Элективный курс «Фитоиндикационные методы и их роль в определении экологического состояния воздушной среды»
методическая разработка по экологии (10 класс)

№

Темы

Кол-во часов

 Методы и формы обучения

Формы подведения итогов по каждой теме

1.

Вводное занятие. Заболевания и гибель зеленых насаждений города из-за усиления техногенного воздействия на атмосферу

1

Мотивация на основе применения стимульного символического материала. «Мозговой штурм»

Набор гипотетических ответов учащихся на проблемный вопрос  учителя

2.

Воздушная среда и биоиндикационные методы определения ее состояния. Растения как биоиндикаторы

2

Беседа, проблемная дискуссия. Работа в малых группах

Самостоятельное формулирование темы и цели эколого-методологического проекта

3.

Методы фитоиндикации

1

Объяснение

Тестирование

Территория городского парка как объект исследования атмосферы.

Отчеты (исследовательские и творческие) как предполагаемые продукты проектной деятельности

3

Беседа. Групповое обсуждение этапов проектной деятельности. Фронтальная работа

План работ по проекту.

Определение критериев оценки докладов учащихся     

4.

Морфологические изменения листьев; нарушение процессов метаболизма у растений; отмирание тканей листьев растений

5

Индивидуальные консультации. Индивидуальная работа учащихся с источниками информации.

Конспекты;  рабочие материалы с анализом авторских концепций относительно биоиндикационных методик определения загрязнения воздушной среды города, границ их применимости и т.д.

Разметка исследуемой территории

1

Практическая работа учащихся с применением группового способа организации деятельности учащихся (работа в малых группах)

Топографическая карта исследуемого объекта

Практическая работа «Оценка качества среды с помощью флуктуирующей асимметрии» (сбор и первичный анализ исследуемого материала)

4

Индивидуальная и групповая исследовательская деятельность учащихся

Коллекции тест-объектов (с учетом правил охраны природы). Первичные отчеты по выполнению заданий, обсуждение наблюдений и собранного фактического материала

Практическая работа «Определение степени загрязнения воздушной среды по некрозным пятнам на листьях» (сбор и первичный анализ исследуемого материала)

4

Индивидуальная и групповая исследовательская деятельность учащихся.

Коллекции тест-объектов (с учетом правил охраны природы). Первичные отчеты по выполнению заданий, обсуждение наблюдений и собранного фактического материала

Камеральная и теоретическая обработка результатов

3

Индивидуальная и групповая исследовательская деятельность учащихся. Индивидуальные беседы с учащимися. Рабочий семинар

Произведение количественного анализа собранного материала, подготовка отчета, сообщения.

Самоанализ промежуточных результатов исследовательской деятельности

Создание фотосессии, видеороликов, мультимедийных презентаций

3

Индивидуальная и групповая творческая деятельность учащихся, консультации

Мультимедийные  презентации, видеоролики и др.

5.

Презентация творческих мини-проектов

2

Индивидуальные и групповые отчеты учащихся

Самоанализ продуктов творческой деятельности

Конференция

2

Круглый стол.

Доклады учащихся

Исследовательские материалы учащихся.

Критериальная оценка докладов.

Экспертный ответ на проблемный вопрос проекта

6. 

Вероятные причины неидентичности результатов исследования одного объекта с помощью разных методов  

1

Вторичная мотивация. Проблемная беседа

Набор гипотетических ответов учащихся на проблемный вопрос на второй проблемный вопрос учителя

Надежность методики, достоверность полученных результатов как  методологические понятия

1

Объяснение. Решение и обсуждение  проблемных задач

Решение и обсуждение  проблемных задач, раскрывающих смысл методологических понятий «надежность», «достоверность»

Рефлексивный анализ собственных действий в ходе исследования

2

Беседа, самоанализ деятельности, анкетирование

Анкета, самооценивание

№

Разделы курса. Основные дидактические единицы каждого раздела

Вре-

мя

(ч.)

Методы и методические приемы

Способы организации деятельности

Виды деятельности учащихся

1.

Мотивация

Усиление антропогенного действия поллютантов на воздушную среду города.

Рост различных заболеваний людей.

Заболевания и гибель зеленых насаждений города из-за усиления техногенного воздействия на атмосферу.

Осознание проблемной ситуации:

заболевания человека и растений связанные с загрязнением.

Растения – «маяки» неблагоприятного состояния воздушной среды.

Растения-индикаторы.

Биоиндикация.

Методы исследования окружающей среды.  

1

Мотивация на основе интерпретации стимульного символического материала.

Беседа о взаимосвязи заболеваний у человека и растений в условиях насыщенности воздуха загрязнителями антропогенной природы.

Запись формулировок гипотез на доске.

Фронтальная работа с учащимися.

Осознание проблемной ситуации. Гипотетические ответы учащихся на следующий проблемный вопрос учителя:

«Какую информацию сообщают растения человеку, если их листья: 1) покрыты некрозными пятнами; 2) ассиметричны?»

2.

Целеполагание

на основе ознакомления с биоиндикационными возможностями некоторых растений и инициирования идеи определения экологического состояния воздушной среды с помощью различных методов фитоиндикации.  

2

Беседа, проблемная дискуссия; подведение учащихся к формулированию темы и цели проекта.

Работа в малых группах.

Самостоятельное формулирование темы проекта: «Воздушная среда и биоиндикационные методы определения ее состояния» и цели проекта: «Произвести одновременное исследование степени антропогенного загрязнения воздушной среды в определенных точках города с помощью различных биоиндикационных методов».

3.

Планирование этапов проектной деятельности, включающей:

поиск информации о применении биоиндикационных (фитоиндикационных) методик;

подготовку отчетов (исследовательских и творческих) по проекту.

4

Беседа, обсуждение возможных вариантов реализации исследовательской деятельности.

Групповое обсуждение этапов проектной деятельности. Фронтальная работа.

Самостоятельное составление плана работ по проекту:

- поиск и работа с различными источниками информации (в том числе использование Internet), содержащие актуальную информацию о состоянии воздушной среды урбанизированной территории;

- овладение фитоинди- кационными методиками;

- практическая работа с фитоиндикаторами в намеченном квадрате исследования;

- написание исследовательских работ;

- подготовка творческих мини-проектов;

- представление результатов исследования и творческой деятельности.

Определение критериев оценки докладов по исследовательским работам.     

4.

Деятельность как система конкретных действий и операций.

Выполнение намеченных действий в ходе осуществления исследовательской деятельности и  всестороннего анализа таких научных фактов и понятий, как:

- ненаправленные нарушения гомеостаза;

- флуктуирующая асимметрия как следствие несовершенства онтогенетических процессов;

- оценка флуктуирующей асимметрии как генетически недетерминированной (онтогенетическая причина степени симметричности листьев);

- нарушение процессов метаболизма;

- разрушение пигментов;

- отмирание тканей;

- некроз верхушечный, краевой, межжилковый, пятнистый.

20

Практический метод, включающий: работу в природе; камеральную обработку материала.

 Самостоятельная работа учащихся с источниками информации.

Индивидуальные консультации; рабочие семинары; индивидуальная исследовательская и творческая деятельность учащихся.

Самостоятельное выполнение намеченного плана работ:

- подбор и необходимой научной информации и ее первичная обработка;

- выполнение практической части исследования по методике оценки качества среды с помощью флуктуирующей асимметрии и методике определения степени загрязнения воздушной среды по некрозным пятнам на листьях;

- камеральная и теоретическая обработка результатов и их оформление;

- реализация творческих мини-проектов: фотосессия, создание видеороликов, мультимедийных презентаций, web-страницы (сайта);

- подготовка к презентации и/или представлению мини-проекта;

- нанесение на карту выбранного района исследования состояния воздушной среды значков, указывающих на ее загрязнение.    

5.

Защита проекта

Презентация, обобщение,  защита исследовательских работ.

Ответ на проблемный вопрос проекта:

«Патологические изменения морфо-физиологических характеристик листьев растений-индикаторов могут сообщить человеку о высокой степени загрязнения воздушной среды в местах их произрастания»   

4

Доклады учащихся. Презентация творческих мини-проектов.

Взаимооценивание докладов учащихся.

Круглый стол, представление продуктов творческой деятельности учащихся.

Презентация учащимися продуктов своей исследовательской и творческой деятельности.

Взаимооценивание.

Формулирование ответа на проблемный вопрос проекта:

«Какую информацию сообщают растения человеку, если их листья: 1) покрыты некрозными пятнами; 2) ассиметричны?»

6.

Вторичная мотивация, обсуждение и получение итогового вывода по проекту

через соотнесение показателей загрязнения воздушной среды, полученных с помощью различных методик и обнаружение явления некоторого расхождения результатов.

Второй проблемный вопрос о причинах расхождения результатов исследования.

Сущностный смысл методологических понятий надежность методики и достоверность полученных результатов.  

2

Проблемная беседа на основе полученных результатов исследований учащихся. Объяснение.

Решение проблемных задач.

Фронтальная работа с учащимися.

Формулировка второго проблемного вопроса: «Результаты, полученные в ходе исследования с помощью двух методов фитоиндикации, не совпали. Почему это могло произойти?»

Ознакомление с методологическими понятиями «надежность методики» и «достоверность результатов».

Решение проблемных задач, раскрывающих смысл перечисленных методологических понятий.

Итоговый вывод по проекту: «Получение неадекватного результата в ходе исследования возможно, если нарушены требования методики или осуществлен выход за границы ее применения».

7.

Рефлексия

2

Беседа, самостоятельный анализ своей деятельности и оценивание своего участия в проекте.

Анкетирование.

Фронтальная работа с учащимися.

Анализ собственных действий в ходе исследования, самооценивание.