Экологическое воспитание и формирование экологического мышления школьников в системе подготовки к олимпиадам по экологии

Экологическое воспитание школьников

Экологическое воспитание — это формирование у школьников заботливого, бережного отношения к природе и всему живому на Земле, развитие понимания непреходящей ценности природы, готовности к рациональному природопользованию, к участию в сохранении природных богатств и жизни вообще. Основной целью экологического воспитания является экологическая культура личности и общества.

Экологическая культура — важнейшая часть общей культуры, проявляющаяся в духовной жизни и поступках, это особое качество личности осознавать непреходящую ценность жизни, природы и проявлять активность в их защите. В философском контексте экологическая культура выступает в качестве осознания культуры как идеала, к которому нужно стремиться, это новый тип культуры с переосмысленными ценностями, ориентированными на развитие гармонизации отношений личности, общества и природы.

По определению философов, экологическая культура — это основа общей культуры, выражающая характер и качественный уровень отношений между обществом и природой. Она проявляется в системе духовных ценностей, всех видах и результатах человеческой деятельности, связанных с познанием и преобразованием природы. Экологическое воспитание строится на новой системе экологических ценностей: изменение морально-этической оценки природы, отказ от антропоцентризма, формирование экологических знаний, умений, экологического мышления, осознание природы как непреходящей ценности, пересмотр собственных потребностей, духовное освоение сущностных свойств природы, понимание человека как органической части природы.

Мировая практика образования показывает, что воспитание тех или иных качеств личности достигается только постоянным вниманием к человеку, специальными усилиями учителя, ученика и общества в целом.

Экологическая культура означает новый тип культуры с переосмысленными ценностями, которые ориентированы на поиск механизма связи с природой, в отличие от культуры развивающейся в рамках экономических и технократических ценностей.

По нашему мнению, развитие экологической культуры является одной из главных задач общего образования школьников. Экологический материал школьного предмета многоаспектен и входит во все учебные курсы биологии. Это помогает ученикам осознать гармоническую сущность природы, механизм ее функционирования и понять, как легко можно нарушить существующие естественные взаимосвязи. В этих целях особенно важно усвоение таких экологических понятий, как взаимозависимость организма и среды, смена природных сообществ, смена биогеоценозов, устойчивость экосистем, биосфера и особенно человек как экологический фактор. Однако, развивая понятие об антропогенном факторе, следует помнить, что воспитательное значение имеют не только примеры отрицательного действия человека в природе, что нередко наблюдается в массовой практике обучения и методических рекомендациях для учителя. Безусловно, обращая внимание учащихся лишь на неблаговидную роль человека в природе, можно достигнуть определенных целей экологического воспитания, но это может привести и к неправильным, односторонним выводам о практической деятельности человека в природе. Поэтому надо всесторонне рассматривать вопросы природопользования.

При правильном осмыслении примеров действия антропогенных факторов у школьников формируются истинная оценка реальной действительности, готовность к участию в созидательной работе, установки на рациональное природопользование. Вместе с тем у них возникает потребность понять суть происходящих в природе изменений, найти их причины, выяснить действенную роль человека, собрать новые факты и изучить явления, имеющие отношение к рассматриваемому вопросу, высказать свое суждение о локальных (в своем регионе) экологических проблемах и о глобальных (в целом на Земле) проблемах. Задача учителя — умело направлять внеклассную деятельность (природоохранительную, исследовательскую экологическую, натуралистическую, по дополнительному чтению) и анализировать подобные вопросы во время уроков (особенно в заключительных темах курсов биологии) и на экскурсиях в природу.

Большое воспитательное значение имеет экологический материал о смене природных сообществ (курс 6 класса), а также о смене биогеоценозов и их устойчивости (курс общей биологии). В ходе образования и развития этих понятий школьники не только получают представление о смене сообществ, но и узнают о том, как совершается данный процесс. Следовательно, можно проанализировать его причины, в том числе внезапные (катастрофические), обусловленные деятельностью человека. Очень нагляден пример зарастания лесной гари, так как обсуждаются вопросы бережного отношения к природным ресурсам, причины гибели леса и возможности восстановления разрушенного биогеоценоза, особенно в местах, подверженных заболачиванию. Этот пример служит конкретной основой проведения на уроке воспитательной беседы о бережном и ответственном отношении к природе, о соблюдении определенных правил общения с ней, о негативной и позитивной роли антропогенного воздействия в природе.

Для осуществления экологического воспитания большое значение имеют материалы о сложности взаимодействий между популяциями, видами в больших и малых экосистемах, о продуктивности и устойчивости биосферы, об экологическом равновесии в биосистемах, о живом веществе, о биологическом разнообразии. Изучение этих вопросов развивает у школьников осознание ценности жизни, значения ее разнообразия для природы и человечества, позволяет раскрыть принципы рационального природопользования: поддержание определенной численности населения биогеоценозов, сохранение большого видового разнообразия в них, сохранение среды обитания и пр. Такие сведения помогают школьникам понять возможности экологически грамотного управления процессами, протекающими в живой природе.

Формирование экологического мышления у школьников

Экологическое воспитание возможно через формирование экологического мышления. Это важнейшая задача школы в настоящее время. Сейчас очень много экологических проблем, и не только в России, но и во всем мире. Это происходит оттого, что школа всегда очень мало уделяла внимания экологическому образованию и воспитанию учащихся в недавнем прошлом.

Одной из основных причин незрелости экологического мышления людей нужно считать недостаточно эффективную систему экологического воспитания и образования населения. Далеко не каждый человек имеет возможность приобщиться к пониманию экологических проблем на уровне большой науки, представление об этих проблемах складывается подчас весьма случайным образом: под воздействием обыденных впечатлений или из сообщений средств массовой информации.

Разрозненные сведения не дают возможности человеку выработать стройную систему экологических знаний, которая необходима ему, чтобы разумно относится к природе, не наносить ей урона. Задача общества тут — обеспечить системный характер экологического воспитания и образования населения.

Нынешняя экологическая ситуация такова, что более нельзя обойтись без радикальных и всесторонних преобразований практически всех аспектов общественной жизни.

Существенные преобразования должны претерпеть научные знания в плане преодоления их традиционной разобщенности и наполнения естественных наук гуманистическим содержанием, а общественных — естественнонаучным. Сегодня жизненно необходима экологизация всех сфер общественной жизни. И, прежде всего, конечно, должен быть экологизирован сам человек во всех сферах его деятельности: в производстве, быту, в воспитании и обучении. Экологическая проблема обладает рядом таких особенностей, которые очень важно учитывать в процессе экологического воспитания и просвещения людей.

Первое условие успеха экологического просвещения и воспитания — достаточно высокая точность данных о состоянии биосферы в целом и отдельных ее регионов. Кроме того, точные данные необходимо дополнять сведениями о тех взаимосвязанных последствиях, которые может повлечь за собой то или иное частное на первый взгляд изменение какого-либо компонента биосферы.

Второе условие успеха экологического воспитания — необходимость комплексного характера освещения экологических явлений. Важно воспроизвести не только сложную совокупность природных процессов, но и дать их в отношении к событиям в человеческом обществе.

Важно иметь в виду, что если «растворить» экологический аспект в материале учебной дисциплины, тем более если «растворять» систематически, то эффект окажется куда меньше желательного, а эколого-нравственные убеждения учеников, которые и есть цель работы, вряд ли удастся сформировать.

Главная проблема, состоит в выявлении способов воздействия на мышление людей, обеспечивающих переход от упрощенного, понимания взаимодействия общества и природы к адекватному (современному) пониманию.

Экологическое мышление в развитом виде формируется на основе познания людьми законов целостности природной среды и тех законов, которые должны обусловить человеческую деятельность в целях сохранения жизнепригодного состояния природы. Понятно, что стихийно подобные знания не могут стать достоянием человека даже в том случае, если он располагает высоким уровнем образования и культуры. Тут необходима специальная подготовка, соответствующая индивидуальным особенностям.

Особая сложность заключается в том, что процесс формирования экологического мышления должен охватить все возрастные группы учеников, а ведь им свойственны далеко не одинаковые возможности восприятия знаний. Вот почему необходим самый широкий спектр методических и дидактических приемов.

Кроме того, экологическое просвещение только в том случае окажет заметное воздействие на образ действий человека, если охватит как рациональную, так и эмоциональную его сферу, если научные доводы взволнуют его и буду им восприняты, как собственные, только тогда станет возможным убеждение, которое всегда сугубо личностно. Основным компонентом экологического мышления является биологическая подготовка специалиста и развития у него биологического мышления. Одной из основных черт биологического мышления является способность воспринимать различные признаки живых организмов и на основе их строить целостную характеристику вида, и, наоборот, на основании описаний определять вид организма, явления.

Мы считаем: экологическое мышление — это способность обучающегося анализировать состояние и тенденции развития экологических систем, выявлять общие и частные закономерности их функционирования, преобразовывать реальные экологические явления в картографический материал и в словесно-образные или математические модели.

Основной отличительной особенностью экологического мышления является умение анализировать сложные многоуровневые экологические, эколого-социальные системы и на основании результатов анализа прогнозировать их развитие. При этом особое значение имеет умение устанавливать скрытые взаимосвязи между отдельными явлениями, часто противоположного характера, которые при поверхностном анализе воспринимаются как невзаимосвязанные между собой, так как удалены друг от друга пространственно и по времени. На наш взгляд, системообразующим фактором формирование экологического мышления является умение решать экологические учебные задания, в которых рассматриваются различного рода экологические ситуации, требующие применения знаний по предмету.

Экологические учебные задания и формирование экологического мышления

При изучении экологических систем применяются самые различные методы научных исследований, которые реализуются в сочетании с историческим анализом развития экосистемы и моделированием процессов эволюции экосистем. При этом одним из основных этапов поиска решения является этап выявления системообразующего фактора и проверки его влияния на изучаемый организм или сообщество. Особенно важно выявить этот фактор при решении эколого-социальных проблем и установить, как он сочетается с социальной психологией и закономерностями воздействия на среду различных технических средств. В этом случае экологические учебные задания имеют интегративный характер, так как для их решения не достаточно знать только закономерности функционирования естественных экологических систем, но и определить, как на них влияют воздействия технических систем и социум, то есть деятельность отдельных граждан.

Всю совокупность экологических учебных заданий условно можно подразделить на несколько групп, а именно: терминологические, биолого-экологические и ситуационные задания. Наша педагогическая практика показывает, что подобные экологические учебные задания у многих обучающихся вызывают различные трудности, даже после обучения их методике решения таких заданий. Эти трудности мы связываем с затруднениями в формировании экологического мышления у обучающихся. Вместе с тем, как показывает наша работа, решение подобных экологических заданий — дело не сложное. Главное — определить экосистемообразующий фактор. Однако, это требует интеграции знаний у учащегося, по степени которой можно судить о развитии экологического мышления.

Группы экологических учебных заданий и особенности их решения

1.                  Терминологические экологические задания. Эту группу составляют проверочные тестовые задания на знание терминов. Они содержат вопрос и варианты ответов, один из которых правильный. Для успешного выполнения таких заданий требуется знание терминов. Эти задания не отражают реальное экологическое явление, для их решения не требуются знания закономерности развития тех или иных экосистем, особенностей биологии и экологии отдельных видов. Более сложными являются тестовые задания на установление взаимосвязи между терминами, составление логических пар, которые отражают определенную экологическую закономерность. Для решения таких уже требуется не только знание терминов, биологических закономерностей, но и знания особенностей экологии отдельных организмов, закономерности формирования и функционирования сообществ. Достаточно сложными являются задания на знание терминов и особенностей функционирования отдельных экосистем, экологии отдельных видов организмов, которые наиболее характерны для определенных природных сообществ. Такие задания позволяют выявить уровень обученности по многим темам, выявить умения устанавливать скрытые взаимосвязи, анализировать предъявленный текст, документ, что особенно важно при формировании экологического мышления будущего специалиста. Все тестовые задачи в зависимости от содержания ошибочных ответов можно разделить на три группы:

а)      с балластными ошибочными ответами, для которых используется материал из других разделов биологии и даже других предметов;

б)      с балластно-маскирующими ошибочными ответами, для которых используется материал из разделов экологии, не относящихся к условию данной задачи;

в)      с маскирующими ошибочными ответами, для которых используется материал из раздела экологии, откуда берётся материал для составления правильного ответа и непосредственно относящийся к условию данной задачи.

В теории самой сложной для распознавания ошибочности ответов и решения следует считать тестовую задачу с маскирующими ошибочными ответами. Однако в практике составления и решения тестовых задач сложными для выявления ошибочности могут оказаться и другие типы ответов.

По способу формулировки ответов тестовые задачи делят на аналитические, решение которых требует хотя бы несложного анализа содержания вариантов ответа, и репродуктивные, основанные на непосредственном узнавании правильного ответа.

Наиболее сложными для решения являются тестовые задачи аналитического типа.

Аналитические задачи предназначены для проверки осознанности усвоения учащимися содержания понятий, терминов, законов, фактов. Они решаются с применением таких исследовательских операций, как анализ, синтез, обобщение, классификация, установление аналогии, что обусловливает более качественное и усвоение содержания понятийного аппарата экологии.

Как правило, существует два, наиболее распространённых способа решения тестовых задач, которые часто дополняют друг друга.

Способ 1. Путём распознавания чаще всего решаются репродуктивные тестовые задачи с короткими, в два-три слова, формулировками вариантов ответов. Таким же образом могут решаться и тестовые задачи, требующие для решения контекстуального анализа. Решение распознаванием позволяет существенно сэкономить отведённое на выполнение конкурсного задания время. Однако чтобы использовать этот способ, не ошибаясь в выборе правильных ответов, учащиеся должны не только хорошо знать понятийный аппарат экологии, но и быть специально подготовленными к решению тестовых задач.

Способ 2. Решение задач путём последовательного исключения (перебора) неправильных ответов занимает больше времени, однако почти полностью избавляет от ошибок при решении тестовых задач аналитического типа. Ориентирование на этот метод решения при подготовке школьников позволяет наиболее полноценно подготовить их к соревнованиям первого тура. Для обучения анализу содержания ответа следует использовать как коллективные, так и индивидуальные формы работы с учащимися.

2.                  Биолого-экологические учебные задания. Эти задания предназначены для закрепления изученного материала по биологии и экологии отдельных видов организмов, по основам функционирования отдельных сообществ. Для их решения требуются не только знание основ экологии отдельных видов, но и знание общих закономерностей развития популяций, закономерностей формирования сообществ, особенности сукцессий в разных экосистемах и географических зонах мира. При этом нужно уметь устанавливать скрытые экологические взаимосвязи между явлениями. При решении таких заданий наиболее часто используются разнообразные логические приемы анализа экологических явлений, когда поиск решения проводится на основании сравнения разных биотопов. Другим методическим способом анализа экологического явления и поиска путей решения поставленной задачи является выявление системообразующего фактора. Он предусматривает несколько этапов анализа:

a.                  Анализ истории формирования экосистемы.

b.                  Анализ особенностей ее функционирования.

c.                  Изучение условий трансформации подобных экосистем.

d.                 Сравнение полученных данных и обобщение результатов.

3.                  Ситуационные экологические задания. Они могут быть разного содержания и иметь вид как тестового задания на выбор ответа, так и традиционного вопроса. Для решения таких заданий требуется хорошо знать закономерности функционирования экологических систем, уметь анализировать скрытые взаимосвязи между экологическими явлениями, которые и определяют, как развиваются эти экологические явления. Практически все ситуационные задания отражают особенности развития реальных природных объектов и явлений или определенные эколого-социальные ситуации и процессы, которые происходили или происходят в реальных условиях. Такие задания достаточно сложны для решения, так как нужно проанализировать этапы развития экологического явления, логически проследить, какие изменения будут происходить в экосистемах в результате тех или иных воздействий на них.

4.                  Задания на анализ абстрактных эколого-социальных систем. Такие задания развивают умение анализировать экологические и эколого-социальные системы. Часто большое затруднение у обучающихся вызывают задачи на анализ графической информации и информации, представленной в табличной форме. Особенно сложными являются задания на построение графиков и их последующая интерпретация. Такие задания необходимо сочетать с текстовыми заданиями и подробно их разбирать. Особое место в формировании экологического мышления и проверки уровня его развития принадлежит заданиям по символическому, схематическому отражению экологических явлений и понятий с помощью различных фигур и рисунков. При этом не только развивается умение представить изучаемое явление в целом, но и приобретаются навыки сравнения образов, умения тщательного анализа представленных объектов, что позволяет контролировать уровень обученности. Такие задания развивают образность мышления, умение находить нестереотипные решения экологических проблем, умение чтения экологических карт, схем, диаграмм. Обязательным условием развития экологического мышления является умение читать различные экологические и географические карты. Изучение картографического материала позволяет развивать элементы географического мышления, навыки картографической деятельности и формирование абстрактного отражения экологических явлений. Сочетание указанных видов экологических учебных заданий позволяет достаточно полно выявить уровень обученности теоретическим знаниям и навыкам учебной работы. В зависимости от содержания заданий и уровня сложности можно определить глубину усвоения изученного материала. Для формирования экологического мышления методически обоснованным является использование экологических учебных заданий, которые содержат разнообразные задачи на разный уровень сложности. При этом эти задания должны выполнять не только контролирующую функцию, но и обучающую. Это означает, что задания должны быть направлены и на воспроизводство знаний и терминов, и на понимание и перенос знаний в новую ситуацию, при этом необходимо проверять операционно-практические умения. Решение экологических учебных заданий возможно при хорошем владении материалом по биологии и экологии разнообразных видов организмов и при хорошем обучении навыкам экологического анализа материала. При этом важными умениями являются умение выявить такой фактор среды, который оказывает основное влияние на организм или экосистемы и умение правильно проанализировать описанную ситуацию. При анализе графиков, схем необходимо первоначально проанализировать, какие параметры отложены по осям. Поэтому при обучении данным умениям нужно выявлять взаимосвязи указанных явлений, анализировать разнообразные графики. Далее нужно анализировать характер изменения кривой, которая отражает то или иное экологическое явление. Для этого необходимо показать и объяснить методику построения графика и последовательность чтения его.

Составление экологических учебных заданий

Для того чтобы грамотно составить экологические учебные задания, необходимо иметь представление о способах создания ошибочных ответов. Кроме того, знание этих способов поможет педагогам не только в организации эффективной подготовки учащихся, но в самостоятельной разработке аналитических и репродуктивных тестовых задач любой сложности. Из способов создания ошибочных ответов приведены наиболее распространённые в практике разработки экологических учебных заданий.

Вне зависимости от способа организации ошибочности подготовка ответа начинается, как правило, с поиска подходящего фрагмента текста в справочниках, учебниках, статьях и др. Ведь ошибочные ответы всех видов (балластные, балластно-маскирующие или маскирующие) должны быть построены на основе верной информации — содержания, объёма, взаимосвязей экологических понятий, фактов. Именно поэтому занятия по подготовке к Олимпиаде должны быть оснащены достаточным для всех учащихся количеством экологической литературы.

Первый способ моделирования ошибочного ответа, пожалуй, самый простой и эффективный, — изъятие существенного элемента из фрагмента текста, что делает содержащуюся в нём информацию неполной, недостоверной или ошибочной.

Например, таким способом к условию «Фотохимический туман возникает в условиях» был разработан один из вариантов ошибочного ответа: «интенсивной солнечной радиации, безветрия, высокой концентрации выхлопных газов, насыщенных N_хO_у и C_хH_у». В ответе отсутствует слово «инверсия», которое делает его полным и правильным.

Второй способ — замена одного существенного элемента текста, другим не подходящим сюда по смыслу, значению, искажающим смысл и др., также широко используется при разработке тестовых задач.

Например, этим способом к условию «Пределы вертикального распространения организмов ограничены» был разработан один из вариантов ошибочного ответа: «увеличением потока длинноволновых ультрафиолетовых лучей, обладающих большой энергией и высокой химической активностью». В ответе заменено слово «коротковолновых».

Третий способ требует определённого опыта, так его суть в объединении в одном ответе двух взаимоисключающих, противоположенных по значению факта или определения одного и того же понятия, речь о котором идёт в тестовой задаче.

Например: условие задачи: Морфологическими особенностями позвоночных животных, кормящихся на поверхности и укрывающихся в почве, являются... Ответ: вытянутое укороченное тело, покрытое прилегающими шипами.

Четвёртый способ заключается в придании ошибочности за счёт нарушения логики описания факта, определения, что изменяет содержание связи между элементами, составляющими изначально правильный текст. Например, ответы в задаче с таким условием:

Физико-химическое единство живого вещества биосферы имеет важное практическое значение, что обусловлено:

-        быстрой заменой исчезающих видов другими видами, особенно в управляющем звене экосистем — среди продуцентов и редуцентов;

-        вымиранием видов как обязательным эволюционным процессом в развитии группы, о чём свидетельствуют существующие реликты.

Пятый способ заключается в использовании для моделирования ошибочного ответа текста, содержание которого частично или полностью не соответствует условию задачи. Для этого можно использовать не относящиеся к условию задачи определения понятий, описание фактов. Например, ошибочные ответы к задаче с условием:

Фактор среды называют лимитирующим, если:

-        на действие фактора организм реагирует приспособительными реакциями в пределах диапазона выносливости;

-        отсутствие или недостаток действия фактора компенсируется близким или аналогичным фактором в диапазоне выносливости;

-        действие фактора снижает экологическую пластичность организма.

Приступая к составлению тестовых заданий, следует учитывать, что этот процесс основан на умении анализировать текст и устанавливать содержание и объем тех понятий, усвоение которых предполагается проверить. При этом под содержанием понятия понимают совокупность существенных признаков предметов, охватываемых понятием, а под объемом — множество предметов, отражаемых понятием. Причем, чем меньше существенных признаков используется для описания предметов, тем больше число предметов охватывает это понятие. Иными словами, чем меньше содержание понятия, тем больше его объем. В качестве примера рассмотрим соотношение между содержанием и объемом понятий «экосистема» и «биогеоценоз».

Понятие «экосистема» включает такие существенные признаки (содержание понятия), связанные следующим определением: «совокупность организмов и среды обитания, объединенная круговоротов веществ и потоком энергии». «Экосистема» — это объемное, емкое понятие, так как оно характеризуется небольшим числом существенных признаков. В определении экосистемы отсутствуют пространственные характеристики. Поэтому, как говорят экологи, понятие «экосистема» безразмерно и охватывает большой круг объектов — от образовавшейся после дождя лужи до биосферы.

Понятие «биогеоценоз» характеризуется большим числом существенных признаков, чем понятие «экосистема». Поэтому оно имеет меньший объем, то есть охватывает меньшее число объектов. По В. Н. Сукачеву «Биогеоценоз — это участок земной поверхности, где биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и почвенного покрова, остаются однородными и образуют единый комплекс, объединенный круговоротом веществ и потоком энергии». Учитывая, что границы растительных сообществ, то есть фитоценозов, определяются почвенно-климатическими условиями, предлагают и более короткое определение понятия «биогеоценоз»: «Это экосистема, границы которой определяются растительным сообществом». Понятие «биогеоценоз» охватывает меньший круг природных явлений, по сравнению с понятием «экосистема». Биогеоценозы, как упрощенно рассказывают школьникам, это конкретный луг, лес, болото. Соотношение между содержанием и объемом понятий «экосистема» и «биогеоценоз» можно предложить учащимся в виде такой схемы.

Содержание этапов составления тестовой задачи