Всероссийский профессиональный конкурс педагогического мастерства педагогов дополнительного образования
«Эффективные педагогические практики и современные технологии работы с детьми в системе дополнительного образования детей»
Авторский материал по теме: коллективное творческое дело (КТД)
Организация коллективного творчества обучающихся в рамках проведения занятий по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «Живые системы»
естественнонаучного направления по поиску решений кейса
«Как предотвратить истощение почвы в скверах и на газонах?»
Автор: Методист детского технопарка «Кванториум»
ГБУ ДО ТОЦЮТ Лаврова Надежда Петровна
2023 год
Кейс
«Как предотвратить истощение почвы в скверах и на газонах?»
Описание
занятий: |
Обучающиеся познакомятся с основами науки урбанистики, обсудят состояние городской экосистемы, выявят факторы, влияющие на состояние почвы в городских скверах и на газонах. Рассмотрят, как осуществляется почвенное питание растений и какие составляющие почвы наиболее важны для питания растения. Обучающиеся проведут опыты по анализу качества почвы (кислотности, содержания органических веществ, количеству водорастворимых гуминовых кислот) и осуществят микроскопическое исследование почвы. Одновременно будут проведены анализы качества закупленной почвы для рассады. На основе осуществлённых исследований проведут сравнительный анализ и сделают выводы о составе почвы в скверах и на городских газонах, затем проведут мозговой штурм по поиску наиболее экономичного способа улучшения качества почвы в городской экосистеме. |
Целевая
аудитория: |
Дети и подростки 12-17 лет, обучающиеся в биолаборатории по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «Живые системы» |
Артефакты: | Проект поперечного профиля улицы |
Soft skills: |
|
Hard skills: | Обучающиеся должны знать:
Обучающиеся должны уметь:
Обучающиеся должны владеть:
|
Материалы
в помощь: |
Дополнительные ссылки, инструкции, иллюстрации, приложения и прочие материалы, которые помогут провести занятие приведены в файле «Структура занятий». |
Сценарий и структура занятий
Занятие | Время, мин | Ход занятия | Вариативность |
1 | 2 | Повторение пройденного материала
Преподаватель напоминает, что на прошлом занятии ребята изучали способы питания растений и демонстрирует видеоролик «Питание растений» Обучающиеся делают вывод о том, что состав почвы очень важен для питания растений. |
Проблемы с входом в Интернет. В этом случае проводится опрос, когда обучающиеся сами рассказывают о способах питания растений. |
1 | 8 | Анализ усвоения пройденного материала
Для того, чтобы определить, насколько обучающиеся усвоили материал прошлого занятия, преподаватель предлагает им пройти квиз CastleQuiz по разделу «Экология» https://clevver.me/#/battle?battleId=r1eKLmLBiq&subjectId=11&topicId=126 |
Отсутствуют ноутбуки или проблемы с входом в Интернет. В этом случае преподаватель заранее подготавливает вопросы теста, распечатывает и выдаёт каждому обучающемуся. |
1 | 5 | Целеполагание.
Постановка проблемы Преподаватель рассказывает обучающимся о науке урбанистике, изучающей городские экосистемы, затем акцентирует внимание ребят на том, что в городах наблюдается значительное истощение почвы в скверах и на газонах. Это приводит к тому, что трава на них перестаёт расти вообще, или появляются только сорняки, ухудшающие внешний вид. В результате возрастает запылённость, загрязнение воздуха выбросами выхлопных труб транспорта, повышается общий уровень шума. Почему происходит истощение почвы в городах? Можно ли найти простые, дешёвые способы предотвратить истощение почвы в скверах и на газонах? Обучающиеся формулируют: «Цель нашего кейса – найти простые, экономичные и доступные способы, предотвращающие истощение почвы в городах на газонах и в скверах». |
Если погода хорошая, можно выйти на улицу, на газон, и обратить внимание обучающихся на отсутствие растительности на газоне рядом со зданием, в котором расположен Кванториум.
Если погода плохая, то демонстрируются фотографии, которые преподаватель сделал заранее |
1 | 10 | Полевой выход
Преподаватель предлагает изучить состав почвы с газона, расположенного рядом со зданием Кванториума. Для того, чтобы знать, какой слой почвы надо отбирать, преподаватель демонстрирует видеоролик «Описание почвенного профиля» (1 мин) Ребята вместе с преподавателем выходят из Кванториума и отбирают пробы из нескольких мест поверхностного слоя почвы с газона. (Оборудование: металлический совок, ёмкость вместимостью 1 л) |
Если погода плохая, то преподаватель использует отобранную заранее пробу поверхностного слоя почвы. |
1 | 5 | Усреднение пробы и выбор образца для исследования
Преподаватель демонстрирует, как следует проводить усреднение пробы методом квартования. (Оборудование: клеёнка, широкая линейка на 1 м) Обучающиеся отбирают себе образцы для исследования. (Оборудование: бюксы, шпатели) Для проведения сравнительного анализа состава почвы, отобранной с газона, с составом специально подготовленной почвы, обучающиеся отбирают образцы из заранее подготовленного пакета с почвой для выращивания рассады. |
Если отсутствует широкая линейка, то можно взять любую плоскую фанеру. Если отсутствуют бюксы и шпатели, то можно использовать стаканчики для сбора анализов и пластмассовые одноразовые ложечки. |
1 | 15 | Высушивание образцов
Для того, чтобы на результаты лабораторных исследований на влияла влажность почвы, образцы высушивают в сушильном шкафу 15 минут при температуре 100 град. В это время обучающимся демонстрируется учебный видеофильм «Удобрения и почвенное питание растений» (10 мин) |
Если нет сушильного шкафа, то образцы высушивают на батарее.
Если могут быть проблемы с Интернетом, то преподаватель демонстрирует заранее скаченный этот видеофильм. |
2 | 20 | Лабораторная работа «Определение количества органических веществ в почве»
1. Взвешивание фарфоровой чашечки 2. Отбор точной навески почвы с газона и почвы для рассады 3. Выжигание навески над спиртовкой в вытяжном шкафу 4. Охлаждение фарфоровой чашечки 5. Взвешивание остатка 6. Проведение расчётов с определением процентного содержания органической части в образцах 7. Сравнение полученных данных (Оборудование: спиртовки, изопропиловый спирт, электронные весы, фарфоровые чашечки, шпатели, вытяжной шкаф) |
Если отсутствует этиловый спирт для спиртовок можно заменить его на изопропиловый спирт (дешевле, безопаснее).
Если отсутствует вытяжной шкаф использовать вентиляцию или открытые окна. |
2 | 25 | Лабораторная работа «Определение количества водорастворимых гуминовых кислот в почве»
1. Взвешивание стеклянного стаканчика на 100 мл 2. Отбор точной навески почвы с газона и почвы для рассады 3. Добавление пипеткой дистиллированной воды в количестве 50 мл 4. Размешивание стеклянной палочкой 5. Подготовка бумажного фильтра, размещение его в стеклянной воронке Подготовленную смесь почвы с водой оставляют до следующего занятия для более полного перехода водорастворимых гуминовых кислот в водный раствор. |
Если нет никакого оборудования для проведения лабораторных работ, то можно воспользоваться ресурсом «Виртуальная образовательная лаборатория»
Ещё можно показать видеоролики «Опыты с почвой»
«Состав почвы. Все опыты!»
|
3 | 25 | Лабораторная работа «Определение количества водорастворимых гуминовых кислот в почве» (продолжение)
6. Фильтрование 7. Определение концентрации водорастворимых гуминовых кислот в водном растворе методом спектрофотометрии. Для этого преподаватель заранее подготавливает градуировочный график, определяя оптическую плотность для растворов с различной концентрацией гуминовых кислот, приготовив опытные образцы из удобрения «Биогумус» 8. Проведение расчётов с определением процентного содержания водорастворимых гуминовых кислот в образцах 9. Сравнение полученных данных (Оборудование: электронные весы, стеклянные стаканчики на 100 мл, пипетки на 50 мл, стеклянные палочки, шпатели, фильтровальная бумага, конические воронки, стаканчики для раствора, дистиллированная вода, кюветы для спектрофотометрии, прибор спектрофотометр) |
|
3 | 10 | Лабораторная работа «Микроскопическое исследование состава почвы»
Обучающиеся подготавливают на предметном стекле образцы почвы для микроскопического исследования, проводят исследования, фотографируют результаты. (Оборудование: предметные стёкла, стеклянные палочки, микроскопы) |
Если нет микроскопов, то можно показать видеоролик «Кто создаёт структуру почвы?»
|
3 | 10 |
Рефлексия. Обсуждение полученных результатовОформление в сравнительную таблицу состав почвы с газона и почвы для рассады из пакета.Просмотр видеофильма «Состав почвы — почвенные минералы, гумус, вода, воздух и живые организмы» |
|
4 | 10 | Анализ полученных результатов
Поиск ответа на вопросы «Что является причиной истощения почвы на газоне?» и «Как предотвратить выбывание гумуса?» Просмотр видеоролика «Причины истощения почв»
Обучающиеся приходят к выводу о том, что истощение почвы на газонах происходит потому, что в городах нарушается естественный процесс разложения органической части опавшей листвы и превращения её в биогумус. Истощение вызвано тем, что осенью регулярно собирают опавшую листву и увозят на свалку для того, чтобы на тротуарах не скапливались разложившиеся остатки листвы. |
Если обучающиеся сами не могут найти правильный ответ, преподаватель может продемонстрировать им фотографии, которые направят их размышления в правильное русло. |
4 | 10 | Поиск необходимой информации в Интернете
Обучающиеся самостоятельно работают с Интернетом по поиску способов предотвращения истощения почвы |
|
4 | 5 | Мозговой штурм
Обсуждение предлагаемых вариантов: засаживать газоны искусственной травой, вносить удобрения и биогумус и т.д.) Обучающиеся делают вывод о том, что наиболее рациональный и дешёвый способ сохранить хорошее качество поверхностного слоя почвы на газонах и скверах – это сделать так, чтобы листва не скапливалась на тротуарах. Самый простой способ – устраивать тротуары не ниже уровня газона, как это делается сейчас (опадающая листва скапливается на асфальтовом покрытии газона, там же постоянно стоит вода от атмосферных осадков и всё это разлагается, создавая грязь и жижу), а делать тротуары выше газона, с небольшим выпуклым профилем. Опавшая на газон листва будет сдуваться ветром и смываться дождевыми потоками обратно на газон, возвращаясь таким образом в почвенную экосистему, и разлагаясь в почве будет насыщать её органическими веществами. |
|
4 | 15 | Оформление результатов работы над кейсом
Кейс решён. Найден наиболее рациональный, дешёвый способ предотвратить истощение почвы в скверах и на газонах в городской среде. Существующий профиль улицы: Предлагаемый профиль улицы: Внешний вид покрытия: |
|
4 | 5 | Рефлексия
Обсуждение, насколько интересно было ребятам работать над кейсом, есть ли желание продолжить и расширить работу, превратив в проект? В случае желания обучающихся работать над проектом предложить им зарегистрироваться как городской научный проект на сайте iNaturalist https://www.inaturalist.org/observations Затем создать проектную группу с учётом межквантумного взаимодействия с обучающимися квантума «Промышленный дизайн» и спроектировать профиль дорожек в сквере. При желании можно расширить группу, добавив в неё обучающихся их лаборатории ЭНЕРДЖИ для того, чтобы использовать тротуарную плитку, вырабатывающую энергию при давлении на неё. Эта энергия может аккумулироваться, а в ночное время использоваться для освещения тротуара. А также можно, вместе с обучающимися «Проробоквантума», создать систему автоматического освещения тротуара, которая включается только после того, как датчики зафиксируют давление на тротуарную плитку. |
|
Итого
4 часа |
180 |
Потенциально проблемные ситуации
Что может пойти не так? | Что с этим можно сделать? |
1. В группе будут разновозрастные дети. Часть ребят не сможет самостоятельно выполнять лабораторные работы в силу возраста | Объединяем ребят по микрогруппам по 2 человека. Более старшие дети будут помогать младшим |
2. У ребят отсутствуют начальные знания по экологии, в том числе, по экологии почв. |
Продемонстрироватьфильм-лекцию «Экология почв»30 мин и видеоролик «Состав и свойства почвы»12 мин |
3. Ребята никак не могут прийти к правильному выводу и установить взаимосвязь между составом почвы и количеством растительности на ней | Продемонстрировать видеоролик «Почему микрофлора почвы так важна для растений»
5 мин |
4. Погода плохая, идёт дождь и провести отбор проб в процессе полевого выхода не представляется возможным | Преподаватель должен заранее отобрать пробы с газона, предвидя такую ситуацию |
5. Ребята устали, так как всё занятие активно занимались исследованиями | Предложить перенести «Мозговой штурм» на следующее занятие. Объяснить обучающимся, что они смогут поговорить с родителями, учителями, выяснить их взгляд на существующую проблему истощения почвы в скверах и на газонах и методы её решения |
6. В группе все ребята работали хорошо и слаженно, поэтому все работы выполнили раньше запланированного срока. Время до окончания занятия осталось, но отпускать детей раньше окончания нельзя, так как за многими приходят родители | Можно показать мотивирующие видеоролики, но ещё лучше показать им возможности сайта learningapps.org, в котором они смогут сами создавать различные задания. |
7. Ребятам неинтересно изучать почву. Они считают, что в биолаборатории они должны изучать только живые организмы |
Рассказать ребятам, что почва – это тоже целая экосистема, в которой существуют и различные живые организмы. Для этого можно показать видеоролик «Состав почвы — почвенные минералы, гумус, вода, воздух и живые организмы» |
8. В группе ребята 12-13 лет, которые ещё не изучали в школе состав почвы, и им не интересна тема |
Можно использовать различные загадки, квесты, игры для повышения интереса, например, quizlet.com или risovalka 118.php |