LEKCJA 3 Małgorzata Pietrzak IGiGP UJ

Temat gimnazjalny: Geograf detektyw – śledzimy zmiany środowiska przyrodniczego.*

Temat licealny: Teledetekcyjne obserwacje zmian środowiska przyrodniczego w wybranych

regionach świata – Amazonia, Sahel, Arktyka.**

Temat możliwy również do realizacji podczas lekcji przyrody na poziomie licealnym.***

Lekcję można ograniczyć tylko do jednego zagadnienia np. Skutki zmian klimatycznych w

strefach okołobiegunowych; Zmiany powierzchni lasów na świecie w ostatnim stuleciu; Jak radzi

sobie człowiek z deficytem wody i jej nadmiarem.

KRÓTKI OPIS: Głównym motywem lekcji jest uważna analiza sekwencji zdjęć satelitarnych z ostatnich

kilkudziesięciu lat, obrazujących przemiany środowiska geograficznego, w różnych częściach

świata. Praca odbywa się indywidualnie, w tempie dopasowanym do ucznia, który sam decyduje

o wyborze regionów Ziemi do analizy. Podsumowanie lekcji jest ważnym etapem, gdyż indywidualne wnioski winny dać odpowiedź na pytanie o przyczyny, charakter, tempo, ciągłość, wartość zmian środowiska w poszczególnych częściach świata i prowadzić do sformułowania

prognoz i przewidywań (a może raczej kluczowych pytań, na które nauka nie zna odpowiedzi).

Całość materiałów pozyskanych przez uczniów pochodzi z Google Earth.

*Bezpośrednie odniesienie do nowej podstawy programowej poziom III: 1. identyfikuje

konflikt interesów pomiędzy ekologicznymi skutkami wylesiania Amazonii a jej gospodarczym

wykorzystaniem; 2. wykazuje, na przykładzie strefy Sahelu, związek pomiędzy formami

gospodarowania człowieka a zasobami wodnymi; uzasadnia potrzebę racjonalnego

gospodarowania w środowisku charakteryzującym się poważnymi niedoborami słodkiej

wody; 3. przedstawia cechy położenia i środowiska geograficznego Antarktyki i Arktyki; podaje

główne cechy i przyczyny zmian w środowisku przyrodniczym obszarów okołobiegunowych.

**Bezpośrednie odniesienie do nowej podstawy programowej poziom IV: 1. Wykorzystanie różnych źródeł informacji do analizy i prezentowania współczesnych

problemów przyrodniczych, gospodarczych, społecznych, kulturowych i politycznych;

2. charakteryzuje obszary niedoboru i nadmiaru wody na świecie i określa przyczyny tego

zróżnicowania (w tym zanieczyszczenia wód); 3. Uczeń wskazuje i analizuje prawidłowości

i zależności wynikające z działalności człowieka w różnorodnych warunkach środowiska,

wskazując znaczenie rosnącej roli człowieka i jego działań w środowisku geograficznym w

różnych skalach (lokalnej, regionalnej i globalnej). 4. charakteryzuje kierunki zmian w

powierzchni lasów na świecie (w wyniku procesów wylesiania i zalesiania)

5. opisuje na przykładach następstwa nieracjonalnej gospodarki wodnej w wybranych regionach

świata i wskazuje działania wspomagające racjonalne gospodarowanie wodą; 6. wskazuje na

mapach zasięg obszarów współcześnie zlodzonych i ocenia wpływ zmian klimatycznych na

zmiany zasięgu tych obszarów;

***Bezpośrednie odniesienie do nowej podstawy programowej przyroda, poziom IV: A. Nauka i świat; 7. Nauka w komputerze: modelowanie zjawisk geograficznych – czy grozi nam

ocieplenie klimatu, czy może następna epoka lodowcowa; informacje ze świata w kilka sekund.

A. Nauka i świat; 4. Dylematy moralne w nauce - czy rosnące potrzeby człowieka uzasadniają każdą ingerencję człowieka w środowisku przyrodniczym?

C. Nauka wokół nas;17. Uczenie się bezpośrednie poznawanie świata – od szczegółu do ogółu;

jakie możliwości uczenia się dają nam współczesne osiągnięcia techniczne?;„globalizacja

wiedzy”

C. Nauka wokół nas; 18. Barwy i zapachy świata – barwne i jednolite krajobrazy; nadmiar

wilgoci i brak wody; dni i noce w różnych częściach Ziemi

C. Nauka wokół nas; 23. Woda – cud natury - zasoby wody na Ziemi a potrzeby człowieka;

racjonalne gospodarowanie wodą wyzwaniem dla każdego

TYP LEKCJI (podział z względu na dominującą funkcję pełnioną w procesie kształcenia):

Lekcja wprowadzająca nowy materiał (na poziomie gimnazjalnym) i tradycyjna (na poziomie

licealnym).

TYP LEKCJI (podział ze względu na stosowane metody pracy): Typ lekcji problemowej z

zastosowaniem metody ewolucyjno-krajobrazowej

FORMA ORGANIZACYJNA: praca indywidualna oraz zespołowa (w fazie podsumowującej)

ŚRODKI DYDAKTYCZNE: rzutnik multimedialny oraz indywidualny dostęp do komputerów

(w razie braku dostępu do ww. środków lekcję można przeprowadzić w klasie w oparciu o

materiały graficzne)

SŁOWA KLUCZOWE (pojęcia wprowadzane i utrwalane): las równikowy, sawanna,

półpustynia, pustynia, pustynnienie, ekspansja pustyń, degradacja gleby, głód, niedożywienie,

wylesienie, zalesienie, zmiany klimatyczne, globalne ocieplenie, struktura użytkowania gruntów,

użytki rolne, użytki leśne, nieużytki, pasterstwo, wędrówki pasterskie, hodowla, zlodowacenie,

zlodzenie, lądolód, lodowiec szelfowy, góra lodowa, kra, dane statystyczne, metadane, globalna

świadomość.

CELE lekcji w zakresie:

WIEDZY – wie co to są zmiany i potrafi wymienić ich rodzaje; wie na podstawie map

satelitarnych jaki jest zasięg obszarów współczesnego zlodzenia Arktyki, ponadto gdzie

występują obszary wylesiane i zalesiane, wie także gdzie występują obszary deficytu i nadmiaru

wody na świecie. Uczeń zna portale prezentujące dane statystyczne dotyczące środowiska

geograficznego (Europejska Agencja Środowiska1, European Environment Agency

2,

Worldometers3, Ekoportal

4). Wie co to są metadane; wie jak dotrzeć do zdjęć archiwalnych w

GoogleEarth i zna zasoby portalu – Globalna świadomość . Na przykładzie zdjęć satelitarnych

Amazonii, Sahelu i Arktyki uczeń wyjaśnia, w jaki sposób rozwój cywilizacji i gospodarka

wpływa na relacje pomiędzy człowiekiem i przyrodą.

1 http://www.eea.europa.eu/pl

2 http://www.eea.europa.eu/data-and-maps

3 http://www.worldometers.info/

4 http://www.ekoportal.gov.pl/jetspeed/portal/portal

UMIEJĘTNOŚCI – uczeń potrafi przypisywać wartości i cechy według określonych kryteriów;

wszechstronnie, wnikliwie i krytycznie ocenia informację pochodzącą z Internetu (sprawdza

metadane, porównuje różne źródła, weryfikuje informacje); potrafi selekcjonować i strukturalizować informacje do prezentacji wybranych zagadnień (Worldometers;

GoogleEarth); uczeń stawia hipotezy i prognozuje.

POSTAW – nauczyciel kształtuje u uczniów postawę cierpliwości i rzetelności w dotarciu do

informacji; staranności i dokładności analizy informacji; uczeń śmiało i pomysłowo formułuje

hipotezy.

TOK LEKCJI: Faza wstępna:

W zależności od poziomu i zainteresowań uczniów, nauczyciel przeprowadza krótki

wykład wstępny by zaciekawić uczniów zagadnieniami prezentowanymi na lekcji. Zwraca uwagę na różnorodne opinie dotyczące omawianej problematyki. Stworzy to podstawę to ocen

wartościujących i tworzenia własnej opinii odnośnie kontrowersyjnych tematów.

Zmiany klimatyczne. Dość powszechnie akceptowana rekonstrukcja zmian temperatury

powietrza w ostatnim stuleciu, ukazuje największy średnioroczny wzrost temperatury powietrza

w latach 1910-1940, w okresie 1940-1975 wahania i niewielkie ochłodzenie, i ponowne

ocieplenie po 1980 roku. Stosowane są różne metody matematyczno-statystyczne odtwarzania

zmian przypowierzchniowej temperatury powietrza, uwzględniające między innymi wpływy

wulkanizmu, aktywności Słońca oraz emisję gazów cieplarnianych pochodzenia

antropogenicznego. Pomimo pozyskiwania danych z różnych źródeł informacji uczeni nie są zgodni w ocenach oddziaływania człowieka na klimat oraz w prognozach zmian klimatycznych

5.

Wielu z nich zwraca uwagę, że nie można stworzyć modelu przyszłych zmian warunków

termicznych Ziemi w oparciu o dane z kilkunastu dziesięcioleci, pomijając przy tym zmiany

naturalne. Większość stacji klimatologicznych dysponujących długimi seriami pomiarowymi

temperatury powietrza znajduje obecnie się wewnątrz obszarów zurbanizowanych (i jest pod

wpływem tzw. miejskich wysp ciepła), choć pierwotnie lokowana była na peryferiach miast.

Podnoszony jest problem, czy wzrost stężenia CO2 w atmosferze ziemskiej przynosi wzrost

temperatury powietrza, czy też może rosnąca jego temperatura powoduje wzrost stężenia CO26.

Interesującym jest również fakt obserwowanego ocieplenia na innych planetach Układu

Słonecznego. Astronomiczno-geologiczne uwarunkowania przemian klimatu pozwalają części

uczonym anonsować raczej zmierzanie Ziemi ku kolejnemu glacjałowi. Na polu dyskusji

widoczne są różne opcje. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) utrzymuje, że

dominujący wpływ (90%) na zmiany klimatu wywiera człowiek. Natomiast pogląd, że naturalna

zmienność klimatyczna jest głównym czynnikiem aktualnych trendów głoszą US NCDC

(National Climatic Data Center) oraz NIPCC (Nongovernmental International Panel on Climate

Change (tzw.„Petycja Oregońska”).

Zmiany powierzchni lasów. Historia wylesiania, rozwoju rolnictwa i osadnictwa jest

bardzo zróżnicowana na świecie. Człowiek rozpoczął w znacznym stopniu wpływać na

środowisko przyrodnicze, wraz z opanowaniem ognia. Następowało to: • od około 300000 lat

temu w Europie i Azji, • ponad 50000 lat temu w Afryce Południowej • około 12000 lat temu w

Ameryce Północnej. Doprowadziło to po dłuższym czasie do powstania na świecie wielu

współczesnych obszarów prerii i stepów. Okres intensywniejszych przeobrażeń

5 http://ocean.am.gdynia.pl/sem/panel2009/Stankowski.pdf

6 http://ocean.am.gdynia.pl/sem/panel2009/JWibig_antropo.pdf

antropogenicznych powierzchni Ziemi rozpoczął się wraz z przechodzeniem od gospodarki

zbieracko-myśliwsko-rybackiej do produkcyjnej, rolniczo-hodowlanej i osiadłego trybu życia. W

następstwie radykalnego ubytku lasów i stopniowego rozwoju gospodarki pastwiskowej doszło

do zintensyfikowania erozji gleb, osuwania, zwiększenia częstotliwości powodzi. Na całej kuli

ziemskiej powierzchnia zalesiona zmniejszyła się z 7,2 mld ha przed kilkuset laty do około 4 mld

ha obecnie. W górach położonych w klimatach gorących i wilgotnych, najniżej położone partie

gór były wylesiane później niż wyżej położone, korzystne dla gospodarki człowieka.

Współczesne wylesianie przedpola Himalajów w Nepalu wiązało się z ograniczeniem w tym

regionie malarii w latach siedemdziesiątych XX w. W centralnych Andach rozwój cywilizacyjny

postępował w górnej części piętra leśnego oraz powyżej górnej granicy lasu, a zasiedlanie niższej

części pietra leśnego nastąpiło dopiero w XX w. Na świecie wyróżniają się dwie wielkie

formacje leśne: wilgotny las równikowy i borealny las iglasty. Współczesne dane o zmianach

powierzchni lasów na świecie świadczą o przewadze wylesiania w krajach rozwijających się, położonych głównie w strefie międzyzwrotnikowej, oraz o stabilizacji lub powolnym wzroście

powierzchni lasów w krajach rozwiniętych. Do przyczyn wylesiania zalicza się ekspansję rolnictwa, pozyskiwanie drewna oraz rozwój infrastruktury. Zalesiania następują przez

porzucanie gruntów rolniczych i samorzutne wkraczanie lasów na obszary niegdyś wylesione, a

także wskutek planowego wprowadzania lasów. Współcześnie dyskutuje się o związku pomiędzy

wzrostem zaludnienia, a zmniejszaniem powierzchni leśnej. Obserwuje się bowiem, że w krajach

o wysokim poziomie rozwoju następuje wzrost powierzchni lasów, pomimo zwiększenia się liczby ludności.

Zmiany powierzchni obszarów pustynnych. Środowisko geograficzne stwarza pewne

warunki brzegowe, w których człowiek może mieszkać i prowadzić działalność gospodarczą. Wyłączając obszary strefy klimatów okołobiegunowych, niedobór opadów uniemożliwia

osadnictwo stałe na 46% ogólnej powierzchni Australii, 31% Afryki, 20% Azji, 8% Ameryki Pd.

i 5% Ameryki Pn. Wyraźna bariera osadnicza pojawia się, gdy wielkość parowania kilkakrotnie

przewyższa wielkość opadów, a pozyskanie wód głębinowych jest ekonomicznie i technicznie

niemożliwe. Bariera deficytu wody pojawia się głównie w strefie klimatów umiarkowanych,

podzwrotnikowych i zwrotnikowych, odmian kontynentalnych. Najwięcej bo 52,5 mln ludności

jest zagrożona pustynnieniem w Afryce na południe od Sahary i w strefie Sahelu7, następnie w

Azji Płd. 29 mln i Azji Zach. 16 mln. Człowiek ze względów fizjologicznych potrzebuje 3-10 l

wody słodkiej na dobę. W skali całego globu jej zasoby na ziemi są wystarczające nawet w

przypadku wielokrotnie większego zużycia. Jednakże, również nadmiar wody występujący w

strefie klimatów równikowych, zwrotnikowych, podzwrotnikowych gorących i wilgotnych

ogranicza możliwość ludzkiej egzystencji. Bariera nadmiaru ciepła i wilgoci jest technicznie

trudniejsza do pokonania od bariery niedoboru wody w warunkach dostatecznej ilości energii

słonecznej. W 2006 r. UNEP wydał pierwszy z raportów sporządzonych w ramach GeO,

dotyczący obszarów pustynnych oraz problemu pustynnienia na świecie – „Global Deserts

Outlook”8. Daje on obraz bioróżnorodności obszarów pustynnych i półpustynnych, zmiany w

obliczu zmian klimatu, a także możliwości ich wykorzystania, min. wykorzystania energii

słonecznej. Według raportu ONZ 2005 „Ekosystemy i ludzki dobrostan”9 na terenach pustynnych

i zagrożonych pustynnieniem żyje 1/3 ludności świata i zajmuje on 41% powierzchni Ziemi.

Najbardziej zagrożone głodem są kraje najuboższe, szczególnie w Afryce subsaharyjskiej.

Według raportu pustynnienie jest największym zagrożeniem dla człowieka ze strony środowiska

7 http://www.unic.un.org.pl/iydd/p_na_swiecie.php; http://www.sahel.org.uk/

8 http://www.unep.org/Geo/gdoutlook/

9 http://www.millenniumassessment.org/documents/document.355.aspx.pdf

naturalnego, choć i człowiek jest winien przyspieszenia zmian klimatycznych. Autorzy raportu

proponują promowanie wśród mieszkańców zagrożonych terenów alternatywnych sposobów

gospodarowania. Przykładowo, zamiast zajmować się rolnictwem, mogliby utrzymywać się z turystyki i hodowli ryb. Należałoby również wykorzystać surowiec, z którego mogą czerpać do

woli, a mianowicie energię słoneczną. Faza realizacyjna:

Zanim uczniowie otworzą program Google Earth nauczyciel odwołuje się do danych

liczbowych. W bardzo sugestywny sposób przemawiają do uczniów dane statystyczne

Worldometers10

uaktualniane w czasie rzeczywistym ilustrujące dane ludnościowe (liczbę urodzeń, liczbę ludzi zmarłych z głodu, liczbę ludzi z brakiem dostępu do wody pitnej),

środowiskowe (powierzchnia ściętych lasów, powierzchnia zerodowanych gleb, ekspansja

pustyń, emisja CO2) i ekonomiczne (wydatki na wojsko, produkcja samochodów, sprzedaż komputerów).

W klasach ponadgimnazjalnych można odwołać się do innych portali prezentujących

dane o środowisku.

10 http://www.worldometers.info/pl/

Szczególnie istotnym jest zwrócenie uwagi na metadane, czyli dane o danych.

Dane liczbowe stanowią punkt wyjścia do lokalizacji przestrzennej omawianych zjawisk.

Nauczyciel wyjaśnia zasady oglądania archiwalnych zdjęć w GoogleEarth (wskaźnik czasu na

górnej listwie) oraz wskazuje, gdzie w warstwach można dotrzeć do ciekawych zasobów

informacyjnych (Warstwy → Globalna świadomość → UNEP: atlas zmian środowiska; Unicef:

woda i warunki sanitarne; WaterAid).

Zanim uczniowie przejdą do indywidualnej pracy ze zdjęciami satelitarnymi nauczyciel rozdaje

karty pracy (załącznik 1) i pyta: Co rozumiesz pod pojęciem zmiany? ZMIANA – ktoś lub coś

staje się inne niż dotychczas. Jakie rodzaje zmian obserwujesz w środowisku geograficznym?

Zmiany pór roku, zmiany gęstości zabudowy (obiekty wyburza się i buduje nowe), pokrycia

terenu (wymiana chodników, rozrastanie się krzewów i drzew), pojawianie się nowych obiektów,

zwierząt, roślin. Kto lub co powoduje te zmiany? Nowe budynki buduje człowiek, ale zmiany np.

stanu wód w rzekach następują wskutek opadów (choć nie zawsze, gdyż człowiek buduje zbiorniki

na rzekach i reguluje przepływ wody) , o przebarwieniu liści decyduje pora roku, a o wzroście

drzew decyduje czas i dzieje się to stopniowo. Zmiany można zatem charakteryzować bardzo

szeroko, w zależności od przyjętego kryterium podziału tych zmian.

Podział zmian według kryterium przyczyn występowania:

Zmiany wynikające z przyczyn wewnętrznych (naturalne) i zewnętrznych (antropogeniczne)

Podział zmian według kryterium charakteru:

Zmiany ilościowe (zasięgu, powierzchni, liczby) i jakościowe (rodzaju, gatunków)

Podział zmian według kryterium wartości:

Zmiany korzystne (np. dobre dla utrzymania bioróżnorodności) i niekorzystne (np. szkodliwe dla

zdrowia człowieka, niesprzyjające ekonomicznie )

Podział zmian według kryterium ciągłości procesu:

Zmiany skokowe(jak wykarczowanie lasu) i stopniowe (jak wzrost drzew)

Podział zmian według kryterium szybkości:

Zmiany szybkie(lata, nagłe katastrofy) i wolne (w czasie geologicznym, historycznym)

Uczniowie analizują zmiany wybranego przez siebie regionu w oparciu o załącznik 2, w

którym zapisują zaobserwowane przez siebie cechy zmian. Poniżej przykłady zdjęć satelitarnych

odnoszących się do problemu wody w Afryce.

Rezultatem prac, oprócz wypełnionych tabel mogą być zrzuty z ekranu do pliku. Poniżej

przykłady zdjęć satelitarnych odnoszących się do problemu zlodzenia Arktyki.

Poniżej przykłady zdjęć satelitarnych odnoszących się do problemu zmian powierzchni lasów.

Faza podsumowująca: Do podsumowania można wykorzystać część materiałów tekstowych zaprezentowanych

powyżej, wypełnione załączniki oraz zrzuty z ekranu zestawionych zdjęć satelitarnych.

Wypełnioną tabelę należy podsumować, zwracając uwagę na dominujące kierunki zmian (np.

szybkie, antropogeniczne zmiany, pojawiające się skokowo, polegające na wycinaniu lasów,

niekorzystne z powodu erozji gleb, niszczenia siedlisk wielu gatunków roślin i zwierząt, spowodowane doraźnymi korzyściami ekonomicznymi z pozyskanych terenów). Ważnym

etapem analizy zmian jest postawienie hipotezy odnośnie dalszego przebiegu procesów, a także

zaproponowanie kilku scenariuszy tego przebiegu. Zdobyte przez uczniów doświadczenie w

analizie zmian, winno zaowocować proaktywnym myśleniem o przyszłości, czyli co trzeba

wiedzieć o środowisku geograficznym by tworzyć scenariusze przyszłości, a z drugiej strony jak

człowiek powinien gospodarować by nie wywoływać niekorzystnych zmian środowiska.

Dla starszych uczniów szczególnie istotne będą kwestie niejednomyślnej oceny zmian

klimatycznych, medialnego nagłośnienia tego problemu i wykorzystania go do celów

politycznych, ekonomicznych i społecznych. Ponadto inspirującym do zgłaszania pomysłów jest

zagadnienie alternatywnego sposobu gospodarowania na obszarach o deficycie wody. W

posumowaniu można także podjąć dyskusję czy do zmian klimatycznych bardziej przyczyniła się rewolucja przemysłowa czy wycinanie lasów. Te kontrowersyjne problemy uświadamiają, że

wiele pytań w nauce czeka na odpowiedź.

Załącznik 1 GEOGRAF DETEKTYW - ŚLEDZIMY ZMIANY ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO Co rozumiesz pod pojęciem zmiany?

........................................................................................................................................................................... Jakie rodzaje zmian obserwujesz wokół siebie?

Spróbuj narysować zmiany...

Jakie rodzaje zmian obserwujesz w środowisku geograficznym?....................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................................................................

Załącznik 2

Przyczyna zmian Charakter zmian Ciągłość zmian Tempo zmian Wartość zmian OBSZAR naturalna antropogeniczna ilościowy jakościowy skokowe ciągłe szybkie wolne korzystna niekorzystna

PODSUMOWANIE

PROGNOZA