Понятийный аппарат Общей биологии

Изучение природоохранительных понятий в общей биологии IX класса начинается во введении. На введение целесообразно выделить два урока вместо одного и на них обобщенно дать представление об основных задачах биологии как науки и учебного предмета, включая и проблему охраны природы.

В курсе общей биологии при изучении вопросов охраны природы целесообразно разграничивать проблемы охраны сообществ и видов. Такое разграничение является несколько условным, однако оно помогает упорядочить разнородный материал и показать специфичность мероприятий по охране разных биосистем. Так, в курсе общей биологии IX класса более полно раскрыть понятие об охране природы можно на примере рационального использования популяций и сохранения видового многообразия биосферы.

При изучении темы «Эволюционное учение» следует так спланировать уроки, чтобы выделить в самостоятельные разделы вопросы об антропогенных факторах популяционно-видовых систем и природоохранительных факторах.

Кроме того, понятия, раскрывающие свойства вида и популя-ции, следует изучить более детально, так как на основе этих понятий развиваются эволюционные и природоохранительные знания. .Ниже предлагается один из вариантов планирования тем «Введение», «Общая характеристика биологии в додарвиновский период» и «Дарвинизм».

Введение. При построении первых двух уроков следует учитывать цели начального этапа обучения биологии; пробуждение инте-

Таблица 7 Примерное планирование уроков по общей биологии

(«Введение», «Общая характеристика биологии в додарвиновский период», «Дарвинизм»).

уроков

Темы уроков

Основные понятия   и представления

Определение понятий

1-2

3 4

10

12—18

Введение

Предмет   изучения общей биологии

Общая характеристика биологии в додарвиновский период

Развитие зоологии и ботаники. Труды К. Линнея.

Учение   Ж.   Б.    Ла-марка     об     эволюции живой     природы. К. Ф. Рулье

Дарвинизм

Развитие понятия о виде в биологии. Критерии вида

Популяция — множество особей

Взаимосвязи особей в популяции

Устойчивое  воспроизводство — системное свойство популяции

Интенсивность размножения особей в популяции

Реакции популяции на антропогенные факторы среды

Исторические предпосылки возникновения учения Ч. Дарвина

Биологические системы среда и ее факторы, эволюция, использование биосистем, охрана природы

Понятие «вид» в представлении К.  Линнея

Понятие   «вид»    в   трудах Ламарка

Критерии (признаки, методы определения) вида, родовые и видовые понятия в логике. Многообразие видов

Популяция — состав, численность, иерархия. План анализа биологической системы. Иерархия — фактор среды

Территориальность, плотность, связи особей — информационные, наследственные, вещественно-энергетические Плотность—фактор среды

Устойчивое    воспроизводство — следствие взаимосвязей особей Целостность Колебания численности

Интенсивность размножения, колебания численности. Факторы роста и ограничения численности. Популяция — открытая система

Факторы      истребления, беспокойства, нерационального использования

Система, природная среда, охрана   природы

Вид, ареал,   популяция

Иерархия

Плотность

Вид

Продолжение

М

уроков

Темы уроков

Основные понятия и  представления

Определение понятий

18—19

Наследственность  и изменчивость

Искусственный      отбор

Борьба за  существование и ее формы

Естественный   отбор, его формы

Микроэволюция

Элементарные эволюционные факторы

Видообразование

Результаты     эволюции

Охрана видов   и популяций

Регулирование численности популяции

Роль заповедников  в  охране эталонов природы

ресов к проблемам общей биологии; введение системы основных понятий, изучаемых на уроках общей биологии; установление основных связей системы понятий с предыдущим опытом учащихся.

Система понятий, вводимых на первых уроках общей биологии

Среда влияет на свойства систем, а биологическая

система является средообразующим фактором

В системе основных понятий, вводимых на первых уроках, можно выделить четыре элемента: биологические системы, среду, эволюцию, охрану природы.

Системообразующие связи их представлены на схеме 3.

Связи с предыдущими курсами наиболее целесообразно строить о учетом ведущих понятий курса общей биологии, мобилизуя элементы знаний, полученные при изучении ботаники, зоологии, анатомии и физиологии и гигиены человека. Ниже приводим состав знаний, получаемый школьниками к началу IX класса, эти знания следует включать в общую систему понятий (табл. 8).

Таблица  8

Общие понятия

Частные понятия

Биологическое системы

Природная среда Эволюция

Охрана природы

Организменная (растение, животное, бактерия, гриб); биоценотпческая (сообщество растений, связи растений с животными); видовая (многообразие видов растений, животных, грибов, бактерий)

Влияние абиотических и биотических факторов на организм, влияние использования растений и животных на их численность

Элементарные представления о развитии растительного мира, об основных этапах эволюции животных

Первичные представления о факторах эволюции — изменчивости, борьбе за существование, естественном отборе

Элементарные представления о регулировании численности видов (ограничение промысла, акклиматизация, создание условий для размножения). Заповедность

Важнейшая задача введения заключается в пробуждении интереса к проблемам взаимодействия общества и природы, охраны природы. Развитие интереса связано с личностным смыслом изучения того или иного материала. Процесс обучения далеко не сводится к интеллектуальным операциям, к установлению логических связей п т. п. Усваиваемый материал неизбежно приобретает для учащегося тот или иной личностный смысл, причем в зависимости от этого личностного смысла усвоение осуществляется по-разному даже в условиях одной п той же деятельности.

Возбуждение у каждого учащегося личного интереса к природоохранительной деятельности — чрезвычайно важная задача курса общей биологии, в частности общей биологии IX класса. Важность ее определяется тем, что в отличие от других видов деятельности природоохранительная деятельность, сама проблема взаимосвязей человека и природы, общества п природы должна быть знакома каждому человеку, осознаваться каждым как гражданский долг. Возбуждение интереса мы связываем прежде всего со строгой логикой обоснования необходимости природоохранительной деятельности и раскрытия перспектив управления сложной системой «общество — природа», перспектив преобразования биосферы в сферу разума — ноосферу.

Основные приемы введения понятий следует связывать с движением мысли от наиболее общих положений к понятиям меньшей общности: от биосферы — к основным системам надорганиз-менного уровня; от использования природы — к использованию живых систем видов и сообществ; от влияния использования на биосферу — к влиянию на биологические системы низших уровней организации; от охраны биосферы — к охране популяций и видов.

Выдвижение и осознание познавательных задач, решение которых связано с изучением общей биологии IX класса, способствуют введению понятий.

Представление о биосфере как целостной планетарной оболочке позволяет подходить к изучению биоценозов и популяций видов как к элементам целого. Первые представления о целостности природной среды формируются в процессе беседы на основе использования таблицы о биосфере (из серии таблиц по общей биологии). Учитель сообщает школьникам, что биосферой называется особая оболочка планеты Земля. В нее входят часть атмосферы, вся гидросфера, верхняя часть литосферы и все живые организмы. Все элементы биосферы связаны сложными круговоротами веществ и потоком энергии, получаемой от Солнца. Ее границы обозначают пределами распространения живых организмов, ранее населявших Землю и распространенных в настоящее время.

Везде в пределах биосферы встречается либо живое вещество, либо следы его биогеохимической деятельности. Газы атмосферы (кислород, азот, углекислота), также нефть, уголь, известняки, глины и их метаморфические производные (сланцы, мрамор и др.) в своей основе созданы живым веществом планеты. Слои земной коры, лишенные в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, В. И. Вернадский относил к области «былых биосфер».

Конкретизировать представление о биосфере помогает выполнение следующего задания.

Используя приведенные ниже данные, укажите границы современной биосферы в километрах. -

Бактерии и споры „встречались на высоте 9000—18 000 м над уровнем моря.

Птиц наблюдали на высоте около 8200 м над уровнем моря, а пауков — около 6700 м.

Верхняя граница  распространения зеленых растений — около  6100 м.

Наибольшая глубина, на которой встречаются растения,— около 30 м ниже уровня моря, а животные — до 11 000 м.

Бактерии встречаются на глубине 600—800 м, а в нефтеносных пластах— до 3500 м.

Учитель поясняет, что в курсе биологии изучают только живое вещество биосферы: растения, грибы, животных, микроорганизмы, которые образуют сообщества — биоценозы. В сообщества входят производители органического вещества (растения), потребители органического вещества (животные, грибы, микроорганизмы) и разрушители органического вещества (микроорганизмы).

Любое природное сообщество образовано популяциями видов. Популяции видов, в свою очередь, состоят из множества особей (организмов) данного вида.

На вводных 'уроках обобщаются элементы знаний о среде. Понятие о природной среде имеет двоякое значение в курсе общей биологии. С. одной стороны, это важнейшее общебиологическое понятие, развитие которого позволяет раскрыть учащимся сложные природные зависимости. С другой стороны, это понятие имеет самое непосредственное отношение к природоохранительным знаниям.

Проблема охраны природной среды выступает так остро именно потому, что деятельность человека вносит зачастую резкие, необратимые изменения в среду обитания всех живых организмов. Изменения в окружающей среде угрожают в первую очередь здоровью человеческого организма, поэтому оценка состояния природной среды является одним из обязательных условий управления природными системами.

Сам термин «природная среда» предполагает наличие объекта, по отношению к которому нечто выступает как среда. В соответствии с этим подходом понятие о среде обитания (или окружающей природной среде) будет иметь всякий раз свое определение в зависимости от того объекта, по отношению к которому оно рассматривается.

Используя таблицу 9, учитель дает определение среды по отношению к организму. Средой является все то, что прямо или косвенно влияет на основные свойства этой биологической системы, а именно: на рост, развитие, состояние, выживание. По отношению к популяции как биосистеме средой являются факторы, которые прямо или косвенно влияют на устойчивое воспроизводство и эволюционные процессы; аналогично по отношению к биоценозу —' факторы, которые влияют на трансформацию вещества и энергии, а также на устойчивое состояние биоценоза во времени.

Понятие о природной среде имеет ряд подчиненных, .основным из которых Является понятие в факторах среды. Хотя среда и выступает по отношению к системе как нечто пелое, однако это суммарное воздействие среды на систему слагается из определенных самостоятельных, качественно различных сил. Каждое самостоятельное воздействие принято называть фактором среды. Их классификация представлена в таблице 9.

Понятие об антропогенном факторе дается во введении при перечислении основных видов трудовой деятельности .человека в области промышленности транспорта, сельскогохозяйственного производства,

Таблица 9

Фак- торы

Показатели

Абиотические

Биотические Антропогенные

Уровень радиации, температура, влажность, атмосферное давление, ветер, уровень звуковых волн, направленность электромагнитных полей, показатели гравитации, рельеф, химический состав воды, воздуха, почв, механический состав (агрегатность и геоморфологические особенности) поверхности

Взаимодействие особей в популяции, взаимодействие популяций разных видов, влияние популяций и сообществ на абиотическую среду

Сельскохозяйственная, промышленная, градостроительная, транспортная, военная, природоохранительная и другие виды деятельности человека, влияющие на абиотические и биотические факторы среды

градостроительства, военных действий и др. При этом указывается на то, что все виды деятельности человека (за исключением военной) неизбежно вызывают противоречивые (как положительные, так и отрицательные) изменения в природной среде. Соответственно ответные изменения (реакции) возникают и в биологических системах.

Здесь же следует отметить, что воздействие антропогенного фактора на биологические системы может быть как прямым, так и косвенным. Примерами прямого воздействия могут быть сокращение площадей, занятых растениями — фотосннтезирующими организмами, вследствие строительства дорог, городов, промышленных объектов и т. п., уничтожение отдельных видов растений и животных, создание искусственных агроценозов.

Более многообразно опосредованное, косвенное влияние антропогенных факторов на живую природу. Особенно опасно качественное изменение физических п химических показателей окружающей среды вследствие загрязнения, например изменение химического состава воздуха.

Важным обучающим моментом служит установление связи понятия «антропогенные факторы» с понятием «использование природных ресурсов и природной среды». Необходимо постоянно обращать внимание учащихся на то, что антропогенные факторы являются проявлением разнообразных форм использования природных ресурсов и природной среды.

Использование природы — абсолютный закон существования общества.

Заполнение таблицы 10 позволит конкретизировать это положение.

Таблица  10

Использование популяций видов и их сообществ

Цели использования

Примеры

Получение урожая биомассы Регулирование численности видов В качестве среды жизни и отдыха

а)  человека

б)  животных
Получение научных знаний