Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория и методика обучения биологии экологическое образование и воспитание. Учебное пособие
.pdf
глядя, палку за спину, и там, где она упадет, закладывает пробную площадку (и
так 5–10 раз). Математическое же размещение проб — это размещение в строго
геометрическом порядке (в шахматном или через равные промежутки по прямой), либо проведение наблюдений через равные промежутки времени, либо
выбор каждой пятой, десятой и т. д. пробы для обследования. Вместе с тем, если пространство неоднородно, то, например, площадки размещают так, чтобы
они характеризовали участки с разными свойствами.
6. При обработке собранных материалов (проб, наблюдений, опытов
и т. п.) и изложении результатов необходимо как можно более полно сравнить
полученные данные. Сведение их в таблицы или представление в графиках и
диаграммах — самый наглядный и экономный способ обработки первичных
данных. Однако сами по себе таблицы, диаграммы и графики — лишь материал
для описаний и размышлений. Все результаты, подлежащие обсуждению,
должны отражать только собственные наблюдения и опыты. Сравнивать их
можно (а иногда и необходимо) с данными, содержащимися в литературе, с
обязательной ссылкой на используемые источники.
7. Обработку результатов проводят после окончания наблюдений или
учетов на основании записей в полевых дневниках. Это можно делать различными способами. Например, записи полевых наблюдений ежевечерне систематизируют и группируют по видам в специальном дневнике (общей тетради) или
заполняют «Карточку регистрации встреч» и т. п. Систематизированный фактический материал должен быть максимально достоверен, полноценен и охва-
тывать весь период наблюдений; стиль изложения — максимально сжатый,
главное внимание уделяется сводным таблицам, картам, рисункам.
8. После того как собранные материалы обработаны и проведено обсуж-
дение полученных результатов, полезно вернуться к поставленным задачам и
посмотреть, решены ли они. Краткое изложение результатов работы, содержа-
щее ответы на вопросы задач, — это выводы, к которым исследователь пришел
в результате проведенных исследований. Формулируя их, необходимо помнить,
что отрицательный результат — тоже результат, и его также следует отметить.
В качестве примера организации и проведения эколого-биологического
исследования растений рассмотрим региональное эколого-биологическое ис-
следование лекарственных растений (по материалам работы волгоградских
школ).
Основными методами исследования определены наблюдения за лекарственными растениями в естественных для них условиях, сравнительный анализ, распознавание и определение видов растений, анкетирование населения,
91
обобщение и обработка данных. Местом исследования послужили окрестности
Волгограда.
Метод анкетирования состоял в составлении опросника, отражающего
основные направления исследования. Было опрошено 100 человек, приусадебные участки которых расположены в 15 массивах. Учащиеся, проводя опрос,
учились контактировать с людьми, правильно формулировать вопросы.
Метод наблюдения за растениями в условиях культивирования заключался в целенаправленном, непосредственном восприятии растений в естественных
для них условиях среды, без вмешательства в естественный ход явлений. Ученики обращали внимание на особенности местообитания и произрастания, выявление связи местообитания различных видов с определенными условиями
среды, степень зависимости от этих условий. Таким образом, у них формировалось представление об экологических группах растений и экологических характеристиках отдельных видов.
При определении жизненных форм растений в типичных для них условиях обитания проводился морфологический анализ побеговой и корневой систем. Фенологические наблюдения за растениями велись в течение 2–3 вегетационных сезонов (это необходимо для более точного определения продолжительности фенофаз растений). При проведении фенологических наблюдений
отбирали и учитывали самые характерные и резко выраженные признаки для
данной фенофазы растения. Наблюдения проводили за фазой
цветения лекарственных растений (так как именно этот период их жизни
является основой для выявления динамики накопления действующих веществ
по частям растения, что дает в большинстве случаев возможность определить
оптимальные сроки сбора. Растение считалось вступившим в ту или иную фазу
развития, если ее признаки были обнаружены хотя бы на отдельных ветках.
Отмечали начало каждой фазы, когда в нее вступало 10% растений того или
иного вида (при наблюдении большой группы растений) или хотя бы 2–3 особи
(при малом количестве растений).
Начало цветения растений с развитым околоцветником в большинстве
случаев тесно коррелировало с созреванием тычинок и рылец, появлением
цветков с вполне раскрывшимся околоцветником. У ветроопыляемых растений
(например, облепихи) — это высыпание пыльцы из лопнувших пыльников при
дуновении ветерка или встряхивании ветки. Окончанием цветения считали пе-
риод, когда на растениях не оставалось раскрытых цветков, лепестки их увядали и осыпались; у ветроопыляемых растений соцветия переставали выделять
пыльцу и в массе опадали.
92
На основании наблюдений за растениями в природе проведен сравнительный анализ растений по следующему плану:
1. Определение систематической принадлежности растения. Уста-
новление точного видового названия и принадлежности к более крупному так-
сону с использованием следующих справочников и определителей: Круборг,
Ю.К. Иллюстрированный школьный определитель высших растений /
Ю.К. Круборг, З.Ф. Чефранова. М.: Учпедгиз, 1960; Нейштадт, М.И. Определитель растений средней полосы европейской части СССР / М.И. Нейштадт. М.:
Учпедгиз, 1963; Губанов, И.А. Определитель высших растений средней полосы
европейской части СССР: пособие для учителей / И.А. Губанов, В.С. Новиков,
В.И. Тихомиров. М.: Просвещение, 1984; Сергиевская, Е.В. Практический курс
систематики высших растений / Е.В. Сергиевская. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та,
1991; Губанов, И.А. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 1 / И.А. Губанов, К.В. Киселева, В.С. Новиков, В.Н. Тихомиров. М.:
КМК, 2002—2004. Учащиеся, выполняя данную работу, приобрели умения и
навыки определения и распознавания растений в естественной среде.
2. Определение жизненной формы растения. В ходе исследования было
установлено следующее:
• однолетнее или многолетнее растение (по толщине подземных органов,
их зимовке);
• детально определены жизненные формы по положению почки возоб-
новления (по наличию или отсутствию зимующей почки возобновления и ее
расположению по отношению к поверхности земли). Если такой почки нет, то
это — однолетнее растение — терофит; если она скрыта в земле, — криптофит
или геофит; расположена у самой поверхности земли — гемикриптофит; невысоко над землей — хамефит; высоко — фанерофит. Экологические знания,
приобретенные на уроках, получили дальнейшее развитие, углубление и ис-
пользование их на практике.
3. Определение экологических групп растений и экологической принад-
лежности отдельных видов по отношению к воде и свету: теневыносливые
или светолюбивые; мезофиты, ксерофиты или промежуточная форма — мезоксерофиты.
4. Обработка данных состояла в сборе, обобщении и воспроизведении в
виде таблиц (или графиков) результатов исследования, полученных в ходе
наблюдения и сравнительного анализа растений. Процедура обработки материала сводилась к группировке данных по заданной тематике («Систематический
93
анализ», «Экологические группы», «Жизненные формы», «Фенологический
Подкласс
Порядок
Семейство
Вид
Класс Dicotyledones (Magnoliopsida, Двудольные)
Ranunculidae
(Ранункулиды)
Papaverales
(Макоцветные)
Papaveraceae
(Маковые)
Чистотел большой
(Chelidonium majus)
Dilleniidae
(Дилленииды)
Malvales
(Мальвоцветные)
Tiliaceae (Липовые)
Липа мелколистная
(Tilia cordata)
Dilleniidae
(Дилленииды)
Malvales
(Мальвоцветные)
Guttiferae
(Зверобойные)
Зверобой продырявленный (Hypericum
perforatum)
Rosidae
(Розоцветные)
Rosales (Розоцвет-
ные)
Rosaceae
(Розоцветные)
Шиповник коричный
(Rosa cinnamomea)
Малина обыкновенная
(Rubus idaeus)
Рябина обыкновенная
(Sorbus aucuparia)
Grossulariaceae
(Крыжовниковые)
Смородина черная
(Ribes nigrum)
Elaegnales
(Лоховые)
Elaeagnaceae
(Лоховые)
Облепиха крушиновидная (Hippophae
rhamnoides)
Araliales
(Аралиевые)
Apiaceae
(Зонтичные)
Укроп огородный
(Anethum graveolens)
Петрушка кудрявая
(Petroselinum sativum)
анализ», «Анализ по фармакологическому действию»).
Систематический анализ проводился по системе А.Л. Тахтаджяна, опуб-
ликованной в 1970 году. Всего в ней рассматривается приблизительно
240000 видов. Названия покрытосеменных растений от семейства до класса ос-
нованы в ней на названии типового рода, что облегчает запоминание научных
названий таксонов и делает номенклатуру более стройной. Хотя система создана довольно давно, но, на наш взгляд, она обладает довольно четкой структурой, к тому же наиболее приближена к системе растительного мира, изучаемой
в школьном курсе биологии.
Систематическому анализу подвергались лишь те виды, которые были
обозначены в анкетах, заполненных садоводами-любителями, т. е. встречались
на приусадебных участках исследуемых дачных массивов (табл. 3).
Таблица 3
Перечень видов, культивируемых в Волгоградской области
94
Подкласс
Порядок
Семейство
Вид
Asteridae
(Астериды)
Dipsacales
(Ворсянковые)
Valerianaceae
(Валериановые)
Валериана лекарственная (Valeriana
officinalis)
Plantaginaceae
(Подорожниковые)
Подорожник большой
(Plantago major)
Labiales
(Губоцветные)
Labiatae
(Губоцветные)
Мята перечная (Mentha
piperita)
Пустырник пятилопастной (Leonurus
quinquelobatus)
Шалфей лекарственный
(Salvia officinalis)
Compositales
(Сложноцветные)
Compositae
(Сложноцветные)
Девясил высокий (Inula
helenium)
Мать-и-мачеха
(Tussilago farfara)
Лопух большой (Репей-
ник) (Arctium lappa)
Ноготки аптечные
(Calendula officinalis)
Одуванчик лекарственный (Taraxacum
officinale)
Пижма обыкновенная
(Tanacetum vulgare)
Ромашка лекарственная
(Matricaria recutita)
Череда трехраздельная
(Bidens tripartita)
Тысячелистник обыкновенный (Achillea
millefolium)
Hamamelididae
(Гамамелидиды)
Urticales
(Крапивоцветные)
Urticaceae
(Крапивные)
Крапива двудомная
(Urtica dioica)
Класс Monocotyledones (Liliopsida, Однодольные)
Liliidae
(Лилииды)
Liliales (Лилейные)
Liliaceae
(Лилейные)
Ландыш майский
(Convallaria majalis)
Итого:
6 подклассов
10 порядков
13 семейств
26 видов
95
В результате систематического анализа учащиеся установили, что чаще
других выращивают растения подкласса Asteridae (Астериды), что, вероятно,
связано с тем, что в систематическом отношении — это наиболее богатый на
виды подкласс, к тому же его представители распространены практически во
всех широтах. Данный подкласс представлен тремя порядками — Compositales
(Сложноцветные), Labiales (Губоцветные) и Dipsacales (Ворсянковые). По численности видов, выращиваемых на приусадебных участках, на первом месте
стоит порядок Сложноцветные — 9 видов: мать-и-мачеха (Tussilago farfara), ло-
пух большой, или репейник (Arctium lappa), ноготки аптечные (Calendula
officinalis), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale), пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare), ромашка лекарственная (Matricaria recutita), череда
трехраздельная (Bidens tripartita), тысячелистник обыкновенный (Achillea
millefolium).
Порядок Губоцветные представлен 3 видами: мятой перечной (Mentha
piperita), пустырником пятилопастным (Leonurus quinquelobatus), шалфеем лекарственным (Salvia officinalis). Из порядка Ворсянковые садоводы-любители
часто выращивают 2 вида — валериану лекарственную (Valeriana officinalis) и
подорожник большой (Plantago major).
Подкласс Rosidae (Розоцветные) — второй по количеству видов, выращи-
ваемых на приусадебных участках в окрестностях г. Волгограда. В культивированном состоянии из данного подкласса встречаются представители 3 поряд-
ков: Rosales (Розоцветные) — шиповник коричный (Rosa cinnamomea), малина
обыкновенная (Rubus idaeus), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia);
Elaegnales (Лоховые) — облепиха крушиновидная (Hippophae rhamnoides);
Araliales (Аралиевые) — укроп огородный (Anethum graveolens), петрушка кудрявая (Petroselinum sativum).
Наиболее часто встречающиеся на приусадебных участках виды из под-
класса Dilleniidae (Дилленииды) порядка Malvales (Мальвоцветные) — это липа
мелколистная (Tilia cordata) и зверобой продырявленный (Hypericum
perforatum).
Каждый из подклассов Ranunculidae (Ранункулиды), Hamamelididae (Гамамелидиды) и Liliidae (Лилииды) представлен в культивированном состоянии
лишь одним порядком и одним видом, соответственно: Papaverales (Макоцвет-
ные) — чистотел большой (Chelidonium majus), Urticales (Крапивоцветные) —
крапива двудомная (Urtica dioica) и Liliales (Лилейные) — ландыш майский
(Convallaria majalis).
96
Таким образом, систематический анализ показал, что на приусадебных
участках Волгограда встречаются 26 видов растений, которые относятся
к 14 семействам, 10 порядкам, 6 подклассам и 2 классам.
Данный список лекарственных растений, культивируемых на приусадебных участках, можно бы расширить. Анализ результатов исследования волгоградских ученых (список трудов был заранее подготовлен учителем, они имелись в библиотеках города и педуниверситета) показал, что в области могут
культивироваться и многие другие виды лекарственных растений. Так,
Ю.Я. Аникин указывает на душицу обыкновенную, кориандр, сельдерей, анис,
любисток, пастернак, хмель; Н.И. Хижняк — на боярышник (даурский, кроваво-красный, согнутостолбиковый, колючий), рябину сибирскую, шиповник
(Бергера, даурский, иглистый, коричный, морщинистый, рыхлый, собачий,
Уэбба, Федченко, щитконосный), бузину черную, черемуху обыкновенную, калину обыкновенную, смородину черную, дуб черешчатый, березу, ольху, липу
(кавказскую, мелколистную, крупнолистную, европейскую, амурскую), лиственницу сибирскую, можжевельник обыкновенный, сосну обыкновенную и
крючковатую; Савельева Л.Ф. приводит данные об использовании 85 видов в
научной и более 250 видов в народной медицине; для культивирования она
предлагает такие виды, как алтей лекарственный, стальник, эхинацея, барвинок
малый, кориандр посевной.
Анализ литературных данных и результатов собственных исследований
подвел учеников к выводу о том, что на приусадебных участках культивируются виды лекарственных растений, численность которых в природе значительно
уменьшилась из-за экологически неграмотной хозяйственной деятельности человека, неправильной эксплуатации природных ресурсов.
Также в ходе исследования школьники пришли к выводу о том, что роль
экологических факторов в жизни растений неодинакова. Так, свет, влага, тепло
жизненно необходимы, ветер влияет на растения, но не обязателен; азот, инертные газы — безразличны. В анализе экологических групп учащиеся остановились на двух основных экологических факторах, таких как свет и влага. Конечно, в природе на растение действует весь комплекс внешней среды, влияния отдельных факторов всегда тесно переплетается. Вместе с тем в тот или иной
момент жизни растения какой-либо один фактор может оказаться решающим,
например, дефицит влаги или недостаток света и т. д. Усиление одного фактора
может свести на нет благоприятное сочетание остальных. На этом принципе и
построено разделение лекарственных растений по каждому исследуемому фактору (табл. 4).
97
Таблица 4
Экологический
фактор
Группы деления
Представители лекарственных растений
1. Свет
Светолюбивые
Липа мелколистная, лопух большой, мята перечная,
мать-и-мачеха, одуванчик лекарственный, облепиха
крушиновидная, ноготки аптечные, петрушка кудрявая, пижма обыкновенная (дикая рябина), пустырник
пятилопастной, ромашка аптечная, рябина обыкновенная, смородина черная, тысячелистник обыкновенный, укроп огородный, череда трехраздельная,
шалфей лекарственный
Теневыносливые
Валериана лекарственная, девясил высокий, зверобой продырявленный, крапива двудомная, ландыш
майский, малина обыкновенная, подорожник боль-
шой, чистотел большой, шиповник коричный
2. Влага
Мезофиты
Валериана лекарственная, девясил высокий, ландыш
майский, лопух большой, малина обыкновенная, облепиха крушиновидная, одуванчик лекарственный,
подорожник большой, смородина черная, череда
трехраздельная, чистотел большой, шалфей лекар-
ственный, шиповник коричный
Ксерофиты
Зверобой продырявленный, пустырник пятилопаст-
ной, тысячелистник обыкновенный
Мезоксерофиты
Крапива двудомная, липа мелколистная, мята переч-
ная, мать-и-мачеха, ноготки аптечные, петрушка
кудрявая, пижма обыкновенная (дикая рябина), ромашка аптечная, рябина обыкновенная, укроп ого-
родный
Экологический анализ лекарственных растений,
выращиваемых на приусадебных участках
окрестностей Волгограда
Как видно из табл. 4, среди лекарственных растений большую группу в
видовом разнообразии составляют светолюбивые растения. Их численность
(65,4% от общего числа исследованных видов) гораздо больше теневыносливых
(34,6%).
ния приусадебных участков подразделены на три экологические группы. Это
мезофиты (растения, произрастающие в условиях достаточного, но не избы-
По отношению к экологическому фактору «влага» лекарственные расте-
98
точного увлажнения), — 50% от общего числа исследуемых видов; мезоксерофиты (переходная форма растений от мезофитной к ксерофитной, с преоблада-
нием мезофитных признаков) — 38,5%;
ксерофиты (растения засушливых местообитаний, характеризуются более сухими, жесткими листьями и стеблями) — 11,5%.
В ходе исследования учащиеся провели также фенологический анализ ле-
карственных растений, т. е. наблюдали за сроками и последовательностью появления морфологических образований в процессе сезонного развития растения.
Цикл сезонного развития растения состоит из сменяющих друг друга этапов, по мере прохождения которых оно претерпевает закономерные морфологические изменения. При фенологических наблюдениях принимаются во внимание прежде всего легко отмечаемые визуально, т. е. без применения оптических приборов, морфологические изменения. Для регистрации дат наступления
или окончания фазы устанавливаются лишь условные границы.
Интерес к проведению фенологического анализа возник по причине того,
что сезонное развитие растений одного вида, произрастающих в разных географических зонах, может сильно варьировать по срокам прохождения отдель-
ных этапов, или фенофаз.
Вегетационный период взрослого семенного растения по сложившейся
традиции принято делить на 5 фенофаз — вегетацию, бутонизацию, цветение,
плодоношение и отмирание.
В работе проводилось наблюдение за продолжительностью фазы массо-
вого цветения лекарственных растений, так как именно этот период является
основой для выявления динамики накопления действующих веществ по частям
растения, что дает в большинстве случаев возможность определить оптималь-
ные сроки сбора (табл. 5). Например, надземные части растения (листья и тра-
вянистые стебли) накапливают, как правило, действующие вещества в
наибольшем количестве в период цветения, корни и корневища — поздней осенью, после увядания растения.
99
Таблица 5
Название
лекарственного
растения
Вегетационный период
Сроки
сбора
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
Валериана
лекарственная
©
©
¤
¤
© ¤ © ©
В апреле —
мае собирают стебель,
с августа —
корневище
Зверобой про-
дырявленный
© ¤ © ¤ © ¤
Собирают
все растение
во время
цветения
Крапива дву-
домная
© © ¤ © ¤ © ¤ ©
Собирают
листья
Лопух большой
(репейник)
© ¤ © ¤ © ©
Корни собирают в сен-
тябре и октябре, все
растение —
в июле —
августе
Ландыш
майский
© ¤ © ¤
Собирают
во время
цветения
Липа
мелколистная
© ¤ © ¤
Собирают
соцветия во
время цветения
Малина
обыкновенная
¤
¤
© ©
Собирают
плоды
Мята перечная
© ¤ © ¤ ©
Собирают в
фазе буто-
низации или
начале цве-
тения
Продолжительность фаз цветения и сроки
сбора лекарственных растений
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]