Я толкнул Петрову Людку - только в шутку. И когда окно разбил - я шутил. Я, шутя, затеял драку. В класс, шутя, привёл собаку. Почему же, - вот вопрос, - двойки ставят мне всерьёз? Видно, наша Ольга Юрьевна не имеет чувства юмора...

Елена Дюк. СПб: Невский альманах, Спецвыпуск № 1. 2010

КАТЕГОРИИ ЭЛЕМЕНТОВ ЗНАНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИМЕРАХ

Гродницкий Д. Л., профессор КК ИПКиПП РО, д. б. н., редактор хрестоматии


Знание, которое содержится в этой хрестоматии и которое преподаватель пытается донести до учеников и студентов, можно условно отнести к трём категориям: систематическое, мотивирующее и общее. Систематическое знание не нуждается в специальном представлении: в этом стиле написаны школьные и ВУЗовские учебники. Например, учебник зоологии начинается описанием простейших животных, затем - губок, кишечнополостных, - и далее всех типов, завершая млекопитающими. Мотивирующее знание - это нечто необычное, нестандартное, малоизвестное, чем можно удивить слушающего и возбудить его интерес к дальнейшему познанию предмета. Одним из примеров может быть супружеская привязанность краснозобых казарок (самого маленького среди гусей), когда самец защищает тело погибшей самки, отгоняя крупных агрессивных чаек и даже песцов [1]. Общее знание - это то, что необходимо знать ребёнку и взрослому, независимо от области дальнейшей специализации. Скажем, для жителей таёжных районов это, в числе прочего, - правила поведения при встрече с медведем [2]. Не останавливаясь на систематическом изложении, стиль которого всем известен, приведём несколько примеров мотивирующего и общего знания

Для мотивации учащихся крайне важно, чтобы они имели возможность воочию удостовериться в справедливости того, что им поведал учитель. Этому условию отвечает первый пример: миграции белок. Дети, живущие в сельской местности или вблизи лесных парков, часто видят белку - одного из самых обычных, заметных и симпатичных грызунов. Обратите внимание ребёнка на легко наблюдаемый факт: белки всегда появляются и исчезают одновременно, будто умеют каким-то образом между собой договориться. Ребёнок легко вспомнит, что и сам много раз замечал, но не обращал внимания. Теперь, когда внимание школьника завоёвано, можно рассказать больше

Обычная причина переселения зверьков с места на место - нехватка корма. Миграции белок совершаются в любое время года, но чаще всего к концу лета и осенью, и могут продолжаться около 6 месяцев. Белки подчас преодолевают расстояние до 500 км и более. Странствующие белки обычно движутся широким фронтом. В 1928 г. на Нижнем Амуре наблюдали ход белки на протяжении 300 км, а в 1917 г. на Европейском Севере белка шла через Северную Двину фронтом до 100 км

Обычно мы думаем, что животные в период миграций должны идти вместе, большими скоплениями. Однако белки - не стайные зверьки, и проходят не все вместе, а поодиночке. Во время миграции они энергично преодолевают встречающиеся преграды. Известны случаи переправы белок через такие многоводные реки, как Обь, Енисей, Амур, а также через Татарский пролив, отделяющий Азию от Сахалина [3]

Пример второй: о морже. Рассказывая об этом животном, учитель обычно сообщает детям, что моржа на латыни называют Odobenus rosmarus, он - млекопитающее отряда ластоногих, единственный род и вид в семействе. Всё сказанное верно. Однако к чему это знание школьнику, который не испытывает желания в будущем стать биологом? Верно и то, что ребёнок с большим вниманием отнесётся к перечёту ворон за окном, чем к рассказу учителя о систематике млекопитающих. Вместо систематического элемента можно предложить мотивирующий, для начала задав вопрос: зачем моржу такие мощные бивни? Смышлёные дети ответят: для обороны от белых медведей. Действительно, медведи обычно не рискуют нападать на стадо моржей, тем более что средний морж вдвое крупнее и тяжелее среднего белого медведя. Однако возникает следующий вопрос: каким ещё способом морж может использовать свои бивни, ведь органы животных обычно выполняют не одну, а несколько функций (то, что биологи называют полифункциональностью)? На этот вопрос ученики, скорее всего, не ответят

Тут самое время рассказать, как питается морж. Начать с того, что желудки добытых сытых зверей наполнены моллюсками, - это основная пища моржа. При этом моллюски не имеют раковин, - морж каким-то образом умудряется отделять ракушки, которые, разумеется, несъедобны. Как он это делает?

Вот как: зверь ныряет ко дну и вскапывает его бивнями. Разрыхлённый грунт вместе с моллюсками морж забирает ластами, поднимается ближе к поверхности воды, перетирает ластами всё собранное, разрушая раковины, - и отпускает. Скорость оседания ракушек и тел моллюсков разная, - моржу остаётся только собрать тельца, вдохнуть воздуха и снова опуститься ко дну за следующей порцией к обеду. Кстати сказать, морж использует бивни также и для того, чтобы цепляться за лёд как ледорубом, взбираясь на возвышенности [1]. Рассказ учителя о "живой жизни" школьники слушают, как правило, с интересом

Третий пример: биологические особенности растений, что интригует не менее, чем сведения о поведении животных. Возьмём, к примеру, занятие о природных зонах, в частности, о степях. Степь - это биологическое сообщество, расположенное во внутриконтинентальных районах умеренных широт Северного и Южного полушарий. Степи сложились в условиях продолжительного жаркого лета и более или менее холодной зимы при сравнительно небольшом (200-550 мм/год) количестве осадков. Высокие летние температуры и недостаток влаги в степи препятствуют росту деревьев [4]; отсутствие деревьев является главным и наиболее очевидным признаком степного биоценоза. Растения имеют разнообразные физиологические и морфологические приспособления к засушливому климату степей:

  • Способность существовать при низком содержании воды в тканях. Содержание воды в растениях сухих степей составляет всего 30-65% от сырой массы, что близко к предельному значению этого показателя для трав (примеры - ковыль и многие другие злаки);
  • Опушение стеблей, листьев и даже цветков (коровяк, вероника), которое, как туркменский халат, защищает растение от больших потерь влаги;
  • Развитые покровные ткани. Толстостенный, иногда многослойный эпидермис степных растений (скажем, молочая) часто покрыт восковым налётом. Из-за этого степной травостой имеет синеватый цвет, который так отличается от зелёной окраски лугов;
  • Малые размеры листьев, как у спаржи, эфедры и кермека, или утрата листьев, как у солероса и солянки (в последнем случае фотосинтез происходит в зелёных стеблях); сильная рассечённость листовой пластинки, как у степных полыней;
  • Запасание влаги в листьях, как у обычного суккулента - очитка;
  • Развитие глубоко залегающих корневых систем, что можно видеть у люцерны и астрагала [4]

Прямая связь понятий, демонстрируемых учителем, делает предмет и весь окружающий мир интересным; поняв явление природы, ученик обретает способность объяснить другому, а для детей мало есть более привлекательных вещей, чем учить своих ближних

Наконец, мощное средство мотивации - живые уголки, когда-то распространённые в школах и редкие теперь. Почему мы так мало знаем и говорим о галках [5], жабах [6], мышах-малютках [2]? Все эти животные обычны и легко приручаются. Рискну утверждать, что забота о "малых сих" - это упражнение в деле создания будущей человеческой семьи, что равно важно как будущему биологу, так и человеку любой другой профессии

Можно вспомнить и аквариумное дело. К сожалению, школьный аквариум, как правило, содержит пару гуппи, взвешенных в воде мутно-зелёной, как река Лимпопо у Киплинга в сказке о происхождении хобота у слонов. Последнее время мы много говорим об исследовательской деятельности школьников. Казалось бы, аквариум - простейший полигон для постановки разнообразнейших экспериментов: можно изучать влияние солёности на выживаемость и рост рыб и улиток, исследовать взаимную совместимость разных видов рыб, различных растений. Так, хорошо известно, что валлиснерия и криптокорина не растут совместно, - притом скорее выживет криптокорина. Кроме того, при наличии в школе аквариума и самых простых микроскопов можно наглядно продемонстрировать сукцессию простейших (одноклеточных) животных в отваре сена

Казалось бы, как всё просто и осуществимо на практике. Мы же говорим о "практико-ориентированной деятельности". Да? Кто возразит? Хотел бы слышать контраргументы, только без демагогии

Противоположный аргумент может быть только один: "Нет ни времени, ни денег". Согласен. Кто в этом виноват? Учитель? Нет. Это именно у него как раз-то и нет "Ни времени, ни денег". Зато есть время у высоких начальников, чтобы перекладывать бумажки с одного угла стола на другой, - тогда они считают, будто работают. Извините: если человек работает, то должен же быть какой-то результат. Коли нет результата - то что же он делал? На самом деле, работает учитель...

***


Перейдём к другой категории знания - общему. Это практикоориентированная категория, назначение которй - повысить качество жизни населения. К числу общих элементов образования следует отнести прежде всего сведения о факторах, влияющих на здоровье людей. В Сибири, да и во многих других регионах, проблемой высочайшей важности является клещевой энцефалит, - вирусное заболевание, которое связывают в первую очередь с укусом таёжного клеща [7]. Важность вопроса обуславливается тем, что частота случаев заболевания неуклонно растёт, в последние годы в специализированные больницы поступают люди, заболевшие в августе, хотя прежде клещ считался (и был) видом, активным весной и в начале лета

Всем, - детям и взрослым, - жизненно необходимо твёрдо знать о клеще следующее. Вирусные частицы поступают в организм человека со слюной, которую клещ, как и другие кровососы, выделяет в кровь своей жертвы. Чем больше доза вирусных частиц - тем выше риск возникновения заболевания. Следовательно, чем раньше извлечь присосавшегося клеща - тем меньше слюны и вирусов он успеет передать, тем безопаснее для человека. Единственный способ извлечения клеща: обвить основание хоботка ниткой и, скручивая её и осторожно подтягивая (нельзя, чтобы голова оторвалась и осталась в коже!), выкрутить паразита. Действие кропотливое, поскольку клещ - маленький, но других возможностей нет

Далее учителю предстоит объяснить немного. Во-первых, всем, кто собирается весной и летом выезжать в лес, необходимо обзавестись страховым свидетельством, - это много дешевле, чем потом делать платную инъекцию гаммаглобулина. Во-вторых, после укуса и извлечения клеща нужно обратиться в травматологический пункт, указанный в приложении к страховке. В-третьих, следует отличать самку клеща от самца. Опасны только самки. Самец, даже если прицепится к коже, не выделяет в организм человека слюну с вирусами. Собственно, он приходит на тело человека и других крупных млекопитающих не для питания, а для встречи с самкой. Поэтому, поймав на себе или на своём ребёнке клеща-самца, можно не беспокоиться о дополнительной иммунизации. Различить же их просто: самка вдвое крупнее, её красное брюшко явственно выступает из-под тёмного щитка. У самца щиток полностью прикрывает брюшко, поэтому самец выглядит не красным, как самка, а бурым. Всё перечисленное - элементарно, но крайне важно для жителей большей части России, - эта важность и есть признак категории знания, которое мы называем общим; поэтому соответствующий материал должен быть включён в специальные профилактические занятия, которые необходимо регулярно проводить, начиная с начальной школы

Следующий пример общего знания представляет кошачья двуустка, - сосальщик, возбудитель описторхоза, - широко распространённого в Сибири паразитарного заболевания печени и желчевыводящих путей. Описторхоз отличается длительным течением с частыми обострениями и может способствовать возникновению рака печени и поджелудочной железы

Основными хозяевами двуустки, в которых происходит её половое размножение, являются рыбоядные млекопитающие: лисица, песец, собака, кошка, - все, не исключая человека. При размножении взрослые двуустки откладывают яйца, которые, чтобы сохранить жизнеспособность, должны попасть в воду, а вышедшие из яиц личинки - в тело брюхоногого моллюска битинии. Далее личинки растут, превращаются в других, хвостатых личинок, которые выходят из тела битинии и активно плавают в поисках рыбы. Эти поиски не могут продолжаться дольше двух-трёх дней, иначе личинка погибнет. Когда же она добралась до рыбы, то внедряется под её кожу, причём образуются характерные язвочки, заметные невооружённым глазом. Двуустка поражает рыб из семейства карповых: язя, сорогу, сазана, линя, карася, леща, ельца, жереха, краснопёрку (как ни странно, не поражается типовой вид семейства - карп). Если поражённую рыбу съест млекопитающее, то в его теле происходит развитие взрослых сосальщиков, их размножение и откладка яиц следующего поколения

Непременно нужно знать особенности двуустки. Во-первых, взрослый червь живёт на удивление долго, - чуть не до 40 лет; избавиться от него трудно; нужно продолжительное лечение. Во-вторых, личинки двуустки, заключённые в теле рыбы, крайне жизнестойки: их губит 20-минутное кипячение, жарение или горячее копчение, тогда как в вяленой и солёной рыбе личинки сохраняются много дней. В-третьих, личинок двуустки содержат рыбы, обитающие в тёплой медленно текущей воде. В условиях Средней Сибири таким течением обладают равнинные реки Обского бассейна. Холодный и быстрый Енисей, питающийся большей частью от правобережных гор, не позволяет плавающим личинкам сосальщика эффективно искать рыбу, в которую необходимо внедриться для продолжения своего рода. Из изложенного однозначно вытекает главная мера профилактики описторхоза: не есть свежую карповую рыбу, выловленную в реке, условия которой допускают распространение кошачьей двуустки

Методическим дополнением к разделу об описторхозе служит следующее соображение, которое часто упускается из вида авторами школьных учебников: для понимания природных процессов и специфики обитания в окружающей нас среде не обязательна терминологическая нагрузка, характерная для систематически изложенных изданий. Семикласснику не нужно знать, что в науке взрослый сосальщик называется маритой, а последующие стадии, в зависимости от вида, - мирацидием, спороцистой, редией, церкарией, метацеркарией… [8]. Зато нужно точно знать особенности жизненного цикла паразита, чтопоможет избежать заражения

Третий пример болезнетворного фактора связан не с биологическим, а с физическим началом - радоном; рассмотрение этого раздела уместно в 8 классе на уроках анатомии и физиологии среди прочих медицинских аспектов

Радон - радиоактивный природный газ без цвета, запаха и вкуса; его нельзя почувствовать. Это самое тяжёлое среди веществ, находящихся в газообразном состоянии при комнатной температуре. В природе радон образуется при распаде атомов урана, радия и тория, содержащихся в минералах и в почве. Радон - сильно действующий канцероген; он является второй по опасности (после курения) причиной возникновения рака лёгких; риск заболевания возрастает при длительном вдыхании воздуха с повышенным содержанием радона. Наиболее опасен изотоп радона-222, период полураспада которого составляет 3.8 суток. При распаде образуются полоний-218 и радиоактивные альфа-частицы, которые, попадая в лёгкие при дыхании, проникают в ядра клеток и вызывают повреждение ДНК, что приводит к нарушению функционирования генов и синтеза белка, тем самым способствуя развитию злокачественных опухолей

Пример болезнетворного воздействия радона - Красноярск. Радиационная обстановка в Красноярском крае определяется широким распространением в местных недрах пород с повышенными концентрациями урана, большим количеством руд урана и тория, развитием трещинной тектоники, в том числе наличием глубинных геологических разломов, способствующих поступлению радона на поверхность земли и в жилища, благоприятными условиями формирования подземных радиоактивных вод с высоким удельным содержанием радона [9]

На сегодняшний день Красноярск является одним из наиболее изученных городов России в отношении радона. По числу выполненных измерений концентрации радона в воздухе помещений Красноярск занимает второе место в стране, уступая только Москве. По уровню радиоопасности Красноярск относится к населенным пунктам первой, наиболее опасной группы. Согласованность данных о геологическом строении, регистрируемых уровнях радона и распределения заболеваний злокачественными опухолями на территории города показывает, что вклад радона в общий риск для здоровья жителей города является значительным, а доля внутреннего облучения в суммарной годовой дозе - основной [9]

В отличие от западных стран, где предпочтение отдается малоэтажному строительству с минимальным заглублением в грунт, на территории РФ в большей степени развито строительство жилых домов с глубокими котлованами. Поэтому опасность поступления радона из грунта в здания выше, чем на западе. Опасность поражения излучением от радона усугубляется трудностью прогнозирования концентрации этого газа в помещении, поскольку даже соседние дома могут значительно различаться по содержанию радона в воздухе. Кроме того, радоновая опасность может изменяться день ото дня и возникать с годами вследствие усадки здания и образования новых трещин (включая микротрещины) в грунте и стенах. При обнаружении чрезмерного количества радона требуется принятие мер вплоть до переселения жильцов и перепрофилирования здания [9]

Всё изложенное необходимо любому, кто принимает решения в отношении гражданского и промышленного строительства. Равно необходимо оно и тем, кто живёт и работает в помещениях цокольных этажей. Соответственно, крайне желательно ввести описанные факты в круг элементов общего образования: сегодняшние дети завтра будут планировать и строить города, а потом их дети будут жить в этих городах

***

На примерах общего и мотивирующего знания, общедоступных для понимания и явно актуальных для каждого ученика и его родителей, учителю в особенности удобно объяснять элементы систематического биологического знания: структуру жизненного цикла беспозвоночных животных, особенности физиологии и морфологии живых существ в связи со спецификой среды обитания, упорядоченность трофических цепей и сетей, проблемы, которые нужно решать для улучшения здоровья жителей России и прочие разделы образовательного стандарта

***

В заключение вернёмся к тому, с чего начали. Элементы знания относятся к разным категориям, среди которых систематическое изложение наиболее употребительно, как проторенная дорога. Учителю проще всего рассказывать на уроках то, чему его научили в ВУЗе. Однако не все проложенные тропы ведут к желаемой цели. Учебникам для основной ступени общего образования не нужно быть уменьшенными копиями университетских и справочных пособий. Оставим систематическое знание будущим профессионалам, которым оно необходимо, а будущие жители своей страны в большей степени нуждаются в знании общем и мотивирующем. Обратят ли на это внимание авторы будущих образовательных стандартов?

Литература
  1. Успенский С. М. Живущие во льдах. М.: Мысль, 1978.
  2. Доппельмаир Г. Г., Мальчевский А. С., Новиков Г. А., Фалькенштейн Б. Ю. Биология лесных зверей и птиц. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1951.
  3. Фатеев К. Я. Миграции зверей. М.: Из-во "Лесная пром-ть", 1969.
  4. Баландин С. А. Жизнь степных растений // в кн.: Мордкович В. Г. и соавт. Судьба степей. Новосибирск: Мангазея, 1997.
  5. Лоренц К. З. Кольцо царя Соломона. М.: Знание, 1978.
  6. Сосновский И. П. Амфибии и рептилии леса. М.: Лесн. пром-ть, 1983.
  7. Таёжный клещ Ixodes persulcatus Schulze (Acarina, Ixodidae). Морфология, систематика, экология, медицинское значение. Л.: Наука, 1985.
  8. Догель В. А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа, 1981.
  9. Болотова М. В., Воеводин В. А., Коваленко В. В., Кургуз С. А. Радоноопасность территории Красноярского края. Проблемы прогноза, обследования и принятия решений по ограничению облучения населения на примере г. Красноярска // Мат. II междунар. конф. "Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека". - Томск: Тантем-Арт, 2004. - С. 52-54



На главную