Рабочая программа по элективному курсу Экология в экспериментах

Пояснительная записка

Рабочая программа элективного курса « Экология в экспериментах» предназначена для химико-биологического класса и составлена на основе авторской программы элективного курса Нечаева Г.А., Федорос Е.И. Экология в экспериментах: 10-11 классы: методическое пособие. - М.: Вентана- Граф, 2006. -112 с. Реализуется в течение двух лет в профильном химико - биологическом классе, 1 час в неделю, в 10 и 11 классе по 34 часа. Вид элективного курса: предметно - ориентированный.

Цель курса: освоение учащимися основных правил и подходов к организации научного экологического эксперимента и развитие у школьников системы умений проводить частные и комплексные исследования.

Задача курса: освоение общих и специальных методов, приемов и форм исследовательской работы, направленной на актуализацию и развитие знаний в области экологии, на развитие интеллектуальных, коммуникативных и практических умений.

Курс рассчитан на два года обучения, всего 68 часов, из них 10-11 классе по 34 часа , 1 час в неделю. Изменений в рабочей программе нет, тематическое планирование соответствует авторской программе.

Учебно - методический комплекс:

для учителя

• Экологический практикум школьника: Методическое пособие для учителя.- Самара: Издательство «Учебная литература», Издательский дом «Федоров», 2010 .-144 с.

• Петунин О..В. изучение экологии в школе. \ О.В. Петунин - Ярославль: Академия развития ; Владимир : ВКТ , 2008 год.- 192 с. : ил .-( в помощь учителю)

• Суматохин С.В. Экология : 10-11 классы : методическое пособие \ С.В. Суматохин,Л.Г. Наумова .- М. : Вентана- Граф. 2012.-2012.- 304 с.

Экология: Система заданий для контроля обязательного уровня подготовки выпускников средней школы \ Авт. В.Н. кузнецов. - М. : Вентана - Граф , 2007.-384 с. ( Экзамен для всех).

Рабочая программа элективного курса «Экология в экспериментах» строится преимущественно на выполнении экспериментальных и практических работ. Необходимый теоретический материал излагается на занятиях в виде лекций. Он предназначен для сопровождения учащихся, выполняющих учебные научные исследования, - от выбора темы до представления результатов. Подведение итогов и обсуждение проблемных вопросов проводится на семинарах и конференциях. В 10-11 классе планируется провести: 16 лекций, 39- практических работ, 6- семинаров.

ТРЕБОВАНИЯ КУРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ОБУЧАЮЩИХСЯ

Учащиеся должны знать:

- определения основных экологических понятий (факторы среды, лимитирующие факторы, экологи­ческий опти­мум, благоприятные, неблагоприятные и экстремальные условия, адаптация организмов и др.);

- о типах взаимодействий организмов; разнообра­зии биотических связей; количественных оценках взаимосвязей хищника и жертвы, паразита и хозяи­на;

- законы конкурентных отношений в природе; правило конкурентного исключения, его значение в регулировании видового состава природных сообществ, в сельскохозяйственной практике, при интро­дукции и акклиматизации видов;

- об отношениях организмов в популяциях (поня­тие популяции, типы популяций, их демографиче­ская структура, динамика численности популяции и ее регуляция в природе);

- о строении и функционировании экосистем (по­нятия «экосистема», «биоценоз» как основа природ­ной экоси­стемы, круговороты веществ и потоки энер­гии в экосистемах, экологические основы формирова­ния и поддержива­ния экосистем);

- законы биологической продуктивности (цепи питания, первичная и вторичная биологическая про­дукция; фак­торы, ее лимитирующие; экологические пирамиды; биологическая продукция в естественных природных и агро­экосистемах);

- о саморазвитии экосистем (этапы формирова­ния экосистем, зарастание водоема, неустойчивые и устойчивые стадии развития сообществ);

- о биологическом разнообразии как важнейшем условии устойчивости популяций, биоценозов, экоси­стем;

- о биосфере как глобальной экосистеме (кругово­рот веществ и потоки энергии в биосфере);

- о месте человека в экосистеме Земли (общеэко­логические и социальные особенности популяций че­ловека, эко­логические связи человечества, их разви­тие, современные взаимоотношения человечества и природы, социально-экологические связи);

Учащиеся должны уметь:

- решать простейшие экологические задачи;

- использовать количественные показатели при обсуждении экологических и демографических воп­росов;

- объяснять принципы обратных связей в приро­де, механизмы регуляции и устойчивости в популя­циях и биоце­нозах;

- строить графики простейших экологических за­висимостей;

- применять знания экологических правил при анализе различных видов хозяйственной деятельно­сти;

- использовать элементы системного подхода в объяснении сложных природных явлений, демогра­фических про­блем и взаимоотношений природы и об­щества.

Тематическое планирование элективного курса

«Экология в экспериментах»

10-11 класс (всего 68 ч.)

Название раздела

( темы)

Раздел

Количество часов

Всего

1 0 класс

I.

Вводная часть. Основы общей методологии научных исследований. Характеристика методов биоэкологических исследований

1

II.

Основные принципы планирования и организации исследований. Анализ и оформление результатов. Основы научно - библиографической работы. Методы статистической обработки данных.

9

III.

Экология особей. Биоэкологические исследования

18

IV.

Экология популяций. Биоэкологическое исследование

18, из них 6 часов в 10 классе

Всего

В 10 классе

34

11 класс

IV.

Экология популяций. Биоэкологическое исследование

18, из них 12 часов в 11 классе

V.

Экология сообществ. Биоэкологические исследования и эксперименты.

15

VI.

Научно-практическая конференция учащихся по проведенным исследованиям

3

VII.

Повторение и обобщение изученного материала.

4

Всего

В 11 классе

34

VIII.

Всего часов:

68

Программа элективного курса « Экология в экспериментах»

Программа элективного курса рассчитана на 68 часов (1 час в неделю в 10-11 классах), Программа курса

1. Основы общей методологии научных исследований. Характеристика методов биоэкологических исследований. (1 ч.)

Лекции

Эмпирический и теоретический уровни познания. Научные понятия.

Дополнительный материал.

Логические приемы и процедуры образования научных понятий и операции с ними: анализ и синтез, абстрагирование, индукция и дедукция, аналогия.

Специальные методы научного познания, используемые в биоэкологических исследованиях: наблюдение, эксперимент, измерение, моделирование.

2. Основные принципы планирования и организация исследований. Анализ и оформление результатов. Основы научно - библиографической работы. Методы статистической обработки данных. (9 ч).

Лекции

Методы научного исследования: полевые и лабораторные эксперименты, полевые и лабораторные наблюдения, мониторинг.

Планирование и подготовка исследования: выбор темы, постановка цели и задач исследования, выбор объекта изучения, изучение литературы, выдвижение рабочей гипотезы, составление программы исследования и схемы опыта (определение количества вариантов и повторностей, определение действующих факторов и проверка соответствия принципу единственного различия (для модельных экспериментов), подбор частных методик исследования).

Проведение исследования: ведение документации, ошибки исследований.

Обработка и обобщение результатов исследования, оформление научного отчета.

Дополнительный материал.

Структура научной работы: введение, литературный обзор, материалы и методика, анализ результатов, выводы и список литературы. Общие требования к текстовым документам ГОСТ 2.105-95.

Основы научно - библиографической работы: принципы построения систематических и алфавитных каталогов, принципы анализа научной литературы, правила цитирования и составления списка литературы в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1-84.

Основные понятия биометрии.

Статистический анализ количественной и качественной изменчивости одной выборки. Статистические методы проверки гипотез, сравнение двух выборок. Корреляционный анализ.

Практические занятия.

Современные способы представления результатов. Построение таблиц, диаграмм, графиков.

Методы составления библиографических описаний (реферата и аннотации) и записей (ссылок и списка литературы).

Статистическая обработка данных исследования. Анализ количественной и качественной изменчивости одной выборки. Статистические методы проверки гипотез, сравнение двух выборок. Корреляционный анализ.

Использование компьютерных программ для статистической обработки данных.

3.Экология особей. Биоэкологические исследования и эксперименты. (18 ч)

Лекции.

Экология, её разделы. Основные понятия экологии особей. Окружающая среда, местообитание. Абиотические, биотические и антропогенные экологические факторы. Экологическая пластичность (экологическая валентность). Толерантность. Основные закономерности действия экологических факторов на организмы: правило Либиха, правило Шелфорда.

Основные среды жизни: водная, наземно - воздушная, почва, живой организм.

Температура, влажность наземных местообитаний, соленость вод, свет как важнейшие экологические факторы. Морфологические, физиологические и поведенческие адаптации организмов.

Биотические факторы: внутривидовая конкуренция, межвидовая конкуренция, хищничество, паразитизм, аменсализм, мутуализм, комменсализм.

Основные направления и возможные темы работ по экологии особей. Требования к проведению этих работ, характеристика их сложности.

Практические занятия.

Направления и темы практических работ учащихся:

Влияние экологических факторов на жизнедеятельность растений:

• Влияние тяжелых металлов на рост и развитие проростков.

• Исследование интенсивности транспирации и фотосинтеза в зависимости от действия различных экологических факторов (свет, температура, освещенность).

• Исследование дневного хода интенсивности транспирации, фотосинтеза и дыхания.

• Влияние условий питания на прирост растений.

• Оценка состояния водного баланса у растений разных экологических групп.

• Влияние света на прорастание семян и развитие проростков.

• Сравнение глубины покоя различных древесных и кустарников растений.

• Определение солеустойчивости злаков по всхожести семян.

• Растения как индикаторы состояния окружающей среды.

• Обнаружение нитратов в растениях.

Влияние экологических факторов на размножение и развитие насекомых.

• Влияние температурного шока на плодовитость и скорость развития дрозофилы.

• Влияние влажности на плодовитость и скорость развития дрозофилы.

• Влияние количества и качества пищи на плодовитость и скорость развития дрозофилы.

• Влияние лекарственных препаратов на выживаемость, плодовитость и скорость развития дрозофилы.

Оценка показателей здоровья человека. Определение хронобиологического типа, типа высшей нервной деятельности.

Семинарское занятие.

Представление и обсуждение результатов исследований по экологии особей.

Цель: формирование умения обобщать материал, подготовить научное выступление, иллюстрированный материал. Ознакомление со способом ведения научной дискуссии.

4. Экология популяций. Биоэкологические исследования и эксперименты (18 ч).

Лекции.

Основные понятия экологии популяций. Численность популяций. Плотность популяции. Рождаемость. Смертность. Прирост популяции. Темп роста. Возрастная половая структура популяции.

Пространственная структура популяций. Типы использования территории животными.

Динамика численности популяций при освоении нового местообитания и в освоенной среде. Экспоненциальная и логические модели роста популяций. Модель взаимодействия популяций хищника и жертвы.

Дополнительный материал.

Жизненные стратегии.

Факторы и механизмы, регулирующие численность популяции. Ультимативные факторы: климатические изменения, межвидовые взаимоотношения (межвидовая конкуренция, экологическая ниша, «хищник - жертва», «паразит - хозяин», косвенные взаимоотношения растений). Сигнальные факторы: сигнальные уровни численности, эффект группы, эффект массы, принцип Олли. Механизмы изменения численности популяции.

Основные направления и возможные темы работ по экологии популяций. Требования к проведению этих работ, характеристика их уровня сложности.

Практические занятия.

Направления и темы практических работ учащихся:

• Динамика численности популяции дрозофилы в популяционном ящике (модельный эксперимент).

• Влияние плотности популяции на плодовитость и выживаемость дрозофил.

• Динамика численности групп популяций микроорганизмов воздуха в зависимости от различных условий: температуры, влажности, времени суток, запыленности.

• Оценка некоторых показателей здоровья групп людей.

• Компьютерное моделирование динамики численности популяций: экспоненциальная модель роста, логистическая модель роста, модель взаимодействия в системе «хищник - жертва», модель межвидовой конкуренции.

Семинарское занятие.

Представление и обсуждение результатов исследований по экологии популяций.

Цель: развития умения обобщить материал, подготовить научное выступление, иллюстративный материал. Развитие культуры ведения научной дискуссии, корректировка способов аргументации и критики.

5. Экология сообществ. Биоэкологические исследования и эксперименты (15 ч)

Лекции.

Экологические сообщества. Экосистема, биогеоценоз. Естественные и искусственные экосистемы.

Характеристика организмов по типу питания и по роли в сообществе. Трофическая структура экосистем. Цепи питания, сети питания. Трофические связи организмов в экосистеме. Пространственная структура экосистем.

Дополнительный материал.

Экологические пирамиды. Концентрирование вредных веществ в пищевых цепях.

Динамика экосистем. Гомеостаз экосистем. Периодические изменения в экосистемах: суточные, сезонные и многолетние ритмы. Непериодические изменения в экосистемах: флуктуации, сукцессии. Понятия о климаксных и субклимаксных сообществах.

Основные направления и возможные темы работ по экологии сообществ. Требования к проведению этих работ, характеристика их уровня сложности.

Практические занятия.

Направления и темы практических работ учащихся:

Изучение микробиоценозов почвы.

• Оценка суммарной активности микроорганизмов по их протеазной активности.

• Изучение строения и состава почвенных микробиоценозов.

Изучение водных экосистем.

• Оценка состояния видов - эдификаторов.

• Описание биоразнообразия экосистемы.

• Оценка состояния индикаторных видов.

Изучение фитоценозов леса

• Изучение свойств почвы.

• Оценка состояния видов - эдификаторов.

• Описание биоразнообразия экосистемы.

• Оценка состояния индикаторных видов.

Изучение фитозенозов луга.

• Изучение свойств почвы.

• Оценка состояния видов - эдификаторов.

• Описание биоразнообразия экосистемы.

• Оценка состояния индикаторных видов.

Семинарское занятие

Представление и обсуждение результатов исследований по экологии сообществ.

Цель: развитие умения обобщить материал, подготовить научное выступление, иллюстративный материал. Развитие культуры ведения научной дискуссии, корректировка способов аргументации и критики.

6. Научно - практическая конференция учащихся по проведенным исследованиям (3 ч).

Обобщающая конференция школьного уровня, на которой предполагается представление наиболее интересных работ учащихся школы и гостей конференции, а также обсуждение результатов в ходе неформальной беседы (круглого стола )

Резервное время -4.ч. Повторение и обобщение изученного материала.

Перечень учебно-методических средств обучения

Основная литература

• Алексеев С.В., Груздева Н.В., Гущина Э.В.Экологический практикум школьника: учебное пособие для учащихся .-Самара: Издательство «Учебная литература», 2006.-304

• Алексеев С.В., Груздева Н.В. ,Гущина Э.В. Экологический практикум школьника : Методическое пособие для учителя.- Самара: Издательство «Учебная литература» , Издательский дом «Федоров», 2010 .-144 с.

• Миркин Б.М. Экология: 10-11 классы: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений : профильный уровень \ Б.М. Миркин ,Л.Г. Наумова ,С.В. Суматохин .- М.: Вентана-Граф , 2012 .- 384 с.

Дополнительная литература

1.Ашихмина Т.Я.Школьный экологический мониторинг.- «Агар», «Рандеву-АМ»,2000,385с.

2.Арнаутова Н.З. Исследовательская деятельность учащихся в процессе экологического о образования. Учебно - методическая газета для учителей химии и естествознания. «Химия». ИД. Первое сентября, №12, 2009 г, с.24-34

3. Высоцкая М.В. .Биология и экология. 10-11 классы: проектная деятельность учащихся\ ав.- сост.М.В. Высоцкая .- Волгоград : Учитель, 2008.-203 с. : ил.

4 .Груздева Н.В. и др. Практикум по экологии.- М.: АО МДС, 1996, 80с. Б.Небел. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993,2т.

5. Исидоров В.А. Экологическая химия. СПб.: Химиздат, 2000.

6. Кузменок Н.М., Стрельцова Е.А., Кумачев А.И. Экология на уроках химии. М.: Красикопринт., 1996.

7.Маркачев А.Е. Учебно-исследовательские проекты по химии :Содержание и методика реализации / А.Е.Маркачев ,Т.А. Боровских ,Г.М.Чернобельская .- М.: Чистые пруды, 2009 год.- 32с.: ил. -(Библиотека «Первое сентября», серия «Химия «. Вып.27)

8. Назаренко В.М. .Экологический курс химии : от темы к теме. -М.: Просвещение , 2000

9. Монин А.С., Шишков Ю.В. Глобальные экологические проблемы. - М.: Знание, 1991.

10. Солодова Е.А., Богданова Т.Л. Биология : учебное пособие : в 3 ч. Ч. 1. Общая биология и экология / Е.А. Солодова, Т.Л.Богданова. - М. : Вентана-Граф, 2009. - 160 с. - (Школьный курс за 100 часов).

11.Татарина Л.Ф.. Экологический практикум для студентов и школьников (Биоиндикация загрязненной среды). М.: Аргус, 1997, 80с. С.Б.Шустов, Л.В.Шустова. Химические основы экологии. М.: Просвещение,1995, 239.

12. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. - М.: Просвещение, 1995

13. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха: Источники и контроль. - М.: Мир, 1980.

Полезные интернет-ресурсы

Федеральный портал «Российское образование»

Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов

Каталог образовательных ресурсов сети Интернет для школы

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Образовательные ресурсы Интернета - Биология. alleng.ru/edu/bio1.htm

abitu.ru/start/about.esp (программа «Юниор - старт в науку»);

vernadsky.dnttm.ru/ (конкурс им. Вернадского);

step-into-the-future.ru/ (программа «Шаг в будущее);

iteach.ru (программа Intel - «Обучение для будущего»).

eidos.ru (эвристические олимпиады дистанционного центра «Эйдос»)

"Вся биология" - это научно-образовательный проект, посвящённый биологии и родственным наукам. Основная идея портала заключается в создании большого информационного ресурса, главная цель которого: предоставление информации по всем разделам биологии в максимально доступной форме для обычного читателя. sbio.info.

Сеть творческих учителей. Сообщество учителей биологии и экологии "БИО-ЭКО" : |it-n.ru/communities.aspx?cat_no=13613&tmpl=com

Экология курс

files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ee76ce85-0d71-499c-99b3-fd5e2196e4b2/KODO_main.pps

Оборудование и приборы

№

Наименование объектов и средств

Материально-технического обеспечения

Необходимое количество

Примечания

необходимое

В наличии

1.ПЕЧАТНЫЕ ПОСОБИЯ

Таблицы

1

Анатомия, физиология и гигиена человека

1

1

2

Биотехнология

1

1

3

Генетика

1

1

5

Основы экологии

1

1

6

Портреты ученых биологов

1

1

7

Правила поведения в учебном кабинете

1

1

8

Правила поведения на экскурсии

1

1

9

Правила работы с цифровым микроскопом

1

1

10

Систематика животных

1

1

12

Систематика растений

1

1

13

Строение, размножение и разнообразие животных

1

1

14

Строение, размножение и разнообразие растений

1

1

15

Схема строения клеток живых организмов

1

1

16

Уровни организации живой природы

1

1

Карты

1.

Биосферные заповедники и национальные парки мира

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5г.Шебекино»

2

Население и урбанизация мира

1

1

3

Природные зоны России

1

1

4

Центры происхождения культурных растений и домашних животных

1

1

Атласы

1

Анатомия человека

1

1

2

Беспозвоночные животные

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

3

Позвоночные животные

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

4

Растения. Грибы. Лишайники

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

2. ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ СРЕДСТВА

1

Мультимедийные обучающие программы (обучающие, треннинговые, контролирующие) по всем разделам курса биологии

1

1

Для учителя,, учащихся и домашнего пользования

2

Электронные библиотеки по всем разделам курса биологии

1

1

Для учителя ,учащихся и домашнего пользования

3.ЭКРАННО-ЗВУКОВЫЕ ПОСОБИЯ (могут быть в цифровом и компьютерном виде)

Видеофильмы

1

Фраг Фрагментарный видеофильм о сельск-ых жив-х

Живо

1

1

2.

Фрагментарный видеофильм о строении, размножении и среде обитания растений основных отделов

1

1

3

Фрагментарный видеофильм о беспозвоночных животных

1

1

4

Фрагментарный видеофильм по обмену веществ у растений и животных

1

1

5

Фрагментарный видеофильм по генетике

1

1

6

Фрагментарный видеофильм по эволюции живых организмов

1

1

7

Фрагментарный видеофильм о позвоночных животных (по отрядам)

1

1

8

Фрагментарный видеофильм об охране природы в России

1

1

9

Фрагментарный видеофильм по анатомии и физиологии человека

1

1

10

Фрагментарный видеофильм по гигиене человека

1

1

11

Фрагментарный видеофильм по оказанию первой помощи

1

1

12

Фрагментарный видеофильм по основным экологическим проблемам

1

1

13

Фрагментарный видеофильм по селекции живых организмов

1

1

14

Фрагментарный видеофильм происхождение и развитие жизни на Земле

1

1

Транспаранты

1

Цитогенетические процессы и их использование человеком (биосинтез белка, деление клетки, гаметогенез, клонирование иммунитет человека, фотосинтез и др.)

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

2

Набор по основам экологии

1

1

То же

3

Рефлекторные дуги рефлексов

1

1

То же

4

Систематика беспозвоночных животных

1

1

То же

5

Систематика покрытосеменных

1

1

То же

6

Систематика бактерий

1

1

То же

7

Систематика водорослей

1

1

То же

8

Систематика грибов

1

1

То же

9

Систематика позвоночных животных

1

1

То же

10

Строение беспозвоночных животных

1

1

То же

11

Строение и размножение вирусов

1

1

То же

12.

Строение позвоночных животных

1

1

То же

13

Строение цветков различных семейств растений

1

1

То же

14

Структура органоидов клетки

1

1

То же

4.ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

1

Видеокамера на штативе

1

Планируется в приобретении школы в течении 5 лет

2

Компьютер мультимедийный

1

1

3

Копировальный аппарат

1

1

4

Мультимедийный проектор

1

1

5

Набор датчиков к компьютеру

1

6

Цифровая фотокамера

1

Планируется в приобретении школы в течении 5 лет

7

Экран проекционный

1

1

5.УЧЕБНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ И УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Приборы, приспособления

1

Комплект посуды и принадлежностей для проведения лабораторных работ

13

13

5 штук. По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

2

Микроскоп лабораторный

13

13

3

Термометр наружный

1

1

4

Термометр почвенный

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

5

Цифровой микроскоп или микрофотонасадка

1

1

Реактивы и материалы

1

Комплект реактивов для базового уровня

1

1

6.МОДЕЛИ

Модели объемные

1

Модели цветков различных семейств

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

2

Набор «Происхождение человека»

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

3

Набор моделей органов человека

1

1

4

Торс человека

1

1

5

Тренажер для оказания первой помощи

1

Планируется в приобретении школы в течении 5 лет

Модели остеологические

1

Скелет человека разборный

1

1

2

Скелеты позвоночных животных

1

1

3

Череп человека расчлененный

1

1

1

Коллекции

1

Вредители сельскохозяйственных культур

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

2

Ископаемые растения и животные

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

3.

Морфо-экологические адаптации организмов к среде обитания (форма, окраска и пр.)

1

1

По договору с опорной МБОУ «СОШ №5 г.Шебекино»

14