Экологические аспекты в содержании дисциплин естественно-математического цикла

Разрабатывая планы и программы экологического образования, государственные образовательные учреждения особое внимание уделяют определению междисциплинарных тем, разделов экологической направленности, и прежде всего, в процессе изучения естественных наук и географии (табл. № 5, № 6).

 

Таблица № 5

Экологические аспекты содержания среднего образования

Тема	Аспекты	Предмет
Климат	Влияние климата на растительность Влияние загрязнения на климат Разрушение озонового экрана, тепличные газы, кислотные осадки	Естественные науки Технология География
Почвы Горы Минералы	Ограниченность полезных ископаемых Управление использованием природных ресурсов Эрозия почв, плодородие почвы, сохранение почв Влияние добывающей промышленности на почвы	Естественные науки Технология География
Вода	Причины загрязнения воды, сохранение водных запасов Проблемы водоснабжения Влияние антропогенной деятельности на кругообороте воды в природе	Естественные науки Технология География
Энергия	Ограниченность запасов традиционных видов топлива Энергосбережения Загрязняющий эффект энергопотребления	Естественные науки Технология География
Флора и фауна	Забота обо всем живом. Охрана исчезающих видов Использование дикой природы Разрушение естественной среды обитания растений и животных	Естественные науки Технология География
Люди и их сообщества	Совместные и расходящиеся черты человеческих группировок и их влияние на методы природопользования Демографические проблемы, миграционные процессы Культурологические аспекты экологических проблем. Влияние цивилизаций прошлого на окружающую среду Влияние природы на развитие человеческого общества	Естественные науки Технология География История
Строительство Промышлен-ность Отходы производства	Влияние промышленности на окружающую среду Причины и сущность техногенных изменений в окружающей среде Планирование и дизайн, отходы и их утилизация Разнообразие технологий Влияние новых технологий на жизнь общества	Естественные науки Технология География

 

Таблица № 6

Экологические аспекты межпредметных тем ученого плана

Тема	Цель	Экологические аспекты
Экономическое образование и понимание промышленного развития Экономическое мышление	Развитие знаний, умений и отношений для понимания промышленных, экономических, деловых, коммерческих, финансовых процессов	Осознание влияния экономической деятельности на окружающую среду, оценка информации из различных источников и принятия информированных решений, понимание технического развития и его влияния на общество и окружающую среду; формирование чувства ответственности потребителя и гражданина за рациональное использование ресурсов
Медицинское образование	Развитие понимания и формирования моделей поведения по защите детей от заболеваний, пропаганда здорового образа жизни	Возможные источники опасности для здоровья в школьной среде, личная ответственность за санитарное состояние школы и окружающей среды с целью сохранения физического здоровья учащихся
Профессиональное образование и управление	Подготовка учащихся к выбору будущей профессии, изменений, которые повлияют на их будущее, подготовка к самореализации Окружающая среда как сфера профессиональной деятельности	Ознакомление с экологическими аспектами различных видов профессиональной деятельности в данной местности, их исторические изменения и влияние на окружающую среду
Граждановедение Обществоведение Взаимопонимание	Воспитание будущих граждан. Формирование мотивации учения, воспитания уважения к другим, оценка взаимозависимости людей в обществе, разрешение конфликтов несиловыми методами	Ознакомление с процессами планирования развития общества, конфликтами и давлением на окружающую среду, с важностью эффективных действий по защите и управлению окружающей средой, с формированием политики и принятием решений. Участие в проектах по сохранению и улучшению окружающей среды
Культурное наследие	Понимание народных традиций, их возникновения, развития, формирование умения критически оценивать культурное наследие человечества	Изучение влияния культуры на окружающую среду, на национальный ландшафт
Информационные технологии	Критическое и оценочное отношение к информации, информационным технологиям, сбор информационных данных, моделирование, контроль и измерения, оценка влияния информационных технологий на жизнь людей	Получение, сбор, обработка, систематизация данных в условиях реальной действительности. Их обсуждение и презентация с использованием различных информационных технологий

Процесс планирования содержания экологического образования и его внедрение в школьную систему включает ряд этапов:

- анализ учебных программ для их согласования с целью, задачами и принципами экологического образования, определение важных межпредметных связей;

- организация учебно-воспитательного процесса: отбор экологически ориентированных знаний, проведение экспериментов и исследований, направленных на овладение умениями взвешенно действовать в окружающей среде.

Главной задачей программы экологического образования выступает формирование экологического сознания, экологически целесообразного отношения к окружающей среде, то есть овладение опытом эмоционально-ценностных отношений с природой на основе общечеловеческих ценностей. Программы экологического образования направлены на обеспечение учащимся возможности получить необходимые для понимания природных процессов знания и участвовать в процессе принятия решений по окружающей среде, получить опыт общения с природой, организовать практическую природоохранную деятельность на локальном уровне. Экологическое образование ориентирует молодежь на выявление экологически целесообразных принципов природопользования, на анализ взаимосвязи и взаимозависимости природных объектов; создает условия для развития положительных эмоций и чувств по отношению к окружающей среде, для формирования умений и навыков исследовательского характера, для осознания молодежью того, что современное состояние окружающей среды является результатом производственной деятельности предыдущих поколений. Школьники должны научиться понимать причины возникновения экологических проблем и пути их решения, сочетая учебно-познавательную деятельность в школе с практической природоохранной работой в общественных экологических организациях. Для успешной реализации выдвинутых задач необходимо соблюдать следующие условия:

- координация программ экологического образования на всех уровнях (от школьного до международного);

- постоянный поиск новых межпредметных связей;

- согласование содержания экологического образования с учебными планами школ;

- постоянная связь между учителями-предметниками для предотвращения дублирования содержания;

- разнообразие методов и форм реализации задач экологического образования;

- организация специальных курсов для учителей и практической природоохранной деятельности на локальном уровне;

- использование любой возможности для организации внеурочной воспитательной деятельности по охране окружающей среды (уборка территории школы, экскурсия в парк и т.д.);

- обеспечение ведущей роли учителя во внеурочной воспитательной работе по охране природы;

- экономное использование природных ресурсов (воды, света);

- учет различных соображений по поводу экологических проблем с целью формирования правильных решений;

- участие в деятельности молодежных групп и организаций;

- постоянный пересмотр и совершенствование программ экологического образования;

- участие учащихся в мониторинге окружающей среды, ее сохранении и улучшении.

Интеграция экологического компонента в содержание среднего образования осуществляется на основе освещения таких аспектов проблемы окружающей среды, как: естественные процессы, которые являются фундаментальными для функционирования биосферы; влияние антропогенной деятельности на экологические процессы, флору, фауну и окружающую среду; рациональное природопользование, обеспечение устойчивого мирового развития. А. Тайлор предлагает включить в содержание обучения следующие темы: природные ресурсы, геология, климат, ландшафт, энергия, человек, культурное наследие и живые организмы [366].

Предложенные А. Тайлором темы для включения в содержание экологического образования

Название темы	Содержание темы
Воздух и атмосфера	Их качество, состав, прозрачность, факторы, влияющие на состояние и качество воздуха
Водные ресурсы	Наземные и подземные источники питьевой воды, ее исчерпание и сокращение запасов, водопользование, морские воды и ресурсы
Водоемы	Размеры и состояние рек, озер, резервуаров
Почвы	Классификация почв, эрозия, разрушение ландшафтов, водный баланс, потенциальные эрозионные факторы, размещение отходов
Геология	Типы гор, минеральные ресурсы
Ландшафт	Их характеристики, качество сельских и городских пейзажей
Климат	Температура, направление ветра, осадки и другие климатические характеристики
Человек	Его физическое и психическое здоровье, благосостояние
Культурное наследие	Городские и сельские территории, которые находятся под охраной, памятники старины, историко-архитектурные места
Энергия	Излучения, электромагнетизм, радиация, шум, вибрация
Живые организмы	Птицы, насекомые, амфибии, рыбы, водоросли, флора суши и моря

 

В Национальном учебном плане программа изучения естественных наук состоит из четырех тематических блоков:

- научные исследования,

- жизненные процессы и живые организмы (биология),

- вещества и их свойства (химия),

- физические процессы (физика).

Тема «Научные исследования» изучается в контексте всех других тем и предполагает формирование у школьников исследовательских умений, знаний и понимания процесса выдвижения идей и доказательств в науке, получения, интерпретации, анализа, оценки и презентации доказательств (табл. № 8).

Таблица № 8

Конкретизация умений к теме «Научные исследования»

Умение	Их конкретизация
Планировать исследования	трансформировать идеи в такую форму, которую можно исследовать, определив соответствующие подходы и методы; решать, какие доказательства выступают более убедительными: собственно эксперимент или источники доказательств иного порядка; проводить подготовительную работу к научным исследованиям и выдвигать собственные гипотезы, предполагать там, где это возможно; определять ключевые факторы, которые необходимо учитывать, собирая доказательства и используя различные методы и формы обучения и учебно-познавательной деятельности (полевая работа, практикум, смотр-отчет и т.п.); определять содержание и объем необходимых научных данных, методику, оборудование, вещества (например, определить необходимый размер образца биологического материала для исследования)
Получение и презентация доказательств	использовать различное оборудования и вещества с соблюдением требований техники безопасности; наблюдения и измерения с применением различных средств, включая информационные и компьютерные технологии для систематизации данных; выбор оптимальных методов наблюдения и измерения во избежание ошибок и получения объективных доказательств; применение различных методов исследований, включая диаграммы, графы, карты, таблицы и информационные и компьютерные технологии для презентации количественных и качественных данных
Анализ доказательств	отображение структуры и взаимосвязей между ее компонентами и полученными данным с помощью разнообразных средств; выводы из наблюдений, измерений на основе значительного объема различных данных; анализ степени соответствия выводов гипотезе или выдвижение новой; использования научных знаний для объяснения и интерпретации результатов наблюдений, измерений или других данных, обоснованные выводы на их основе
Оценка результатов	определение противоречий в наблюдениях и измерениях и их объяснение; определение обоснованности доказательств для выводов и интерпретации данных; поиск возможных путей улучшения исследовательских методов

Составители учебного плана считают, что данные аспекты способствуют осознанию учащимися взаимосвязи между эмпирическими фактами, доказательствами и научными объяснениями с использованием исторических и современных примеров (какое значение имеют работы Лавуазье для определения возможных причин глобального потепления). Перед школьниками раскрывается важность процессов выдвижения, формулировки и тестовой проверки гипотез, их научных доказательных объяснений. Дети знакомятся с теоретическими и экспериментальными методами научного познания окружающей среды учеными прошлого и современности, значимости доказательств и творческой мысли в развитии науки. У подростков и старшеклассников надо сформировать исследовательские умения планировать исследования, получать и представлять доказательства, анализировать и оценивать их.

Программа изучения естественных наук предполагает развитие коммуникативных умений: использовать научную терминологию, символы, систему единиц СИ, формулы для выражения научных идей; представлять научные объяснения, основанные на объективных доказательствах. В плане определяются правила техники безопасности проведения научных исследований, практических и лабораторных работ по естественным дисциплинам. Характерной чертой плана является его направленность на практическое применение научных знаний в повседневной жизни и в будущей профессиональной деятельности, а также наличие проблемности в течение всего процесса изучения естественных дисциплин. Главными принципами организации учебно-воспитательного процесса выступают связь обучения с жизнью общества и окружающей среды, развитие самодеятельности, творческой активности и самостоятельности детей.

Вообще, цель подавляющего большинства учебников – заставить школьников задумываться, размышлять и действовать.

Системный подход характеризуется определением системы и изучением энергообмена между системами и между системами и окружающей средой. Структуру процесса энергообмена авторы раскрывают наглядно в графическом виде с использованием диаграмм производства и потребления энергии и схемы внутрисистемного энергообмена. Положительные аспекты такого подхода состоят в том, что проблема энергии и энергообмена рассматривается в связи с другими отраслями и разделами физики; стимулирует учеников к выдвижению и постановке фундаментальных вопросов; раскрывается последовательность решения проблемных задач.

Например, изучая атмосферу и проблему ее загрязнения, школьники знакомятся с определенными фактами, которые иллюстрируют эти явления. Детям предлагают представить степень и масштабы загрязнения атмосферы страны и планеты в целом, если маленький город с 10 тысячами жителей ежедневно выбрасывает в атмосферу 5 тонн сажи, копоти, токсичных газов, которые образуются в результате сжигания топлива.

А вообще, как отмечает М. Браун, образование XXI века. должно быть гибким, основываться на понимании сущности знаний, развивать способности учащихся, удовлетворять их потребности. Современная формулировка цели изучения физики – развитие и формирование умений исследовательского характера и понимания учащимися науки в процессе учебно-познавательной деятельности – отвечает существующим методическим подходам в образовании для будущего. Определяются возможные пути развития умений работать с компьютером, получать, обрабатывать и корректировать информацию, планировать и осуществлять исследования, задавать вопросы, выдвигать и формулировать гипотезы, интерпретировать результаты исследований, оценивать научные доказательства.

Таблица № 10