Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Экология и мы»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

« Средняя общеобразовательная школа»

города Котовска Тамбовской области

Дополнительная общеобразовательная

общеразвивающая программа

« Экология и мы »

естественнонаучной направленности

Срок реализации: 1 год

Возраст обучающихся: 13-14лет

форма организации образовательной деятельности – кружок

Автор-составитель:

Алпацкая Нелли Алексеевна,

учитель биологии.

Котовск 2017

1.Комплекс основных характеристик дополнительной

общеобразовательной общеразвивающей программы

1.1.Пояснительная записка

Экологическое образование охватывает сферу знаний, умений и навыков, необходимых для охраны окружающей природной среды. Изучение экологии школьниками придаст новый импульс в выдвижении новых ценностей для них: отношение к Земле как к уникальной экосистеме, осмотрительного и бережного отношения ко всему живому. Познавая окружающий мир и вооружившись знаниями об этом мире, ребята учатся анализировать природную среду как сложную, дифференцированную систему, различные компоненты которой находятся в динамическом равновесии.

В процессе становления современной концепции экологического образования экологическому воспитанию придаётся значение как средству оптимизации взаимодействия человека с природной средой. Следовательно, формирование ответственного отношения к природе может рассматриваться не столько как результат экологического образования, сколько как экологического воспитания. Программа решает проблемы занятости подростков в свободное от учебного процесса время, адаптации в социуме, а так же помогает реализовать познавательный интерес ребят на практике. Сущность экологического образования в том, что оно представляет собой не только психолого-педагогическую систему, но и социально- педагогическую, и воздействует не только как педагогический фактор, но и как фактор социальный.

Новизна дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы

«Экология и мы» заключается в принципиально новом способе организации

образовательной деятельности – изучение теоретического материала природных и городских экосистем совмещается с изучением естественного материала экосистем города Котовска с последующей организацией исследовательской работы (доклады, рефераты, проекты) . Новизна программы также заключается в

использовании целостного подхода в исследовании экосистем школьниками, что

предполагает изучение экосистем, а не отдельных объектов- частей.

Актуальность данной программы заключается в том, что ребёнок вовлекается в социальные отношения через отношение к природе, обществу, между детьми, педагогами , через психологический климат в коллективе. Данная программа предусматривает развитие экскурсионной и исследовательской деятельности в пределах экологической тропы города Котовска , включающей четыре парковых экосистемы .В рамках программы учащиеся могут моделировать различные экосистемы и экспериментировать в виртуальной лаборатории биологического конструктора. Всё это должно способствовать активной деятельности в защиту природы родного края. Актуальность данной программы заключается ещё и в том, что она способствует оздоровлению детей: занятия в большинстве проводятся на воздухе, лишены статичности, дети находятся в постоянном контакте с природой , что обеспечивает устойчивый эмоциональный уровень.

Педагогическая целесообразность

 Данная образовательная программа педагогически целесообразна, т. к. при её реализации кружок «Экология и мы», органично вписываясь в единое образовательное пространство школы, становится важным и неотъемлемым компонентом, способствующим формированию биолого - экологического сознания, привитию навыков профессиональной деятельности: исследовательской, поисковой. Программа направлена  на формирование системного подхода в восприятии мира, представлений о взаимосвязи и взаимозависимости живого и неживого, экологическое  воспитание  и просвещение,  в области «устойчивого развития», развитие навыков изучения и сохранения природы, рационального природопользования с опорой на практические навыки экологического мониторинга,  знакомство с природой родного края и бережного отношения к ней. Программа способствует формированию активной жизненной позиции обучаемых, что предполагает гармоничное сочетание таких качеств, как самопознание, самореализация, творческое саморазвитие. Практические экологические исследования дают, учащимся богатейший материал, который успешно используется на конференциях, конкурсах.

Контроль знаний, умений и навыков осуществляется путём индивидуального (письменного, устного), фронтального опроса, тестового контроля, проведение практических работ, деловых игр , творческих работ, исследовательских работ, составление схем, графических изображений , защита проектов, которая является итогом изучения всего курса « Экология и мы».

Программа « Экология и мы» ориентирована на учащихся 13-14 лет (8 класс), на 2 час в неделю (70 часов в год). Потому что именно в этом возрасте проявляются тенденции развития чувства взрослости, потребность в самостоятельности и стремление к самопознанию и познанию окружающего нас мира.

1.2. Цель и задачи программы

Цель: - углубление и расширение имеющихся знаний о природе родного края, путях их рационального использования и охраны, овладение навыками исследований экосистем, обработки и анализа материала.

Задачи программы:

Образовательные -  овладение обучающимися системой экологических знаний;

Развивающие: - развитие навыков экологического познания, анализа и сопоставления источников, работа с полевыми материалами;

- овладение навыками оформления полученных полевых материалов и творческих работ;

-  совершенствование умения самостоятельного поиска, анализа, систематизации, творческой обработки информации;

Воспитательные:

- воспитание гражданственности, патриотизма, бережного отношения к природе;

- укрепление здоровья ребят, посредством общения с природой и проведению массовых мероприятий на свежем воздухе.

1.3.Содержание программы

Введение( 1 ч.).

Что изучает экология. Роль экологии в жизни современного общества. Основные объекты экологического изучения и их взаимосвязь. Разделы экологии. Связь экологии с другими науками.

История развития экологии как науки. Законы экологии Барри Коммонера.

Общая характеристика экосистем (6 ч.)

Сообщество, его основные свойства и показатели. Сходство и различия между понятиями «экосистема», «биогеоценоз», «биосфера». Структура сообщества, ее основные показатели. Видовая структура. Видовое разнообразие как признак экологического разнообразия. Морфологическая структура. Соотношение между числом видов и жизненных форм организмов в сообществе. пространственное обособление организмов и его значение: ярусы, микрогруппировки.

Трофическая структура и ее показатели. Пищевая сеть, пищевая цепь, трофические уровни. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Консументы и редуценты.

Потоки энергии и круговорот веществ в экосистеме. Основной источник энергии и особенности ее передачи по пищевым цепям; правило «десяти процентов». Пирамиды численности и биомассы.

Пастбищные и детритные пищевые цепи, сходство и различия между ними. Мертвое органическое вещество. Значение детритных пищевых цепей.

Круговорот веществ в экосистеме. Макро- и микротрофные вещества. Главный фактор сохранения круговорота биогенных элементов. Биохимические циклы углерода и фосфора.

Продуктивность сообщества. Скорость продуцирования биомассы организмами (продукция), ее источники. Общая и чистая продукция. Изменения продукции на разных трофических уровнях. Распределение биомассы и первичной продукции на суше ив Мировом океане. Факторы, определяющие первичную продукцию в различных районах.

Экологическая сукцессия. Развитие сообществ во времени, их природа. Внутренние факторы развития. Дыхание сообщества. Равновесие между продукцией и дыханием. Типы равновесия. направление изменений, происходящих в ходе экологической сукцессии. Автотрофная и гетеротрофная сукцессии. Первичная и вторичная сукцессии, их примеры; сериальные стадии. Окончательное равновесие.

П/Р№1 «Составление пищевых цепей в виртуальной лаборатории экологического конструктора».

П/Р №2«Определение нарушения равновесия в сообществе виртуальной лаборатории экологического конструктора».

Естественные экосистемы Тамбовской области и их использование (9 ч.)

Разнообразие и значение лесных экосистем Тамбовской области. Видовое разнообразие дубравы. Виртуальная экскурсия.

Цнинский лесной массив Тамбовской области. Виртуальная экскурсия.

Основные нарушения принципов рационального использования лесных экосистем. Превышение расчётной лесосеки. Лесные пожары. Уменьшение водоохраной роли лесов. Истощение ресурсов побочного лесопользования. Захламление лесов. Влияние отдыха и туризма.

Степные экосистемы Тамбовской области. Обеднение видового состава лесов и степей при использовании химических препаратов.Луговые экосистемы . Поверхностное улучшение травостоя.

Особенности пресноводных экосистем. Нектон, планктон и придонный детрит-сапропель. Реки и озера Тамбовской области, их эколого-географическая характеристика. Котовское море- водохранилище. Рациональное использование пресноводных экосистем.

Охраняемые территории Тамбовской области. Воронинский заповедник.

Флора Тамбовщины - представители различных эколого - фитоценотических групп. Распределение площади земель, покрытых лесной растительностью, по основным лесообразующим породам. Лесозащитные мероприятия в экосистемах Тамбовской области.

Городские экосистемы(17 ч.)

Общая характеристика городских экосистем. Нарушение экологического равновесия в городских экосистемах. Растения в городе. Животные в городе.

Загрязнение окружающей среды. Химическое загрязнение атмосферы , водоёмов и почв. Шумовое загрязнение . Радиационное электромагнитное загрязнение.

Способы уменьшения вреда от химических загрязнений. Новые технологии переработки мусора. Очистные сооружения. Механическая очистка. Химическая очистка. Биологическая очистка.

Экология автомобильного транспорта. Рациональная организация движения транспорта. Оценка экологического состояния микрорайона школы силами учащихся

П/Р№3 «Определение площади и видового состава зеленых насаждений в северном микрорайоне города Котовска».

П/Р№4 «Определение видового состава животных, обитающих в северном микрорайоне города Котовска».

П/Р №5«Определение шумового загрязнения северного микрорайона города Котовска».

П/Р№6«Определение загрязнения северного микрорайона города Котовска твердыми бытовыми отходами».

П/Р№7 «Исследование комплексного влияния транспортных магистралей на фауну близлежащих территорий»

Комплексная оценка водной экосистемы реки Цны на территории городского парка Котовска. (12 ч.)

Физико- географическая характеристика участка реки Цны. Морфометрические особенности реки. Физические и химические показатели качества воды. Растительный и животный мир реки. Самоочищающая способность водоёма. Растения и животные –биоиндикаторы.

П/Р№ 8 «Исследование экологической структуры водного биоценоза и морфофизиологических особенностей гидробионтов в связи с условиями их обитания».

П/Р №9«Биоиндикация экологического состояния водоёмов с помощью пресноводных моллюсков».

П/Р№10 «Исследование физических и химических свойств воды».

П/Р№11 «Исследование состояния водной и береговой растительности»

Парковые экосистемы учебной экологической тропы г. Котовска (20 ч.)

Комплексное экологическое исследование парковых зон города.

П/р №12«Определение степени деградации древесного фитоценоза четырёх парковых зон экологической тропы.» Мониторинг видового разнообразия и жизненных форм растений в парковых зонах города.

П/Р №13«Выявление различий между экобиоформами растений в пределах нескольких популяций одного вида». Мониторинг видового разнообразия животного мира в парковых зонах города. Изучение численности птиц методом маршрутного учета. Изучение первоцветов на экологической тропе.

Изучение фенологии цветения растений. Картографирование древесных форм растений. П/Р №14 «Сравнительный анализ почв парковых зон экотропы на наличие тяжёлых металлов.» Экскурсия-исследование.

П/Р №15« Биоиндикации загрязнения воздуха по комплексу признаков сосны обыкновенной». Экскурсия-исследование.

П/Р №16« Определение индикации чистоты воздуха с помощью эпифитных мхов». Экскурсия-исследование.

П/Р №17« Выявление содержания токсичных веществ в воздухе».

Проектно- исследовательская деятельность(5 часов)

1.4.Планируемые результаты

1. ПРЕДМЕТНЫЕ:

— понимание основных закономерностей существования природных систем на организменном, популяционном, экосистемном и биосферном уровнях;

— умение называть состав понятий, описывающих природные системы различного ранга, компоненты сред жизни, популяций и экосистем, их структуру, схемы цепей питания, круговоротов веществ, потоков энергии, механизмы и следствия нарушения их человеком, экологические факторы, среды жизни, основные приспособления к ним организмов, факторы функционирования и устойчивости экосистем и биосферы, роль биоразнообразия, роль жизни, живого вещества в создании биосферы и сохранении среды, основные экологические проблемы, их причины, пути и методы решения;
— описание элементарных экосистем в природных условиях, закономерностей и специфики действия различных факторов (абиотических, биотических, антропогенных), связей между организмами и организмов со средой обитания, динамики экосистем и ее виды ;
— умение приводить примеры экосистем, популяций, цепных реакций, явлений, обусловливаемых человеческой деятельностью в биосфере;
— устанавливать связи между различными звеньями экосистем, между отдельными действиями человека и изменениями в природных системах;
— умение решать простейшие экологические задачи типа: как скажется уничтожение насекомого-опылителя на экосистемах или уничтожение лесов на других звеньях природы и биосферных процессах;
2. ЛИЧНОСТНЫЕ:

– осознавать современное многообразие типов мировоззрения, общественных, религиозных, атеистических, культурных традиций, которые определяют разные объяснения происходящего в мире;

– с учетом этого многообразия постепенно вырабатывать свои собственные ответы на основные жизненные вопросы, которые ставит личный жизненный опыт;

– учиться признавать противоречивость и незавершенность своих взглядов на мир, возможность их изменения;

-учиться использовать свои взгляды на мир для объяснения различных ситуаций, решения возникающих проблем и извлечения жизненных уроков.

3.МЕТАПРЕДМЕТНЫЕ:

- самостоятельно обнаруживать и формулировать проблему в классной и индивидуальной учебной деятельности;

-выдвигать версии решения проблемы, осознавать конечный результат, выбирать из предложенных и искать самостоятельно средства достижения цели;

-составлять (индивидуально или в группе) план решения проблемы (выполнения проекта - планировать свою индивидуальную образовательную траекторию;

-работать по самостоятельно составленному плану, сверяясь с ним и целью деятельности, исправляя ошибки, используя самостоятельно подобранные средства (в том числе и Интернет );

-давать оценку своим личностным качествам и чертам характера («каков я»), определять направления своего развития («каким я хочу стать», «что мне для этого надо сделать»).

4.КОММУНИКАТИВНЫЕ:

-отстаивая свою точку зрения, приводить аргументы, подтверждая их фактами;

-в дискуссии уметь выдвинуть контраргументы, перефразировать свою мысль (владение механизмом эквивалентных замен);

-учиться критично относиться к своему мнению, с достоинством признавать ошибочность своего мнения (если оно таково) и корректировать его;

- уметь взглянуть на ситуацию с иной позиции и договариваться с людьми иных позиций.

2.Комплекс организационно-педагогических условий реализации дополнительной общеобразовательной программы

2.1.Календарный учебный график

2. 2.Условия реализации программы

Для проведения первых практических работ используется биоэкологический конструктор, с помощью которого учащиеся составляют пищевые цепи, определяют нарушения равновесия в сообществе. Материал для проектной деятельности добывается с помощью практических работ в парковых зонах города (экскурсии).

Биологическая микролаборатория, которая входит в комплект оборудования кабинета биологии. Она включает 10 современных световых электрических микроскопа, комплекты готовых микропрепаратов лабораторного оборудования, микропрепараты растений, животных и человека, СD–диск с рекомендациями по выполнению лабораторных работ . Компьютер с мультимедийным проектором для просмотра презентаций по отдельным темам курса.

2.3. Формы аттестации

1. Срезовые задания (устный опрос, письменный опрос, тестирование).

2. Создание проблемных, затруднительных заданий (решение проблемных задач, ).

3. Демонстрационные: организация выставок рисунков микропрепаратов, презентаций.

4. Анкетирование.

5. Проект.

6. Передача обучающемуся роли педагога.

7. Самооценка обучающихся своих знаний и умений.

8. Комбинированная: анкетирование, наблюдение, решение проблемы.

9. Индивидуальные карточки с заданиями различного типа.

10. Групповая оценка работ.

11. Тематические кроссворды.

12. Собеседование.

13.Игры.

14. Защита рефератов.

15. Зачет 

2.4. Оценочные материалы

1.Критерии оценивания ученических проектов

• структурирование документа (заголовки, абзацы, символы и т.д.);

• наличие таблиц, диаграмм;

• использование звуковой информации;

• использование данных и графиков из Microsoft Excel;

• использование шаблонов и стилей оформления;

• рисование графических объектов (линии, стрелки, дуги и т.д.);

• создание интерактивных слайдов (возможность управлением, переход к любому слайду, просмотр видеоклипа, прослушивание звукозаписи или запуск другого приложения);

• все слайды должны быть читаемы.

2.Основные критерии оценки рефератов

Практическая работа № 3, 4

Цель: выявить общую площадь зелёных насаждений , видовой состав растительного и животного мира в северном микрорайоне города Котовска.

Оборудование: учетные карточки для оценки общего состояния древостоя и травостоя на объектах города .

В учетной карточке ПП (форма 2) указываются следующие параметры и показатели кустарников:

- вид растений,

- категория состояния: 1 - без признаков ослабления (хорошего состояния), 2 - удовлетворительного состояния, 3 - неудовлетворительного состояния.

Отнесение кустарников к той или иной категории состояния проводится по комплексу признаков: цвету листьев и густоте кроны, наличию и доле сухих ветвей, поврежденности вредителями, болезнями и др.;

- к кустарникам 1 категории (хорошего состояния) относятся растения нормального развития, внешне здоровые, густо облиственные, с характерной для данного вида окраской и размерами листьев, без признаков заболеваний и повреждений вредителями или с единичными следами повреждений, без механических повреждений стволиков, без слома или усыхания ветвей;

- к кустарникам 2 категории (удовлетворительного состояния) относятся растения с признаками замедленного роста, с наличием усыхающих ветвей, с изреженной или измененной формой кроны, с наличием слабого (до 20%) или среднего (менее 50%) повреждения листьев и побегов вредителями и болезнями;

- к кустарникам 3 категории (неудовлетворительного состояния) относятся переросшие или заметно ослабленные растения, с измельченной листвой или изреженной кроной, со значительной степенью усыхания ветвей более 50%, могут быть признаки поражения листвы, ветвей и стволиков вредителями и болезнями.

Общая оценка состояния кустарниковой растительности определяется путем определения среднего арифметического - средний балл состояния кустарников на ПП (Бск). Это дает возможность охарактеризовать состояние кустарников на ПП одним числом, которое будет использовано при расчете коэффициента комплексной экологической оценки объекта ЗНОП.

Оценка качества (соответствия предъявляемым требованиям) газонов проводится в целом для всех газонов на объекте ЗНОП и оценивается по трем категориям:

- 1 - хорошее состояние газона: поверхность хорошо спланирована, травостой густой, интенсивно зеленый, однородный по составу злаков, нежелательная растительность отсутствует, в связи с регулярной стрижкой растения равномерны по высоте, тропиночная сеть не выражена;

- 2 - удовлетворительное состояние газона: поверхность газона с заметными неровностями, травостой зеленый, но с примесью нежелательной растительности, неровный по высоте из-за нерегулярной стрижки, доля троп и проплешин не превышает 20%;

- 3 - неудовлетворительное состояние газона: травостой местами нарушен, изреженный, с преобладанием в окраске пожелтевших растений, растения неоднородны по высоте из-за нерегулярной стрижки, в их составе имеется значительная примесь нежелательной растительности, доля троп и проплешин превышает 20%, часто живой напочвенный покров сохраняется лишь фрагментарно.

Для расчета коэффициента комплексной экологической оценки объекта северного микрорайона используется балл состояния газонов на ПП .

11. Оценка качества (соответствия предъявляемым требованиям) цветников проводится в целом для всех цветников на объекте и оценивается по трем категориям:

- 1 - хорошее состояние цветника - поверхность цветника тщательно спланирована, растения хорошо развиты и декоративны, сорняков и отпада нет, почва рыхлая и влажная;

- 2 - удовлетворительное состояние цветника - поверхность цветника с заметными неровностями, растения нормально развиты, но имеется незначительный отпад или сорняки, занимающие не более 10% площади цветника или количества декоративных растений, почва слежавшаяся и сухая;

- 3 - неудовлетворительное состояние цветника - поверхность площади размещения цветника спланирована грубо, растения слабо развиты, мало декоративны или их значительная часть (более 10%) усохла или усыхает, сорняки могут занимать более 10% площади цветника, почва плотная и сухая.

Для расчета коэффициента комплексной экологической оценки объекта используется балл состояния цветников на ПП (Бсц).

12. Для интегральной оценки состояния всей растительности используется коэффициент комплексной экологической оценки (ККЭО). Он складывается из баллов оценки состояния элементов растительности: древесных насаждений, кустарниковой растительности, газонов и цветников с поправкой на их значимость ("вес" в общем балансе растительности на объектах) и занимаемую ими на объектах площадь.

Значимость элементов растительности можно определять по их биологической продуктивности. Она определяет такие свойства растений, как производство кислорода, депонирование углерода, фильтрация загрязнений атмосферы и формирование среды. Биологическая продуктивность растений прямо пропорциональна их массе, наибольшей у древесных растений.

Поэтому значения поправочных коэффициентов (ПК) при расчете средневзвешенного балла экологической оценки ЗНОП (ККЭО) условно принимаются для каждого из элементов растительности следующими:

древостоя - 1,0; кустарников - 0,4; газонов - 0,2; цветников - 0,1.

ККЭО рассчитывается как сумма произведений баллов состояния (Бс) на поправочные коэффициенты, разделенная на сумму значений поправочных коэффициентов (ПК) всех элементов растительности по формуле:

ККЭО = (Бсд x 1 + Бск x 0,4 + Бсг x 0,2 + Бсц x 0,1) / SUM ПКд,к,г,ц.

Учитывая разное функциональное назначение и ландшафтно-планировочное решение объектов ЗНОП, все градостроительные категории насаждений следует разделить на две группы:

1 - объекты, всю или основную площадь которых занимает древесная и кустарниковая растительность;

2 - объекты, все элементы растительности которых либо занимают примерно равные площади, либо площадь газонов и цветников заметно преобладает над площадью, занятой древесной и кустарниковой растительностью.

В первом случае при расчете общей экологической оценки объектов ККЭО можно ограничиваться только Бсд и Бск с учетом значений ПКд и ПКк и соотношения занимаемой каждым из этих элементов растительности площади.

Во втором случае следует учитывать балл состояния всех элементов растительности, включая балл состояния газонов и цветников и занимаемую ими площадь на объектах.

Поскольку сумма значений SUM ПКд,к,г,ц при наличии на объектах всех элементов растительности постоянна, ее можно определить заранее:

SUM ПКд,к,г,ц = 1,0 + 0,4 + 0,2 + 0,1 = 1,7.

Например, на произвольно взятом объекте ЗНОП состояние древостоя оценено как удовлетворительное (Бсд = 2), состояние кустарников как хорошее (Бск = 1), состояние газонов как неудовлетворительное (Бсг = 3) и состояние цветников как хорошее (Бсц = 1).

Тогда при равной доле площадей, занимаемых каждым элементом растительности, интегральная оценка экологического состояния всей растительности на объекте (ККЭО) будет равна:ККЭО = (2 x 1 + 1 x 0,4 + 3 x 0,2 + 1 x 0,1) / 1,7 = 1,82.

С помощью значений ККЭО для отдельных объектов или для отдельных районов города за один год или по годам можно будет провести их сравнительный анализ и получить данные о тенденциях их изменений.

В целях мониторинга динамики состояния насаждений и выявления происшедших изменений интегральную оценку экологического состояния объектов целесообразно проводить периодически 1 раз в 3-5 лет.

П/Р№7 «Исследование комплексного влияния транспортных магистралей на фауну близлежащих территорий»

Цель: сформировать умения исследовать влияние автомобильных дорог на фауну; выявить животных, более устойчивых к антропогенному воздействию. 
Оборудование: сачок, ватные матрасики, морилки, эфир или хлороформ (100 мл), формалин (300 мл), часы, полиэтиленовые пакеты, полевой дневник, ручка или карандаш, определители позвоночных и беспозвоночных животных; для лабораторных исследований: бинокуляр, линейки, пинцеты, препаровалъные иглы. 
Методические рекомендации
Подавляющая часть автомобильных дорог с интенсивным движением транспорта проходит по участкам, которые являются биотопами для различных, в том числе редких или охраняемых видов животных и растений. Дороги оказывают отрицательное опосредованное воздействие на близлежащие биоценозы. От столкновения с автомашинами на дорогах погибают позвоночные и беспозвоночные животные. Исследование целесообразно проводить на шоссейных дорогах за пределами города. 
Ход работы
Задание 1. Полевые исследования.
1. Выберите участок дороги с интенсивным двусторонним движением транспорта. Желательно, чтобы учетная трансекта включала разнообразные биоценозы (дубравы, боры, луга, антропогенные ландшафты). Протяженность трансекты может составлять 3 км. В полевом дневнике записшите исходные данные, подсчитайте количество автомобилей, проходящих по данному участку за 10 минут. Определите среднюю скорость движения транспорта
2. Медленно продвигаясь по обочине дороги, соберите всех сбитых автомобилями беспозвоночных животных или их части. Видовые названия позвоночных животных, отмеченных на автодороге, занесите в полевой дневник с указанием частоты встречаемости каждого вида на трассе. При затруднении видового определения животных помещают в полиэтиленовые пакеты, смачивая формалином, или в сосуды с формалином  и затем переносят в лабораторию для дальнейшего исследования.
4. Проведите наблюдения для выявления комплекса видов позвоночных и беспозвоночных животных, связанных с автотрассой трофическими отношениями. Составьте трансформированные цепи и сети питания, укажите количество видов, питающихся сбитыми на дороге животными.
5. Проведите наблюдения для выявления особенностей поведения придорожных видов животных.
6. Проведите учет беспозвоночных животных в каждом из прилегающих к дороге биоценозов (по обе стороны от дороги). Учетное кошение сачком проводить на удалении 200—250 м, 100—150 м от дороги и вплотную к обочине. Собранный материал заморите с помощью эфира или хлороформа, разместите на отдельных ватных матрасиках, снабдив соответствующей этикеткой.
Задание 2. Лабораторные исследования.
1. Разберите насекомых по видовой принадлежности, используя определители животных, бинокуляр , чашки Петри, пинцеты и препаровальные иглы.
2. Определите вид животных, найденных в лесной подстилке, используя определители почвенных животных и определители беспозвоночных животных. Лесную подстилку разбирите мелкими порциями в чашках Петри или на листах белой бумаги, используя бинокуляр, пинцеты и препаровольные иглы. Найденных животных или определяют живыми и затем вместе с подстилкой увозят обратно в лес, или фиксируют в спирте или 4%-м формалине. Животных каждой учетной площадки помещают в отдельный флакон, который снабжают этикеткой.
3. Определите виды сбитых беспозвоночных животных, используя определители.
4. Сравните фауну близлежащих к дороге территорий и видовой состав животных, сбитых на дороге.
5. Сделайте выводы об изменении качественного и количественного состава животных наземно-воздушной фауны и обитателей лесной подстилки.
6. Сделайте выводы о трансформации цепей питания животных в придорожной зоне и об особенностях пищевого поведения некоторых представителей исследуемой фауны.
7. Сделайте общий вывод в полевом дневнике об элиминирующей роли автодорог в природных экосистемах. Осветите следующие вопросы:
1) Основные типы влияния автомагистралей на окружающую среду.
2) Случайна ли гибель животных на автотрассах.
3) Как уменьшить или предотвратить гибель животных на дорогах.

Практическая работа№8 «Исследование экологической структуры водного биоценоза и морфофизиологических особенностей гидробионтов в связи с условиями их обитания.»

Цель работы: познакомиться с видовым составом водной фауны: выявить черты приспособленности животных к водному образу жизни и особенности строения разных экологических групп.

Рекомендуемые места проведения работы: медленно текущие и стоячие водоемы с обильной водной растительностью в солнечную погоду.

Материалы и оборудование: А) для полевых исследований: гидробиологический сачок, планктонная сетка, лодка и дночерпатель (если таковые отсутствуют, возможно, собирать донных животных гидробиологическим сачком), пинцеты, большие фотографические кюветы (2-3 шт.), 2-3-литровые банки с марлевыми крышками (4-5 шт.), веревка (10 м), ведро, полевые определители водных животных. Б) для камеральных исследований: микроскоп, предметные и покровные стекла, препоравальные иглы, пинцеты.

Гидробионтов – обитателей водной среды – принято подразделять как минимум на три экологические группы: планктонные организмы – одноклеточные и многоклеточные животные и растения мелких размеров (водоросли, простейшие, некоторые мелкие черви, личинки некоторых гидробионтов и др.), свободно плавающие в толще воды и не способные к активному передвижению (совершают лишь вертикальные миграции и не могут противостоять даже слабым течениям, волнам и т.д.); нектонные организмы – обитатели толщи воды, способные к активному передвижению (рыбы, водные млекопитающие, некоторые беспозвоночные); бентосные организмы – обитатели дна (личинки амфибиотических насекомых, ракообразные, некоторые позвоночные животные). Все эти экологические группы имеют характерные черты приспособленности к своей среде обитания.

Ход работы

Полевые исследования:

Выбрать участок водоема, записать исходные данные в дневнике.

Используя гидробиологический сачок, плавно проводя им под водой вблизи водной растительности, собрать водных нектонных животных. Улов выложить в фотокювету и рассмотреть, помещая некоторых животных в банку с водой.

Используя тот же сачок или лодку и дночерпатель, добыть животных – обитателей дна (бентос). Дночерпатель опускают на тросе (веревке) с лодки, измеряя при этом глубину. Если используют сачок, то им водят по поверхности дна, собирая вместе с илом бентосных организмов. Улов помешают в фотокювету и тщательно разбирают. Некоторых животных помещают в банку с водой.

Процедив через планктонную сетку 10 ведер воды, собрать планктон, который поместить с частью воды в отдельную банку.

Рассматривая внешнее строение каждой экологической группы, выявить черты приспособленности к среде их обитания.

Зарисовать в рабочих тетрадях представителей каждой экологической группы.

Провести наблюдения за передвижением, дыханием и питанием гидробионтов. Результаты наблюдений занести в полевой дневник.

Камеральные исследования:

Рассмотреть и определить планктонные организмы под микроскопом, приготовив микропрепараты. Зарисовать типичных представителей.

Составить несколько цепей питания водного биоценоза.

Определить процентное соотношение зоопланктона и фитопланктона в пробе. Сделать общий вывод.

П/р № 13 «Выявление различий между экобиоформами растений в пределах одной популяции»

 Цель работы: изучить полиморфизм особей растений в пределах одной популяции и выявить его связь с условиями мест обитания.

Рекомендуемые места проведения работы: парки города.

Материал и оборудование: лупа, рулетка, линейка, калькулятор, гербарные папки.

Ход работы

Выбрать пробную (учетную) площадку. Площадка не должна выхо­дить за пределы взятого сообщества. Размер площадки 1 кв.м. Пло­щадки следует выбирать в разных биотопах одного ареала. Сравнить строение кустов у различных форм растений одного вида. В качестве объекта исследования могут быть использованы кусты злаков овсяницы луговой, тимофеевки луговой, костра безосто­го), а также - клевера лугового, клевера белого, люцерны желтой и др. Определить экобиоформы  конкретного вида. 

Жизненные формы тимофеевки луговой, выделенные по форме куста

а — прямостоячая рыхлая; б — развалистая; в — лежачая.

2. Определить характеристики куста. Подсчитать количество метелок и листьев в кусте. Измерить длину и ширину листьев (приблизительно оценить толщину листьев). Измерить длину и радиус метелок (для злаков), кисти (для люцерны), головки (для клевера). Длину листьев определяют от влагалища листа до его вершины, ширину - в средней части листа, толщину - как среднее между толщиной  края и главной жилки листа. Радиус метелки (головки и т.д.) половина размера ее ширины. Результаты измерений обозначить следующим образом:

N - количество листьев в кусте;  — количество метелок в кусте;

а — средняя длина листа, см; b – средняяшириналиста, см;

c – средняя толщина листа, см; d – средняя длина метелки, см;

r – средний радиус метелки, см.

3. Результаты учетов оформить в виде таблицы

Характеристики жизненных форм (название растения) в пределах одного ареала

Примечание: в таблицу заносят среднеарифметические значения показателей a, b, c, d, r.

4. Рассчитать биомассу кустов, обнаруженных жизненных форм.

Биомассу куста рассчитывают по формуле:

m = k ∙ a ∙ b ∙ c ∙ n + k ∙ π ∙ r ² ∙ d

где k – коэффициент, соответствующий плотности ткани растения.

Так как величина коэффициента определяется эксперименталь­ным путем в лабораторных условиях, то биомассу в виде двух чисел с коэффициентом записывают в виде суммы. Например, 240 k + 105k, где первое число отражает относительную массу вегетативной части, а второе — генеративных органов (метелки).

5. Сформулировать выводы о влиянии экотопа и биотопа на форми­рование комплекса признаков приспособительного характера у растений одного вида.

6.Собрать экобиоформы по признаку формы куста одного из видов растения для оформления гербария.

П/Р №12 «Определение степени деградации лесного фитоценоза по состоянию древесных растений»

Цель работы: оценить степень нарушенности древостоя лесного фитоценоза под влиянием экологических факторов.

Рекомендуемые места проведения работы: лес, лесопарк.

Материалы и оборудование: рулетка, лупа, определитель расте­ний.

Ход работы

1. Заложить пробную площадку. Площадка не должна выходить за пределы выбранного лесного сообщества (чтобы главный, домини­рующий вид был везде в пределах площадки).

2. Определить виды деревьев, растущих на пробной площадке.

3. Определить состояние отдельных деревьев каждого вида. Оценку состояния деревьев проводят по внешним признакам по 5-балльной шкале

Таблица

Шкала оценки состояния деревьев по внешним признакам

4. Определить коэффициенты состояния древесных пород. Коэффициенты состояния  (К1, К2, К3 и т.д.) определяют для каждого вида деревьев по формуле:

К1=Σb1 ∙ n1 : N;

где К1 – коэффициент состояния конкретного вида дерева;

b1 – баллы состояния отдельных деревьев одного вида;

N – общее число учтенных деревьев каждого вида.

5. Результаты визуальных определений и расчетов оформить в виде таблицы

Таблица

Оценка состояния древостоя смешанного леса

6. Определить коэффициент состояния лесного древостоя в целом (К) как среднее арифметическое коэффициентов состояния отдельных видов деревьев на пробной площадке:

К = К1 + К2 + …+ Кr  : R

где К1, К2 , … Кr – коэффициенты состояния видов деревьев;

R – число видов деревьев.

7. Оценить состояние древостоя леса, используя следующую градацию:

К ‹ 1,5 – здоровый древостой;

К = 1,6 - 2,5 – ослабленный древостой;

К = 2,6 - 3,5 – сильно ослабленный лес;

К = 3,6 – 4,5 – усыхающий лес;

К › 4,6 – погибающий лес.

При коэффициенте от 2,0 до 2,5 состояние насаждения оценивается как угрожающее, восстановление его возможно только при снижении уровня загрязнения атмосферы и применении комплекса мероприятий по оздоровлению данных лесных насаждений.

При коэффициенте, превышающем 2,5, состояние оценивается как критическое, соответствующее началу распада лесных насаждений

Определение состояния древесных растений в разных парковых зонах города 

Цель работы: оценить степень угнетения деревьев, произрастающих в разных зонах города, под действием антропогенных факторов.

Рекомендуемые места проведения работы: город, загородная зона.

Материалы и оборудование: садовый секатор на сборной штанге, бумажные и полиэтиленовые пакеты, фильтровальная бумага, вата, линейка, план части города, цветные фотографии.

Ход работы

Определить участки обследования. Для сравнения целесообразнее выбрать участки, располагающиеся в зонах, различающихся по степени загрязнения.

Это могут быть:

А) придорожные посадки на центральных улицах города;

Б) защитные зоны предприятий, работающих на органическом топливе;

В) загородные парки или дворовые посадки, окруженные плотной застройкой без гаражей и автостоянок.

На каждом участке закладывают пробную площадку размером 20х20м. Если проводят оценку зеленых насаждений вдоль улицы (аллеи), выбирают каждое второе дерево. В любом случае в обследование должны быть включены не менее 10 деревьев одной породы.

Произвести отбор листьев. Отбор листьев осуществляют на высоте 1,5 – 2 м (высота слоя воздуха, вдыхаемого взрослым человеком) в количестве 10 листьев с одного дерева.

Оценить степень запыленности листовых пластинок. Каждый лист помещают между двумя слоями увлажненной фильтровальной бумаги и слегка проглаживают руками. На бумаге остаются отпечатки, по интенсивности которых судят о степени запыленности листьев. Оценку загрязнения листовых пластинок осуществляют по следующим градациям:

1 группа – отпечатки на бумаге отсутствуют или слегка заметны;

2 группа – загрязнение листьев около 50%. Отпечаток средней интенсивности, при просмотре на свет четко видны участки фильтровальной бумаги разной толщины;

3 группа – загрязнение листьев 100%. Отпечаток интенсивный, дефекты фильтровальной бумаги на свет не просматриваются.

4. Провести оценку изменения пигментации листьев. На каждой листовой пластинке отмечают наличие красных, желтых (хлорозы), сине-фиолетовых, синих точек и пятен, вызванных попаданием на листья кислот, солей тяжелых металлов. Визуально оценивают процент (суммарный) поврежденной ткани по сравнению с общей площадью листа.

5. Определить наличие некрозов и площадь листьев, занимаемую отмершей тканью. Некротическая ткань (сухая, черновато-коричневого цвета) чаще всего встречается вдоль жилок листа и у основания черешка. Процент отмершей ткани определяют визуально.

6. Результаты проведенных учетов и наблюдений оформить в виде таблицы

Таблица

Экологическое состояние деревьев в различных зонах загрязнения

7. Охарактеризовать картину загрязнения и повреждения различных древесных пород. Сведения по разным видам деревьев группы школьников получают в результате взаимного обмена.

8. Дать сравнительную оценку устойчивости древесных пород к загрязнению в условиях города, а также – степени загрязнения обследуемых зон города.

9. Нанести на план участка города данные по загрязнению: зона наибольшего загрязнения – красным цветом, значительного – оранжевым, среднего – розовым, слабого – светло-розовым, не загрязненная зона – зеленым.

П/Р № 16 «Индикация чистоты воздуха с помощью эпифитных мхов» 

Цель работы: оценить уровень загрязненности воздуха по интенсивности роста эпифитных мхов.

Рекомендуемые места проведения работ: город, загородная зона, автомагистрали.

Материалы и оборудование: рулетка, квадрат-сетка, лупа.

Ход работы

1. Определить участки обследования. Участки могут находиться вдоль линии, перпендикулярной автомагистрали. В этом случае на каждом участке закладывают пробную площадку размером 100х100 м. Площадки должны быть расположены на разном расстоянии от автомагистрали: возле дороги, на 100, 200, 500, 1000 м от дороги. Оценку степени загрязненности воздуха можно проводить в городе. В этом случае учет количества эпифитных мхов осуществляют на деревьях по обеим сторонам улицы, вдоль аллеи, парка и т.д.

2. Провести описание эпифитных мхов. На пробной площадке выбрать 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, растущих вертикально деревьев. Вдоль улицы (аллеи) обследованию подвергают каждое второе (третье) дерево. На каждом дереве провести описание мхов от основания до высоты 1,5 м. При этом необходимо указать количество мхов, описать их внешние признаки, визуально оценить жизненность мохового покрытия. Для оценки жизненности мхов используют 3-х балльную шкалу: 1 балл – жизненность хорошая (полная) – мох хорошо развивается, имеет достаточную на ощупь увлажненность, хорошо развитые спорогоны (органы, в которых развиваются споры); 2 балла - жизненность удовлетворительная (угнетение) – растение угнетено, что выражается в меньших размерах взрослых особей; 3 балла – жизненность неудовлетворительная (сильное угнетение) – мох угнетен так сильно, что наблюдается сильное отклонение во внешнем облике взрослых особей. Проводя обследование стволов деревьев, следует иметь в виду, что на стволах сосен эпифитные мхи не поселяются.

3. Зарисовать площадь покрытия ствола каждого дерева эпифитнвми мхами. На каждом дереве проводят минимум 4 учета с помощью сетки: 2 – у основания ствола (с разных его сторон) и 2 – на высоте 1,4 – 1,6 м. Для проведения учетов используют квадрат-сетку размером 20х20 см. Квадрат – сетку можно сделать самостоятельно, расчертив полиэтиленовую пленку шариковой ручкой на квадраты со стороной 1 см. Накладывая сетку на ствол дерева, подсчитать площадь, занятую эпифитными мхами. Сначала подсчитывают количество малых квадратов, полностью покрывающих заросшие мхами участки (А). Затем проводят учет малых квадратов, частично занятых мхами (В). Процент заселения ствола мхами определяют по формуле: S=A+0,5B / 4

5. Нанести на план местности обнаруженные виды мхов. Составить примерный план местности, отметить на нем все пробные площадки (на которых работали и другие группы школьников). Нанести на план с помощью условных обозначений обнаруженные виды эпифитных мхов.

Сделать вывод о степени загрязнения воздуха в районе пробных площадок. Оценку уровня загрязнения воздуха проводят по 5-балльной шкале

 Таблица

Влияние загрязнения воздуха на распространение эпифитных мхов

П/Р №15 «Биоиндикация загрязнения воздуха по комплексу признаков сосны обыкновенной»

Цель работы: выявить влияние атмосферного загрязнения на морфологические признаки и состояние генеративных органов сосны обыкновенной.

Рекомендуемые места проведения работы: городские посадки, загородные лесопарки.

Материалы и оборудование: линейка, лупа, миллиметровая бумага.

Ход работы

Определить участки проведения работы.

Участки должны находиться в зонах, контрастных по уровню атмосферного загрязнения:

А) вблизи автодорог, промышленных предприятий и т.п.;

Б) в зеленой зоне города, загородных лесопарках, заповедных зонах.

2.   Определить состояние хвои сосны.

А) Выявить степень повреждения хвои. С ветвей 5-10 деревьев (в молодых 30-40-летних древостоях) отбирают побеги одинаковой длины. С них собирают всю хвою и визуально анализируют ее состояние. Степень повреждения хвои определяют по наличию хлоротичных пятен, некротических точек, некрозов и т.д.

Б) Результаты учетов занести в таблицу (табл.7)

В) Сделать вывод о состоянии хвои в разных участках города и загородной зоны.

3.  Определить продолжительность жизни хвои.

А) Провести визуальную оценку побегов сосны:

Повреждения:

- хвоинки без пятен;- хвоинки с небольшим числом мелких пятнышек;- хвоинки с большим числом черных и желтых пятен, некоторые из них крупные, на всю ширину хвоинки.

Усыхание:

- нет сухих участков;- кончик  на 2-5 мм усох;- усохла треть хвоинки;- вся хвоинка желтая или более половины ее длины сухая.

Таблица

Повреждение и усыхание хвои сосны обыкновенной в разных зонах

Количество учетных деревьев – не менее 20. Продолжительность жизни хвои устанавливают путем просмотра побегов с хвоей по мутовкам. При записи результатов исследования применяются следующие обозначения: А1, А2, А3 – побеги первого, второго, третьего года жизни; Б1, Б2, Б3 – хвоя первого, второго, третьего года жизни; В – мутовка, Г – почки.

Результаты определений оформить в виде таблицы:

Рассчитать индекс продолжительности жизни хвои сосны Q по формуле: Q= 3В1+2В2+В3 /В1+В2+В3, где

В1, В2, В3 – количество деревьев с продолжительностью жизни хвои соответственно 1, 2, 3 года.

Сделать заключение о связи загрязнения воздуха и продолжительности жизни хвои. Чем выше индекс Q, тем больше продолжительность жизни хвои.

Определить интенсивность годовых приростов побегов.

А) Измерить длину прироста каждого года. Длину прироста каждого года следует измерять, начиная с последнего года, двигаясь по междоузлиям от года к году.

Б) Измерить толщину побегов. Ветвление побегов определяют подсчетом веточек в местах междоузлий.

В) Средние значения по длине прироста, толщине побегов и ветвлении заносят в таблицу:

Характеристика побегов сосны обыкновенной в разных зонах

Г) Сформулировать вывод о зависимости показателей, характеризующих состояние побегов сосны от условий произрастания.

5. Определить состояние кроны древостоев.

А) Определить количество деревьев с различным состоянием кроны. Для получения достоверных результатов должно быть рассмотрено не менее 20 деревьев. Визуальную оценку древостоев проводят по совокупности признаков: состоянию ствола, ветвей, корней, по ажурности крон, приросту по высоте.

Б) Результаты оценки состояния деревьев представить в виде таблицы:

Состояние кроны деревьев в разных зонах

 В) Вычислить показатель обесхвоенности кроны. Расчет показателя производят по формуле:

F=В2+2В+3В4+4В5+5В6 / 5 (В1+В2+В3+В4+В5+В6), где

В1, В2, В3, В4, В5, В6 – количество деревьев с соттветствующим состоянием кроны (табл.)

Г) Сделать вывод о состоянии кроны древостоев на участках, различающихся по загрязнению воздуха.

6) Определить состояние генеративных органов сосны обыкновенной.

А) Подсчитать число сформировавшихся почек на 3-х ветвях каждого из 20-ти деревьев.

Б) Измерить длину и толщину почек.

В) Средние значения подсчетов и изменений занести в таблицу:

Состояние почек сосны обыкновенной в разных зонах

Г) Сформулировать вывод о взаимосвязи между состоянием почек и условиями произрастания.

П/Р №14«Определение тяжелых металлов в почве».

Цель: Обнаружить ионы меди и свинца при помощи качественных реакций.

Оборудование и реактивы: сушильный шкаф, фарфоровая ступка с пестиком, сито, стеклянный стакан на 200 мл, термометр, штатив с пробирками, лист пергамента, растворы: аммиака, азотной и соляной кислот, йодида калия, хромата калия, желтой кровяной соли, образцы почв, взятых: а) в непосредственной близости от автомобильной дороги; б) в черте села (города); г) в парке и др.

Ход работы:

1. Высушите почву в сушильном шкафу при 30- 40⁰С, поместив ее тонким слоем на лист пергамента.

2. Высушенную почву измельчите в ступке и просейте через сито.

3. Полученный образец почвы поместите в стакан, и добавьте смесь соляной и азотной кислот в количестве, превышающем количество почвы в 3- 4 раза по объему. После тщательного перемешивания в течение 10- 15 минут и отстаивания отфильтруйте полученную смесь.

4. Ионы меди старайтесь обнаружить в растворе с помощью характерных реакций: а) Образование гидроксида меди под действием раствора аммиака и растворение его в избытке раствора аммиака вследствие образования комплексной соли. Признак первой реакции - появление осадка синеватого или зеленоватого цвета, а во второй реакции получается раствор василькового цвета. б) Образование характерного осадка красно- бурого цвета под действием желтой кровяной соли.

5. Ионы свинца постарайтесь обнаружить в растворе с помощью характерных реакций.

6. Проделайте эти реакции в пробирках при комнатных условиях, используя по 5 мл фильтрата почвенной вытяжки.

а) Ионы свинца образуют осадок йодида свинца интенсивно- желтого цвета с ионами йода, б) под действием хромат - иона образуется золотисто- желтый осадок.

7. Проделайте данный анализ для разных образцов почв.

8. Сделайте вывод.

2.6.Список литературы

1.Требования к выполнению самостоятельных работ слушателями курсов повышения квалификации по актуальным проблемам реализации регионального комплексного проекта модернизации образования: Методические рекомендации.- Под ред. Черниковой С.В. Тамбов: ТОИПКРО, 2009

2.Акимов Е. А. Экология. – М.: Просвещение, 2000

3. Боголюбов С. А. и др. Экология. Учебное пособие. «Знание», 1997

4.Райков Б.Е., Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. М.: Топикал, 1994.

5.Летние школьные практики по пресноводной гидробиологии.

Методическое пособие /Составители С.М. Глаголев, М.В. Чертопруд.

М.: МЦНМО, 1999.

6. Методы гидробиологических исследований: проведение измерений и описание рек.М.: Экосистема, 1996.

7.Школьный экологический мониторинг. Под ред. Ашихминой Т.Я., изд-во «Агар», 1999 г. 

8.Практикум по экологии. С.В. Алексеев, Н.В. Груздева, А.Г. Муравьев,

Э.В. Гущина. Учебное пособие.  АО МДС, 1966 г. 

9. Криксунов Е.А. и др. Экология. Учебник для общеобразовательных

заведений – М.: Дрофа, 1995.

10. Новиков Ю.В. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991.

11.Мультимедийное учебное пособие нового образца. Биологический

конструктор. 1-С Паблишинг Медиа. 2013.

12.Мультимедийное учебное пособие нового образца.биология. Просвещение

Медиа. 2002

13.http://www.ekolife.ru/index.shtml