Программа элективного курса «Биосфера»
Автор: учитель биологии
Деева Людмила Александровна
АННОТАЦИЯ
Целью эколого-ноосферного образования является обеспечение оптимальных условий для формирования человека как «крупнейшей геологической силы» (В.И.Вернадский). Задачи эколого-ноосферного образования на сегодняшнем этапе развития человечества определяются необходимостью воспитания экологической культуры человечества, ноосферного сознания, понимание причин и последствий возможной экологической катастрофы, готовности каждой личности к пониманию законов взаимодействия природы и общества, оптимизация этого взаимодействия.
Многие ученые изучали взаимоотношения организмов со средой их обитания, что непосредственно предшествовало нашему пониманию биосферы. Наиболее широкое представление о биосфере мы встречаем в работах В.И. Вернадского. Сегодня глубоко актуальны обобщения В.И. Вернадского о биосфере как единого целого. Поэтому данная программа основана на учении В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере.
Приоритетные направления и принципы развития эколого-ноосферного образования:
изучение интересов студентов на основе мониторинга учебной и исследовательской деятельности ;
разработка и реализация программ по экологическому и ноосферному образованию с учетом государственных стандартов и потребностей региона,
интеграция школьного и университетского потенциала, формирование разносторонних связей и отношений с другими организациями и учреждениями дополнительного образования.
всестороннее удовлетворение сформированных потребностей личности в экологических знаниях и опыте, их углубление и расширение, непрерывное повышение экологической культуры и компетентности,
освоение технологии проектной деятельности, самостоятельная разработка проектов.
формирование исследовательских компетенций.
Пояснительная записка
На рубеже II и III тысячелетий н.э. экология стала одной из самых популярных наук. Такой интерес к экологии вызван обострением экологических проблем, связанных с существованием человека на Земле.
Цель программы: создание, поддержка и реализация системы экологически личностно – ориентированного обучения и воспитания, формирование творческого потенциала личности ученика.
Задачи элективного курса:
всестороннее удовлетворение сформированных потребностей личности в экологических знаниях и опыте, их углубление и расширение;
непрерывное повышение экологической культуры и компетентности;
освоение технологии проектной деятельности, самостоятельная разработка проектов (педагог выступает в роли консультанта);
Формирование исследовательских компетенций в ходе реализации курса;
подготовка будущих специалистов для работы в школах, внешкольных объединениях и в среде сверстников;
создание условий для творческой самореализации, саморазвития и повышение социальной активности учашихся.
формирование умений графического способа представления информации
Программа может быть использована для проведения элективных курсов в старших классах биологического профиля и в учреждениях дополнительного образования, а также для студентов средних профессиональных учебных заведений. В данной программе уделяется большое внимание эволюции биосферы и современным методам и технологиям экологической защиты и реабилитации. Программа состоит из 3 разделов, к каждому разделу предлагаются темы для семинарских занятий, темы для проектной деятельности, для самостоятельной работы, вопросы для проверки знаний. В качестве приложения к данной программе предлагается презентации.
В результате освоения курса ученик должен знать:
гипотезы происхождения жизни на Земле;
структуру и границы биосферы;
круговорот веществ и энергии в биосфере;
биогенную миграцию атомов;
функции живого вещества;
этапы развития цивилизации;
глобальные проблемы человечества;
концепцию устойчивого развития;
понятие о ноосфере;
главные проблемы экологии;
взаимоотношения человека с окружающей средой, современное состояние биосферы;
методы и технологии экологической защиты;
антропогенные изменения в экосистемах Тамбовской области.
Ученик должен уметь:
формулировать экологические проблемы и предлагать пути их решения;
анализировать и оценивать воздействие факторов окружающей среды, факторов риска для здоровья;
последствий деятельности человека в экосистемах, влияние собственных поступков на живые организмы и экосистемы;
проводить самостоятельный поиск экологической информации;
использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для соблюдения правил поведения в окружающей среде.
Содержание курса будет способствовать формированию новой экологической парадигмы и нового экологического сознания (экоцентризма).
Элективный курс « Биосфера » рассчитан для изучения в объёме 34 часов по 2 часа в неделю. Максимальная учебная нагрузка составляет 45 часов, 9 часов отводятся для самостоятельной работы . Формой аттестации данного курса является научно-практическая конференция. Данная программа может быть переведена в модульно- рейтинговую систему.
Содержание курса будет способствовать формированию новой экологической парадигмы и нового экологического сознания (экоцентризма).
Освоение содержания курса планируется осуществлять различными формами и методами обучения. Главным в процессе обучения является исследовательская работа студентов с использованием ИКТ, графических способов представления информации, которая поможет сформировать экологическое сознание, развить самопознание, самооценку, творчество в решении важных экологических проблем.
Применение разных форм опроса (опрос индивидуальный, экспресс – опрос), разных форм изучения нового материала (лекции, конференции, метод проектов, семинарские занятия, работа в парах сменного состава, работа с учебником, практические занятия, использование Интернет - ресурсов.), будет способствовать более глубокому усвоению курса «Биосфера».
Учебно-тематический план элективного курса «Биосфера»
Всего
аудиторных часов
Теоретических занятий
Практических
занятий
Семинар.
занятий
Раздел 1
1.1.Значение работ
В.И. Вернадского
1.2.Происхожде-ние жизни на Земле
1.3.Этапы эволюции биосферы
1.4.Современ-ные представления о биосфере
13
10
2
2
2
4
6
2
Лекция с использова-нием ИКТ
-
1
Лекция с использова-нием данных рефератов
3 комбиниро-ванное занятие
2
1 проект
-
1 составление схем, опорного конспекта
2
1
1
Раздел 2
2.1.Загрязнения окружающей среды
2.2.После-дствия стихийного природопользования
13
10
6
4
3
1 лекция
2 лекции с использова-нием рефератов
5
4 Составле-ние схем, проектная деятель-ность
1 концепту-альная
таблица
2
1
1
Раздел 3
3.1.Этапы развития цивилизации
3.2. Культура дома и города
3.3. Концепция устойчивого развития
3.4. Методы и технологии экологической защиты
3.5. Понятие о мониторинге
3.6. Научно- практическая конференция с использованием ИКТ
19
14
2
2
2
6
1
1
5
1 комбиниро-ванное занятие
1 комбиниро-ванное занятие
-
2
Лекции
1
1
8
1 проект
1 проект
2 проект, составление ЛСМ
3 проекты, составление кластера
1 составление кластера
1
1
Итого 45 34 14 15 5
Содержание программы « Биосфера»
Раздел 1
ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ
(10 часов)
Тема 1: Значение работ В.И. Вернадского для науки.(2 часа)
Личность В.И. Вернадского, краткие биографические сведения, взгляды на происхождение жизни, учение о биосфере и ноосфере. В.И.Вернадский и Тамбовский край.
Методы обучения: лекция, беседа, презентация, метод проектов.
Презентации: «В.И.Вернадский и Тамбовский край», «Вехи биографии В.И. Вернадского».
Тема 2: Происхождение жизни на Земле. (2 часа)
Основные гипотезы (гипотеза сотворения, гипотеза стационарного состояния, гипотеза панспермии, гипотеза самопроизвольного зарождения, гипотеза биохимической эволюции). Условия, механизм и время зарождения биосферы как космическая проблема, тесно связанная с механизмом образования планет (по В.И.Вернадскому)
Представления о сущности жизни. Определения жизни как явления во Вселенной. Живые и неживые системы.
Семинар: «Происхождение жизни на Земле»
Методы обучения: лекции, беседы, метод проектов, семинарское занятие.
Тема 3: Этапы эволюции биосферы. (2часа)
Термины «биология» (Ж.Б. Ламарк) и биосфера (Э.Зюсс), «экология» (Э. Геккель).
Труды Ж.Б.Ламарка о влиянии живых организмов на земную поверхность. Роль живых организмов в преобразовании планеты, организмы как геологическая сила. Свойства и функции живого вещества.
Семинар: «Роль живых организмов в преобразовании планеты»
Тема 4: Современные представления о биосфере (4 часа)
Современные представления о биосфере, как глобальной живой системе. Видовые формы живого вещества как функциональные элементы биосферы.
Развитие представлений о биоразнообразии. Перспективные направления наук о биологическом многообразии. Проблема сохранения биоразнообразия
Компоненты биосферы: живое вещество, биогенное вещество, биокосное вещество. Биогенная миграция атомов. «Всюдность жизни». Круговорот углерода, азота, кислорода, серы, фосфора. Косное и биокосное вещество. Геохимическая деятельность человечества. Биомасса живого вещества на Земле.
Проявление периодичности в биосфере, формы ее ритмических изменений.
Практическое занятие: составить схемы круговорота азота, углерода, кислорода, серы и фосфора.
Раздел 2
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ФАКТОРА НА БИОСФЕРУ. (10часов)
Тема 1: Причины, последствия и пути предотвращения загрязнения окружающей среды.(6часов)
Виды загрязнений и их источники. Экологические проблемы атмосферы и гидросферы. Загрязнение атмосферного воздуха. Парниковый эффект. Разрушение озонового слоя. Кислотные дожди, образование смога. Деградация почвенного покрова, загрязнение почв. Загрязнение вод. Проблемы питьевой воды. Экологические проблемы Тамбовской области.
Влияние человека на растительный и животный мир. Радиоактивное загрязнение окружающей среды.
Практическая работа: составить схему Фишбоун « Влияние тяжелых металлов на здоровье человека».
Семинарское занятие: « Радиоактивное загрязнение окружающей среды».
Основные понятия: глобальные проблемы человечества, озоновый экран, кислотные дожди, смог, эрозия почв.
Тема 2: Последствия стихийного природопользования (при получении только экономического эффекта) (4 часа)
Экологический кризис и экологическая катастрофа. Зона экологического бедствия как геоэкологическое понятие о пространстве, неблагоприятном для жизни. Условность государственных, административных границ в экологических процессах. Причины экологических катастроф: экологический колониализм, природоразрушительные проекты (переброска рек, вырубка тропических лесов), несовершенство технологических процессов (добыча нефти и газа в зонах шельфа, вечной мерзлоты), недальновидность в прогнозировании (ядерные взрывы при строительстве, вторичное использование труб в быту после нефтегазодобычи)
Угроза гибели цивилизации при существующих моделях природопользования.
Деятельность Римского клуба.
Методы обучения: лекции, беседы, метод проектов, семинарское занятие.
Тема семинара: «Рациональное и нерациональное природопользование».
Практическая работа: составить концептуальную таблицу «Тенденция глобальных изменений окружающей среды»
Раздел 3
НА ПУТИ К УСТОЙЧИВОМУ РАЗВИТИЮ
(14 часов)
Тема 1: Этапы развития цивилизации (2часа)
Естественно - исторические закономерности социально- экономического развития общества. Этапы развития цивилизации.. Эколого- технологическое развитие человечества: биогенный этап (аграрный), техногенный этап (индустриальный) и ноогенный период взаимодействия общества и природы.
Основные понятия: техника, технология, биогенный этап, техногенный этап, ноогенный этап, экологическая ответственность.
Тема 2: Культура дома и города.(2 часа)
Урбанизация, ее закономерности и проблемы.
Традиции древних славян в пространственном расположении городов, их планировки. Гармоничное сочетание городов с ландшафтами, окружающей природой. Современные научные данные об особенностях выбора места в природе для закладки городов, жилых помещений. Понятие о геопатогенных зонах, способах их нахождения. Ошибки в современном градостроительстве и их последствия (гг. Мехико, Норильск, Анадырь и др.) Особенности микроклимата города в отличие от села. Здания повышенной этажности. Значение растительного и животного мира для горожан. Растения- пылеуловители и их значение в формировании микроклимата города. Группы животных, обитающих в городе: природные, прирученные, рудеральные и их значение в жизни человека.
Современные стройматериалы и их воздействие на состояние здоровья человека. Шумовое и электрическое загрязнение жилых помещений. Шкала шумов и влияние шумов на состояние здоровья человека. Борьба с шумовым загрязнением.
Тема 3: Концепция устойчивого развития. (2часа)
Актуальность идей В.И.Вернадского о превращении биосферы в ноосферу. Необходимость «экологизации мышления». Научно-технический прогресс и современное экологическое состояние в России, мире. Понятие об экологической ответственности. Политика и стратегия сохранения окружающей среды. Особо охраняемые природные территории в Тамбовской области. Значение образования в поддержании равновесия природной среды при взаимодействии производства и природы. Основные прогрессивные технологии получения экологически чистой энергии: ветровые ЭС, приливно-отливные ЭС, гелиостанции, термальные ЭС.
Основные понятия: техника, технология, биогенный этап, техногенный
этап, ноогенный этап, экологическая ответственность.
Школьники должны знать:
- роль техники и технологий в развитии цивилизации;
-основные этапы взаимодействия общества и природы;
- значение и сущность экологической ответственности;
- основные черты развития экологической ситуации в России, в мире.
Практическое занятие: составить ЛСМ « Концепция устойчивого развития»
ТЕМА 4 Методы и технологии экологической защиты(6часов)
Современные технологии и экологические проблемы современности. Приоритет экологических ценностей в производстве. Экологизация производства: уменьшение технической нагрузки на окружающую человека среду; поддержание самовосстановительных процессов в природе; сокращение потерь при добыче, транспортировке и переработке сырья; комплексное использование всех компонентов сложных природных ресурсов; безотходная технология и утилизация отходов и выбросов. Переработка твердых бытовых отходов. Переработка промышленных отходов. Биотехнологии. Программа
«Отходы» в Тамбовской области. Методы очистки сточных вод. Биологические очистные сооружения. Система мероприятий по охране и защите атмосферного воздуха
Семинарское занятие: «Переработка отходов».
Практическая работа: составить кластер « Методы переработки отходов».
Тема 5: Понятие о мониторинге.(2 часа)
Классификация методов мониторинга за состоянием окружающей среды. Моделирование и прогноз природных процессов при вмешательстве человеческой деятельности. Использование современных информационных систем обработки экологической информации. Биотехнология в экологизации технических процессов и экомониторинге.
Практическое занятие: составить кластер «Виды экологического мониторинга».
ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ
Раздел 1. ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ
Темы для проектов:
1.Личность В.И. Вернадского.
2. В.И. Вернадский и Тамбовский край
3.Гипотеза панспермии: «за» и « против».
4. Одиноки ли мы во Вселенной?
5. «Узкие места» гипотезы А.И. Опарина.
6. Похожи ли на нас существа с других планет?
Темы для рефератов:
Вселенная как система.
Системность в природе.
Вернадский о биосфере.
Вернадский о биосфере.
Планета как живой организм.
Движение веществ в биосфере.
Движение энергии в биосфере.
Продукция и распад биоорганики.
«Живое вещество» и «всюдность жизни».
10.Биомасса поверхности суши, Мирового океана, почвы.
11. Функции живого вещества.
12. Связь работ В.И. Вернадского с концепцией Л.Н. Гумилева.
13. Проявление периодичности в биосфере, формы ее ритмических изменений.
Темы для семинаров:
I. « Происхождение жизни»
План семинара
1.Жизнь как способ существования материи (по В.И. Вернадскому).
2. Основные гипотезы происхождения жизни.
3. Гипотеза панспермии.
4.Гипотеза А.И. Опарина.
5. Живые и неживые системы.
II. Роль живых организмов в преобразовании планеты»
План семинара
1. Роль зеленых растений в преобразовании биосферы
2.Роль живых организмов в образовании почвы. Гумус, его значение.
3.Геохимическая роль живых организмов.
4. Влияние живых организмов на микроклимат.
РАЗДЕЛ 2. «ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ФАКТОРА НА БИОСФЕРУ»
Темы для проектов
1.Разрушение озонового слоя - кто виноват?
2. Кислотные дожди - причины и следствия.
3. Так ли всесилен парниковый эффект?
4. Чем опасны тяжелые металлы?
5. Эхо Чернобыля в Тамбовской области.
6. Редкие и охраняемые виды Тамбовской области.
7.Причины экологических катастроф.
8. Загрязнения пресных вод и вод Мирового океана.
9. Экологические проблемы Тамбовской области.
10 Деятельность Римского клуба.
Темы для рефератов:
1. Проблемы сохранения и рационального использования видов растений и животных.
2. Воздействие человека на биомассу планеты.
3. Нарушение человеком природных закономерностей.
4.Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды.
5.Влияние деятельности человека на процесс круговорота химических элементов.
6.Практическое значение экологических знаний для различных сфер деятельности человека.
7.Использование человеком сложных взаимоотношений в живой природе.
8. Влияние радиоактивного излучения на организм человека.
Темы для семинаров
1. Радиоактивное загрязнение окружающей среды
План
а) понятие об изотопах;
б) радон
в) воздействие радиации на ткани живого организма
г) естественные источники радиации
д) космическое излучение
е) радиация от источников, созданных человеком
ж) испытания ядерного оружия
з) атомная энергетика
и) аварии на Чернобыльской АЭС и на «Маяке», их последствия.
2. Рациональное и нерациональное природопользование.
План
а) понятие рационального и нерационального природопользования
б) влияние природоразрушительных проектов на биосферу Земли
в) угроза гибели цивилизации при существующих моделях природопользования. Расчеты Римского клуба.
Раздел 3. «НА ПУТИ К УСТОЙЧИВОМУ РАЗВИТИЮ»
Темы проектов:
Этапы развития цивилизации
Урбанизация и ее проблемы.
Ошибки в современном градостроительстве.
4. Актуальность идей В.И. Вернадского о превращении биосферы в ноосферу.
5. Охрана атмосферного воздуха.
6. Методы очистки сточных вод.
Темы рефератов:
Основные прогрессивные технологии для получения экологически чистой энергии
Концепция устойчивого развития
Шумовое загрязнение и электрическое загрязнение жилых помещений
Переработка твердых бытовых отходов
Особо охраняемые природные территории Тамбовской области.
Тема для семинарского занятия
«Переработка твердых бытовых и промышленных отходов»
План
а) переработка твердых бытовых отходов
б) переработка промышленных отходов
в) утилизация отходов полимеров
г) использование биотехнологии для переработки отходов
д) проблемы переработки отходов в Тамбовской области.
Модульно - рейтинговая система
Данная программа может быть переведена в модульно - рейтинговую систему. Модульно – рейтинговая система предусматривает структурирование содержания на дисциплинарные модули и регулярную оценку результатов обучения.
Освоение дисциплинарного модуля предполагает выполнение следующих обязательных заданий:
практическая работа;
задания для самостоятельной работы;
тестовые методики, предназначенные для того, чтобы студенты провели самодиагностику и определили пути саморазвития и самосовершенствования;
подготовка к семинарскому занятию, план которого представлен в каждом модуле;
выполнение контрольной работы.
Результаты всех видов учебной деятельности оцениваются рейтинговыми баллами. В каждом модуле определено минимальное и максимальное количество баллов. Максимальная сумма по всем модулям – 100 баллов. Минимальное количество баллов в каждом модуле является обязательным и не может быть заменено набором баллов в других модулях. Для получения положительной оценки студентам необходимо набрать не менее 60 баллов, предусмотренных по дисциплине (при условии набора всех обязательных минимальных баллов).
Для студентов, желающих повысить свой рейтинг, разработаны дополнительные задания, выполнив которые, можно добрать недостающие баллы. Преподаватель имеет право добавить студентам определенное количество баллов:
за активность на занятиях;
за выступление с докладом на научной конференции;
за иные научные или учебные достижения.
Перевод баллов в академическую оценку осуществляется по следующей схеме:
60 -72 балла - оценка « удовлетворительно»;
73 -86 баллов - оценка « хорошо»;
87 – 100 баллов - оценка « отлично».
Модуль 1 (Раздел1)
Критерии
Оценка «отлично» - от 23 до 30 баллов
Оценка «хорошо» - от 18 до 22 баллов
Оценка « удовлетворительно» - от 15 до 17баллов
Обязательный минимум - 15 баллов
Для получения удовлетворительной оценки студент должен выполнить следующие задания и набрать от 15 до 30 баллов.
Формы работы Количество баллов
min
max
Практическая работа (2)
6
10
Задания для самостоятельной работы
4
5
Семинарское занятие(2)
3
8
Работа на лекциях и семинарах
2
3
*Индивидуальное задание
0
2
*Дополнительное задание
0
2
Итого
15
30
*—данные задания разработаны для студентов, желающих повысить свой рейтинг, либо не набравших обязательное минимальное количество баллов по модулю, не являются обязательными.
• Если студент не набрал минимальное количество баллов или желает повысить свой рейтинг, то он должен выполнить следующие задания.
*Индивидуальные задания
1. Реферативная работа
2. Задание, предложенное преподавателем
*Дополнительные задания
Литература
Аналогично рассчитывается количество баллов по остальным модулям ((разделам). По первому и второму модулю максимальное количество баллов равно 30, по третьему модулю максимальное количество баллов равно 40.
ВОПРОСЫ по курсу « Биосфера»
1. Дайте определение «Биосфера»
2. Назовите основные проблемы экологии.
3. Перечислите принципы рационального природопользования
4. Антропогенное воздействие на природу
5. Глобальные экологические проблемы
6. Что такое парниковый эффект?
7. Чем грозят «озоновые дыры»?
8. Что такое опустынивание и обезлесивание?
9. Каково значение работ В.И. Вернадского для развития науки?
10. Проанализируйте все гипотезы происхождения жизни.
11. Объясните, как происходит захоронение отходов.
12. Что такое мониторинг?
13. Какие вы знаете типы загрязнений окружающей среды?
14. В чем отличие между антропогенным загрязнением и естественным?
15. Что является нормированной величиной загрязнения?
16.Каковы особенности негативного влияния на атмосферу транспорта (автомобильного, воздушного, космического)?
17.Какое защитное значение имеет атмосфера для биосферы?
18.Перечислите естественные и искусственные загрязнения атмосферы.
19.Каковы важнейшие экологические последствия глобального загрязнения атмосферы?
20.В чем сущность физического загрязнения воды, и каковы его последствия?
21.Почему все загрязнители окружающей среды в конечном итоге попадают в океан?
22.Дайте характеристику загрязнения океана нефтью и нефтепродуктам.
23. Охарактеризуйте биотехнические методы переработки промышленных отходов.
Литература
1. Арский Ю.М., Данилов-Данильян В.И. и др. Экологические проблемы. М.: МНЭПУ, 1997.3.Никитин А.Т., Степанов СЛ. ,Трегер ЮЛ. и др. Критические технологии федерального уровня по приоритетному направлению «Экология, охрана природы и экологическая безопасность». Отчет МНЭПУ, 1997 г.
2.Биотехнология. // Сб. Под ред. А.А.Баева.- М.: Наука, 1985.
3.Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977.
4. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. М: 1994.
5.Вернадский В.И. Биосфера, М.: Мысль, 1967.
6.Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974.
7.Медоуз Д. и др. Пределы роста. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1991.
8.Медоуз Д. и др. За пределами роста. М.: Прогресс, 1994.
9.Миллер Т. Жизнь в окружающей среде: В 3 т. М: Прогресс, 1992-1995.
10.Реймерс Н.Ф. Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. Россия молодая, 1994.
11. О состоянии окружающей природной среды в РФ в 1995г. Госдоклад. М.: Экосинформ, 1996.
12. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24.06.98 № 89-ФЗ // СЗРФ. 1998. № 26. С. 3009.
13.Шилов И.А. Экология. М.: ВШ, 1997.
14.Яблоков А.В. Популяционная биология. М.: Наука , 1987.
