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 аналізувати й робити висновки; виховувати почуття
відповідальності перед майбутніми поколіннями за свої дії.

Очікувані результати: після цього уроку учні зможуть дати визначення поняттям: складна сис-
тема, біосфера; назвати та схарактеризувати основні властивості складних систем;
наводити приклади складних систем; сформулювати основні положення вчення
В. І. Вернадського про біосферу; пояснювати роль живої природи в організації біо-
сфери; визначати місце і роль природи в житті суспільства.

Обладнання та матеріали: таблиця «Біосфера та її межі», схеми, малюнки, портрет В. І. Вер-
надського. 

Базові поняття та терміни: складні системи, біосфера, межі біосфери, жива речовина, озоновий екран, атмосфера, гідросфера, літосфера, стратосфера, тропосфера. 

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. 

Методи навчання: інтерактивні, пояснювально-ілюстративні — бесіда, розповідь; репродуктивні,частково пошукові, проблемні, творчі.

Структура уроку
I. Організаційний етап . . . . . . . . . . . 1 хв
II. Перевірка домашнього завдання . . . . . . . . . . . 8 хв
III. Актуалізація опорних знань . . 2 хв
IV. Мотивація навчальної діяльності . . 1 хв
V. Вивчення нового матеріалу . . 20 хв
VI. Узагальнення та систематизація знань . . . . . . . . . . . 10 хв
VII. Підсумки уроку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 хв
VIII. Домашнє завдання . . . . . . . . . 1 хв
Хід уроку
I. Організаційний етап
Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.
І . П еревірка дом ашнього завдання

1. В права «Екологічний ланцюжок»
Початкове питання: Що таке екологія? 

Методична скринька!
«Екологічний ланцюжок» — інтерактивний метод навчання, під час якого
вчитель ставить запитання учневі, той коротко відповідає й запитує товариша, продовжу-
ючи ланцюжок. При розриві ланцюжка на допомогу приходять учні-консультанти. Учнів-
консультантів на початку уроку визначає вчитель.

2. В права «Продовжи думку» (форма проведення — диктант,
учитель зачитує початок речення, а учні — продовжують):
Сучасна екологія — це ... .
Об’єктом дослідження науки про довкілля є ... .
Предметом дослідження науки про довкілля є ... .
Основними завданнями сучасної науки про довкілля є: ...,
... та ... .

Наука про довкілля об’єднує два основних напрями: ... та ... .
Класична екологія охоплює ... .
Прикладна екологія вивчає ... .

3. Технологія «Установи відповідність»
Учитель пропонує учням розглянути таблицю «Методи еколо-
гічних досліджень» і виправити помилки, тобто установити відпо-
відність між методами екологічних досліджень та їх описом (табли-
ця може бути зображена на дошці або на екрані у вигляді слайда,
якщо в школі є мультимедійне обладнання).

Метод и еко логічних дос ліджень
Метод дослідження Опис методу
1. Прогнозування   А. Це комплексна система спостережень, оцінювання   і   прогнозування
змін навколишнього середовища під впливом людської діяльності
2. Моделювання  Б. Це система послідовних дій у штучно створених екосистемах із метою вивчення різноманітних закономірностей, які можуть у ній
відобразитися
3. Експеримент   В. Це опис можливих подій у майбутньому
4. Моніторинг     Г. Це метод, який дозволяє оцінити в динаміці всі процеси, що відбува-
ються в локальному, регіональному чи глобальному масштабах
5. Спостереження  Д. Це метод, при якому вивчається не сам природний об’єкт, а його
відображення — модель
6. Аерокосмічний   Е. Це метод, який дозволяє застосовувати географічну карту для опису,
аналізу та пізнання явищ
7. Картографічний   Ж. Це метод, який дозволяє отримувати, обробляти та аналізувати
первинні матеріали, а саме: обробляти варіаційні ряди із визначен-
ням математичного очікування, дисперсії, середнього квадратичного
відхилення, отримувати інтенсивних та екстенсивних показників
для порівняння тощо
8. Математична
статистика   З. Це пасивний метод наукового дослідження, при якому дослідник
не впливає на розвиток подій

Правильні відповіді: 1 — В, 2 — Д, 3 — Б, 4 — А, 5 — З,
6 — Г, 7 — Е, 8 — Ж.

4. Технологія «Мозковий штурм»
Чому екологію називають «філософією виживання людства»?

Методична скринька!
«Мозковий штурм» — це відома інтерактивна технологія колективного обго-
ворення, широко використовувана для прийняття кількох рішень із конкретної проблеми.
«Мозковий штурм» спонукає учнів виявляти уяву і творчість, уможливлює вільне викла-
дання ними власних думок. Усі ідеї учнів записуються на дошці.

III.  Актуалізація опорних знань

Бесіда
(Актуалізація знань учнів, які вони отримали під час вивчення
природознавства та географії в попередніх класах.)
1. Що таке система?
(Система — це впорядковано взаємодіючі та взаємопов’язані
компоненти, що утворюють єдине ціле.)
2. Наведіть приклади систем.
3. Що таке біосфера?
4. Назвіть складові біосфери.

IV. Мотивація навчальної діяльності

Розповідь учителя
«Людина — і не цар, і не раб природи. Вона — сама природа.
В людині біосфера немовби пізнає сама себе» (В. І. Вернадський).
Біосфера — це світ, який нас оточує,— ліси, луки, озера,
річки, повітря; це природа, в якій ми живемо разом із братами
нашими меншими, яких налічується близько 2 млн видів. Це ве-
летенський організм, який має свою часову й просторову ієрархію.
Постановка проблемного питання: Біосфера — це складна
чи проста система?

V. Вивчення нового матеріалу

1. В ластивості складних систем
Складна система — система, що складається з безлічі
взаємодіючих складових, унаслідок чого вона набуває нових влас-
тивостей, які відсутні на попередньому рівні.

 Завдання для учнів
Наведіть приклади штучних і природних складних систем.
Які властивості можуть бути характерні для складних систем?
(Вчитель слухає всі можливі відповіді учнів, коригує їх і пропонує
прочитати текст «Властивості складних систем».)
Які властивості складної системи ви не вказали?

 «Шпаргалка для учнів»
(Цю інформацію можна розмножити і роздати дітям для
роботи на уроці та самопідготовки вдома. ЇЇ розміщено у зручному
для копіювання форматі на с. 204.)
Властивості складних систем
1. Загальність — коли організми, явища природи, різні процеси
розглядаються як система.
2. Множинність — одна і та сама сукупність складових може бути
множиною різних систем (одинакові представники тваринного і рослин-
ного світу можуть стати компонентами різних екосистем).
3. Цілісність — система функціонує як єдине ціле (всі компоненти
взаємопов’язані).
4. Емерджентність — виникнення нових властивостей, які характе-
ризують систему, за рахунок взаємодії її окремих складових. Окремі лісові
дерева, кущі, трави, гриби, птахи, комахи, звірі мають свої якісні характе-
ристики, але всі разом вони створюють якісно новий об’єкт — ліс.
5. Еквіпотенційність — система є підсистемою вищого рівня і в той
самий час вона є системою зі своїми складовими і зв’язками (наприклад,
терміт є системою зі своїми складовими і зв’язками, але разом з іншими
термітами утворює систему вищого рівня — термітник).
6. Синергізм — ефективність функціонування системи вища, ніж за-
гальна ефективність окремого функціонування її складових.

 Завдання для учнів
Використовуючи властивості складних систем, доведіть, що
біосфера — це складна система.
2. П оняття про біосферу. Основні положення вчення
В . І. Вернадського про біосферу

Розповідь учителя
Людина завжди стикалася з оточуючим її світом живої при-
роди, з величезною різноманітністю рослин і тварин. Із часом було
з’ясовано, що організми існують у найрізноманітніших умовах
і життя є і на поверхні материків, і в товщі океанів та морів, і на-
віть в атмосфері. Ця цілком очевидна істина привернула увагу
українського мінералога-геохіміка В. І. Вернадського. Базуючись
на масштабних дослідженнях і розрахунках, він уперше показав
глобальне значення всієї сукупності організмів нашої планети.
Виявилося, що живі організми є могутнім фактором, що пе-
ретворює Землю. Товща гірських порід, вод і атмосфери, що змі-
нилися під впливом живих організмів, і була названа біосферою.

Тепер це слово зустрічається на шпальтах газет, звучить у виступах
політичних та суспільних діячів, стає зрозумілим не лише вченим,
але й усім людям. Останнім часом усе частіше і тривожніше ви-
никає обґрунтована стурбованість долею довкілля, особливого зна-
чення набувають проблеми охорони та раціонального використання
природних ресурсів. Це вимагає високого рівня наших знань про
біосферу.
Біосфера — оболонка Землі, що включає всю сукупність жи-
вих організмів і ту частину речовини планети, що перебуває в без-
упинному обміні із цими організмами. Термін «біосфера» вперше
ввів у науку в 1875 р. австрійський учений Едуард Зюсс (1831–
1914 рр.). Проте цілісне вчення про біосферу створив наш видатний
співвітчизник В. І. Вернадський.

 Доповідь учня
Життєвий шлях та наукова діяльність В. І. Вернадського.
(Випереджувальне завдання.)

Розповідь учителя
В. І. Вернадський розглядав біосферу як простір життя, а її
основою вважав взаємодію живої та неживої речовини. Учений об-
ґрунтовано стверджував, що біосфера — це організована оболонка
Землі, провідна роль у формуванні і підтримці якої належить живим
організмам.
В. І. Вернадський виділяв такі ознаки біосфери:
1. Біосфера — загальнопланетна оболонка.
2. Склад і будова біосфери зумовлені сучасною і минулою
життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів.
3. Біосфера є наслідком взаємодії живих і неживих компо-
нентів, акумуляції та перерозподілу в ній величезної кількості
енергії.
4. Біосфера є термодинамічно відкритою, самоорганізованою,
саморегульованою динамічно зрівноваженою, стійкою системою.
5. Межі біосфери: верхня межа — променева — зумовлена
наявністю жорсткого короткохвильового ультрафіолетового випро-
мінювання. Від нього життя захищається озоновим шаром. Нижня
межа — термічна. У певних температурних режимах життя існу-
вати не може.
Висновок:
Біосфера — це своєрідна оболонка Землі, що охоплює всю
сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, яка
перебуває в безперервному обміні з цими організмами. Жива при-
рода є основною рисою вияву біосфери, цим вона різко вирізняється
серед інших земних оболонок.

Запитання до учнів
Яка роль живої природи в організації біосфери? (Обговорення
з учнями і формування положень.)
Роль живої природи в організації біосфери:
99 акумулює сонячну енергію, трансформує її в енергію земних
процесів (хімічну, механічну, теплову, електричну). Напри-
клад, поклади кам’яного вугілля — це сонячна енергія, на-
копичена зеленими рослинами минулих геологічних епох;
99 багато мінералів і гірських порід мають біогенне походження
(осадові родовища сірки, заліза, мангану та інших металів,
осадові породи вапняків);
99 організми накопичують хімічні елементи в тканинах свого
тіла: Fe, Cu, Mn, N, S, P тощо, а також у середовищі життя:
рослини збагачують атмосферу і воду киснем, накопичують
азот у ґрунті;
99 більшість хімічних елементів здійснюють колообіг через біо-
сферу;
99 саме жива речовина породила склад атмосфери, гідросфери,
ґрунту;
99 живі організми змінили рельєф земної поверхні, посиливши
процеси осадонакопичення, вивітрювання та ерозії;
99 впливає на мікроклімат та геофізичні умови свого існування.

Завдання для учнів
1. Е кологічна вправа «Цінності»
Пояснення вчителя: Кожен із вас має записати в зошиті
об’єкти і явища природи, без яких не може жити (5–6 слів). Напри-
клад, повітря, ґрунт, тварини, рослини, вода тощо. Зі свого списку
по черзі викреслюйте компоненти, починаючи з останнього.
Уявіть, яким буде ваше життя без зниклої складової.
Чи завжди ви ставитеся бережливо до природи?
Виникає суперечність: ми не завжди бережемо те, що є для
нас цінністю. Те, що маємо,— не плекаємо, а як втратимо, то пла-
чемо!
Які причини такої поведінки?
2. Е кологічна вправа «Інтерв’ю»
Пояснення вчителя: З перелічених об’єктів: бездомний со-
бака, жаба, бджола, калина, бліда поганка, муха, змія, блекота,
будяк — виберіть 2–3 об’єкти, уявіть себе на їх місці і дайте від-
повіді на запитання (запитання записані на дошці).
Запитання і завдання для тих, хто буде виконувати роль
об’єктів природи:

Яка ваша роль у природі?
Опишіть себе так, щоб сподобатись іншим.
Розкажіть, чи заважає вам сусідство з людьми? Чому?
Чи влаштовує вас сусідство з людьми? Чому?
Яку користь ви приносите людям?
Примітка: Якщо учень відмовляється виконувати роль
об’єкта природи, то йому ставлять інші запитання:
Чи усі об’єкти природи вам подобаються?
Чи є серед об’єктів природи такі, до яких ви ставитеся з огидою?
Чи є необхідність змінити ваше ставлення? Як цього досягти?
3. Е волюція уявлень про роль і місце природи
в житті людини

 Розповідь учителя
В історії людської культури багато сказано про гармонію
в природі. Творець учення про біосферу В. І. Вернадський уважав,
що в біосфері все враховується й усе пристосовується з таким самим
підпорядкуванням мірі й гармонії, яку ми бачимо в струнких рухах
небесних світил і починаємо бачити в системах атомів речовини
й атомів енергії. Збільшення людської господарської діяльності го-
стро порушує питання про гармонію взаємодії людини і природи.
Первісна людина і людина античності не протиставляла себе
природі, більше того, вона усвідомлювала свій нерозривний зв’язок
із природою, ототожнювала себе з нею, обожнювала її.
Становлення й розвиток людського суспільства супроводжува-
лися локальними й регіональними екологічними кризами. Проти-
річчя між людиною і природою наростало головним чином у сіль-
ськогосподарській сфері.
Усього чверть століття тому слово «екологія» було відоме
дуже вузькому колу людей. Відносини між суспільством і приро-
дою цікавили лише окремих філософів і представників географіч-
них наук.
На межі 60–70-х рр. людство довідалося, що все більше за-
бруднення повітря і водних джерел, міські шуми, які оглушають,
незліченні смітники, що пригнічують, збіднені природні ланд-
шафти — аж ніяк не локальні явища. Під загрозою перебувають
практично всі природні оболонки (сфери) нашої планети, багато
фундаментальних рівноваг у біосфері Землі й навіть за її межами.
Підрив цих рівноваг призведе до необоротних наслідків для життя
на планеті.
Протиріччя в системі «людина — суспільство — природа»
набули планетарного характеру. Породивши небачені в минулому загрози й небезпеки, вони наклали помітний відбиток і на без того
складну картину сучасного світу.
Упродовж усієї історії людства вплив суспільства на природу
розвивався не як простий лінійний процес. Напружена, а в ряді
випадків критична екологічна ситуація, що склалася в другій по-
ловині ХХ ст.,— це сигнал про настання нової фази у взаємодії
суспільства і природного середовища.

 Робота з підручником (або додатковим матеріалом)
(Учні об’єднуються в групи і самостійно обговорюють питання.)
Теми для самостійного опрацювання:
1 група. Місце природи в епоху збиральництва і мисливства.
2 група. Місце природи в епоху аграрної культури.
3 група. Місце природи в епоху індустріального виробництва.
4 група. Місце природи в епоху постіндустріального суспільства.
Під час роботи з текстом учні використовують метод «Позна-
чки». На полях біля тексту вони ставлять олівцем позначки:
«+» — це я знав;
«–» — це я не знав, але зрозумів;
«?» — це я не зрозумів.
Після самостійного опрацювання — обговорення питань.
VI. У загальнення та систематизація знань 

 Завдання для учнів
1. Складання сенкану на тему «біосфера», «система»

 Методична скринька!
«Сенкан» (або сенкен) — це вірш, який складається з п’яти рядків.
Під час складання сенканів необхідно дотримуватися таких правил:
1. Перший рядок має містити слово, яке позначає тему (один іменник).
2. Другий рядок — це опис теми, який складається з двох слів (два прикметники).
3. Третій рядок називає дію, пов’язану з темою, і складається з трьох слів (три дієслова).
4. Четвертий рядок є фразою, яка складається з чотирьох слів і висловлює ставлення
до теми, почуття з приводу обговорюваного.
5. Останній рядок складається з одного слова — синоніма до першого слова, у ньому
висловлюється сутність теми, ніби підбивається підсумок.

Наприклад:
1. Іменник: Біосфера.
2. Прикметники: Цілісна, стабільна.
3. Дієслова: Розвивається, відновлюється, забруднюється.
4. Речення з 4-х слів: Це єдина планетарна система.
5. Синонім до іменника: Оболонка.
2. Е кологічна вправа «Дарунки природи»
На дошці записані (або спроектовані на екран) незакінчені
речення. Учні мають закінчити їх (вправа може виконуватися в зо-
шиті або усно).
• Природа дає нам сировину: ...
(продукти харчування, деревину та будівельні матеріали,
продукти лісу, їжу для свійських тварин, ліки, барвники тощо).
• Природа дає нам ...
(середовище існування).
• Природа забезпечує ...
(біологічний контроль захворюваності та шкідників).
• Природа переробляє ...
(натуральні відходи, пом’якшує вплив забруднення, відновлює
та зберігає ґрунти).
• Природа регулює ...
(цикл поживних та органічних речовин).
• Природа регулює ...
(атмосферні процеси, колообіг речовин).
• Природа — це місце ...
(для відпочинку та відновлення сили, а також джерело культури,
навчання та наукових відкриттів).

 Запитання до учнів
Що ти можеш подарувати природі?
3. Е кологічна гра «Дилема»

Робота в групах
Вчитель роздає картки з описом дилеми кожній групі для
обговорення. Виділяється час для обговорення в середині групи
(3–5 хв). Кожна група надає свій варіант відповіді та аргументує
свою позицію. Вчитель заохочує учнів до дискусії щодо найбільш
доцільного варіанта дій.
Дилема: Уявіть, що ви — Міністр охорони навколишнього
природного середовища України й бажаєте зменшити обсяги ат-
мосферного забруднення. Ваші експерти пропонують вам кілька
способів. Який із них ви вважаєте найефективнішим?

Варіанти дій:
1. Підвищити ціни на електроенергію, щоб сприяти її більш
ефективному використанню, а відтак — меншому забрудненню.
(Ці витрати можна перекласти з виробника електроенергії на
споживачів. Можливо, варто з’ясувати енергоефективність побутових
приладів, що відповідають за «реальне» споживання електроенергії.)
2. Закрити старі промислові підприємства, що спричиняють
значне забруднення атмосферного повітря. (Завдяки цим заходам
можна припинити забруднення, особливо на місцевому рівні. Але
ці заходи можуть спричинити скорочення робочих місць та бути
непопулярними.)
3. Знизити дозволені рівні атмосферного забруднення, осо-
бливо діоксиду сульфуру, оксидів нітрогену чи викидів пилу. (Чи
ви замислювалися над тим, яким чином визначали прийняті рівні
викидів? Ці норми буде складно впроваджувати, оскільки вони вимагають
значних інвестицій і навіть закриття заводів.)
4. Сприяти впровадженню нових технологій та обладнання
для скорочення викидів. (Це передбачає надання заводам фінансової
підтримки, значні інвестиції в розвиток «зелених технологій».)

Зразок картки для учнів
Дилема:
Уявіть, що ви — Міністр охорони навколишнього природного
середовища України й бажаєте зменшити обсяги атмосферного
забруднення. Ваші експерти пропонують вам кілька
способів. Який із них ви вважаєте найефективнішим?
Варіанти дій:
1. Підвищити ціни на електроенергію, щоб сприяти її більш
ефективному використанню, а відтак — меншому забруд-
ненню.
2. Закрити старі промислові підприємства, що спричиняють
значне забруднення атмосферного повітря.
3. Скоротити дозволені рівні атмосферного забруднення, осо-
бливо сульфур діоксиду, оксидів Нітрогену чи викидів
пилу.
4. Сприяти впровадженню нових технологій та обладнання
для скорочення викидів.

4. З аповнення таблиці ( цей вид роботи можна запропонувати
учням виконати вдома)
Місце природ и в житт і сусп ільства
Назва епохи                                          Тривалість                             Характеристика
Епоха збиральництва і мисливства
Епоха аграрної культури
Епоха індустріального виробництва
Епоха постіндустріального суспільства
VII. Підсумки уроку
Аргументація оцінювання знань учнів.
VIII. Дом ашнє завдання
1. Прочитати відповідний параграф підручника або «Шпаргалку
для учнів».
2. Робота в групах. Намалювати плакат на тему «Ми — створін-
ня природи і маємо жити в гармонії з нею» та підготувати
короткий захист до нього.
3. Підготувати повідомлення на тему: «Масштаби й наслідки
антропогенного впливу на природне середовище на сучасному
етапі».