Педагогическая и эстетическая роль аквариума

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Содержание

Введение

Глава 1.Общая характеристика аквариумов

1.1 Аквариумы: история возникновения

1.2 Условия содержания аквариума

Глава 2.Педагогическая и эстетическая роль аквариума

2.1 Аквариум как модель экосистемы: общая характеристика объектов

2.1.1 Аквариумные растения

2.1.2 Простейшие

2.1.3 Кишечнополостные

2.1.4 Моллюски

2.1.5 Членистоногие

2.1.6 Рыбы

2.2 Воспитывающая и обучающая роль аквариума

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Актуальность темы работы состоит в том, что наглядность является необходимым и закономерным средством образовательного процесса на всех этапах изучения биологии в средней школе. Однако будущий учитель биологии должен дифференцированно подходить к пониманию термина «наглядность» так как его используют для выражения разных педагогических понятий Вельц, Н.Ю. Руководство к написанию курсовых и выпускных квалификационных работ по специальности «Биология»: учебно-методическое пособие / Н.Ю. Вельц, И.В. Ерошкина, И.Г. Климова, В.А. Старков. - Орск: Издательство ОГТИ, 2006. - С.46.

Одним из вариантов наглядности в преподавании биологии в общеобразовательной школе является использование аквариума. Заселённый аквариум представляет собой маленькую действующую модель водоёма, т.е. экосистему в миниатюре. Но этой системе в отличие от природной требуется постоянная помощь. Количество обитателей здесь сконцентрировано в небольшом, по сравнению с природными водоёмами, объёме воды

Аквариум всегда привлекает детей, вызывает их удивление, возбуждает любознательность. Но в условиях школы, когда ставится задача использовать аквариум в преподавании курсов ботаники, зоологии, общей биологии, его декоративно-демонстрационные функции отступают на задний план, а на передний выступает роль аквариума как подсобной лаборатории учителя.

Использование аквариума в учебном процессе, постановка опытов и наблюдений с аквариумными растениями и животными способствуют успешному развитию у учащихся важнейших биологических понятий, таких как морфологические особенности организмов в связи со средой обитания, взаимосвязь организмов в биоценозе, экологические группы, конвергенция, дивергенция, искусственный отбор, селекция и др.

Известно, что даже простое созерцание аквариума со свежей зеленью, здоровыми юркими рыбками благотворно сказывается на состоянии нервной системы, снимает возбуждение, успокаивает человека. Декоративные аквариумы часто увидишь сейчас в больницах, пансионатах, санаториях. Их устанавливают на пультах управления автоматическими системами, где они снижают усталость операторов, вызванную монотонностью слежения за датчиками. В связи с этим несомненна благотворная роль декоративных аквариумов и в помещении школы. Содержание их доступно любой школе.

Расширение информации о биологии тех или иных обитателей аквариума позволяет учителю более интересно провести тот или иной урок, расширить учебный материал за рамки учебника (в то же время обеспечить более высокий уровень нравственного воспитания, в первую очередь вызвать любовь к живой природе). В школьной практике чаще работают с зоологическими объектами аквариума. И в связи с этим хочется обратить внимание учителей на то, что аквариумные растения не менее ценный материал для внеклассной работы. В результате могут быть получены выводы, имеющие существенное значение при изучении определенных вопросов курса биологии.

Предметом исследования является использование аквариума в процессе преподавания курса биологии в общеобразовательной школе. Объект исследования - аквариум как наглядное пособие, искусственная экосистема.

Цель работы - характеристика педагогической и эстетической роли аквариума

В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи работы:

Обзор истории возникновения аквариума

Характеристика условий содержания аквариума

Анализ модели экосистемы аквариума

Определение воспитывающей и обучающая роли аквариума при его использовании в учебном процессе.

Глава 1.Общая характеристика аквариумов

1.1 Аквариумы: история возникновения

История возникновения и развития аквариумоводства в нашей стране своими корнями уходит в далекую эпоху.

Содержание в домашних условиях и выставление для всеобщего обозрения красивых рыбок, не предназначенных для употребления в пищу, является в Азии и, в частности, в Китае и Японии, многовековой традицией. Золотые рыбки и декоративные карпы, плавающие в разнообразных емкостях для разведения рыб, находились (и находятся) в центре всеобщего внимания. Простые глиняные сосуды, разукрашенные и глазурованные гончарные изделия, изысканные, тонкой работы фарфоровые сосуды - все это использовалось в практической аквариумистике Востока. Все классические виды золотых рыбок специально разыскивались и целенаправленно выводились для наблюдения за ними сверху. Наблюдение «из-за стекла» в аквариуме можно считать западным изобретением. Содержание в домашних условиях и выставление для всеобщего обозрения красивых рыбок, не предназначенных для употребления в пищу, является в Азии и, в частности, в Китае и Японии, многовековой традицией. Золотые рыбки и декоративные карпы, плавающие в разнообразных емкостях для разведения рыб, находились (и находятся) в центре всеобщего внимания. Простые глиняные сосуды, разукрашенные и глазурованные гончарные изделия, изысканные, тонкой работы фарфоровые сосуды - все это использовалось в практической аквариумистике Востока. Все классические виды золотых рыбок специально разыскивались и целенаправленно выводились для наблюдения за ними сверху. Наблюдение «из-за стекла» в аквариуме можно считать западным изобретением Бейли М., Бергресс П. Золотая книга аквариумиста. 1990 - С.8.

Первыми аквариумистами были китайцы. Около четырех тысяч лет они содержат и разводят различных рыб (сначала в искусственных водоемах, впоследствии в сосудах), почти две тысячи лет продолжается селекция знаменитых золотых рыбок. Массовое увлечение разведением золотых рыбок относится ко времени правления династии Сун (10-13 век). Около двух с половиной тысяч лет назад в другом азиатском государстве -- в Японии начали разводить карпов и выводить декоративные породы этих рыб -- кои, а золотая рыбка в стране Восходящего солнца приобрела замечательную перистую форму Вершинина Т.А. Золотые рыбки. Породы. Содержание. Разведение. Профилактика заболеваний. М.: ООО Аквариум-Принт, 2005 - С.13.

Но и в других древних государствах, прежде всего в Египте, в специальных бассейнах содержали рыб и водяные растения, в частности лотос. Такими бассейнами славились сады египетских фараонов и вельмож. Царь Ассирии Навуходоносор в 6 веке до н. э. украсил прудами и бассейнами одно из семи чудес света -- легендарные висячие сады Семирамиды.

В Древнем Риме пруды с проточной водой (писцины) и акварии (садки и сосуды для рыб) были непременной принадлежностью домов зажиточных римских граждан. В этих первых аквариумах на обозрение выставлялись не только рыбы, но и беспозвоночные животные, например каракатицы. Вода в писцинах часто менялась, а от солнца они были защищены специальными навесами.

На американском континенте созерцанием рыб увлекался правитель ацтеков Монтесума (ок. 1390-1469). Он держал в своем дворце несколько своеобразных аквариумов, называвшихся «дьявольскими сосудами». В Европу увлечение живыми рыбками пришло из Китая вместе с фарфором в 16-17 веках. К концу 18 века в Европе уже были распространены вазы и садовые бассейны с золотыми рыбками и водными растениями.

Становление аквариумистики в ее современном понимании произошло в Европе и в США в середине 19 века. Первый аквариум в современном виде имел объем около 100 л и был создан в 1841 году английским ученым Х. Вардом. В этом аквариуме содержались холодноводные рыбы и растения. В 1848 году другой англичанин - Е. Ланкастер развел в аквариуме первых рыб - трехиглых колюшек. В 1849 году была открыта первая в мире экспозиция аквариумов и террариумов в Лондонском зоопарке.

Годом возникновения профессионального (исследовательского) аквариума можно считать 1853 год, как год, когда впервые появилась в печати так хорошо выяснившая его значение статья Э. Росмесслера «Озеро в комнате». Именно здесь впервые введено слово «аквариум» как термин. В 1854 году в Великобритании выходит в свет первая книга по аквариумистике «Аквариум, или открытые чудеса глубин», написанная профессором Эдинбургского университета П. Госсе. В 1856 и 1857 годах в Германии выходят две книги немецкого ученого Россмесслера - «Море в стекле» и «Пресноводный аквариум» Жданов В.С. Аквариум любителя. М.: Терра, 1993 - С.198.

Вслед за Лондоном открываются публичные аквариумы в других европейских городах -- в Вене (1860), в Париже (1861), в Берлине (1869). В 1865 году открылись первые публичные аквариумы в США -- в Нью-Йорке и в Бостоне. В 1869 году французский натуралист Пьер Карбонье ввел в любительскую аквариумистику первых экзотических рыб -- макроподов, привезенных на военном корабле «Императрица» из Китая. В 1874 году он же ввел в аквариумистику второй тропический вид -- петушков. В 1904 году открылся публичный аквариум в Московском зоопарке.

Переступив рубеж ХХ века, аквариумистика начала все более и более стремительно расти и развиваться. К концу тысячелетия она представляла собой целый пласт человеческой культуры, пронизывающий множество смежных областей творчества людей всего земного шара. Общества и клубы аквариумистов всех стран объединены в международный союз Aqua-Terra-International со штаб-квартирой в Гааге (Нидерланды).

В истории русского аквариумоводства отмечены большие заслуги таких энтузиастов, как А. И. Гамбургер, А. С. Мещерский, К. К. Гиппиус и особенно Н. Ф. Золотницкий, которого по праву называют отцом русского аквариумоводства Золотницкий Н.Ф. Аквариум любителя, (репринтное издание по оригиналу 1885 года) - 400 с.. Но в царской России аквариум был все же роскошью, доступной немногим.

Россия была одной из первых стран, где начало развиваться комнатное рыбоводство. Одним из первых пропагандистов аквариума в те далекие годы был Альберт Иванович Гамбургер - член Российского общества акклиматизации. Он начал изготовлять в Москве аквариумы, которые пользовались большим спросом у любителей природы. За 1856-1876 годы Гамбургер построил более 400 аквариумов и получил за них 12 медалей. Громадный аквариум был представлен на выставке Императорского общества садоводства в 1858 году в Петербурге. После появления в аквариумах макроподов, телескопов, вуалехвостов началось массовое развитие аквариумоводства. Одним из зачинателей этого дела был Андрей Сергеевич Мещерский. Коштоянц Х.С. Очерки по истории физиологии в России - М.-Л. Издательство Академии наук СССР, 1946. С.422

На выставке 1876 года он показал около 30 видов экзотических рыб, в том числе и таких редких, ныне отсутствующих у аквариумистов, как настоящий гурами.

В разведении живородящих рыб больших успехов добился киевский любитель Емельяненко, знатоками телескопов и вуалехвостов были москвичи М.Фаворский, В.Десницкий, Д.Козлов, А.Столь и другие. Одессит Депп увлекался коллекционированием редких видов рыб. С гордостью писал он о том, как «весь Берлин сбежался посмотреть на моих питомцев», когда он возвращался из Лондона с анабасами-ползунами. Киевлянин Шелюжко, основатель Киевской рыборазводни, одной из крупнейших в Европе, также был страстным коллекционером редких рыб. Ему удалось как-то раздобыть свирепых амазонских пирай. С волнением привез он их в Киев. Как рыбки перенесли дорогу, будут ли жить в аквариуме? Шелюжко осторожно выпустил их в аквариум и тут же увидел вырванный из грунта куст. Забыв, с кем имеет дело, он сунул в воду руку, чтобы поправить растение. Стремительный бросок одной рыбки и из мизинца, прокушенного острыми зубами, уже хлещет кровь. Но любитель не заметил боли! Ведь такая активность рыбок - прямое свидетельство, что они неплохо перенесли дорогу и на новом месте чувствуют себя хорошо.

Много интересных рыб начали свое путешествие по любительским аквариумам из России. Бойцовые рыбки, завезенные из Парижа в Петербург, затем попали в Германию и снова в Париж, так как те, что остались там, внезапно погибли. Замечательный вуалевый телескоп был завезен из Таиланда в Москву, а уже потом распространился по европейским аквариумам. Высоко ценилась в Европе особая бархатно-черная «московская» порода телескопов. В 1897 году В.М.Десницкий привез в Москву из тропической Азии 15 новых видов рыб, среди них были анабасы, барбус зеленый, неизвестные тогда тюлевые (жемчужные) гурами. Перед первой мировой войной И.Л.Заливский привез из юго-восточной Азии акантофтальмусов. Он же положил начало акклиматизации в аквариумах амурских рыб, в частности элеотриса. В те годы больше держали отечественных рыб и даже успешно их разводили. Делались попытки и акклиматизировать в наших широтах тропических рыб. Емельяненко разводил летом в прудах под Киевом живородок и некоторых циклид, Н.Ф.Золотницкий высказал мысль о возможности акклиматизации живородящих рыб (гуппи, пецилии) в окрестностях Батуми для борьбы с малярийным комаром, а Васильев с этой же целью пытался акклиматизировать гирардинуса и гуппи в Туркмении Майланд. Г. Й. Аквариум и его обитатели. М.:Бертельсманн Медиа Москау АО, 2000 - С.178.

В 1867 году в Санкт-Петербурге выходит в свет первая отечественная и одна из первых в мире специализированных книг по аквариумистике -- «Чудеса вод в комнате. Комнатный акварий и его обитатели» П. А. Ольхина. В 1878 году в Московском зоопарке состоялась Вторая акклиматизационная выставка. На ней было представлено около 30 видов рыб, в том числе гурами и золотые рыбки, а также ряд водных беспозвоночных. С 1887 по 1898 год в Москве прошло еще 8 выставок, где были представлены как пресноводные, так и морские, как тропические, так и отечественные аквариумные рыбы и несколько десятков видов растений. В 1899 году еще одну выставку провел только что созданный кружок аквариумистов и любителей комнатных растений Кассельман К. Атлас аквариумных растений М. «Аквариум», 2001 - С.93.

В 1887 году Российское общество акклиматизации устроило первую выставку аквариумов, рыбоводства и рыболовства, которая пользовалась большим успехом. В последующие 11 лет был проведено 9 таких выставок в Москве, Петербурге, Киеве и других городах. Неизменный успех их свидетельствовал о необходимости создания постоянной выставки или национального публичного аквариума. Русские аквариумисты мечтали возвести в Москве или в Петербурге сооружение по типу берлинского аквариума.

Когда в 1896 году было построено новое здание Севастопольской морской биостанции, в его цокольном этаже открылся первый в стране публичный морской аквариум. В 1899 году в Москве создан кружок аквариумистов и любителей комнатных растений, в 1905 году преобразованный в Московское общество любителей аквариума и комнатных растений.

В 1902 году начало выходить первое отечественное периодическое издание по аквариумистике -- «Журнал общества любителей комнатных растений и аквариумов» (Санкт-Петербург). В 1908 году Московское общество любителей аквариума и комнатных растений начало выпускать журнал -- «Аквариум и комнатные растения». В 1911 году в Киеве выходит первый номер «Вестника любителя аквариума и террариума». Павильон «Аквариум» с постоянно действующей выставкой рыб и растений был открыт в Московском зоопарке в 1904 году. В 1911 году в Москве открылся первый в России магазин «Аквариумное рыбоводство» В. Я. Стулова. Предреволюционный период в России, переживавший экономический подъем, стал временем расцвета аквариумистики.

Но предпринимателей, заинтересовавшихся подобным сооружением, не оказалось, а о помощи со стороны царского правительства не могло быть и речи. Первым публичным аквариумом, созданным по инициативе Отдела ихтиологии Русского общества акклиматизации, был сравнительно небольшой павильон при Московском зоопарке. Его открыли 6 декабря 1904 года, а через год- 13 декабря 1905 года уничтожили царские каратели при подавлении восстания рабочих на Пресне. Специальная комиссия Общества акклиматизации установила, что 13 декабря 1905 года около 4 часов дня здание Аквариума было обстреляно артиллерией. Бывший в это время в здании служитель вынужден был спрятаться в полуподвальном помещении. Никакого повода для обстрела Аквариума не было. 17 числа Аквариум был подожжен и сгорел окончательно. Вместе с ним погибли архив, склад изданий и библиотека Отдела ихтиологии.

Другим публичным аквариумом в Москве был любительский аквариум К.К.Гиппиуса. В последние годы перед войной в этом помещении проходили ежегодные выставки, здесь были созданы отделы любительского, школьного аквариума, отдел отечественных рыб. Здесь же москвичи ставили и интересные опыты, например выращивание Виктории регия на открытом воздухе. В 1916 году Аквариум Гиппиуса закрылся.

Подлинного расцвета аквариумоводство в нашей стране получило после Великой Октябрьской революции. Особенно много любителей этого интереснейшего дела появилось после Великой Отечественной войны. Махлин М. Д. Занимательный аквариум. -- М: Пищевая промышленность, 1975. - С.15

Новый всплеск интереса к аквариумистике произошел в РФ в 1980-е годы. Активно действовал Московский городской клуб аквариумистов и террариумистов им. Н. Ф. Золотницкого, где сформировались секции, специализирующихся на разных аквариумных рыбах. Часто проводились выставки, как с общей аквариумной тематикой, так и специализированные. Все большее число новых видов рыб и растений привозилось в РФ, возникали новые периодические издания, посвященные аквариумистике. Появились профессиональные аквариумные рыборазводни, фирмы, постоянно действующие выставки, кооперативные магазины. В 1987 году образовано Всесоюзное объединение клубов аквариумистов и террариумистов.

Падение уровня жизни в начале 1990-х годов нанесло нанесло значительный урон отечественной аквариумистике: исчезла часть видов животных и растений, завезенных когда-то в Россию, практически перестали работать клубы, заметно снизилось и число самих аквариумистов. Вместе с тем, расширились возможности международных контактов и по мере стабилизации экономического положения в России возможен новый рывок развития аквариумистики.

Первыми аквариумными нагревателями были керосиновые или спиртовые коптилки, позже появились небольшие газовые горелки, что было ощутимым прогрессом. На соответствующих местах в металлическом днище резервуара напаивались так называемые тепловые купола. Чтобы избежать локальных перегревов, вокруг них насыпался грунт в небольшом количестве.

В то время аквариумы мастерили самостоятельно, и применяемые технологии по сравнению с современными представляются порой просто удивительными: проводились эксперименты со смолой и дегтем в качестве уплотняющих составов, без конца менялась и опробовалась рецептура оконных замазок. После установки стекол в обрамлении аквариума для большей надежности применялись различные многослойные материалы (заливочные компаунды) Кочетов А. М. Декоративное рыбоводство М. «Просвещение» 1991 - С.121.

Шары для золотых рыбок как средство их содержания и разведения не прижились

Рамы часто окрашивались самодельными «изоляционными лаками» на основе сурика - не вполне безопасного свинцового соединения. Такой лак «смягчался» добавками льняной олифы в качестве средства для защиты поверхности.

Грунтом для аквариума уже тогда служили песок и гравий. Сегодня нередко используется опыт, основанный на наблюдениях того времени: темный грунт действует на некоторых рыб успокаивающе и увеличивает яркость и интенсивность их окраски, в то время как светлые и отражающие тона грунта скорее пугают рыбок и подчеркивают бледность их окраски.

Когда аквариум чрезмерно переполнялся растениями и рыбами, возникала нехватка воздуха, прежде всего из-за того, что не было еще достаточного опыта борьбы с перенаселенностью и работы с фильтрами. В воду необходимо было доставлять воздух Плонский В.Д.Полный справочник аквариумиста. М: «Аквариум» 2002 - С.153.

Первыми устройствами для аккумулирования воздуха были автомобильные шины, которые старательно накачивались воздухом по утрам и вечерам. Использовались также напорные резервуары с манометром и выпускным клапаном, применявшиеся главным образом для спортивных целей. Устройствами для нагнетания воздуха служили вплоть до начала применения кизельгуровых блоков толстые войлочные диски.

У первых аквариумов освещение отсутствовало, поэтому они стояли на подоконнике. Летом из-за чрезмерного количества света возникали проблемы, связанные с водорослями. Зимой на подоконнике было слишком холодно, и давал о себе знать постоянно увеличивающийся расход горючего для примитивных обогревателей. Впоследствии такая же ситуация возникала с первыми электрообогревателями. Они работали по принципу солевого нагревателя, то есть ток пропускался через солевой раствор в U-образной стеклянной трубке. Потребляемую мощность можно было в какой-то мере регулировать за счет размера используемых угольных электродов и концентрации раствора.

Критическим периодом был переход от лета к зиме: над рыбами, среди которых были макроподы, рыбки-кардиналы и панцирники, или сомики, из рода Corydoras - пионеры домашних аквариумов, часто нависала угроза осеннего вымирания. С уменьшением светового потока и яркости освещения замедлялась выработка кислорода растениями, населенность аквариума достигала критической черты, из-за ухудшения качества воды быстро возникали потери. В конце лета плотность заселения рыбками слегка снижалась, т. к. рыбок раздаривали, и люди становились, таким образом, новичками-аквариумистами. На короткое время развитие пошло по окольному пути, который, к счастью, постепенно изжил себя: был изобретен злополучный шар для золотых рыбок, при этом не была использована почти ни одна из технических новинок, которыми прежде располагала аквариумистика Русаков А.Г. Аквариум - это просто. М: Аквариум-Принт, 2008 - С.140.

1.2 Условия содержания аквариума

Различают следующие типы аквариумов по назначению:

- нерестовые (предназначен для икрометания рыб);

- инкубатор (служит для получения из икры личинок и их дальнейшего развития);

- выростной (служит для выращивания мальков);

- карантинно-лечебный (для карантина приобретенных рыб или лечения заболевших);

- декоративный (предназначен для украшения помещений и наблюдения за рыбами и растениями).

Размеры аквариумов могут варьироваться в широком диапазоне: от одного до нескольких тысяч литров. У различных видов обитателей разные требования к размерам аквариумов. Четких требований к минимальным размерам нет, однако существует ряд рекомендаций. Например, рыбам, которые способны передвигаться очень быстро и в природе обитают в реках с быстрым течением, требуются аквариумы больших размеров приблизительно в 10 раз больше длины тела. Таким рыбам, как скаты, требуются аквариумы с большой площадью поверхности дна, для других рыб самым важным параметром аквариума может оказаться глубина. Некоторые рыбы, наоборот, крайне неприхотливы, например, петушки могут жить в ёмкостях размером от 0,5 литра.

Пресноводные аквариумы, как правило, внешне воспроизводят состав какой-либо пресноводной экосистемы, такой как озеро, река, пруд или болото. Для таких аквариумов подбираются растения и рыбы, которые в природе обитают в подобных местах. При помощи специального оборудования и декоративного оформления для обитателей пресноводных аквариумов создаются условия максимально приближенные к естественным. В отличие от морских, пресноводные аквариумы отличаются приглушенной цветовой гаммой, состоящей из зеленых и темных оттенков.

Морские аквариумы намного сложнее в содержании и очень отличаются от пресноводных. Если из пресноводного аквариума можно смело слить третью часть воды и долить чистой свежей, то подобные замены воды в морских аквариумах затруднительны из-за большого расхода морской соли. Поэтому в морских аквариумах проблема качества воды решается не заменой, а применением довольно сложного оборудования для естественной регенерации и устройств очистки - пеноотделительных колонок (флотаторы, скиммеры). Второе отличие от пресноводного аквариума это наличие течения. Морские течения довольно сильные, поэтому аквариумы с коралловыми рифами оснащаются сильными помпами, которые создают имитацию морского течения. Морские аквариумы подразделяются на рифовые и рыбные. В рифовых аквариумах устанавливается более сложное оборудование и мощное освещение с цветовой температурой от 10000К (в частности ставят металлогалогеновые светильники) для обеспечения необходимых условий содержания морских беспозвоночных. Крайне желательно наличие в таких аквариумах так называемых «живых камней» выполняющих роль биологического фильтра за счет населяющих их бактерий и других организмов. Рыбные морские аквариумы существенно более схожи со своими пресноводными аналогами. Но безусловное достоинство морских аквариумов в том, что они очень красивые. Именно их красота оправдывает все вложенные силы в его создание и уход Махлин М. Д. Путешествие по аквариуму. М.: 1987 - С.107.

Обустройство аквариума является важным фактором для условия жизнеобеспечения рыб и растений, живущих в нем. Важную роль играет освещение. Свет необходим как рыбам, так и растениям. Последние в процессе фотосинтеза потребляют углекислый газ и образуют питательные вещества, выделяя при этом кислород, которым дышат рыбы. Чтобы растения хорошо росли и размножались, они должны получать необходимое количество (освещенность), качество (спектральный состав) и время действия (часы) света. Различные виды рыб неодинаково относятся к свету, поэтому рыбам мутных вод необходимы затененные участки в аквариуме. Рыбам, предпочитающим более чистую воду, требуется хорошее освещение.

Правильно выбранное искусственное освещение обеспечивает нормальную жизнедеятельность всех организмов в аквариуме.

Так же в аквариуме нужен нагреватель. Наилучшей температурой в аквариуме является 24-26 °С, минимальной 22-23 °С. При меньшей температуре рыбы простужаются, болеют и гибнут. Могут погибнуть и растения.

Необходим в аквариуме фильтр. С его помощью производится:

- очистка воды от неорганических частиц, находящихся в воде во взвешенном состоянии;

- удаление из воды растворенных органических соединений и азотосодержащих продуктов обмена веществ;

- удаление из воды определенных растворенных веществ;

- создание циркуляции воды в аквариуме;

- аэрация воды;

- обогащение воды определенными растворенными в ней веществами.

Рыбы точно также как и все остальные животные, дышат кислородом, но только кислородом, растворенным в воде. Для этого нужен компрессор, который и насыщает воду кислородом.

Путь к современной аквариумистике был отмечен первыми фильтровальными горшками, светильниками с лампами накаливания и воздушными микронасосами. Начались усовершенствования, которые продолжаются и по сей день, вызванные естественно-научными открытиями во многих отраслях науки и техники.

В зоомагазинах продаются так называемые задние стенки с фотографиями различных пейзажей, которые просто крепятся снаружи с помощью липкой ленты. У кого умелые руки, тот и сам может изготовить такую стенку из различных естественных материалов (камня, коры и пр.). Не стоит ставить внутри аквариума объемные задние стенки, например, из обработанного стиропора, поскольку, прежде всего в небольших аквариумах, будет резко увеличиваться объем воды.

Чтобы обеспечить аквариумным растениям субстрат, а рыбам - «почву под ногами», на дно аквариума помещают грунт. В этом качестве лучше всего зарекомендовал себя безызвестковый, коричневатый гравий размером 2-3 мм. Нельзя использовать белый гравий, хотя он и выглядит более красивым и чистым. На темном грунте рыбы чувствуют себя значительно увереннее и приобретают красивые оттенки Романишин Г. Ф., Мишин В.Н. Мир аквариума. М.: Урожай, 1986 -  С.127.

Следует обращать внимание на то, чтобы отдельные зерна гравия были округлыми. Об остроконечный материал, в частности, осколочную вулканическую породу или базальтовую мелочь, используемую из-за прекрасной темной окраски, отдельные донные рыбки могут пораниться.

Для оформления жизненного пространства аквариума потребуются также водные растения и определенные декоративные материалы. Чтобы они в полной мере отвечали своему назначению, кратко остановимся на некоторых принципиальных аспектах.

Поскольку аквариум должен представлять собой вместилище небольшого сообщества живых существ, которые функционируют по определенным биологическим законам, искусственных пластиковых растений здесь не должно быть. Сведения о том, какие важные функции растения выполняют в аквариуме, содержатся в главе о растениях. Другие декоративные материалы, которые потребуются, например, для того, чтобы устроить пещеры, разделения участков рельефа или террасы, должны быть также натуральными, а не пластиковыми. Хорошо использовать естественные породы, корни смолистых деревьев или ксилолит (строительный материал).

Склеенный аквариум с двумя видами грунта, пластиковой подкладкой, различными задними стенками с фотографиями и обратной изоляцией. Грунт слева: идеальный материал (гравий, размер зерна 2-3 мм); грунт справа: обвалочная порода, хотя и темная, но с острыми гранями. (Пластиковая подкладка, задний план и изоляция выполнены только для демонстрационных целей)

Эти материалы не должны загрязнять воду вредными веществами. Дерево нужно отбирать не гнилое, не пропитанное гуминовой кислотой в результате его длительного пребывания (в течение десятков лет) в болотах. Лучшими качествами обладают материалы, приобретенные в специализированных зоомагазинах, они уж подойдут наверняка.

Приводимое иногда в литературе утверждение, что камни, корни или другие материалы перед использованием следует прокипятить, ошибочно. От такой акции страдают все содержащиеся в них полезные вещества. Камни или корни достаточно хорошенько прочистить щеткой под струей воды.

Вода - главная составляющая часть водного мира, поэтому именно ее параметры определяют жизнь в аквариуме. У разных аквариумных рыбок разные требования к воде, в которой они могут жить, и при выборе питомцев необходимо это учитывать.

В свежую воду рыбок запускать нельзя. Вода из колодца слишком жесткая, а вода из крана содержит в себе хлор и другие соединения, губительные для аквариумных рыбок. Чтобы вредные вещества разложились-испарились, воду нужно отстаивать на протяжении 1-2недель. В крайнем случае, хотя бы несколько дней. Желательно заблаговременно запастись ведром, кастрюлей или другой емкостью, чтобы в ней отстаивать воду для аквариумных нужд. Если аквариум новый и рыбок в нем пока еще нет, можно залить воду в него и дать отстояться неделю.

В воде растворены разные газы, как полезные для рыбок, так и вредные. Это азот, углекислый газ, метан, и хлор был до отстаивания, и, конечно же, кислород. Чтобы газовые характеристики воды были сбалансированы и не привели к болезни рыбок, самое первое правило - не перенаселять аквариум и вовремя его убирать.

Любые изменения параметров воды должны быть плавными. Если нужно изменить температуру воды, то не больше, чем на 3°С в час. Если идет подмена воды, то не более трети от общего объема. Если Вы пересаживаете рыбок в другой аквариум, то не поленитесь набрать туда часть привычной для рыбок воды из старого аквариума. И следите, чтобы в аквариум не попадали предметы, которые могут выделять в воду какие-либо химические или органические соединения.

Кислотность (pH) зависит от уровня катионов водорода и анионов гидроксида в воде. Кислотность водопроводной воды примерно равна 7. Классификация воды по уровню кислотности приведена в таблице.

Классификация воды по уровню кислотности при 25° С
Вода	Кислотность
Сильнокислая	1-3
Кислая	3-5
Слабокислая	5-6
Очень слабокислая	6-7
Нейтральная	7
Очень слабощелочная	7-8
Слабощелочная	8-9
Щелочная	9-10
Сильнощелочная	10-14

Кислотность зависит от температуры, и значение 7 при температуре не 25° С уже не является показателем нейтральной воды. Также кислотность изменяется на протяжении суток. Ночью идет накопление углекислого газа, и к утру кислотность воды в аквариуме понижается. Днем растения активно потребляют углекислый газ, потому к вечеру уровень кислотности повышается. Перепады кислотности зависят от жесткости воды: в более жесткой воде перепады меньше.

Повысить кислотность можно усиленной круглосуточной аэрацией, а понизить - путем внесения в аквариум кораллов, ракушек и других материалов, содержащих кальций. Измерить уровень кислотности можно электронным pH-измерителем или же старым дедовским методом - с помощью индикаторной бумаги.

Жесткость воды определяется наличием ионов кальция и магния и является суммой двух компонент - постоянной жесткости GH (жесткость воды, которая остается после часа кипячения) и временной жесткости KH (зависит от содержания в воде гидрокарбонатов кальция и магния). Измеряется жесткость в градусах, причем градусы разных стран отличаются между собой, например, 1 русский градус равен 1,25 англ. градуса и 1,04 градуса США. Альтернативная единица измерения - ммоль/л. 1°(рус.)=0,36 ммоль/л.

Жесткость воды в русских градусах
Вода	Жесткость
Очень жесткая	30° и выше
Жесткая	19-30°
Средняя	11-18°
Мягкая	5-10°
Очень мягкая	0-4°

В заселенном аквариуме жесткость воды будет постоянно уменьшаться, так как аквариумные жильцы будут усваивать кальций, растворенный в воде. В пустом аквариуме жесткость будет увеличиваться.

Грунт служит биологическим фильтром и является необходимой компонентой подводного мира. В грунте живут бактерии, которые принимают участие в процессах переработки продуктов жизнедеятельности аквариумных рыбок и других животных. В грунте укореняются многие виды водных растений. Именно из грунта растения получаю множество питательных веществ. Для рыб грунт - это природное дно, без которого они будут чувствовать себя некомфортно. Наконец, грунт - это элемент декоративного украшения аквариума. Карантинные и нерестовые аквариумы для облегчения процесса уборки можно оставить без грунта, но в основном аквариуме наличие грунта более чем желательно.

Грунт аквариума включает:

Гравий. Сам по себе не содержит питательных веществ, но позволяет проникать питательным элементам из воды внутрь грунта и служит для закрепления корней растений. Желательно использовать мелкий гравий (2-5 мм) темных тонов и без острых краев, о которые могут пораниться рыбки.

Песок. Обычно используется в смеси с другими компонентами. Питательных веществ не содержит. Не рекомендуется использовать очень мелкий песок, так как он быстро засоряется грязью и перестает пропускать кислород и питательные вещества вглубь грунта. Чтобы отделить мелкие песчинки от крупных, которые Вам и нужны, можно просеять песок через обычное сито.

Глина. Содержит оксиды и силикаты железа и алюминия, минералы, смеси других неорганических материалов. Нежелательно использовать глину красного цвета, так как в ней много железа, которое в больших количествах вредно для аквариумных рыбок. Можно смешать глину с гумусом и торфом, скатать шарики и добавить их в нижний слой грунта, но так, чтобы глина составляла не больше 1/10части от всего грунта. Поскольку глина делает воду мутной, ее необходимо присыпать сверху гравием или песком, особенно если в аквариуме есть рыбки, которые любят ковыряться в грунте.

Торф. Представляет собой смесь частично перегнивших органических материалов. Содержит много питательных веществ. Торф уменьшает жесткость воды. Как и глину, торф следует присыпать сверху слоем гравия или песка.

Искусственный грунт. Продается в зоомагазинах. Не содержит питательных веществ, не участвует в биологических процессах, протекающих в аквариуме, не подходит для выращивания растений, зато не изменяет химических параметров воды, ничем не навредит и красивее смотрится. Искусственным грунтом можно посыпать сверху слой грунта настоящего.

Нельзя использовать в качестве аквариумного грунта:

землю с огорода или грунт, предназначенный для посадки «земных» растений;

мелкий речной, кварцевый и особенно строительный песок;

мраморную крошку (за исключением тех случаев, когда нужно увеличить жесткость воды);

материалы, которые могут изменять химические характеристики воды.

Перед укладкой грунт нужно обязательно продезинфицировать: песок промыть и прокалить на протяжении 20 минут; гравий несколько раз промыть под проточной водой и прокипятить на протяжении получаса Ильин М.Н. Аквариумное рыбоводство. М.: Издательство Московского университета, 1968 - С.133.

Размещать грунт лучше всего не равномерно, а по наклонной - возле задней стенки слой толще, возле передней тоньше. Так и чистить аквариум легче, и грунт смотрится красивее, да и растения, которые обладают развитой корневой системой и требуют больше грунта, в основном высокие и размещаются на заднем плане. Оптимальная толщина самого тонкого слоя грунта - 1-4 см, самый высокий шар не должен превышать 8-10 см.

Элементами оформления являются аквариумные игрушки и водные растения. Игрушки - это разнообразные статуэтки: башенки, домики, ракушки, кувшины, корабли. Они служат не только для украшения аквариума, но и как убежища для рыбок. Размер, цвет, форма - разнообразнейшие. При выборе следует помнить: чтобы цветовая гамма игрушек соответствовала фону, и чтобы размеры были пропорциональны размерам аквариума. Водные растения бывают укореняющиеся в грунте, плавающие в толще и плавающие на поверхности воды. Они играют важнейшую роль и в биохимических процессах, которые происходят в аквариуме, и при декоративном оформлении аквариума. При посадке желательно не размещать высокорастущие растения на переднем плане; занимать ими не более 1/3 от общего объема; стараться, чтобы растения и другие элементы декора маскировали аквариумные приборы (фильтры, компрессоры, обогреватели), но при этом - не мешали работе приборов. Искусственные растения по внешнему виду практически не отличаются от настоящих, и тоже могут быть использованы для украшения аквариума. Недостаток искусственных растений в том, что они не выделяют кислород, так необходимый рыбкам и другим аквариумным животным.

Глава 2.Педагогическая и эстетическая роль аквариума

2.1 Аквариум как модель экосистемы: общая характеристика объектов

Наиболее простое определение: аквариум -- это сосуд для содержания водных организмов. Не сразу выявлено понимание взаимосвязи между аквариумными растениями и животными. И появилось другое определение: аквариум -- емкость, в которой в водной среде содержатся животные и растения. Появились аквариумы со стеклянными стенками, с укорененными в грунте растениями, с дополнительным освещением, аэрированием воды, разнообразным видовым составом живых организмов.

Наконец, пришло понимание, что аквариум можно рассматривать как искусственную модель водоема. Появилось определение: аквариум -- это прибор, представляющий действующую модель водоема, управляемую человеком. Такое определение аквариума наиболее научно. В то же время оно подчеркивает роль и значение человека, зависимость жизнедеятельности модели от знаний, опыта, внимания и ответственности того, кто ею управляет Полонский А. С. Рыбы в аквариумах и приусадебных водоёмах М. «ВНИРО» 1996 - С.42.

Но и это не последнее из определений. Аквариум -- модель экосистемы. В аквариуме сосредоточены четыре характерных для водной экосистемы компонента: неживые, так называемые абиотические вещества (грунт, вода и т. д.) и три группы живых существ -- фотосинтезаторы (водоросли и высшие водные растения), потребители (животные всех видов, от инфузорий до рыб, растительноядные и хищные), наконец, разрушители (бактерии и грибы, существующие за счет мертвых тканей растений и животных; они перерабатывают ткани до простых веществ, пригодных для усвоения растениями). Кроме того, в аквариуме происходит круговорот веществ, подобный круговороту веществ в природе. Система аквариума, до известных пределов, обладает определенной устойчивостью, способностью восстанавливать нарушенное равновесие.

2.1.1 Аквариумные растения

В настоящее время аквариумная гидрофлора в коллекциях ботанических садов и аквариумистов насчитывает более чем 300 видов. В школьном аквариуме необходимо иметь небольшой, но всесторонне используемый в курсе биологии набор водных растений. Растения этого набора должны прежде всего отвечать следующим требованиям: 1) принадлежать к различным систематическим группам -- водорослям, мхам, папоротникам и покрытосеменным, т. е. к тем группам, которые изучаются в школьном курсе биологии; 2) отличаться интересными биологическими особенностями, ознакомление с которыми поможет учащимся лучше и с большим интересом изучать школьную программу; 3) быть наименее прихотливыми, что обеспечит их выживаемость в условиях школьного аквариума Самуйленков Ю. В. Волшебный мир аквариума М. «Колос», 1996 - С.102.

Среди растений аквариума первое место занимают покрытосеменные, на втором -- водоросли, мхи и папоротники.

Водоросли отличаются от других растений тем, что у них нет листьев, стеблей, корней. Кроме того, они никогда не цветут. Пластиды водорослей по сравнению с пластидами высших растений, имеющих постоянную форму, очень разнообразны по форме. В хроматофорах водорослей находятся специфические образования -- пиреноиды, отсутствующие у высших растений. Присутствие водорослей нежелательно в аквариумах. При недостатке света и в затемненных углах аквариума, на его стенках, на грунте образуется коричневый налет диатомовых водорослей. Они не украшают аквариум, но в условиях школы могут стать интересным объектом для внеклассной работы. При избытке света и обилии органических выделений животных и остатков корма вода становится мутно-молочной, а затем ярко-зеленой: развиваются планктонные сине-зеленые и диатомовые водоросли. Они, как и водоросли, образующие иногда бархатисто-зеленую пленку на поверхности воды, грунте и листьях высших растений, могут быть использованы на внеклассных занятиях Жданов В.С. Аквариумные растения М.: Лесная промышленность, 1973 - С.98.

Школьная программа по биологии предусматривает изучение двух групп водорослей: зеленые водоросли (с представителями учащиеся знакомятся при изучении курса ботаники в VII классе), и сине-зеленые водоросли (обзорно учащиеся знакомятся с ними при изучении темы «Строение и функции клетки» в курсе общей биологии XI класса).

Сине-зеленые водоросли никогда не бывают чисто-зеленого цвета. Кроме хлорофилла, они имеют пигменты, окрашивающие их в сине-зеленый, фиолетовый, розовый, желто-зеленый цвет (фикоциан, фикоэритрин, каротин). Сине-зеленые водоросли, как и бактерии, не имеют четко оформленного ядра. Отсутствуют у них и настоящие хроматофоры. Половой процесс отсутствует. Одноклеточные формы размножаются делением клетки пополам, колониальные и многоклеточные - распадом нити на участки (гормогонии).

Особенность сине-зеленых водорослей -- способность поглощать из окружающей среды свободный азот, тогда как другие растения усваивают этот необходимый элемент только в связанном виде.

При очистке аквариума с помощью шланга никогда не следует всасывать в него воду ртом, как это иногда делают аквариумисты-любители. Вода, насыщенная сине-зелеными водорослями, может вызвать отравление.

В уголке живой природы учащиеся могут наблюдать условия, при которых сине-зеленые водоросли лучше развиваются. Для этого нужно собрать в отдельные сосуды колонии сине-зеленых водорослей, которые поселяются в виде пленок на поверхности воды или стенках аквариума. Сосуды содержат в условиях разного режима температуры и освещения. Роль органических веществ для развития сине-зеленых водорослей можно установить, используя воду из разных аквариумов, более и менее загрязненных.

Интерес для учащихся представляет рассматривание сине-зеленых водорослей под микроскопом. При этом можно видеть, что цитоплазма их клеток разделена как бы на два слоя. Наружный слой насыщен зернистым пигментным веществом, за счет которого он окрашен в различные оттенки сине-зеленого цвета. Внутренний слой не содержит пигментов. В нем сосредоточено ядерное вещество.

В качестве демонстрационного материала сине-зеленые водоросли могут быть представлены (под 2 -- 3 микроскопами) на соответствующем уроке в X классе. В результате их просмотра учащиеся убедятся в том, что у этих растений, стоящих на низком уровне организации, отсутствует ядро.

Зелёные водоросли окрашены в чисто-зеленый цвет. В их хроматофорах, кроме хлорофилла, содержатся каротин и ксантофилл, но хлорофилл преобладает. Клетки всех водорослей (одноклеточных, колониальных и нитчатых) имеют одно или несколько ядер. Зеленые водоросли запасают в клетках в основном крахмал. Размножение вегетативное, бесполое и половое.

Крупные клетки нителлы используют как модель для изучения внутриклеточных процессов в научных исследованиях, так как многие процессы в клетке нителлы типичны для всех клеток живых существ. На клетках нителлы изучают распределение внутриклеточного электрического потенциала, проницаемость оболочки для разных питательных веществ и избирательность оболочки к этим веществам.

Из водорослей изготовляют войлок, теплоизоляционный и водонепроницаемый материалы, картон, низшие сорта бумаги. Из кладофоры биохимически можно получать спирт и ацетон.

В школьном аквариуме хорошо живут с лета до весны спирогира, кладофора, нителла, улотрикс, мужоция, зигнема. Их можно использовать в учебном процессе. Найти в природе эти водоросли не трудно.

Спирогира -- одна из самых распространенных нитчатых водорослей. Растет в стоячих и медленно текущих водах. Ведет неприкрепленный образ жизни. Длинные неветвящиеся и скользкие нити ее таллома переплетены в клубки ярко-зеленого цвета, образуя так называемую тину. В тине вместе со спирогирой встречаются зигнема и мужоция.

Кладофора -- широко распространенная водоросль. Ее таллом состоит из многоразветвленных жестких нитей в виде подводного кустика. На нитях нет слизи.

Нителла и другой близкий ей вид -- хара -- по форме напоминают высшие растения (хвощ или роголистник). Их таллом разрастается в виде стебелька и мутовчато отходящих от него веточек, которые, в свою очередь, тоже ветвятся. Стебелек харовых достигает нескольких десятков сантиметров и разделен узлами на междоузлия. Обитают харовые в виде хрупких дернинок на дне спокойных чистых вод. Хара плохо адаптируется в аквариумах, так как предпочитает сильно известкованную воду. Изучение ее строения затруднено тем, что таллом этой водоросли покрыт корочкой извести. Соли кальция в составе минеральной золы хары составляют до 55 % по массе. Поэтому для школьного аквариума больше подходит нителла. Ее узнают по нежно-зеленым зарослям (рис. 1).

Рис. 1. Блестянка гибкая (нителла)

Улотрикс обитает в быстро текущей воде, представляет собой длинные (в Неве до 30 см), неразветвленные нити, состоящие из коротких цилиндрических клеток. Нити образуют дернинки, которые прикрепляются к различным подводным предметам чуть ниже уровня воды Биология: Большой справочник для школьников и поступающих в ВУЗы / А.С. Батуев, М.А. Гуленкова, А.Г. Еленевский и др. - М.: Дрофа, 1999. - С.81.

Мужоция живет в реках, прудах, озерах, канавах. Ее нити меняют цвет от бледно-серого до ярко-зеленого. Объясняется эта особенность движением хроматофора внутри клеток. Он пластинчатый, протянут во всю длину клетки и свободно передвигается в ней. При ярком освещении хроматофор поворачивается к источнику света ребром, его почти не видно и нить становится бледно-серой с чуть заметным зеленоватым оттенком. При недостаточном освещении хроматофор поворачивается широкой стороной к источнику света и нити наливаются интенсивным зеленым цветом.

Зигнема обитает в стоячих и проточных водоемах. Нити ее иногда развиваются в больших количествах.

Каждый вид водорослей собирают обычно летом или в начале сентября в отдельные банки с небольшим количеством воды. Воду из водоема для подлива к культурам водорослей наливают также в отдельную большую банку. Водоросли в виде дернинок, клубков нельзя оставлять надолго неразобранными, так как они могут погибнуть. Не позже чем через сутки нужно все разобрать, освободить от представителей фауны и разложить в приготовленные заранее сосуды Коджаспирова, Г.М. Технические средства обучения и методика их использования: учебное пособие для студентов педагогических ВУЗов. - М.: Академия, 2002. - С.103.

Водоросли лучше живут и развиваются в стеклянных невысоких сосудах с широким дном (кристаллизаторы, чашки Коха, для небольших количеств водорослей -- чашки Петри), особенно если их в сосудах значительно меньше, чем воды. Большинство водорослей предпочитают нейтральную или слабощелочную среду (рН 7,0 -- 7,6). Если среда кислая, в нее для нейтрализации можно по каплям внести раствор соды (Na2CO3).

Прямой солнечный свет недопустим при содержании водорослей в искусственных условиях. Их помещают на северо-восточном, северном или в крайнем случае на восточном окне. Зимой благоприятна температура не выше 10 - 12 °С, летом - 16 - 18 °С. Зимой водоросли подсвечивают, используя люминесцентные лампы на расстоянии 6--7 см от сосудов. Можно использовать лампы накаливания, но их следует опускать в отдельный (без водорослей) сосуд с водой, иначе может быть перегрев, вызывающий гибель культур. Оптимальный вариант светового режима водорослей в зимний период -- это сочетание естественного и искусственного освещения. Водоросли лучше выживают при добавлении в воду питательного раствора Кнопа.

Зеленые водоросли используют на уроках. Например, изучал клетку в натуре и последовательно на таких объектах, как водоросли, папоротники, высшие растения, простейшие животные, учащиеся с большой степенью самостоятельности и интереса приходят к выводу о единстве строения, о родственных связях, о единстве происхождения различных организмов.

Использование аквариумных водорослей поможет также в изучении понятия ароморфоза (переход от одноклеточности к многоклеточности). При изучении в VI классе одноклеточных зеленых водорослей учитель обычно демонстрирует наземную водоросль плеврококк, у которой одиночные клетки иногда на некоторое время соединяются между собой. При изучении нитчатых водорослей и рассматривании под микроскопом спирогиры учащиеся наблюдают многоклеточность, но в самой примитивной форме -- нить из одного ряда клеток; при демонстрации кладофоры наблюдают дальнейшее усложнение морфологии -- кустики из однородных нитей.

Рассматривая под микроскопом при изучении темы «Клетка» клетки кожицы лука, учащиеся V класса, конечно, испытывают эмоциональный подъем, так как впервые в жизни самостоятельно готовят препарат, работают с микроскопом. Но впечатление, возникающее при знакомстве с нителлой, незабываемо. Клетки ее очень красивы, окрашены в изумрудный цвет. Так как они достаточно крупные (отчетливо видны при увеличении в 30 -- 40 раз), их легко рассмотреть под лупой. Расстояние между узлами стебелька -- это одна клетка. Иногда длина этих клеток достигает 15 -- 20 мм при толщине до 0,5 мм (обычно клетки растений имеют 50 мкм в поперечнике).