А.В. Бобров¹

Центр экологического образования

Образовательная программа

дополнительного образования детей

«СОВРЕМЕННАЯ ФИТОЛОГИЯ (БОТАНИКА)»

К содержанию

Возраст обучающихся – 15-17 лет

Срок реализации программы – 2 года

Количество часов в год – 144

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Современная фитология (ботаника)» относится к эколого-биологической направленности и направлена на освоение обучающимися всего комплекса знаний в области науки о растениях. Программа реализуется в рамках комплексной образовательной программы Центра экологического образования МГДД(Ю)Т «Живому– жить!» с 1995 года.

Педагогическая целесообразность программы заключается в возможности познакомить обучающихся со всеми систематическими группами растений, независимо от их объёма, роли в экономике природы, значения для человека.

Для «низших растений» таксономический уровень этих групп определён рангом класса, для «высших растений» – рангом порядка, а в отдельных случаях – даже семейства. На наш взгляд, очень важно предоставить обучающимся информацию о как возможно большем числе систематических групп не только с целью расширения общебиологического кругозора, но также и для обучения сравнительному анализу – одному из важнейших методов современной теоретической биологии.

Актуальность программы определяется существенным повышением роли дисциплин естественноисторического цикла в системе дополнительного образования, что связано с планомерным сокращением изучения комплекса наук биологического цикла в основной школе.

Предлагаемая программа содержит значительное число новаций. Они определяются тем, что разработанный курс предполагает освоение современных знаний о растительном мире не как строго ограниченного набора фактов, гипотез, теорий, а как рассмотрение разнообразия растительных и родственных им организмов в контексте новейших представлений эволюционной биологии.

Отличия настоящей программы от имеющихся аналогичных² сводятся к следующим основным положениям:

– большое внимание уделяется общебиологическим терминам, понятиям, процессам;

– заметное место занимает изучение общих закономерностей эволюции растений;

– активно привлекается материал не только из традиционных учебных пособий, но и из современных монографий, новейшей научной периодики, оригинальных исследований;

– используются данные как фундаментальных областей ботаники (эволюционная морфология, физиологическая и экологическая анатомия, филогенетическая систематика), так и прикладных отраслей науки о растениях – селекции, биотехнологии, энвайронментологии, медицины.

Изучение феномена биологического разнообразия особенно привлекательно на примере растительного мира, так как именно «низшие растения» демонстрируют наибольшую инвариантность структур и функций, показывая все возможные сочетания морфологических признаков и физиолого-биохимических процессов, а также – основные направления эволюционных преобразований. Именно поэтому т.н. «низшим растениям» в программе уделено довольно значительное место.

С другой стороны, огромное теоретическое и практическое значение «высших растений» обуславливает подробнейшее их рассмотрение в процессе освоения курса.

Цель программы: расширение естественно-исторического кругозора обучающихся посредством стимулирования их познавательной активности в области современной фитологии.

Задачи программы.

Обучающие:

– овладение основами морфологии, физиологии, систематики, экологии и филогении растений;

– освоение знаний и умений работы с литературными источниками;

– обучение методикам определения растений;

– ознакомление с новейшими методами современных ботанических исследований (трансмиссионная и сканирующая электронная микроскопия, цитотаксономия, хемосистематика, серология и т.п.);

– обучение методикам современных полевых ботанических исследований;

– освоение методик и приёмов палеоботанических исследований;

– обучение написанию рефератов, статей, тезисов и т.д.

Развивающие:

– развитие элементарных навыков обучения – конспектирования лекционных занятий, книг, статей и т.п.;

– развитие навыков учебно-исследовательской работы;

– формирование основ научного мышления;

– дальнейшее развитие логического мышления, аналитических способностей, умений вести дискуссию, критически изучать известные факты, гипотезы, концепции.

Воспитательные:

– формирование бережного отношения обучающихся к природе;

– формирование нравственно-ценностных ориентиров в процессе овладения знаниями, умениями, навыками;

– формирование опыта коллективного общения.

Программа ориентирована на обучающихся 15-17 лет (9-11 классы). Содержание программы предусматривает наличие у обучающихся необходимой теоретической и практической подготовки, полученной в процессе освоения курсов ботаники (6-7 классы), физической географии (7), химии (7-9).

Срок реализации программы – 2 года. Оптимальный режим занятий – 4 недельных часа, 144 часа в год, 288 часов за 2 года³. При этом на различных уровнях (этапах) обучения предполагается прогрессирующая степень углубления и расширения осваиваемых обучающимися знаний, а также комбинаторика различных форм и методов обучения в разных соотношениях.

Методы и формы работы:

– индивидуальные занятия;

– занятия лекционного типа с демонстрацией таблиц, фотографий, микрографий, слайдов и другого иллюстративного материала;

– занятия семинарского типа по важнейшим проблемам эволюционной ботаники;

– самостоятельная работа;

– работа с гербариями, ботаническими коллекциями;

– экскурсии в музеи, ботанические сады, дендропарки, учебные и научно-исследовательские институты естественно-научного профиля;

– текстовые, графические, тестовые контрольные работы;

– каникулярные полевые практики;

– зачётные занятия и пробные экзамены.

Ожидаемые результаты и способы их проверки

В результате обучения по программе «Современная фитология (ботаника)» обучающиеся будут:

– после первого года обучения:

• иметь представление о предметах морфологии и анатомии растений, микробиологии, микологии, альгологии, систематики и филогении высших растений;

• владеть основными ботаническими, микробиологическими, микологическими, альгологическими понятиями и терминами;

• представлять генеральные направления эволюции важнейших систематических групп растительных организмов;

• знать основные диагностические и специфические черты различных таксонов «низших» и «высших» растений;

• уметь составлять морфологические описания как отдельных органов и структур, так и целых организмов;

• различать уровни организации индивидов в тех или иных группах растительных организмов;

– после второго года обучения:

• представлять главнейшие виды и формы взаимодействий растительных организмов друг с другом и с окружающей средой;

• знать основные этапы структурных преобразований растений и родственных им форм в процессе развития жизни на земле;

• представлять общие закономерности распределения растительности на суше, уметь составить характеристику важнейших типов фитоценозов, представлять состав и структуру главнейших биомов, иметь представление о флоре Мирового океана;

• знать основы репродуктивной биологии высших растений;

• научиться работе с научной литературой и периодикой;

• уметь выступать публично, вести дискуссии по самому широкому спектру вопросов ботанической тематики.

Проверка результатов проводится непосредственно в процессе обучения с помощью различных контрольных форм организации учебного процесса (зачётные занятия, контрольные работы, устные тесты, пробные экзамены, «мозговые штурмы» и т.п.).

Учебный план Первый год обучения

№ п/п	Наименование разделов	Количество часов
		Теорет.	Практич.	Всего
1	Введение в предмет. Техника безопасности	2	-	2
2	Прокариоты	10	2	12
3	Общая характеристика эукариот	2	-	2
4	Грибы	16	6	22
5	Водоросли и лишайники	16	6	22
6	Общая характеристика высших растений (морфология и анатомия вегетативных органов)	10	4	14
7	Систематика и филогения высших споровых	20	10	30
8	Систематика и филогения голосеменных	20	20	60
	Итого	96	48	144

• – в т.ч. индивидуальная работа – 62 ч.

Содержание программы Первый год обучения

Раздел 1. Введение в предмет. Техника безопасности.

Знакомство с группой. Ознакомление обучающихся с программой. Инструктаж по технике безопасности.

Предмет и структура современной ботаники. Ботаника как комплекс наук о «растительных организмах». Общая схема классификации и основные признаки высших таксономических групп «растительных организмов»: Archaeobacteria, Eubacteria, Photobacteria, Mycota (= Fungi), Algae, Protista и Cormobointa (= Embryobionta = Telomobionta). Понятия «низшие» и «высшие» растения. Таллом (слоевище) и телом.

Систематика как наука о разнообразии и родственных связях организмов. Классификация как совокупность методов определения сходства-различия организмов. Искусственные, естественные и филогенетические системы. Таксономия. Соподчинение таксонов; основные, дополнительные и вспомогательные таксономические категории. Международный кодекс ботанической номенклатуры и Международный кодекс номенклатуры бактерий. Правила наименования таксонов различных рангов. Тривиальная и типифицированная номенклатуры. Проблемы таксономии и номенклатуры ископаемых растений.

Понятие об энергетическом метаболизме. Гликолиз (путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса). Дыхание. Цикл Кребса. Электронно-транспортная цепь. Типы брожения. Альтернативные способы сбраживания углеводов: пентозофосфатный путь Варбурга-Диккенса-Хореккера и путь Энтнера-Дудорова. Понятие о конструктивном метаболизме. Способы питания организмов. Фото- и хемоавтотрофы. Фото- и хемогетеротрофы. Обобщённые схемы преобразования веществ и энергии. Фотосинтез. Общая схема световой стадии. Циклическое фотофосфорилирование. Темновые реакции. Цикл Кальвина. С₄–путь Хэтча-Слэка. Бактериальный (бескислородный) фотосинтез.