АНАЛИЗ ОПЫТА СОЗДАНИЯ КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ УЧЕБНЫХ ДОСТИЖЕНИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ГЕОГРАФИИ

Географическая компетентность проявляется как совокупность личных качеств выпускника (ценностно-смысловых ориентаций, знаний, умений, навыков и способностей), которая была заявлена в стандартах 2004 года как одна из целей школьного географического образования: «использование в практической деятельности и повседневной жизни разнообразных географических методов, знаний и умений, а также географической информации». Географическая компетентность конкретизирована в виде требования к уровню подготовки выпускников: уметь использовать приобретенные знания и умения в повседневной жизни для выявления и объяснения природно-материальных аспектов различных текущих событий и ситуаций; анализа и оценки разных территорий с точки зрения взаимосвязей природных, социально-экономических, техногенных объектов и процессов, исходя из пространственно-временного их развития. Таким образом, компетентностный подход в Федеральном государственном образовательном стандарте подразумевает формирование способностей учащихся применять полученные в школе географические знания и умения в реальной жизни.

В рамках нашего исследования под предметной географической компетентностью мы понимаем, способность решать проблемы, возникающие в окружающей действительности, средствами, предоставляемыми учебным предметом – географией. Приведем результаты нашего исследования [1, 141 с.] в рамках проведения уроков по географии со школьниками 5-7 классов общеобразовательных школ, а также на занятиях по географии с кандидатами в космонавты в ФГБУ НИИ «ЦПК имени Ю.А. Гагарина» и студентами РГГУ.

Тема: «Исследования цвета морских вод и разведывания полезных ископаемых средствами дистанционного зондирования океана и суши».

В современной школе остро встал вопрос при изучении темы «Мировой океан», 6 класс. Проблема связана с сокращением часов курсов школьной географии. Как правило, в учебнике изложен материал по изучению рельефа дна Мирового океана, шельфовой зоны (к местам которой приурочены месторождения нефти, газа), материкового склона, ложе, а также подводным равнинам, хребтам, желобам, движении водных масс (океанических течений) и природным богатствам Мирового океана. Физические процессы океанической воды практически не рассматриваются, лишь приводятся сведения о температуре, солености вод Мирового океана, но для полного формирования представления у школьника об океане, этого не достаточно. Учебный материал должен быть интересным и доступным. Но океан изучен учеными гораздо менее, чем космос. Представления об океанических водных массах остаётся пока на уровне гипотетических построений по причине нерешенности ряда важнейших практических проблем при исследовании океана: безопасности мореплавания и судоходства, прогноза погоды, контроля загрязнения окружающей среды и зон повышенной продуктивности. Для судоводителей, рыбаков, работников портов, прогнозистов-океанологов особую ценность представляют научные сведения о таких слабо изученных явлениях как сейши, сулой, апвеллинг, меандрирование течений, фронтальные зоны, свечение моря и т.д. Сама постановка таких задач предусматривает различные масштабы охвата океана, включая глобальный, и высокую периодичность обновления информации. Однако традиционные методы исследования океана с использованием научно-исследовательских судов и автономных буев предоставить этого не могут, что связано, прежде всего, с невозможностью охватить постоянными измерениями акваторию всего океана и даже малых его частей. Используя традиционные методы исследования, океанологи не могли иметь полной картины пространственно-временной изменчивости океана. Если космическое пространство освоено гораздо лучше просторов Мирового океана, то Космос нам и поможет в решении проблемы: исследовании океана. К примеру, из космоса в настоящее время стало возможным изучать цвет морских вод с определённой точностью при помощи методов ДЗ океана.

Цвет вод в методах дистанционного зондирования (ДЗ) океана. Цвет не является физической характеристикой воды, хотя обусловлен оптическими ее характеристиками – коэффициентами поглощения и рассеяния. Важность изучения этой характеристики океанических вод является для методов ДЗ весьма важной задачей. В первую очередь это связано с использованием цветовых контрастов в качестве индикационного признака биологической продуктивности и экологического состояния акваторий Мирового океана.

Из опыта визуальных наблюдений цвета океана из космоса. Многочисленные океанологические исследования с борта космических кораблей связаны с изучением цветовых аномалий акваторий и их изменчивости. Уже первые полеты космонавтов показали, что для каждого района Мирового океана характерен свой преимущественный цвет. Фоновая окраска океана меняется от темно-синего и сине-голубого оттенков в прозрачных водах тропических и субтропических широт до голубых, голубовато-зеленых и зеленых оттенков в менее прозрачных водах умеренных широт, зеленых и сероватых оттенков в высоких широтах и до зеленого, желтого и коричневых оттенков в прибрежных водах малой прозрачности. В открытых районах океана по цвету можно судить о биопродуктивности водных масс, определять их границы, обнаруживать морские течения, меандры, вихри и другие динамические образования.

В прибрежных районах по изменению цвета прослеживаются воды материкового стока, их распространение и взаимодействие с водами открытого моря. На мелководных участках отчетливо видны рельеф дна и крупные донные образования.

Факторы цвета океанических вод. Разнообразные физические, химические, биологические свойства океана, особенности донного рельефа воздействуют на цвет морской поверхности. Объясняется это тем, что солнечное излучение, пройдя через атмосферу Земли, достигает поверхности океана, частично зеркально отражается от нее, частично проникает в водную толщу. Преломленный в воде световой поток поглощается и рассеивается молекулами воды, взвешенными в ней частицами и растворенными веществами преимущественно органического происхождения.

Спектральная селекция солнечного света в водной толще. Солнечный цвет состоит из многих цветов, каждый из которых проникает и рассеивается в воде по-разному. Благодаря этой особенности глубже всего в воду (на десятки метров) проникают голубые и зеленые лучи, меньших глубин (единицы метров) – достигают синие и красные лучи, а ультрафиолетовое и красное излучение полностью поглощается уже дециметровым слоем. По этой причине при многозональной космической съемке на нескольких снимках образуется разрез водной толщи с фиксированием ее особенностей на разных глубинах. В чистой воде свет рассеивается молекулами. Наиболее сильно рассеиваются синие лучи, из-за чего чистые воды открытого океана окрашены в глубокий голубой цвет.

«Красители» вод океана. Нарушение фоновой голубой окраски моря обычно вызывается чрезвычайно плотными популяциями фитопланктона, иногда – скоплениями зоопланктона, и очень редко – выбросами пеплового материала при извержении вулканов и выпавшим из воздуха песком или вулканической пылью. В удаленных от берега частях океана основными красящими частицами являются мельчайшие одноклеточные водоросли – фитопланктон. В их состав входят хлорофилл, ксантофилл, каратеноиды и некоторые другие пигменты. Эти вещества очень сильно поглощают синие и красные лучи и практически полностью отражают (рассеивают в направлении наблюдателя) зеленые и желтые компоненты солнечного света. Поэтому желто-зеленая окраска моря является показателем повышенного содержания в воде растительных микроорганизмов.

Явление «красного прилива». В прибрежных районах Мирового океана, особенно у побережий промышленно развитых стран, наблюдается явления «красного прилива» – обусловленного массовым развитием растительных микроорганизмов, выделяющих опасные токсины. Причина появления «красного прилива» – сброс в прибрежные воды океана отходов промышленного и сельскохозяйственного производства, имеющих избыточно высокое содержание биогенных веществ, стимулирующих развитие указанных микроорганизмов. Визуально воспринимаемый индикатор явления – насыщенный цвет зараженной акватории (не обязательно красный).

Разливы нефти и нефтепродуктов. Индикационные признаки разливов нефти и нефтепродуктов – форма разливов, их цвет, четкость границ области загрязнений, аномалии в поле ветрового волнения. С учетом указанных признаков разливы нефти и нефтепродуктов на водной поверхности воспринимаются при наблюдениях из космоса в виде протяженных темных полос (иногда с цветами «побежалости») с четко обозначенными границами. Разливы нефти и нефтепродуктов гасят поверхностные волны минимальной длины (капиллярные волны), уменьшая шероховатость поверхности, что формирует еще один индикационный признак разливов нефти – яркостные контрасты. По направлению «Исследования полей цвета и других признаков продуктивности вод Мирового океана» проводят исследования по изучению распределения и изменчивости биопродуктивности в открытых водах Мирового океана применительно к задаче оперативного оповещения поискового и промыслового флотов рыбной промышленности. Объектами наблюдений при этом являются высокопродуктивные районы океана, идентификатором которых является цвет поверхности океана, формируемый пигментами фитопланктона и зоопланктона.

Скопления фитопланктона проявляются в форме пятен и полос, резко контрастирующих по цвету с окружающей водной поверхностью, от ярко-зеленых (диатомовые водоросли в умеренных широтах) до буро-коричневых (саргассовы водоросли тропических широт) оттенков.

Скопления зоопланктона – это контрастные по цвету пятна или полосы различных оттенков. Например, скопления криля (южные умеренные широты) на глубине 10-40 м имеют окраску от ярко-красного до желтых и коричневых оттенков. Черноглазка видна в виде пятен цвета с нечеткими краями, скопления медуз – в виде пятен темно-коричневого цвета с резкими границами.

Проверь себя! Тест по географии в 7 классе по теме «Океаны».

1.Площадь какого океана составляет 178,6 млн.км²?

А) Атлантический; Б) Тихий; В) Северный Ледовитый; Г) Индийский.

2.Какой океан самый неглубокий?

А) Атлантический; Б) Индийский; В) Северный Ледовитый; Г) Тихий. 

3. Что называют апвеллингом?

А) опускание вод на глубину; Б) Подъём вод из глубины; В) Нагревание воды на глубине; Г) Поверхностное течение.

4. Перечислите естественные «красители» морской воды (за каждый правильный ответ 1 балл).

5. На какой глубине в результате скопления зоопланктона (криля) южные умеренные широты имеют окраску от ярко-красного до желтых и коричневых оттенков?

А) 0-10 м; Б) 10-40 м; В) 50-100 м; Г) более 100 м.

6. В каком океане находится аномальная зона, которая называется «Бермудский треугольник»? 

А) Тихий; Б) Южный; В) Атлантический; Г) Северный Ледовитый. 

7. Назовите самый малый по площади океан? 

А) Тихий; Б) Индийский; В) Атлантический. Г) Северный Ледовитый. 

8. По какому океану совершал свое путешествие в Индию, а открыл Новый Свет Х. Колумб? 

А) Тихий; Б) Индийский; В) Атлантический; Г) Северный Ледовитый.

Ответы: 1.Б; 2.Г; 3. Б; 4. выбросы пеплового материала, фитопланктон, зоопланктон, при извержении вулканов и выпавшим из воздуха песком или вулканической пылью; 5.Б; 6.В; 7.Г; 8.В.

Помимо ДЗ океана космонавтами проводится зондирование поверхности суши. Предпосылки ДЗ появились в 1960 г., когда с помощью метеорологических спутников «Тирос» были получены подобные карте очертания земного шара, лежащего под облаками. Эти первые черно-белые ТВ-изображения давали весьма слабое представление о деятельности человека и, тем не менее, это было первым шагом. Чёрно-белые ТВ системы предназначены для изучения рельефа земной поверхности с целью поиска полезных ископаемых, определения характеристик облачного покрова, наблюдения за быстропротекающими процессами (пожарами, наводнениями, извержениями вулканов, нефтяными пятнами), т.е. когда исследуются в основном геометрические признаки объектов, их взаимное расположение, интегральные энергетические величины.

В заключение необходимо отметить, что форма компетентностно-ориентированных заданий не ограничивается заданиями со свободным развернутым ответом. Вполне могут быть разработаны задания с выбором ответа или с кратким ответом и с разным уровнем сложности заданий.

Литература:

1. Торгашев, Р.Е. Методика оценки качества географической подготовки студентов с использованием средств информационно-коммуникационных технологий: диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук. / Институт содержания и методов обучения РАО. Москва, 2010. – 211 с.