В.А. ДЕМИДОВ,
учитель высшей категории, преподаватель химии и биологии МОУ СОШ,
село Синегорье Нагорский р-н Кировской обл.

Использование задач творческого характера в школьном курсе экологии

Несмотря на то что экология является сравнительно молодой – по сроку введения ее как самостоятельного предмета – школьной дисциплиной, она успела снискать популярность среди учащихся. Как показывает практика, экология намного легче усваивается учащимися, особенно основной школы, чем, например, химия. Этот предмет часто оказывается в числе выбранных школьниками для сдачи экзамена как за курс основной, так и средней школы. Все большей популярностью пользуются предметные олимпиады по экологии различных уровней. Учащиеся с удовольствием выполняют исследовательские работы, связанные с изучением экологической обстановки в родном крае и успешно защищают их на соответствующих конференциях.

Особенностью, в большей степени присущей именно этой дисциплине, является неразрывность теории и практики. Лучшей иллюстрацией для подтверждения верности, например, законов Барри Коммонера, могут служить самые обычные явления в природе. Здесь не нужно далеко ходить за примером – достаточно просто выглянуть в окно, или совершить экскурсию в лес, на луг (для учащихся сельской школы это не представляет трудности), или выбраться в ближайший парк или сквер (для городских учащихся).

Предлагаемая вашему вниманию разработка содержит три десятка экологических задач творческого характера. Эти задачи универсальны – взяв их за основу, можно собрать собственные данные, например по длине еловых шишек в нескольких точках (вблизи автотрассы, в глубине леса, около предприятия) ближайшего к школе леса, нанести полученные данные на карту и с помощью соответствующих таблиц оценить экологическую обстановку местности. Представленный материал можно использовать также на занятиях кружка или факультативах, – например, при подготовке учащихся к олимпиадам или при составлении самих задач для проведения школьной экологической олимпиады. Наконец, задачи данного типа могут существенно разнообразить обычный урок экологии – на их основе демонстрируется связь теоретических сведений с практикой.

Задача 1. На приведенном плане представлены точки, в которых определялась интенсивность движения автотранспорта учащимися.

(Предлагаемый для работы план, с уже нанесенными на него изолиниями, представлен в разделе «Решение».)

По итогам наблюдений в зимние и летние месяцы учащиеся заполнили следующую таблицу:

Задания

1. На основе полученных данных составьте трехбалльную шкалу интенсивности движения автотранспорта отдельно для летних и зимних месяцев. Чем можно объяснить разницу в интенсивности движения транспорта в одних и тех же точках в разное время года?

2. На основании трехбалльных шкал постройте три изолинии загрязнения атмосферы – отдельно для летних и зимних месяцев. Совпали ли зимние и летние изолинии?

3. Вспомните, какие загрязняющие вещества попадают в атмосферу с выхлопными газами автотранспорта.

Решение

1. Трехбалльные шкалы.

Летние месяцы: 110–115; 205–230; 320–535.

Зимние месяцы: 100–102; 145–210; 310–341.

Более низкую интенсивность движения автотранспорта в зимние месяцы можно объяснить, например, тем, что некоторые водители, не совсем уверенно чувствующие себя за рулем, в зимнее время стараются свести вождение к минимуму, особенно в гололед и при плохой видимости (снегопад). Если точки замера находились рядом с предприятием, перерабатывающим овощную продукцию, то в зимнее время объемы работ на таких предприятиях падают, и, следовательно, уменьшается поток машин, везущих сырье на предприятие и готовую продукцию, и т.д.

2. Изолинии.

Летние месяцы

Зимние месяцы

Для летних и зимних месяцев совпала лишь одна изолиния, включающая точки 1, 4, 9.

3. С выхлопными газами в атмосферу попадают углеводороды (несгоревшие органические вещества разных классов, входящие в состав топлива), углекислый и угарный газы, соединения свинца (антидетонационный компонент топлива).

Задача 2. Юные экологи провели исследование интенсивности движения автотранспорта в одном из районов города в летние месяцы.

(Предлагаемый для работы план, с уже нанесенными на него изолиниями, представлен в разделе «Решение».)

Задания

1. На основе имеющихся данных составьте трехбалльную шкалу интенсивности движения автотранспорта.

2. На основании трехбалльных шкал постройте три изолинии загрязнения атмосферы.

3. Воздух какой улицы, на ваш взгляд, наиболее загрязнен выхлопными газами автотранспорта?

4. Вспомните, какие факторы в большей степени оказывают влияние на интенсивность загрязнения атмосферы автотранспортом.

Решение

1. Трехбалльная шкала: 120–135; 235–261; 389–401.

2. Изолинии.

3. Наиболее загрязнен воздух в точках 5, 7, 9 – на улице Производственной, что находит отражение в ее названии (можно предположить, что на этой улице расположены промышленные предприятия, загрязняющие воздух).

4. В большей степени на загрязнение атмосферы при движении автотранспорта влияют:

– интенсивность движения;
– исправность двигателя; качество бензина и его соответствие марке двигателя; угол опережения зажигания;
– число перекрестков на маршруте, наличие простоя транспорта, в том числе в пробках;
– рельеф местности.

Задача 3. Юные экологи провели исследование интенсивности движения автотранспорта в одном из районов города.

(Предлагаемый для работы план, с уже нанесенными на него изолиниями, представлен в разделе «Решение».)

Задания

1. На основе имеющихся данных составьте трехбалльную шкалу интенсивности движения автотранспорта.

2. Постройте три изолинии загрязнения атмосферы.

3. Воздух какой улицы, на ваш взгляд, наиболее загрязнен выхлопными газами?

4. На основании чего можно утверждать, что даже в тех зонах, где интенсивность транспорта сравнительно невысокая, воздух все же сильно загрязнен?

Решение

1. Трехбалльная шкала: 117–130; 298–321; 397–425.

2. Изолинии.

3. Наиболее загрязнен воздух на двух улицах – Объезжей и Труда.

4. Промышленные предприятия находятся на северо-востоке. Однако именно с северо-востока на юго-запад преимущественно дуют ветра. Они и приносят загрязнение в места с относительно невысокой интенсивностью движения автотранспорта.

Задача 4. Юные экологи провели лихеноиндикационное исследование одного из районов города по обилию лишайников, произрастающих на стволах деревьев, определяли степень чистоты воздуха.

(Предлагаемый для работы план, с уже нанесенными на него изолиниями, представлен в разделе «Решение».)

Полученные данные – «индекс ОЧА» занесли в таблицу:

«Индекс ОЧА» – относительная чистота атмосферы, рассчитывается по формуле:

ОЧА = А + 2В + 3С / 30, где А – частота встречаемости накипных, В – листоватых и С – кустистых лишайников в баллах.

Таблица. Оценка частоты встречаемости и степени покрытия по пятибальной шкале

Задания

1. На основании имеющихся данных составьте трехбалльную шкалу значений индекса ОЧА.

2. На основании трехбалльных шкал постройте три изолинии загрязнения атмосферы.

3. Воздух какой улицы, на ваш взгляд, наиболее загрязнен и чем это можно объяснить?

4. На основании чего можно утверждать, что даже в зонах, где значение ОЧА достаточно высокое, воздух все же будет сильно загрязнен? (Подсказка – обратите внимание на преимущественное направление ветра.)

Решение

1. Трехбалльная шкала значений ОЧА: 0,24–0,29; 0,33–0,37; 0,43–0,49.

2. Изолинии.

3. Наиболее загрязнен воздух на улицах Октябрьская и Солнечная. Это объясняется тем, что именно вблизи этих улиц находятся ТЭЦ и промышленные предприятия.

4. Учитывая преимущественное направление ветра, можно утверждать, что загрязненный воздух переносится на другие улицы – даже на те, где нет никаких предприятий, а потому значения ОЧА сравнительно невысоки и для других точек, где проводилось лихеноиндикационное исследование.

Задача 5. Юные экологи провели лихеноиндикационное исследование в лесу, определив в каждой из точек степень покрытия стволов деревьев лишайниками.

(Предлагаемый для работы план, с нанесенными на него изолиниями, представлен в разделе «Решение».)

Полученные данные были внесены в таблицу.

Задания

1. Рассчитайте значение индекса ОЧА для каждой точки, предварительно переведя процент степени покрытия дерева лишайником того или иного вида в частоту встречаемости (в баллах). Сделайте вывод о том, в какой точке воздух наиболее чистый.

2. Исходя из рассчитанных значений ОЧА, составьте двухбалльную шкалу и постройте две изолинии загрязнения атмосферы.

3. Вспомните, как влияет загрязнение атмосферы на частоту встречаемости лишайников. Какие лишайники наиболее чувствительны к загрязнению воздуха?

Решение

1. Значения индексов ОЧА приведены в таблице:

В точках 3 и 9 значение ОЧА наибольшее, и можно предположить, что именно в этих точках воздух наиболее чистый.

2. Шкалы значений ОЧА: 0,33–0,5; 0,6–0,77.

3. Изолинии

3. В первую очередь лишайники являются индикаторами содержания в воздухе сернистого газа (SO2). У лишайников, произрастающих в зонах с сильным загрязнением, наблюдается поражение слоевища, медленный рост, некроз, их видовое разнообразие невелико. Загрязнение воздуха угнетающе действует на все группы лишайников, но наиболее чувствительны к нему кустистые лишайники, имеющие наибольшую площадь слоевища.

Продолжение следует