Методика изучения взаимоотношений организма и среды в курсе общей биологии

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ «ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ» В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ ШКОЛЬНИКОВ

1.1 Педагогические условия формирования экологических знаний

.2 Педагогические условия реализации экологического образования в практике преподавания биологии

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «БИОГЕЦЕНОЗ»

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ НА ПРИМЕРЕ ТЕМЫ «ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ»

.1 Анализ опыта педагогов по экологическому образованию и воспитанию на примере темы «Взаимоотношения организма и среды»

.2 Организация и проведение педагогического эксперимента

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Двадцатый век ознаменовался веком глобального экологического кризиса в системе “природа-человек”, проникшего во все сферы человеческой жизни и затмившего все другие проблемы современности.

Человечество сегодняшнего дня, находясь на переходном этапе развития от индустриального к постиндустриальному обществу, центральное место в котором принадлежит теоретическому знанию, “в процессе усиления апологетики искусственного мира”, отчуждающей индивида от естественных истоков жизни, уводящих его в мир виртуальной реальности, стоит перед лицом опасности исчезновения как биосоциального вида.[7, 14]

Поэтому, первоочередной задачей, требующей неотложного разрешения, для всех сегодняшних цивилизаций на Земле является сохранение рода человеческого в гармонии с окружающей их естественной (природной средой).

Ученые полагают, что дисгармония при взаимоотношениях человека и окружающего его мира заключается в кризисе его мировоззрения. «Выход из кризиса - отмечает Лисеев - видится в освоении новых ценностно-нормативных отношений, позволяющих преодолеть отчуждение от природы, выработать экологическое мировоззрение, осознать экологические императивы взаимодействия общества и природы. Необходима смена ведущих установок, определяющих характер приоритетов в развитии человеческой деятельности». [14]

Экология - это наука, изучающая взаимодействия биосистем (уровни организации живой материи: организм, популяция, сообщество) с окружающей средой. Учебный предмет экология в общеобразовательных учреждениях является завершающим циклом обучения и воспитания. Содержание учебного предмета экологии отличается высокой степенью абстракции. Содержание обращено к современности.

Оно призвано по средствам обучения, воспитания, развития личности сформировать систему научных и практических знаний, умений, ценностных ориентаций, поведения и деятельности, обеспечивающей ответственное отношение к социоприродной среде и здоровью (Экология. Программно -методические материалы, 2001).

Проблемы экологического образования нашли отражение в исследованиях Н. Н. Моисеева (1996, 1999); Г. П. Сикорской (1998); Л. В. Моисеевой (1997); А. В. Миронова (1989), П.И. Пономаревой (2000); Н. М. Мамедова (2001); И. Т. Суравегиной (1995); С. Д. Дерябо (1996); В. А. Ясвина (1996); и др. [17]

Тема исследования: «Методика изучения взаимоотношений организма и среды в курсе общей биологии»

Цель исследования: научно обосновать, смоделировать и проверить на практике эффективность методики преподавания темы «Взаимоотношения организма и среды», способствующей формированию экологического мировоззрения.

Объект исследования: учебно-воспитательный процесс по биологии в общеобразовательных школе.

Для достижения поставленной цели и в соответствии с выдвинутой гипотезой были определены следующие задачи исследования:

.Изучить состояния преподавания темы «Взаимоотношения организма и среды»

.Изучить опыт работы учителей по организации уроков и внеурочных мероприятий самостоятельной работы при изучении темы.

В процессе выполнения выпускной работы использовались следующие методы исследований:

.Изучение педагогического опыта учителей общеобразовательных школ

.Педагогические наблюдения

.Проведение письменных и проверочных работ

.Педагогический эксперимент

Практическая значимость определяется возможностью дальнейшего совершенствования учебно-воспитательного процесса в средней общеобразовательной школе при изучении курса биологии.

Разработанная методика может найти применения в практике биологического образовании, при прохождении педпрактики в общеобразовательных учебных заведениях.

ГЛАВА 1. ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ «ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ» В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ ШКОЛЬНИКОВ

.1 Педагогические условия формирования экологических знаний

педагогический экологический биология преподавание

Психолого-педагогические основы экологического образования и воспитания школьников разрабатываются с учетом: возрастных особенностей учащихся, выражающихся во взаимосвязи мышления, памяти, внимания и успеваемости; направления их сознания на соблюдение нравственных и гражданских норм общества и оптимизации окружающей среды; системности и проблемности в обучении началам экологии. В учебных предметах содержится значительный объем естественнонаучных и гуманитарных знаний, систематизация которых и развитие на межпредметной основе с учетом психологических особенностей мышления, памяти и внимания старшеклассников позволяют сформировать общий подход к рассмотрению картины мира и воспитать осознанное стремление к активной общественно-полезной деятельности. Каким образом можно и необходимо систематизировать этот учебный материал, как придать обобщенный и конкретный характер знаниям о картине мира?

Первое условие - это учет возрастных особенностей взаимосвязи памяти, внимания и успеваемости школьников в целях формирования у них прочных, глубоких и системных знаний по основам наук. Следует отметить, что в литературе не подвергается специальному исследованию вопрос о возрастных особенностях зависимости успеваемости от памяти и внимания учащихся, к тому же данные приводятся, как правило, суммарно для мальчиков и девочек, что вряд ли является оправданным, поскольку практика школьной педагогики постоянно указывает на необходимость дифференцированного подхода к учащимся разного пола и возраста. В общей сумме факторов, определяющих успешность обучения, память и внимание перестают играть ведущую роль. На первое место выступают более сложные, приобретенные в процессе обучения формы усвоения учебного материала.

Второе условие заключается в формировании системности знаний учащихся применительно к старшеклассникам. Важное условие реализации экологических знаний в процессе обучения - формирование теоретического мышления. Выполнение этой задачи на уровне требований для выпускников средней школы выражается в усвоении ими основ научной теории. Каким образом достигается системность в знаниях старшеклассников?

Анализ школьных учебников показывает, что материал принципиально не может быть представлен в таком виде, чтобы ученик не преобразовывал его в своем сознании по элементам теории. Внутренняя перестройка знаний ученика сопровождается преобразованием тех связей, которые возникают при первичном ознакомлении с учебным материалом. Пересказывая материал, школьник вновь перестраивает имеющиеся знания. Таким образом, научная теория в учебном процессе отображается в трех принципиально разных системах: при первичном ознакомлении в учебнике или объяснении учителя, при итоговом - в сознании ученика и в изложении самого ученика. Чтобы школьник усвоил системные знания, ему необходимо дважды перестроить первично полученные сведения. Формирование знаний о знаниях - еще одна сторона усвоения теоретического материала, особенно в условиях актуальных задач оптимизации учебно-воспитательного процесса, которые стоят перед школой. В содержании образования эти знания выполняют функцию реализации принципов сознательности в обучении и, кроме, того, функцию направленности на формирование научного мировоззрения. Выработка научного мировоззрения включает в себя процесс формирования научной картины мира и систему взглядов на познание.

Третье условие - деятельность и общение в природной среде. Определение оптимальных условий формирования умений и навыков на базе экологических знаний. Таким образом, при осуществлении экологического подхода к изучению естественнонаучных дисциплин учащиеся усваивают, что природа и общество взаимосвязаны как во времени, так и в пространстве. Для данных взаимосвязей характерна определенная закономерность. На уроках физики, химии, биологии, географии и обществоведения школьники узнают, что явления, объекты и процессы действительности объективно связаны. Осуществляя межпредметные связи на занятиях естественнонаучных школьных дисциплин и во внеурочное время, школьники изучают явления природы и общества, познают объективные взаимосвязи. Школьник овладевает системой знаний в том случае, если он хорошо знает общие свойства и ее элементы, структуру и функцию изучаемого явления и может применить усвоенные знания в практических природоохранительных целях. Изучение общества и явлений природы на протяжении всего школьного курса неразрывно связано с развитием у учащихся системного мышления, чему способствует анализ объективных связей, обусловливающих биологические, физические, химические и другие явления на межпредметной основе в экологическом аспекте.

В процессе природоохранительной деятельности школьников большое место должно отводиться экспериментированию и практике. При определении целей и задач эксперимента, который ставят учащиеся, они должны обосновать постановку проблемы, этапы ее решения, методику исследования количественных и качественных показателей, а также методику проверки гипотезы в эксперименте и практический результат.

При выполнении практической природоохранительной работы или эксперимента, при проверке гипотезы школьники учатся систематизировать известные им факты, устанавливать их взаимосвязь, творчески применять к ним уже известные законы и, исходя из этого обобщения, делать новые выводы.

Приобретение знаний - первоначальная задача реализации принципов и условий экологического образования. Основная задача заключается в применении школьниками полученных экологических знаний, умений, навыков, методов природоохранительной деятельности в общественно-полезной практике и тем самым - в содействии дальнейшему активному и творческому познанию действительности.

1.2 Педагогические условия реализации экологического образования в практике преподавания биологии

Степень эффективности реализации в практике преподавания возможно при соблюдении ряда условий. Наиболее значимыми условиями, являются:

. Социальный заказ общества, определяющийся эколого-экономическими особенностями развития региона;

. Индивидуальными особенностями учащихся;

. Профессиональная компетенция учителя;

. Многоуровневость средового подхода.

Социальный заказ общества. Без преувеличения можно отметить, что «экологическое образование в свете концепции устойчивого развития приобретает роль системообразующего фактора образования в целом, определяя его стратегические цели и ведущие направления, входит в интеллектуальную основу школы будущего» (Экология. Образовательный стандарт, 1998). Ряд документов (Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды»(1992 г.); Национальный план действий Министерства экологии и природных ресурсов Российской Федерации по реализации решений конференции ООН по окружающей среде и развитию (1993 г.). [18]

Компетентность учителя. В современном образовательном процессе ведущая функция учителя сместилась от источника знаний, умений в сторону организатора, наставника, управляющего образовательным процессом, решая одну из главнейших его задач - развитие индивидуальных особенностей учащегося, его личностных и гражданских качеств, способствующих социальной зрелости и адаптации школьника в постоянно меняющемся мире.

Компетентность - это способность устанавливать связи между знанием и ситуацией или, в более широком смысле, умение обнаружить проблему и решить ее. Важно не столько то, что человек знает, а то, насколько он разбирается в конкретном материале и использует его.

Индивидуальные особенности учащихся. Анализ работ показал, что основная мировоззренческая работа в системе общего образования приходится на подростковый возраст, ввиду следующих причин:

. Подростковый возраст характеризуется интенсивным формированием личности, ростом духовных сил, бурной деятельности.

. У подростка в высшей степени развито самосознание, интерес к внутреннему миру и качествам личности других людей.

. Возникает стойкий интерес к вопросам типа: как возникла жизнь на Земле, происхождение человека, строение Вселенной и т.п. Это обуславливает качественный скачек в формировании взглядов на мир.

. Наряду с конкретно-образным развивается и достигает апогея абстрактное мышление, способствующее обобщению и восприятию знаний.

. Для подростка характерно критичность мышления. Он стремиться иметь собственные взгляды, мнение, суждение относительно к учебному материалу ранее не вызывающим у него ни раздумий, и сомнений.

. Особенности мышления, заключающиеся в отношении учащегося к интеллектуальным задачам, требующих предварительного их мысленного решения. Умение оперирования гипотезами при их решении. Интеллектуализация процессов восприятия. Подросток становится способным к более сложному аналитико-синтетическому восприятию предметов и явлений. Осуществляется восприятие не только того, что лежит на поверхности явления (процесса), Но и то, что зависит от его отношения к воспринимаемому объекту (явлению).

. Повышается развитие внимания, памяти, установление сложных ассоциаций, связь нового материала с ранее изученным. Ввиду чего обеспечивается связь материала разных учебных предметов, понимания общности и единства знаний, получаемых разными науками.

Повышенное внимание педагогов в последние годы привлекла проблема регионализации образования, проявляющаяся в двух аспектах:

. Учета региональных особенностей в содержании образования, процессах воспитания;

. Рассмотрения современных социально-экономических изменений в регионе, тенденции его развития.

Реализация на уроках экологии регионального принципа влияет на формирование экологического мировоззрения по средствам:

больших методических преимуществ самостоятельного развития учащихся. Здесь имеется в виду реализация принципа от близкого к далекому, от известного к неизвестному, в процессе которого идет становление и развитие мыслительных логических операций при решении учащимися учебно-воспитательных задач;

всестороннее изучение материала своей местности и использование его в экспериментальной работе, практической деятельности, способствующей связи теории и практики;

нравственного, трудового и эстетического воспитания;

расширения кругозора и познавательных интересов, приобщая учащихся к творческой деятельности, способствующей форм практических и интеллектуальных умений, помогая в будущем выбору профессии;

реализации одного из значимых принципов экологического образования - связи глобальных аспектов с региональными (мыслить глобально, действовать локально);

конкретизации, полученных на уроке экологии знаний, переведение их в категорию личностно значимых осознанных.

С точки зрения психологии отношение к окружающей среде формируется в процессе взаимодействия трех компонентов психики учащихся: эмоциональной, интеллектуальной, волевой. Только в этом случае складывается система психологических установок личности. По этому для решения данной проблемы необходимо коренным образом пересмотреть содержание учебного материала, подлежащего усвоению, а так же соответствующих региональному аспекту форм, методов, средств обучения.

Немаловажную роль играет изучения здоровья населения, выяснения лидирующих заболеваний, причин их породивших и возможных вариантов их устранения. [15]

Важным в мировоззренческой работе является и тот факт, согласно которого работа, включающая принцип региональности не должна ограничиваться общими показателями, характеризующими экологическую обстановку, она предполагает поисковую деятельность учащихся, имеющую место на внеклассных формах.

Внеклассная работа по изучению вопросов экологической обстановки родного края предполагает анализ экологических проблем, затрагивающих как регион, так и отдельные её территории. Об этом отчетливо свидетельствуют изучаемые темы: «Охраняемые территории», «Растения - как индикатора загрязнения атмосферы», «Проблемы утилизации отходов», (Проблемы водных экосистем», «Проблемы здоровья населения» и др.

Таким образом, наполнение содержания уроков экологии региональным материалом выступает, как один из наиболее необходимых принципов формирования экологического мировоззрения по средствам изучения реалий окружающего мира.

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «БИОГЕЦЕНОЗ»

Группа популяций разных видов, населяющая определенную территорию, образует сообщество.

Березовые леса отличаются от дубрав не только древесным составом, но и подлеском и травяным покровом. Каждое растительное сообщество населено свойственными ему сообществами животных, грибов и микроорганизмов.

Все сообщества растений, животных, микроорганизмов, грибов находятся в теснейшей связи друг с другом, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и их популяций - биоценоз, который также называют сообществом. Можно выделить сообщества любого размера и уровня. Например, в сообществе степей - сообщество луговых степей, а в нем - сообщества растений, позвоночных и беспозвоночных животных, микроорганизмов.

Среда и сообщества обмениваются веществами и энергией: из среды живые организмы поглощают вещества и энергию и возвращают их обратно в окружающую среду. Благодаря этим обменным процессам сообщество (биоценоз) и окружающая его среда представляют собой неразрывное единство, одну сложную систему. Такую систему называют экосистемой или биогеоценозом.

В последнее время термин «экосистема» употребляется чаще.

Функциональные группы организмов в сообществе. Любое сообщество состоит из совокупности организмов, которые по типу питания можно разделить на три функциональные группы.

Зеленые растения - автотрофы. Они способны аккумулировать солнечную энергию в процессе фотосинтеза и синтезировать органические вещества. Автотрофы - это продуценты, т.е. производители органического вещества, первая функциональная группа организмов биоценоза.

Любое сообщество включает в себя также гетеротрофные организмы, которым для питания необходимы уже готовые органические вещества.

Различают две группы гетеротрофов: консументы, или потребители, и редуценты, т.е. разрушители. К консументам относятся животные. Травоядные животные употребляют растительную пищу, а плотоядные - животную. К редуцентам относятся микроорганизмы - бактерии и грибы. Редуценты разлагают выделения животных, остатки мертвых растений, животных и микроорганизмов и другие органические вещества. Разрушители питаются органическими соединениями, образующимися при разложении. В процессе питания редуценты минерализуют органические отходы до воды, двуокиси углерода и минеральных элементов. Продукты минерализации вновь используются продуцентами.

Следовательно, в экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлении: продуценты, консументы редуценты. Все три перечисленные группы организмов существуют в любом сообществе. В каждую группу входит множество популяций, населяющих экосистему. Только совместная работа всех трех групп обеспечивает функционирование экосистемы.

Примеры экосистем. Разные экосистемы отличаются друг от друга как по видовому составу организмов, так и по свойствам среды их обитания. Рассмотрим в качестве примеров листопадный лес и пруд.

В состав листопадных лесов входят буки, дубы, грабы, липы, клены, березы, осины, рябины и другие деревья, чья листва осенью опадает. В лесу выделяется несколько ярусов растений: высокий и низкий древесный, кустарников, трав и мохового напочвенного покрова. Растения верхних ярусов более светолюбивы и лучше приспособлены к колебаниям температуры и влажности, чем растения нижних ярусов. Кустарники, травы и мхи в лесу теневыносливы, летом они существуют в полумраке, который образуется после полного развертывания листвы деревьев. На поверхности почвы лежит подстилка, состоящая из полуразложившихся остатков, опавшей листвы, веточек деревьев и кустарников, мертвых трав.

Фауна листопадных лесов богата. Много норных грызунов, землероющих насекомоядных, хищников (лисица, барсук, медведь). Встречаются млекопитающие, живущие на деревьях (рысь, белка, бурундук). В группу крупных травоядных входят олени, лоси, косули. Широко распространены кабаны. Птицы гнездятся в различных ярусах леса: на земле, в кустарниках, на стволах или в дуплах и на вершинах деревьев. Много насекомых, которые питаются листьями (например, гусеницы) и древесиной (короеды). В подстилке и верхних горизонтах почвы кроме насекомых обитает громадное количество и других беспозвоночных животных (дождевые черви, клещи, личинки насекомых) масса грибов и бактерий.

Пример экосистемы, где средой жизни организмов служит вода, - известные всем пруды. На мелководье прудов поселяются укореняющиеся или крупные плавающие растения (камыш, кувшинки, рдесты). По всей толще воды на глубину проникновения света распространены мелкие плавающие растения, в основной массе водоросли, называемые фитопланктоном. Когда водорослей много, вода становится зеленой, как говорят, «цветет». В фитопланктоне много сине-зеленых, а также диатомовых и зеленых водорослей.

Личинки насекомых, головастики, ракообразные, растительноядные рыбы питаются живыми растениями или растительными остатками, хищные насекомые и рыбы поедают разнообразных мелких животных, а крупные хищные рыбы охотятся и за растительноядными и за хищными, но более мелкими рыбами.

Организмы, разлагающие органические вещества (бактерии, жгутиковые, грибы), распространены по всему пруду, но особенно их много на дне, где накапливаются остатки мертвых растений и животных.

Мы видим, как непохожи и по внешнему виду, и по видовому составу популяций экосистемы леса и пруда. Среда обитания видов разная: в лесу - воздух и почва; в пруду - воздух и вода. Однако функциональные группы живых организмов однотипны. Продуценты в лесу - деревья, кустарники, травы, мхи; в пруду - плавающие растения, водоросли и сине-зеленые. В состав консументов в лесу входят звери, птицы, насекомые и другие беспозвоночные животные (последние населяют почву и подстилку). В пруду к консументам относятся насекомые, разные земноводные, ракообразные, растительноядные и хищные рыбы. Редуценты (грибы и бактерии) представлены в лесу наземными, в пруду - водными формами.

Эти же функциональные группы организмов существуют во всех наземных (тундры, хвойные и лиственные леса, степи, луга, пустыни) и водных (океаны, моря, озера, реки, пруды) экосистемах.

Урок №1. Экосистема. Биогеоценоз. Компоненты экосистемы

Цель урока:

формирование понятий «экосистема», «биогеоценоз», изучение отличительных признаков природного сообщества и экосистемы, компонентов экосистемы: продуцентов, консументов, редуцентов.

Оборудование

1. Плакаты:

·      «Познание экосистемного строения среды обитания позволит человеку оптимально взаимодействовать с природой»;

·              «Запомните! Понятие экосистема в экологию ввел английский ученый Артур Тенсли в 1935 г. В 1940 г. русский ученый Владимир Сукачев ввел близкий по смыслу термин - биогеоценоз».

2. Схема «Матрешка экосистем»

. Планы местности:

околица деревни;

улица города;

зимний лес;

лес и берег озера.

. Карточки с изображением консументов и продуцентов.

Схема урока

1. Экологические факторы:

абиотические;

биотические;

антропогенные;

техногенные.

. Экосистема - совокупность организмов и неживых компонентов среды их обитания:

микросистемы (мелкие);

мезосистемы (средние, промежуточные);

макросистемы (большие, крупных размеров);

естественные, антропогенные.

. Биотическая среда:

продуценты;

консументы;

детритофаги;

редуценты.

Ход урока

Учитель зачитывает слова В.И. Вернадского:

«Ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится. Все организмы неразрывно и непрерывно связаны, прежде всего, питанием и дыханием - с окружающей их материально-энергетической средой. Вне ее в природных условиях они существовать не могут».

Записывает на доске тему урока.

Живые организмы тесно связаны между собой и со средой обитания: рыбы живут в воде, волки, лисицы, зайцы - в лесу. Взаимно обеспечивая жизнедеятельность друг друга, они образуют устойчивые сообщества, а в комплексе со средой обитания - устойчивую систему, которая получила название «экосистема» (от греческого экос - жилище, местообитание).

Термин экосистема предложил в 1935 г. английский ботаник Артур Джордж Тенсли, который утверждал, что экосистема является основой природной единицы поверхности, что для экосистем характерен разного рода обмен веществ между живыми и неживыми ее частями.

(Демонстрирует схему «Матрешка экосистем».)

Посмотрите на эту схему. Вы видите своеобразную «матрешку», составленную из различных экосистем.

Чем меньше размер экосистемы, тем теснее взаимодействуют входящие в ее состав организмы. Экосистема муравейника входит в состав лесного биогеоценоза, а он, в свою очередь, - часть географического ландшафта.

Лесная экосистема включает представителей многих видов животных, растений, грибов, бактерий. Многие из них проводят в лесу только часть времени.

В пределах ландшафта разные биогеоценозы связаны наземным и подземным движением воды, в которой растворены минеральные вещества.

В экосистему водосборного бассейна входят несколько разных экосистем: лес, луг, участки пашни. Организмы этих экосистем могут не иметь прямых взаимоотношений и быть связаны через надземные и подземные потоки воды, которые перемещаются к водоему.

В пределах ландшафта переносятся семена растений, перемещаются животные. Нора лисы или логово волка находятся в одном биогеоценозе, а охотятся эти хищники на большой территории, состоящей из нескольких биогеоценозов.

Ландшафты объединяются в физико-географические районы, где разные биогеоценозы связаны общим климатом, геологическим строением территории и возможностью расселения животных и растений.

Все экосистемы земного шара связаны через атмосферу и Мировой океан, куда поступают продукты жизнедеятельности организмов, и составляют единое целое - биосферу.

Итак, океан, река, тайга, степь, лес, луг, муравейник - все это экосистемы.

Запишите в тетради: «Экосистема - это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, тесно связанными между собой обменом веществ и энергии».

Сходный смысл имеет и используемый в экологии термин «биогеоценоз», предложенный известным русским ботаником, лесоводом и географом Владимиром Николаевичем Сукачевым в 1940 г. Основные его работы посвящены изучению растительности различных регионов страны. По определению В.Н. Сукачева, «биогеоценоз - это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».

Биоценоз - это совокупность организмов, совместно населяющих участок суши или водоема. Воздух, вода, почва, горные породы, солнечный свет и т.п. называют абиотическими факторами среды. Запишите в тетради: «биоценоз + абиотические факторы среды = биогеоценоз».

Обязательным компонентом биогеоценоза является растительное сообщество, или фитоценоз. В то же время экосистема может и не включать растительного сообщества, а также и почвы, например труп животного, ствол дерева в стадии разложения. Таким образом, любой биогеоценоз может быть назван экосистемой, в то время как не каждая экосистема может быть биогеоценозом.

Для удобства рассмотрения экосистемы подразделяют на микро-, мезо- и макроэкосистемы в зависимости от размеров.

·      Микроэкосистемы - мелкие (например нора млекопитающего с ее обитателями, включая и паразитов, сожителей и т.д.), обычно составляющие индивидуальные сотоварищества.

·              Мезоэкосистемы - средние, промежуточного размера: лес, пруд и т.д.

·              Макроэкосистемы - большие, крупных размеров: биогеографические области океана, континента и т.п.

Человек вырубает леса, уничтожает зверей, птиц, распахивает и засеивает степи, осушает болота, строит города. Подобная деятельность приводит к разрушению существующих природных экосистем. На их месте сразу же образуются новые экосистемы. Экосистемы, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, называют антропогенными (от греческого антропос - человек, генос - происхождение, род). На состав и жизнедеятельность экосистем оказывают влияние различные факторы внешней среды, в которой они существуют и развиваются. Эти факторы называются экологическими.

Рассмотрим подробнее, чем характеризуются группы экологических факторов. К абиотическим факторам относятся космические, планетарные, климатические и почвенные элементы среды. Космические и планетарные - это солнечное излучение и основные параметры Земли как небесного тела - форма, вращение, наклон земной оси. Солнечное излучение состоит из электромагнитного, в основном светового и теплового излучения, благодаря которому возникла жизнь на Земле. Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси обеспечивает смену времен года, дня и ночи. Наклон земной оси и форма нашей планеты влияют на распределение тепла по ее поверхности. Космические и планетарные факторы обусловили образование широтных географических поясов (экваториальный, тропические, субтропические, умеренные и полярные).

К климатическим факторам относятся свет, температура, влажность воздуха, атмосферное давление, осадки, ветер. Климат во многом определяет формирование экосистем внутри географических поясов. Так, в умеренном поясе образуются зоны хвойных, смешанных и широколиственных лесов, лесостепи, степи, полупустыни и пустыни.

В горных экосистемах от подножий к вершинам климат изменяется и, соответственно, выделяются высотные географические пояса (высотная поясность, или зональность).

К почвенным факторам относятся тепловой режим, влажность и плодородие почв. Чем плодороднее почва, тем богаче растительность и, соответственно, разнообразнее животный мир, чем скуднее почва, тем беднее и животный мир.

К биотическим факторам относятся живые организмы с учетом таких показателей как количество, рост и возраст, особенности их поведения (забота о потомстве), внутривидовая и межвидовая конкуренция, разные формы пищевых связей (например, взаимоотношения хищник-жертва или паразит-хозяин).

Антропогенные факторы складываются из прямого и косвенного воздействия человека на природу: рубка лесов, распашка полей, истребление или переселение животных и растений, загрязнение воды, почвы, атмосферы. Наиболее ощутимое воздействие человека на природу связано с работой промышленных предприятий и применением тяжелой техники. В этих случаях антропогенные факторы называются техногенными.

Каждая природная экосистема имеет установившуюся структуру (строение). Она состоит из двух основных сред: абиотической и биотической.

Каковы характеристики этих сред? Абиотическая среда - часть экосистемы, включающая земную кору, рельеф, почву, поверхностные и подземные воды, атмосферу, солнечный свет и тепло, питательные вещества. Она обеспечивает условия жизни живым организмам.

Биотическая среда - часть экосистемы, состоящая из организмов.

В зависимости от способа питания среди организмов можно выделить следующие группы: продуценты, консументы, детритофаги и редуценты.

·      Продуценты (от лат. производящий) с помощью фотосинтеза (или хемосинтеза) создают органическое вещество. К продуцентам относятся высшие растения (трава, кустарники, деревья), водоросли, фотосинтезирующие и некоторые другие бактерии. Зеленые растения при фотосинтезе выделяют в атмосферу кислород.

·              Консументы (от лат. потребитель) питаются продуцентами и другими консументами. К консументам относятся звери, птицы, рыбы, насекомые и т.д. Консументы первого порядка - типичные травоядные животные: насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие (грызуны, копытные). В воде - моллюски и мелкие ракообразные, личинки. К консументам первого порядка относятся некоторые растения, животные-паразиты растений.

·              Консументы второго порядка питаются травоядными; консументы третьего порядка - консументами второго порядка и травоядными. Они могут быть хищниками и охотиться - схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами.

·              Детритофаги питаются отмершими растительными остатками и трупами животных. К детритофагам относятся дождевые черви, крабы, муравьи, жуки-навозники, крысы, шакалы, грифы, вороны и др.

·              Редуценты - разрушители мертвого органического вещества. К редуцентам относятся бактерии и грибы, которые в отличие от детритофагов, разлагают мертвое органическое вещество до минеральных соединений. Эти соединения возвращаются в почву и снова используются растениями для питания.

Есть всеядные животные, которые могут питаться и растительной, и животной пищей (медведь, енот и другие, в том числе и человек).

Если одно животное употребляет в пищу другое, их взаимоотношения определяются как «хищник-жертва» (лиса-заяц, волк-заяц).

Если одно животное или растение длительное время существует за счет другого организма, их взаимоотношения определяются как «паразит-хозяин» (гриб трутовик на деревьях, глисты у животных).

Нарушение человеком структуры экосистемы может привести ее к гибели: если сильно нарушена среда обитания, экосистема погибает. Если уничтожить естественную растительность, нечем будет питаться травоядным, а, следовательно, и хищникам. Если ядохимикатами уничтожить редуцентов - плодородие почвы оскудеет, и земля будет засыпана несгнившими остатками, что тоже приведет к гибели экосистемы.

Закрепление материала

1. Установите соответствие терминов между двумя колонками.

) Организм;

) популяция;

) биоценоз;

) биогеоценоз;

) агроценоз;

) экосистема.

а) Аквариум;

б) живые организмы озера;

в) лишайник;

г) муравейник;

д) степь;

е) нерпы озера Байкал;

ж) поле пшеницы.

Ответы: 1 - в, 2 - е, 3 - б, 4 - д, 5 - ж, 6-г, д.

. Определите, кем по способу питания являются в экосистеме перечисленные организмы (П - продуценты, К - консументы, Р - редуценты):

) олень;

) жук-навозник;

) одноклеточные водоросли;

) дизентерийная амеба;

) ель;

) дятел;

) волк;

) гриб подосиновик;

) гнилостные бактерии.

Ответы: П - 3, 5; К - 1, 2, 4, 6, 7; Р - 8, 9.

Работа в группах

Конструирование экосистем на планах местности. Каждая группа дает характеристику своей экосистеме.

·      1-я группа: улица города.

·              2-я группа: зимний лес.

·              3-я группа: околица деревни.

·              4-я группа: лес и берег озера.

Итог. Выставление оценок.

Домашнее задание

·      1-й вариант - кабинет биологии как модель экосистемы;

·              2-й вариант - аквариум как модель экосистемы;

·              3-й вариант - парк как экосистема.

Урок 2. «Строение и свойства биогеоценозов»

Задачи урока:

·      конкретизировать знания учащихся о структуре и компонентах биогеоценоза и его свойствах;

·              сформировать понятия «пищевая цепь» и «пищевая сеть»;

·              познакомить с типами пищевых цепей;

·              расширить знания учащихся об экосистемах;

·              показать ярусное строение биоценозов, ёмкость биотопа;

·              закрепить умение выделять в составе БГЦ основные его компоненты и характеризовать их.

Средства обучения: презентация «Биогеоценоз», таблицы «Биоценоз дубравы», «Пищевые цепи», «Экологическая пирамида».

Методические рекомендации:

1. Контроль знаний о природных сообществах, о БГЦ и экосистеме.

Актуализация знаний: знание особенностей видов и законов организации биогеоценозов даёт возможность поддерживать природные сообщества и грамотно создавать искусственные биоценозы, нужные человеку.

2. Изучение нового материала

Постановка проблемы: «Что позволяет живым организмам существовать совместно в одном природном сообществе?» (Работа с текстом учебника составление графсхемы или тезисов)

Средообразующая деятельность организмов.

Виды эдификаторы.

Ярусное расположение видов в пространстве.

Ёмкость биотопа.

Экологические ниши.

Трофические уровни.

Роль биоразнообразия. Жизненные формы.

Жизненные стратегии.

3. Обсуждение итогов работы

Постановка проблемы: «Могут ли в биогеоценозе существовать длинные многозвеньевые цепи?»

Беседа с элементами объяснения о цепях и сетях питания, о функциональных группах, о трофических уровнях, о «правиле 10%» и его практическом значении с использованием таблиц и Презентации <#"587688.files/image004.gif">

1.Источник вещества и энергии живых организмов.

2.Абиотический фактор.

3.Хищные неядовитые змеи.

4.Организм, использующий другой организм в качестве среды обитания или источника пищи.

5.Совокупность взвешенных живых организмов в океанах и озерах.

6.Совокупность всех представителей данного вида, занимающих определенную область в одно и то же время.

7.Производители органического вещества.

8.Отряд насекомых, консументы I порядка.

9.Представитель шляпочных грибов, первичный консумент.

10.Класс членистоногих.

11.Скорость образования биомассы.

12. Отдел растений, представители которого являются основными продуцентами.

Урок №1-2 Тема. Биогеоценозы (2 часа)

Задачи: повторить характеристики биомов Эфиопской и Австралийской областей, указать причины различий растительного и животного мира разных континентов;

повторить термины: автотрофы, гетеротрофы, биогенез, биоценоз, продуцы, консументы, редуценты;

ознакомить с работами А. Тэнсли, В. Н. Сукачёва;

учить умению отличать экосистему от биогеоценоза, характеризовать биогеоценоз, указывая видовое разнообразие, его плотность и биомассу, фазы развития биогеоценозов, результаты влияния деятельности человека на природные системы.

Ход урока.

I. Оргмомент.

Ознакомление с основными терминами и понятиями урока (записаны на доске).

Биом, автотрофы, гетеротрофы, продуценты, консументы, редуценты, экосистема, характеристика биогеоценоза, фазы развития биогеоценоза.

II. Фронтальная беседа.

-Что такое биом?

Какие биомы встречаются в Эфиопской области, Австралийской?

III. Рассказы учащихся

а) Эфиопская область и её биомы (на экране карта области стр. 513 учебника).

б) Австралийская область (на экране карта стр. 515).

IV. Работа над новым материалом.

Рассказ учителя с элементами беседы, с использованием слайдов.

а) Взаимоотношение организмов и среды.

      (первый     А. Тенсли (1935 г.) - экосистема 

        слайд)       Капля воды

                          пруд

                          лес                           Экосистемы разного ранга

                           океан             

б) В. Н. Сукачёв (1940 г.) - биогеоценоз - исторически сложившийся (второй) комплекс взаимосвязанных видов, обитающих на определённой территории с более или менее однотипными условиями обитания.

в) (третий)

Биогеоценоз  

         Биоценоз      +        Биотоп

       Фитоценоз            Относительно  однородный

        Зооценоз              участок суши с однотипным

        Микробоценоз     рельефом, климатом и т. д.

г) (четвёртый)

Биогеоценоз                        Гидрологические факторы (гидротоп)