целях задачах.

  • Изучение и умение пользоваться инструментами мониторинга.

  • Овладение знаниями и навыками, необходимыми в области мониторинговых исследований социоприродной среды

  • Умение анализировать полученные результаты, обобщать, делать выводы, принимать решения

Развивающие:

  • Формирование аналитического, критического, творческого мышления.

  • Умение выявлять причинно-следственные связи экологических нарушений в городе.

  • Конструирование и моделирование развития экосистем как инструмента познания развития экосистем.

  • Развитие мотивационной сферы

Воспитательные:

  • Воспитание ценностных ориентиров экологического характера, убеждений в необходимости и возможности решений экологических проблем.

  • Стремления к активной пропаганде экологических знаний и личного участия в природоохранной деятельности.

  • Отношения к месту, в котором ты живешь как к малой Родине.

Научная новизна состоит в том, что:

- уточнено содержание понятий «учебно-исследовательская деятельность учащихся», «школьный экологический мониторинг»;

- определены теоретические основы моделирования содержания экологического мониторинга в школьном естественнонаучном образовании;

- выявлены возможности школьного экологического мониторинга как формы организации учебно-исследовательской, социально- значимой деятельности

педагогической технологии, адекватной задачам экологического и естественно

научного образования.

. Школьный экологический мониторинг является эффективной формой экологического образования.

Практическая значимость исследования заключается в разработке и внедрении моделей школьного экологического мониторинга

Программы позволяет решить одну из серьезнейших проблем – преодоление разобщенности школьных дисциплин, т.к. в решении экологических проблем требуется комплексный системный подход, в основе которого лежит интеграция знаний практически всех школьных дисциплин; практико-ориентированный подход, реальная практическая деятельность. Формируются умения учиться, учиться вместе, совместно принимать решения, приобретаются умения безопасно действовать в окружающей социоприродной среде – как индивидуально, так и совместно. Восстановление такого понятия, как чувство гражданской ответственности перед будущими поколениями.

Программа рассчитана на учащихся основной и старшей школы, с правом выбора индивидуальных проектов. Предполагается, что учащиеся групп в дальнейшем войдут в состав профильного класса по экологии.

Форма занятий – проектная.

Режим занятий – 1 раз в неделю 3 часа.

Ожидаемые результаты.

Знания: -

  • усвоение основных экологических понятий и терминов, законов

  • знание компонентов среды, технологий оценки качества среды -систематики и морфологии групп организмов – биоиндикаторов среды.

  • структуры и функции экосистем.

Умения:

  • использовать методы мониторинговых исследований для оценки экологического состояния среды;

  • анализировать экологическую ситуацию, выявлять причины экологических нарушений, принимать решения по их устранению; поддерживать социальное партнерство.

Навыки: -

  • работа с оборудованием

  • экспедиционной и исследовательской работы

  • природоохранной деятельности.

  • пропаганды экологических знаний

  • использования ИКТ- (методы, способы и алгоритмы сбора, хранения, обработки, представления и передачи информации.)

Способы проверки результатов:

Входной контроль:

  • оценка исходных знаний в области мониторинговой службы – беседа

Текущий контроль:

  • проверка умений снятия параметров среды с использованием измерительных приборов.

  • проверка записей о результатах обследований на объектах в полевых дневниках.

  • проверка умений обрабатывать материал исследований

  • умение по организмам-индикаторам оценивать экологическое состояние среды.

  • умение использовать компьютерные технологии для обработки полученных результатов.


Выходной контроль:

  • умение интерпретировать полученный материал

  • умение представить материал (выступление по результатам исследований перед аудиторией)

Форма подведения итогов:

  • написание статей по материалам исследований

  • изготовление компьютерного продукта для учебных или про светительских целей .

  • -участие в олимпиадах, конкурсах, конференциях.

Методическое обеспечение для проведения мониторинга.

Форма работы – проектная, т.к. именно эта форма способствует целевому, причинному и вероятностному анализу экологических ситуаций, формирует знания о единстве живой и неживой природы, воспитывает ценностные ориентиры экологического характера, мотивы и потребности экологически целесообразного поведения. В процессе работы над проектом дети должны научиться:

  • - планировать свою работу,

  • - прогнозировать возможные результаты;

  • - анализировать отобранный материал;

  • - сопоставлять факты;

  • - овладевать умениями и навыками оценки экологической ситуации;

  • - аргументировать свою точку зрения, отстаивать её;

  • - работать с литературным материалом и на основе его строить грамотный анализ ситуации;

  • - овладеть умениями и навыками с современными информационно техническими средствами;

  • - представлять созданный проект перед аудиторией;

  • - уметь аргументировано защитить свою позицию;

  • - оценивать себя и других;

  • - уметь пропагандировать экологические знания.

В процессе обучения используется лекционный материал (36 часов) для формирования теоретических знаний о мониторинге и его содержании. 108часов научно-практической деятельности направленной на выработку умений и навыков работы с оборудованием, овладение методами ведения мониторинга и навыками исследовательской работы по оценке состояния окружающей среды.

Для реализации проекта:

  1. Создана экологическая лаборатория для проведения исследований, оснащенная аппаратурой:

а) приборы для исследования атмосферы (термометр, люксметр, барометр, психометр, плотномер, газоанализатор, шумомер, биомер, дозиметр)

б) иономеры для исследования водных и почвенных растворов

в) бинокуляры, лупы, микроскопы – для диагностики представителей флоры и фауны,

г) принадлежности для обследования водных объектов (сачки, кюветы….)

д) гербарные сетки

е) определители по растениям и животным

ж) методические пособия для проведения мониторинга (перечислены в списке литературы)

2. Родители привлекаются для проведения природоохранных акций (уборка территорий школы и парка, посадки деревьев и кустарников, изготовление кормушек для птиц, в качестве помощников в экспедициях). На родительских собраниях проводится просветительская работа по экологическим проблемам района силами учащихся).

3.Составлено методическое пособие по технологии оценки мониторинговых исследований.

4.Школа широко транслирует накопленный опыт работы через систему:

  • научно-практических семинаров

  • практику полевой работы

  • мастер-классов

  • консультативную работу.

Список литературы:







Глаголев Е.М.

Харитонов Н.П.

Чертопруд М.В.

Янковский Л.Ю.

Методическое пособие-школьные практики о пресной гидробиологии.

Москва, 1996.



Данилов-Данильян В.И.

Состояние окружающей среды в РФ и перспективы устойчивого развития.

Курс лекций.

Научно-методическая школа.

Москва,1998.



Добровольский Г.

Шеремет Б.

Афанасьева Т.

Палечек Л.

Почвы (Энциклопедия России).

Москва, 1998.



Зырина Н.Т.

Орлова Д.С.

Физико-химические методы исследования почв.

Изд-во МГУ им. Ломоносова, 1980



Касьян А.А.

Современные проблемы экологии
Изд-во Просвещение

Москва,1997



Кондратьев М.Н.

Концепция современного естествознания (1-2т.) Курс лекций.

Изд-во МСХА

Москва,1999.



Липин А.Н.

Пресные воды и их жизнь.

Учпедгис. 1950.



Матвеев Н.П.

Сераев Н.А.

Полевая практика по гидрологии.

Учебное пособие.

Москва, 1988.



МГУ им. Ломоносова.

МГУП им. В.И. Ленина

Полевая экология.

Методические рекомендации.

Москва, 1995.



Миллер Т.

Жизнь в окружающей среде. 1, 2, 3 т.

Изд-во группа Прогресс. «Пангея»

Москва, 1993












Муравьёв А.Г.

Руководство по определению качества вод полевыми методами.

Изд-во «Крисмос».

Санкт-Петербург, 1999.



Небел Б.

Наука об окружающей среде 1-2т.

Изд-во «Мир»

Москва, 1993



Печерских В.Н.

Элементы мониторинга водоёмов.

Пособие по экологическому практикуму.

Изд- во ИЖГТУ

Ижевск, 1996.



Под редакцией Данилова-Данильяна

Экология, охрана природы и экологическая безопасность.

Изд-во МНЭПУ.

Москва, 1997.












РАН Институт эволюционной морфологии и экологии животных.

Исследование структуры животного населения почв.

Изд-во «Наука».

Москва, 1994.



Речкалова Н.И.

Сысоева Л.И..

Экоцентр «Заповедники»

Москва,2008



Таскаева Н.Я.

Егорова М.А.

Вышывкин Д.Д.

Летняя полевая практика по ботанической географии.

Изд-во МГУ им. Ломоносова

Москва, 1981.



Тульский областной эколого-биологический центр учащихся.

Пособие по комплексному исследованию экологического состояния малых рек.

Тула, 1999.



Хотунцев Ю.Л.

Экология и экобезопасность.

Изд-во АСАДЕМА

Москва.2002.



Одум Е.


Экология

Изд-во «Просвещение».

Москва.1968.



Одум. Ю

Основы экологии.

Изд-во «Просвещение».

Москва.1968.



Алексеева Л.

Калинин В.

Определение содержания нитратов и ионов аммония приближенным методом.

Обнинск, 1993.