Урок 2*
Тема. Властивості складних систем.
Біосфера, основні положення вчення
В. І. Вернадського про біосферу.
Еволюція уявлень про роль і місце
природи в житті суспільства.

Мета: сформувати поняття про властивості складних систем, поглибити знання учнів про
біосферу як оболонку Землі; розглянути роль живої природи в організації біосфе-
ри та визначити місце природи в житті суспільства; розвивати логічне мислення,
пізнавальний інтерес, уміння працювати з додатковою літературою; виховувати
почуття відповідальності перед майбутніми поколіннями за свої дії.

Обладнання та матеріали: таблиця «Біосфера та її межі», схеми, малюнки, портрет В. І. Вернад-
ського, презентації учнів, ноутбук, проектор, екран (за наявністю).
Базові поняття та терміни: біосфера, межі біосфери, жива речовина, озоновий екран, атмосфера,
гідросфера, літосфера, стратосфера, тропосфера.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Форма уроку: урок-турнір.
                                                Структура уроку
I. Організаційний етап уроку . . 1 хв
II. Мотивація навчальної діяльності . . . 2 хв
III. Організаційний етап турніру . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 хв
IV. Проведення турніру . . . . . . . . . 33 хв
V. Підсумки уроку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 хв
VI. Домашнє завдання . . . . . . . . . . . . . . . 1 хв
                                                    Хід уроку
I. Організаційний етап уроку
Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.
II. Мотивація навчальної діяльності
 Розповідь учителя
Ми не успадкували Землю у наших батьків —
Ми взяли її в борг у наших дітей.
(В. І. Вернадський)
Вивчення про біосферу стало особливо актуальним у зв’язку
з посиленням дії людини на природу. Науково-технічний прогрес  становить небезпеку для біосфери. Забруднювачі антропогенного
характеру бумерангом повертаються до людини, спричиняючи по-
гіршення здоров’я. Що таке біосфера? Яка її структура, ієрархічна
будова, межі? Який внесок зробив В. І. Вернадський у розвиток
учення про біосферу? На ці та інші запитання ми знайдемо від-
повіді під час екологічного турніру.

I. Організаційний етап турніру
1. За певний час до проведення уроку-турніру формуються ко-
манди, обираються капітани, визначаються назви команд та
їхні девізи. Розподіляються ролі учасників: доповідачі, рецен-
зенти, опоненти. Команди отримують теми доповідей, список
літератури. Учасники турніру готують виступи тривалістю до
5 хв і добирають запитання до кожної доповіді.
2. Формується журі турніру, учасники ознайомлюються з його
складом.
3. Регламент:
• Тривалість доповіді — до 5 хв.
• Відповіді на запитання опонентів — до 3 хв.
• Рецензія діяльності доповідачів та опонентів — до 3 хв.
4. Шкала оцінювання — 12-бальна система.
5. Ролі команд під час турніру:
Доповідач — викладає суть теми, акцентуючи увагу на осно-
вних біологічних ідеях та висновках. При цьому бажане викорис-
тання ілюстративних матеріалів (таблиць, графічних зображень,
комп’ютерних презентацій тощо) для кращого представлення влас-
ного бачення суті проблеми, викладеної в запитанні. Доповідає
один або два учасники команди.
Опонент (один учасник команди) — критично аналізує до-
повідь, указує на позитивні моменти доповіді, але передусім на
помилки та недоліки. Виступ опонента не повинен зводитися до
викладення власного варіанта розв’язання завдання. Опоненти ма-
ють право ставити доповідачам три запитання:
• на розуміння змісту доповіді;
• на з’ясування ставлення доповідачів до змісту;
• запитання-«пастка».
Рецензент (один учасник команди) — дає загальну оцінку ви-
ступу доповідача, об’єктивності виступу опонента, суттєвості запи-
тань і відповідей та коректності поведінки доповідача та опонента
в ході дискусії. Рецензування не повинно дублювати опонування.
Рецензент дає оцінку виступу доповідача у випадку, якщо вона не співпадає з оцінкою опонента або якщо опонент не помітив не-
точностей та суттєвих недоліків у доповіді.
6. Результати участі в турнірі заносяться до залікової картки команд:

Назва команди                      І етап                     ІІ етап                   ІІІ етап                    Підсумки
                                        роль    бали            роль      бали          роль         бали
                                Доповідач                Опонент                 Рецензент
                                Опонент                  Рецензент              Доповідач
                                Рецензент               Доповідач               Опонент

IV. П роведення турніру
Теми доповідей:
1. Життєвий шлях та наукова діяльність В. І. Вернадського.
2. В чення Вернадського про біосферу.
3. Е волюція уявлень про роль і місце природи в житті людини.
Турнір розпочинається з конкурсу капітанів, яким пропону-
ється відповісти на нескладні запитання.
Наприклад:
Що було б на Землі, якби не було атмосфери? (Температура
повітря коливалась би в межах +200… –200 °С.)
На якій глибині не відчуваються добові та сезонні коливання
температури? (2 м.)
Які організми трапляються на висоті понад 20 км над по-
верхнею Землі? (Спори бактерій і грибів.)
Правильна відповідь надає право капітанові вибрати тему
доповіді й визначити порядок виступів доповідача, опонентів і ре-
цензентів.
Під час виступу доповідач може використовувати презентації,
які команди підготували заздалегідь.
                                                                   І етап
Доповідь
Життєвий шлях та наукова діяльність В. І. Вернадського
Вернадський Володимир Іванович — український радянський
філософ, природознавець, мислитель, засновник геохімії, біогеохімії
та радіогеології, космізму. Академік Петербурзької АН (з 1912 р.),
професор Московського університету. Один із засновників Україн-
ської Академії наук; став дійсним членом АН України та її пер-
шим президентом (з 1919 р.). Засновник першої наукової бібліотеки
в Україні (тепер носить його ім’я). З 1921 р. знову в Росії.
Збагатив науку глибокими ідеями, що лягли в основу нових провідних на-
прямків сучасної мінералогії, геології, гідрогеології, визначив роль
організмів у геохімічних процесах. Для його діяльності характерні
широта інтересів, постановка кардинальних наукових проблем, на-
укове передбачення. Організатор та директор Радієвого інституту
(1922–1939 рр.), Біохімічної лабораторії (з 1929 р.; зараз Інсти-
тут геохімії та аналітичної хімії АН СРСР ім. В. І. Вернадського).
Володимир Вернадський народився 28 лютого (12 березня за
новим стилем) 1863 р. в Санкт-Петербурзі в сім’ї економіста Івана
Васильовича Вернадського.
Дитячі роки (1868–1875 рр.) провів в Україні — у Полтаві
й у Харкові; ще хлопчиною бував у Києві, жив у будинку в Лип-
ках, де мешкала й померла його бабуся — В. Константинович.
У 1873 р. Володимир Вернадський поступив до першого класу Хар-
ківської гімназії, де провчився три роки.
У дитинстві величезний вплив на його розвиток мав батько,
який дуже ретельно й послідовно займався вихованням і освітою
свого сина. Саме він прищепив Володимиру інтерес і любов до
українського народу, його історії та культури. Майбутній учений
згадував, що перед переїздом із Харкова до Петербурга вони з бать-
ком були за кордоном і в Мілані в газеті Петра Лаврова «Вперед»
прочитали про циркуляр, що забороняв у Росії друкувати україн-
ською мовою.
Рід Вернадських має глибокі українські корені. Його предок
Верна під час визвольної війни українського народу 1648–
1654 рр. виступав на боці козаків, діти служили в козацтві старши-
нами. Дворянство вислужив дід Василь, який відтоді став писатися
Вернадським.
Батько Володимира, Іван Васильович, народився в Києві, очо-
лював кафедру в Київському університеті, з переїздом до Москви
очолив кафедру в Московському університеті. Через чотири роки
після народження Володимира батьки переїхали в Харків. Сім’я
відвідувала родичів на Полтавщині. Провів одне літо Володимир
і в садибі українського письменника Квітки-Основ’яненка. Читання
творів українських письменників, знайомство з побутом українців,
мабуть, і дали привід відгукнутися про циркуляр, який забороняв
у Росії друкування українською мовою, такими словами: «Що це
значить? Як це і для чого?» З наукових джерел відомо, що молодий
Вернадський був небайдужий до історії України.
Зокрема, читав і польські книги про історію України, напи-
сав навіть статтю «Угорська Русь з 1848 р.». Під впливом батька
Володимир віддав перевагу природознавству (що й стало приводом
для вступу на фізико-математичний факультет).
У 1886 р. Володимир Вернадський одружується з Наталією
Єгорівною Старицькою, з якою познайомився ще в 1885 р. 1887 р.
у Вернадських народився син Георгій (який пізніше став професо-
ром російської історії Єльського університету в США). У ті ж роки
Володимир Вернадський їде на два роки в закордонне відряджен-
ня (Італія, Німеччина, Франція, Англія, Швейцарія). Він працює
в хімічних і кристалографічних лабораторіях, здійснює геологічні
експедиції, знайомиться з новітньою науковою та філософською лі-
тературою, бере участь у Лондонському геологічному конгресі, стає
членом-кореспондентом Британської асоціації наук. Після захис-
ту докторської дисертації в 1897 р. Вернадський стає професором
Московського університету. 1898 р. у Вернадських народжується
донька Ніна (згодом вона стане лікарем-психіатром). У 1917–
1921 рр. працював в Україні, організував і очолив Українську
Академію наук, став почесним академіком ряду зарубіжних ака-
демій.
Наукові праці Вернадського присвячені дослідженням хіміч-
ного складу земної кори, атмосфери, гідросфери, міграції хімічних
елементів у земній корі, ролі і значенню радіоактивних елементів
у її еволюції. Творець науки біогеохімії, засновник вітчизняної
школи геохіміків, основоположник учення про біосферу та ноосферу,
історик науки, філософ, натураліст. Член ЦК партії кадетів,
член Тимчасового уряду Росії в ранзі товариша міністра, голова
комісії Міністерства освіти та мистецтв уряду Української держави
за часів гетьмана Скоропадського. Помер 6 січня 1945 року від
крововиливу в мозок.
Приклади запитань доповідачеві
• Де поховано І. В. Вернадського?
• Як ушановують ім’я вченого в Україні?
• Назвіть праці В. І. Вернадського. («Біосфера», «Жива речовина
», «Хімічна будова біосфери Землі та її оточення»,
«Декілька слів про ноосферу»).
• У скільки років В. І. Вернадський став професором Мос-
ковського університету? (У 35 років.)
Виступ рецензентів.

                                                                   ІІ етап
Доповідь
Вчення Вернадського про біосферу
Сучасне вчення про біосферу створив і розвинув В. І. Вер-
надський (1863–1945 рр.). Його творчому генієві були притаманні
не тільки глобальність мислення, а й вихід за рамки експеримен-
тальної науки.
Президент Української академії наук, академік
Петербурзької АН, а потім AH CPCP, член численних іноземних академій, непересічний природознавець-мислитель залишив нам
цілісне бачення світу і завдань людини як на Землі, так і у Всесвіті.
Його методологія вирізнялася вражаючою широтою підходу
до проблем людства. Він закликав і інших учених не лише порів-
нювати науковий світогляд різних епох, а й вивчати структуру на-
уки разом з іншими формами суспільної свідомості — філософії,
релігії, мистецтва, навіть із матеріальною практикою й соціальни-
ми умовами життя населення тієї епохи. Мислитель написав блис-
кучі статті про творчість Ломоносова, Канта, а в наукових працях
цитував найвидатніших учених світу. Науковий метод розглядався
ним як важливий, але не єдиний метод пізнання реальності.
В. І. Вернадський створив цілий комплекс наук про Зем-
лю — від генетичної мінералогії до біохімії, радіології, учення про
біосферу.
Він принципово відкинув старий біологічний підхід — дослід-
ження окремо того чи іншого живого організму, а висунув на перше
місце поняття життя як організованої сукупності живої речовини.
Вчений підкреслював, що речовина планети (а також і Космосу)
утворюється в кругообігу «мертве — живе — мертве», що «біоген-
ні породи» (тобто створені живою речовиною) становлять значну
частину її (біосфери) маси, «…йдуть далеко за межі біосфери <…>
вони перетворюються, втрачаючи всякі сліди життя, на гранітну
оболонку». «Геохімія доводить неминучість живої речовини для
цього кругообігу всіх елементів і тим ставить на науковий ґрунт
питання про космічність живої речовини»,— писав він у моногра-
фії «Жива речовина», стверджуючи, що життя — така ж вічна
складова буття, як матерія та енергія. В. І. Вернадський відніс до
біосфери ширші шари земних оболонок, де не тільки мешкають
живі організми, а й перебувають речовини, створені в минулому
живою матерією (торф, кам’яне вугілля, осадові породи тощо).
Він розглядав біосферу не просто як просторову категорію, а як
складну єдину систему — оболонку, в якій живі істоти перебувають
у складній взаємодії як із неживою природою (повітрям, водою,
сонячною енергією), так і між собою, і цим визначають хімічний
стан зовнішньої кори нашої планети. Мислитель визначив межі
біосфери, указавши, що до неї входить уся гідросфера Землі, вер-
хня частина літосфери до глибини 2–3 км, де ще є живі бактерії,
і нижня частина атмосфери. Він розглядав біосферу як зону перетво-
рення космічної енергії трансформаторами, що в ній розташовують-
ся. Багато уваги у своїх працях В. І. Вернадський приділяв зеленій
речовині рослин, тобто хлорофілу, оскільки лише він здатний кристалізувати променисту енергію Сонця та з її допомогою створювати
первинні органічні сполуки з вуглекислого газу, повітря і водних
розчинів. Розглядаючи обсяг і енергетичні коефіцієнти різних груп
рослинності, учений дійшов висновку, що головними трансформа-
торами сонячної енергії в хімічну енергію біосфери є одноклітинні
зелені водорості океану, що дуже швидко розмножуються. Значну
роль у цьому процесі відіграють також ліси тропічного поясу. Ось
чому інтенсивне вирубування тропічних лісів у Південній Америці,
Африці та Індонезії, забруднення океану, що пригнічує ріст водо-
ростей, є вкрай несприятливими факторами, що порушують еко-
логічну рівновагу біосфери. Наприкінці XX ст. В. І. Вернадський
узагальнив і поширив проблему простору — часу на простір і час
живої матерії: «…повертаючись до живої речовини, ми базуватиме-
мося на тому, що в ньому — в його прояві взагалі — час і простір
невіддільні». Мислитель підходив до дослідження простору — часу
як до явища, яке має будову, тобто структуру, підкреслюючи, що
це явище не тільки структурно, а й фізично володіє різними ста-
нами. Він наполягав на значних відмінностях, які існують між
часом, що вимірюється всередині живих організмів, і часом «кос-
ної» (неживої) матерії. Позаяк існує різниця симетрії простору
в просторі — часі живої та «косної» речовини, необхідно розрізня-
ти й відокремлювати час життя від планетного часу.
Упродовж десятків років учений досліджував роль людини в пе-
ребудові поверхні Землі. Вивчаючи мінералогію, він зацікавився
масштабами технічної діяльності людства в царині видобування
з надр Землі різних мінералів і руд, їх переробки, отримання лю-
диною нових, невідомих у природі в самородному вигляді металів
і хімічних сполук. Він дійшов висновку, що масштаби людської
діяльності зростають і їх можна порівняти з масштабами природ-
них геологічних явищ. Уже в ранніх працях В. І. Вернадський
писав, що технічна діяльність людства є процесом, накладеним на
природні процеси, тому він чужий їм і протиприродний. Згодом
мислитель стверджував, що еволюційна поява людини і розвиток
наукової думки — це також природний процес, як усе в навколиш-
ньому світі. А звідси — його висновок про те, що наукова думка
людства має розвиватися відповідно до законів природи, а не про-
тиставляючи себе їм.
Приклади запитань доповідачеві
• Коли була написана робота В. І. Вернадського «Біосфера»?
(У 1926 році.)
• Засновником якої науки був В. І. Вернадський? (Біогеохімії.)
• Що, на думку В. І. Вернадського, є головними трансфор-
маторами сонячної енергії в хімічну енергію біосфери?
(Одноклітинні зелені водорості океану, що дуже швидко
розмножуються, та ліси тропічного поясу.)
Виступ рецензентів.

                                                                  ІІІ етап
Доповідь
Еволюція уявлень про роль
і місце природи в житті людини
Еволюцію і розвиток природи Землі вчені поділяють на два
етапи: перший — до появи в природі людини і другий етап — сус-
пільного розвитку. Нас сьогодні цікавитиме другий етап, адже вар-
то усвідомити роль і місце природи в житті суспільства. Природа
функціонує повноцінно з належними їй еволюційними змінами.
Близько 3,5 млрд років триває еволюція природних систем, їхнє
ускладнення й удосконалення. Одним із головних чинників при-
родних перебудов ландшафтів є глобальні кліматичні зміни, що
спричиняли чергування періодів материкового зледеніння з між-
льодовиковими епохами. Накопичення мас льоду зумовило зни-
ження рівня Світового океану, збільшення площі суходолу і як
наслідок — глобальне похолодання і сухість клімату.
Епоха збиральництва і мисливства. З появою перших лю-
диноподібних істот декілька мільйонів років тому простежувалась
їхня особлива залежність від природи. Гармонійне співіснування
людини в процесі зародження людської цивілізації, відсутність
негативного впливу на природу, невтручання в природні процеси
пояснюється значною залежністю первісної людини від природних
благ. Збиральництво і мисливство, які впливали на стан окремих
компонентів природних геосистем, на ранніх стадіях не призво-
дили до змін природних процесів і більшості природних компо-
нентів. Примітивні знаряддя праці та полювання не давали змоги
окремим особинам упевнено й безпечно почуватись у природному
середовищі. Це один із важливих чинників общинного способу
життя первісних людей. Попри те, що первісна людина впливала
на чисельність, ареали поширення окремих видів тварин і рослин,
забруднювала продуктами життєдіяльності місця свого мешкання,
загалом її відносини з природою були гармонійними. Первісна лю-
дина сприймала світ, відчуваючи себе частиною природи.
Епоха аграрної культури. Вона позначилася поступовим пере-
ходом людини до осілого способу життя, заселенням і освоєнням
нових територій, прирученням диких тварин і введенням у куль-
туру дикорослої флори. Розвиток землеробства і скотарства в епоху
аграрної культури (близько 8 тис. років тому) спричинив істотні
зміни в природних ландшафтах. Вирубування лісів, спалювання
лучно-степових ділянок, примітивне оброблення ґрунту, масове
випасання тварин призвели до значної руйнації таких природних
компонентів, як рослинний і тваринний світ, ґрунтовий покрив,
поверхневі води, а також до істотних змін процесів колообігу, ре-
човинообігу й енергообігу в ландшафтах. Щоразу більше відновних
природних ресурсів, які люди залучили до господарського викорис-
тання, зазнавали в цей період змін і порушень.
Епоха індустріального виробництва. У цю епоху роль природ-
них ресурсів стає особливо важливою в житті суспільства, оскільки
вони безпосередньо залучаються до виробничих процесів. Збільши-
лось використання мінеральних ресурсів літосфери, які відносять
до категорії невідновних. Використання недосконалих технологіч-
них процесів у виробництві призвело до забруднення навколиш-
нього середовища, розсіювання в природі тих хімічних елементів
і сполук, які раніше перебували у стадії відносного спокою. Зміни
природного середовища стали ще масштабнішими і глибшими. На
місці природних ландшафтів стали формуватись ландшафти антропогенні,
рушійною силою розвитку яких є людська діяльність.
Поверхневе пізнання законів розвитку природи й недооцінка її ролі
в житті суспільства призвели до загострення стосунків людини
з природою, до появи кризових явищ у взаємовідносинах. Людство
сповідувало підхід господаря природи, яка дана йому задля задо-
волення власних потреб.
Епоха постіндустріального суспільства. Ця епоха характери-
зується надприродними масштабами споживання ресурсів Землі.
У господарській сфері щороку використовується понад 3,5 трлн т
водних, повітряних, біологічних, мінеральних ресурсів, значна час-
тина яких потрапляє у відходи через украй неефективні технології
виробництва. Істотно змінюється геохімічна ситуація на планеті
та її основних регіонах унаслідок використання людиною нових
хімічних елементів із земної кори (89 проти 19 за античних часів).
Фактично на планеті не залишилось неосвоєних і незаселених тери-
торій. Стрімке зростання чисельності населення в ХХ — на початку
ХХІ ст. призвело до дефіциту ще й просторових ресурсів, особливо
в урбанізованих районах. Густота населення в житлових мікрора-
йонах великих міст уже сьогодні досягає 10 000 осіб/км2. А це,
у свою чергу, спричиняє відчуття несвободи, стимулює стресові
ситуації. Забруднення й деградація природних ландшафтів іс-
тотно погіршили якість природних умов життєдіяльності людей,
що простежується в зростанні їхньої захворюваності. Збудниками
більшості хвороб є нечистоти й геохімічні аномалії — продукти
техногенезу. Наявність гострих протиріч у результаті тривалих
протистоянь із природою породили дефіцит «чистої» природи,
який нині змушує людей замислитися над майбутнім, вести по-
шук гармонійного й безконфліктного взаєморозвитку з природою.
Порушення природних процесів і деградація природи призвели до
глобальних змін клімату на планеті, непередбачуваності кліматич-
них змін і активізації природних стихійних процесів.
Приклади запитань доповідачеві
• Для якої епохи характерно виникнення явища парникового
ефекту, поява озонової діри та кислотних дощів? (Постіндустріальної.)
• Якими були відносини між природою і первісною люди-
ною? (Гармонійними.)
• Які негативні наслідки має діяльність людини для біосфери?
Виступ рецензентів.

V. Підсумки уроку
Заключне слово вчителя: Отже, біосфера — грандіоз-
на система всієї живої речовини й колообігів хімічних елементів
на Землі, яка є енергетично відкритою системою, оскільки до неї
ззовні постійно вливається потік сонячної енергії.
Члени журі підводять підсумки турніру, оголошують переможців.
VІ. Домашнє завдання
1. Прочитати відповідний параграф підручника.
2. Робота в групах: намалювати плакат на тему «Ми — створін-
ня природи і повинні жити в гармонії з нею» та підготувати
короткий захист до нього.
3. Підготувати повідомлення «Масштаби й наслідки антропогенного
впливу на природне середовище на сучасному етапі».