Ерхова Любовь Михайловна

Республика Татарстан Тукаевский район п.Татарстан

МБОУ «Князевская средняя общеобразовательная школа»

Биология

Практикум «Мониторинг окружающей среды»

для учащихся среднего – старшего звена

продолжительность работы в течение календарного года

Практикум «Мониторинг окружающей среды»

Краткая аннотация

Практикум - учебное пособие с практическими заданиями, помогающее освоить учебную дисциплину практически. Данный практикум, с применением в исследовательской деятельности информационно-коммуникационных технологий, позволит расширить круг экспериментальной деятельности учителя и ученика. Разработан с целью реализации программы экологического мониторинга Республиканского проекта «Здоровье моей школы» в Республике Татарстан.

Пояснительная записка.

Цель: Сформировать представление научного подхода к исследованию явлений природы с использованием новых информационно-коммуникационных технологий.

Задачи:

1. Повысить мотивацию учащихся к исследовательской деятельности.

2. Сформировать у учащихся навыки проведения исследования, которые обеспечивают формирование способностей к самостоятельному усвоению новых знаний.

3. Реализовать индивидуальную образовательную траекторию учащегося при поведении исследовательской работы.

4. Сформировать у учащихся готовность самостоятельно, творчески осваивать и апробировать новые способы деятельности в любой области культуры.

5. Особенностью практикума является использование при проведении исследований информационно-коммуникационных технологий, которые выводят на новый качественный уровень полученные результаты исследований, реализовывают принцип наглядности, повышают интерес учащихся к исследовательской деятельности, способствует формированию навыков научного анализа явлений природы.

6. Создание и развитие информационного общества (ИО) предполагает широкое применение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании, что определяется рядом факторов:

-внедрение ИКТ в образование существенным образом ускоряет передачу знаний и накопленного технологического и социального опыта человечества не только от поколения к поколению, но и от одного человека другому;

-современные ИКТ, повышая качество обучения и образования, позволяют человеку успешнее и быстрее адаптироваться к окружающей среде и происходящим социальным изменениям. Это дает каждому человеку возможность получать необходимые знания, как сегодня, так и в будущем постиндустриальном обществе;

-активное и эффективное внедрение этих технологий в образование является важным фактором создания системы образования, отвечающей требованиям ИО и процессу реформирования традиционной системы образования в свете требований современного индустриального общества. Информационные технологии - представление в электронном виде, обработка и хранение информации, но не обязательно ее передача. ИКТ-серия действий и технологий, возникающих благодаря объединению ИТ и коммуникационных технологий. Коммуникационная технология - передача информации посредством общения.

Цифровая лаборатория – новое поколение естественно-научных лабораторий – мы используем, как оборудование для проведения исследований, демонстраций, лабораторных работ.

Важная особенность лаборатории - получение данных, недоступных в традиционных учебных экспериментах. Считается, что ухо человека воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц до 20 000 Гц. Вредное воздействие на здоровье человека оказывают ультразвуки и инфразвуки, датчик звука может их зарегистрировать, предупредив об опасности. Компьютер и датчики: звука, температуры, ионизирующего излучения, регистрируют данные, которые в полевых условиях позволяют провести комплексное исследование данной местности. Информация сохраняется в виде графиков, таблиц и ее удобно в дальнейшем использовать при проведении анализа исследования и составления отчета.

Сегодня очень важно вооружить учащегося не столько знаниями, сколько способами овладения ими. При проведении предлагаемых работ формируются универсальные умения и навыки, которые позволяют ученику применять свои знания в нестандартных ситуациях.

Ожидаемыми результатами обучения являются: повышение эффективности учебного процесса, формирование элементов экологической культуры, формируется ИКТ-грамотность, формирование исследовательских умений и осуществление развития творческой личности ученика.

Новизна: Формируется понятие научного способа познания при проведении исследовательской деятельности с помощью информационно-коммуникационных технологий.

Содержание

Рекомендации по организации практикума:

Лабораторные работы практикума можно использовать как в ходе урока, так и в работе объединений дополнительного образования. Успех исследования неотделим от своего носителя – педагога, вопрос о его личности как совокупности творческих, педагогических, психологических и коммуникативных качеств, приобретает наиболее важное значение. Сегодня, в современном постиндустриальном информационном обществе ученику необходимы ИКТ-компетентные учителя. Техническое оснащение школ может внести корректировки в проведение исследований, при этом возможны потери в качестве результатов, но это не помешает формированию универсальных исследовательских умений и навыков.

Во внеурочной деятельности исследования проводятся с учащимися, которые приходят на объединение дополнительного образования. Продумывается ход эксперимента, готовится необходимое оборудование (компьютер c необходимыми датчиками), проводятся неоднократные замеры, сохраняются результаты, анализируются, оформляются работы на нетбуке в программах Word, Excel, Power Point. Исследования проводятся на качественно новом уровне: регистрируется не только конечный результат, но и весь процесс изменения параметров. Информация сохраняется в виде графика и при необходимости ее можно продемонстрировать еще раз. Режим измерений может быть и очень кратким (сотые доли секунды), и долгосрочным (несколько дней). Лаборатория мобильна и невелика по размерам, легка в эксплуатации и заменяет ряд сложных измерительных приборов, поэтому удобно ее использовать при проведении экскурсий или во время походов.

Экологическая исследовательская работа должна стать одной из наиболее перспективных и массовых форм практической деятельности школьников. Темы экологических исследований для учащихся следует подбирать, исходя из реалий современной жизни.

Методические материалы

Тема «Измерение параметров микроклимата в школе.

Цель: Проверить соответствие параметров температуры санитарно-гигиеническим нормам.

Теоретические основы: Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций. При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению.

При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена. Так, при работе в горячих цехах оптимальное влияние на теплообмен и самочувствие оказывает относительная влажность воздуха 20%.

Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

ГОСТ 30494-96 «Параметры микроклимата»

Оборудование:

• Компьютер

• Датчик температуры.

Монтаж экспериментальной установки

Подключите датчики

Установка параметров измерения

• длительность – 3-5 минут

Порядок проведения эксперимента

1. Провести измерение температуры воздуха в кабинетах на первом, втором, третьем этажах, а также в коридорах школы.

2. Записать в виде комментария порядок помещений, в которых выполнялись измерения.

3. Сохранить результат эксперимента.

Обработка и анализ результатов

1. Открыть файл опыта ПК.

2. Экспортировать полученные данные в электронные таблицы.

3. Отсортировать полученные данные по номерам кабинетов или по возрастанию (убыванию) параметров, постройте гистограмму по полученным данным.

4. Распечатать таблицы с названиями помещений и соответствующими значениями параметров, или постройте их в тетради, используя табличные данные. Выделить в таблицах названия помещений, обладающими наибольшими и наименьшими значениями, а также помещений, в которых значения не достигают необходимой нормы.

5. Сделайте выводы.

Тема «Измерение параметров микроклимата на территории школы»

Цель работы: Определить особенности влияния почвенного покрова на микроклимат территории макрорайона школы.

Теоретические основы: В пределах территории школьного микрорайона под влиянием местных условий (почвенно-грунтовых особенностей, характера растительного покрова), создаются особые условия, получившие название микроклимата. Для проведения наблюдений необходимо измерение температуры на двух уровнях:

- в приземном слое на высоте 0-20см

- на высоте человеческого роста 150-200 см

При всех температурных измерениях датчик температуры должен находиться в тени. Как правило, в приземном слое более высокая влажность, зато температура на 2-5 градусов ниже. В городе на передний план выдвигается мощный антропогенный фактор. Основные компоненты: асфальтированная поверхность почвы, каменные, бетонные стены зданий, оживленные транспортные магистрали. В качестве возможных вариантов можно предложить сравнение микроклиматических наблюдений в деревянных и каменных домах; у внешней стороны многоэтажных здания и в его дворе; непосредственно у стен здания школы с учетом их экспозиции. Интересно и поучительно для учащихся провести микроклиматические наблюдения в разных фитоценотических условиях: лес, луг, засеянный агроценоз и т.д. В этих условиях особенно четко прослеживается влияние растительности на микроклимат приземного слоя воздуха.

Оборудование:

• Компьютер

• датчик температуры

Монтаж экспериментальной установки

Подключите датчики

Установка параметров измерения

• длительность каждого замера –3-5 минут

Порядок проведения эксперимента

1. Подключить датчик температуры.

2. Проведите измерения в точках, выбранных в соответствии с планом территории школьного участка и/или прилегающего парка.

3. Запишите в виде комментария наибольшие/наименьшие значения.

4. Сохраните результат эксперимента.

Обработка и анализ результатов

1. Откройте файл опыта на КПК или ПК.

2. Экспортируйте полученные данные в электронные таблицы.

3. Отсортируйте полученные данные по точкам территории или по возрастанию (убыванию) температуры, постройте гистограмму по полученным данным.

4. На каких участках территории параметры температуры отличались друг от друга? Почему?

5. Как и почему отличаются параметры температуры и на высоте человеческого роста?

6. Сделайте выводы.

Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:

1. Какие фитоцинотические условия вы знаете?

2. Как они могут влиять на на микроклимат территории?

3. Что является антропогенным фактором? Как он влияет на микроклимат территории?

Тема « Оценка качества питьевой воды»

Цель работы: Оценить качество воды.

Теоретические основы работы: Физико-химическими показателями воды являются: водородный показатель (рН) и жесткость воды. Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию рН около 7. Другим важным показателем является общая жесткость воды. Она обусловлена, главным образом, присутствием растворенных соединений кальция и магния в воде. Жесткостью воды связана ее проводимость. Чем больше ионов растворено в воде, тем выше ее проводимость. Проводимость воды можно измерять специальным датчиком.

Оборудование:

• Компьютер

• Датчик рН

Монтаж экспериментальной установки

Подключите датчики

Установка параметров измерения

• длительность измерений – 3-5 минут

Порядок проведения эксперимента

1. Взять пробу водопроводной воды.

2. Измерить величину рН и проводимость соответствующими датчиками.

3. Сохраните результат эксперимента.

Обработка и анализ результатов

1. Откройте файл опыта ПК.

2. Экспортируйте полученные данные в электронные таблицы.

3. Отсортируйте полученные данные проводимости и рН, постройте гистограмму по полученным данным.

4. Распечатайте таблицы с соответствующими значениями проводимости и рН, или постройте их в тетради, используя табличные данные. Выделите в таблицах наибольшие и наименьшие значения проводимости и рН.

5. Сделайте выводы.

Вопросы для предварительного опроса и защиты работы:

1. Чем обусловлена проводимость воды? От чего она зависит?

2. От чего зависит величина рН воды?

Литература

1. Методические рекомендации по созданию сети школьного экологического мониторинга Иванов. А.В., Смирнов И.А. /ООО «Научные развлечения»