МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРАКТИК «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ООПТ «ПЛОТБИЩЕ» ЧАЙКОВСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА»

Муниципальный смотр­конкурс методических  и дидактических средств обучения – 2017 Управление общего и профессионального образования  администрации Чайковского муниципального района Пермского края Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 10» Новый образовательный центр Категория «Методическое пособие» Номинация «Метапредметная деятельность в  дополнительном образовании детей» МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРАКТИК «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ООПТ «ПЛОТБИЩЕ» ЧАЙКОВСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА» Автор: Пархоменко   Надежда   Степановна,   учитель квалификационной биологии     высшей категории, тьютор   по   сопровождению исследовательской   деятельности МАОУ СОШ № 10 (НОЦ) г. Чайковский, 2017. 2 Пояснительная записка Актуальность и новизна представленных материалов, целевой блок 2017 год указом Президента Российской Федерации от 1 августа 2015 г. № 392 объявлен Годом экологии и Годом особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Главная   задача   его   проведения:   привлечение   внимания   общества   к   вопросам экологического   развития   Российской   Федерации,   сохранение   биологического разнообразия и обеспечение экологической безопасности. Проведение Года ООПТ приурочено к празднованию 100­летия создания первого в России государственного природного заповедника ­ Баргузинского. 11 января 1917 года   на   берегу   озера   Байкал   был   основан   первый   в   истории   России общегосударственный заповедник ­ Баргузинский (Республика Бурятия). Заповедник, созданный   с   целью   охраны   баргузинского   соболя,   продолжает   свою   работу   и   в настоящее время. Учреждение   Года   ООПТ   позволит   привлечь   внимание   общества   к   вопросам сохранения природного наследия. Создание ООПТ ­ это одна из эффективных форм природоохранной   деятельности,   позволяющая   сохранить   биологическое   и ландшафтное разнообразие. Одним   из   путей  реализации   комплекса   мероприятий,   направленных   на формирование  активной  гражданской  позиции  в  сфере  экологии  у подрастающего поколения,  развитие   образовательного   потенциала   особо   охраняемых   природных территорий Пермского края, является исследовательская деятельность.   В   НОЦе   исследовательская   деятельность   –   ведущий   и   обязательный   вид деятельности. Необходимо было найти такую тематику исследований, которая будет интересна,   значима,   будет   встраиваться   в   профильное   обучение   и   объединять учащихся.  Такой   темой   стало   изучение   проблем   «малой   Родины»   ­   экологической обстановки   района,   где   учащиеся   проживают.   А   самое   главное,   изучив   проблему, старшеклассники   могут   внести   свой   посильный   вклад   в   решение   и   нормализацию экологической обстановки.  Общая идея, связывающая все работы ­ организация школьного экологического мониторинга (ШЭМ), цель которого оценка и прогноз изменений окружающей среды своей   местности   под   влиянием   антропогенных   воздействий   через   комплексную систему наблюдений за изменениями состояния биосферы.  Используются  методы  наземного   мониторинга:   фенологические,   физико­ химические и биологические (биоиндикационные). Уровень исследований – локальный мониторинг, слежение за природными явлениями и антропогенными воздействиями на небольших территория. 3 Направления исследований: экологическая оценка природных сред и объектов: воздух, вода, почва, биота.  Для изучения природы родного края и формирования экологической культуры школьников используем образовательный потенциал ООПТ «Плотбище», где изучение природных   процессов   и   экологических   проблем   идет   не   по   «книгам»,   а непосредственно в полевых условиях на основе результатов полевых исследований. Таким   образом,  местом  для   проведения   мониторинговых   учебных   исследований является особо охраняемая природная территория «Плотбище», расположенная в 20 км города Чайковский, Пермского края. Направления исследований Экологическая оценка природных  сред и объектов   воздух вода почва биота Организация   исследовательской   деятельности   в   форме   школьного экологического мониторинга имеет следующие преимущества:  Изучение природы и проблем экологии происходит на краеведческом материале;  Снимает проблему отсутствия предмета экологии в учебном плане;   Вписывается в профильное обучение;   Старшеклассники могут внести свой посильный вклад в решение и нормализацию экологической обстановки района;  Преемственное   участие   и   возможность   передачи   полученных   результатов старшеклассникам   разных   выпусков,   что   делает   полученные   результаты   более достоверными и ценными;  Объединение учащихся общей целью – изучение «Малой Родины»  Местоположение   ООПТ   в   структуре   административно­территориального деления:   Приволжский федеральный округ, Пермский край, Чайковский район ­ Текущий статус ООПТ:  Действующий                               ­  ­ Профиль:  ландшафтный ­ Категория:  охраняемый природный ландшафт                   ­  4 Экологическая оценка природных сред и объектоввоздухводапочвабиота ­ Значение ООПТ:  Региональное  ­ Дата создания:  07.06.1988                                                       ­ Общая площадь ООПТ: 771,0 га ­ Обоснование создания ООПТ и ее значимость:    Единственный   массив   пойменных   лесов   не   затопленных   в   результате   создания водохранилища, наличие редких видов животных, растений  занесенных в Красную книгу: Орлан­белохвост (Haliaeetus albicilla), Большой подорлик (Aquila clanga), Болотный лунь (Circus aeruginosus), Ирис сибирский (Íris sibírica),  Лилия волосистая, саранка (Lilium pilosiusculum), Любка двулистная – Platanthera и др.   Описание   опыта   работы   с   использованием   методического   пособия   и методика использования предложенных материалов Начав   в   2010   году   работать   в   Новом   образовательном   центре,   являюсь организатором исследовательскую деятельность в данном образовательном учреждении. Так как старшекласники в данной школе учатся два года, то этого времени недостаточно для  проведения   глубоких,   комплексных   исследований.   Выходом   из   данной  проблемы является   организация   исследовательской   деятельности   в   форме   школьного экологического   мониторинга,   когда   учащиеся   одного   выпуска,   начав   иссследования, передают   результаты   другим.   Такие   длительные   наблюдения   за   объктами   природы   и будут считаться мониторинговыми. Результаты работы в этом направлении обобщены и оформлены в пособие занятий. В данном пособии приведены методики и результаты ЭМ, выполненные на базе ООПТ «Плотбище». Тематика  исследовательских   работ,   выполненных   учащимися   НОЦ   на территории ООПТ: название работы результат   Изучение параметров раковин   двустворчатых моллюсков   для   оценки сапробности и способности реки Кама к самоочищению   Мониторинг водной среды Обнаруженные   двустворчатые   моллюски   относятся   к   бета­ мезосапробным организмам – показателям умеренного, естественного загрязнения,   характерного   для   живого,   наполненного   многими гидробионтами   водоема.   Вода   в   реке   Кама   относительно   чистая, пригодная для употребления человеком, и данный водоем способен к самоочищению   за   счет   наличия   фильтраторов   –   двустворчатых моллюсков. (Приложение №1)  Мониторинг биоты   Изучение зависимости окраски   венчиков   от высоты стебля на примере растений пойменного луга Доля белоцветковых видов преобладает у низких трав по сравнению с высокими   травами.   Преобладание   белоцветковых   растений   среди низких трав может быть связано с тем, что они в меньшей степени способны   к   удержанию   тепла,   чем   темные,   но   в   большей   степени 5 ООПТ «Плотбище»   Расчет индекса жизненности   и   размерной пластичности ценопопуляций   Касатика (Ириса)   сибирского   Íris sibírica,   произрастающего на ООПТ «Плотбище»   Характеристика санитарного   состояния древостоя  Полиморфизм   популяций клеверов   как   показатель чистоты   воздуха   и антропогенной нагрузки нагреваются от почвы. Усложнение   цветовой   гаммы   окраски   цветков   связано   с приспособленностью к удержанию солнечных лучей и преобразованием их   в   тепловую   энергию,   необходимую   для   развития   генеративных органов растений.   (Приложение №2  )   На   территории   ООПТ   «Плотбище»   были   обнаружены   растения Красной   книги   ­   Ирисы   сибирские,   которые   были   отнесены   к   двум ценопопуляциям.   Для   оценки   ценопопуляций   были   произведены морфометрические   измерения,   расчет   семенной   продуктивности.   На основании   полученных   данных   рассчитали   индексы   жизненности   и размерной   пластичности.   Первая   ценопопуляция   относится   к равновесной,   вторая   –   к   процветающей.   В   целом,   исследуемая популяция   подвергается   незначительному   антропогенному воздействию,   резких   популяционных   колебаний   не   наблюдается, популяция ирисов стабильна, однако уязвима и нуждается в охране. (Приложение №3) Мониторинг воздуха Было   определено   12   видов   грибов­трутовиков.   Самый   высокий процент   заражения   деревьев   на   Кардополовском   массив,   далее биостанция «Сива» и Завокзальный район города. На лесном массиве ООПТ «Плотбище» 92 % здоровые деревья, 8% подвержены заражению грибами,   что   свидетельствует   о   хорошем   состоянии   древостоя. Большое количество трутовых грибов – показатель высокого уровня загрязнения   атмосферы   и   влияния   деятельности   человека   на санитарное  состояние  древостоя.  Чем  хуже  санитарное  состояние  и больше   возраст   деревьев,   тем   больше   они   подвержены   заражению грибами­паразитами.   (Приложение №4  )   Были определены фенотипы клевера лугового в контрастных условиях среды   и   с   разной   антропогенной   нагрузкой,   был   вычислен   % встречающихся   генотипов   в   разных   условиях,   вычислен   индекс соотношения   фенов.  ИСФ   на   лугу   равен   32,7   %,   что   выше,   чем   у растений, произрастающих под кровом сосен, где ИСФ равен 17,9%. Это   говорят   об   отсутствии   загрязнения   на   опытных   территориях. Вывод: на открытых солнечных местообитаниях наблюдается большее количество растений, имеющих различные генотипы, чем в затененных. Причиной   появления   мутации,   мы   считаем,   является   действие солнечного излучения и негативного влияния деятельности человека (выпадение осадков, выпас скота, несанкционированные свалки и пр.), которое ослабевает под кроной растении смешанного леса (затененные участки).   (Приложение №5) Мониторинг почвы   Учет численности почвенных   обитателей   на участках   с   различной антропогенной нагрузкой Исследуемые   точки   были   заложены   на   ООПТ   «Плотбище»   и лесопарковой зоне Завокзальном района. В исследуемых образцах были обнаружены   обитатели   к   5   систематическим   группам.   Наиболее многочисленными   оказались   муравьи   и   дождевые   черви. 6 Антропогенный   фактор   (вытаптывание,   костры)   влияет   в   сторону снижения   количества   и   веса   дождевых   червей.   Больше   всего   было обнаружено червей в лесу, далее тропа на лугу, в почве под кострищем червей не обнаружили. (Приложение №6) В пособие вошли следующие материалы: 1. Мониторинг водной среды.      Изучение   загрязнения   реки   Кама:   методика,   результаты,   тезисы исследовательской   работы   «Изучение   параметров   раковин   двустворчатых   моллюсков для оценки сапробности и способности реки Кама к самоочищению»  (Приложение №1); 2. Мониторинг экосистем и организмов их населяющих:    Изучение   растительности   «Плотбища»:   методика,   результаты,   тезисы исследовательской работы «Изучение зависимости окраски венчиков от высоты стебля на примере растений пойменного луга ООПТ «Плотбище» (Приложение №2);    Изучение   состояния   популяций   растений,   занесенных   в   Красную   книгу: методика, результаты, тезисы исследовательской работы «Расчет индексов жизненности и   размерной   пластичности   ценопопуляций   Касатика   (Ириса)   сибирского   Íris   sibírica, произрастающего на ООПТ «Плотбище» (Приложение №3);  3. Мониторинг воздуха  Мониторинг санитарного состояния растений леса: методика, результаты, тезисы исследовательской   работы   «Характеристика   санитарного   состояния   древостоя   по наличию грибов­трутовиков» (Приложение №4);   Влияние   чистоты   воздуха   на   частоту   появлений   мутаций   у   разных   видов клеверов,   произрастающих   на   территории   ООПТ:   тезисы   исследовательской   работы 7 «Полиморфизм популяций клеверов как показатель чистоты воздуха и антропогенной нагрузки» (Приложение №5). 3. Мониторинг почвы   Изучение   степени   антропогенного   влияния   на   почвенных   обитателей:   методика, результаты,   тезисы   исследовательской   работы   «Учет   численности   почвенных обитателей на участках с различной антропогенной нагрузкой» (Приложение №6); 6.   Фотоматериал,  выполненный   автором   на   территории   охраняемого   природного ландшафта во время проведения исследований (Приложение №7);  5. Сведения об ООПТ «Плотбище» (  Приложение №8); 4. Диск с презентациями, сопровождающие публичную защиту исследовательских  работ (Приложение №9) Заключение Использование   образовательного   потенциала   ООПТ   при   организации школьного экологического мониторинга  в своей  деятельности  позволяет сделать выводы о целесообразности использования, эффективности и результативности.  1.   Повышается   значение   ООПТ   в   формировании   экологической   культуры школьников. 2.   Выявляются   эффективные   педагогические   технологий   использования образовательного   потенциала   ООПТ   Пермского   края   в   области   экологического образования и воспитания. 3. Развивается   сотрудничество   и   взаимодействие   образовательных организаций   и   природоохранных   структур,   организаций   и   учреждений   региона   в области природоохранной деятельности, экологического образования и воспитания. Стимулирование   учащихся   и   педагогов   к   комплексному   и долговременному   мониторинговому   изучению   природных   экосистем   при организации исследовательской и проектной деятельности учащихся. 4. Такая деятельность помогает:  реализузовать деятельностный и научный подходы в образовании;  вызвать интерес к изучению предмета у обучающихся;   8  помогает педагогу индивидуализировать процесс обучения через собственное целеполагание   учащимися,   планирование   деятельности,   рефлексию   полученного результата;  результатов у обучающихся.  формированию целого комплекса предметных, метапредметных и личностных В   такой   деятельности   проявляются   гражданские   качества   учащихся: сопереживание,   желание   внести   позитивные   изменения,   ответственность   за   свою «малую Родину», понимание сохранения здоровья как основы здоровой, счастливой и   мирной   жизни   на   земле;   ответственность     не   только   перед   ближайшим окружением,   но   и   по   отношению   ко   всей   действительности,   к   глобальной экосистеме   –   нашей   планете.  Хочется   надеяться,   что   в   дальнейшем   они   будут экологически грамотными руководителями предприятий, инициативными рабочими, которые смогут взять на себя ответственность за начатое дело, ответственность за сохранение природных ресурсов и экологической обстановки, связанных с работой предприятия.  Вступающие   в   трудовую   жизнь   люди   должны   иметь   четкое представление   о   том,   что   природные   ресурсы   не   бесконечны   и   технология производства   любой   продукции   должна   удовлетворять   такому,   с   экологической точки зрения, требованию, как минимальное потребление материалов и энергии.   Данные   выводы   подтверждаются   и   количественными   показателями.   За последнее   время   наблюдается   рост   качества   обучения   биологии   в   профильных группах,   а   работы   в   данном   направлении   на   сегодняшний   день   оказываются востребованными на разных уровнях. Таблица 2. Результативность участия в конкурсах и конференциях УИР Школьный уровень Муниципальный уровень Региональный уровень Всероссийский уровень Кол­во участник ов Из них победит елей и призеров Кол­во участник ов Из них победит елей и призеров Кол­во участник ов Из них победит елей и призеров Кол­во участник ов Из них победит елей и призеро в 1 1 2 2013­2014 2014­2015 2015­2016 2016­2017 Данная деятельность способствует также эффективной подготовке к олимпиаде по Итоги подводят 19 22 20 30 5 12 15 18 4 6 5 6 4 6 10 11 12 17 19 22 6 8 9 12 3 3 5 экологии, что подтверждают данные таблицы 3. Виноградова Дарина (выпуск 2016) стала дважды Призером Всероссийской олимпиады по экологии, победителем Всероссийской олимпиады «Созвездие», предусматривающие защиту исследовательской работы. Она ­ дважды обладатель Премии Президента, обладатель ежемесячной стипендии Президента. 9 Шесть выпускников 2015 и 2016 лет, участвовавшие в экологическом мониторинге, были отмечены нагрудными знаками «Гордость Пермского края» и премией Губернатора. Таблица 3. Результативность участия в олимпиаде по экологии Муниципальный уровень Кол­во Из них Региональный уровень Из них Кол­во Всероссийский уровень Из них Кол­во участников победителей и призеров участников победителе й и призеров участников победителе й и призеров 6 6 6 6 6 6 5 5 3 3 4 5 2 2 2 4 1 1 1 1 Предстоит участие 2013­2014 2014­2015 2015­2016 2016­2017 Опыт   по   использованию   в   своей   деятельности   возможно   транслировать.   Данные методические разработки были апробированы в образовательном учреждении, педагоги увидели перспективу использования данной лаборатории в своем предмете. Представленный   опыт   был   продемонстрирован   для   педагогов   южного   куста Пермского   края   и   педагогов   Удмуртии   в   рамках   работы   Краевой   стажировочной площадки, где автором  материалов  были проведены несколько  мастер­классов (2015, 2016, сертификаты). Обобщение   опыта   работы   по   организации   экологического   мониторинга   были представлены   на   Всероссийской   конференции   «Чайковский:   от   древности   до   наших дней», посвященной 60 летнему юбилею нашего города (2016, Благодарственное письмо главы   ЧМР   Ю.  Вострикова)  и   на   краевой   экологической   конференции,   посвященной Году экологии и ООПТ (2017, сертификат). Материалы выступлений опубликованы в сборнике этих конференций, размещены на личном сайте. Выполненные обучающимися исследовательские работы, высоко ценятся на уровне муниципалитета, края, России в секциях «Биологии и экологии». Данная деятельность также   была   отмечена   Благодарственным   письмом   ГБУ   ДПО   «Институт   развития образования Пермского края» (2016). Представленные результаты мониторинга  эффективности использования материалов верны        Дерюшева В. Н., директор МАОУ СОШ № 10 10 Фотоматериалы Фото 1. Цифровая лаборатория AFSTM, или ЛЭК – лабораторный экспериментальный комплекс Фото 2. Устройство измерения и обработки данных (УИОД) LabQuest Vernier и датчик измерения кислорода Фото 3. Графики, иллюстрирующие изменение содержания кислорода, сделанные с помощью устройства измерения и обработки данных (УИОД) 11 Фото 4. Бланк отчета при выполнении лабораторной работы Фото 5. Визуальное выделение кислорода в пробах с мясом Фото 6. Расчет скорости выделения кислорода 12 Фото 7. Использование светодиодов разного цвета при изучении фотосинтеза Фото 8. Изучение дыхания у проросших и не проросших семян Фото 9. Бланк отчета лабораторной работы по изучению интенсивности дыхания 13 Фото 10. Сборник тезисов конференции учебно­исследовательских работ обучающихся НОЦ 14 Фото 11. Страницы из сборника тезисов конференции учебно­исследовательских работ обучающихся НОЦ 15