Проектное обучение на уроках экологии

Использование современных образовательных технологий для изучения экологии

Среди различных инновационных технологий проектное обучение обладает рядом преимуществ, а именно: позволяет ученику самостоятельно (при консультативной поддержке учителя) добывать знания, работая с многочисленными источниками информации, приборами и лабораторным оборудованием, и одновременно в деловом общении со сверстниками развивать коммуникативные умения и навыки. Для урока биологии наиболее оптимальна групповая форма работы над проектом, тогда как реализация индивидуальных проектов целесообразнее во внеурочной работе.
Структура учебного исследовательского проекта включает три основных этапа: - подготовительный,

- основной

- завершающий.

На подготовительном этапе обсуждается тема исследования и возможности осуществления проекта, формулируются задачи, выдвигаются гипотезы и пути их решения. Основной этап предполагает реализацию исследовательской деятельности по проекту, которая включает работу с дополнительной литературой и материалами средств массовой информации, выполнение практических и лабораторных работ по заданиям, подготовленным учителем, изучение карт, таблиц, видеоматериалов, проведение экскурсий по темам. Итог - обобщение и систематизация полученных результатов (рефераты, журналы исследований, оформление стендов, презентации), подготовка и выступление по определенному плану (сообщение причин возникновения проблемы, возможных последствий и способов их предотвращения).

На завершающем этапе заслушивается отчет групп в форме защиты проектов, конференций, осуществляются анализ, обсуждение и оценка результатов работы.

Учащимися школы в 2006-2010 г. были выполнены проекты: «Экологическое состояние парка Победы» 11 класс, «Анализ уровня физического развития школьников, оценка их образа жизни» 9- 10 класс, «Нужна ли в школе сменная обувь» 9 класс, «Лихеноиндикация различных зон, прилегающих к школьной территории» 11 класс, «Экологическое состояние популяций эремуруса представительного на КМВ и культивирование его на учебно-опытном участке школы», «Экологическое состояние популяции катрана коктебельского и культивирование его на учебно-опытном участке», «Эколого-географическое состояние Ставропольского края», «Внутренние воды своего города. Влияние загрязнения вод на здоровье человека» 11класс.
Исследовательский проект «Внутренние воды своего города. Влияние загрязнения вод на здоровье человека» можно реализовать при изучении темы

« Загрязнение пресных вод» в курсе «Основы экологии».

Цель проекта: формирование у школьников системы знаний о природе, обществе, процессе их взаимодействия, взаимосвязи между здоровьем человека и состоянием окружающей среды, осуществление межпредметных связей, реализация деятельностного подхода по изучению и охране окружающей среды.

Воспитательные задачи урока: формирование у подростков желания внести свой вклад в охрану природы, преодоление у них пассивности, безынициативности, потребительского отношения к природе, воспитание норм поведения в окружающей среде.

Проект рассчитан на 4 урока (табл. 1).

Таблица 1 Содержание этапов учебного исследовательского проекта

Форма организации
обучения

Этап проекта

Вид деятельности

1. Урок 1

Подготовительный

Постановка цели и задач, разделение учащихся на группы, распределение заданий в группах

2. Экскурсии

Основной

Работа в группах по выбранной теме

3. Урок 2

Основной

Работа в группах по выбранной теме

4. Самостоятельная

работа дома

Основной

Индивидуальная работа по выполнению заданий

5. Урок З

Основной

Работа в группах по выбранной теме

6. Самостоятельная работа дома

Основной

Индивидуальная работа по выполнению заданий

7. Урок 4

Заключительный

Защита проекта
На первом уроке сообщается общая тема исследования и ставится проблема. Школьникам демонстрируются фото- и видеоматериалы экологических фильмов, отражающих некоторые экологические проблемы (загрязнение водоемов, уменьшение биоразнообразия и др.). В ходе просмотра и дальнейшей дискуссии определяется значимость предстоящей работы. Каждый ученик формулирует тему, над изучением которой ему хотелось бы работать. В процессе беседы обсуждаются следующие вопросы:

• Какое влияние оказывает человек на окружающую среду?

• Как человек использует природные ресурсы?

• Какое воздействие оказывает человек на водные экосистемы?

• Что можно сделать, чтобы сократить воздействие антропогенных факторов на окружающую среду?

• Что такое биоразнообразие и почему оно находится под угрозой?

Определяются основные направления предстоящего исследования и формулируются темы:

• «Загрязнение реки Подкумок. Влияние антропогенных факторов на сокращение биоразнообразия. Пути сокращения воздействия антропогенных факторов на окружающую среду»;

• «Загрязнение реки Ессентучок. Влияние антропогенных факторов на сокращение биоразнообразия. Пути сокращения воздействия антропогенных факторов на окружающую среду».

• «Загрязнение ручья Капельный. Влияние антропогенных факторов на сокращение биоразнообразия. Пути сокращения воздействия антропогенных факторов на окружающую среду

• «Загрязнение реки Бугунта. Влияние антропогенных факторов на сокращение биоразнообразия. Пути сокращения воздействия антропогенных факторов на окружающую среду».

Учащиеся объединяются в группы по 5-7 человек и распределяют задания внутри групп.
Учитель организует исследовательскую работу учащихся по инвентаризации водных ресурсов города. Суть ее заключается в исследовании водных ресурсов и составлении на них инвентарной карты (рис.1).

Инвентарная карточка.
1. Название объекта.
2. Месторасположение.
3. Рельеф прилегающей к нему местности.
4. Характер течения.
5. Качественные характеристики воды (цвет, вкус, прозрачность, количество взвешенных частиц).
6. Химические свойства воды (определение окисляемости, определение хлоридов в воде).
7. Какова степень химического загрязнения воды?
8. Как используется человеком?
9. Каково влияние хозяйственной деятельности на состояние источника водотока? Определите, какие виды мусора (бумага, стекло, металл, полиэтилен и т. д.) чаще всего встречаются вдоль береговой зоны.
10. Что необходимо предпринять по его охране?
11. Какие растения произрастают в пойме реки?
12. Какие животные обитают в пойме реки?
13. Оценка состояния растительного и животного мира.
14. Что необходимо предпринять по охране растительного и животного мира поймы реки?

15. Каково влияние загрязнения реки на здоровье человека
16. Оценка состояния влияния загрязнённости на органы и системы организма человека
17. Что необходимо предпринять в качестве профилактических мер по охране здоровья человека?

Учет природных богатств своего города важен с точки зрения не только формирования у школьников практических умений, углубления знаний о своей местности, но и развития ценностных ориентаций, воспитания эстетических чувств к окружающей природе.

На первом уроке каждая группа получает папку с заданиями в виде инструкций по выполнению проекта и инвентарную карточку, список литературы, таблицы, экологические карты, списки лабораторного оборудования, инструкции и список оборудования для выполнения лабораторных опытов: «Экспресс-анализ воды с помощью тестов»; «Моделирование химических загрязнителей воды». При заполнении инвентарной карты рекомендуется делать зарисовки или фотографировать растения, растительные сообщества и т.д. Задания по оценке состояния растительного и животного мира включают два основных момента:

• визуальные наблюдения, при которых определяется цвет листьев, травяного покрова, ажурность кроны и т.д. (по шкале категорий состояния деревьев)

• взятие проб растительного материала на выявление степени загрязнения.

Пробы берутся в разных точках русла реки (в непосредственной близости от дороги, предприятий, в лесной или парковой зоне, возле жилых домов). Запыленность определяется следующим образом: к растительным образцам листьев плотно прижимается прозрачная клеящая пленка, которая затем аккуратно снимается. На пленке остаются отпечатки со следами пыли. Учащиеся сравнивают отпечатки и делают выводы о степени запыленности. Для химического анализа образцы растений измельчают и помещают в отдельные пробирки. Затем в каждую пробирку вливают дистиллированную воду, подогревают на слабом огне в течение нескольких минут. Дают охладиться и добавляют в пробирку йодистого калия. По интенсивности окраски судят о степени химического загрязнения.

Второй урок посвящен выполнению заданий, над которыми можно работать как индивидуально, так и в небольшой подгруппе (2-3 человека)

• выполнение практического задания по проведению экспресс-анализа воды с помощью тестов и учебному моделированию химических загрязнений воды;

• ответы на вопросы и выполнение заданий с использованием литературы, СМИ, экологической карты по состоянию воды в городе, Интернета;

• выполнение практического задания по экспресс-анализу загрязнений растительных образцов с помощью тестов и шкалы;

• обработка фотоматериалов о несанкционированных свалках;

• выполняются доклады и рефераты.

Промежуточные результаты обсуждаются всей группой: учащиеся знакомятся с различными точками зрения на изучаемую проблему и оценивают полученные результаты.

Учитель просматривает и редактирует собранный материал, определяет выступающих по результатам работы, рекомендует использовать наглядный материал, демонстрировать опыты. Результаты оформляются в виде проекта по единой форме:

1. Грамотно оформленный титульный лист

2. Содержание или оглавление.

3. Введение

4. Обзор литературы по проблеме исследования.

5. Методика выполнения эксперимента и используемое оборудование.

6. Результаты эксперимента.

7. Обсуждение результатов эксперимента.

8. Выводы и рекомендации.

9. Список использованной литературы.

10. Приложение (Может содержать фотографии, рисунки, графики, таблицы, диаграммы, планы, карты, оценочные шкалы и т.д.)

На третьем уроке обобщается собранная информации, подводятся итоги проведенных исследований, формулируются выводы, оформляются результаты, готовятся выступления на этапе защиты проектов. Выполняются задания для работы с картой «Экологического атласа» города, например:
1. Найдите на экологической карте города водные объекты, которые наиболее загрязнены. 2. Выявите источники загрязнения водоемов, находящихся в черте города; в пригородной зоне.
Домашнее задание (к трем урокам):
1. Составить список различных видов деятельности, направленной на сохранение водных экосистем от разрушения и загрязнения.
2. Подсчитать примерное количество израсходованной воды вашей семьей за неделю, месяц, год.
Роль учителя на первом уроке заключалась в организации всех этапов деятельности, формировании групп и консультировании по поводу предстоящей работы, распределения заданий в группе.
Проведение экскурсии в ходе реализации проектной деятельности направлено на ознакомление школьников с проблемой, которую они изучают, поэтому для каждой группы предусматривалась своя экскурсия (р. Подкумок, р. Бугунта, р. Ессентучок, ручей Капельный).
Подготовка к заключительному этапу (защите проекта) потребовала выполнения домашних заданий (изготовление плакатов, рисунков на выставку для оформления кабинета). Учащиеся, работающие над проблемой «Загрязнение реки Подкумок», подготовили выставку поделок из бумажных и пластиковых бытовых отходов, показав возможность вторичного использования материалов для уменьшения количества мусора и сокращения загрязнения почвы. Очень важным этапом является подготовка учащихся к выступлению. Наиболее типичными недостатками выступлений учащихся являются неумение отобрать главное, раскрывающее тему проекта, кратко сообщить содержание, логично по ходу выступления использовать ссылки на демонстрации, сделать заключение, выводы, изложить материал в свободной форме, не прибегая к дословному чтению написанного текста. Учитывая эти недостатки, учитель заранее прослушивает выступления учащихся и делает соответствующие поправки. Хорошо подготовленные сообщения, включенные в общую структуру урока, активизируют познавательный интерес школьников, оживляют учебный процесс. Четвертый урок посвящен защите проектов. Выступление каждой группы длится 7-8 мин. По ходу выступления каждой группы учащиеся заполняют итоговую таблицу, заранее подготовленную учителем и выданную каждому в начале урока (см. табл. 2).

Таблица 2

Проблема

Причины возникновения
проблемы

Возможные пути решения
проблемы

Загрязнение реки Подкумок

Загрязнение ручья Капельный

Загрязнение реки Бугунты

Загрязнение реки Ессентучок

Обязательная часть этого этапа - оценка работы школьников. Она осуществляется по следующим критериям:

• активное участие всех членов группы в реализации проекта;

• объем изученного материала и качество анализа собранной информации;

• соответствие оформления результатов работы стандартным требованиям;

• качество сообщения о результатах проекта;

• убедительность ответов на вопросы по докладу;

• полнота выполнения самостоятельной исследовательской работы;

• практическая ценность проекта

• достижение поставленных целей;

Работа каждого ученика по проекту отражается в оценочных листах, где проставляются оценки за групповую работу, индивидуальные доклады, реферат, за участие в обсуждении других работ. Средний балл является итоговой оценкой.
Работая над проектом «Внутренние воды своего города. Влияние загрязнения вод на здоровье человека», учащиеся убедились в социальной значимости, актуальности данной проблемы в нашем городе. Пути решения проблемы были предложены на открытой экологической конференции «В судьбе природы - наша судьба». Ребята выступили в СМИ со статьей «Здоровье нашего города».

Приложение 1.

ШКАЛА КАТЕГОРИЙ СОСТОЯНИЯ ДЕРЕВЬЕВ.

Хвойные породы.

Категория деревьев

Основные и дополнительные признаки

1 - без признаков ослабления

Хвоя зеленая, блестящая. Крона густая. Прирост текущего года, цветение и плодоношение нормальное для данной породы, возраста и условий местопроизрастания и сезона.

2 - ослабленные

Хвоя часто светлее обычного, крона слабо ажурная, прирост уменьшен не более чем на половину по сравнению с нормальным. Возможны признаки местного повреждения ствола и прикорневых лап, ветвей.

3 - сильно ослабленные

Хвоя светло-зеленая или сероватая, матовая. Крона ажурная. Прирост уменьшен более чем на половину, по сравнению с нормальным. Признаки повреждения ствола, прикорневых лап, ветвей, объеденная хвоя. Попытки поселения или удавшееся местное поселение вредителей на стволе или ветвях.

4 - усыхание

Хвоя серая, желтая или желтовато-зеленая. Крона изреженная, прирост текущего года еще заметен или отсутствует. Признаки повреждения ствола и др. частей дерева ярче, чем у предыдущей категории. Возможны признаки заселения дерева стволовыми вредителями.

5 - сухостой текущего года

Хвоя серая, желтая или бурая. Крона часто изрежена, мелкие веточки сохраняются. Кора сохранена или осыпалась частично. В конце сезона возможно наличие вылетных отверстий насекомых на стволе или ветвях.

6 - сухостой прошлых лет

Хвоя осыпалась или сохранилась частично, большая часть коры ветвей осыпалась. На стволе и ветвях имеются вылетные отверстия насекомых, под корой обильная «мука» и грибница дереворазрушающих грибов.

Лиственные породы.

Категория деревьев

Основные и дополнительные признаки

1 - без признаков ослабления

Листва зеленая, блестящая, крона густая. Прирост текущего года и плодоношение нормальные для данной породы и возраста.

2 - ослабленные

Листва зеленая, крона слабо ажурная. Прирост может быть ослаблен по сравнению с нормальными, усыхающих ветвей менее 25%. Могут быть местные повреждения ветвей и ствола.

3 - сильно ослабленные

Листва мельче, или светлее обычной, преждевременно опадает. Крона изрежена, усыхающих ветвей 25-50%. Признаки повреждения предыдущей категории выражены сильнее. Попытки поселения или удавшиеся местные поселения стволовых вредителей.

4 - усыхание

Листва мельче, светлее или желтее обычной, преждевременно опадает или увядает. Крона изрежена, усыхающих ветвей 50%-75%. Плодоношение заметно снижено. На стволе и ветвях заметны признаки заселения стволовых вредителей. Частично усохшие или усыхающие побеги.

5 - сухостой текущего года

Листва усохла, увяла, преждевременно опала. Усохших ветвей более 75%.Мелкие веточки и кора сохранились. Плодоношение почти отсутствует. На стволе, ветвях часто наблюдаются признаки стволовых вредителей и поражение грибами.

6 - сухостой прошлых лет

Листва у части ветвей опала, кора разрушена или опала набольшей части ствола. Имеются вылетные отверстия на стволе, ветвях, коре и под корой - грибница и плодовые тела дереворазрушающих грибов.