Географическое прогнозирование как элемент экологической подготовки школьников при обучении курсу География России

Разработка прогноза всегда ориентируется на определенные расчетные сроки, т.е. ведется с заранее заданной заблаговременностью. По этому признаку географические прогнозы делятся на:

– сверхкраткосрочные (до 1 года);

– краткосрочные (3-5 лет);

– среднесрочные (на ближайшие десятилетия чаще до 10-20 лет);

– долгосрочные (на ближайшее столетие);

– сверхдолгосрочные, или дальнесрочные (на тысячелетия и далее).

Естественно, что надежность прогноза, вероятность его оправдываемости тем меньше, чем отдаленнее его расчетные сроки.

По охвату [68, С.21-28] территории выделяют прогнозы:

– глобальные;

– региональные;

– локальные;

Причем в каждом прогнозе должны сочетаться элементы глобальности и региональности. Так, вырубая влажные экваториальные леса Африки и Южной Америки, человек воздействует тем самым на состояние атмосферы Земли в целом: уменьшается содержание кислорода, увеличивается количество углекислого газа. Делая глобальный прогноз будущего потепления климата, мы тем самым предвидим то, как отразится потепление в конкретных регионах Земли.

Целесообразно различать понятия метод и методический прием прогнозирования. Под методом прогнозирования в данной работе понимается неформальный подход (принцип) к обработке информации, позволяющий получить удовлетворительные прогнозные результаты. Методический прием рассматривается как действие, которое не ведет непосредственно к прогнозу, но способствует его осуществлению.

В настоящее время в прогностике насчитывается более 150 различных по уровню, масштабам и научной обоснованности методов и приемов прогнозирования [85].Часть из них может найти применение в физической географии. Однако, использование общенаучных методов и приемов для целей географического прогноза имеет свою специфику. Эта специфика связана прежде всего со сложностью и недостаточной изученностью объектов исследования - геосистем.

Для географического прогнозирования наибольшее практическое значение имеют такое методы, как использование экстраполяций, географических аналогий, ландшафтно-генетических рядов, функциональных зависимостей, экспертных оценок.

К методическим приемам географического прогнозирования можно отнести анализ карт и аэрокосмических снимков, индикацию, методы математической статистики, построение логических моделей и сценариев. Их использование позволяет получить необходимую информацию, наметить общее направление возможных изменений. Почти все эти приемы являются «сквозными» т.е. они постоянно сопутствуют перечисленным выше методам прогнозирования, конкретизируют их, делают возможным их практическое применение [43].

Существует множество методов прогнозирования. Остановимся на некоторых из них. Все методы можно объединить в две группы: логические и формализованные методы.

В связи с тем, что в природопользовании приходится чаще всего иметь дело со сложными зависимостями природного и социально-экономического характера, используют логические методы, устанавливающие связи между объектами. К ним относят методы индукции, дедукции, экспертных оценок, аналогий.

Методом индукции устанавливают причинные связи предметов и явлений. Исследование ведется от частного к общему. Исследование индуктивным методом начинается со сбора фактических данных, выявляются черты сходства и различия между объектами и предпринимаются первые попытки обобщения.

Метод дедукции ведет исследование от общего к частному. Таким образом, зная общие положения и, опираясь на них, приходим к частному умозаключению.

В тех случаях, когда об объекте прогноза нет достоверных сведений и объект не поддается математическому анализу, используют метод экспертных оценок, суть которого заключается в определении будущего на основании мнения экспертов - квалифицированных специалистов, привлекаемых для вынесения оценки по проблеме. Существует индивидуальная и коллективная экспертизы. Эксперты высказывают свое мнение, опираясь на опыт, знания и имеющиеся материалы, интуитивно пользуясь при этом приемами аналогии, сравнения, экстраполяции, обобщения. Разработано несколько методических подходов интуитивного прогнозирования, которые различаются между собой по способам получения мнений и процедурам их дальнейшей корректировки.

Метод прогнозирования на основе изучения мнений экспертов может быть применен в тех случаях, когда отсутствует достаточная информация о прошлом и настоящем конкретного объекта исследования, не хватает времени для поведения полевых работ.

Метод аналогии базируется на следующем теоретическом положении: под влиянием одних и тех же или подобных факторов формируются генетически близкие геосистемы, которые, подвергаясь однотипным воздействиям, испытывают сходные изменения. Сущность данного метода основывается на том, что закономерности развития одного процесса с определенными поправками переносятся на другой процесс, для которого необходимо составить прогноз. В качестве аналогов могут выступать различные по сложности комплексы.

Практика прогнозирования показывает, что возможности метода аналогий значительно возрастают в случае использования его на базе теории физического подобия [100]. По этой теории сходство сравниваемых объектов устанавливается с помощью критериев подобия, т.е. показателей, имеющих одинаковую размерность. Природные процессы пока невозможно описать только количественно, в связи с чем при прогнозировании приходиться использовать как количественные, так и качественные характеристики. Необходимо учитывать те критерии, которые отражают условия однозначности, т.е. условия, определяющие индивидуальные особенности процесса и выделяющие его из многообразия других процессов.

Процесс составления прогноза методом аналогий можно представить как систему взаимосвязанных действий включающих следующие операции:

1. Сбор и анализ исходной информации о прогнозируемом объекте - карт, фотоснимков, литературных источников в соответствии с поставленной задачей прогноза;

2. Подбор критериев подобия, осуществляемый на основе анализа условий однозначности;

3. Подбор природных комплексов-аналогов (геосистем) прогнозируемым объектам;

4. На ключевых участках по единой программе и с учетом подобранных критериев подобия описываются природные комплексы, составляется окончательная ландшафтная карта предполагаемой зоны влияния;

5. Сравнение природных комплексов-аналогов и объектов прогноза с определением степени их однородности;

6. Непосредственное прогнозирование - перенос характеристик изменения природных условий с аналогов на объекты прогноза.

7. Логический анализ и оценка достоверности полученного прогноза.

Среди формализованных методов выделяются статистический, экстраполяции, моделирования и др.

Изложенный метод хорошо физически обоснован и позволяет составлять долгосрочные комплексные прогнозы. Физико-географические аналоги в неискаженном виде воспроизводят

Статистический метод опирается на количественные показатели, позволяющие сделать вывод о темпах развития процесса в будущем.

Метод экстраполяций представляет собой перенесение установленного характера развития определенной территории или процесса на будущее время. Если известно, что при создании водохранилища при неглубоком расположении грунтовых вод на участке началось подтопление и заболачивание, то можно предположить, что здесь в дальнейшем будут продолжаться эти процессы и образуется заболоченный участок. В основе этого метода лежит представление об инерционности изучаемых явлений и процессов, поэтому их будущее состояние рассматривается как функция ряда состояний в прошлом и настоящем. Наиболее достоверные прогнозные результаты дает экстраполяция, которая базируется на познании фундаментальных законов развития геосистем.

Прогнозирование методом экстраполяций включает проведение следующих операций:

1. Исследование динамики прогнозируемых природных комплексов на основе использования стационарных наблюдений, индикационных и других методов.

2. Предварительная обработка числовых рядов с целью уменьшения влияния случайных изменений.

3. Производиться выбор вида функции и осуществляется аппроксимация ряда.

4. Расчет по полученной модели параметров процесса для обоснованного промежутка времени и оценка пространственных изменений в природе.

5. Анализ полученных прогнозных результатов и оценка их точности и достоверности

Главным достоинством метода экстраполяции является его простота. В связи с этим он нашел широкое применение при составлении социально-экономических, научно-технических и других прогнозов. Однако использование данного метода требует большой осторожности. Он позволяет получить достаточно надежные результаты лишь при условии неизменности факторов, определяющих развитие прогнозируемого процесса, и учете качественных изменений, накапливающихся в системе. Необходимо учитывать, что используемые эмпирические ряды должны быть продолжительными во времени, однородными и устойчивыми. Согласно правилам, принятым в прогностике, период экстраполяции на будущее не должен превышать одной трети периода наблюдения.

Метод моделирования заключается в процессе построения, изучения, и применения моделей. Под моделью мы понимаем образ (в том числе условный или мысленный - изображение, описание, схема, чертеж, план, карта и т.п.) или прообраз, какого либо объекта или системы объектов («оригинала» данной модели), используемый при определенных условиях в качестве их «заместителя» или «представителя».

Именно метод моделирования, с учетом возрастающих возможностей высокотехнологичного компьютерного оборудования, позволяет более полно использовать потенциал заложенный в географическом прогнозировании.

Стоит отметить, что существуют две группы моделей - модели материальные(предметные), например глобус, карты и пр., и модели идеальные (мысленные), например графики, формулы и пр.

К группе материальных моделей используемых в природопользовании, наибольшее распространение получили физические модели.

В группе идеальных моделей наибольших успехов и масштабов добилось направление глобального имитационного моделирования. Одним из самых важных событий и достижений в области имитационного моделирования стало событие произошедшее в 2002 году. На территории Института наук о Земле в Иокогаме (Yokohama Institute for Earth Sciences) в специально построенном для него павильоне заработал самый мощный на тот момент суперкомпьютер в мире - «Симулятор Земли» (Earth Simulator), который способен обрабатывать всю информацию, поступающую со всевозможных «наблюдательных пунктов» - на земле, воде, воздухе, космосе и так далее.

Таким образом, «Симулятор Земли» превращается в полноценную «живую» модель нашей планеты со всеми процессами: климатическими изменениями, тем же глобальным потеплением, землетрясениями, тектоническими сдвигами, атмосферными явлениями, загрязнением окружающей среды.

Ученые уверены, что с его помощью удастся спрогнозировать, насколько вероятно увеличение количества и силы ураганов в связи с глобальным потеплением, а также в каких областях планеты этот эффект может проявляться наиболее сильно.

Уже сейчас, спустя несколько лет, после запуска проекта «Симулятор Земли» любой заинтересованный ученый может ознакомиться с полученными данными и результатами работы на Интернет-сайте специально созданном для этого проекта - http://www.es.jamstec.go.jp

В нашей стране вопросами глобального моделирования занимаются такие ученые как И.И. Будыко, Н.Н. Моисеев и Н.М. Сватков [15, 85, 97].

Следует отметить и ряд моментов, которые вызывают определенные трудности при использовании метода географического прогнозирования:

1. Сложность и недостаточную изученность природных комплексов (геосистем) - основных объектов физической географии. Особенно слабо изучены динамические аспекты, поэтому географы пока не располагают надежными данными о скорости протекания тех или иных природных процессов. В результате отсутствуют достаточно удовлетворительные модели развития геосистем во времени и пространстве, а точность оценок предсказываемых изменений оказывается чаще всего невысокой;

2. Качество и объем географической информации часто не отвечает требованиям прогнозирования. Имеющиеся материалы собирались в большинстве случаев не в связи с прогнозом, а для решения других задач. Поэтому они недостаточны полны информацией, репрезентативны и достоверны. Ещё не до конца решен вопрос о содержании исходной информации, сделаны лишь первые шаги на пути создания систем информационного обеспечения географических прогнозов большой точности;

3. Недостаточно четкое представление о сущности и структуре процесса географического прогнозирования (в частности, в содержании специфических этапов и операций составления прогноза, их соподчинении и взаимосвязях, последовательности выполнения) [43].

4. Достоверность и точность являются важными показателями, определяющими качество любого прогноза. Достоверность - это вероятность осуществления прогноза для заданного доверительного интервала [43]. О точности предсказания принято судить по величине погрешности - разности между предсказанным и фактическим значением исследуем переменной.

В общем плане достоверность и точность прогнозов определяется тремя основными моментами: а) уровнем теоретических знаний о формировании и развитии природных комплексов, а также степенью изученности конкретных условий территорий, являющихся объектом прогнозирования, б) степенью достоверности и полноты исходной географической информации, используемой для составления прогноза, в) правильностью выбора методов и методики прогнозирования с учетом того, что каждый метод обладает своими недостатками и имеет определенную область относительно эффективного применения [43].

Также говоря о точности прогноза, следует различать точность прогнозирования срока наступления ожидаемого явления, точность определения времени формирования процесса, точность выявления параметров, описывающих прогнозируемый процесс [44].

О степени погрешности единичного прогноза можно судить по относительной ошибке - отношению абсолютной погрешности к фактической величине признака. Однако оценка качества применяемых методов и методик прогнозирования может быть дана лишь по совокупности сделанных прогнозов и их реализаций. В этом случае наиболее простой мерой оценки является отношение числа прогнозов, подтвержденных фактическими данными, к общему числу выполненных прогнозов. Кроме того, для проверки достоверности количественных прогнозов можно использовать среднюю абсолютную или среднеквадратичную ошибки, коэффициент корреляции и другие статистические характеристики.

Помимо рассмотренных методов и приемов в географическом прогнозировании могут найти применение балансовые методы основанные на изучении изменения балансов вещества и методы, основанные на изучении изменения балансов вещества и энергии в ландшафтах в результате проведения хозяйственно-мелиоративных мероприятий [43].

1.3. Отражение элементов географического прогнозирования в программно-методическом обеспечении курса «География России».

С целью определения возможностей интенсификации экологической подготовки школьников одной из основных задач воспитания подрастающего поколения является формирование географического мышления, которое проходит через призму множества подходов - комплексного, исторического, и др.

До середины 80-х годов XX века школьные учебники нередко подвергались критике за излишнюю академичность, оторванность от жизни, недостаточность практического и прикладного начала [17].

Составители программы 1986 года приложили немало усилий к тому, чтобы лучше отразить прикладное, конструктивное начало, характерное для современной географической науки. Это относилось к некоторым знаниям, включенным в содержание программы и касающимся, прежде всего рационального использования природных ресурсов и условий, рациональной территориальной организации населения и производства. Но особенно важно, что это ещё в большей мере касалось практических умений, связанных с будущей общественно полезной деятельности школьников [124].

В начале XXI века были представлены новые проекты программ для общеобразовательных учреждений. Рассмотрим отраженные в них материалы по основам прогнозирования и оценки природных условий и ресурсов.

В программе по курсу География России (VIII-IX классы) (136 ч, 2 часа в неделю) разработанной - Московским педагогическим государственным университетом в 2000 году, общее количество практических работ в четырех разделах и двадцати темах составляет - 44, из них:

l Практические работы по прогнозированию - 4;

l Практические работы по оценке природных условий и ресурсов- 5;

Что составляет около 20% от общего количества практических работ. В пояснительной записке к программе упоминаний о географическом прогнозировании нет.

Программа География России (VIII-IX классы(136 ч, 2 часа в неделю) разработана Российским государственным педагогическим университетом им. А.И. Герцена в 2000 году (Вариант №1). Общее количество практических работ в девяти разделах и двадцати трех темах составляет 68 практических работ, из них:

l Практические работы по прогнозированию - 5;

l Практические работы по оценке природных условий и ресурсов- 3;

Это около 11% от общего количества практических работ. В пояснительной записке к программе упоминаний о Географическом прогнозировании нет.

Программа География России (VIII-IX классы (136 ч, 2 часа в неделю (резерв времени 30 часов)) разработана - Российским государственным педагогическим университетом им. А.И. Герцена в 2000 году (Вариант №2). Общее количество практических работ в семи разделах и двадцати одной теме (с резервом времени в 30 часов) составляет 65 практических работ, из них:

l Практические работы по прогнозированию - 2;

l Практические работы по оценке природных условий и ресурсов- 10;

Это составляет около 18% от общего количества практических работ. В требованиях к уровню подготовки учащихся последним - шестым пунктом указано требование к умению прогнозировать - изменения природной среды под воздействием антропогенной деятельности, изменения природных процессов (тектонических, климатических, почвенных и др.) во времени; изменения демографической ситуации, последствия урбанизации, изменения в экономике России и своей области.

Программа География России (VIII-IX КЛАССЫ(136 ч, 2 часа в неделю) разработана - Российской академией образования, Институт общего и среднего образования в 2000 году. Общее количество практических работ в шести разделах и двадцати пяти темах составляет 56 практических работ, и них:

l Практические работы по прогнозированию - 0;

l Практические работы по оценке природных условий и ресурсов- 3;

Что составляет около 5% от общего количества практических работ. Следует отметить, что, несмотря на отсутствие практических работ направленных на применение знаний и умений в области прогнозирования, в требованиях к уровню подготовки учащихся последними пунктами указано требование к умению прогнозировать - для курса восьмого класса умение прогнозировать изменение своей местности, изменения в населении своего населенного пункта, структуре хозяйства. Для курса девятого класса - возможные пути развития территории под влиянием отдельных факторов.

На рисунке 1 представлено соотношение общего количества работ в рассматриваемых нами программах и содержащихся в них работ направленных на формирование у учащихся навыков прогнозирования и оценки природных условий и ресурсов

Рис 1. Сравнительная характеристика количества практических работ в программном обеспечении курса География России (в ед.).

Анализ действующих учебников по курсу «География России» проводился нами с учетом требований, предъявляемым к вербальным средствам обучения. Так, последовательно сравнивались формы представления учебного материала и система обслуживания. Сопоставление текстового компонента в учебниках [12, 68, 94, 115, 116] позволило выявить, что в содержании слабо отражены элементы географического прогнозирования, отсутствуют определения понятия географический прогноз, приводится недостаточное количество примеров, раскрывающих причинно-следственные связи природных объектов и явлений.

В системе обслуживания аппарат организации усвоения в разных учебниках представлен по-разному. В некоторых учебниках уже с VI класса предусмотрены задания по ориентированию на местности, на произведение глазомерной съемки, определению направления ветра, измерению атмосферного давления и количества осадков, и дальнейшему установлению причинно-следственных связей этих явлений и погодных условий. В одном из учебников для VII класса обращает на себя внимание специальное приложение под названием «Умеете ли Вы называть и показывать, определять, объяснять и прогнозировать?» [37]. В.П. Максаковский в своем учебнике по курсу социальной и экономической географии мира предлагает такие рубрики, как «Пути решения водной проблемы человечества», «Решение природоохранных проблем: три пути» [74].

В учебнике В.Я. Рома и В.П. Дронова по населению и хозяйству России встречаются задания по проектированию, прогнозированию, географической экспертизе, анализу графиков, схем, таблиц, картосхем [94].

Общее количество вопросов и заданий в 70 параграфах данного учебника составляет 235, из них проблемных вопросов 32, в том числе:

– Практические задания и вопросы по прогнозированию - 1;

– Практические задания и вопросы по оценке природных условий и ресурсов- 10;

Что составляет около 4% от общего количества практических заданий и вопросов.

Учебник Д.П. Финарова для 6 класса - «Физическая география» [115].

Общее количество вопросов и заданий в 58 параграфах данного учебника составляет 195, из них практических работ 5, ив том числе:

– Практические задания и вопросы по прогнозированию - 3;

– Практические задания и вопросы по оценке природных условий и ресурсов- 2;

Что составляет около 2,5% от общего количества практических заданий и вопросов. примечательно, практическую работу, представленную в учебнике - Определение воздействия человека на природу и составление прогноза дальнейших её изменений.

Учебник О.В. Крыловой Физическая география: Начальный курс для 6 класса [64]. Cодержит в общей сложности более 400 вопросов и заданий, из них:

– Практические задания и вопросы по прогнозированию - 6;

– Практические задания и вопросы по оценке природных условий и ресурсов- 4;

Что составляет около 2,5 % от общего количества практических заданий и вопросов.

Учебник для 7 классов общеобразовательных учреждений - География материков и океанов разработанный коллективом авторов - Д.П. Финаровым, С.В. Васильевым, З.И. Шипуновой, Е.Я. Черниховой и изданный в 1996 году содержит в конце учебника целый параграф посвященный географическому прогнозированию, его описанию и способам применения на практике [116]. Общее количество вопросов и заданий 352, заданий типа «Проверь свои знания» 33 из них:

– Практические задания и вопросы по прогнозированию - 12;

– Практические задания и вопросы по оценке природных условий и ресурсов- 23;

Что составляет около 9 % от общего количества практических заданий и вопросов.

Учебник География России: Природа для 8 класса И.И. Бариновой. Общее количество вопросов и заданий 361, заданий типа «Итоговые задания по теме» 63, содержит раздел посвященный вопросам географического прогнозирования в параграфе «Рациональное природопользование» [12] из них:

– Практические задания и вопросы по прогнозированию - 5;

– Практические задания и вопросы по оценке природных условий и ресурсов- 24;

Что составляет около 7 % от общего количества практических заданий и вопросов.

На рисунке 2 наглядно представлено соотношение общего количества работ и заданий в рассматриваемых нами учебниках и содержащихся в них практических работ и заданий направленных на формирование у учащихся навыков прогнозирования и оценки природных условий и ресурсов

Сравнительный анализ современных учебников по курсу «География России», показал, что они содержат недостаточное количество учебной информации по географическому прогнозированию, в то же время потенциальные возможности включения элементов географического прогнозирования в качестве дополнительного или пояснительного текстов существуют. Например, целесообразно было бы включить в виде дополнительного текста описание несостоявшихся проектов по изменению природных условий отдельных территорий, таких как - проект переброски сибирских рек в район Аральского моря с анализом причин отказа от него.

Рис 2. Сравнительная характеристика количества практических работ в учебном обеспечении курса География России (в ед.).

Исходя из вышесказанного нами предлагается один из возможных вариантов тематического поурочного планирования с включением в него оптимального количества элементов географического прогнозирования необходимых ученикам для овладения ими основами рационального природопользования и охраны окружающей среды.

1.4. Анализ уровня экологической подготовки школьников при изучении ими курса «География России»

Во время проведения в 2005-2007 годах констатирующего эксперимента нами была проведена проверка знаний учащимися основ природопользования и охраны окружающей среды.

Проверка проводилась в три этапа и охватила более 600 школьников.

В задачу первого этапа входило выяснение отношения учащихся к проблеме охраны окружающей среды. Учащимся была предложена анкета, которая содержала следующие вопросы:

1. Какие проблемы стоят перед человечеством наиболее остро?

2. Из каких источников Вы узнали об этих проблемах? (Интернет, телевидение, радио, книги, журналы, газеты, школа, учебники и т.д.).

3. В решении каких из перечисленных проблем Вы участвуете или хотели бы участвовать?

Анализ ответов дал следующие результаты:

Среди проблем, стоящих перед человечеством, 72% опрошенных назвали проблему охраны окружающей среды.

Ученик Ф. сообщает: «Образуются огромные свалки, происходят катастрофы и разрушения. Из-за них случаются выбросы и разливы нефти. Ещё очень много отходов которых некуда убирать и перерабатывать».

Ученик С. утверждает: «Я много слышу о том, что основная проблема у человечества - это проблема охраны окружающей среды. Свалки мусорных отходов, радиоактивные отходы, химические отходы - их некуда девать. Особенно это касается крупных городов - Санкт-Петербург и Москва. Я сам часто вижу свалки в городе и на окраинах когда езжу с родителями на дачу. Я уверен, что эта проблема - самая главная для нас людей»

Ученица Е. говорит: «Проблемы нехватки нефти и газа. Есть проблема потепления климата и может растаять лед на полюсах и произойдет затопление побережье».

При ответе на второй вопрос 52% учащихся в качестве основного источника информации указали телевидение, 45% поставили на первое место Интернет, журналы и научно-популярную литературу и только 3% опрошенных отвели роль главного «информатора» школе.

Ученик А. упоминает: «Когда включаешь телевизор то почти все время слышно про какие-то происшествия, то землетрясение произойдет, то цунами, то тайфун, то нефть разольется. Такое ощущение, что скоро на земле вообще ни одного места живого не останется».

Ученик О. вспоминает: «Конечно по телевизору можно много увидеть и услышать о проблемах, но вот более подробную информацию можно прочитать уже в Интернете или газетах. Там больше информации, есть фотографии, рисунки».

Ученик Е. отмечает: «Мне кажется, что везде очень много информации можно найти о проблемах человечества - и по телевизору, и в интернете, и в журналах и в газетах. Если я прочитал или узнал о какой либо проблеме, то какие-то детали о ней я задаю учителю и он уже рассказывает более подробно. Хотя есть такие проблемы, которые рассказывают учителя и о которых я не узнал нигде больше».

Ученица А. пишет: «В основном я узнаю о каких-то проблемах от учителей в школе. Конечно основные проблемы известны и так - потепление, мусор и пр., но конкретно и более детально я узнаю из школы».

Безусловно, полученные данные говорят о том, что сегодняшние школьники могут стать невольными «заложниками» субъективных и порой не самых компетентных мнений которые доносятся с экранов телевизоров.

В ходе анализа ответов по третьему вопросу выяснилось, что 70% учащихся изъявили желание принять участие в решении проблемы охраны окружающей среды, но не знают как это сделать.

Ученик Е. пишет: «Конечно хотел бы, чтобы мусора было меньше везде, но если я не буду мусорить, то это будет делать кто-то другой.. Я стараюсь не мусорить когда выезжаю на природу. Больше я ничего сделать не могу - я не так сильно загрязняю природу как это делают заводы и машины».

Ученица О. отмечает: «А как я могу на решение этих проблем? Как я повлияю на потепление или вырубку лесов в дельте реки Амазонка? Конечно, я стараюсь не мусорить, выезжая на дачу не устраивать пожаров и всегда тушить костры за собой. Машина у нас есть, но я думаю она не сильно загрязняет окружающую среду и если наша семья пересядет на велосипеды планете станет легче»

Ученица Э. указывает: «Я участвую в субботниках весной, вместе со своими родителями. Если каждый будет в них участвовать, то потом будет задумываться прежде чем мусорить. Что я ещё могу делать? Незнаю...»

Ученик С. говорит: «Я хотел бы быть инженером-конструктором и думаю, что в будущем буду заниматься разработкой и совершенствованием механизмов, которые будут потреблять меньше топлива и других природных ресурсов чем сейчас. Думаю, это будет весомый вклад в решение двух проблем человечества - нехватки ресурсов и загрязнения окружающей среды».

На втором этапе выяснилось понимание учащимися некоторых основ природопользования и охраны окружающей среды. Проверка знаний также проводилась методом анкетирования, но методика обработки результатов выбрана несколько другая, чем на первом этапе. Ответ на каждый вопрос делился на несколько смысловых частей, каждая из которых оценивалась одним «условным баллом». Анкета содержала три вопроса, расчлененных на шестнадцать смысловых частей. Таким образом, идеальный ответ на все вопросы анкеты соответствовал шестнадцати условным баллам. Для выяснения уровня усвоения по каждой смысловой части вопроса подсчитывался процент усвоения. Полученные результаты отражены на диаграмме 3,4,5.

Рис 3. Анализ ответов учеников (в %).

Рис 4. Анализ ответов учеников (в %).

Рис 5. Анализ ответов учеников (в %).

Из более чем шестисот опрошенных исчерпывающие ответы на все вопросы дали пять человек. Большинство анкет содержало неполные отрывочные ответы, а тридцать шесть участников анкетирования сдали незаполненные анкеты. Следует отметить, что не все вопросы оказались равнозначными для опрашиваемых. Так при ответе на первый вопрос лишь в 21% ответов содержался тезис о нарушении экологического равновесия, сложившегося в природных комплексах, в то время как 90% опрашиваемых отметили исчезновение видов растений и животных.

Ученик А. утверждает: «Если мы будем вырубать леса, то это действие повлечет за собой изменение всей территории, на который они находятся. Измениться почва, исчезнут животные которые жили в лесу, на их место придут другие животные, измениться рельеф. Всё измениться»

Ученик П. говорит: «Если окружающая среда будет загрязняться, то будут пропадать и вымирать животные и растения. Потом станет хуже жить человеку».

Полный и исчерпывающий ответ на второй вопрос предполагал ссылку на финансовые, научно-технические, морально-нравственные и политические трудности, существующие в природопользовании. Анализ ответов показал, что большинство опрашиваемых (71%) считают главными трудности морально-нравственного порядка, в то время как финансовые и политические трудности упомянули в своих ответах соответственно 7% и 9%.

Ученик Б. говорит: «Решать проблемы охраны окружающей среды тяжело из-за того, что для их решения требуются очень большие финансовые затраты. Например, чтобы автомобиль потреблял меньше топлива и у него было меньше выбросов вредных веществ необходимо, чтобы производитель постоянно проводил дорогостоящие исследования и работы. Или например ситуация с хранением и переработкой ядерных отходов. Я слышал и читал в Интернете, что это очень прибыльный вид деятельности и наша страна разрешает ввозить к себе отработанное ядерное топливо и другие отходы для их последующей переработки или захоронения»

Ученик Ф. считает: «Трудности в том, что пока особых и серьезных проблем нет у большинства людей на земле. Есть трудности конечно - бензин дорожает, воздух загрязняется, но так чтобы сильно - такого нет, поэтому и не решаются эти проблемы. Добавить можно то, что для решения этих некоторых проблем нет технических средств способных это сделать»

Третий вопрос содержал перечисление природоохранных мер, проводимых в России. Подавляющее большинство (79%) главную роль в деятельности человека по охране окружающей среды отводят организации заповедных и охраняемых территорий.

Только в 8% ответов было указано на необходимость перехода производств на малоотходную и безотходную технологию. Термины «рекультивация» и «мелиорация» упомянули в 23% анкет. О существовании служб контроля за состоянием окружающей среды указано лишь в пяти ответах(1%).

Ученица З. говорит: «Я знаю например то, что создается и поддерживается много заповедников и заказников. Там нельзя строить дома, вырубать леса, охотиться на животных. Мне кажется это достаточно эффективный способ охраны животных, растений и вообще конкретной территории»

Ученик К. утверждает: «Я знаю, что есть специальные места, в которых ограничена или вообще не ведется деятельность человека. Но помимо того, что можно охранять и не допускать изменений природы, можно улучшать экологическую обстановку на какой-то территории - например применяя мелиоративные мероприятия или улучшать свойства почвы засеивая её каждый раз новым видом растений - рекультивация земельных угодий».

Третий этап экспериментальной проверки своей задачей ставил выявление усвоения учащимися правил поведения в природе. Проверка проводилась методом анкетирования. Вопросы анкеты также разбивались на смысловые части, каждая из которых оценивалась одним «условным баллом». Анкетирование проводилось среди учащихся петербургских школ № 350, 336, 572, 639, 498. Результаты анализа анкет помещены в диаграмму 6,7,8.

Рис 6. Анализ ответов учеников (в %).

Рис 7. Анализ ответов учеников (в %).

Рис 8. Анализ ответов учеников (в %).

Анкеты показали, что полных и исчерпывающих ответов практически нет, что правила поведения в природе усвоены недостаточно. Большинство ребят не имеют системных знаний о правилах поведения в природе. На вопрос о правилах пользования костром большинство (90%) указало необходимость тщательной ликвидации костра за собой, в то время как лишь 45% учеников знают, что нельзя разводить костры среди сухой травы и т.д. О том, что нельзя разводить костры на торфяниках и под кронами деревьев указало соответственно 6% и 4% школьников.

Ученик А. отмечает: «Я знаю, что незатушеный костер, особенно в сухую погоду может привести к лесным пожарам, которые происходят каждый год в нашей стране. Обязательно надо его тушить или водой или землей, когда уходишь, а лучше всем вместе и водой и землей. Лучше не разводить костры в сухую погоду вообще».

Ученик М. говорит: «Помимо того, что надо обязательно тушить за собой костер (водой или землей), ещё нельзя разжигать его в сухую погоду, на торфяниках и под кронами деревьев (и на корнях деревьев) тоже».

Ответы на второй вопрос показали, что ученики понимают негативные последствия от шумового загрязнения окружающей среды, однако не все осознают, что шумовое загрязнение окружающей среды не только оказывает влияние на потомство животных, но и на их численность на той или иной территории.

Меньше половины (34%) учеников отметили в ответах, что шум мешает отдыху людей и беспокоит животных.

Ученик Я. отмечает: «Я видел по телевизору программу, которая рассказывала о том, как шум влияет на человека и животных. Шум снижает потомство у животных и вынуждает их покидать насиженные места. Человеку тоже, бывает плохо в большом городе, где постоянно идет «фоновый шум»».

Анализ ответов на третий вопрос выявил, что все ученики понимают неизбежность сокращения численности растений и животных при сборе гербария или составлении коллекции, но только 3% указали, что эти действия способны вызвать нарушения равновесия в природе.

Ученица С. указывает: «Если например во дворе школы ученики нескольких классов начнут собирать гербарии, то это приведет к тому, что растения могут вообще исчезнуть. Поэтому к сбору гербариев надо подходить осторожно и понимать возможные последствия»

Ученик П. говорит: «Собирая гербарии надо понимать, что в результате слишком активного сбора гербария может исчезнуть определенное растение и вслед за ним на какой либо территории могут произойти другие изменения и животных и растений»

Выводы по первой главе:

1. В географической науке всегда рассматривались проблемы взаимодействия человека и природы в соответствии с уровнем развития производительных сил и социальными запросами, комплексный характер изучения географами процесса природопользования предопределил основы современного географического прогнозирования;

2. Современный характер географического прогнозирования является ответом на усиление антропогенного «пресса» на природу Земли. Ни одно мероприятие по преобразованию человеком природы не обходиться без экспертной комплексной оценки и прогноза изменений природных условий и ресурсов;

3. Анализ школьных программ и учебников показал, что усиление их экологической составляющей коснулся в основном расширения диапазона экологических проблем. В числе заданий и практических работ предусмотренных программой содержится недостаточное число заданий прогностического и оценочного характера.

4. Результаты констатирующего эксперимента показали общий невысокий уровень экологической подготовки школьников. Это, в частности, выразилось в преобладании в ответах учащихся акцента на «пассивные» природоохранные меры (заповедание) в ущерб раскрытия сущности рекультивационных и мелиоративных мероприятий. В ответах школьников практически отсутствует материал о значении научного предсказания возможных изменений в природе.

Глава 2. Методические условия использования основ географического прогнозирования в процессе экологической подготовки школьников при обучении курсу «География России».

2.1. Модель методики использования географического прогнозирования в процессе экологической подготовки школьников при изучении курса «География России»

В ходе создания модели мы исходили из положения, что любая система состоит из взаимосвязанных компонентов, способна к развитию и функционирует во взаимосвязи с окружающей ее средой. При конструировании модели предполагалось.

Изучение основ экологического и географического образования потребовало выявления основных сущностных характеристик, установления связей и зависимостей между ними и создания на этой основе модели методики применения географического прогнозирования в процессе экологической подготовки школьников при обучении географии.

Главными системообразующими в данной системе являются связи, объединяющие и пронизывающие все компоненты системы, и исходящие из синтеза идей, целей и задач экологического и географического образования.

При ведущей роли целей и принципов в определении содержания, взаимовлияния содержания и процесса подготовки учащихся при использовании элементов географического прогнозирования, в состав данной системы были включены целевой, содержательный, процессуальный и оценочно-результативный компоненты (рис. 9).

Система предполагает внутреннее функционирование, заключающееся во взаимодействии ее компонентов, и ее влияние на систему социальной среды.

При построении модели методики применения географического прогнозирования в процессе экологической подготовки школьников при обучении географии мы опирались на педагогические принципы: развивающего и воспитывающего обучения, фундаментальности образования и его профессиональной направленности, культуросообразности и природосообразности, научности и связи теории с практикой, систематичности, сознательности и активности учащихся в обучении, наглядности, доступности, учета возрастных и психологических особенностей, положительной мотивации и благоприятного эмоционального климата обучения.

Принцип развивающего и воспитывающего обучения предполагает регулирование взаимодействия между овладением знаниями, способами деятельности и формированием ценностных отношений к природе, обществу, личности; между приобщением учащихся к ценностям социума, адаптацией их в обществе и индивидуализацией, сохранением и развитием уникальности, неповторимости личности. В экологической подготовке из данного принципа вытекают требования создания предпосылок для адаптации учащихся в быстро меняющихся условиях окружающей среды.

Принцип культуросообразности и природосообразности выражает требование строить образование с учетом законов развития и взаимодействия природной и социальной сред. Законы и закономерности развития природы требуют отражения в содержании образования и соответствия содержания уровню развития культуры на конкретном этапе развития общества. В этом смысле требования к экологическому обучению и воспитанию существенно зависят от социального запроса общества и соответствуют современному уровню развития науки и культуры, которая представляется в широком плане: этно-культурные обычаи и традиции, морально-нравственные нормы в обществе, современное состояние гуманитарных и естественных наук и т.д.

Принцип научности и связи теории с практикой. Данный принцип выбран как один из основополагающих в данной системе, поскольку декларирует необходимость представления изучаемых знаний в современной трактовке, а также прогноза возможных путей достижения баланса между природой и человеком, гармонии внутри человеческого сообщества.

Рис 9. Модель методики использования элементов географического прогнозирования в процессе экологической подготовки школьников при обучении географии

Одновременно, необходимо предусмотреть доведение теоретических положений до стадии действий. Это, как нельзя более, кстати, подходит к экологическому обучению и воспитанию, одним из конечных результатов которого выступает формирование у учащихся активной жизненной позиции, готовности действовать и прогнозировать последствия тех или иных действий в окружающей среде.

Принцип систематичности и системности, который, с одной стороны, содержит традиционное требование логичности, последовательности и преемственности в процессе обучения и, с другой стороны, как системность, отражение в сознании научной картины мира. Полагаем, что экологическое обучение и воспитание в курсе школьной географии, является неотъемлемым компонентом образования, способствующим формированию у учащихся целостной естественнонаучной картины мира.

Принцип сознательности и активности учащихся в обучении. Как известно, овладение знанием и развитие происходят в процессе активной деятельности. Целенаправленная активность, как правило, стимулирует формирование сознательного отношения к изучаемому предмету. В нашем случае - адекватное отношение к окружающей среде в широком смысле, понимание причинно-следственных связей между объектами и явлениями, места человека в ней.

Принцип наглядности, традиционно применяемый в педагогике, особое значение имеет при обучении предметов естественнонаучного цикла и приобретает, на наш взгляд, особое значение при применении элементов географического прогнозирования в экологической подготовке школьников при обучении географии. Реализация данного принципа в экологическом обучении и воспитании затруднена из-за неразработанности системы средств экологической наглядности.

Принципы доступности и учета возрастных и психологических особенностей. Принцип доступности регулирует соотношение популярности, понятности с познавательными трудностями и определяет меру трудности, целесообразной в обучении. Соответствие учебного материала возрастным особенностям учащихся приобретает особое значение при использовании элементов географического прогнозирования и осуществлении экологической подготовки в значительной степени из-за его абстрактного характера.

Принцип положительной мотивации и благоприятного эмоционального климата обучения. В данном исследовании, с одной стороны, он понимается традиционно и предполагает создание благоприятной образовательной среды. С другой - создание у учащихся оптимистического видения, перспектив развития, путей решения проблем взаимоотношения общества и природы.

Отбор ведущих принципов позволил приступить к определению целевого компонента модели методики применения географического прогнозирования в процессе экологической подготовки учащихся при обучении географии. Такие цели включают в себя удовлетворение потребностей современного производства; удовлетворение населения в образовании, необходимом и достаточном для регулярного применения в условиях быстрого изменения географической среды; обеспечение условий для всестороннего развития личности, способной принимать компетентные решения, профессиональную подготовку; обогащение системы деятельности и развитие творческого потенциала личности в области природопользования; совершенствование отношений индивида в социальной среде (в быту и на производстве); гармонию биологического и социального развития личности в его отношениях с окружающей средой, включающей высокий уровень образования и духовности .

Целевой компонент модели экологического обучения и воспитания состоит из совокупности образовательных целей:

Обучающие цели при применении элементов географического прогнозирования в экологическом обучении и воспитании школьников в системе географического образования предполагают формирование и развитие системных знаний:

l об экологической составляющей современной географической картины мира;

l о природных процессах, протекающих на глобальном, региональном и локальном уровнях;

l о развитии общества и природы в их взаимодействии, о причине и путях преодоления противоречий в системе «природа-общество-человек».

l практикоориентированных умений по изучению и охране окружающей среды;

l исследовательских умений в области рационального природопользования

Развивающие цели применения элементов географического прогнозирования при экологическом обучении и воспитании школьников в системе географического образования предусматривают развитие:

l способностей и потребностей школьников в экологической деятельности;

l интеллектуальное развитие школьников.

Воспитательные цели использования элементов географического прогнозирования в экологическом обучении и воспитании школьников в системе географического образования предполагают:

l формирование глобально ориентированного научного мировоззрения, на основе создания целостной картины мира;

l усвоение учащимися экологических ценностей, отражающих объективную целостность и ценность природы;

l эмоциональное, эстетическое, познавательное восприятие природы;

l формирование ответственности за сохранение природной среды на Земле;

l понимание необходимости построения экосообразных отношений общества и природы на международном и внутригосударственном уровнях;

l усвоение правил и норм поведения в природе, в быту, в повседневной деятельности, согласующихся с экологическим императивом.

Объем, структура содержания определяет особенности процессуального компонента модели, а именно - специфику методов, форм и средств обучения. В нашем исследовании нашло подтверждение положение об эффективности применения всего спектра известных методов обучения, хотя, особое внимание было уделено группе практических методов, предусматривающих постепенное увеличение самостоятельности школьников при выполнении заданий разного уровня сложности.

Таким образом, была сконструирована модель методики использования элементов географического прогнозирования в процессе экологической подготовки школьников при обучении географии, существенным моментом которой явилось единство целевого, содержательного, процессуального и оценочно-результативного компонентов.

Методическими условиями успешного использования основ географического прогнозирования, на наш взгляд, являются следующие:

l Тесная связь с природоохранными и основными географическими понятиями изучаемыми в курсе школьной географии;

l Комплексное изучение экологических проблем и проблем охраны и преобразования природы;

l Увеличение творческой и активной учебной деятельности школьников по мере усложнения изучаемого материала;

l Оптимальный выбор методов и средств обучения в ходе работ по географическому прогнозированию;

l Обязательное использование карты и средств наглядности в ходе элементарного географического прогнозирования;

l Ознакомление учащихся с актуальностью проблем природопользования и охраны природы, с раскрытием трудностей и перспектив их решения на современном этапе.

Выявив необходимые условия использования основ географического прогнозирования, следует определить этапы его «развития».

На первом этапе (начальный курс географии - 6 класс) ученики получают первичные географические знания и умения, в том числе и ознакомление с некоторыми примерами изменения природы человеком. Этот круг вопросов дается преимущественно на краеведческой основе. Перечень требований природоохранных умений касается, в основном, наблюдений и описаний. Ученики должны четко представлять, что у ПТК существуют определенные компоненты и что изменение одного компонента неизбежно влияет на изменение другого, т.е. все компоненты ПТК взаимосвязаны и взаимовлияют на свойства друг друга.

Затем, в 7 классе, учащиеся подводятся к пониманию целостности, дифференцированности географической оболочки и ПТК более мелкого масштаба, знакомятся с примерами воздействия человека на природные комплексы и географическую оболочку, а также с необходимостью принятия международных мер по охране окружающей среды. На этом этапе ученики должны знать и понимать, что компоненты ПТК могут быть подвержены изменению деятельностью человека, ученики должны знать какие именно действия человека влияют на какие компоненты ПТК, как компоненты ПТК изменяют свои свойства.

После этого, в 8 классе, в курсе География России завершается формирование естественно-научных основ природопользования, ознакомлению с которыми посвящен целый раздел. На этом этапе впервые в школьной географии появляется понятие, интегрирующее вопросы взаимодействия человека и природы - «Географический прогноз». В число умений включается оценка природных условий и ресурсов, выявление возможностей хозяйственного использования отдельных природных ресурсов и выполнение правил природоохранного поведения. На этом, заключительном этапе, школьники не только знают какие виды воздействия, оказывает человек на компоненты ПТК по отдельности и в целом, но и могут предсказать как после воздействия на один компонент ПТК измениться другой и какие необходимо предпринять меры для избежания отрицательных изменений ПТК в целом.