Текст книги "Система экологического воспитания дошкольников"

Факторы внешней среды действуют на растение не изолированно, а во всей их совокупности. Например, питательные вещества почвы используются растением лишь при наличии оптимальной температуры, влажности и реакции почвы. Изменение одного фактора приводит к повышенной или пониженной потребности в другом факторе. Столь сложные взаимоотношения растения со средой обитания, учет всего многообразия факторов и их изменений не доступны детям дошкольного возраста. Однако их модификация и упрощение до нескольких факторов, наиболее значимых в жизни растений, вполне доступны пониманию и усвоению в старшем дошкольном возрасте (это доказано практикой и исследованиями).

В отличие от животных, у которых разные формы поведения обнаруживают различные функции внешних органов и частей тела или организма в целом, функциональная деятельность растительного организма протекает на физиологическом уровне. Обнаружить ее можно только косвенным путем – по тем или иным морфологическим изменениям различных органов растения; при этом необходимо знать строение и функцию каждого органа.

Основная масса растений состоит из надземной и подземной частей. Под землей находится корень, функция которого – закрепление растения в земле и всасывание из почвы воды и минеральных солей. У большинства растений корни уходят глубоко в землю, имеют множество разветвлений и тонких волосков. Старые части корня покрыты пробковой тканью, которая не пропускает воду. Функцию поглощения воды и питательных веществ выполняют только молодые тонкие корни. Стебель (ствол, ветки) выполняет проводящую функцию – передает воду и соли листьям, цветам, плодам.

Чрезвычайно важна функция листьев у растений. Еще в XVIII веке было обнаружено, а потом доказано, что растение днем при солнечном свете выделяет кислород, в листьях осуществляется процесс фотосинтеза – окислительно-восстановительной реакции образования органических веществ из углерода воздуха с помощью световой энергии, улавливаемой хлорофильными элементами зеленого растения. Таким образом, основная функция зеленых листьев – поглощение света. Ее довольно легко наблюдать на комнатных растениях, листья которых всегда располагаются перпендикулярно потоку световой энергии.

При наличии всех необходимых условий растение бурно растет, затем начинает цвести и плодоносить. Появление цветов сигнализирует о завершении вегетативного периода и наступлении качественно нового этапа в онтогенетическом развитии растения. Цветок – это орган размножения, в опыленном состоянии он дает начало развитию плода. Созревание плодов завершает жизненный цикл растений: однолетние – погибают, многолетние – переходят в состояние покоя.

Как и все живые организмы, растения хорошо приспособлены к среде обитания. Приспособленность проявляется в различных морфологических особенностях растений, в их физиологических процессах, которые можно наблюдать в сезонной смене их состояний. Осеннее сбрасывание листвы, например, имеет биологический смысл: сильно уменьшается общая поверхность надземной части растения, а следовательно, и опасность зимнего испарения влаги. Сбрасывая листву, растение облегчает себе зимовку, сокращает возможные потери воды. Это одно из приспособлений, позволяющих лучше переносить суровые условия холодного времени года. Многолетние травянистые растения, зимовка которых проходит под толстым слоем снега (то есть в совершенно иных условиях), приобрели другие формы приспособленности: у одних выработалась холодоустойчивость, и они зимуют в зеленом виде (например, копытень, брусника), у других отмирает лишь надземная часть растения, а под землей в состоянии покоя сохраняются корневища, клубни, луковицы, которые весной дают новые молодые побеги.

Приспособленность к различным условиям жизни, проявляющаяся в морфологических особенностях, отчетливо видна на растениях разных климатических зон.

Рис. 7. Разные формы приспособленности растений к среде обитания

Внешний облик растительного покрова, состав растений любой территории во многом определяются особенностями местного климата – прежде всего температурой и количеством осадков в разные периоды года. По типу отношения к таким факторам внешней среды, как вода, свет, температурные условия, сложились группы растений, которые легко мирятся с недостатком какого-либо фактора или, наоборот, требуют его изобилия. Та или иная особенность таких растений имеет ярко выраженные характерные признаки строения. Например, имеются растения фотофилы (светолюбивые), фотофобы (теневыносливые). Растения, которые приспособились к суровым условиям пустынь (обезвоженности, сильной жаре, резким температурным колебаниям), относятся к группе ксерофитов. Крайняя форма ксерофитов – кактусы, обитатели американских пустынь. Все их строение направлено на длительное сохранение и очень экономное расходование влаги: вместо листьев колючки, чрезмерно толстый стебель (основное хранилище влаги) покрыт толстой водонепроницаемой кутикулой, мощная корневая система располагается в поверхностных слоях почвы, что помогает максимально использовать каждый случай выпадения осадков. Не хуже приспособились к засушливым условиям суккулентные растения, имеющие толстые, сочные стебли и листья.

Противоположное явление представляют собой растения, привыкшие к изобилию влаги, – их тонкие стебли и листья легко испаряют ее и быстро реагируют на недостаток воды. Все эти морфологические приспособительные особенности хорошо представлены на разнообразных комнатных растениях. Их можно наблюдать с детьми и учитывать при уходе за растениями (рис. 7).

В рассматриваемой проблеме взаимосвязи живого организма и среды обитания важным является понятие геобиоценоза (экосистемы), стоящего в центре основных теоретических положений экологии (Д. Н. Кашкаров, Н. П. Наумов, Ю. Одум, Р. Дажо и др.). Все исследователи рассматривают геобиоценоз как сложную замкнутую экологическую систему, основные компоненты которой (абиотические факторы, растения, животные, микроорганизмы) тесно связаны между собой. Их жизнедеятельность создает кругооборот энергии и вещества, необходимый для поддержания гомеостаза внутри экосистемы. Выпадение или разрушение одного из звеньев этой цепи может привести к гибели всей экосистемы.

Чрезвычайно сложные и многообразные связи, характеризующие сообщества в целом и существующие внутри экосистемы, делают это явление малодоступным для дошкольников, тем более что они скрыты от непосредственного наблюдения. Обнаруживаются эти связи в большинстве случаев опосредованным путем – на основе научного эксперимента и логического анализа. Р. Дажо указывает, что «в практическом отношении изучение всех компонентов биоценоза почти невозможно и никогда не предпринималось, поскольку оно связано с почти неразрешимыми задачами определения всех входящих в него видов»{Дажо Р. Основы экологии. – М., 1975. – С. 257.}. Отдельные взаимосвязанные выпуклые звенья, просматриваемые с первого взгляда, доступны для старших дошкольников – это доказано исследованиями И. А. Хайдуровой, 3. П. Плохий, В. П. Арсентьевой. Ознакомление с ними полезно для формирования уже с дошкольного возраста экологической направленности мышления.

Одним из таких выпуклых звеньев является взаимоотношение хищника и жертвы, знакомое детям по сказкам с раннего возраста. Почти в любом биотическом сообществе имеется сосуществование первичных и вторичных консументов (животных, питающихся растениями, и животных, питающихся другими животными). При оптимальном состоянии экосистемы численность тех и других находится в определенном равновесии, а взаимоотношения хищника и жертвы являются необходимым фактором для сохранения этого равновесия в сообществе. Древность и постоянство этих взаимоотношений опирается на большое разнообразие способов адаптации, как морфологических, так и поведенческих, свойственных животным, стоящим на различных уровнях эволюционного развития и имеющих своей единственной целью защиту от врагов. Такие наглядные способы защиты от хищников, как бегство, маскировка, запугивание, использование твердых или колющих покровов, являются интересным материалом для ознакомления и формирования у дошкольников представлений о некоторых важнейших экологических связях в природе, о формах приспособленности живых существ к среде обитания (рис. 8).

Рис. 8. Формы защиты животных от врагов, доступные пониманию дошкольников

Другими фактами, пригодными для обучения дошкольников, являются некоторые пищевые цепи, существующие в биоценозах, доступных наблюдению детей (например, лес, пруд или озеро). Идеальным примером экосистемы, – пишет Р. Дажо, – служит озеро. Это четко ограниченное сообщество, различные компоненты которого нераздельно связаны друг с другом и являются объектами многочисленных взаимодействий (рис. 9).

Хорошо заметные пищевые цепи образуются также в результате сезонных изменений состояния неживой природы. Сезонная периодичность может сказываться на физиологическом состоянии видов (цветение, сбрасывание листвы у растений, диапауза, миграция у животных) или на видовом составе биоценозов, поскольку некоторые виды активны более или менее ограниченный период. Примером такой пищевой цепочки может быть следующая: температурные условия окружающей среды (воздуха, почвы), состояние растений, степень активности насекомых; наличие или отсутствие перелетных птиц (рис. 10).

Рис. 9. Озеро: водно-прибрежная экосистема

Рис. 10. Сезонная пищевая цепь – зависимость состояния растений, поведения животных от комплекса абиотических факторов

Итак, обстоятельное рассмотрение понятия о взаимосвязи живого организма со средой обитания, применительно к двум принципиально различным категориям живых существ (растения и животные), а также их сообществам, показывает, что это понятие многогранно, имеет яркие формы конкретного воплощения. Во многих случаях процедура взаимосвязи живого организма с условиями жизни обретает хорошо просматриваемые внешние признаки, что делает ее доступной наблюдению и познанию дошкольников.

Второе понятие, выделенное как основополагающее для создания системы знаний, – это рост и развитие живых организмов. Мир живой природы существует на Земле благодаря тому, что организмы размножаются, воспроизводят себе подобных. Размножение – одно из важнейших свойств живой материи. Новый организм, полученный в результате деления материнской клетки, проходит в дальнейшем путь онтогенетического развития. Онтогенез растений и животных слагается из процессов роста и развития. Эти категории необходимо различать, хотя они теснейшим образом взаимосвязаны. Рост – это процесс развертывания определенного количественного изменения, но без качественных изменений организма. Процесс роста обусловливает преобразования организма, создающие возможность выхода на новый функциональный уровень. Таким образом обеспечивается развитие организма – приобретение им качественно новых возможностей. Рост и развитие – это диалектически взаимосвязанные категории, чередующиеся и переплетающиеся на всем протяжении жизни особи.

Рис. 11. Соответствие среды потребностям растущего организма

Важной особенностью онтогенетического развития живых организмов является их одновременное и постоянное взаимодействие со средой. «Одна из замечательных особенностей процессов роста, – пишет К. Вилли, – состоит в том, что всякий растущий орган продолжает в то же время функционировать»{Вилли К. Биология. – М., 1968. – С. 31.}. Связь организма со средой на протяжении его онтогенетического развития не остается неизменной, а претерпевает изменения, вытекающие из специфики потребностей организма на том или ином этапе роста или развития. Биологи указывают, что в своем развитии каждое живое существо проходит ряд жизненных фаз: эмбриональную (зародышевую), фазу юности, половой зрелости, размножения, старения, смерти. На каждой из этих стадий обнаруживается большая или меньшая специфика взаимодействия особи со средой обитания. Так, на разных стадиях развития растениям необходимо усиленное воздействие низкой температуры, световой энергии, питательной почвенной среды (рис. 11).

Интересные преобразования в процессе онтогенетического развития претерпевают животные, особенно высшие. Следует иметь в виду, что как у позвоночных, так и у беспозвоночных индивидуальное развитие совершается или с метаморфозом (превращением), или без него. В первом случае онтогенез характеризуется наличием личиночной стадии. При этом личинка и взрослая особь совершенно не похожи друг на друга и ведут в корне различный образ жизни. Скачкообразные неожиданные качественные преобразования онтогенеза с метаморфозом (что характерно, например, для насекомых) трудны для понимания дошкольников.

Иначе обстоит дело с теми формами онтогенеза, которые протекают без метаморфоза, в частности, у высших позвоночных – птиц и млекопитающих. В своем индивидуальном развитии эти животные проходят следующие периоды: эмбриональный (пренатальный), ранний постнатальный, ювенильный (игровой) и взрослый. Каждый из этих периодов отличается своими закономерностями, спецификой и вместе с тем является подготовкой к следующему периоду. В этом случае наблюдается прямая последовательная преемственность в стадиях, плавный переход с одного этапа на другой, что очень важно, учитывая специфику наглядно-образного мышления дошкольников.

На всех стадиях развития высших животных особый интерес с точки зрения дошкольного детства представляют два момента: морфофункциональные изменения растущего молодого животного и его взаимоотношения со средой. В раннем постнатальном периоде достраивается то, что не могло формироваться в период эмбриогенеза. Животное быстро увеличивается в размерах, одна за другой начинают функционировать разные формы поведения, особенно локомоторного. Можно понаблюдать за тем, как детеныши домашних животных начинают вставать, стоять, ходить, бегать, прыгать и т.д. Основную средообразующую функцию в этот период онтогенеза выполняют взрослые особи (либо оба родителя – например, у птиц, либо только материнская – у многих млекопитающих). Взрослые выкармливают молодняк, обогревают, охраняют и защищают его.

Рис. 12. Игры животных:

а – одиночная манипуляционная игра молодого барсука с шариком; б – совместные локомоторные игры белок; в – игровая борьба волчат; г – ролевые игры молодых волков – «совместная охота»: в игре происходит смена ролей – «жертвы», «преследователя», «затаившегося в засаде охотника»

Ювенильный период характеризуется, прежде всего, играми, выступающими в различных формах и выполняющими разные функции. К.-Э. Фабри, много лет изучавший игры разных животных, утверждает: игра – это развивающаяся психическая деятельность, она бывает только у высоко развитых животных{Фабри К.-Э. Игра у животных // Биология 8. – М., 1985.}. Игры готовят молодое животное к взрослой жизни: происходит отработка наиболее сложных, тонких движений и вообще поведения. В морфологическом отношении животное-детеныш уже мало отличается от взрослого, в основном только размерами, пропорциями. Взаимоотношения со средой в этот период двоякие: с одной стороны, еще сильна опека взрослых (например, игры могут проходить только в зоне безопасности, под присмотром матери и других особей), с другой стороны, детеныш уже осваивает окружающую предметную среду – отыскивает пищевые элементы, обследует предметы и пр. (рис. 12). Обучение детенышей родительскими особями имеет большое значение для выживания потомства.

Таким образом, на конкретных представителях растительного и животного мира дошкольникам можно продемонстрировать последовательный процесс онтогенетического развития живого организма. Каждая из форм живых существ имеет свои преимущества: однолетние быстро растущие растения позволяют детям проследить весь жизненный цикл (от семени до семени), что почти невозможно осуществить на животных. Постнатальное развитие животных, в свою очередь, особенно отчетливо демонстрирует морфофункциональную связь развивающегося организма со средой обитания. Значимым является и то, что взаимосвязь организма с условиями жизни в этом случае представлена не отдельными моментами, а последовательными, закономерно сменяющими друг друга стадиями индивидуального развития.

Третьим основополагающим понятием, выделенным нами для построения системы знаний о живой природе, является понятие о многообразии растительного и животного мира. Все многообразие организмов – это результат филогенеза как длительного исторического процесса формообразования растений и животных, длительного совершенствования, вызванного необходимостью приспособления живых существ к меняющимся условиям. Эволюционная теория Ч. Дарвина позволила впервые дать научное объяснение многообразию и приспособленности видов растений и животных. Она показала, что в борьбе за существование выживают организмы, адаптировавшиеся к определенным условиям жизни, а неприспособленные – вымирают, и поэтому выжившие организмы оказываются целесообразно устроенными по отношению к условиям существования. Ч. Дарвин доказал, что накопление наследственных изменений отдельных особей приводит к образованию видов и что этот процесс осуществляется на основе естественного отбора. Наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор – вот решающие факторы эволюции.

Дальнейшее развитие эволюционных идей пошло по разным направлениям. Большой вклад внесли генетики, укрепив теорию Ч. Дарвина в наиболее слабом ее звене. Они обосновали эволюционное значение мелких наследственных мутаций, которые служат генетическим материалом для естественного отбора внутри популяций. На основе синтеза генетики с эволюционным учением сложилась новая теория микроэволюции. Одним из интересных направлений, углубивших и дополнивших эволюционное учение, стала теория А. Н. Северцова, И. И. Шмальгаузена и их учеников. Главная заслуга А. Н. Северцова в том, что он определил эволюционное значение функционального развития животного в процессе онтогенеза, показал адаптивную роль его поведенческих элементов.

Таким образом, многообразие видов животных и растений – это результат филогенеза, исторический итог эволюции, в основе которого лежит связь живого организма со средой и последовательная цепочка изменений в этих взаимоотношениях: преобразование условий жизни побуждает организм к адаптивным изменениям. Постоянные, но вечно коррелирующие взаимоотношения организма со средой неизбежно и закономерно ведут к созданию новых форм живого.

Последнее, на чем необходимо остановиться, обсуждая вопрос естественно-научного обоснования построения системы экологического воспитания дошкольников, – это возможность формирования на основе выделенных положений представлений о специфике живого организма, его отличии от неживого объекта (предмета).

К. Вилли указывает: «Всем живым организмам в большей или меньшей степени свойственны определенные размеры и формы, обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение и приспособляемость»{Вилли К. Биология. М., 1968. – С. 28.}. В этом определении очень конкретно выражены основные свойства жизни. Большинство из них, так или иначе, представлены в комплексе тех понятий, которые рассматривались выше и отобраны для построения дидактической системы. Остановимся на каждом из выделенных К. Вилли признаков отдельно.

Знакомясь с многообразием растений и животных, дошкольники в первую очередь познают их внешние параметры: характерные черты строения, размеры, форму, окраску и прочие признаки, по которым в дальнейшем они могут узнавать знакомые объекты и сравнивать их с новыми. Дети исподволь учатся суммировать и обобщать сходные особенности (например, у всех растений есть листья; листья зеленого цвета и пр.). Таким образом, первый из признаков живого (внешние параметры) будет широко представлен знаниями о многообразии растений и животных.

Второй признак – обмен веществ в живом организме. Как биохимический процесс в целом обмен веществ, конечно, не доступен наблюдению дошкольников. Однако начальные и конечные акты процесса метаболизма дети наблюдают всякий раз, когда ухаживают за обитателями живого уголка (кормят животных, поливают растения и пр.). Такое неполное, казалось бы, представление об обмене как особенности живого на самом деле является достаточно убедительным для детей дошкольного возраста, так как оно воспринимается по аналогии с собственными процессами роста, происходящими в результате поглощения пищи. Познавая условия жизни живых существ, дети, естественно, поставят на первое место пищу (то есть питание в широком смысле) как основной фактор существования.

«Третья особенность живых организмов, – указывает К. Вилли, – это их способность к движению. Подвижность большинства животных совершенно очевидна: они ползают, плавают, бегают или летают. У растений движения гораздо более медленны и не так заметны, но они все же происходят»{Вилли К. Биология. М., 1968. – С. 29.}. В определении живого признак движения у детей дошкольного возраста является очень сильным, доминирующим. Движущиеся объекты воздействуют на эмоции ребенка и оставляют яркие впечатления. Именно поэтому дети без колебаний относят к живому животных и сомневаются в случае с растениями. Движение как функциональный признак живого организма можно наблюдать при формировании любых представлений о растениях и животных, то есть при реализации системы знаний о живой природе на всех возрастных уровнях.

Следующее свойство живых организмов – раздражимость – хорошо представлено у тех животных, которые имеют специальные органы – рецепторы восприятия, обеспечивающие возможность видеть, слышать, ощущать запах и пр. Проявление раздражимости у животных тесно связано с их поведением – специфическими действиями, движениями. Раздражимость животных легко обнаруживается и может быть понята дошкольниками.

Два следующих признака – рост и размножение – тесно связаны между собой и чрезвычайно значимы для характеристики живого. «Если есть какое-либо свойство, – подчеркивает К. Вилли, – которое можно считать совершенно обязательным атрибутом жизни, так это способность к воспроизведению»{Вилли К. Биология. М., 1968. – С. 31.}. Выше было проанализировано понятие роста и развития живого организма, размножение при этом не затрагивалось. В случае с животными оно легко подразумевается, так как расти, развиваться, а затем превращаться в родительскую аналогию может только вновь народившийся (отпочковавшийся) организм, что достигается не чем иным, как размножением. В случае с растениями дети невольно становятся свидетелями их размножения: наблюдая за ростом и развитием растения, выращиваемого из семени, они получают урожай новых семян (одно семя – одно растение – много новых семян). На примере растений старшие дошкольники знакомятся с разными способами размножения: семенным, вегетативным.

Последнее, что выделяет К. Вилли как важный признак живого, – это приспособление или адаптации организма. «Способность растения или животного приспособляться к окружающим условиям позволяет ему выживать в мире, полном неожиданных перемен. Тот или иной вид может либо отыскивать пригодную для его жизни среду, либо претерпевать изменения, делающие его лучше приспособленным к существующим в данный момент внешним условиям»{Там же. – С. 31.}. Приспособленность – результат длительного и постоянного взаимодействия организма со средой. Поэтому целесообразнее данный признак трактовать шире – рассматривать организм и среду как единое целое, а связь организма со средой – как единственный вариант возможности его существования вообще. В таком случае в качестве признака живого выступает связь животного или растения со средой их обитания, а их приспособленность – как одно из проявлений этой связи. Именно такое понимание жизни мы находим у А. И. Опарина: «Среди… множества характерных для жизни признаков, как появившихся с самого начала возникновения жизни, так и сложившихся в процессе ее дальнейшего развития и усовершенствования, нужно особо отметить ту ярко выраженную специфику взаимодействия между организмами и окружающей их внешней средой, которая красной нитью проходит через всю "линию жизни", свойственную всем без исключения как высшим, так и низшим живым существам, но отсутствующую у объектов неорганической природы»{Опарин А. И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. – М., 1960. – С. 12.}.

Таким образом, система знаний о живой природе, в центре которой стоит явление взаимосвязи растений и животных с внешней средой, позволяет одновременно накапливать представления о специфических особенностях живого организма вообще. При этом дети могут понять многие признаки, характеризующие специфику жизни. Следует отметить, что при таком подходе формирование понимания живого осуществляется не специальной постановкой цели раскрытия понятия живого, а попутно с формированием различных знаний о растениях и животных. Именно такой путь – не от понятия к деятельности, а от деятельности к общему пониманию – соответствует психическим особенностям дошкольников, специфике их познавательных процессов. Постановка в центре системы понятия о связи организма со средой ориентирует детей на практическую деятельность, активные формы усвоения знаний.