Бесплатная публикация статей в журналах ВАК и РИНЦ

Уважаемые авторы, образовательный интернет-портал «INFOBRAZ.RU» в рамках Всероссийской Образовательной Программы проводит прием статей для публикации в журналах из перечня ВАК РФ по направлениям: экономика, философия, политология, педагогика, филология, биология, сельское хозяйство, агроинженерия, транспорт, строительство и архитектура и др.

Возможна бесплатная публикация статей в специализированных журналах по многим отраслям и специальностям. В мультидисциплинарных журналах возможна публикация по всем другим направлениям. 

Журналы реферируются ВИНИТИ РАН. Статьям присваивается индекс DOI. Журналы включены в международную базу Ulrich's Periodicals Directory и РИНЦ.

Подпишитесь на уведомления о доступности опубликования статьи. Первую рекомендацию вы получите в течении 10 минут - ПОДПИСАТЬСЯ

  • Библиотека
  • Биология
  • Урок по теме "Чистый воздух на центральных улицах Клина". Мини-конкурс на звание самой чистой улицы по состоянию древесных лишайников

Урок по теме "Чистый воздух на центральных улицах Клина". Мини-конкурс на звание самой чистой улицы по состоянию древесных лишайников

Тип урока: обобщающий, коллоквиум.

Задачи урока:

Образовательные задачи. Закрепление основных экологических понятий (экосистема, биогеоценоз, загрязнение окружающей среды), частных экологических понятий (экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные, лимитирующие факторы, законы оптимума и минимума, толерантность, адаптации, популяции, виды, лишайники – пример симбиотических взаимоотношений, первичная сукцессия, влияние загрязнений на живые организмы, загрязнители, биоиндикаторы), необходимых опорных знаний (элементы метода лихеноиндикации, признаки живого организма, газовые выбросы транспорта); продолжить формирование общеучебных умений (работа с учебником, определителем, фотокамерой, ПК, интерактивной доской); специальных умений и навыков (наблюдать, исследовать живые объекты, сравнивать, анализировать, делать выводы).
Воспитательные задачи. Привлечь внимание учащихся к проблеме охраны природы (экологическое воспитание), помочь ощутить красоту и гармонию  природных объектов в городе  (эстетическое воспитание), в целях профилактики утомления учащихся, помочь применить различные виды деятельности при подготовке к уроку и проведении его (физическое воспитание, применение здоровье сберегающих технологий).
Развивающие задачи. Формировать умения: наблюдательность, точность в выполнении задания, выделять главное в изучаемом материале, проводить элементарные аналитические действия, делать выводы, рецензировать выводы своих товарищей.

Цели урока: обобщить полученные знания в ходе изучения темы «Основы экологии», активизировать внимание школьников к экологическому состоянию улиц города; обобщить и углубить их знания о влиянии загрязнения окружающей среды на биогеоценоз, здоровье человека; сформировать умения и навыки, необходимые для изучения и оценки экологического состояния окружающей среды, по биоиндикаторам (лишайникам); продолжить воспитание ответственного отношения к природе и здоровью человека.

Оборудование: интерактивная доска, фото исследуемых объектов, определитель лишайников

Подготовка к уроку.

 Для исследований чистоты воздуха исключаются окраины города, поселки, прилегающая территория к Ленинградскому шоссе. В центральной части г. Клина (в разных микрорайонах) выбираются 4 равноценных, по транспортной загруженности улиц. Они равноудалены от промышленных предприятий и крупных транспортных артерий. По своему статусу они относятся к «спальным улицам» - улицам продвижения по жилым зонам. В старой, исторической части города, это Красная улица; в центральном микрорайоне – улица Менделеева; в 5 микрорайоне – улица 60 лет Комсомола; в 3 микрорайоне – улица Карла Маркса.  
Класс разделен на четыре «исследовательских» группы по четыре человека, группу «экспертов» - шесть человек и группу «технической поддержки» - два человека. Каждый из учащихся класса получил несколько заданий: общая часть- повторить параграфы темы; индивидуальная часть: исследователи – групповые задания (исследовать древесные лишайники выделенного района улицы в количественном отношении и разнообразии, определить виды двух, наиболее распространенных, сфотографировать их); эксперты – индивидуальные задания: особенности лишайников, действие лимитирующих экологических факторов, особенности транспортного загрязнения в городе, толерантность и  адаптации организмов, понятие о методе лихеноиндикации. Необязательная часть домашнего задания: приветствуются «прогулки» по маршрутам всех групп.

Ход урока:

Вступительное слово учителя.
Наш город, Клин, считался с советских времен городом химиков. На территории его работали многочисленные промышленные предприятия, такие как: Химволокно, Термометр, Медстекло, Химлаборприбор, Стройдеталь, Сельстройкомбинат, Комбинат Промышленных Предприятий, Стройиндустрия и другие, которые негативно влияли на чистоту воздуха. Прошло время, многие предприятия закрыты, многие работают не в полную силу, можно было бы ожидать улучшения чистоты воздуха. Однако, этого не происходит. За последнее время, резко возросло количество автомобилей у населения, что привело к ряду проблем: отсутствию парковочных мест, заторам на улицах и шоссе, и, как следствие этого, загазованности городского воздуха. Особенно, это ощущается на городских, прилегающих к Ленинградскому шоссе, участках.
Человек, как существо не только биологическое, но и социальное, обладает исключительной экологической выносливостью. Он может жить и в пустыне, и на Крайнем Севере, и даже в космосе. В экстремальных условиях (в зоне физиологического угнетения, стресса, а порой и в безжизненной зоне) человек сам создает себе необходимые условия. Нужный микроклимат более или менее научились воспроизводить, благодаря одежде, жилищу. Сейчас, у людей в домах на многих улицах города возникла необходимость с помощью современных стелопакетов защитить себя от уличного шума и загазованности воздуха. Поддерживать чистоту воздуха на улицах города  можно только сохраняя и высаживая зеленые насаждения. Но возможности такого рода, в условиях городской инфраструктуры, не безграничны. В связи с тем, что многократно увеличился автомобильный поток, проходящий через центр города, нагрузка на обитателей городской экосистемы изменилась.
Весь класс перед уроком был разделен на 4 исследовательских группы, и каждой группе было дано свое задание по обследованию определенной территории – части улицы, которая является наиболее типичной для нашего города.

id20065
<Рисунок1>

На этих улицах мы все с вами живем. Сегодня на уроке мы подведем итоги, полученным результатам работ и выберем наиболее благополучную по чистоте воздуха улицу города. Разложим своеобразный «экологический пасьянс», посмотрим, что из этого получится. У одного любителя пасьянсов, всем вам известного, Д. И. Менделеева, получился Периодический закон.

Предоставим слово группе экспертов.

Первый эксперт:
Экологическими факторами являются любые влияющие на организмы свойства или компоненты внешней среды, действие которых поддается измерению. Факторы делят на абиотические и биотические. К абиотическим относят физико-химические факторы: свет, температуру, влажность, силу ветра или течения, состав солей в растворе и их концентрацию, давление, радиоактивное излучение, электромагнитные поля и загрязнение воздуха. Влияние разных форм человеческой деятельности на живую природу относят к антро­погенным факторам ( производство, транспорт и другое). Загрязнение воздуха транспортом, как антропогенный абиотический фактор действует на протяжении длительного периода времени, по нарастающей.
«Данный фактор влияет на организмы как: 1) ограничитель, т.е. определяет невозможность существования организмов в определенных условиях; 2) раздражитель, вызывающий соответствующие приспособительные изменения биохимических и физиологических реакций; 3) модификатор, влияющий на мор­фологию и анатомию; 4) сигнал, подготавливающий к наступающим изменениям других факторов среды». [6]
Живые существа отвечают на изменение действия экологических факторов адаптивными реакциями. Адаптациями называют любые изменения в строении и функционировании организмов, которые повышают их шансы на выживание. Адаптации возникают и развиваются в ходе эволюции видов и обеспечивают жизнь их представителей в определенных пределах изменения среды.

Второй эксперт:
Основная закономерность влияния экологических факторов на организмы получила название закона оптимума. Результаты действия переменного фактора зависят прежде всего от силы его проявления, или дозировки. Факторы положительно влияют на организмы лишь в определенных пределах. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно. Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности. Отклонения от оптимума определяют зоны пессимума. В них организмы испытывают угнетение. Минимально и максимально переносимые значения фактора — это
критические точки, за которыми организм гибнет.
Закон оптимума универсален. Он определяет границы условий, в которых возможно существование видов, а также меру изменчивости этих условий. Закон оптимума свидетельствует, что в жизни любого вида нет целиком положительных или отрицательных факторов, все зависит от силы их проявления. [6] Смотрим рисунок 120 на странице  296 учебника «Общая биология».

Третий эксперт:
Жизнь организмов подчиняется также закону (правилу) ограничивающих, или лимитирующих, факторов. Оно позволяет понять, какие из многочисленных и одновременно действующих факторов наиболее важны в данный момент, определяя выживание, рост и развитие организмов. Таким ограничивающим фактором может стать любой из них, если его значение сильно отклоняется от оптимума и приближается к критическим точкам. Поскольку факторы переменчивы, жизнь организмов в разные отрезки времени может определяться различными условиями среды. Засуха, заморозки, ливни, град, нехватка элементов питания могут попеременно ограничивать развитие растений, и человек старается свести к минимуму их отрицательные воздействия. Если хотя бы один из факторов среды при оптимальном сочетании остальных приближается к критическим точкам, организмам грозит гибель.
Лимитирующие факторы определяют и распространение видов, их ареалы. На границах ареалов условия существования, как правило, далеки от оптимума.
«Закон оптимума и другие общие законы влияния экологических факторов на организмы пронизывают и всю нашу жизнь. В быту они проявляются в необходимости соблюдения меры в потреблении тех или иных веществ: пищи и отдельных ее компонентов, лекарственных препаратов, чистящих и дезинфицирующих химикатов, средств защиты от вредителей и т.п. Эти простые законы часто грубо нарушаются в хозяйственной деятельности, что приводит к загрязнению среды и экологическим катастрофам». [6]

Четвертый эксперт:
В мире — несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, особенно в крупных городах. В «России суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта составил более 35% от общей суммы выбросов. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бензапирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (из этилированного бензина). Ежегодно мировой парк автотранспорта выбрасывает в атмосферу свыше 0,4 млн. т свинца. Крайне отрицательно на жизнедеятельности растений сказываются автомобильные выхлопные газы, содержащие 60% всех вредных веществ в городском воздухе». [10]

Пятый эксперт:
Лишайники - это симбиотические организмы, образованные в результате сожительства особых видов грибов  и некоторых родов зеленых водорослей или цианобактерий. Гриб получает от водоросли углеводы и вместе с тем снабжает водоросль водой, минеральными солями, обеспечивает ей защиту от высыхания. Лишайники могут выживать в условиях среды, неблагоприятных для любой другой формы жизни и распространены чрезвычайно широко в природе, по всему миру: от пустынь до Арктики. Значит, лишайники – уникальный эволюционный материал, очень «пластичен» для адаптаций. Обычное дело для них, пребывание в обезвоженном состоянии, когда влажность их составляет от 2 до 10 % сухой массы. При высыхании фотосинтез прекращается; погрузившись в такой «анабиоз», некоторые виды могут выдерживать сильное солнечное облучение, сильное нагревание и жесткие холода. Влажный лишайник разрушается ярким светом и экстремальными температурами, не влияющими на него в сухом виде. Смачиваясь дождем, лишайники очень быстро поглощают воду (в 3- 35 раз больше собственной массы), оживая. Фотосинтез идет наиболее интенсивно при влажности 65-90% предельной влагоемкости.
«Все вещества (минеральные и органические) проникают в слоевище лишайников через поверхность, поэтому самыми чувствительными к воздействию загрязнителей являются лишайники кустистых видов, имеющие наибольшую поверхность соприкосновения с окружающей средой. Далее идут листоватые виды, и наиболее устойчивыми являются накипные лишайники, слоевище которых зачастую погружено в субстрат или имеет вид слабой корочки. Среди разнообразия видов, наиболее чувствительными к изменению содержания в воздухе химических веществ являются эпифиты, обитающие на коре деревьев и кустарников». [7] Вредные примеси проникают в слоевища лишайников из атмосферы вместе с осадками и пылью. Более того, осадки насыщаются загрязняющими веществами, проходя через кроны деревьев и стекая по стволам и ветвям. «На лишайники губительно действуют, прежде всего, вещества, увеличивающие кислотность среды и ускоряющие окислительные процессы, такие соединения, как диоксид серы (SO2), оксиды азота (NO, NO2), фторо - (HF) и хлороводород (HCl), озон (O3). Наиболее восприимчивы они к действию SO2 – одному из самых распространенных загрязняющих веществ, продукту сгорания любого серосодержащего топлива». [10] Однако, относительно безвредны для них токсичные для других растительных организмов тяжелые металлы, способные накапливаться в слоевищах в значительных количествах. Значит, лимитирующим фактором, для лишайников является газовая составляющая автомобильных выбросов.

Шестой эксперт:
Лихеноиндикация- это часть более широкого понятия «биоиндикация»- определение степени загрязнения окружающей среды с помощью живых организмов, биоиндикаторов (в данном случае, лишайников). Выбор лишайников в качестве биоиндикаторов обусловлен тем, что они  не слишком чувствительны и не слишком устойчивы к загрязнению;  у них достаточно продолжительный жизненный цикл; они широко распространены по планете, каждый вид приурочен к определенному местообитанию. Они реагируют на загрязнение иначе, чем высшие растения. Долговременное воздействие низких концентраций загрязняющих веществ вызывает у лишайников такие повреждения, которые не исчезают вплоть до гибели их слоевищ. Это, видимо, связано с тем, что лишайники возобновляют свои клетки очень медленно, в то время как у высших растений поврежденные ткани заменяются новыми достаточно быстро.
«Известны три метода лихеноиндикации:
Первый метод позволяет изучать изменения, которые происходят в строении и жизненных функциях лишайников под воздействием загрязнения.
Второй метод  базируется на описании видов лишайников, обитающих в районах с различной степенью загрязнения атмосферы.
Третий метод включает методы изучения целых лишайниковых сообществ в загрязненных районах и составление специальных карт». [9]

Предоставим слово группам исследователей по очереди:

Каждая группа работает с интерактивной доской, ставя название улиц, принесенные фотографии лишайников на соответствующие места.

id20065
<Рисунок2>

Далее защита исследований команды проводится по плану.
План защиты выводов группы:

  • Название улицы.
  • Название видов лишайников, максимально распространенных на участке.
  • Характеристика сравнительной площади покрытия максимально распространенных лишайников.
  • Присутствие других видов лишайников

Из выступлений 1 группы:
Мы исследовали часть улицы Красная. Лишайники видов: Пармелия бороздчатая и Фисция серая  заметно преобладают над другими видами, образуя сплошные «ковровые покрытия» на большинстве деревьев. Другие виды встречаются редко, вкраплениями, на отдельных деревьях. Хотя по размерам этих включений, нельзя сказать о сильном угнетенном состоянии этих лишайников. Исходя из того, что преобладающие виды представлены накипными формами, наиболее адаптированными к неблагоприятным воздействиям, чистоту воздуха на нашей улице можно считать средней и присудить 2 - 3 место.

Из выступлений 2 группы:
Мы исследовали часть улицы Менделеева. Лишайники видов: Пармелия бороздчатая и Фисция серая – это все, что мы могли найти и определить. Лишайники расположены на некоторых деревьях «островками», на многих деревьях заметили отсутствие вообще каких либо лишайников. Из наших наблюдений, мы ставим экологическое благополучие нашей улицы, по критерию -чистота воздуха, на последнее 4 место.

Из выступлений 3 группы:
Мы исследовали часть улицы 60 лет Комсомола, прилегающей к Гимназии № 2. Увиденное нас удивило и обрадовало: поразило многообразие лишайников по видам, окраске. Листоватые формы заметно преобладали над накипными, кустистых – мы не встретили. Самыми – распространенными считаем виды: Ксантория постенная (стенная золотнянка), Гаспарриния обманчивая. В разных местах улицы наблюдаются другие «победители» распространенности, но мы, по правилам, даем только результат со своего участка. Исходя из того, что мы увидели и о чем рассказали, делаем вывод: 1 место принадлежит нашей улице.

Из выступлений 4 группы:
Мы исследовали часть улицы Карла Марса, за магазином «Детский Мир». Как и у группы № 3, листоватые формы заметно преобладали над накипными, кустистых – мы не встретили. Самыми распространенными считаем виды: Фисция аполия, Цетрария сизая. Также встречаются и другие виды: Пармелия бороздчатая и Фисция серая, но они немного «проигрывают» первым. Особого разнообразия лишайников, отмеченного ребятами из 3 группы мы не видели. Исходя из того, что мы увидели, считаем, что наша улица должна занять заслуженное 2 место.

По результатам выступлений начинается обсуждение всеми участниками групп, включая экспертов. Вводятся на интерактивной доске необходимые корректировки и делается вывод из урока.

id20065
<Рисунок3>

Заключительное слово учителя.

id20065
<Рисунок4>

Дорогие ребята, исследователи и эксперты!
Вы сами увидели, рассказали о беде нашего города – загрязнении воздуха от транспорта. Проанализировав полученные данные всех групп, вы «расставили все по своим местам». Действительно, данная проблема локальна – она имеет городскую «регистрацию», это беда всех городов. Также она имеет «человеческое лицо» - антропогенный характер; к сожалению, постоянно увеличивающий свое воздействие. Люди в погоне за комфортностью передвижения, создают проблему не только для себя, но и для всех компонентов городской экосистемы. Если биоиндикаторам, относящимся к первичной сукцессии, неприхотливым пионерам заселения безжизненных пустынь – лишайникам, приходится непросто, что говорить о растениях, животных, птицах, человеке.
Мы с вами, горожане. Подумайте, пожалуйста, какие пути решения вы могли бы предложить, что бы исправить создавшееся положение.
Далее учащиеся предлагают способы решения проблемы чистого воздуха в городе:

  • Стараться жить в экологически благополучных районах города, лучше в сельской местности.
  • Участвовать в дальнейшем озеленении города, беречь ранее высаженные насаждения от несанкционированного вмешательства ( вырубок, парковок автотранспорта и другого).
  • Объяснять младшим школьникам о роли зеленных насаждений.
  • Больше ходить пешком, добиваться ограничений въезда автотранспорта в жилые зоны.
  • Больше использовать велосипеды, в качестве транспортных средств.
  • Чаще использовать существующий общественный транспорт. Поступая по принципу: «Лучше одна выхлопная труба одного общественного транспорта для десятка пассажиров, чем десять выхлопных труб десяти личных автомобилей!».
  • Использовать транспорт на электрической тяге (троллейбусы) и электромобили.

Если, хотя бы несколько ваших советов претворятся в жизнь, все мы увидим заметное улучшение условий жизни как лишайников, так всего биоценоза в целом. Мне бы, как и вам, очень хотелось этого.
Тихо звучит музыка (песня Ю.М. Антонова «Есть улицы центральные…»)
Учитель оценивает вклад каждого учащегося в проведение урока.
Конец урока.

Список литературы и используемой информации.

  1. Гарибова Л. В., Дундин Ю. К., Коптяева Т. Ф., Филин В. Р. «Водоросли, лишайники и мохообразные СССР» Изд. «Мысль» М. 1978
  2. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. «Общая биология 10 – 11 кл» Изд. «Дрофа» М. 2009
  3. Кузнецов В. Н. «Справочные и дополнительные материалы к урокам экологии» Изд. «Дрофа» М. 2002
  4. Миронов А. В. «Преподавание экологии в школе» Изд. «Владос» М. 2004
  5. Литвинова Л. С., Жиренко О.Е. «Нравственно – экологическое воспитание школьников» Изд. «5 за знания» М. 2005
  6. Чернова Н. М. «Учителю биологии об основах экологии» Изд. «Педуниверситет «Первое сентября» М. 2006
  7. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. «Современная ботаника» Изд. «Мир» М. 1990
  8.  Сухова Т. С. «Системный подход как условие развивающего обучения в курсе биологии» «Педуниверситет «Первое сентября» М. 2006
  9. http://www.nature-archive.ru/lichens/likhenoindikatsiya.php
  10. Коробкин В. И., Передельский Л. В. «Экология» Изд. «Феникс» Ростов – на- Дону 2005

29.09.2010