О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ПРЕПОДАВАНИЯ КУРСА «ЭКОЛОГИЯ» В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ

Малышев А.И.

ОТИ МИФИ, г.Озерск


Многолетний опыт преподавания различных курсов экологии и ее прикладных областей знания показывает, что в изложении основ экологических знаний просматриваются два очевидных аспекта:

  1. Изложение и последующее усвоение студентами собственно экологических знаний;

  2. Изложение и последующее усвоение прикладных аспектов экологической области знаний.

По нашему мнению усвоение основ биоэкологических знаний имеет приоритетное значение. Так как именно здесь формируется представление о месте человека (его экосистемы) в природе, роли биосферной биоты в поддержании стабильности окружающей человека среды, закладывается мотивационная база для изучения прикладных аспектов экологии: охраны природы, инженерной экологии и др.

Вместе с тем (в этом как раз состоит специфика преподавания курса экологии в техническом Вузе), усвоение студентами технических специальностей биоэкологических понятий и закономерностей происходит достаточно трудно. И это понятно, так как известно, что усвоение новой информации в большой мере зависит от тех знаний, которые уже были заложены в структурах памяти: «…прошлый опыт помогает понять, что можно ожидать сейчас» [1].

Студенты же, избравшие своей карьерой различные технические специальности, как правило, либо не имеют вовсе, либо имеют, но очень слабую предварительную биологическую подготовку. К тому же само их мышление в значительной степени ориентировано на восприятие закономерностей и конструкций, характерных для мира неживой природы.

В этих условиях большое значение приобретает правильная организация самостоятельной работы студентов (СРС), в частности, таких ее форм, которые активизировали бы их мыслительную деятельность и тем самым способствовали более успешному усвоению и запоминанию материала [2].

В Озерском технологическом институте МИФИ при изучении экологии используются три формы СРС: выполнение разработанных на химико-экологическом факультете специальных тест-заданий, подготовка рефератов и участие в научно-исследовательских работах.

Ниже подробно рассматривается структура и содержание типового тест-задания, которое с одинаковым успехом может быть использовано как во время аудиторной, так и внеаудиторной работы:

Тест-задание

I.              Экологический кризис:

  1. Это массовая гибель организмов какого-либо вида в результате неожиданных природных явлений (землетрясений, пожаров, наводнений и др.).

  2. Характеризуется несоответствием уровня развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

  3. То же, что и энергетический кризис.

  4. Вызывается загрязнением окружающей среды.

  5. Фаза развития биосферы, на которой происходит качественное изменение человеческого общества.

  6. Фаза развития биосферы, на которой происходит обновление всего живого вещества.

  7. Необратимое состояние, в котором человек выступает активно действующей стороной.

  8. Характеризуется резким усилением воздействия человека на природу.

  9. Характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие.

1

  •  Состояние нарушения глобальной экосистемы (биосферы), в результате которого происходит быстрое (за время жизни одного поколения людей) изменение характеристик окружающей среды и, в первую очередь, концентрации биогенов.

    II.            Экосистема:

    1. Это единство биотопа и биогеоценоза.

    2. Это синоним понятия “биосфера”.

    3. Это единство биотопа и биоценоза.

    4. Это единство атмосферы, гидросферы, литосферы и педосферы.

    5. Это приблизительно соответствует понятию “биогеоценоз”.

    6. Это синоним понятия “геосистема”.

    7. Это комплексное системное учение, направленное на изучение среды обитания живых существ (включая человека).

    8. Это любое сообщество, точнее биоценоз живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами.

    9. Это относительно однородное по абиотическим факторам среды пространство, занятое биоценозом.

    10. Экосистема состоит из двух компонентов: один из них - органический, это населяющий ее биоценоз, другой - неорганический, т.е. биотоп, дающий пристанище этому биоценозу.

    11. Это системная совокупность живого, характеризующаяся определенным балансом между живыми экологическими компонентами: продуцентами, консументами и редуцентами.

    12. Экосистема - это любое безразмерное образование, включающее живые организмы и элементы косной среды, в результате взаимодействия которых происходит обмен веществом между биологическими и абиотическими компонентами.

    13. Экосистема представляет собой совокупность растений и животных, взаимодействующих друг с другом и с местом их обитания.

    14. Экосистемы представляют собой открытые системы.

    III.           Согласно третьему основному закону функционирования экосистем:

    1. Большая биомасса может быть только в начале пищевой цепи.

    2. Большая биомасса может быть только в конце пищевой цепи.

    3. Большая биомасса может быть только в конце достаточно большой пищевой цепи.

    4. На конце длиной пищевой цепи не может быть большой биомассы.

    5. В начале пищевой цепи не может быть большой биомассы.

    6. С одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии.

    7. Среднемаксимальный переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой – 10% энергии (или вещества в энергетическом выражении), как правило, не ведет к неблагоприятным для экосистемы последствиям.

    8. Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии.

    9. Чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый его трофический уровень.

    IV.           Согласно закону внутреннего динамического равновесия (ЗВДР) (точнее одному из его следствий) взаимодействие вещественно-энергетических экологических компонентов, информации и динамических качеств природных систем количественно не линейно.

    В чем это может проявляться на практике:

    1. В необратимости и трудной нейтрализуемости произведенных изменений в природе.

    2. В неизбежности развития природных цепных реакций.

    3. В формировании новых природных систем (пустынь и т.п.).

    4. В том, что слабое воздействие или изменения одного из экологических показателей может вызвать сильные отклонения в других и во всей экосистеме в целом.

    5. В том, что расходы на преобразования природы никогда не ограничиваются лишь вложениями на непосредственно планируемые воздействия.

    6. В том, что слабые воздействия могут не вызвать у природной системы ответных реакций до тех пор, пока, накопившись, они не приведут к развитию бурного динамического процесса.

    V.            Размер и продолжительность функционирования природоэксплуатирующих предприятий должны в первую очередь определяться:

    1. Соображениями политической целесообразности.

    2. Соображениями экономической целесообразности.

    3. Степенью износа технологического оборудования.

    4. Степенью замкнутости технологических процессов и надежностью систем очистки.

    5. Качественными и количественными характеристиками природных ресурсов.

    6. Степенью обеспеченности населения страны материальными благами.

    7. Плодородием почвы.

    8. Способностью естественной биоты контролировать условия окружающей среды.

    9. Ростом населения страны.

    10. Правилами одного и десяти процентов.

    11. Количественным и качественным составом вредных выбросов.

    VI.           Укажите причины, по которым загрязнения водных систем представляют большую опасность, чем загрязнения атмосферы:

    1. Недостаток пресной питьевой воды.

    2. Источники загрязнения водоемов более разнообразны.

    3. Большая теплоемкость и плотность воды по сравнению с воздухом.

    4. Невысокая скорость круговорота воды.

    5. Вмешательство человека в круговорот воды, например, перерасход воды.

    6. Процессы регенерации протекают в водной среде медленнее, чем в воздушной.

    7. Более высокие ПДК загрязнителей для воды.

    8. Естественные процессы, идущие в водной среде, имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те которые протекают в атмосфере..

    VII.         Расположите следующие источники в порядке увеличения их вклада в загрязнение атмосферы пылевыми частицами:

    1. Сельское хозяйство < промышленные источники энергии < промышленное производство< традиционные источники энергии < автотранспорт.

    2. Промышленные источники энергии < сельское хозяйство < традиционные источники энергии < автотранспорт < промышленное производство.

    3. Автотранспорт < сельское хозяйство < промышленное производство < традиционные источники энергии < промышленные источники энергии.

    4. Автотранспорт < традиционные источники энергии < промышленное производство < промышленные источники энергии < сельское хозяйство.

    5. Автотранспорт < традиционные источники энергии < сельское хозяйство < промышленное производство < промышленные источники энергии.

    6. Промышленное производство < автотранспорт < традиционные источники энергии < промышленные источники энергии < сельское хозяйство.

    7. Автотранспорт < традиционные источники энергии < промышленное производство < сельское хозяйство < промышленные источники энергии.

    VIII.        Экологический мониторинг:

    1. Это сумма приемов математического моделирования биогеоценозов.

    2. Это тип океанографического судна.

    3. Это система глобальных мероприятий по сохранению природной среды.

    4. Это слежение за какими-либо объектами или явлениями: в приложении к среде жизни - слежение за ее состоянием и предупреждение о создающихся критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей, других существ, их сообществ, природных и антропогенных объектов.

    5. Это динамическая стабилизация экологических факторов.

    6. Это система наблюдения и контроля за состоянием территории с целью рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

    7. Это синоним круговорота веществ в природе.

    8. Это учение о создании математических моделей миграции элементов в окружающей среде.

    9. Это система природоохранных мероприятий, включающая разработку правовых, экономических и технологических вопросов.

    10. Это система повторных наблюдений за элементами окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

    IX.           Почему можно говорить о биологическом круговороте вещества и нельзя – о круговороте энергии. Сформулируйте закон (правило) экологических пирамид.

    X.            Почему в нынешнем варианте своего развития человечество ожидает неминуемая экологическая катастрофа?

     Что на ваш взгляд необходимо сделать, чтобы сохранить устойчивость развития человеческой экосистемы?

    Как следует из представленного варианта, данное тест-задание отличается от традиционных заданий, используемых для программированного контроля знаний тем, что здесь вместо одного верного ответа вниманию тестируемого предлагается значительно большее число правильных (но не правдоподобных) утверждений. Например, на пятый вопрос (утверждение) тест-задания правильными будут ответы под номерами 5,8 и 10, в которых, несмотря на их различную формулировку, говорится об одних и тех же условиях сохранения среды жизни, какими следует руководствоваться при определении размера и продолжительности функционирования природоэксплуатирующих предприятий.

    В этом случае, по нашему мнению, оценка и выбор всех правильных утверждений требует от студента значительно большей отдачи и активизации его мыслительной деятельности.

    Такой подход предполагает также значительную вариативность в оценке уровня знаний студента в рамках одного итого же варианта (за каждое правильное утверждение могут выставляться дополнительные баллы). Кроме того, особенностью представленного тест-задания является то, что в каждый вариант в обязательном порядке включаются один–два вопроса, на которые не предлагаются ответы, и которые требуют перехода на более высокий уровень мыслительной деятельности, предполагающей уже проявление такого свойства как самостоятельность мышления.

    Все это, как показывает опыт, стимулирует интерес студентов к самостоятельной работе, повышает продуктивность семинарских (практических) занятий и, в конечном счете, способствует более эффективному усвоению основных понятий и закономерностей, относящихся к (био)экологии и ее прикладным областям знания. Подтверждением этому служат многочисленные доклады наших студентов, с которыми они выступают на институтских и региональных молодежных конференциях.

    Литература

    1. Норман Д. Память и научение. М.: Мир, 1985, 160 с.

    2. Груденов Я.И. Психологические основы усвоения учебного материала. ХвШ, 4, 1985.