Глава 1. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬ­НИКОВ В СИСТЕМЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Одной из эффективных форм работы по изучению экологии является исследовательская деятельность, в ходе которой происходит непосред­ственное общение обучающихся с природой, приобретаются навыки на­учного эксперимента, развивается наблюдательность, пробуждается ин­терес к изучению конкретных экологических вопросов.

Ориентированность школ на воспитание детей по экологии в природной обстановке позволяет обучающимся активно приобщаться к исследова­тельской работе по изучению природных сред и экосистем своего родного края, участвовать в экологических конкурсах, олимпиадах, научных сту­денческих конференциях, летних лагерях, экологических экспедициях, об­мениваться результатами исследований через современные телекомму­никационные средства.

Имеется опыт объединения усилий ученых, преподавателей, студен­тов и учащихся при изучении вопросов, связанных с защитой окружающей среды, в рамках международной научно-образовательной программы «ГЛОУБ».

Эффективность исследовательской работы по экологии может быть значительно выше, если она будет проводиться по единым или скоордини­рованным программам и методикам, которые в настоящее время практи­чески отсутствуют. Восполнить этот пробел - основная цель данного учеб­но-методического пособия.

В данной книге предложена концепция, описаны методические подхо­ды по организации школьного экологического мониторинга. Материал книги представляет собой своеобразную программу исследовательской деятель­ности ученических коллективов по изучению экологического состояния природных сред и экосистем.

В книге даны рекомендации по описанию исследуемой территории, со­ставлению ее физико-географической характеристики, картографированию. Методы мониторинга биоты, почвы, воды, воздушной среды и обработка результатов исследований описаны в 4-10 главах книги. Итоговым разде­лом книги является экологический паспорт территории микрорайона шко­лы или других объектов, за которыми проводились наблюдения.

Предлагаемые в данном издании программа и методики мониторинго­вых исследований впервые опубликованы в книге «Экология родного края» (под ред. Т. Я. Ашихминой, изд. «Вятка», 1996). Программа реализуется в течение ряда лет в учреждениях образования Кировской области.

В приложение книги включены информационные материалы по эколо­гическим проблемам, предлагается словарь терминов школьного экомониторинга.

Глава 1. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬ­НИКОВ В СИСТЕМЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Сегодня как никогда перед чело­вечеством стоит вопрос о необхо­димости изменения своего отноше­ния к природе и обеспечения соот­ветствующего воспитания и образо­вания нового поколения. Основой как национального, так и мирового развития общества должна стать гармония человека и природы. Каж­дый человек должен понимать, что только в гармонии с природой воз­можно его существование на пла­нете Земля.

Человечество подошло к порогу, за которым нужны и новая нравственность, и новые знания, новый мента­литет, новая система ценностей. Безусловно, их нужно создавать и воспи­тывать с детства. С детства надо учиться жить в согласии с природой, ее законами и принципами [1].

Экологическое образование должно охватывать все возрасты, оно дол­жно стать приоритетным, опережающим все другие области хозяйствен­ной деятельности. Экологическими знаниями, подобно арифметике, дол­жны обладать все независимо от специальности, характера учебы и рабо­ты. Поэтому важным звеном современного образования в последние годы все в большей степени являются экологическое образование и воспита­ние.

Содержательным ядром экологического образования являются три взаимосвязанные его части [2]:

- знание экологических законов, правил, теорий, научных фактов; осоз­нание единства в системе «природа - человек»;

- эмоционально-эстетическое и нравственное восприятие природы, художественные образы ее выражения и отношение к ней человека;

- деятельность в реальных социоприродных ситуациях, связанных с решением экологических проблем.

Задача общеобразовательной школы состоит не только в том, чтобы сформировать определенный объем знаний по экологии, но и способствовать приобретению навыков научного анализа явлений природы, осмысле­нию взаимодействия общества и природы, осознанию значимости своей практической помощи природе.

Формирование таких качеств у школьников особенно эффективно про­исходит в процессе самостоятельной поисково-исследовательской деятель­ности. Исследовательская деятельность - один из методов проблемного обучения.

Исследовательский характер деятельности способствует воспитанию у школьников инициативы, активного, добросовестного отношения к науч­ному эксперименту, увеличивает интерес к изучению экологического со­стояния своей местности, экологических проблем родного края. Экологи­ческая исследовательская работа должна стать одной из наиболее мас­совых и перспективных форм практической деятельности школьников в рамках образовательного процесса.

Перспективы для развития этого вида деятельности существенно уве­личиваются при установлении тесных контактов школьных образователь­ных учреждений с вузами, непосредственном участии вузовских препода­вателей, ученых и специалистов в проведении исследовательских практи­кумов и факультативов по экологии, работы по руководству отдельными экспериментальными темами. Большое значение при этом имеет практи­ческая направленность проводимых исследований. Тематика ученичес­ких исследовательских работ может быть предложена учителями, сотруд­никами и преподавателями экологических лабораторий, кафедр вузов, от­дельными исследователями и выполняться в школе под руководством учителя или на базе вузов под руководством ученых.

Ученическое исследование по экологии сочетает в себе использование теоретических знаний и эксперимента, требует умения моделировать, стро­ить план исследования, осуществлять эксперимент, иметь навыки эколо­гического картографирования, построения схем, диаграмм. При возникно­вении неожиданных результатов в эксперименте юный исследователь дол­жен уметь подтвердить их в нескольких повторных экспериментах, доби­ваясь хорошей воспроизводимости полученных результатов, помня о том, что единичный результат не есть в действительности научный факт.

Если изучаемая тема исследовательской работы является коллектив­ной, то важно, чтобы каждый учащийся чувствовал себя членом исследо­вательского коллектива, имел определенные обязанности перед ним и осо­бую ответственность за результаты своей работы.

В процессе исследовательской деятельности ученик должен научиться сам формулировать изучаемую экологическую проблему, выдвигать и обосновывать причины ее возникновения, разрабатывать и проводить эк­сперимент, делать выводы и предложения. Хорошо организованная иссле­довательская деятельность по экологии способствует формированию у учащихся экологических знаний по общим, региональным и локальным проблемам; углубляет и закрепляет знания по общетеоретическим гума­нитарным и естественнонаучным предметам.

Большое воспитательное значение имеет эмоциональное воздействие экологического эксперимента. Исследовательский эксперимент, воздействуя на учащихся, возбуждает интерес к решению экологических проблем и в особенности к изучению проблем своей местности, вызывает чувство удов­летворения полученными результатами; возникает чувство сопричастнос­ти за судьбу природных объектов, осознание значимости практической по­мощи природе родного края. В процессе такой деятельности учащиеся учатся находить возможности, позволяющие реализовать знания, умения и навыки в решении реальных экологических проблем; участвовать в работе, прино­сящей пользу природе как общему дому; понимать, что знания и умения по изучению местности, по охране окружающей среды, которые они получают в школе, будут по­лезны в их дальнейшей жизни.

Такой подход к организации исследовательской деятельно­сти способствует повышению качества экологического обра­зования, обеспечению преем­ственности образовательных уровней. Аккуратность в экспе­рименте, творческая закалка, полученные в процессе иссле­довательской деятельности в школе, не пропадают бесслед­но. В вузах такие учащиеся, как правило, продолжают самостоятельную научно-исследовательскую работу, становятся активными членами студенческих научных обществ.

В связи с этим в основу школьного экологического образования следу­ет положить методологические подходы, активизирующие данный вид деятельности учащихся. В педагогической практике многие годы складывается целенаправленная работа по организации системы различных форм и видов деятельности по приобщению школьников к природе и ее исследованию. В учреждениях образования развивается достаточно боль­шое разнообразие видов учебно-исследовательской деятельности учащих­ся по изучению и охране окружающей среды. Это различные виды поис­ково-исследовательской работы, эколого-краеведческой, историко-этнографической, теоретико-исследовательской, опытнической, эксперимен­тальной и др.

Основными формами экологической работы, в которых реализуются эти виды деятельности, являются: школьные экологические кружки, науч­но-исследовательские группы, лаборатории, экологические отряды, клу­бы, центры, Дома творчества, экологические летние лагеря, практики, экспедиции, школьные научные общества, научно-практические конферен­ции и многое другое. Данные формы экологической работы действуют не только в учебных учреждениях, но и в условиях системы учреждений до­полнительного образования.

Из всего многообразия видов исследовательской деятельности уча­щихся по экологии можно выделить три основных:

- теоретические исследования;

- прикладные, опытно-проблемные;

- системные, комплексные исследования по единой программе школь­ного экологического мониторинга.

Теоретико-исследовательская работа прежде всего направлена на изу­чение литературы, подготовку докладов, статей, тематических конферен­ций но проблемам экологии. Сюда входит эколого-краеведческая деятель­ность, способствующая выявлению особенностей отношений природы, истории и культуры родного края.

Большинство прикладных, опытно-проблемных исследований проводит­ся в виде индивидуальных экспериментальных заданий и самостоятель­ных исследований по прикладной региональной, проблемной тематике, например, по изучению и описанию природных ресурсов родного края, ви­дового состава растительности, животного мира; составлению кадастра и инвентаризации памятников природы; изучению редких и исчезающих видов животных и растений; типов почв; динамики процессов в ландшаф­те; оценке роли отдельных компонентов в природе; изучению состояния и санитарной расчистке родников; разработке экологических троп; опытни­ческой работе и многое другое. Практика педагогической деятельности показывает, что наиболее приемлемыми и активно применяемыми видами исследовательской работы по экологии в базовых школах являются пока прикладные и опытно-проблемные исследования.

Третий вид деятельности, включающий системные, комплексные иссле­дования, вводится в практику работы школ лишь в последние годы. Он пре­дусматривает организацию экологических исследований по единой програм­ме школьного экологического мониторинга с участием учителей и школьни­ков среднего и старшего звена. Это коллективная экспериментальная рабо­та, проводимая по определенным пространственным, параметрическим и временным показателям с целью оценки, изучения состояния и слежения за изменениями окружающей среды своей местности, одновременно вы­полняющая образовательную и воспитательную функцию.

Характер исследовательских работ по экологии отличается от других видов исследовательской деятельности рядом особенностей:

1. Исследовательская работа по экологии чаще других имеет проблем­ный характер и поисковую направленность. Учащиеся в процессе экспе­римента пытаются найти ключ к решению поставленной проблемы, аргу­ментируя его полученными результатами или данными из литературных источников.

2. Высокая степень достоверности и объективности в экологическом эксперименте обеспечивается только за счет систематических, про­граммных, комплексных исследований, что позволяет на основе большо­го банка данных делать взвешенные оценки, прогнозы, правильные выво­ды по состоянию изучаемого объекта.

3. Экологические исследования представляют собой сочетание тео­ретических знаний в облас­ти различных дисциплин, эко­логической культуры и прак­тических действий.

В настоящее время пока отсутствуют педагогически обоснованные требования к организации и осуществлению исследовательской деятель­ности по экологии и критерии ее оценки. Некоторые подхо­ды к ним с учетом образова­тельного и психолого-возрас­тного уровня развития уча­щихся предлагаются в настоящей работе.

На уровень ученического исследования влияет то, как учащийся уме­ет организовать свою работу, поставить эксперимент, просчитать вперед свои действия, производить моделирование и прогнозирование изучаемых явлений и процессов. Выполняя исследовательскую работу, учащиеся дол­жны понимать, что важно не только провести наблюдения, поставить экс­перимент, но и установить сущность исследуемых явлений, проанализиро­вать результаты эксперимента и наблюдений, проследить, что изменилось по сравнению с предыдущими исследованиями, а что осталось неизмен­ным, соотнести результаты с целями и сделать выводы.

Для учащихся такой вид деятельности - первая проба сил в исследо­вательской работе. Это безусловно большой, творческий и серьезный труд, в процессе которого вырабатывается характер, настойчивость, кропотли­вость, ответственность за результаты исследования, вырабатываются навыки природоохранной деятельности, происходит осознание самого себя. В этой работе необходим дос­таточно большой запас зна­ний, навык общения с лите­ратурой, умение вести самостоятельно экспериментальную работу.

Темы экологических исследований для учащихся следует подбирать, исходя из реалий жизни. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно-значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны выходить за зону его ближайшего развития, не должны превы­шать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать сво­ей сложностью и непонятностью. Учителю необходимо возбудить позна­вательный интерес к предложенным темам исследования, показать их важность как для решения проблем своего села, города, хозяйства, так и для развития личности самих учащихся, совершенствования их умствен­ных способностей и практических навыков.

Основным объектом исследовательской деятельности школьника необходимо считать экосистему и процессы, в которых она участвует. Учащиеся должны научиться изучать экосистему, ее компоненты, связи, отношения, уровни и этапы развития, пространственно-временные харак­теристики. Уметь доказательно объяснять функции, природные и антро­погенные изменения экосистемы, формулировать выводы, приводить при­меры, комментировать графики, таблицы, схемы, уметь применять мето­ды исследования в оценке состояния экосистем, предсказывать возмож­ные изменения экосистем, собирать и анализировать экологическую ин­формацию.

При организации исследовательской работы учитель должен помочь учащемуся:

- в выборе темы исследования, обосновании необходимости данной работы, формулировке цели, выдвижении гипотез и постановке конкрет­ных задач;

- в выборе объекта экологических исследований, в приемах и мето­дах работы;

- в отработке и разработке методик исследований, отборе и подго­товке необходимого оборудования, приборов, реактивов;

- в составлении плана и последовательности работ, включая планиро­вание эксперимента;

- в организации дневника наблюдений, регистрирования хода работ;

- в обработке собранного и полученного материала, формулировке выводов, рекомендаций, написании отчета.

Если работа запланирована не на один год, то в процессе ее постепенно усложняется исследовательская деятельность учащихся и увеличивает­ся доля их самостоятельной работы. В ходе выполнения исследовательс­кой работы учитель должен стремиться развивать у учащихся понимание уникальной ценности природной среды, формировать экологическую от­ветственность, которая тесно связана с таким качеством личности, как самоконтроль, умение предвидеть ближайшие и отдаленные последствия своих действий в природной среде, критическое отношение к себе, другим и т.д.

Исследовательская деятельность по экологии предполагает наличие нескольких основных этапов: