Успех реализации модели устойчивого развития мирового сообщества зависит от уровня образованности его граждан. В связи с этим идет поиск новых подходов к обучению, отвечающих потребностям личности, общества, государства. Учитывая особую значимость образовательного процесса, его выделяют из социума и вносят как приоритетный четвертый компонент в системе «образование – экология – экономика – социум» [1], который будет определять вектор направленности развития.
Подготовка специалистов, способных заниматься научной и инновационной деятельностью, владеющих навыками поиска современных информационных ресурсов, знанием особенностей и перспектив развития регионов РФ – главная задача вузов. В последние годы это невозможно без учета экологической составляющей, что нашло отражение в перечне учебных дисциплин государственного образовательного стандарта для студентов Тихоокеанского государственного университета (ТОГУ). Несколько учебных дисциплин, в том числе «Общая экология» и «Рациональное природопользование» на кафедре, выпускающей инженеров-экологов, преподают ведущие специалисты ИВЭП ДВО РАН. Это сотрудничество обеспечило интеграцию академической науки и вузов, вовлечение студентов в профессиональную и научно-исследовательскую деятельность.
В XXI в. благосостояние человечества в значительной степени зависит от качества жизни в городах, что обусловило большой интерес к ним в России и за рубежом [2–4]. Для устойчивого развития поселений необходимо сохранение и увеличение площади общедоступных зелёных пространств. Эти островки природы имеют многофункциональное значение, служат основными структурными элементами экологического каркаса и зелёной инфраструктуры городов [5], способствуют сохранению биоразнообразия [6], оказывают экосистемные услуги [7]. При разработке экскурсий из множества индикаторов, определяющих вектор направленности городов к устойчивому развитию [2, 8], в качестве приоритетных выбраны «площадь особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и озелененных территорий на душу населения», «доля ООПТ (в % от общей площади городов». В последние годы внимание региональных и муниципальных управленческих структур, преподавателей вузов, специалистов производственных организаций уделяется городским паркам, большая часть которых имеет статус «ООПТ регионального и (или) местного значения».
Экологическое образование в вузах пронизывает учебный процесс, направленный на формирование профессиональных знаний, умений и навыков, развитие творческого потенциала и личностных качеств. Анализ подходов, используемых в современных образовательных технологиях [9], свидетельствует об актуальности применения проблемно-ориентированного подхода к организации экологических экскурсий для студентов. Основанный на реальном осуществлении в обучении исследовательской деятельности по решению актуальных для обучающихся социально-профессиональных проблем, в последние годы он начинает приобретать черты современной образовательной технологии [9].
Цель исследования – формирование представлений об устойчивом развитии городов у студентов вузов на экологических экскурсиях с применением проблемно-ориентированного подхода.
Материалы и методы исследования
В качестве экспериментальной площадки для организации экологических экскурсий определен парк «Северный». При разработке тематического содержания экскурсий использовались учебно-методические пособия, нормативно-правовые документы, научные публикации, статистическая информация, интернет-ресурсы, учебные карты и картосхемы. При самостоятельной подготовке студентов к экскурсии использовался геоинформационный метод, для исследовательской деятельности в парке (на местности) – геоэкологический анализ, а также геоботанический, популяционный, статистический методы, морфометрический анализ и картографический метод.
Результаты исследования и их обсуждение
Вопросы, связанные с ростом городского населения и обеспечения безопасной городской среды, вошли в число важнейших современных глобальных проблем и затронули все российские регионы. С одной стороны, для наших городов характерен большой спектр проблем; с другой стороны, городской уровень – это тот наименьший масштаб, в котором эти проблемы могут найти конструктивное решение.
По тематическому содержанию экологические экскурсии выделяются в отдельную группу и являются одной из эффективных форм современного обучения [10]. Они обеспечивают выполнение дидактического принципа связи теории с практикой, позволяют осуществлять живое общение с городской средой и ее исследование. При организации экологических экскурсий соблюдается триединство целей: образовательной – оценка взаимосвязи природных и антропогенных факторов в формировании городской среды, системный анализ условий функционирования парков; воспитательной – профессионально-личностное развитие студентов; развивающей – приобретение информационно-коммуникативных, исследовательских и творческих навыков.
Проблема отбора и внедрения новых образовательных технологий – одна из самых актуальных для вузов. Это обусловлено переходом от парадигмы знания к парадигме компетенций, то есть профессионально-деятельностной, а также желанием современного общества видеть образование будущих специалистов соответствующим уровню развития научно-технического прогресса [11, 12]. В условиях новых стандартов высшего образования экологические экскурсии с применением проблемно-ориентированного подхода [9, 13, 14], или Problem Based Learning (PBL) [15], обеспечивая интеграцию методов теоретического и практического обучения на природе, рассматриваются как пример апробирования современной образовательной технологии.
В методическом отношении разработка экологических экскурсий с применением проблемно-ориентированного подхода, является трудоёмкой и сложной технологией обучения: от преподавателя, выступающего в роли партнера-консультанта, требуется высокий уровень профессиональной подготовки; от студентов – увеличение времени на самостоятельную работу при подготовке к экскурсии, а также умение, опираясь на приобретенные теоретические и «добытые» в ходе информационного поиска знания, осмыслить учебную проблему и предложить обоснованные варианты ее решения.
Организация экологических экскурсий в городских парках включает три этапа: 1) разработка экскурсии (постановка учебной проблемы; подготовка заданий для самостоятельного углубленного изучения обозначенной проблемы студентами при подготовке к экскурсии, а также для проведения исследований на местности; разработка маршрута с выделением точек наблюдения, объектов и площадок для проведения полевых исследований; 2) практическое занятие в парке (обсуждение обозначенной проблемы; выполнение исследовательских заданий, насыщенных региональными и местными деталями; обсуждение вариантов и обоснованный выбор решения учебной проблемы; 3) подготовка и защита отчета (презентация результатов исследовательской деятельности, формирование информационно-коммуникативной компетенции студентов, приобретение опыта публичных выступлений).
Необходимость соблюдения принципа устойчивого развития «думай глобально, действуй локально» рассмотрена в работе на примере организации экологических экскурсий в парке «Северный», вблизи ТОГУ. Зелёный массив отличается сохранностью естественных экосистем разной степени трансформации на значительной площади. В 2003 г. начались работы по благоустройству: был заложен храм Преподобного Серафима Саровского. Позднее, совместно с Институтом архитектуры ТОГУ и НИИ лесного хозяйства, разработан и реализован проект, учитывающий современные ландшафтно-архитектурные тенденции паркового строительства. В настоящее время работы по благоустройству парка продолжаются.
Экологические экскурсии по учебной дисциплине «Общая экология» с применением проблемно-ориентированного подхода. Городские парки являются уникальной моделью экосистемы, состоящей из сохранившихся естественных фитоценозов и искусственных насаждений. В зеленых массивах возможно изучение формы связей в биоценозе, экологических закономерностей и изменений сообщества лесного типа, а также устойчивости сообществ. Растительность служит индикатором качества среды, опосредованно – и здоровья человека, анализ ее состояния, управление процессами озеленения направлены на стабилизацию и улучшение экологической ситуации в городах.
Выполнение экологических функций определяется не только количеством зелёных насаждений, но и качественным подбором растений, их жизненностью в условиях агрессивной городской среды, уровнем экологической пластичности, выбором ассортимента пород и эстетичностью. Со студентами обсуждаются проблемы изменения жизнеспособности и устойчивости растений разных жизненных форм на видовом, популяционном, ценотическом уровнях биологической организации. Во время экскурсии прослеживается пространственная неоднородность фитоценозов, горизонтальная и вертикальная структура растительных сообществ; оценивается эффективность воздействия агротехнических приемов на растительность. Богатая видовая структура древесно-кустарниковых насаждений дает возможность преподавателю сформировать у студентов представления о богатстве дальневосточной дендрофлоры. Выполняя описания растительности, студенты знакомятся с ассортиментом пород, используемых для замены тополевников парка, и современными приемами городского озеленения. Часть маршрута проходит по уникальному участку сохранившихся естественных старовозрастных дубняков из дуба монгольского (Quercus mongolica Fisch. Ex Ledeb.), березы даурской (Betula dahurica Pall.) с кустарниковыми и травянистыми компонентами подпологовых лесных синузий. Наблюдения иллюстрируют эволюцию растительных сообществ на основе сукцессионных смен растительности. Эти участки с сохранившимися природными лесными сообществами позволяют сравнивать уровень устойчивости в развитии естественных экосистем и искусственных посадок зеленых насаждений, представляют ценность для экологического образования.
Значительная трансформация природных экосистем парка обусловлена ускоренной ликвидацией естественных древесно-кустарниковых и травяных сообществ парка, в которых отмечены разрушение ярусности и мозаичности растительного покрова, инвазии чужеродных древесных и травянистых видов растений. Как следствие, отмечается сокращение биоразнообразия растений. Восстановительная сукцессия в парке находится на ранней стадии, она идёт через возобновление паркообразующих пород (Q. mongolica, B. dahurica), либо через разрастание лесного подлеска. Регулярные сбор и вывоз опавшей листвы обедняют почвы парка, нарушают биохимические циклы основных макро- и микроэлементов.
В ходе экологической экскурсии студенты обсуждают, сравнивают, анализируют учебную проблему, осваивают научные методы исследования и применяют их на практике. На основе собранных материалов предлагают основанные варианты конструктивных решений, направленные на устранение причин и поддержание устойчивости парковых комплексов (табл. 1, 2).
Таблица 1
Экологическая экскурсия с применением проблемно-ориентированного подхода по учебной дисциплине «Общая экология» для формирования мировоззрения в целях устойчивого развития городов
|
Экологическая экскурсия (практическое занятие) |
Методы исследований |
Приобретение профессиональных и исследовательских навыков |
Варианты конструктивных решений экологических проблем |
|
Учебная проблема: Охрана биологического разнообразия растений (видовой и ценотический уровни организации) для повышения устойчивости экосистем в городских условиях Основные понятия и термины: вид, биоценоз, фитоценоз, зооценоз, микробиоценоз, биологическое разнообразие, внутриценозные группировки, сукцессия, устойчивость |
геоинформационный |
Самостоятельное изучение учебной проблемы: анализ литературы и интернет-ресурсов для получения сведений о роли городских парков в охране биоразнообразия растений; сбор и систематизация материалов о биоразнообразии растений в парке «Северный» |
Охрана участков с высоким уровнем биоразнообразия растений. Выделение наиболее интересных объектов для организации экологической тропы с целью знакомства с региональной флорой и растительностью парка, рекомендаций по их охране. Обоснование включения парка «Северный» в список ООПТ г. Хабаровска. Предложения по регулированию рекреационных потоков для сохранения участков парка с высоким разнообразием растений |
|
геоботанический |
Геоботанические описания на пробных и учётных площадках. Определение видовой, пространственной структуры фитоценоза. Выделение внутри-ценозных группировок. Дендрологическое обследовавание парка. Знакомство с аборигенными, эндемичными, редкими и инвазионными видами растений. Определение типа сукцессий в зависимости от степени трансформации фитоценоза. Зарисовка и фотографирование |
Таблица 2
Связь лекции и экологической экскурсии с применением проблемно-ориентированного подхода по учебной дисциплине «Общая экология» для формирования у студентов мировоззрения в целях устойчивого развития городов
|
Экологическая экскурсия (практическое занятие) |
Методы исследований |
Приобретение профессиональных и исследовательских навыков |
Варианты конструктивных решений экологических проблем |
|
Учебная проблема: Повышение жизнеспособности растений на урбанизированных территориях Основные понятия и термины: экосистема, популяция, численность, плотность, возрастная структура, размерная структура, экотоп, устойчивость, морфометрические показатели, жизнеспособность |
популяционный, статистический, морфометрический анализ |
Выделение градиента урбаноэкотопов. Понятие счётной единица. Определение классов жизненности растений с помощью балльных шкал на основе качественных (без признаков ослабления, ослабленные, угнетенные, сухостой) и количественных признаков (измерение длины прироста годичного побега, диаметра побегов, оценка степени облиственности и др.) для лиственных и хвойных пород. Онтогенез. Определение классов возрастности растений (измерение диаметра ствола, высоты растения, описание состояния кроны). Выделение типов устойчивости насаждений в городской среде |
Определение характера пластичности и изменчивости растений по градиенту экотопов в урбанизированной среде. Разработка ассортимента растений устойчивых к агрессивным условиям городской среды. Анализ качества проведения агротехнических мероприятий для устойчивого функционирования паркового ценоза |
Экологическая экскурсия по учебной дисциплине «Рациональное природопользование» с применением проблемно-ориентированного подхода. Практическое занятие начинается с визуальной оценки и описания парковых ландшафтов. Внимание студентов акцентируется на своеобразии природного пейзажа и отдельных природных объектов, ландшафтно-планировочные приемы, определившие вписывание социально-культурных объектов в общую канву парка. Геоэкологический анализ территории позволяет рассмотреть пространственно-временные особенности взаимодействия элементов в системе «природа – общество – хозяйство» муниципального уровня управления, предложить выбор оперативных и стратегических решений, направленных на снижение негативного антропогенного воздействия. По существу речь идет о создании устойчивой территориальной рекреационной системы, социально ориентированной и эстетически привлекательной. Проблемы экологической нестабильности освоения зеленого массива могут быть сняты через организацию его территории: научно обоснованное размещение площадей с различным функциональным назначением. В пределах парка выделено несколько зон: культурно-историческая; прогулочная, включающая каскад из трех прудов; спортивно-оздоровительная; событийная (дворец Торжеств с прилегающей территорией); семейного отдыха с детским городком; проведения массовых мероприятий (Пушкинский бал, проводы зимы и др.).
Анализ большого массива данных при самостоятельном углубленном изучении учебной проблемы позволил студентам определить тенденции изменения в структуре рекреационных потребностей хабаровчан: увеличение оздоровительных, спортивных и познавательных занятий; возникновение новых, ранее не практиковавшихся рекреационных занятий. В целом это обусловило популярность определенных видов рекреационных занятий, связанных с использованием условно природных и слабо трансформированных ландшафтов. В настоящий момент парк «Северный» вошёл в число наиболее привлекательных объектов, активно посещаемых жителями и гостями Хабаровска.
Высокая рекреационная нагрузка оказывает существенное воздействие на экологическое состояние территории: отмечается активизация эрозионных процессов на склонах, трансформация почвенно-растительного покрова, повреждение подроста во время отдыха населения и выгула животных. О необходимости формирования экологической культуры у отдыхающих свидетельствуют наличие мусорных свалок, следы от костров, поврежденные деревья, стихийно формируемая тропиночная сеть. В результате работ по благоустройству парка (строительство спортивно-оздоровительной, развлекательной, транспортной инфраструктуры и социально-культурных объектов) территория сильно фрагментирована и превращается в «лоскутное одеяло». Многолетний опыт проведения экологических экскурсий со студентами ТОГУ в парке «Северный» позволил в качестве рекомендации указать на необходимость включения этого зеленого массива в список особо охраняемых природных территорий города Хабаровска, имеющих местное значение.
В ходе экологической экскурсии студенты обсуждают, сравнивают, анализируют учебную проблему, осваивают научные методы исследования и применяют их на практике. На основе собранных материалов аргументированно предлагают обоснованные варианты конструктивных решений, направленные на устойчивое функционирование территории городского парка (табл. 3).
Таблица 3
Связь лекции и экологической экскурсии с применением проблемно-ориентированного подхода по учебной дисциплине «Рациональное природопользование» для формирования у студентов мировоззрения в целях устойчивого развития городов
|
Экологическая экскурсия (практическое занятие) |
Методы исследований |
Приобретение профессиональных и исследовательских навыков |
Варианты конструктивных решений экологических проблем |
|
Учебная проблема: Роль зелёных зон и парков в формировании устойчивого развития городов Основные понятия и термины: особенности организации городских парков; виды элементарных рекреационных занятий; рекреационная нагрузка; зонирование территории парка по функциональному назначению с учетом экологического фактора; природные ландшафты, имеющие высокое значение для экологического образования; адресные оптимизационные мероприятия; экологическая тропа |
геоинформационный |
Самостоятельное изучение учебной проблемы: использование литературы и интернет-ресурсов для сбора и анализа материалов об организации и функционировании парков в городах РФ, ДФО, за рубежом |
Предложения архитектурно-ландшафтного обустройства парка. Рекомендации по инновационному плану организации территории парка с учётом развития элементарных рекреационных занятий. Обоснование проведения адресных оптимизационных мероприятий, направленных на минимизацию негативного антропогенного воздействия. Составление авторского варианта схемы экологической тропы. Обоснование включения парка «Северный» в список ООПТ г. Хабаровска |
|
геоэкологический анализ территории, картографический |
Описание местоположения парка с учетом топографических особенностей местности, транспортной доступности, расположения относительно жилых, промышленных и инфраструктурных объектов. Нанесение на картосхему парка рекреационной инфраструктуры. Определение видов негативного антропогенного воздействия на отдельные участки и территорию парка в целом (условно природные и трансформированные ландшафты; участки с деградацией почвенно-растительного покрова и активизацией эрозионных процессов; свалки мусора, участки наездов автотранспорта и др.) Составление картосхемы зонирования территории парка по функциональному назначению с указанием видов элементарных рекреационных занятий. Выделение природных ландшафтов, имеющих большое значение для экологического образования Фотографирование |
Заключение
Образование в целях устойчивого развития формирует мировоззрение граждан, которые используют экологически ориентированные методы управления в градостроительстве, охране городской среды и руководствуются ими в профессиональной деятельности и повседневной жизни. Опыт организации экологических экскурсий по учебным дисциплинам «Общая экология» и «Рациональное природопользование» с применением проблемно-ориентированного подхода в городском парке позволил рекомендовать их проведение как эффективное средство для повышения уровня подготовки студентов. Представленная новая образовательная технология вносит существенный вклад в разработку системы профессиональной подготовки и создает реальные предпосылки для нового содержательного наполнения образования будущих специалистов.
Практическая значимость: материалы статьи могут быть использованы при проведении исследований проблем разработки и применения современных образовательных технологий для формирования мировоззрения устойчивого развития у студентов высшей школы.