Проблемный интергрированный урок по теме'ЭКОЛОГИЯ' с использованием информационно-коммуникационных технологий.

З А Щ И Т А проекта

Мир, в которым мы живем предполагает обилие информации и в число задач, стоящих перед человеком входит умение находить и обрабатывать нужную информацию адекватными методами. Неизмеримую помощь в этом оказывает глобальная сеть. Сеть Интернет в настоящее время объединят сотни миллионов компьютеров в более 100 странах мира. Людям еще предстоит осмыслить значимость этого великого изобретения XX века, но в том, что Интернету суждено сыграть огромную роль в развитии нашей цивилизации сомневаться уже не приходится.

В последние годы телекоммуникационные проекты находят все более широкое распространение в системах образования разных стран мира. Коммуникационные технологии служат стимулом при изучении различных предметов и активизируют процесс познания. Компьютерные коммуникации эффективно используют при организации видеоконференций, дистанционном обучении и проведении образовательных проектов. По мнению профессора Керол Бегли Университета Риверс Фоллс «телекоммуникации являются мощным средством, преобразующим процесс обучения». Наиболее эффективной формой организации учебной деятельности в комп-х сетях является телекоммуникационный проект. Под этим термином подразумевается совместная деятельность учащихся, основанная на использовании компьютерных телекоммуникаций, имеющая общую цель, направленную на достижение общего результата. Использование такого метода значительно активизирует деятельность учащихся. Обучение в группах основывается на сотрудничестве и является более эффективным, чем индивидуальное или соревновательное обучение. В процессе реализации такого проекта помимо текстовой информации обрабатывается и образная, и другие виды информации, что делает усвоение более прочным и эффективным. Обучая студентов, мы с вами часто сталкиваемся с тем, что они не умеют работать друг с другом, им трудно налаживать контакт между собой. Обучение навыкам сотрудничества и общения является важным фактором и залогом успешной работы над проектом. Эти один из положительных аспектов данной технологии.

Каждый проект преследует много целей. Прежде всего он оценивается образовательной содержательностью. Формирование навыков и знаний происходит по следующим направлениям:

- овладение современными комп-ми технологиями;

- углубленное изучение данной темы дисциплины;

- большинство проектов основывается на совместной деятельности учащихся и ведет к развитию коммуникативных качеств и навыков общения, работы в группе, что несомненно является важным качеством современного компетентного специалиста.

Данный урок формирует навыки умения вести диалог в многомерном мире

( с комп-м, с преподавателем, с друг другом, с работодателем) и построен с использованием элементов деловой игры. Используемый здесь метод проектов предполагает наличие творческой атмосферы во время занятия и направлен на знание ключевых компетенций, а так же стимулирует самостоятельную и внеаудиторную работу.

Введение. Та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существуют и развиваются растительные и живые организмы, называется биосферой. В ее состав входят не только растительный покров и животное население планеты, все реки и озера, водная масса океанов, но и почвенный слой, значительная часть тропосферы и самый верхний слой земной коры - зоны выветривания. На земной поверхности практически нет площадей, где отсутствует жизнь. Даже в жарких и безводных тропических пустынях или на поверхности высокогорных ледников и полярных льдов обнаружены микробы и другие микроорганизмы.
Знания о биосфере сегодня как никогда актуальны и необходимы. Человек вышел за пределы возможностей биосферы и активно преобразовывает ее. В большинстве случае подобные преобразования крайне негативно сказываются на самой биосфере.
Сегодня необходимо создание концепции сохранения биосферы, ее охраны. Только направляя усилия на сохранение безопасности природной среды хотя бы в том виде, какая она есть сейчас, мы сможем сохранить на планете условия для существования человечества.
В данной работе мы рассмотрим проблемы сохранения безопасности биосферы.

1. Проблема экологической безопасности

Современная цивилизация стремительно входит в "неизвестную зону". Это зона риска и нестабильных состояний, которая насыщена сложными и резко обостряющимися проблемами, в том числе общепланетарного характера. Нарастает потребность в прогнозировании потенциальных опасностей и "потребного" будущего, в разработке адекватных методов управления.
Синергетика представляет собой новую область науки, занимающуюся изучением сложных систем, феномена самоорганизации, различных видов неустойчивости, переходных процессов. Достижения синергетики и, прежде всего ее методологический инструментарий могут служить эффективным средством решения современных проблем, способствовать формированию новой парадигмы управления. Важнейшими понятиями синергетики являются понятия среды, состояния неравновесности, бифуркации, аттрактора (притягатель). В условиях нестабильности система проходит ряд кризисных состояний с усиливающейся неравновесностью и приближается к точке бифуркации, в которой происходит выбор направления изменения качества системы или доминирующего аттрактора. В районе точки бифуркации идет борьба между организационными и дезорганизационными процессами, система попадает в зоны притяжения того или иного аттрактора, а за точкой бифуркации реализуется линия развития "победившего" аттрактора. Аттрактору отвечают соответствующая структура и установившийся режим функционирования, их можно также рассматривать как потенциальные состояния устойчивого динамического равновесия системы, которые соответствуют ее внутренним тенденциям развития или деградации ("маяки" будущего).
Учет синергетических закономерностей существенно меняет традиционные представления в области управления, согласно которым эффект от управляющего воздействия однозначно и линейно зависит от величины приложенных усилий, т.е. чем больше усилий, тем выше эффект.
Следует иметь в виду следующие положения:
1)сложно организованные системы имеют собственные альтернативные траектории развития или деградации. Даже значительное воздействие на систему не дает ожидаемого результата, если оно не отвечает ее внутренним тенденциям изменения;
2)в условиях нестабильности относительно небольшие возмущения могут привести к макроэффектам. Малые резонансные управляющие воздействия, соответствующие собственным тенденциям преобразования организационной системы (прогрессивным или регрессивным), производят мощный эффект;
3)закономерности протекания нарастающих лавинообразных процессов определяются действием механизма положительной обратной связи, когда происходит ускоренный рост возникших в системе возмущений (режимы с обострением).
Управление сложными системами, включающими человеческий фактор, строится на основе соответствия управляющих воздействий внутренним тенденциям развивающихся систем.
На устойчивость системы и ее функционирование наиболее существенным образом влияют нарушения в узловых элементах системы - центрах принятия решений, особенно на высшем иерархическом уровне, а также негативные изменения в каналах передачи информации.
На рубеже тысячелетий все более отчетливо проявляется главное противоречие XXI в. Суть этого противоречия заключается в растущем различии между жизненно важными потребностями общества в самосохранении и жизнеобеспечении с перспективой развития и возможностями природы в удовлетворении этих потребностей. Рассматриваемое противоречие имеет сущностный диалектический характер и его разрешение может либо дать новый мощный импульс развитию общества либо привести к самоликвидации человеческого рода. На проблемном уровне экологическое противоречие можно интерпретировать как проблему глобальной экологической безопасности или проблему выживания человечества. Ученые-пессимисты прогнозируют начало глобальной экологической катастрофы на 20-30-е гг. наступившего века, a ученые-оптимисты отодвигают роковую черту к середине века.
Проблема экологической безопасности является проблемой развития, и ее решение предполагает наличие как долгосрочных целей и задач стратегического характера, так и постановку взаимосвязанных с ними первоочередных целей и оперативных задач. Представляется целесообразным для анализа использовать системную модель проблемы экобезопасности. При этом используется понятие цели, которое понимается как желаемое или требуемое состояние системы (предвосхищенный результат).
Проблема - противоречие между субъектом и объектом, т.е. несоответствие между фактическим и целевым ("нормативным") состояниями системы. Решить проблему - это означает перевести систему из данного неудовлетворительного состояния в целевое проблеморазрешающее состояние за актуальное время акт.
Если проблеморазрешающие действия окажутся недостаточными, то через некоторое критическое время будет реализовано критическое отклонение и начнут проявляться катастрофические события необратимого характера, что не позволит перевести систему в целевое состояние, т.е. в этом случае решить проблему уже будет невозможно.
Текущее и целевое состояние социоэкосистемы определяются набором значений актуальных параметров Р1...Рn (количественные и качественные характеристики). Целью является достижение желаемого экологически безопасного состояния социоэкосистемы, когда актуальные параметры, т.е. параметры, важные для цели рассмотрения, примут значения, удовлетворяющие определенным экологическим нормам. Различие или отклонение характеризует степень несоответствия начального и целевого состояний, или остроту проблемы экологической безопасности. В неравновесных условиях, когда отклонения актуальных параметров приближаются к критическим значениям, существенным образом начинают себя проявлять синергетические закономерности в поведении систем.
Причины обострения глобального экологического кризиса связаны с демографическим взрывом и необходимостью удовлетворения растущих материальных потребностей людей, что обуславливает расширение масштабов хозяйственной деятельности и приводит к увеличению антропогенной нагрузки на окружающую среду. Как следствие обостряются проблемы загрязнения окружающей среды, изменения климата, разрушения стратосферного озона, истощаются природные ресурсы, растет число техногенных катастроф, возрастает вероятность потери устойчивости биосферы.
Предотвращение разрушения биосферы является одной из наиболее актуальных и важных проблем. Биосфера представляет собой саморегулирующуюся химико-биологическую систему планетарного масштаба, которая эволюционно формировалась в течение сотен миллионов лет. Основной функцией биосферы является стабилизация окружающей среды, осуществляемая за счет биотической регуляции и позволяющая поддерживать приемлемые для живых организмов условия обитания. Устойчивость биосферы как способность компенсационным образом противостоять антропогенным и природным воздействиям имеет определенные границы, за которыми эта способность утрачивается.
Важнейшим условием обеспечения устойчивости экосистем биосферы является сохранение биологического разнообразия.
В настоящее время:
--из 242 тыс. видов растений 14% находятся под угрозой вымирания;
--из 9,6 тыс. видов птиц 11% угрожает вымирание, а для 60% наблюдается снижение численности;
--из 4,4 тыс. видов млекопитающих 11% могут погибнуть;
--из 24 тыс. видов рыб 33% находятся под угрозой вымирания.
Кроме этого с огромной скоростью производится вырубка лесов, только за 15 лет с 1980 по 1995 г. было потеряно около 200 млн. га леса, что соответствует площади территории Мексики.
По современным оценкам учены, порог допустимого воздействия на биосферу составляет примерно 1-2% антропогенного потребления первичной продукции биосферы. Этот порог в настоящее время пройден, - современное потребление достигает уровня 7-10%, но биосфера еще может вернуться к устойчивому состоянию. Однако при дальнейшем росте антропогенного возмущения биосфера потеряет устойчивость, что приведет к наиболее тяжелым катастрофическим последствиям. Вся планетарная мощь биоты будет работать уже не на поддержание жизнепригодных условий, а в режиме с обострением будет разрушать окружающую среду.
Генеральным направлением в решении проблемы сохранения биосферы является "консервация" ряда территорий, не затронутых или слабо затронутых хозяйственной деятельностью, с целью поддержания в "рабочем состоянии" естественно-природного механизма стабилизации окружающей среды. Первостепенное значение имеет укрепление и расширение системы особо охраняемых природных территорий. Существенный вклад в стабилизацию окружающей среды вносит Россия, которая обладает значительной территорией, не нарушенной хозяйственной деятельностью, и составляющей более 1/7 от сохранившейся на суше природной среды. Это "золотой" запас устойчивости биосферы общемирового значения.
Глобальное изменение климата (потепление) вызвано аномальным повышением концентрации парниковых газов (прежде всего углекислого газа) в приземных слоях атмосферы, которое является следствием повсеместного использования углеродосодержащего топлива (уголь, нефть, газ), составляющего базу мирового энергетического хозяйства. В течение последнего столетия интенсивное сжигание ископаемого топлива привело к росту концентрации СО2 в атмосфере на 30%, достигнув наиболее высокого уровня за 160 тыс. лет. Многие ученые пришли к выводу, что в XXI в. среднеглобальная температура на Земле поднимется на 1,2-3,5 С. Последствия такого глобального потепления носят катастрофический характер. Повышение уровня Мирового океана на 0,5-1,0 м в результате интенсивного таяния полярных льдов вызовет затопление прибрежных густонаселенных районов. Изменится режим выпадения атмосферных осадков, увеличится число аномально жарких и влажных лет, чаще и с большей интенсивностью будут наблюдаться ураганы, бури, цунами, наводнения и засухи. Прогнозируемые скорости потепления в десятки раз превысят естественные скорости роста температуры, что не соответствует адаптационным возможностям многих видов живых организмов, и приведет к разрушению части экосистем. Вышеназванные тенденции достаточно ярко проявляют себя уже сегодня. Последние два десятилетия отличаются 15 самыми "теплыми" годами за последнее столетие. Увеличивается ущерб, наносимый стихийными бедствиями и исчисляемый миллиардами долларов.
Климатическая система все дальше переходит в область метастабильных состояний и при достижении критического температурного порога может "соскочить" к новому равновесному состоянию. Подобные резкие скачки, влекущие за собой катастрофические явления, имели место в истории Земли и происходили в течение нескольких десятилетий. Необходимы превентивные действия, которые, по мнению ученых, состоят в сокращении выбросов углеродных соединений на 60-80% по сравнению с существующими уровнями выбросов.
Нарастают актуальность и важность проблемы загрязнения окружающей среды. В настоящее время, согласно данным ВОЗ, в промышленности используется до 500 тыс. химических соединений, из которых 40 тыс. являются вредными и 12 тыс. токсичными. Существенно влияние загрязнения на живые организмы и, соответственно, на здоровье населения (популяционное здоровье), основными критериями которого являются смертность и заболеваемость. Наблюдается увеличение числа экологически обусловленных болезней и снижение иммунитета у населения. Для детей характерен резкий рост числа аллергических заболеваний. Экологически обусловленные заболевания могут, по-видимому, принимать характер эпидемий, как, например, СПИД на африканском континенте, поразивший значительную часть населения ряда стран.
В 1999 г. Институт Гэллапа провел Опрос Тысячелетия, которым было охвачено 57000 человек в 60 странах мира. На вопрос о том, что важнее всего в жизни, подавляющее число респондентов дали следующий ответ: хорошее здоровье и семейное благополучие. Эксперты ВОЗ считают, что здоровье населения в среднем на 50% зависит от экономической обеспеченности и образа жизни людей, на 20% - от наследственных факторов, на 10% - от уровня медицинского обслуживания и на 20% - от состояния окружающей среды. Экологический фактор вышел на второе место в системе жизненно важных приоритетов современного общества.
Периодически обостряется проблема энергетических ресурсов. По данным Всемирного энергетического совета, при сохранении современных темпов роста энергопотребления (2% в год) к 2035 г. потребление энергии возрастет в 2 раза, а к 2055 г. - в 3 раза. Современное мировое производство построено в основном на использовании внутренних источников энергии, прежде всего - ископаемого органического топлива (нефти, угля и газа), которые являются исчерпаемыми и не возобновляемыми первичными энергоресурсами. Эти традиционные энергоресурсы обеспечивают более 80% мирового потребления энергии. Мировая кратность запасов, т.е. отношение остаточных запасов к текущей добыче, составляет для нефти - 50-60 лет, для газа - 70 лет, для угля - 200-500 лет. С учетом роста энергопотребления можно констатировать усугубление кризисной ситуации.
Мировая энергетическая система обладает большой инерционностью, и преобладание в структуре мирового энергопотребления традиционных энергоресурсов сохранится до середины XXI в. и, возможно, на более длительный период.
В целом наблюдается усиление негативной тенденции к истощению важнейших жизнеобеспечивающих ресурсов, прежде всего энергетических, продовольственных и ресурсов пресной воды. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных наций (ООН), из 15 основных рыбопромысловых зон в мире 11 частично или полностью истощены, в то же время благополучие около 200 млн. человек связано с рыболовным промыслом. Доклад Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) о глобальной экологической ситуации содержит прогноз о том, что к 2010 г. 60% населения планеты будет испытывать дефицит пресной воды и это может спровоцировать международные конфликты.
Следует подчеркнуть дифференцированный характер использования жизнеобеспечивающих ресурсов. Сегодня 20% населения Земли, относящегося к промышленно развитым странам, потребляет более 80% мировых ресурсов. Состояние 225 самых богатых людей в мире, оцениваемое в 1 трлн. долл., примерно равно совокупному годовому доходу беднейшей половины человечества. Жизнеобеспечение одного ребенка в США, к примеру, требует в 100 раз больше затрат, чем в Бангладеш. Показательно, что одни только США (4% населения Земли) производят более 25% выброса углекислого газа в атмосферу, ответственного за аномальное усиление парникового эффекта и глобальное изменение климата. В условиях демографического взрыва подобные прогрессирующие явления влекут за собой резкое снижение возможностей материального и энергетического обеспечения приемлемых жизненных условий для большого числа людей. Безусловно, будут накаляться социально-политические отношения, что существенно затруднит реализацию управленческих усилий мирового сообщества, направленных на преодоление экологического кризиса.
По мере приближения глобальной социоэкосистемы человечество-среда обитания к критическому состоянию, все возрастающую роль будет играть явление синергизма, т.е. взаимное усиление действия различных факторов и сверхаддитивное увеличение общего эффекта. Так, например, негативные изменения в природных экосистемах зависят от потепления климата, загрязнения окружающей среды, истощения слоя стратосферного озона. Это приводит к снижению эффективности биотической регуляции и уменьшению способности экосистем к самоочищению, усугубляя тем самым проблему загрязнения окружающей среды. Та же причина вызывает нарушение глобального биохимического цикла углерода и, как следствие, усиление климатических изменений. Все это отрицательно сказывается на эффективности агросистем и на проблеме продовольственной безопасности.
Намечаются контуры положительных обратных связей, которые будут усиливать негативные возмущения и "выталкивать" глобальную социоэкосистему все ближе к критическому состоянию (кр), что в итоге может привести к запуску процессов разрушения необратимого и лавинообразного характера.
Интегральная антропогенная нагрузка уже вышла на планетарный уровень и изменяется пропорционально численности населения Земли, которая растет по очень сильной экспоненциальной зависимости. Ожидается также увеличение среднедушевых показателей жизнеобеспечения населения, что вызовет рост антропогенной нагрузки на окружающую среды в режиме с обострением. Становится все более очевидным ускоренное нарастание экологического кризиса и приближение катастрофы, обусловленное резким повышением антропогенного давления на биосферу, имеющую ограниченную хозяйственную емкость. Необходима адекватная ответная реакция на надвигающуюся экологическую катастрофу со стороны мирового сообщества. В настоящее время можно выделить две основные линии стратегического управления экологической безопасностью.

2. Стратегия устойчивого развития

Конференция ООН по окружающей среде и развитию, проведенная в 1992 г. в Рио-де-Жанейро (КОСР-92), стала одним из самых знаменательных событий современности. Впервые в истории человечества собралась мировая политическая элита для выработки согласованных стратегических решений глобальных проблем. Сам факт столь представительной встречи глав государств и правительств большинства стран мира свидетельствует о наличии и обострении жизненно важных проблем планетарного масштаба, решение которых требует привлечения объединенных усилий всего человечества. Всемирный форум сконцентрировал внимание государственных деятелей и мировой общественности на ключевом вопросе о неразрывной взаимосвязи проблем развития современной цивилизации и сохранения окружающей природной среды.
На мировом форуме КОСР-92 были приняты следующие основополагающие документы: Повестка дня на XXI век и Декларация по окружающей среде и развитию. В документах Конференции констатируется, что человеческая цивилизация переживает поворотный момент в своей истории. Человечество делает выбор в пользу сбалансированного подхода к решению глобальных проблем, обеспечивающего повышение жизненного уровня всего населения планеты, не разрушая при этом окружающую среду. Иными словами, необходимо разрешение двуединой задачи: обеспечить удовлетворение потребностей людей в развитии и сохранение окружающей среды как для нынешнего, так и для будущих поколений. Решающее значение для выполнения этой задачи имеют государственные стратегии устойчивого развития большинства стран международного сообщества, ответственность за осуществление которых ложится на национальные правительства.
Всемирный саммит по устойчивому развитию, состоявшийся в 2002 г. в Йоханнесбурге, подтвердил приверженность мирового сообщества устойчивому развитию. Йоханнесбургская политическая декларация содержит положение о коллективной ответственности за упрочение основ устойчивого развития. Подчеркнута необходимость усиления взаимосвязи социально-экономического развития и охраны окружающей среды на местном, региональном, национальном и глобальном уровнях. Обозначены приоритетные цели устойчивого развития - искоренение нищеты и развитие человеческого потенциала, изменение моделей производства и потребления, удовлетворение потребностей людей в чистой воде, санитарии, энергии, охране здоровья, продовольственной безопасности, а также охрана биологического разнообразия и неистощительное использование природных ресурсов. Важнейшим документом саммита стал План осуществления решений Всемирной встречи на высшем уровне, в котором указаны сроки достижения целей в социально-экономической и экологической областях. Необходимо улучшение управления на всех уровнях для эффективной реализации Повестки дня на XXI век (Рио-92) и Плана осуществления решений Всемирной встречи на высшем уровне.
Устойчивое развитие - социально-экономическое развитие общества, обеспечивающее удовлетворение материальных и духовных потребностей настоящего и будущего поколений людей в условиях экологической регламентации хозяйственной и иной деятельности.
Генеральным направлением обеспечения устойчивого развития является социо- эколого-экономическая оптимизация жизнедеятельности общества. Экономический рост необходим для решения социальных проблем, но расширяющаяся экономика приводит к усилению антропогенного давления на окружающую среду. Поэтому нужно находить баланс экономических, экологических и социальных интересов на всех уровнях глобальной социоэкосистемы: международном, национальном, региональном и местном.
Долгосрочные цели устойчивого экологически безопасного развития можно определить следующим образом:
--физическое, духовное и социальное благосостояние населения;
--сохраненные и восстановленные в необходимых масштабах естественные экосистемы и жизнеобеспечивающие функции биосферы;
--здоровая, высокого качества среда обитания и минимизированный риск чрезвычайных ситуаций;
--эффективная ресурсная обеспеченность экономики.
Представленные положения, выраженные в виде совокупности соответствующих актуальных целевых индикаторов (параметров), ясных для управления, формируют стратегическое целевое состояние глобальной социоэкосистемы человечество-среда обитания.

Достижение целевого состояния предполагает решение следующих взаимосвязанных задач:
I - создание эффективной системы экологического управления;
II - построение экологизированной экономики;
III - формирование экологического сознания людей.
Системно обеспечивающая среда, необходимая для решения поставленных стратегических задач, включает в себя научное и технологическое, нормативно-правовое, политическое, финансово-ресурсное и информационное обеспечение.

Заключение

Биосфера - важнейшая система, значимость которой невозможно переоценить, т.к. именно биосфера является той средой, в которой человечество может существовать.
Современная структура биосферы - продукт длительной эволюции многих систем разной сложности, последовательно стремящихся к состоянию динамического равновесия. Практическое значение учения о биосфере огромно. Особенно заинтересованы в развитии этого учения здравоохранение, сельское и промысловое хозяйство и другие отрасли человеческой практики, чаще других сталкивающиеся с "ответными ударами" со стороны биосферы, вызванными неразумным или неосторожным преобразованием природы человеком.
Современная деятельность человека во многом нанесла непредвиденный ущерб окружающей среде, что в конечном итоге угрожает дальнейшему развитию самого человечества. Эти изменения на данном этапе еще не являются непоправимыми. Поэтому одна из задач современной экологии - это изучение регуляторных процессов в биосфере, создание научного фундамента ее рационального использования. Основные законы функционирования биосферы уже вырисовываются, но предстоит еще многое сделать объединенными усилиями экологов всех стран мира.

Список литературы

Алексеенко В.А. Жизнедеятельность и биосфера. М.: Логос, 2005.

Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения. - М., 1965.

Ковда В. А., Современное учение о биосфере, "Журнал общей биологии", 1969, т. 30, № 1.

Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов на Дону: Феникс, 2000.

Муравых А.И. Синергетический подход к управлению экологической безопасностью. // Право и безопасность. - №3(12). - 2004.

Романова Э.П., Куракова Л.И., Ермаков Ю.Г. Природные ресурсы мира. М., 1993.