Е.С. ЦИКАЛО,
к.п.н., доцент ВГПУ, учитель МОУ СШ № 25, г. Владимир

Биологические экскурсии в школьном образовании

Биологические экскурсии – основная форма изучения живой природы, когда учащиеся не в классе, а непосредственно в природе наблюдают и исследуют живые объекты, процессы жизни. Однако продуктивность экскурсий пока остается незначительной. Причин тому несколько.

Во-первых, до сих пор не разработана система биологических экскурсий (их количество в школьной программе постоянно уменьшается и с 1970-х гг. снизилось на 70%), поэтому они используются фрагментарно. Во-вторых, низок научный потенциал биологии на экскурсиях: биология развивается в эколого-эволюционном направлении, а на экскурсиях преобладает описание учителем систематики и морфологии растений и животных, что не способствует повышению уровня знаний школьников и их интереса к биологическому образованию. В-третьих, в современном биологическом образовании признается приоритет развития социально активной, экологически грамотной, творческой личности, а на экскурсиях более активен учитель, чем учащиеся, поэтому развивающее влияние экскурсий невелико. В-четвертых, основной целью экскурсии остается формирование знаний, при этом роль непосредственного контакта ученика с объектами и явлениями живой природы в естественной среде в развитии у школьников ценностного отношения к живой природе, экологической культуры, приобретении опыта творческой деятельности незначителен. И, наконец, учителя испытывают потребность в методиках моделирования экскурсии в творческой развивающей среде, а соответствующие разработки в литературе не отражены.

Совершенствование содержания биологических экскурсий необходимо начинать с усиления в них эколого-эволюционного аспекта изучения живой природы. Такой подход мы реализовали как в названиях биологических экскурсий, например «Жизнь растений весной», «Естественные экосистемы (экосистема леса, луга, водоема)», «Экологические группы млекопитающих», так и в системе проблемных заданий, задач, проектов, которые помогают школьнику усвоить функциональные, значимые для жизни и профессиональной деятельности знания и умения в процессе самостоятельного их решения. Помимо умственного развития, это стимулирует интерес и мотивацию школьников к обучению. У них развиваются творческие способности: умение видеть и формулировать проблему, выдвигать гипотезы, выявлять закономерности функционирования живых организмов и экосистем и т.п. Все это пополняет жизненный опыт школьника, формирует творческую личность и экологически грамотного специалиста (какую бы профессию он в дальнейшем не выбрал).

Деятельностный подход на биологических экскурсиях мы реализуем, используя многообразные типы учебной деятельности: исследовательскую, проектную, конструкторскую (ландшафтное проектирование и фитодизайн), решение системы учебных творческих задач и экологическую деятельность по охране социоприродной среды.

На первом этапе экскурсии организуется деятельность с помощью заданий репродуктивного уровня. Учитель показывает учащимся, как определять вид или характеризовать экосистему, после чего школьники осваивают алгоритм этих действий. Усилить самостоятельность можно, предложив школьникам выполнять задание по эвристическим предписаниям (тоже с алгоритмами деятельности), например, «Как наблюдать жизнь растения», «Как описать компоненты экосистемы», «Как провести биологический эксперимент» и др.

Мы разработали и используем инструкции по организации эвристической и мыслительной деятельности. Это обучение анализу биологических объектов или процессов, сравнению, обобщению, установлению причинно-следственных связей в биологических процессах и т.п. Например, в задании требуется осуществить морфофункциональный анализ цветкового растения. Эвристическое предписание показывает шестикласснику, что нужно описать вегетативную часть (последовательно описывая его жизненную форму, корневую систему, побег, листья, стебель, жилкование) и генеративную часть (расположение и особенности строения цветка, плода). В результате работы на этом этапе формируются умения описывать и распознавать объекты и явления живой природы.

На следующем, частично-поисковом, этапе уровень самостоятельной деятельности школьников повышается: они должны перенести знания и известные способы деятельности в проблемную (необычную) ситуацию. Учитель обращает внимание на противоречия, трансформирует содержание биологического материала в проблемные вопросы, задания и задачи, с помощью которых создается проблемная ситуация.

Движущей силой мышления и условием активности ученика становится интеллектуальное затруднение при поиске ответа на проблемный вопрос. Так, например, при проведении экскурсий по темам: «Задачи на маршруте», «Природа спрашивает», «Обобщим увиденное в природе» учащиеся должны объяснить, почему листья одного дерева, расположенные внутри или снаружи, вверху или внизу кроны, по-разному приобретают осеннюю окраску или почему у плодов таких разных растений, как липа мелколистная, ясень обыкновенный, клен остролистный и клен ясенелистный на семенах имеются очень сходные образования – крылатки?

На экскурсии «Жизнь растительного сообщества» в задании требуется выяснить, почему лес возле города, села или школы, который мы наблюдаем многие десятки лет (сюда любили ходить еще наши бабушки и дедушки, родители), изменяется с годами и по сезонам. Есть ли у леса законы развития? На этой же экскурсии шестиклассники решают проблему: растения в лесу – отдельные организмы, но в то же время лес мы называем растительным сообществом, подразумевая связи между организмами. Какие связи между организмами существуют в лесу?

Это частично-поисковое задание. Школьники, вычленив и осмыслив противоречие (в лесу множество и положительных, и отрицательных взаимоотношений организмов – паразитизм, симбиоз, конкуренция), учатся находить информацию для решения поставленных задач. Наблюдая жизнь леса, они находят примеры положительного и отрицательного воздействия живых организмов друг на друга. Так, иван-да-марья демонстрирует признаки растения-полупаразита.

Исследовательский метод считается сложным, малоприменимым в основном образовании, но специфика обучения в природе – в сущности, уже исследование. Решая предложенные задания различного типа, ученик самостоятельно проходит те же этапы, что и в научном исследовании:

1) наблюдение и изучение биологических фактов и явлений;
2) установление непонятных явлений, подлежащих исследованию (постановка проблемы);
3) выдвижение гипотез (как научного предположения о решении проблемы);
4) построение плана исследования;
5) выяснение связей изучаемого явления с другими;
6) формулирование решения и его объяснение;
7) проверка решения;
8) выводы о возможности и необходимости практического применения полученных знаний.

Разработанные нами исследовательские задачи обязательно включают указания на то, как их выполнять. Под учебной исследовательской задачей понимается реально существующая в биологической науке проблема, выраженная в словесной, знаковой, графической или другой форме. Она требует объяснения и доказательства закономерных связей и отношений в объекте исследования. Рассмотрим конкретные примеры исследовательских задач.

К первому типу отнесем задания, которые используются на экскурсии в музей при изучении экологических групп млекопитающих, например: «Опишите приспособления лося или другого оленя к наземной жизни. Рассмотрите соотношение размеров конечностей и туловища у зайца, лисицы, ежа, барсука. Выявите основные формы передвижения наземных зверей. Могут ли быстро бегать и прыгать еж и барсук? Какие приспособления компенсируют недостаток скорости у этих зверей?» Или такое задание: «Охарактеризуйте условия среды, которые определяют разнообразие растений суходольного луга». Такие задания могут быть сформулированы на каждой экскурсии, а их выполнение формирует у школьников знания и умения находить взаимосвязи организма и среды.

Пример задания второго типа: «Необходимо определить приспособления птиц к условиям обитания в антропогенном ландшафте». При этом школьники изучают экологические группы птиц, обитающих в парке города, и выявляют их приспособления к этим условиям жизни. Одно из заданий – разработать и предложить систему мер по охране этих птиц – ориентирует на практическое применение знаний.

Исследовательские задания третьего типа, предполагают проведение школьником биологического эксперимента в природе, на школьном участке, в кабинете, дома. Например, на весенней экскурсии по изучению сезонных изменений растений школьники выполняют задание: «Изучите влияние леса на окружающую среду школы или поселка». В течение нескольких дней школьники проводят сравнительное измерение температуры воздуха в различных участках леса и убеждаются, что лес делает более мягким климат около села, и потому его надо беречь.

Учебно-исследовательские задания четвертого типа – это биологические и экологические исследования, в которых предполагается выбор наилучшего из нескольких решений проблемы. Например, предлагаются темы: «Исследование экологии животных в урбанизированной среде» или «Изучение мест гнездования птиц в городе и разработка проекта по их охране»; «Разработка проекта ландшафтного дизайна и зеленой архитектуры школьного или приусадебного участка».

Задачи пятого типа – это самостоятельные исследования проблем, имеющих научное теоретическое или прикладное значение и актуальную для региона тематику. Задания этого типа мы используем на экскурсиях, курсах по выбору, в классах профильного обучения биологии. Это, например, такие исследования: «Перспективы строительства автомагистрали (бензоколонки, жилого дома) и его влияние на окружающую среду школы (школа №25, г. Владимир)», «Исследование Ильинского луга как памятника природы города Суздаля – историко-архитектурного памятника ХI в. (г. Суздаль, МОУ №1)». Порой в такой работе раскрываются объективно новые знания, имеющие личностную и социальную ценность.

На биологических экскурсиях мы применяем и метод проектов. Проектная деятельность – самостоятельное решение школьником (группой) одной или целого ряда учебных биологических и экологических проблем и, главное, практическое применение полученных знаний. Исследуемые на экскурсии проблемы берутся из реальной жизни. Ученики под руководством учителя самостоятельно их решают и получают реальный и ощутимый результат. Любой проект как вид самостоятельной работы можно назвать творческим.

Проект может выполняться индивидуально или группой учащихся. Тематика проектов может быть различной: биологической, экологической, связанной с ландшафтным конструированием, природопользованием, сохранением социоприродной среды и здоровья. Проект как вид творческой деятельности достаточно сложен в организации. Поэтому учитель помогает школьнику преодолеть возникающие трудности и корректирует его деятельность.

Форму защиты проекта можно выбрать любую: доклад или тезисы доклада, научная статья, научный отчет, реферат, «монография», «защита микродиссертации», выставка ландшафтных или дизайнерских конструкций и проектов. Важно создать такую обстановку, в которой ученик мог бы, пользуясь результатами проведенного исследования, проявить себя.

Оценку работ мы проводим по следующим критериям: актуальность проблемы; правильность сформулированных задач и выбранных методов исследования, обработки полученных результатов; логика изложения материала; глубина проникновения в проблему; обоснованность выводов и доказательность рекомендаций, предложений. Важно при оценке учесть активность ученика (или группы) при работе над проектом, эстетическое, ценностное и экологическое осознание предлагаемых решений и, главное, социальную направленность результатов исследования. Эта направленность может выразиться в виде практических предложений; наказов по решению биологических и экологических проблем депутатам; делового письма с предложениями компетентным органам, в мэрию, парламент, Президенту России, правительствам других государств. Учитель из носителя готовых знаний превращается в организатора проектной деятельности учащихся: он предлагает темы проектов, списки литературы, консультирует и оказывает помощь на всех этапах работы над проектом и при его оформлении.

Наивысшую степень самостоятельности выполнения имеют исследовательские проекты. Они включают самостоятельное формулирование проблемы, определение методов исследования, источников информации, выдвижение гипотез, решение обозначенной проблемы, экспериментальное исследование, выводы и предложения по практическому использованию результатов.

Темы исследовательских проектов для разных возрастных групп различны. Например, шестиклассникам, которые ориентированы на непрагматичное восприятие живой природы, можно предложить тему: «Растение (название вида), занесенное в Красную книгу России, и его состояние в нашем лесу. Меры охраны».

Алгоритм выполнения проекта

1. Прочитать, что написано об этом растении в Красной книге.
2. Описать его биологию и условия обитания в лесу.
3. Изучить состояние растения в нашем лесу и выяснить, какие неблагоприятные факторы влияют на численность растений.
4. Предложить и обосновать мероприятия по сохранению его численности.

Для подростков, отличающихся большей активностью и интересом к природоохранной деятельности, можно предложить исследовать такие проблемы, как «Экологическая ниша речного бобра» или «Видовой и количественный состав рыб реки или озера (конкретных)». При выполнении проектов они должны прочитать необходимую литературу, установить видовой состав, распределение по возрастам, места обитания и особенности питания рыб. По результатам работы над проектом можно составить деловое письмо в Инспекцию рыбоохраны о состоянии запасов рыб в данном водоеме и возможности их увеличения.

Темы проектов, предлагаемых старшеклассникам, затрагивают общебиологический материал, нацелены на развитие всей системы исследовательских умений. Например, на биологических экскурсиях по изучению естественных и искусственных экосистем разрабатывается исследовательский проект: «Оценка состояния окружающего леса и меры по его улучшению». В проекте школьники решают следующие проблемы. Какие лесные экосистемы – неустойчивые или устойчивые – нужны лично вам, вашим родственникам, большинству жителей села, поселка или города, где вы живете? Взгляните на эту проблему с позиций охраны природы. Совпадают ли они? Являются ли окружающие леса устойчивыми системами?

Как повысить их экологическую устойчивость? Прочитайте специальную литературу и сделайте сообщение в школе, опубликуйте статью в газете, выступите с докладом на школьной научной конференции, по радио или на телевидении о практических шагах по улучшению состояния лесов. Обсудите ваши предложения в ближайшем лесничестве.

При таком подходе в готовом проекте школьника появится социально значимая информация: большинству жителей нашего поселка нужны устойчивые лесные экосистемы. Это старые, многоярусные смешанные леса с большой биомассой и высоким биоразнообразием. Они давали много древесины для строительства, в них было много ягод и грибов, на больших полянах – неплохие сенокосы. Старые леса перемежались с болотами, со средневозрастными лесами и молодняками хвойных и лиственных пород. В настоящее время преобладают средневозрастные березняки, много посадок сосны. Их затронули лесные пожары. Под пологом березы идет рост ели. Ярусная структура выражена слабо. Эти леса изменяются с возрастом. Лесов много, но старых деревьев нет. Поэтому здесь не гнездятся летучие мыши, совы и другие птицы-дуплогнездники, мало белок. Это показатели несложившейся видовой и пространственной структуры экосистемы леса. Для повышения устойчивости экосистем лесов школьники предлагают посадку широколиственных пород (дуба и липы) по тем местам, где они росли раньше; изготовление дуплянок и других гнездовий для летучих мышей, сов, синиц. Для увеличения биологического разнообразия по опушкам лесов и берегам речек и ручьев, по обочинам дорог намерены посадить разные виды ив, рябину, черемуху, калину, боярышник, шиповник. Обсуждают возможность восстановления плотин на малых реках для увеличения обводненности территории и уменьшения числа лесных пожаров. В проекте могут быть и предложения по восстановлению осушенных болот для уменьшения количества пожаров на торфяниках. Работая над проектом, школьники могут создать сценарий видеофильма, который отразил бы экологические проблемы Подмосковья.

Продолжение следует