Урок № 2
Разработка урока
Тема: Свойства сложных систем. Биосфера, основные положения учения В. И. Вернадского о биосфере. Эволюция представлений о роли и месте природы в жизни общества
Цели урока:
Образовательная: сформировать понятие о свойствах сложных систем, углубить знания учащихся о биосфере как оболочке Земли; рассмотреть роль живой природы в организации биосферы и определить место природы в жизни общества;
Развивающая: развивать логическое мышление, познавательный интерес, умение анализировать и делать выводы; воспитывать чувство ответственности перед будущими поколениями за свои действия.
Воспитательная: воспитывать ответственное отношение к природе, повышать интерес к изучению экологии, воспитывать чувство гордости за природу;
Методическая: развитие навыков нравственного экологического мышления.
Оборудование и материалы: схемы, таблицы, печатные материалы.
Базовые понятия и термины: сложные системы, биосфера, границы биосферы, живое вещество, озоновый экран, атмосфера, гидросфера, литосфера, стратосфера, тропосфера.
Вид урока: изучение нового материала, применения знаний, умений и навыков.
Тип урока: урок-диалог.
Методы урока: интерактивные, объяснительно-иллюстративные — беседа, рассказ; репродуктивные, частично-поисковые, проблемные, творческие.
Меж предметные связи: география, биология, право
Ожидаемые результаты: после этого урока учащиеся смогут дать определения понятиям: сложная система, биосфера; назвать и охарактеризовать основные свойства сложных систем; приводить примеры сложных систем; сформулировать основные положения учения В. И . Вернадского о биосфере; объяснять роль живой природы в организации биосферы; определять место и роль природы в жизни общества.
Структура урока
I. Организационный этап . . . . . . . . . 1 мин
II. Проверка домашнего задания . . 8 мин
III. Актуализация опорных знаний .2 мин
IV. Мотивация учебной деятельности 1мин
V. Изучение нового материала . . 20 мин
VI. Обобщение и систематизация знаний . 10 мин
VII. Итоги урока . . . . . . . . . . . . . . . 2 мин
VIII. Домашнее задание . . . . . . . . . . . . . . . . 1 мин
Ход урока
I. Организационный этап
Приветствие учащихся, проверка их готовности к уроку.
ІІ. Проверка домашнего задания
1 Упражнение «Продолжи мысль» (форма проведения — диктант, учитель зачитывает начало предложения, а учащиеся продолжают):
Современная экология — это ... .
Объект исследования науки об окружающей среде ... .
Предмет исследования науки об окружающей среде ... .
Основные задачи современной науки об окружающей среде: ... ,
... и ... .
Наука об окружающей среде объединяет два основных направления:
... и ... .
Классическая экология охватывает ... .
Прикладная экология изучает ... .
«Мозговой штурм»
Почему экологию называют «философией выживания человечества»?
III. Актуализация опорных знаний
Беседа
(Актуализация знаний учащихся, которые они получили при изучении природоведения и географии в предыдущих классах.)
1. Ч то такое система?
(Система — это упорядоченно взаимодействующие и взаимосвязанные компоненты, которые образуют единое целое.)
2. Приведите примеры систем.
3. Ч то такое биосфера?
4. Назовите составляющие биосферы.
ІV. Мотивация учебной деятельности
«Человек — и не царь, и не раб природы. Он — сама природа. В человеке биосфера словно познает сама себя».
В. И. Вернадский
Биосфера — это мир, который нас окружает,— леса, луга, озера, реки, воздух; это природа, в которой мы живем вместе с братьями нашими меньшими, которых насчитывается около 2 млн видов. Это огромный организм, имеющий свою временную и пространственную иерархию.
Постановка проблемного вопроса: Биосфера — это сложная или простая система?
V. И зучение нового материала
1. С войства сложных систем
Сложная система — система, состоящая из множества взаимодействующих составляющих, вследствие чего она приобретает новые свойства, которых нет на предыдущем уровне.
Задания для учащихся
• Приведите примеры искусственных и природных сложных систем.
• Какие свойства могут быть характерны для сложных систем?
(Учитель слушает все возможные ответы учащихся, корректирует
их и предлагает прочитать текст «Свойства сложных систем» • Какие свойства сложной системы вы не указали?
Свойства сложных систем
1. Всеобщность — когда организмы, явления природы, разные процессы рассматриваются как система.
2. Множественность — одна и та же совокупность составляющих может быть множеством разных систем (одинакоые представители животного и растительного мира могут стать компонентами разных экосистем).
3. Целостность — система функционирует как единое целое (все компоненты взаимосвязаны).
4. Эмерджентность — возникновение новых свойств, характеризующих систему, за счет взаимодействия ее отдельных составляющих.Отдельные лесные деревья, кусты, травы, грибы, птицы, насекомые, звери имеют свои качественные характеристики, но все вместе они создают качественно новый объект — лес.
5. Эквипотенциальность — система является подсистемой высшего уровня и в то же время она является системой со своими составляющими и связями (например, термит является системой со своими составляющими и связями, но вместе с другими термитами образуют систему высшего уровня — термитник).
6. Синергизм — эффективность функционирования системы выше, чем общая эффективность отдельного функционирования ее составляющих.
• Используя свойства сложных систем, докажите, что биосфера — это сложная система.
Понятие о биосфере. Основные положения учения В . И. Вернадского о биосфере
Человек всегда сталкивался с окружающим его миром живой природы, с огромным разнообразием растений и животных. Со временем было установлено, что организмы существуют в самых разнообразных условиях, и жизнь есть и на поверхности материков, и в толще океанов и морей, и даже в атмосфере. Эта вполне очевидная истина привлекла внимание украинского минеролога-геохимика В. И. Вернадского. Базируясь на масштабных исследованиях и расчетах, он впервые показал глобальное значение всей совокупности организмов нашей планеты.
Оказалось, что живые организмы являются могучим фактором, который преобразует Землю. Толща горных пород, вод и атмосферы, изменившихся под влиянием живых организмов, и была названа биосферой.
Теперь это слово встречается в колонках газет, звучит в выступлениях политических и общественных деятелей, становится понятным не только ученым, но и всем людям. В последнее время все чаще и тревожнее проявляется обоснованная обеспокоенность судьбой окружающей среды, особое значение приобретает проблема охраны и рационального использования природных ресурсов. Это требует высокого уровня наших знаний о биосфере.
Биосфера — оболочка Земли, которая включает всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Термин «биосфера» впервые ввел в науку в 1875 г. австрийский ученый Эдуард Зюсс (1831–1914 г.). Однако целостное учение о биосфере создал наш выдающийся соотечественник В. И. Вернадский.
В. И. Вернадский рассматривал биосферу как пространство жизни, а ее основой считал взаимодействие живого и неживого вещества. Ученый обоснованно утверждал, что биосфера — это организованная оболочка Земли, ведущая роль в формировании и поддержке которой принадлежит живым организмам.
В. И. Вернадский выделял такие признаки биосферы:
1. Биосфера — общепланетарная оболочка.
2. Состав и строение биосферы обусловлены современной и предыдущей жизнедеятельностью всей совокупности живых организмов.
3. Биосфера является следствием взаимодействия живых и неживых компонентов, аккумуляции и перераспределения в ней огромного количества энергии.
4. Биосфера — термодинамично открытая, самоорганизованная, саморегулирующаяся, динамично уравновешенная, устойчивая система.
5. Границы биосферы: верхняя граница — лучевая — обусловлена наличием жесткого коротковолнового ультрафиолетового излучения. От него жизнь защищена озоновым слоем. Нижняя граница — термическая. В определенных температурных режимах жизнь существовать не может.
Вывод:
Биосфера — это своеобразная оболочка Земли, охватывающая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Живая природа — основная черта проявления биосферы, этим она резко выделяется среди других земных оболочек.
Какова роль живой природы в организации биосферы? (Обсуждение с учащимися и формирование положений)
Дополнительный материал
1.Функции атмосферы:
1. Защитная — защищает живые организмы от губительного влияния космических излучений (озоновый слой) и ударов метеоритов.
2. Регулирующая (климаторегулирующая) — регулирует основные климатические параметры: температуру, влажность, давление, скорость и направление ветра, обеспечивает фотосинтез и обмен веществ, энергии и информации.
3. Служит причиной ряда сложных экзогенных процессов (выветривание горных пород, деятельность природных вод, мерзлоты, ледников и т. п.).
4. Является средой жизни.
Слои атмосферы (начиная от поверхности земли):
1) тропосфера (до высоты 18 км) — здесь сосредоточено 90 % массы воздуха;
2) стратосфера (до 50 км) содержит озоновый слой;
3) мезосфера (до 80 км);
4) термосфера (1000 км);
5) экзосфера (1900 км);
6) геокорона (условно до 20 000 км);
7) далее атмосфера постепенно переходит в межпланетный космический вакуум.
Доминирующие элементы химического состава атмосферы: N2 (78 %), O2 (21 %), CO2 (0,03 %).
2. Гидросфера — это водная сфера нашей планеты, совокупность океанов, морей, вод континентов, ледниковых покровов. Запасы воды на Земле огромны — 1,46 · 109 км3, т. е. 0,025 % всей массы Земли. Однако абсолютное большинство этой огромной массы — это горько-соленая морская вода, непригодная для питья и технологического использования.
Пресная вода на планете составляет лишь 2 % от ее общего количества, причем 85 % ее сосредоточено в ледниковых щитах Гренландии и Антарктиды, айсбергах и горных ледниках. Только около 1 % пресной воды — это реки, пресноводные озера и некоторая часть подземных вод; именно эти источники и использует человечество для своих нужд.
Границы биосферы в гидросфере очерчены четко: биосфера охватывает всю гидросферу, в том числе самые крупные океанические впадины до 11 км, где существует значительное количество глубоководных видов.
Вода выполняет очень важные экологические функции:
1) это главная составляющая часть всех живых организмов (тело человека, например, на 70 % состоит из воды, а такие организмы, как медуза или огурец, содержат от 98 до 99 % воды);
2) основной механизм осуществления взаимосвязей всех процессов в экосистемах (обмен веществ, тепла, рост биомассы);
3) главный агент-переносчик глобальных биоэнергетических экологических циклов;
4) воды Мирового океана — основной климатообразующий фактор, основной аккумулятор солнечной энергии и «кухня» погоды для всей планеты;
5) один из важнейших видов минерального сырья, главный природный ресурс потребления человечества (человечество использует ее в тысячу раз больше, чем нефть или уголь).
Огромную роль играет гидросфера в формировании поверхности Земли, ее ландшафтов, в развитии экзогенных процессов (выветривание горных пород, эрозии, карста и т. п.), в переносе химических веществ — загрязнителей окружающей среды.
Доминирующие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl−, S, C.
3. Литосфера — это внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору и часть верхней мантии Земли и состоит из осадочных, вулканических и метаморфических пород.
Некоторые исследователи считают нижней границей биосферы в литосфере глубины, на которых температура литосферы начинает превышать 1000 °С: около 10 км на равнинах и 7–8 км в горах.
Экологическое значение литосферы:
1) На ее поверхности живет большинство растительных и животных организмов, в том числе и человек.
2) Верхняя тонкая оболочка литосферы на материках — это грунты, которые обеспечивают условия жизни для растений и являются основным условием для получения продуктов питания людей.
3) Является источником получения полезных ископаемых — энергетического сырья, руд металлов, минеральных удобрений, строительных материалов и т. п.
4) В пределах литосферы периодически происходили и происходят экологические катаклизмы (извержение вулканов, землетрясения, сдвиги, сели, обвалы, эрозия земной поверхности), которые имеют огромное значение для формирования экологической ситуации на определенных участках планеты, а иногда приводят к глобальным экологическим катастрофам.
Доминирующие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K
VI. Обобщение и систематизация знаний
Дилемма: Представьте, что вы — министр охраны окружающей природной среды Украины и хотите уменьшить объемы атмосферного загрязнения. Ваши эксперты предлагают вам несколько способов. Какой из них вы считаете наиболее эффективным?
Домашнее задание :выучить конспект.
2 248
27 875 
