Разработка урока 'Глобальные изменения в биосфере' (10-11 классы)

Глобальные изменения в биосфере.

Урок-конференция «Человек и природа: сегодня и завтра»

Урок подготовлен для учащихся 9-10 классов.

Предмет: экология-биология.

Подготовительная работа

При подготовке данного мероприятия должна быть проделана предварительная работа.

1.Просмотр фильма Яна Артюса-Бертрана «HOME» участниками конференции.

2.Каждый участник конференции собирает материал для индивидуального сообщения по заданной теме и подбирает аргументы из фильма «HOME».

3.Зал, в котором проходит конференция, должен быть соответственно оформлен: выставка книг, фотографии, плакаты.

4.Подготовить ученика-оператора, который будет помогать выступающим (показ презентации, фрагментов из фильма, музыкальный фон и т.д.)

Цель: рассмотреть причины экологических кризисов, определить пути решения глобальных экологических проблем.

Задачи:

1. создать условия для развития у учащихся творческой, учебно-исследовательской и проектной компетентностей;

2. расширить и закрепить знания учащихся об экологических проблемах современности;

3. развивать системное мышление, наблюдательность, пробудить интерес и любовь у учащихся к окружающей среде;

4. формирование у учащихся взглядов на биосферу как единый макроорганизм, одним из компонентов которого является человек;

5. формирование гражданской позиции учащихся, направленной на сохранение и восстановление природного богатства планеты;

6. формирование экологического мировоззрения, активной жизненной позиции по отношению к проблемам охраны окружающей среды.

Оборудование: статьи из периодической печати; фотографии из журналов и газет, иллюстрирующие хозяйственную деятельность человека; выставка книг «Природа не прощает ошибок», «Редкие и исчезающие виды растений и животных» и т.п.; набор открыток «Сохраним природу на Земле», фильм «HOME», презентация.

Ход урока

I. Организационный момент

В самом начале урока учащимся раздаются листовки с заданиями, по которым они должны в ходе работы конференции подготовить ответ.

1.Подумайте, почему глобальное духовное воспитание человечества выдвигается сегодня в качестве одного из серьезнейших направлений в решении экологических проблем?

2.Один из ученых-экологов сказал, что мы не унаследовали землю от своих родителей, а взяли ее взаймы у своих детей. Как вы понимаете эту мысль?

3.Объясните, каким образом загрязнению окружающей среды способствуют: нерациональное использование ископаемого топлива, сельскохозяйственная деятельность, чрезмерное расширение химического производства. Назовите основные виды загрязнителей, образующиеся в результате деятельности человека, перечисленной выше.

4.Подтвердите фактами огромное разнообразие видов живых организмов, обитающих на нашей планете. Какие меры необходимы для сохранения биологического разнообразия жизни на Земле? Почему?

5.Расскажите, какой природоохранной деятельностью вы занимаетесь или планируете заняться.

II. Изучение новой темы

В начале урока показывается отрывок из фильма «HOME» (Жизнь на Земле - это великое путешествие…»14.46-15.55 минута фильма) 1слайд 1мин.

Ведущий. Добрый день. Сегодня мы открываем конференцию по теме: «Глобальные изменения в биосфере» (показ 2 слайда), целью которой является: Рассмотрение причин экологических кризисов и определение пути решения глобальных экологических проблем.(3 слайд). Мы обсудим воздействие человека на окружающую среду, которое приняло угрожающие масштабы. А отрывок, который мы только что посмотрели, может послужить эпиграфом к нашему уроку. Пожалуйста, запишите число и тему нашей конференции.

На нашей конференции присутствуют ведущие специалисты-экологи, биологи, химики, технологи, лесоводы, географы.

Ведущий. На протяжении многих веков человечество относилось к природе как к практически неиссякаемому источнику достижения благополучия. Вспахать больше земли, срубить больше деревьев, добыть больше полезных ископаемых, построить больше дорог и заводов считалось основным направлением прогрессивного развития и процветания.

К середине XX столетия стало уже очевидным, что нарушения среды, вызванные антропогенным воздействием, имеют не только местное, но и планетарное значение. Остро встал вопрос о пределах экологической емкости планеты для существования человечества.

Рост народонаселения и техногенный характер использования природы привели к угрозе экологических нарушений, затрагивающих не только отдельные государства и страны, но и биосферу в целом. Изменяются планетарные циклы круговорота веществ. В результате перед человечеством возник целый ряд глобальных экологических проблем, обусловленных антропогенным воздействием на окружающую среду.

Проблемы глобального характера, которые осознаны как первоочередные и которым в значительной мере посвящена наша конференция, широко изложены в фильме «HOME» Яна Артюса-Бертрана, который вы смотрели дома. (4 слайд)

Кто перечислит основные экологические проблемы биосферы, о которых рассказывает нам автор фильма?

Ответы из зала. Это, прежде всего, проблемы загрязнения воздуха, воды и почв. Сюда же можно отнести проблемы температурного режима Земли, озонового экрана и сохранения видового разнообразия жизни. (после ответов детей 5 слайд)

Ведущий. Но, чтобы в корне улучшить положение, сложившееся на Земле, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. А это возможно только в том случае, если мы накопим надежные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов. В ходе конференции мы кратко, ознакомиться с некоторыми экологическими проблемами. Перед вами лежат вопросы, на которые вы должны ответить в ходе работы и в конце конференции мы обсудим ваши предложения. (слайд 6)

Кто начнет выступления?

Эколог-1. (Лукьянова) Человек издавна влиял на климат своей деятельностью. На климате сказывались вырубка лесов, орошение засушливых земель, создание искусственных каналов и плотин и многое другое. Правда, до определенного времени изменения не были существенными. В результате хозяйственной деятельности в последние десятилетия в атмосферу выбрасывается огромное количество химических соединений. Ежегодное их поступление оценивается величинами от 1000 до 2600 млн. т. (слайд 7)

Деятельность человека, приобретая глобальный характер, оказывает весьма ощутимое влияние на биогеохимические циклы многих элементов, в том числе и на круговорот углерода. Увеличение содержания углекислого газа, образующегося при сжигании всевозрастающих количеств углеродного топлива, и атмосферных аэрозолей, выделяющееся тепло от ТЭЦ и АЭС вызывают так называемый парниковый эффект. Углекислота поглощает инфракрасное излучение, поэтому она не влияет на приток к поверхности планеты световой энергии, но препятствует излучению тепла в пространство. Эта роль углекислого газа аналогична роли стеклянной крыши теплицы или парника, поэтому нагревание поверхности Земли из-за повышения его содержания в атмосфере и названо «парниковым эффектом».

Подобным свойством обладают и другие газы, в частности, газообразные углеводороды. Но угроза развития парникового эффекта связана в основном, минимум на 80%, с углекислым газом.

Обратимся к сюжету из фильма «ДОМ», в котором рассказывается о данной проблеме («Все дело в углероде…» 58.46-1.01.26 минута фильма) (слайд8) 3мин.

Почвовед. ( Абросимов) Человеческая деятельность оказывает существенное влияние и на биологический круговорот, представляющий собой круговую циркуляцию веществ между почвой, растениями, животными и микроорганизмами. Открытая разработка полезных ископаемых, эрозия, осушение и орошение, усиленное применение минеральных удобрений и пестицидов приводят к снижению и разрушению плодородия почв. По данным ЮНЕП («Программа ООН по окружающей среде»), ежегодно в мире безвозвратно теряется около 7 млн. гектаров пахотных земель.(слайд 9).

Во всем мире около 40% орошаемых земель подвержено засолению, что резко снижает урожайность многих культур. Чрезмерное применение удобрений и пестицидов увеличивает степень накопления вредных компонентов в сельскохозяйственных растениях. Поэтому в настоящее время наметилась тенденция к уменьшению доз пестицидов или к их полной отмене.

Один из грозных глобальных процессов современности - опустынивание. Оно может происходить в разных климатических зонах, но особенно быстротечно протекает в засушливых регионах Земли. Опустыниваются ежегодно в среднем 6 млн. гектар обрабатываемых земель, а свыше 20 млн. гектаров теряют продуктивность (слайд 10). Особенно интенсивно эти процессы происходят в Африке. Здесь наступление пустынь наблюдается в 100 странах и сказывается на жизни более чем 850 млн. человек. Одна из наиболее пострадавших - Мавритания: песок накрыл десятки деревень, причем скорость продвижения пустыни достигла 6 км/год; участились пыльные бури. По линии ООН разработан «План действий по борьбе с опустыниванием», который поможет в масштабе нашей планеты противостоять распространению пустынь.

Лесовод. ( Фрунтов)

Одной из самых сложных глобальных экологических проблем современности является массовое сведение лесов. К чему может привести необдуманное уничтожение леса? Ответ на этот вопрос мы увидим в сюжете фильма «ДОМ». (Все живые материи взаимосвязаны...» 46.55-50.36 минута фильма ) (11 слайд) 4мин.

Действительно уничтожение лесов приводит к активизации почвенной эрозии, нарушению нормального стока поверхностных вод и снижению уровня фунтовых вод, заиливанию рек, каналов и водохранилищ. Уменьшение площади лесов нарушает баланс кислорода и углерода в атмосфере. Ведь только 1 га леса дает нам в течение года до 20 млн. кубометров чистого воздуха. Особенно страдают влажнотропические леса. Помимо прямого воздействия (вырубка, подсечно-огневое земледелие и др.) губительным для лесов оказывается и косвенное загрязнение окружающей среды, чрезмерное применение пестицидов, вторичное засоление и т.п. Сведение лесов влечет за собой гибель и их богатейшей фауны. Размышляя над этой проблемой, американский натуралист А.Ньюмен в своей книге «Легкие нашей планеты...» взывает к разуму человека: «Каковы наши намерения - промотать основной капитал своего богатого биологического наследия или, проявив мудрость, сохранить его, чтобы в дальнейшем благополучно жить на щедрые проценты?» (слайд 12). В последние годы во многих странах мира стали успешно проводиться работы по искусственному лесоразведению и организации высокопродуктивных лесных плантаций. Особенно значительных успехов в этом достигли европейские страны.

Ведущий. Биосфера - экологическая система Земли первого порядка (слайд 13). Она является главным регулятором жизни на планете. Устойчивость и жизнеспособность биосферы во многом зависит от своеобразия и богатства разнообразных живых организмов, образующих ее. Полагают, что за время существования биосферы на Земле было не менее I млрд. видов. Каковы число и распределение видов, составляющих биологическое разнообразие планеты? Каково их значение? Предоставим слово биологам.

Биолог-1. ( Лысенко) Выступление начинает с отрывка фильма «HOME» (« с середины прошлого века рыболовные уловы пятикратно увеличились…» 33.17-37.40 минута фильма). (слайд 14) 2 мин.

Судя по всему, в настоящее время существуют миллионы видов живых организмов, хотя описано только 1,7 млн. По оценкам специалистов, их не менее 5 млн., но последние данные позволяют предполагать, что одних только насекомых в тропических лесах может достигать 30 млн. Кроме того, известно, что распределены виды по планете неравномерно. По крайней мере 2/3, а возможно и 90% их сосредоточены в тропиках. Если мы не сможем сохранить природу тропиков, то рано или поздно погибнем вместе с ней. (слайд 15)

По вине человека в настоящее время катастрофически уменьшается видовое разнообразие животных и растений. Часть видов исчезла в результате прямого истребления. Посмотрите, пожалуйста, на слайд этих животных мы сможем увидеть только на картинках (слайд 16).

Значительно опаснее оказались резкие изменения природной среды, разрушение местообитаний. Из-за этого гибель грозит 2/3 существующих видов. Сейчас темпы антропогенного обеднения природы таковы, что несколько видов животных и растений исчезают ежедневно. В истории Земли процессы вымирания видов уравновешивались процессами видообразования.

В настоящее время темпы эволюции оказались несопоставимыми с разрушительным влиянием человека на видовое разнообразие планеты.

Когда мы называем мотивы, которые могут убедить человечество и каждого человека в необходимости сохранения всех живых существ, то первое, что приходит в голову, - это их польза.

Географ. (Гайванюк) Говоря о ценности генофонда, его изумительном разнообразии, нельзя ограничиваться лишь его полезностью. Велика роль живых существ в культурных традициях народов планеты, становления их нравственных ориентиров. В действительности, ценность каждого живого организма имеет универсальное значение - научное, эстетическое, нравственное, экономическое (слайд 17). Открытие многих загадок и тайн живой природы имеет большое значение для человека. Например, относительно недавно мы узнали, что волосы полярного медведя совсем не белые. Эти лишенные пигмента тонкие полые трубочки кажутся белыми из-за того, что имеют неровную внутреннюю поверхность, которая отражает ультрафиолетовые лучи, что позволяет белому медведю использовать их для согревания собственного тела. Используя эту особенность, мы научились делать специальную одежду для работы в холодном климате. Подобные знания помогают нам и в области медицины.

Технолог 1. Продолжая нашу конференцию, хотелось бы остановиться на первоочередной проблеме окружающей среды - проблеме загрязнения.

Из сырья, добываемого человеком, используется пока всего 1%, а 99% в искаженном, чуждом природе виде становятся отходами, загрязняющими среду (слайд18). Нетрудно представить, чем это грозит в ближайшей перспективе. Вдумайтесь в такой факт: объем промышленной продукции на планете удваивается каждые 8- 10 лет. Соответственно растет и загрязнение. В наши дни проблема отходов стала одной из серьезнейших глобальных проблем современности. Постепенно мусор становится монстром цивилизации. Вопрос «Куда девать мусор?» становится все более актуальным. Обычный в прошлом метод - собирать все отходы на свалках, расположенных, как правило, вблизи населенных пунктов, - уже становится невозможным (слайд 19).

Все отходы можно разделить на две большие группы: отходы производства и отходы потребления. Отходы потребления включают бытовые отходы и крупногабаритный мусор. За последние годы сильно изменился состав бытового мусора, что создало новые проблемы для тех, кто его вывозит. Важные составные части бытового мусора - кухонные отбросы, печатные материалы, пластмасса, текстиль, дерево, кожа, стекло, камни, металлы. В современном бытовом мусоре основным компонентом является упаковочный материал: бумага, пластик, металл и стекло. Пока что человечество придумало три принципиально разных пути: организация свалок, вторичное использование и сжигание мусора

(слайд 20). Для захоронения твердых отходов требуется все больше места, и это даже притом, что часть мусора сжигается. Ведь не всякий мусор горит, и не все, что горит, можно сжигать без риска для окружающей среды. А ведь многое из отходов можно было бы снова пустить в дело, ведь мусор состоит не только из одних ядов и грязи, в нем содержатся многие ценные вещества, не находящие себе применения. Но мы не только выбрасываем ценное сырье, мы еще немало платим: сбор, вывоз и захоронение мусора обходятся ежегодно в кругленькую сумму. Единственным выходом из создавшейся ситуации является ведение кампаний по сокращению отходов потребления, а также вторичное использование сырья на предприятиях по переработке мусора.

В случае промышленных производств, загрязняющих окружающую среду, следует акцентировать внимание на перестройку технологий. Сейчас - приспособление индустриальных процессов к природным; в будущем - превращение природных в индустриальные, моделирование синтезирующей и разрушающей (деструктивной) функций биосферы.

Технолог. (Ходерян) (слайд 21) Прогресс человеческого общества неизбежно приводит к увеличению масштабов использования многих видов природных ресурсов, необходимых для обеспечения разнообразных потребностей человека. Следствием этого является истощение полезных ископаемых, главным образом руд черных и цветных металлов, запасов нефти и угля, воды и древесины. Именно поэтому в настоящее время остро встала проблема рационального использования (от лат. «rationalis» - разумный) природных ресурсов. К чему может привести нерациональное использовании природных ресурсов? (история рапануйцев 51.30-53.16 мин.фильма) 2 мин. (слайд 22).

Эколог-2. (Юнькин) Говоря о рациональном использовании, хотелось бы вспомнить основные законы экологии, которые сформулировал американский ученый Барри Коммонер в книге «Замыкающийся круг» (слайд 23).

1.Все связано со всем. Вред, наносимый одному компоненту экосистемы, может привести к большим неблагоприятным последствиям в функционировании всей экосистемы.

2.Все должно куда-то деваться. Все химические элементы и вещества биосферы включены в хорошо отлаженные циклы - круго­вороты. Многие же вещества, созданные человеком, попадая в ок­ружающую среду, не исчезают бесследно - они не включаются в ес­тественные круговороты и постепенно накапливаются в воде, почве, живых организмах.

3.Природа знает лучше. Это такой же закон, как и первый, о биосфере. Нельзя покорять природу, с ней надо сотрудничать.

4.За все надо платить. Все, что было извлечено из глобальной системы человеческим трудом, должно быть возмещено.

Человечество нарушает эти законы, поэтому это неизбежно приводит к тому, что экологические проблемы, имевшие в прошлом местный, локальный характер, приобретают в наши дни глобальные масштабы.

Давайте посмотрим, к чему привело не соблюдение законов экологии (« слайды» 1.15.29-1.17.30 минута фильма). (слайд 24) 2 мин.

Ведущий. Какие же существуют способы сохранения и восстановления экологического баланса?

Биолог-2.(Солдатова) Очевидно, что наиболее целесообразно сохранение достаточно больших, богатых видами экосистем, в составе которых сохранятся и все входящие в них виды. Это - генеральная линия в борьбе за сохранение видового разнообразия жизни - создание территорий, на которых частично или полностью запрещается хозяйственная деятельность, а присутствие людей ограничивается штатом охраны и исследователей. Такие территории называются заповедниками. Посмотрите на слайд, где изображены заповедные зоны России.

К сожалению их не так и много на территории нашей страны (слайд 25).

Возможны более «мягкие» формы охраны, при которых разрешаются одни формы деятельности (например, сельское хозяйство) и запрещаются другие (охота, рыбная ловля, лесозаготовки). Такие территории с ограниченным хозяйственным использованием называют заказниками.

Еще одна возможность сохранения редких видов заключается в увеличении числа зоопарков и ботанических садов, разведении исчезающих видов в условиях неволи с последующим возвращением вида в природную среду. Одним из примеров успешного сохранения является восстановление численности европейского зубра.

«Последняя линия обороны» в борьбе с уменьшением видового разнообразия жизни на Земле - генетические криобанки, создание которых только начинается. Еще в начале XX века, после того, как научились получать сжиженные газы с очень низкими температурами кипения, было обнаружено, что многие семена растений и даже некоторые животные (тихоходки) не теряют жизнеспособности после замораживания в жидком азоте. Возникла новая отрасль биологии - криобиология. Преимущество криобанков в том, что при температуре жидкого азота генетические материалы могут храниться без нарушений в течение десятков лет.

Таким образом, задача сохранения видового разнообразия жизни может быть решена при одновременном использовании всех перечисленных методов.

Давайте посмотрим, как, в разных стран пытаются решить данную проблему. («Первые природные заповедники…» 1.18.55-1.20.40 минута фильма). (слайд 26) 2 мин.

Ведущий. Благодарим за предоставленную информацию. Итак, человек по-прежнему полностью зависит от биосферы, так как черпает из нее все необходимые продукты питания и первичное сырье для промышленности, не говоря уже о таких незаменимых вещах, как кислород и вода (слайд 27). В то же время сейчас уже нельзя пробовать преобразовывать» природу сначала одним способом, а затем переходить к испытанию другого способа. Последствия непродуманных действий могут быть столь печальными, что у людей все более уменьшается право на риск для действия «вслепую», методом проб и шибок. Что же остается?

Химик-1.(Абрамов) Остается научное предвидение, которое может быть обеспечено многочисленными исследованиями. У каждого руководителя в центре и на местах должны быть карты экологической обстановки - в глобальном масштабе и в регионе. Это требует организации картографической службы особого рода, которая должна базироваться на комплексных исследованиях. Большое значение имеет мониторинг окружающей среды. Мониторингом называется система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей природной среды. Цель мониторинга - выявление антропогенных загрязнений (слайд 28). Мониторинг охватывает наблюдения за источниками и факторами антропогенных воздействий - химическими, физическими (излучение, механические воздействия), биологическими -за эффектами, вызываемыми этими воздействиями в окружающей среде, и, прежде всего, за реакцией биологических систем на эти воздействия. Создание глобальной системы мониторинга окружающей среды позволит оценить современное фоновое состояние биосферы. Биосферу познать необходимо, от этого зависит наше завтрашнее благополучие.

Химик-2.(Семочкин) Важным фактором в решении экологических, да и не только экологических, проблем должно стать глобальное воспитание. Одна из причин того, что человек и окружающая среда оказались в конфронтации - экологическое невежество, непонимание, неинформированность и широкой общественности, и тех, кто отвечает за экономическую и научно-техническую политику, индустриальные проекты, связанные с воздействием на биосферу.

Важнейшей составляющей современной комплексной экологии является экологическое сознание, без которого не будет никаких сдвигов в решении экологических проблем (слайд 29). Экологическое воспитание нужно начинать с раннего детства. Страшно подумать, к чему может привести невежественное использование могущества цивилизации. Но ускоряющаяся под воздействием человека деградация природы - тоже своего рода «экологическая бомба», только замедленного действия. Вот почему знания об этом нужны миллионам и миллионам людей. Нужны новые способы экологической информации и пропаганды - от печатных изданий до телемостов (слайд 30).

Ведущий. Заканчивая нашу конференцию, хочется сказать о том, что глобальные проблемы как бы стягивают наш противоречивый и чрезвычайно многообразный мир в единое целое, рождая новые идеи и проекты. Сегодня нас должна объединять новая задача разработка согласованных проектов по преодолению наиболее грозных проявлений экологического кризиса, сохранению систем жизнеобеспечения человека, в первую очередь генетического разнообразия биосферы. Давайте подведем итог нашей дискуссии: как нам нужно жить сегодня, чтобы получить шанс увидеть завтра? (слайд 31).

Ответы из зала.

Снизить уровень загрязнения.

Добиваться экономии ресурсов, так как большинство из них исчерпаемо.

Решить проблему экологически чистой энергетики.

Преодолеть потребительский подход к природе во многих стра­нах.

Стабилизировать рост народонаселения.

Ведущий. Спасибо всем, кто принял активное участие в нашей конференции.

III. Закрепление

А теперь разберем ответы на вопросы, которые вы получили в начале нашей конференции (переход гиперссылкой на вопросы).

Организуется беседа по заданиям, полученным, в начале конференции.

Если останется время

Давайте посмотрим, как красива первозданная природа нашей планеты (переход гиперссылкой с вопросов).