Trójwymiarowa inwentaryzacja obiektów naturalnych Wiedza ... · BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA...

BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA

ISSN 1643-8779KWARTALNIK

Lasy w Górach ŚwiętokrzyskichTrójwymiarowa inwentaryzacja obiektów naturalnych

Wiedza akademicka dla uczniów – możliwe czy niemożliwe?

Student popularyzatorem nauki – kształcenie kompetencji w praktyce

4(61) 2016

ISSN 1643-8779

4(53) 2014

KWARTALNIK

BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA

Dlaczego koala jest cool? / Współczesna estetyka przyrody / Wszystko o kortyzolu / Questioning the author: jak modelować dialogi na lekcjach? / Scenariusz lekcji: komórki macierzyste

1

NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2016

SZKOŁANAUKA KRÓTKO

4/2016w numerze:

biologiageografia

fizykachemia

przyrodabadania

zdrowie

środowiskozadania

narzędzia w internecie

narzędzia dydaktyczne

scenariusze zajęćpomysłyjak uczyć

jak zainteresować

szykuje się ważne wydarzenie?

poinformuj nas o nim

[email protected]

najnowsze odkryciainformacje

recenzjewydarzenia

3 Łukasz DylewskiEkologia i ewolucja interakcji pomiędzy konsumentami nasion i drzewami iglastymi

9 Wojciech Fronczyk, Iwona Stanisławska, Monika Damięcka, Artur JóźwikLecznicze zastosowanie wód wodorowęglanowych, chlorkowych. oraz siarczanowych w Polsce

16 Tadeusz Ciupa, Roman Suligowski, Grzegorz WałekZmiany w zasięgu lasów w Górach Świętokrzyskich w ostatnich 200 latach

24 Mirosława ParlakPrzygotowanie nauczycieli przedszkoli do prowadzenia edukacji przyrodniczo-ekologicznej – raport z badań

32 Maciej Wrona, Wioletta Piotrowska Wykorzystanie techniki światła strukturalnego do trójwymiarowej inwentaryzacji obiektów naturalnych

38 Józef KrawczykStudent popularyzatorem nauki – kształcenie kompetencji w praktyce

43 Alicja Wojtyna-JodkoRola środowiska akademickiego w kształtowaniu kompetencji przyszłych nauczycieli i popularyza-torów najnowszych wyników badań naukowych

54 Joanna ŁubockaWiedza akademicka dla uczniów – możliwe czy niemożliwe – studium przypadku

60 Małgorzata Radzimirska, Renata RabczyńskaRóżnorodność biologiczna na lądzie. Czynniki geograficzne kształtujące bioróżnorodność

68 Zapraszamy na Noc Biologów!

NAUKA – artykuły przede wszystkim o charakterze przeglądowym, adresowane do osób zainteresowanych naukami przyrodniczymi – dotyczą głównie zagadnień biologii i biochemii, ale mogą też obejmować problematykę pozostałych dyscyplin przyrodniczych. W naszym zamierzeniu mają zarówno dostarczyć rzetelną wiedzę, jak i skłonić do dyskusji, jakie treści i w jakiej formie warto proponować nauczycielom, by pomóc im w nauczaniu. Sprawia to, że dział ten ma charakter przede wszystkim pedagogiczny.

SZKOŁA – artykuły lub materiały przedstawiające rozmaite źródła informacji (np. serwisy i kursy internetowe), uwarunkowania nauczania (m.in. prawne i społeczne), a także metody pracy z uczniami, konspekty i scenariusze lekcji. W każdym numerze – najnowsze zadania Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE.

KRÓTKO – recenzje (książek, a nawet płyt z muzyką), zapowiedzi wydarzeń i relacje z nich, depesze o nowościach ze świata nauki oraz dyskusje i komentarze.

KONSPEKT

2

NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2016

Od redakcjiTakao Ishikawa

Szanowni Czytelnicy,w ostatnich dniach 2016 r., w prze-rwie między Bożym Narodzeniem a Nowym Rokiem, przekazujemy Państwu numer 2016/4 kwartalni-ka Edukacja Biologiczna i Środowi-skowa.Numer ten jest w pewnym sensie wyjątkowy – rzadko do tej pory się zdarzało, by w części SZKOŁA było więcej materiałów niż w części NA-UKA. Taki właśnie jest ten numer; szczególnie wtedy, kiedy w szko-łach trwa przerwa świąteczna, będą Państwo mogli oddać się lekturze tekstów poruszających sprawy bliż-sze szkole. W dziale SZKOŁA publikujemy raport z badań „Przygotowanie nauczycieli przedszkoli do prowa-dzenia edukacji przyrodniczo-eko-logicznej”. Znajdą Państwo również artykuły takie jak „Wiedza akade-micka dla uczniów – możliwe czy niemożliwe – studium przypad-ku” czy „Student popularyzatorem nauki – kształcenie kompetencji w praktyce”. Przegląd artykułów,

które publikujemy w dziale SZKO-ŁA powinien przybliżyć Państwu wyzwania stawiane edukacji bio-logicznej na różnych szczeblach kształcenia – od przedszkola po uczelnię.Dział NAUKA w tym numerze za-wiera trzy artykuły, ale za to doty-kające bardzo różnych zagadnień. Znajdą Państwo nie tylko tekst opisujący właściwości wód wyko-rzystywanych w balneologii, ale także pracę o zmianie zasięgu lasów w Górach Świętokrzyskich w ciągu ostatnich dwustu lat czy artykuł o koewolucji konsumentów nasion i drzew iglastych. Jestem pewien, że każdy Czytelnik znajdzie coś dla siebie, choć zachęcam oczywiście do przeczytania wszystkich arty-kułów.W kwartalniku publikujemy rów-nież zaproszenie na Noc Biologów, która odbędzie się w wielu miej-scach Polski już 13 stycznia 2017 r. Drugi piątek stycznia na pewno warto zarezerwować sobie na to niezwykłe święto biologów.

RedakcjaRedaktor naczelny: Takao Ishikawa

Sekretarz redakcji: Magdalena Rzeszotek

Redaktorzy merytoryczni: Urszula Poziomek, Jolanta Korycka-Skorupa

Kontakt z redakcją i propozycje tekstów: [email protected] internetowa: ebis.ibe.edu.plAdres redakcji: ul. Górczewska 8, 01-180 Warszawa

Rada naukowaprzewodniczący Rady: prof. zw. dr hab. Adam Kołątaj

(Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN, Jastrzębiec),

zast. przewodniczącego: prof. dr hab. Katarzyna Potyrała (Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie),

a także: dr hab. Ondrej Hronec (Uniwersytet w Presowie, Słowacja), prof. dr hab. Daniel Raichvarg (Uniwersytet Burgundzki w Dijon, Francja), prof. dr hab. Valerij Rudenko (Wydział Geograficzny, Uniwersytet w Czerniowcach, Ukraina), prof. zw. dr hab. Danuta Cichy (założyciel EBiŚ) prof. zw. dr hab. Wiesław Stawiński (emerytowany profesor Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie), dr Renata Jurkowska (Uniwersytet w Stuttgarcie, Niemcy), dr Paul Davies (Institute of Education, University of London)

Poza radą czasopismo posiada również zespoły doradcze oraz stałych recenzentów – zob. na stronie: ebis.ibe.edu.pl

WydawnictwoWydawca: Instytut Badań Edukacyjnych,

ul. Górczewska 8, 01-180 Warszawa

Projekt okładki: M. Broniszewski i red.; na zdjęciu: Gołoborze na Łysej Górze (Świętym Krzyżu) w Górach Świętokrzyskich, fot. Jakub Hałun, CC-BY-SA-3.0

Skład i łamanie: Marcin Trepczyński

czasopismo punktowane: 8 punktów, indeksowane w bazach CEJSH i Index Copernicus

wersją referencyjną czasopisma jest wydanie elektroniczne

opublikowane na stronie: ebis.ibe.edu.pl

wszystkie artykuły z abstraktami zostały zrecenzowane

Korzystając z okazji składam wszystkim Czytelnikom kwartal-nika EBiŚ najszczersze życzenia wszelkiej pomyślności w Nowym Roku. Życzę, aby praca dydaktycz-na zawsze przynosiła satysfakcję, a praca naukowa kończyła się suk-cesem. I żeby w natłoku rozmai-tych obowiązków, znaleźli Państwo chwilę na przyjemności, w tym lek-turę kwartalnika EBiŚ!

Takao Ishikawa

Ekologia i ewolucja interakcji pomiędzy konsumentami nasion i drzewami iglastymi | Łukasz Dylewski | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 3

NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | [email protected] | © for the article by the Authors 2016 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2016

Wprowadzenie

Ewolucja jest procesem ciągłych przemian genetycz-nych. Efekt działania tego procesu jest obserwowalny w powstałych m.in. ścisłych interakcjach między or-ganizmami, które tworzyły się przez miliony lat. Inter-akcje: roślina-zwierzę; roślina-roślina czy też zwierzę--zwierzę, najczęściej mają charakter mutualistyczny lub antagonistyczny. Wobec tego wiele gatunków na drodze ewolucji wypracowało specyficzne cechy (fizyczne i che-miczne), mające na celu zwiększenie ich dostosowania. Prawdopodobieństwo przeżycia i osiągnięcia sukcesu reprodukcyjnego mają osobniki najlepiej dostosowane, których cechy są przekazywane z pokolenia na pokole-nie. Naturalna selekcja jest nieodzownym czynnikiem wpływającym na ekologię i ewolucję ekosystemów oraz tworzących się w niej interakcji międzygatunkowych (Brockhurst i wsp., 2014).

Koewolucja – ewolucja związków międzygatunkowych

Relacje pomiędzy dwoma gatunkami i ich wspólna ewolucja nosi nazwę koewolucji. Koewolucja to dostoso-wanie się jednego gatunku, które pociąga za sobą zmia-nę drugiego gatunku. Wyróżnić można trzy podstawo-we typy koewolucji (Futuyma, 2008):

• k. gatunkowa – dwa gatunki ewoluują w wyniku wzajemnych oddziaływań (np. relacja drapieżnik--ofiara);

• k. gildii – występuje między kilkoma gatunkami, które powiązane są ze sobą ekologicznie;

• k. typu ucieczka i radiacja – gatunek poddawany presji konkurencji wytwarza odpowiednie cechy obronne przeciwko naturalnemu wrogowi, prowa-dząc do szybkiej radiacji.

otrzymano: 8.09.2016; przyjęto: 22.12.2016; opublikowano: 31.12.2016

Koewolucja zachodzi zazwyczaj w dwóch typach in-terakcji międzygatunkowej, mianowicie mutualistycz-nej lub antagonistycznej. Relacja mutualistyczna opie-ra się na czerpaniu obopólnych korzyści. Przykładem takiego systemu jest relacja zapylacz-rośliny kwiatowe, w której występuje ścisła zależność pomiędzy rośliną kwiatową a owadem zapylającym (np. gatunki trzmieli Bombus spp.) zapylające rośliny z rodzaju kokorycz (Co-rydalis sp.). W przypadku zapylaczy ich korzyścią jest pozyskanie bogatego w składniki odżywcze nektaru oraz pyłku. Roślina otrzymuje za to możliwość przeka-zania pyłku na innego osobnika swojego gatunku. Ko-lejnym przykładem są zwierzęta, które oferują „usługi czyszczenia” z pasożytów zewnętrznych osadzonych na innych zwierzętach (Soares i wsp., 2008). Zjawisko to obserwowane jest u gatunków ryb z rodziny bab-kowatych (Elacatinus sp.) żywiących się pasożytami zewnętrznymi występującymi u innych ryb (White-man i wsp., 2003) Przykładem może być też bąkojad czerwonodzioby żywiący się kleszczami z powierzchni zwierząt. Związki mutualistyczne występują m.in. po-między storczykami i grzybami, termitami i żyjącymi w ich jelitach wiciowcami, a także roślinami bobowaty-mi (Fabaceae) i bakteriami wiążącymi azot.

Koewolucja przebiega także w relacjach antagoni-stycznych, w tzw. „wyścigu zbrojeń”, którą tłumaczy hipoteza czerwonej królowej. Presja jednego gatunku drapieżnika wpływa na ewolucję gatunku ofiary i od-wrotnie. Występująca tu selekcja faworyzuje osobniki, które potrafią zdobyć pokarm (drapieżniki) oraz osob-niki, które potrafią się skutecznie bronić przed dra-pieżnikiem (ofiary). Skuteczna obrona ofiar prowadzi do wyewoluowania nowych cech w populacji drapież-ników, np. szybkość, zdolność kamuflażu, silniejszych szczęk, a także innych. Ciekawym przykładem są formy morfologiczne muszli wstężyka gajowego (Cepaea ne-moralis), pospolitego gatunku ślimaka występującego

Ekologia i ewolucja interakcji pomiędzy konsumentami nasion i drzewami iglastymiŁukasz Dylewski

Streszczenie:

Specjalizacja gatunków żerujących na nasionach za-mkniętych w szyszkach jest szczególnym przykładem koewolucji, która może zachodzić w relacjach antago-nistycznych, jak i mutualistycznych. Liczba wyspecjali-zowanych gatunków żerujących na nasionach w czasie, kiedy są one chronione przez szyszkę, jest niewielka. Do niej należą następujące taksony: krzyżodzioby (Loxia sp.), wiewiórki (Sciurus vulgaris L. i Tamiasciurus sp.), orze-chówka (Nucifraga caryocatactes L.), dzięcioły (Picidae) oraz owady. W wyniku presji selekcyjnej wywieranej przez wyżej wymienione zwierzęta, drzewa iglaste wy-tworzyły formę obrony w postaci grubszych tarczek, czy też kolczastych wyrostków. Konsumenci nasion dokonują selekcji wobec pewnych cech morfologicznych szyszek fa-woryzujc określone cechy fenotypowe.Słowa kluczowe: koewolucja, konsumenci nasion, selekcja, drzewa iglaste

zgodność z PP – zob. s. 8

mgr Łukasz Dylewski: Instytut Zoologii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


na terenie naszego kraju. U tego gatunku obserwuje się osobniki posiadające muszle żółte, różowe i brązowe; z różną liczbą pasów na muszli bądź z ich brakiem (od 1 do 5). Osobniki posiadające różowe muszle z czarnymi pasami charakteryzują się odporniejszą na zgniatanie skorupą, co może zniechęcać drapieżników przed ich zjadaniem (Rosin i wsp., 2013). Jednak wszystkie formy barwne wciąż utrzymują się w populacji. Polimorfizm u tego gatunku jest prawdopodobnie wynikiem presji drapieżników (ptaków i gryzoni) (Rosin i wsp., 2011). Kolejnym przykładem koewolucyjnego wyścigu zbrojeń jest relacja roślinożerców i ich roślin żywicielskich, tzw. koewolucja molekularna (Ehrlich i Raven, 1964). W celu zmniejszenia żerowania, rośliny syntetyzują toksyczne związki tj. wtórne metabolity, negatywnie oddziałują-ce na owady. Jednakże owady potrafią adaptować się do produkowanej toksyny wykształcając mechanizmy obronne i detoksykacyjne, co z biegiem czasu prowadzi do syntezy nowego związku chemicznego przez roślinę. Roślina może produkować różne typy substancji che-micznych o odmiennym działaniu, np. typowo toksycz-ne, powodujące zaburzenia równowagi hormonalnej u owadów oraz takie, które mogą zmniejszać smakowi-tość zjadanych tkanek roślinnych (Mithofer i Boland, 2012).

Koewolucja pomiędzy konsumentami nasion a roślinami

Na ciągłość trwania danej populacji roślin wpływa wiele czynników środowiskowych, biotycznych i abio-tycznych. Produkcja nasion i możliwość ich rozpro-szenia, stanowi ważny element cyklu życiowego roślin. Ważną funkcję w rozprzestrzenianiu nasion pełnią różne grupy zwierząt, które mogą przenosić nasiona na drodze egzozoochorii (przenoszeniu nasion na okrywie ciała zwierząt), endozoochorii (przenoszeniu po wyda-

laniu nasion wraz z kałem) lub synzoochorii (groma-dzeniu nasion w skrytkach). Przykładem synzoochorii jest związek sójki (Garrulus glandarius L.) i owoców dębów (żołędzi). Dzięki przenoszeniu żołędzi od drze-wa macierzystego i deponowaniu ich w skrytkach, sójka przyczynia się do regeneracji dębów, zarówno gatun-ków rodzimych (Quercus petraea i Q. robur), jak i ob-cego dębu czerwonego (Q. rubra) (Myczko i wsp., 2014). U niektórych gatunków drzew nagozalążkowych mo-żemy obserwować zmianę sposobu rozprzestrzeniania nasion z drogi powietrznej na zwierzęcą. Nasiona tych-że gatunków są cięższe w przeciwieństwie do gatunków wiatrosiewnych, dodatkowo posiadają mniejsze skrzy-dełko (Benkman, 1995; Siepielski i Benkman, 2007). Przykładem takiego gatunku występującego w Polsce jest sosna limba (Pinus cembra L.), której nasiona są przystosowane do rozprzestrzeniania przez orzechówkę (Nucifraga caryocatactes L.).

Wiele gatunków zwierząt poprzez zjadanie nasion może zaburzać naturalnie przebiegającą regenerację ro-ślin. Zjadanie nasion (ang. seed predation) jest rodzajem interakcji zwierzę-roślina, w której wyspecjalizowane gatunki zwierząt żerują na nasionach przez większość miesięcy w sezonie (Janzen, 1971). Zwierzęta te mogą posiadać różne adaptacje morfologiczne ułatwiające im wydobywanie nasion (np. kształt i budowa dzioba u krzyżodziobów i dzięcioła dużego) (Benkman, 1997; 1999). Żerowanie na nasionach drzew może odbywać się przed ich rozsianiem (ang. predispersal seed preda-tion) lub po ich uwolnieniu z owocu (ang. postdispersal seed predation) (Janzen, 1971). Intensywność zjadania nasion przez zwierzęta może wpływać na strukturę populacji i częstość występowania gatunków roślin w danym ekosystemie (Klinken i White, 2014; Yu i wsp., 2014). Wiele badań zarówno eksperymentalnych jak i obserwacyjnych przeprowadzonych w tym kierunku wskazuje na negatywny wpływ zwierząt odżywiających

się nasionami na populacje roślin zielnych jak i drzew (Louda i wsp., 1990; Castro i wsp., 1999). Gatunki zwie-rząt żerujące na nasionach po ich uwolnieniu z owoców mogą wpływać zarówno na liczbę nasion gatunków rodzimych, jak i na introdukowanych zawartych w gle-bie i tym samym wpływać na skład gatunkowy danego ekosystemu (Nystrand i Granstrom, 2000; Nunez i wsp., 2007).

Ewolucyjny wyścig zbrojeń wykształcił u roślin róż-norodne mechanizmy obronne mające na celu ochraniać nasiona przez ich konsumpcją. Najpowszechniejszym sposobem ochrony występującym u gatunków długo-wiecznych jest synchronizacja obradzania nasion w cy-klach wieloletnich, czyli tzw. lata nasienne (ang. mast years). Lata nasienne występują m.in. u sosny zwyczaj-nej (Pinus sylvestris), świerka pospolitego (Picea abies), buka zwyczajnego (Fagus sylvatica), dębu szypułkowego (Quercus robur) i bezszypułkowego (Quercus petraea). Proces ten powoduje zmniejszeniem liczby konsumen-tów nasion w latach o niskiej produkcji nasion lub braku produkcji nasion, co ma swoje późniejsze konsekwencje w latach o wysokiej ich produkcji, gdyż mniejsza liczba konsumentów nasion nie zdoła zjeść większości wypro-dukowanych nasion (Janzen, 1971). Innym sposobem na ochronę nasion jest produkcja nasion pustych, któ-ra skutkuje ogólnym zmniejszeniem żerowania na na-sionach po ich uwolnieniu (Perea i wsp., 2013; Myczko i wsp., 2016). U drzew iglastych zaobserwować może-my różnorodne formy szyszek (od niewielkich szyszek gatunków z rodziny cyprysowatych (Cupressaceae), po duże i kolczaste szyszki gatunków sosen), których za-daniem jest ochrona nasion przed czynnikami abio-tycznymi (np. temperatura, wilgotność) oraz zwierzę-tami żerującymi na nich. Duża ilość tkanki drzewnej, kolczaste wyrostki występujące na łuskach nasiennych oraz produkcja żywicy mają za zadanie powstrzymać zwierzęta przed żerowaniem (Leslie, 2011).


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Interakcje drzew iglastych i nasionożerców

Selekcja może doprowadzić do wytworzenia się nowych adaptacji, powstałych m.in. poprzez interak-cje międzygatunkowe. Takim przykładem są inter-akcje konsumentów nasion i drzew iglastych. Liczba gatunków zwierząt przystosowanych do żerowania na nasionach z zamkniętych szyszek drzew iglastych jest niewielka. Do tych gatunków wliczają się krzyżodzio-by (Loxia spp.), wiewiórki (Sciurus vulgaris L. i Tamia-sciurus sp.), orzechówka (Nucifraga caryocatactes L.), dzięcioł duży (Dendrocopos major L.) oraz owady.

Presja selekcyjna wywierana przez konkretnego konsumenta nasion (np. krzyżodzioba lub dzięcio-ła) na populacje danego gatunku drzewa iglastego powoduje zwiększenie inwestowania energii w ochronę rozwijających się nasion (Benkman i wsp., 2012; Siepielski i Benkman, 2004; 2005; 2008; Myczko i Benkman, 2011; Mezquida i Benkman, 2005; Molinari i wsp., 2006; Parachman i wsp., 2007). Jest to najczęściej osiągane poprzez produkcję większych i grubszych szy-szek mające dodatkowo kolczaste wyrostki. Pojawienie się pierwszych ptaków i nadrzewnych ssaków w późnej jurze i późniejsza radiacja tych grup taksonomicznych we wczesnym kenozoiku prawdopodobnie spowodo-wała wzrost presji na nasiona drzew iglastych (Leslie, 2011). Dowody kopalne wskazują, że szyszki z okresu, w którym nastąpiła radiacja organizmów żywiących się nasionami (owadów, ptaków i ssaków) posiadały więcej tkanki drzewnej.

W odpowiedzi na różnorodne mechanizmy ochronne, zwierzęta przystosowały się do żerowania na określonych typach szyszek poprzez wytworzenie odpowiednich adaptacji (np. ewolucja dziobów u krzy-żodziobów (Loxia sp.). Ewolucja dzioba u krzyżodzio-bów jest odpowiedzią, zarówno na rozmiar, jak i gru-bość szyszki (Benkman i Parchman, 2009; Benkman

i wsp., 2001; Siepielski i Benkman, 2003; 2004; Mezqui-da i Benkman, 2005; Benkman i wsp., 2003; Parchman i wsp., 2007). Krzyżodzioby charakteryzują się specy-ficzną budową dzioba w którym dolna i górna jego część (szczęk) krzyżuje się na końcu. Dzięki temu przystoso-waniu krzyżodzioby są w stanie oddzielić łuski szyszek i dostać się do nasion, na których żerują. W Ameryce Północnej występuje dziewięć wariantów morfologicz-nych krzyżodzioba świerkowego różniących się woka-lizacją oraz morfologią dzioba. Każdy wariant mor-fologiczny ewoluował w celu przystosowania się do żerowania na konkretnym gatunku drzewa iglastego (Benkman, 2007).

Dzięcioł duży jest kolejnym gatunkiem wyspecjali-zowanym w żerowaniu na nasionach drzew iglastych. Gatunek ten charakteryzuje się specyficznymi tech-nikami zdobywania pokarmu w okresie jesienno – zi-mowym. Odżywiające się w tym czasie dzięcioły duże posiadają specjalne miejsce do pozyskiwania nasion z zamkniętych szyszek nazywane kuźnią (Ryc. 1). Kuź-nia jest miejscem, w którym dzięcioł wykuwa nasiona z szyszki. Stanowi ona naturalne pęknięcie w pniu lub gałęzi zmodyfikowane przez dzięcioła, w taki sposób, by zamocowana w szczelinie szyszka odpowiednio się trzymała. Dzięcioły duże żerujące na szyszkach sosny zwyczajnej dokonują selekcji w stosunku do rozmiaru szyszek, a także do ich form morfologicznych. Dojrza-łe szyszki sosny zwyczajnej charakteryzują się grubymi i mocno zdrewniałymi tarczkami (Staszkiewicz, 1993) (Ryc. 2). Górna powierzchnia tarczek może mieć wy-rostki. Ze względu na kształt i długość tych wyrostków tzw. apofiz, szyszki sosny podlegają podziałowi na czte-ry formy: 1) forma plana, – u której tarczki są płaskie lub delikatnie wypukłe, 2) forma gibba – górna część tarczki przyjmuje piramidalny kształt, 3) forma reflexa – tarczki posiadają wyciągnięty wyrostek haczykowato skierowany ku wierzchołkowi, 4) forma hamata – po-

Ryc. 1. Szyszki świerka pospolitego rozkute przez dzięcioła dużego w obrębie kuźni

Fot.: autor.

Ryc. 2. Szyszki sosny zwyczajnej z różnymi formami apofiz.

A – forma plana, B – forma gibba, C – forma reflexa, D – forma hamata.

Fot.: autor.

Ryc. 3. Szyszki sosny zwyczajnej

Szyszka nienaruszona (z le-wej), szyszka rozkuta przez dzięcioła dużego (z prawej).

Fot.: autor.


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


dobnie jak u reflexa tylko wyrostek skierowany jest ku nasadzie szyszki. Dzięcioł duży unika dużych szyszek sosny zwyczajnej, które posiadają długie wyrostki na tarczkach (forma hamata i reflexa), a żeruje na małych oraz średnich szyszkach z niewielkimi wyrostkami (forma plana i gibba) (Ryc. 3).

Kolejnym dobrze znanym gatunkiem żywiącym się nasionami jest szeroko rozpowszechniona w naszym kraju wiewiórka pospolita. Gatunek ten preferuje długie szyszki zawierające więcej nasion (Summers i Proctor, 1999; Molinari wsp., 2006). Przypuszczalnie ocena ja-kości szyszki przez wiewiórkę odbywa się przy wyborze

jej długości (Molinari i wsp., 2006). Wybiórczość, czyli selekcja określonych cech fenotypowych dokonywana przez konsumentów nasion, faworyzuje osobniki pro-dukujące szyszki o cechach które nie są preferowane. Wybiórczość określonych cech morfologicznych szy-szek różnych gatunków drzew iglastych zestawiono w tabeli (Tab. 1). Preferencja konsumentów szyszek o określonych cechach faworyzuje osobniki drzew igla-stych, których szyszki posiadają cechy zniechęcające do żerowania na nich.

Interakcje między konsumentami nasion i drzewa-mi iglastymi mogą przebiegać także w relacji mutua-

listycznej. Niektóre gatunki drzew iglastych korzystają z usług zwierząt w celu rozsiewania wyprodukowanych nasion. Wiewiórka pospolita oraz orzechówka są klu-czowymi gatunkami rozprzestrzeniającymi nasiona drzew iglastych (Benkman i wsp., 1984; Zong i wsp., 2010). Wiewiórka pospolita (Sciurus vulgaris) w ubo-gich latach nasiennych sosny limby gromadzi więcej na-sion w pojedynczych skrytkach, niż w bogatych latach (Zang i wsp., 2010). Duża liczba skrytek zwiększa praw-dopodobieństwo wykiełkowania ukrytych nasion przed ich ponownym wykryciem. Związek mutualistyczny obserwuje się także w przypadku orzechówki oraz sos-

Konsument nasion Występowanie Gatunek Preferowane cechy szyszekCechy faworyzowane przez dobór

Literatura

Dzięcioł duży(Dendrocopos major)

Polska, Nizina WielkopolskaSosna zwyczajna Pinus sylvestris

Małe i średniej długości o niewielkich wyrostkach na tarczkach

Szyszki duże o długich wyrost-kach na tarczkach

Myczko i Benkman, 2011

Wiewiórka pospolita (Sciurus vulgaris)

Alpy WłoskieŚwierk pospolityPicea abies

Długie, zawierające więcej nasion

Szyszki małe i średnie o niewiel-kiej proporcji nasion

Molinari i wsp., 2006

Wiewiórka pospolita(Sciurus vulgaris)

Półwysep IberyjskiSosna alpejska Pinus halapensis

Małe szyszki o cienkich tarczkach

Szyszki długie powyżej 70mm o grubszych tarczkach

Mezquida i Benkman, 2004

Krzyżodziób (Loxia megaplaga)

Haiti Pinus occidentalisMałe o cieńszych tarczkach bez wyrostków

Szyszki duże o grubych tarcz-kach posiadające kolczaste wyrostki

Parchman i wsp., 2007

Krzyżodziób (Loxia curvirostra)

CyprSosna czarna Pinus nigra

Małe o krótkich i cienkich tarczkach

Szyszki duże o większych i grub-szych tarczkach

Benkman i Parchman, 2009


Izolowane obszary Gór Skalistych

Sosna wydmowaPinus contorta

Duże szyszki o grubych tarczkach

Szyszki o najgrubszych tarcz-kach

Benkman i wsp., 2001


Obszary Gór Skalistych z obecnością wiewiórki

Sosna wydmowaPinus contorta

Szyszki długie o mniejszych tarczkach

Wiewiórka jako główny konsu-ment nasion faworyzuje szyszki małe o małych tarczkach

Benkman i wsp., 2003

Motyl (Eucosoma recissoriana)

Góry SkalisteSosna wydmowaPinus contorta ssp. latifolia

Długie o grubszych wyrost-kach

Małe o cienkich wyrostkach Siepielski i Benkman, 2004

Wiewiórka (Tamiasciu-rus hudsonicus)


Długie o grubszych wyrost-kach

Małe o cienkich wyrostkach Siepielski i Benkman, 2004



Małe o cienkich tarczkach Duże o grubszych tarczkach Siepielski i Benkman, 2004

Tabela 1. Wykaz głównych gatunków żerujących na nasionach z zamkniętych szyszek

Źródło: oprac. własne na podstawie dostępnej literatury.


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


ny limby (Pinus cembra). Sosna limba produkuje duże nasiona o małym skrzydełku. Nasiona tego gatunku są chętnie zjadane, a tym samym rozsiewane przez orzechówkę. Orzechówka potrafi gromadzić w swoim wolu do 40 nasion sosny limby, które następnie są zako-pywane partiami w ziemi po 10 sztuk, jako pokarm na zimę (Myczkowski, 1971). Dystans z jakim przenoszone są nasiona sosny limby przez orzechówkę wynosić może nawet 15 kilometrów (Ronald i wsp., 1998). Część takich skrytek zostaje zapomnianych przez ptaka, co prowadzi do wzrostu siewek wiosną.

Koewolucja dwóch taksonów i powstałych ścisłych interakcji między nimi prowadzi do powstania spe-cyficznych cech u obu gatunków mających znaczenie w przetrwaniu. Przetrwać mogą tylko takie osobniki, które najlepiej adaptują się w środowisku. Drzewa igla-ste osiągnęły to poprzez zwiększenie inwestycji ener-gii w obronę fizyczną przeciwko wyspecjalizowanym grupom konsumentów nasion. Jednakże u niektórych gatunków drzew iglastych obserwujemy ścisły związek mutualistyczny i zmiany sposobu rozprzestrzeniania się nasion z drogi powietrznej na zwierzęcą (przykład sosny limby i orzechówki).

Literatura

Benkman CW (1995). Wind dispersal capacity of pine seeds, with comments on the evolution of different seed dispersal modes in pines. Oikos. 73: 221-224.

Benkman CW (1997). Feeding behavior, flock-size dynamics, and variation in sexual selection in crossbill. Auk 114: 163-178.

Benkman CW (1999). The selection mosaic and diversifying coevolu-tion between crossbills and lodgepole pine. Am. Na. 154:S75-S91.

Benkman CW (2007). Red crossbill types in Colorado: their ecology, evolution and distribution. Colorado Birds 41:153-163.

Benkman CW, Balda RP, Smith CC (1984). Adaptations for seed dis-persal and the compromises due to seed predation in limber pine. Ecology. 65:632-642.

Benkman CW, Fetz T, Talluto MV (2012) Variable resource avail-ability when resource replenishment is constant: the coupling of

predators and prey. Auk 129:115-123.Benkman CW, Holimon WC, Smith JW (2001). The influence of

a competitor on the geographic mosaic of coevolution between crossbills and lodgepole pine. Evolution 55:282-294.

Benkman CW, Parchman TL (2009). Coevolution between crossbills and black pine: the importance of competitors, forest area, and resource stability. J. Evolution Biol. 22:942-953.

Benkman CW, Parchman TL, Favis A, Siepielski AM (2003). Recip-rocal selection causes a coevolutionary arms race between cross-bills and lodgepole pine. Am. Na.162:182-194.

Brockhurst MA, Chapman T, King KC, Mank JE, Paterson S, Hurst GD (2014). Running with the Red Queen: the role of biotic con-flicts in evolution. Proc. R. Soc. Lond. 281:20141382.

Castro J, Gomez JM, Garcia D, Zamora R, Hodar JA (1999). Seed pre-dation and dispersal in relict Scots pine forests in southern Spain. Plant Sci. 145:115-123.

Ehlich PR, Raven PH (1964). Butterflies and plants: a study in co-evolution, Evolution 18:586-608.

Futuyma, DJ, Edwards SV, True JR (2008). Ewolucja. Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego.

Janzen DH (1971). Seed predation by animals. Annu. Rev. Ecol. Syst. 2:465-492.

Klinken RD, White AJ (2014). The role of pre- and post-dispersal seed predation in determining total seed loss. Basic Appl. Ecol. 15:581-589.

Lanner RM (1998) Seed dispersal in pines. In: Richardson DM, ed. Ecology and Biogeography of Pinus. Cambridge University Press; 290-291.

Leslie AB (2011). Predation and protection in the macroevolutionary history of conifer cones. Proc. R. Soc. Lond. 278:3009-3008.

Louda SM, Potvin AP, Collinge SK (1990). Predispersal Seed Preda-tion, Postdispersal Seed Predation and Competition in the Re-cruitment of Seedling of a Native Thistle in Sandhills Prairie. Am. Midl. Nat. 124:105-113.

Mezquida ET, Benkman CW (2005). The geographic selection mo-saic for squirrels, crossbills and Aleppo pine. J. Evolution Biol. 18:348-357.

Mithöfer A, Boland W (2012). Plant defense against herbivores: chemical aspects. Annu. Rev. Plant Biol. 63:431-450.

Molinari A, Wauters LA, Airoldi G, Cerinotti F, Martinoli A, Tosi G (2006). Cone selection by Eurasian red squirrels in mixed conifer forests in the Italian Alps. Acta Oecol. 30:1-10.

Myczko Ł, Benkman CW (2011). Great Spotted Woodpeckers Den-drocopos major exert multiple forms of phenotypic selection on Scots pine Pinus sylvestris. J. Avian Biol. 42:429-433.

Myczko Ł, Dylewski Ł, Zduniak P, Sparks TH, Tryjanowski P (2014). Predation and dispersal of acorns by European Jay (Garrulus glandarius) differs between a native (Pedunculate Oak Quercus

robur) and an introduced oak species (Northern Red Oak Quer-cus rubra) in Europe. Forest Ecol. Manag. 331:35-39.

Myczko Ł, Skorka P, Dylewski Ł, Sparks TH, Tryjanowski P (2016). Colour mimicry of empty seeds influences the probability of pre-dation by birds. Ecosphere. 6:177.

Myczkowski S, Bednarz Z, Lesiński J (1971). Zarys ekologii. In Bi-ałobok S, ed. Limba Pinus cembra L. Państwowe Wydawnictwo Naukowe; 77-98

Nunez MA, Simerloff D, Relva MA (2007). Seed predation as a bar-rier to alien conifer invasions. Biol. Invasions. 10:1389-1398.

Nystrand O, Granström A (2000). Predation on Pinus sylvestris seeds and juvenile seedlings in Swedish boreal forest in relation to stand disturbance by logging. J. Appl. Ecol. 37:449-463.

Parchman TL, Benkman CW, Mezquida ET (2007). Coevolution between Hispaniolan crossbills and pine: Does more time allow for greater phenotypic escalation at lower latitude? Evolution. 61:2142-2153.

Perea R, Venturas M, Gil L (2013). Empty seeds are not always bad: Simultaneous effect of seed emptiness and masting on ani-mal seed predation. PLoS ONE. 8, e65573 doi:10.1371/journal.pone.0065573.

Rosin ZM, Kobak J, Lesicki A, Tryjanowski P (2013). Differential shell strength of Cepaea nemoralis colour morphs – implications for their anti-predator defence. Naturwissenschaften. 100:843-851.

Rosin ZM, Olborska P, Surmacki A, Tryjanowski P (2011) Differenc-es in predatory pressure on terrestrial snails by birds and mam-mals. Journal of Bioscience. 36:691-699.

Siepielski AM, Benkman CW (2004). Interactions among moths, crossbills, squirrels and lodgepole pine in a geographic selection mosaic. Evolution. 58:95-101.

Siepielski AM, Benkman CW (2005). A role for habitat area in the geographic mosaic of coevolution between red crossbills and lodgepole pine. Journal of Evolutionary Biology 18:1042-1049.

Siepielski AM, Benkman CW (2007). Selection by a pre-dispersal seed predator constrains the evolution of avian seed dispersal in pines. Funct. Ecol. 21:611-618.

Siepielski AM, Benkman CW (2008). Seed predation and selection exerted by a seed predator influence subalpine tree densities. Eco-logy. 89:2960-2966.

Soares MC, Côté IM. Cardoso SC, Bshary R (2008). The cleaning goby mutualism: a system without punishment, partner switch-ing or tactile stimulation. J. Zool. 276: 306–312.

Staszkiewicz J (1993). Zmienność szyszek. In: Bialobok S, Boratynski A, i Bugala W, eds. Biologia sosny zwyczajnej. SORUS, Poznań-Kórnik; 36-38.

Summers RW, Proctor R (1999). Tree and cone selection by crossbills Loxia sp. and red squirrels Sciurus vulgaris at Abernathy forest,


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Strathespy. Forest Ecol. Manag. 118:173-182.Whiteman E, Côté A, Isabelle M (2003). Social monogamy in the

cleaning goby Elacatinus evelynae: ecological constraints or net benefit? Anim. Behav. 66:281–291.

Yu F, Shi X, Wang D, Wang T, Yi X, Lou Y (2014). Seed predation patterns favor the regeneration of dominant species in forest gaps compared with the understory in an oak-pine mixed forest. Acta Theriol. 59:495–502.

Zong C, Wauters LA, Dongen Van S, Mari V, Romeo C, Martinoli A, Preatoni D, Tosi G (2010). Annual variation in predation and dispersal of Arolla pine (Pinus cembra L.) seeds by Eurasian red squirrels and other seed-eaters. Forest Ecol. Manag. 260:587-594.

Ecology and evolution of interaction between seed predators and conifers

Łukasz Dylewski

The specialization of predispersal seed predators feeding on closed cones is a particular example of co-evolution, which can occur in antagonistic relations and mutual-ist. The number of species that specialize in pre-dispersal seed predation is relatively small. Examples of specialized pre-dispersal seed predators adapted to feeding on closed cones include vertebrate species like crossbills (Loxia sp.), squirrels (Sciurus vulgaris L. and Tamiasciurus sp.), nutcrackers (Nucifraga caryocatactes L.), woodpeckers (Picidae family) and some insects. As the results of selec-tive pressure by the pre-dispersal seed predators species, coniferous create some features against them, e.g.. spiny apophyses. Seed predators as a result of selection against certain morphological features of cones favour particular phenotypic features.Key words: co-evolution, seed predation, phenotypic selection, coniferous species

Artykuł pomocny przy realizacji wymagań podstawy programowej

Biologia – IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony:

Cele:

I. Poznanie świata organizmów na różnych poziomach organizacji życia. Uczeń przedstawia i wyjaśnia procesy i zjawiska biologiczne.

IV. Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń odczy-tuje, selekcjonuje, porównuje i przetwarza informacje pozyskane z różnorodnych źródeł, w tym za pomocą technologii informacyj-no-komunikacyjnych.

Treści:

– Ekologia. Zależności międzygatunkowe. Uczeń przedstawia źródło konkurencji międzygatunkowej, jakim jest korzystanie przez różne organizmy z tych samych zasobów środowiska. Uczeń wykazuje rolę zależności mutualistycznych (fakultatywnych i obligatoryj-nych jedno- lub obustronnie) w przyrodzie.

– Ewolucja. Dobór naturalny. Uczeń przedstawia adaptacje wybra-nych gatunków do życia w określonych warunkach środowiska.

Lecznicze zastosowanie wód wodorowęglanowych, chlorkowych... | W. Fronczyk, I. Stanisławska, M. Damięcka, A. Jóźwik | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 9

NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Lecznicze zastosowanie wód wodorowęglanowych, chlorkowych... oraz siarczanowych w PolsceWojciech Fronczyk, Iwona Stanisławska, Monika Damięcka, Artur Jóźwik

Streszczenie:

Leczenie uzdrowiskowe to kompletny zbiór metod pro-filaktycznych, leczniczych oraz wypoczynkowo-rekrea-cyjnych. Pracę poświęcono medycynie uzdrowiskowej, a dokładnie najczęściej stosowanym wodom leczniczym. W pracy opisano podział wód, ich występowanie na obszarze Polski oraz właściwości fizyczne i chemiczne. Przedstawiono jak wpływają na organizm oraz w jakich chorobach są wykorzystywane. W pracy wymieniono wskazania oraz przeciwwskazania przy stosowaniu za-biegów z wykorzystaniem wód. Wymieniono również uzdrowiska, w których wykorzystywane są poszczególne wody lecznicze.Słowa kluczowe: leczenie uzdrowiskowe, leczenie wodą, wody lecznicze


Wprowadzenie

Leczenie uzdrowiskowe to kompleksowy zbiór me-tod profilaktycznych, leczniczych oraz wypoczynkowo--rekreacyjnych, które stosuje się w warunkach natural-nych środowiska (Kochański, 2002). Leczenie ma wiele zalet: nie ma skutków ubocznych, jest tanie, jego efekty są jeszcze długo zauważalne po jego zakończeniu. Całą kurację uzdrowiskową można określić jako wielokie-runkową. W jej skład wchodzą: hydroterapia, balneo-logia, farmakoterapia, fizykoterapia, dietetyka, masaż, kinezyterapia, klimatoterapia oraz psychoterapia (Poni-kowska i Ferson, 2009)

Polska jest krajem jednym z nielicznych na świe-cie, gdzie do tej pory dominuje model klasyczny lecz-nictwa uzdrowiskowego. Jest on oparty na naturalnych surowcach, do których zaliczyć można: gazy lecznicze, wody oraz torfy. Model ten opiera się również na kli-macie, który ma potwierdzone właściwości lecznicze. W uzdrowiskach, poza zabiegami leczniczymi, ludzie wypoczywają oraz korzystają z różnego rodzaju rozry-wek. (Hadzik, 2009)

Leczenie uzdrowiskowe jest stosowane od bardzo dawna. Legendy głoszą, że zwierzęta wędrowały do źró-deł wód leczniczych, aby ugasić pragnienie, ale też za-nurzyć w nich chore części ciała. Dowodem na to są czę-sto znajdywane w okolicach źródeł zwierzęce szkielety. Człowiek, widząc jak woda działa na zwierzęta również korzystał z leczniczych właściwości wody (Czajka 2007; Ponikowska i Ferson, 2009).

Badania udowodniły, że pierwszymi wodami, które człowiek wykorzystywał do leczenia były wody ciepłe (cieplice). Są to wody, w których temperatura jest wyższa od temperatury ciała. Liczne wykopaliska, które zostały odkryte między innymi na terenie Polski, np. w Bolko-wie czy w Szczawnie-Zdroju pokazują, że z lecznictwa zdrojowego korzystali już dawni Słowianie (Nitkiewicz--Jankowska, 2012).

W XVIII wieku kąpiele w wodzie z użyciem myd-ła zastąpiono pudrem i pachnidłami. W tym okresie zaprzestano budowy łaźni. W XX wieku, a dokładnie w latach 20. i 30., zaczęto ponownie korzystać z leczni-ctwa uzdrowiskowego i hydroterapii (Mirek, 2010; Po-nikowska i Ferson, 2009).

W Polsce pierwszy zakład, który do leczenia wy-korzystywał wody powstał w Warszawie w 1840 roku, a jego inicjatorem był dr Ludwik Sauvau. Łaźnie bardzo szybko rozwinęły się na terytorium naszego kraju, a ich właściciele uznawani byli za bardzo zamożnych (Poni-kowska i Ferson, 2009).

W literaturze pierwsza wzmianka o uzdrowiskach pochodzi z 1137 roku i dotyczy Cieplicy-Zdroju. W 1529 roku natomiast napisano traktat o iwonickich wodach. Uzdrowisko w Iwoniczu należało do najbardziej zna-nych w Polsce i za granicą. W 1522 roku Marcin z Mie-chowa napisał pierwszą rozprawę o wodolecznictwie, a w 1555 roku powstała praca Józefa Strusia o działaniu kąpieli na tętno człowieka. Za ojca polskiej balneologii jest uznawany Wojciech Oczko, który w 1578 roku napi-sał pierwsze oficjalne dzieło pt. „Cieplice”. W 1617 roku Erazm Sykst napisał dzieło o leczeniu uzdrowiskowym. W 1776 roku powstała praca o wpływie zimnej wody na nieżyt dróg oddechowych (Kochański, Kochański, 2009; Milko, Sutkowska, 2011).

Z leczenia w uzdrowiskach korzystało wielu zna-nych ludzi. W miejscowości Inowódź leczyła się żona Władysława Hermana – Judyta, która nie mogła uro-


dr Iwona Stanisławska: Wyższa Szkoła Rehabilitacji w Warszawie

dr Wojciech Fronczyk: Wyższa Szkoła Rehabilitacji w Warszawie

dr hab. Artur Jóźwik: Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk, Jastrzębiec

Monika Damięcka: Wyższa Szkoła Rehabilitacji w Warszawie

W. Fronczyk, I. Stanisławska, M. Damięcka, A. Jóźwik


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


dzić mu potomka. Wkrótce jednak po zastosowaniu leczenia na świat przyszedł Bolesław Krzywousty. Kro-niki podają, że w Busku leczyła się Królowa Jadwiga, a w Cieplicach Królowa Marysieńka Sobieska. Jan Kie-pura lubił odpoczywać w Krynicy i Rabce (Kochański i Kochański, 2009; Ponikowska i Ferson, 2009). Seba-stian Kneipp, cierpiąc na gruźlicę, sam zaczął się leczyć stosując terapię polegającą na zanurzaniu się w zimnej wodzie, a następnie rozgrzewaniu ciała. Była ona na tyle skuteczna, że wyzdrowiał, a swoje doświadczenia opisał w książkach, które są do dziś używane na całym świecie (Ponikowska i Ferson, 2009).

Po II wojnie światowej uzdrowiska miały peł-nić określone zadania. Były to ośrodki, w których le-czono choroby zawodowe. Sanatoria były budowane przez odpowiednie związki zawodowe np. hutnicze lub górnicze. Opracowywano w nich programy le-czenia chorób zawodowych (Kasprzak i Mańkowska, 2008). W dzisiejszych czasach uzdrowiska są ogólno-dostępne. Łączą tradycyjne leczenie z nowoczesnym. Dzięki postępowi technicznemu zbadano dokładnie właściwości wód oraz ich wpływ na organizm. Obec-nie zabiegi są wykonywane wydajniej i sprawniej, umożliwia to zastosowaniem ich u większej liczby pa-cjentów w określonym czasie (Kochański i Kochański, 2009).

Pojęcie „balneoterapia” wywodzi się od łacińskiego słowa baleum, czyli kąpiel i greckiego therapia, czyli le-czenie (Kochański, 2002).

Balneoterapia jest jedną z najstarszych dziedzin medycyny uzdrowiskowej, która wykorzystuje natural-ne surowce lecznicze. Do naturalnych surowców lecz-niczych zalicza się: peloidy, wody lecznicze, gazy oraz walory klimatyczne (Hadzik, 2009). Zabiegi balneolo-giczne uruchamiają rezerwy czynnościowe organizmu oraz pobudzają mechanizmy adaptacyjne (Kochański i Kochański, 2009).

Definiowanie i klasyfikacja wód leczniczych w Polsce

Wody lecznicze to takie, które pod względem bak-teriologicznym i chemicznym są bez zarzutu oraz mają niewielkie wahania składu chemicznego i cech fizycz-nych. Woda, żeby została zaliczona jako lecznicza musi mieć udokumentowane właściwości lecznicze oparte na obserwacjach i badaniach klinicznych (Ponikowska i Ferson 2009; Ponikowska, 2011).

Do wód leczniczych zaliczamy niektóre wody mine-ralne, jak również niemineralne, ale tylko takie, które mają specyficzne właściwości związane z obecnością swoistych składników oraz mające potwierdzone mi-nimalne właściwości farmakodynamiczne (Kochański i Kochański, 2009). Stosowanie terminów „wody mine-ralne” i „wody lecznicze” jako znaczących to samo jest błędem. Nazywanie wszystkich wód leczniczych woda-mi mineralnymi również nie jest poprawne (Kochański 2002, Kochański, 2008; Kochański, 1999). Wiele wód leczniczych charakteryzuje się bowiem mniejszą mine-ralizacją niż wymagana ilość minerałów odpowiadają-ca wodzie mineralnej, ale mogą mieć one wystarczają-cą ilość substancji swoistych. Tak samo istnieją wody wysoko zmineralizowane, które w swoim składzie nie posiadają substancji leczniczych, a nawet wykazują szkodliwe działanie na ludzki organizm (Kochański i Kochański, 2009).

Klasyfikacja wód, które są uznane za lecznicze zawiera rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 kwietnia 2006 roku (Mirek, 2007). Według przyjętej klasyfikacji wyróżnić można 3 rodzaje wód, które uzna-je się za lecznicze. Są to wody mineralne, wody mine-ralne swoiste i wody swoiste (Kochański i Kochański, 2009; Pyssa i Rokita, 2012).

Wody mineralne mają ponad 1000 mg/dm3 stałych składników rozpuszczonych i są nazywane wodami

podziemnymi głębokimi, występującymi w stałym składzie chemicznym i prawie stałych ilościach. Do składników rozpuszczonych zalicza się: wodorowęglany sodu, wapnia, magnezu, siarczany, chlorki, które wystę-pują w różnych stosunkach ilościowych w poszczegól-nych wodach. Rodzaj wody mineralnej określany jest na podstawie rodzaju i ilości substancji mineralnych, ga-zowych oraz organicznych, występujących w obszarze danego źródła (Latour, 1995; Milko i Sutkowska, 2011; Mirek, 2010).

Podział, który opracowała Szmytówna w 1956 roku stosuje się do dnia dzisiejszego. Klasyfikacja ta bierze pod uwagę skład anionowo-kationowy. Podział ten został zatwierdzony na Zjeździe Balneologicznym w Lądku-Zdroju (Nitkiewicz-Jankowska, 2012). Aniony takie jak: wodorowęglany, siarczany, chlorki oraz kationy: wapnia, sodu, magnezu to główne makroskładniki, według których klasyfikuje się lecznicze wody mineralne.

Wody mineralne swoiste zawierają ponad 1000 mg/dm3 stałych składników rozpuszczonych. Wystę-pują w prawie stałych ilościach i składzie chemicznym. Są to wody podziemne głębokie. Charakteryzując wodę mineralną swoistą podaje się procentowy skład roz-puszczonych składników mineralnych, anionów i ka-tionów [46]. Do wód, które zawierają minimalne właści-wości farmakodynamiczne zaliczamy: wodę fluorkową (1,0 mg/dm3 F-), jodkową (1,0 mg/dm3 J-), krzemową (70,0 mg/dm3 H2SO3), kwasowęglową (250-999 mg/dm3 wolnego CO2), szczawę (>1000 mg/dm3 wolnego CO2), radoczynną (74,0 Bq/dm3 Rn), siarczkową (1,0 mg/dm3 siarczków lub innych związków siarki), żelazistą (10,0 mg/dm3 Fe2+ i wodę termalną (>20°C) (Kochański i Ko-chański, 2009).

Wody swoiste klasyfikuje się na podstawie wystę-powania składników swoistych, u których stwierdza się występowanie minimalnych właściwości farmako-dynamicznych. Wody swoiste posiadają mineralizację


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


mniejszą niż 1000 mg/dm3, dlatego są słabo zminera-lizowane. Mają również rzadkie lub promieniotwórcze pierwiastki. W klasyfikacji wód swoistych należy brać pod uwagę składniki swoiste w porządku malejących stężeń (Ponikowska i Ferson, 2009).

Obok związków mineralnych, które występują w wodach można wyróżnić różne rodzaje gazów, któ-re mają udowodnione znaczenie terapeutyczne. Biorąc pod uwagę skład gazowy wyróżnić można wody takie jak: metanowe, szczawy, siarkowodorowe, azotowe, ra-donowe, siarkowodorowo-metanowe, kwasowęglowe (Rajchel, 2013). Miejscowości, które spełniają wymogi dla wód leczniczych zawiera rozporządzenie Rady Mi-nistrów z 14 lutego 2006 r. (Dz.U. 2006, Nr 32, poz. 220).

Wody wodorowęglanowe

Do wód wodorowęglanowych zalicza się wody kwasowęglowe oraz szczawy (Ciężkowski i Rajchel 2005; Ciężkowski 2008; Drobnik i Latour, 2006; Wój-cik i Tomczak, 2010). Najczęściej wykorzystywanymi w lecznictwie są wody kwasowęglowe. Można stoso-wać je w postaci wód naturalnych oraz wytworzonych sztucznie. Wody te mają szeroki wachlarz zastosowań poczynając od kąpieli leczniczych poprzez kurację pit-ną, kończąc jako wody stołowe niegazowane i gazowa-ne. Za najbardziej ekologiczne i korzystne dla ludzkiego organizmu uznano wody stołowe naturalne (Ciężkow-ski , 2008; Mika i Kasprzak, 2007).

Wody wodorowęglanowe zawdzięczają swoje działa-nie lecznicze głównie dzięki kluczowemu składnikowi, jakim jest naturalny dwutlenek węgla. Jego zawartość nie jest stała i waha się w granicach 250-3600 mg/dm3 (Rajchel, 2013). W wodach oprócz dwutlenku węgla wyróżnić można wodorowęglany i inne składniki do-datkowe (Latour, 2009). Wody zawierające ponad 1000 mg/dm3 minerałów są nazywane wodami mineralnymi,

natomiast wody z mniejszą zawartością składników mi-neralnych wodami prostymi. O tym czy woda będzie określana jako kwasowęglowa lub jako szczawy decy-duje zawartość w niej dwutlenku węgla (Pyssa i Roki-ta, 2012). Nazwa szczawy stosowana jest obecnie tylko w balneologii. Wywodzi się jednak z dawnych czasów i nazwę zawdzięcza swojemu lekko kwaskowatemu smakowi (Kochański i Kochański, 2009).

Działanie i zastosowanie wód wodorowęglanowych

Wody wodorowęglanowe znajdują zastosowanie w różnego rodzaju zabiegach leczniczych. Do podstawo-wych z nich należą: suche kąpiele kwasowęglowe, wodne kąpiele kwasowęglowe oraz kuracja pitna. W uzdrowi-skach wykonuje się różnego rodzaju kąpiele kwasowę-glowe (Kochański i Kochański, 2009; Pisz, 2007; Wójcik i Tomczak, 2010). Podstawowym czynnikiem leczni-czym w kąpielach kwasowęglowych jest dwutlenek wę-gla. Działanie lecznicze dwutlenku węgla wpływa na ośrodek oddechowy i naczyniowy. Udowodniono, że ośrodek oddechowy i naczyniowy jest bardzo wrażliwy na zawartość dwutlenku węgla we krwi. Wzrost stęże-nia dwutlenku węgla we krwi powoduje pobudzenie ośrodków naczyniowych, które zwężają duże naczynia krwionośne, a co za tym idzie powodują wzrost ciśnie-nia tętniczego. Jednocześnie dwutlenek węgla działa na naczynia włosowate powodując ich rozszerzenie i jed-nocześnie obniżenie ciśnienia krwi. Dwutlenek węgla przyśpiesza czynności serca, zwiększając jego rozkurcz i wypełnienie, jednocześnie powodując słabszy skurcz. Wynika to z bezpośredniego wpływu dwutlenku węgla na mięsień sercowy, ale również wpływu dwutlenku węgla na ośrodek nerwu błędnego, ośrodek naczyniowy i zwiększone wydzielanie adrenaliny. Dwutlenek węgla również przyśpiesza i pogłębia oddech, gdyż pobudza ośrodek oddechowy (Latour, 1995; Kochański i Ko-chański, 2009).

Ilość dwutlenku węgla jaka wchłonie się przez skórę podczas kąpieli kwasowęglowej zależy od ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla. Podczas kąpieli, która trwa 20 minut i zawiera 1500 mg/dm3 dwutlenku wę-gla wchłonie się 400 ml tego gazu. Udowodniono, że na skórę, która zostanie poddana bezpośredniemu działa-niu dwutlenku węgla będzie miało to duży wpływ, nato-miast na przemianę gazową nie będzie miało istotnego wpływu. Pochłanianie dwutlenku węgla przez skórę zależy od jej stanu. Skóra, która została poddana dzia-łaniu promieni ultrafioletowych oraz skóra, która jest przekrwiona będzie wchłaniać dużo więcej dwutlenku węgla (Mirek, 2010; Pisz, 2007).

Wpływ na przekrwienie skóry ma zawartość dwu-tlenku węgla i temperatury wody. W temperaturze 32-34ºC, która jest obojętna dla ciała człowieka tylko przy odpowiedniej zawartości dwutlenku węgla uzyska się efekt przekrwienny. Minimalna zawartość dwutlen-ku węgla, która spowoduje lekkie zaczerwienienie to 350 mg/dm3. Chcąc uzyskać wyraźne zaczerwienienie potrzebne będzie 400 mg/dm3 dwutlenku węgla, nato-miast przy zawartości 550 mg/dm3 pojawi się wyraźny rumień. Dwutlenek węgla, który podczas kąpieli kwa-sowęglowej zostaje wchłonięty przez skórę, działa na zakończenia nerwowe, przez co zwiększa się napięcie układu cholinergicznego, który powoduje rozszerzenie drobnych naczyń obwodowych (Ponikowska i Ferson, 2009)

Wody wodorowęglanowe znajdują zastosowanie w chorobach takich, jak: otyłość, nadciśnienie (I i II okres wg WHO), wady serca, choroba wibracyjna, sta-ny po zawale i zapaleniu serca, zmiany zwyrodnieniowe serca, przewlekłe choroby serca, choroby naczyń obwo-dowych (cukrzyca, miażdżyca, stany zapalne), choroby układu żylnego, zaburzenia krążenia tętniczego, cho-roby reumatyczne (tylko w okresie łagodnym), choro-by zwyrodnieniowe stawów, choroby psychosomatycz-


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


ne, choroby neurowegetatywne (Ponikowska i Ferson, 2009).

Jedynymi przeciwwskazaniami do stosowania ką-pieli wodorowęglanowych są zaburzenia termoregulacji oraz niewydolność krążeniowo- oddechowa (Bonikow-ska-Zgaińska, 2010; Kochański, 2000).

Uzdrowiska wykorzystujące wody wodorowęglanowe

Na terytorium Polski, istnieje 19 uzdrowisk, które leczą chorych przy wykorzystaniu wód wodorowęgla-nowych. Zalicza się do nich: Kudowa-Zdrój, Swoszo-wice, Czerniawa-Zdrój, Żegiestów-Zdrój, Polańczyk, Duszniki-Zdrój, Piwniczna-Zdrój, Polanica-Zdrój, Jedlina-Zdrój, Świeradów-Zdrój, Iwonicz-Zdrój, Ry-manów-Zdrój, Wysowa, Długopole-Zdrój, Nałęczów, Szczawno-Zdrój, Muszyna, Szczawnica i Krynica-Zdrój (Szromek, 2011).

Wody chlorkowe

Woda chlorkowa to taka, w której składzie chemicz-nym dominuje jon chlorkowy (Cl-). Zalicza się ona do wód słonych i solanek (Mirek, 2007). Zabiegi z wyko-rzystaniem wód słonych i solanek stosowane są pomoc-niczo w leczeniu różnych chorób. Z grupy wód chlor-kowych w balneologii najczęściej stosowana jest woda chlorkowo-sodowa, która w swoim składzie posiada również jony bromu, potasu, magnezu, wapnia i jodu (Mika, 2007). Przyjęto, że woda, która posiada stężenie chlorku sodu większe niż 1,5% to woda słona, natomiast wody powyżej 1,5% to solanki. W lecznictwie najbar-dziej rozpowszechnione są kąpiele solankowe, które są najłagodniejsze dla organizmu. Warto pamiętać jednak, że stężenie chlorku sodu nie może wynosić więcej niż 6%. Kąpiele powyżej 6% powodują utratę przez orga-nizm wody oraz działają drażniąco (Kochański i Ko-chański, 2009; Kochański, 1999).

Działanie i zastosowanie wód chlorkowych

W badaniach udowodniono, że chlorek sodu podczas kąpieli przenika do skóry, magazynuje się w warstwie rogowej naskórka, a następnie przenika w niewielkiej ilości do krwi. Chlorek sodu działając na receptory skóry powoduje zmniejszenie pobudliwości nerwów ruchowych i czuciowych. Zmiany, które obserwuje się w zakończeniach nerwowych działają również na autonomiczny układ nerwowy, gdzie regulują pracę wielu narządów. Już po kilku zabiegach można zaobserwować zmniejszenie dolegliwości bólowych jak również obniżenie pobudliwości. (Kochański i Kochański, 2009).

Badania wykazały, że po zastosowaniu kąpieli so-lankowej następuje podwyższenie średnio o 0,5˚C temperatury ciała. Efekt ten utrzymuje się do około 3 godzin po kąpieli. Po zastosowaniu serii kąpieli można zauważyć jeszcze większy wzrost temperatury, co po-woduje rozszerzenie naczyń krwionośnych, a co za tym idzie przekrwienie skóry, które występuje długotrwale (Ponikowska 2011).

Na większe przekrwienie według balneologów ma wpływ zwiększenie stężenia chlorku sodu, a co za tym idzie zwiększenie temperatury ciała. Jest to możliwe jednak tylko przy odpowiednim stanie układu naczy-niowego skóry. Przekrwienie skóry wywołuje lepsze ukrwienie tkanek i narządów znajdujących się pod skórą, a to wiąże się ze zmniejszeniem dolegliwości bó-lowych i zmniejszeniem stanów zapalnych (Mika i Ka-sprzak, 2007).

Sól osadzająca się na powierzchni skóry zatrzy-muje parowanie wody i zmniejsza utratę ciepła, dzięki temu zostaje wydłużony czas wzrostu temperatury po-wierzchniowej (Szpeizer, Hutorianskij i Smirnoff, 2009). Podczas zabiegów zaobserwowano, że kąpiele solanko-we powodują również silniejsze pocenie. Po kąpielach solankowych nie jest wskazane wycieranie ciała, gdyż

kryształki soli, które podczas zabiegu zgromadziły się na skórze utworzyły tzw. „płaszcz solny”. Płaszcz solny działa na skórę przez ok. 24 godziny powodując zwięk-szenie wrażliwości na działanie promieniowania UV. Zastosowanie po kąpieli naświetlania promieniami UV znajduje zastosowanie w atopowym zapaleniu skóry, bielactwie czy w łuszczycy (Wojtaszek, 2013). Kąpiele solankowe mają korzystny wpływ na regulację neuro-hormonalną u dzieci ze stwierdzonym wolem rozlanym (Lewiński i Smyczyńska, 2005).

Po zastosowaniu kąpieli solankowych można za-uważyć: poprawę krążenia krwi, pobudzenie przemiany materii, unormowanie ciśnienia krwi, poprawę odpor-ności, działanie rozluźniające, działanie przeciwbólowe, obniżenie pobudliwości (Kochański i Kochański, 2009).

Wody chlorkowe znajdują zastosowanie w leczeniu dorosłych cierpiących na: nadciśnienie (I stopień), cho-roby zwyrodnieniowe stawów i kręgosłupa, stany po zakrzepach, nerwice, przewlekłe choroby dróg odde-chowych, uszkodzenia CUN oraz OUN, zespół klimak-teryczny, pourazowe choroby narządu ruchu, alergie skórne, łuszczycę oraz świerzbiączkę, przewlekłe cho-roby dróg oddechowych. W przypadku dzieci stosować można wody chlorkowe w: anemiach, opóźnieniach rozwoju fizycznego, chorobach reumatycznych (okres łagodny), otyłości oraz zaburzeniach przemiany mate-rii, astmie oskrzelowej, zakażeniach dróg oddechowych (Ponikowska, 2011).

Bezwzględnymi przeciwwskazaniami do stosowa-nia wód chlorkowych według Kochańskiego są: niewy-dolność krążenia, nadczynność tarczycy, wady zastaw-kowe serca, niewydolność jajników, choroby naczyń wieńcowych z towarzyszącą dusznicą bolesną oraz za-burzenia związane z rozwojem narządów rozrodczych (Ponikowska i Ferson, 2009).


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Uzdrowiska wykorzystujące wody chlorkowe

W Polsce istnieje 20 uzdrowisk, w których do zabie-gów wykorzystywane są wody chlorkowe. Przeważnie znajdują się one w miejscowościach nadmorskich oraz w dużym stopniu w południowej części Polski. Zalicza się do nich: Goczałkowice-Zdrój, Polańczyk, Kołobrzeg, Ustroń, Ciechocinek, Rabka-Zdrój, Sopot, Konstancin, Iwonicz-Zdrój, Świnoujście, Rymanów-Zdrój, Krasnob-ród, Połczyn-Zdrój, Ustka, Kamień Pomorski, Szczaw-nica, Inowrocław, Solec-Zdrój, Busko-Zdrój i Wysowa (Szromek, 2011).

Wody siarczanowe

Wody siarczanowe, posiadają w swoim składzie związki siarki, które mogą występować w różnych po-staciach (Kochański, 1999). Dodatkowo, niektóre wody siarczanowe posiadają chlorek sodu i noszą nazwę wód siarczkowych słonych. Wody siarczanowo-magnezowe nazywane są gorzkimi, wody siarczanowo-sodowe – glauberskimi, a wody siarczanowo-wapniowe – gipso-wymi (Kasprzak i Mańkowska, 2008).

Siarkowodór najłatwiej przenika skórę, przewód po-karmowy oraz błonę śluzową oskrzeli. Po przedostaniu się do skóry przekształca się w wielosiarczki, które prze-dostają się do krwi. Krew doprowadza wielosiarczki do tkanek, w których rozpadają się one na siarkę elemen-tarną oraz siarkowodór (Korczak i Owczarek, 2014).

Siarkowodór aktywnym związkiem o charaktery-stycznym zapachu zgniłych jaj. Wdychanie siarkowodo-ru jest toksyczne dla organizmu, dlatego przy kąpielach stosuje się rozwiązania, które minimalizują wdychanie siarkowodoru: przykrywanie wanny oraz wentylację pomieszczenia. Podczas kąpieli u dorosłego człowieka siarka wchłania się w 1-2% jej dziennego obiegu w orga-nizmie, a jej wchłanialność jest zależna od powierzch-ni skóry zanurzonej oraz zawartości siarki w wodzie.

U dzieci siarka przenika w bardzo dużych ilościach. Siarka pierwiastkowa powoduje drażnienie górnych dróg oddechowych oraz błon śluzowych oczu (postać pyłu), nie powodując ciężkich zatruć, jednak większość związków siarki cechuje się dużą toksycznością (Lidaj i Masarovicova, 2009).

Działanie i zastosowanie wód siarczanowych

Wody siarczkowe sprawiają, że połączenia między komórkami ulegają rozluźnieniu i zmiękczeniu, a na-skórek ulega złuszczeniu. Doprowadzają one również do przebudowy naskórka. Kochański podaje również, że siarka działa na przemiany enzymatyczne skóry, dzięki temu funkcje komórek Langerhansa zostają zahamowa-ne, a skóra, która pokryta była zrogowaciałym naskór-kiem, jest gładka, miękka i elastyczna (Legwant, 1995). Podczas kąpieli następuje rozszerzenie naczyń. Pojawia się rumień, którego rozmiar jest zależny od powierzch-ni zanurzonego w wodzie ciała. Źródła podają, że taki rumień może utrzymywać się nawet do kilku godzin, a wraz z kolejnymi kąpieli staje się bardziej intensyw-ny i występuje szybciej. Rozszerzenie naczyń powoduje przesunięcie się krwi do skóry, co wiąże się z obniże-niem ciśnienia tętniczego oraz poprawą ukrwienia koń-czyn. W 5 minucie kąpieli, serce zaczyna bić szybciej, dopiero po 10 minutach od zakończenia kąpieli wraca do stanu wyjściowego (Korczak i Owczarek, 2014).

W badaniach udowodniono, że kąpiele siarczko-wo- siarkowodorowe wraz z zastosowaniem naświet-lań pasmem UV-B 311 nm są doskonałą metodą przy leczeniu łuszczycy zwyczajnej (Kukliński, Iwaniszczuk i Fronalczyk-Wachowska, 2010). Działanie lecznicze siarki w przypadku leczenia łuszczycy polega na właś-ciwościach redukujących, które siarka posiada. Ponadto opisuje się korzystne działanie siarki w łojotokowym zapaleniu skóry, w którym obniża ona wydzielanie łoju (Juszkiewicz- Borowiec, Chodorowska i Wojnowska,

2005). Siarka wykazuje działanie przeciwpasożytnicze oraz zmniejszające świąd, dlatego stosuje się ją do maści przeciwświerzbowych, w których jest głównym skład-nikiem (Juszkiewicz-Borowiec, Chodorowska i Woj-nowska, 2005).

Korzystny wpływ kuracji pitnej z zastosowaniem wód siarczanowych występuje w przypadku redukcji ołowiu, bizmutu oraz rtęci we krwi Siarczki wiążą się z metalami, a następnie zostają w postaci nierozpusz-czonej wydalone z organizmu. (Korczak i Owczarek, 2014).

Kąpiele siarczkowo-siarkowodorowe regulują prze-mianę materii, wpływają na poprawę procesów od-pornościowych oraz na ogólny stan organizmu. Siarka działa odczulająco i przeciwzapalnie dzięki pobudzeniu nadnerczy. Zwiększa działanie enzymów i hormonów, pobudza przemianę tłuszczów, węglowodanów i białek oraz hamuje czynność tarczycy. Wykazuje działanie lecznicze w przypadku otyłości, cukrzycy i zmian der-matologicznych (Bomlange, 2001).

Wody siarczanowe działają korzystnie na choroby kobiece. U kobiet po zastosowaniu kąpieli siarczkowo- siarkowodorowych oraz irygacji zaobserwowano pobu-dzenie estrogenu i androgenu, co wpływa na prawidło-wy cykl miesiączkowy (Lewiński i Smyczyńska, 2005). Wody siarczanowe znajdują zastosowanie w leczeniu chorób takich jak: owrzodzenia podudzi, choroby zwy-rodnieniowe kręgosłupa i stawów, choroby chrząstek stawowych, trądzik, łuszczyca, dermatozy, świerzbiącz-ka, uszkodzenia CUN i OUN, choroby ginekologiczne, zaburzenia metaboliczne, nerwice, zaburzenia krążenia obwodowego, pourazowe choroby narządu ruchu, nad-ciśnienie tętnicze (I i II stopień), hipercholesterolemia, zatrucia metalami ciężkimi, leczenie niepłodności. Ba-dania wykazały, że zabiegów z wykorzystaniem wód siarczanowych nie należy stosować u osób z niskim ciś-


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


nieniem oraz z nadwrażliwością na związki siarki (Kor-czak i Owczarek, 2014).

Uzdrowiska wykorzystujące wody siarczanowe

W Polsce istnienie 11 uzdrowisk, które w swojej ofercie posiadają zabiegi z wykorzystaniem wód siar-czanowych. Należą do nich: Horyniec, Wapienne ,So-lec-Zdrój, Lądek-Zdrój, Ciechocinek, Wieniec-Zdrój, Przerzeczyn-Zdrój, Kudowa-Zdrój, Swoszowice, Bu-sko-Zdrój i Wysowa (Ponikowska i Ferson, 2009).

Podsumowanie

Lecznicze właściwości wody były znane już od tysię-cy lat. Na początku zabiegi polegały tylko na kąpaniu się i moczeniu w wodzie, której właściwości uznawano za terapeutyczne (Kruczek, 2008). Z czasem jednak, gdy postęp techniczny poszedł do przodu, wynaleziono inne formy leczenia wodą. Dziś najpopularniejszymi zabie-gami z wykorzystaniem wody są: inhalacje, irygacje, ką-piele oraz kuracje pitne. Do zabiegów wykorzystywane są nowoczesne urządzenia, które służą do osiągnięcia maksymalnego efektu leczniczego (Szromek, 2011). Jak mówi rzymskie przysłowie salus per aquam; zdrowie przez wodę.

Bibliografia

Bomlange M (2001). Aktualny rozwój krenoterapii w schorzeniach metabolicznych we francuskich stacjach uzdrowiskowych. Balne-ologia Polska, 1-2: 23-26.

Bonikowska-Zgaińska M (2010). Hydroterapia w warunkach ambu-latoryjnych. [W:] Fizykoterapia w praktyce. red. Taradaja J., Siero-nin A., Jastrzębski W., Elamed. Katowice: 35-48.

Ciężkowski W, Rajchel L (2005). Wody lecznicze górskich obszarów Polski i ich wykorzystywanie. W: Współczesne problemy hydroge-ologii. red. Sadurski A., Krawiec A., Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń: t. XII, 88-91.

Ciężkowski W (2008). Wody lecznicze Polski – występowanie, eks-

ploatacja, ochrona. W: Zdrowie i wypoczynek. Wielka księga polskich uzdrowisk, kąpielisk nadmorskich i miejscowości o wa-lorach klimatyczno- zdrojowych. red. Franczukowski Z., Mirex. Bydgoszcz: 65-67.

Czajka K (2007). Historia i rozwój badań chemicznych wód leczni-czych i borowin w Polsce. Balneologia Polska, 2: 35-39.

Drobnik M, Latour T (2006). Wody lecznicze występujące w Szczaw-nicy – możliwość ich wykorzystania do kuracji uzdrowiskowej. Bal-neologia Polska, 1: 40-45

Hadzik A (2009). Turystyka zdrowotna uzdrowisk. Akademia Wy-chowania Fizycznego im. Jerzego Kukuczki, Katowice: 41-45

Juszkiewicz-Borowiec M, Chodorowska G, Wojnowska D (2005). Wody siarczkowo- siarkowodorowe słone ze źródeł mineralnych uzdrowiska Busko-Solec w leczeniu łuszczycy skóry owłosionej głowy i łojotokowego zapalenia skóry głowy. Balneologia Polska, 3-4: 84-87

Kasprzak W, Mańkowska A (2008). Fizykoterapia, medycyna uzdro-wiskowa i SPA. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa: 267-277

Kochański JW (2002). Balneologia i hydroterapia. AWF we Wrocła-wiu, Wrocław.

Kochański JW, Kochański M (2009). Medycyna fizykalna. PHU Technomec, Gliwice: 214-249.

Kochański JW (2000). Kuracja pitna mineralnymi wodami wodoro-węglanowymi (szczawy i wody kwasowęglowe). Balneologia Pol-ska, 1-2: 74.

Kochański JW (2008). Lecznictwo uzdrowiskowe. Wyższa Szkoła Fi-zjoterapii, Wrocław.

Kochański JW (2000). Ogólne i szczegółowe wskazania oraz przeciw-wskazania do leczenia uzdrowiskowego. Balneologia Polska, 1-2: 98-100.

Kochański JW (1999). Wody mające zastosowanie w balneologii. Fi-zjoterapia, 3: 57.

Kochański JW (1999). Właściwości fizykochemiczne wody w aspekcie balneologicznym. Fizjoterapia, 2: 5.

Korczak M, Owczarek J (2014). Właściwości lecznicze wód siarczko-wych. Acta Balneologia, LVI: 106-108.

Kruczek Z (2008). Z dziejów polskich uzdrowisk. W: Zdrowie i wypo-czynek. Wielka księga polskich uzdrowisk, kąpielisk nadmorskich i miejscowości o walorach klimatyczno- zdrojowych. red. Franczu-kowski Z., Mirex, Bydgoszcz; 55-67.

Kukliński W, Iwaniszczuk A, Fronalczyk-Wachowska E (2010). Za-stosowanie naświetlań pasmem UVB 311 nm i kąpieli siarczkowo- siarkowodorowych w łuszczycy. Acta Balneologica, 1: 32-36.

Latour T (1995). Naturalne surowce lecznicze. Właściwości chemicz-ne, fizyczne i biochemiczne. W: Medycyna uzdrowiskowa w za-rysie. red. Ponikowska I., Agencja Wydawniczo-Reklamowa „WATEXT’S”, Warszawa: 43-66

Latour T (2009). Krynica- różnorodność i bogactwo wód leczniczych. Aura, 2: 23-25.

Legwant Z (1995). Możliwość wykorzystania buskich wód siarczkowo- siarkowodorowych w lecznictwie. Balneologia Polska, 1: 28.

Lewiński A, Smyczyńska J (2005). Leczenie uzdrowiskowe w choro-bach układu dokrewnego. Balneologia Polska, 1: 5-13.

Lidaj J, Masarovicova A (2009). Balneoterapeutyczny wpływ kapieli siarczkowo- siarkowodorowych w uzdrowisku Smrdaky. Acta Bal-neologica, 4: 294.

Milko D, Sutkowska E (2011). Leczenie uzdrowiskowe. W: Podstawy rehabilitacji dla studentów medycyny. red. Wrzosek Z., Bolanow-ski J., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa: 326-330.

Mika T, Kasprzak W (2007). Fizykoterapia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.

Mirek J (2007). Pochodzenie i występowanie wód mineralnych w Pol-sce. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Ekonomicznego w Krakowie, Kraków, nr.756: 123-127.

Mirek J (2010). Wody lecznicze w Polsce i ich wykorzystanie w lecz-nictwie uzdrowiskowym. W: Uzdrowiska i ich znaczenie w gospo-darce turystycznej. red. Szromek A., Kraków: Proksenia, 189-200.

Nitkiewicz-Jankowska A (2012). Przyrodnicze uwarunkowania funk-cjonalne uzdrowisk w Polsce. W: Uzdrowiska i ich funkcja tury-styczno-lecznicza. red. Szromek A., Kraków: Proksenia, 155-157

Pisz K (2009). Kąpiel w CO2. Acta Bio-Optica et Informatica Medica, 2: 95.

Ponikowska I, Ferson D (2009). Nowoczesna medycyna uzdrowisko-wa. Warszawa: Medi Press, 97-116

Ponikowska I (2011). Kompendium Balneologii. Rekomendacje Krajowego Konsultanta, A.Marszałek, Toruń.Pyssa J., Rokita G (2012). Występowanie, chemizm oraz znaczenie wód leczniczych Krakowa i okolic. Acta Balneologica, LIV: 49-54

Rajchel L (2013). Składniki swoiste szczaw i wód kwasowęglowych Karpat Polskich. Acta Balneologica, 2: 216.

Szpeizer GM, Hutorianskij WA, Smirnoff AI (2009). Badanie wód mineralnych w praktyce nieuzdrowiskowej. Acta Balneologica, 3: 205-206.

Szromek A (2011). Działalność turystyczno- lecznicza zakładów Lecz-nictwa Uzdrowiskowego: transformacja działalność uzdrowisk w latach 1988-2010. Proksenia, Kraków: 13-23

Wojtaszek T (2013). Lecznicze wody mineralne cz. II. Poradnik na zdrowie, 23: 24-26.

Wójcik P, Tomczak H (2010). Ocena wpływu sztucznych kąpieli kwa-sowęglowych na układ krążenia. Acta Balneologica, 1: 16-23.


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Therapeutic use of water bicarbonate, chloride and sulphate

Wojciech Fronczyk, Iwona Stanisławska, Monika Damięcka, Artur Jóźwik

Spa treatment is a complete set of methods of preven-tion and treatment and rest and recreation. The work was devoted to the medical spa, and exactly the most widely used medicinal waters. This paper describes the division of the waters, their occurrence on the Polish territory and the physical and chemical properties. It shows how they affect the body and what diseases they are used. The study lists the indications and contraindications in applying treatments with the use of water. Also lists spas, which are used for various medicinal waters.Key words: spa treatment, water treatment, healing waters


Biologia – IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony:

Cele:

IV. Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń odczy-tuje, selekcjonuje, porównuje i przetwarza informacje pozyskane z różnorodnych źródeł, w tym za pomocą technologii informacyj-no-komunikacyjnych.

V. Rozumowanie i argumentacja. Uczeń odnosi się krytycznie do przedstawionych informacji. Uczeń oddziela fakty od opinii. Uczeń dostrzega związki między biologią a innymi dziedzinami nauk przyrodniczych i społecznych.

VI. Postawa wobec przyrody i środowiska. Uczeń opisuje postawę i zachowanie człowieka odpowiedzialnie korzystającego z dóbr przyrody i środowiska.

Treści:

Budowa chemiczna organizmów. Zagadnienia ogólne.

– Uczeń wymienia pierwiastki biogenne (C, H, O, N, P, S) i omawia ich znaczenie; wyróżnia makro- i mikroelementy i omawia znaczenie makroelementów i wybranych mikroelementów (Mg, Ca, Fe, Na, K, I).

– Uczeń wyjaśnia znaczenie wody dla organizmów, opierając się na jej właściwościach fizyczno-chemicznych.

Zmiany w zasięgu lasów w Górach Świętokrzyskich w ostatnich 200 latach | Tadeusz Ciupa, Roman Suligowski, Grzegorz Wałek | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 16

NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Zmiany w zasięgu lasów w Górach Świętokrzyskich w ostatnich 200 latachTadeusz Ciupa, Roman Suligowski, Grzegorz Wałek

Streszczenie:

W pracy przedstawiono zmiany zasięgu lasów w Górach Świętokrzyskich od początku XIX wieku oraz ich genezę wykorzystując metody kartografii porównawczej i techni-ki GIS (systemy informacji geograficznej). Materiał źród-łowy stanowiło pięć map topograficznych pochodzących z lat 1800, 1900, 1930, 1983 oraz mapa sozologiczna wydana w 2011 roku. Tereny niezmiennie pokryte lasem (na przestrzeni ponad 200 lat) zajmują 21,0% całego obszaru Gór Świętokrzyskich, natomiast okresowo po-kryte lasem – 28,9%. Lasy w Górach Świętokrzyskich stanowią naturalne dominanty krajobrazowe porastając większość pasm górskich i wzniesień.Słowa kluczowe: zasięg lasu, trwałość powierzchni leśnej, mapy historyczne


Wprowadzenie

Las jest istotnym elementem krajobrazu obszarów górskich, podnoszącym jego atrakcyjność widokową. Szczególną rolę pełnią lasy charakteryzujące się wy-soką trwałością występowania. Zdaniem Richlinga i Solona (2011) oznacza to ich odporność na zmiany zewnętrzne i wewnętrzne oraz zdolność do powrotu do stanu pierwotnego. Punktem wyjścia do określen-ia tej charakterystyki jest wyznaczenie niezmiennych przestrzennie powierzchni lasu z wykorzystaniem analizy ich zasięgu w ujęciu wieloczasowym, obejmującym okres nawet kilkuset lat. Rozpoznanie przestrzennego występowania tego typu powierzchni na wybranym obszarze jest istotne ze względu na aspekt funkcjonowania tu trwałych siedlisk i korytarzy ekologicznych (Gerlée 2011).

W ostatnich latach zauważyć można wzmożone za-interesowanie środowisk naukowych w całej Europie analizą zmian zachodzących w użytkowaniu gruntów, a szczególnie zmian zasięgu lasów, ze względu na dużą dynamikę przemian zachodzących w środowisku geo-graficznym. Problematyka ta, w różnych horyzontach przestrzennych i czasowych, znalazła odzwierciedlenie w licznych publikacjach dotyczących wybranych regio-nów Europy, położonych m.in. w Niemczech (Wulf, Sommer i Schmidt, 2010), we Włoszech (Di Fazio, Mo-dica i Zoccali, 2011; Puddu, Falucci i Maiorano, 2012) w Republice Czeskiej (Skalos i wsp., 2012). W polskich górach ujęcie to było również przedmiotem wielu pub-likacji (Kozak, 2005; Kozak, Estreguil i Troll 2007; Ko-zak, Estreguil i Vogt, 2007; Kozak, Estreguil i Ostapo-wicz 2008; Giętkowski, 2009; Kozak, 2010; Szymura, Dunajski i Ruczakowska, 2010; Gielarek, Klich i Anto-siewicz, 2011). Intensywny rozwój badań zmian zasię-gu lasów, obserwowany na świecie w ostatnich latach, wynika z wdrażania zawansowanych technologii GIS,

co umożliwia wykonywanie precyzyjnych, ilościowych analiz tych zmian w dowolnych jednostkach taksono-micznych (administracyjnych, fizycznogeograficznych, hydrograficznych i in.). W opracowaniach tych wyko-rzystuje się nadal tradycyjne materiały kartograficz-ne (m.in. Więcko, 1986; Kienast, 1993; Petit i Lambin, 2002; Kozak, 2003), obrazy lotnicze i satelitarne (m.in. Kuemmerle i wsp., 2007; Kozak, Estreguil i Troll 2007; Baumann i wsp., 2012; Griffiths i wsp., 2014) oraz dedy-kowane przestrzenne bazy danych – np. CORINE Land Cover (m.in. Traustason i Snorrason, 2008; Pekkarinen, Reithmaier i Strobl, 2009; Ciołkosz i wsp., 2011).

Lasy w Górach Świętokrzyskim były przedmiotem zainteresowania wielu badaczy już w XIX wieku (Barański 1972). Przegląd dostępnych publikacji dotyczących zmian powierzchni leśnej w ujęciu przestrzennym z ostatnich 200 lat przedstawiony przez Szymańskiego (1979, 1993) wskazuje na duże zmiany lesistości w regionie, wywołane m.in. czynnikami historycznymi, gospodarczymi, politycznymi oraz przyrodniczymi. Pomimo szeregu opracowań dla Gór Świętokrzyskich nie wykonano dotychczas analiz opi-sujących zmiany zasięgu lasów.

Celem pracy jest określenie zmian zasięgu lasów i lesistości w Górach Świętokrzyskich w ostatnich 200 latach, z wykorzystaniem metod kartografii narzędzi GIS.

Obszar badań

Góry Świętokrzyskie, jedne z najstarszych w Euro-pie z geologicznego punktu widzenia, tworzą wydzielo-ny przez Kondrackiego (2011) mezoregion fizycznogeo-graficzny o powierzchni 1825 km² położony w obrębie Wyżyn Polskich (ryc. 1). Występuje tu niemal rów-noległy, układ pasm górskich (Łysogórskie, Jeleniow-skie, Masłowskie, Klonowskie, Zgórskie, Posłowickie,


Grzegorz Wałek: Instytut Geografii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego

Roman Suligowski: Instytut Geografii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego

Tadeusz Ciupa: Instytut Geografii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Wygiełzowskie, Orłowińskie) o generalnym kierunku WNW-ESE, nawiązujący wyraźnie do litologii i tek-toniki podłoża paleozoicznego. Pomiędzy pasmami górskimi znajdują się rozległe obniżenia tektoniczne, o płaskich dnach, mało zróżnicowane hipsometrycz-nie, zwane tu dolinami (Doliny: Kielce-Łagów, Wilków, Dębno). Wysokości bezwzględne kształtują się w prze-dziale od 175 do 612 m n.p.m., natomiast spadki terenu osiągają lokalnie 20o.

W partiach wierzchowinowych dominują gleby szkieletowe terenów górzystych, natomiast w niższych częściach występują gleby wytworzone na lessach, gli-nach, utworach pyłowych pochodzenia wodnego – po-siadające wysoki potencjał produkcyjny, a w dolinach gleby bagienne i mady rzeczne.

W wyższych partiach Gór Świętokrzyskich, tj. po-wyżej 350 m n.p.m. na stokach północnych oraz 450 m n.p.m. – na stokach południowych, występują lasy gór-skie: jodłowe i bukowe. W niższym piętrze rosną bory i grądy, w dolinach zaś łęgi typu podgórskiego (Szafer i Zarzycki, 1977).

Intensywny wpływ człowieka na Puszczę Święto-krzyską datuje się od okresu rzymskiego. Rozwijało się tu starożytne górnictwo rud i hutnictwo żelaza, wyko-rzystujące na dużą skalę drewno (Bielenin, 1992). We wczesnym średniowieczu w Górach Świętokrzyskich rozwinęło się osadnictwo i rolnictwo, pociągające za sobą masowe wylesienia w dolinach rzek oraz na stokach z pokrywami lessowymi. Bardzo wyraźne piętno na składzie gatunkowym lasu wywarło również hutnictwo szkła (XVI-XVIII w.), pochłaniające bardzo duże ilości drewna bukowego. Przyczyniło się to do zwiększenia w drzewostanach udziału jodły w stosunku do buka (Żabko-Potopowicz, 1954).

Teren ten charakteryzuje się odrębnością klimatycz-ną w stosunku do obszarów sąsiednich. W szczytowych partiach Gór Świętokrzyskich średnia roczna suma

opadów przekracza 820 mm, a średnia temperatura powietrza osiąga 5,7

oC. W cyklu rocznym opady są tu

większe w porównaniu do obszarów dolinnych o ok. 200 mm, a temperatura powietrza – niższa o ok. 1,5oC.

Materiał i metody

Materiał źródłowy stanowiły zeskanowane w wyso-kiej rozdzielczości mapy archiwalne i współczesne (ryc. 2): mapa Galicji Zachodniej płk. Mayera von Helden-sfelda w skali 1:28 000 (16 arkuszy wydanych w latach

1801-1804), mapa Rosji Zachodniej (Karte Des Westli-chen Russlands – KDWR) w skali 1:100 000 (9 arku-szy wydanych w 1914 i 1915 r.), Mapa Taktyczna Polski Wojskowego Instytutu Geograficznego (WIG) w skali 1:100 000 (9 arkuszy wydanych w 1931 i 1934 r.), Mapa Sztabu Generalnego Wojska Polskiego w skali 1:50 000 (14 arkuszy wydanych w latach 1985-1988), Mapa Sozo-logiczna w skali 1:50 000 (14 arkuszy z lat 2011-2012). Przyjęto aktualność terenową zasięgu powierzchni leśnej na poszczególnych mapach odpowiednio: 1800, 1900, 1930, 1983 i 2011. Analizę zmian zasięgu lasów

Ryc. 1. Rzeźba terenu Gór Świętokrzyskich (P. – pasmo, D. – dolina)


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


przeprowadzono w ujęciu czasowym, wydzielając za-tem cztery okresy: 1800-1900, 1900-1930, 1930-1983, 1983-2011, oraz w ujęciu przestrzennym.

Zadanie badawcze było realizowane przy wykorzy-staniu oprogramowania geoinformacyjnego Quantum GIS i SAGA GIS, z uwzględnieniem kartograficznej metody badań (Wilson, 2005; Podobnikar, 2010). Za-

stosowanie technik GIS umożliwiło opracowanie mapy obrazującej trwałość obszarów leśnych w całym okresie opracowania.

Ryc. 2. Fragmenty map wykorzystanych do analizy zasięgu lasów w Górach Świętokrzyskich

A – mapa Galicji Zachodniej, B – mapa Rosji Zachodniej (KDWR), C – Mapa WIG, D – Mapa Sztabu Generalnego, E – Mapa Sozologiczna


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Wyniki

W świetle analizowanych materiałów kartograficz-nych powierzchnia lasów w obrębie Gór Świętokrzy-skich była największa na początku badanego okresu (ok. 1800 r.) i wynosiła 772,5 km2, co stanowiło 42,3% ogólnej powierzchni (tab. 1, ryc. 3).

O deforestacji Gór Świętokrzyskich zadecydowa-ła działalność człowieka w XIX wieku. Do 1900 roku powierzchnia leśna zmniejszyła się do 510,8 km2 (wyle-sienie objęło 41,5% całkowitej powierzchni leśnej z 1800 roku, a zalesienie 7,6%). W 1930 roku lasy zajmowały jedynie 499,7 km2, a powierzchnie terenu objęta wyle-sieniem i zalesieniem był prawie równe (tab. 1).

Zatem w okresie 1800-1930 obszar lasów uległ zredukowaniu o 35,3%. Było to spowodowane niedo-statkiem ziemi na wsi, brakiem odpowiedniego usta-wodawstwa i nadzoru państwowego, a także uprze-mysłowieniem. Dodatkowo, niewielkie kompleksy leśne, usytuowane w pobliżu osad zaspokajały potrzeby opałowe mieszkańców. Wszystko to powodowało w re-gionie liczne i niekiedy bardzo gwałtowne zaburzenia w ekosystemach leśnych, dokonując zniekształcenia ich pierwotnego charakteru oraz prowadząc w kon-sekwencji do znacznego wyniszczenia drzewostanu,

Ryc. 3. Zasięg lasu (A) w latach 1800-2011 oraz jego zmiany (B) w Górach Świętokrzyskich

Objaśnienia: 1 – lasy, 2 – zalesienia, 3 – wylesienia.

Tabela 1. Zmiany lesistości w Górach Świętokrzyskich w latach 1800−2011

Źródło: oprac. własne.

CechaRok

1800 1900 1930 1983 2011Lesistość – % 42,3 28,0 27,4 30,4 33,9Powierzchnia lasu – km2 772,5 510,8 499,7 554,7 619,2

Okres1800-1900 1900-1930 1930-1983 1983-2011

Zmiana – km2 (%)

Wylesienie 320,4 (41,5) 73,2 (14,3) 27,7 (5,5) 16,7 (3,0)Zalesienie 58,7 (7,6) 62,1 (12,2) 82,7 (16,5) 81,2 (14,7)


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


a także osłabienia ich naturalnej kondycji i żywotności (Szymański 1993). Od 1930 roku stwierdzono powolne odtwarzanie powierzchni leśnych, a proces ten trwa do dzisiaj (tab. 1). Do 1983 roku analizowana powierzchnia w krajobrazie Gór Świętokrzyskich zwiększyła się ogó-łem do 554,7 km2 (lesistość – 30,4%), przy czym nowe zalesienia objęły w tym okresie 82,7 km2, zaś wylesienia 27,7 km2. W 2011 roku lasy zajmowały w regionie ogó-łem 619,2 km2 (lesistość – 33,9%) (tab. 1). Powierzchnia leśna zwiększyła się wówczas w stosunku do 1930 roku ogółem o 119,5 km2, przy czym zalesieniu uległo 163,9 km2, zaś wylesieniu 44,4 km2. W ostatnich kilkunastu latach następuje wyraźny proces sukcesji gatunków leś-nych na terenach bezpośrednio przylegających do więk-szych kompleksów leśnych. Z przeprowadzonej analizy wynika, że lasy na omawianym obszarze do dziś nie osiągnęły zasięgu sprzed ponad 200 lat. Dla porównania lesistość na obszarze Polski w 2011 roku wynosiła 29,3% i wykazuje tendencję rosnącą (Leśnictwo, 2013).

Zgromadzona dokumentacja kartograficzna pozwa-la na dokonanie szczególnie cennej analizy trwałości za-sięgu (istnienia) lasów w okresie ponad 200 lat. W tym celu obszar opracowania podzielono na pola jednost-kowe o powierzchni 1 ha i badano występowanie w ich obrębie lasu w przyjętych latach. Z przeprowadzonej analizy wynika, że najbardziej stabilne powierzchnie leśne tj. takie, które występowały tu co najmniej od 1800 roku, tworzą kilka zwartych kompleksów (ryc. 3). Łączna ich powierzchnia wynosi 382,6 km2, co stano-wi 21% całej powierzchni Gór Świętokrzyskich i 49% zajętej przez lasy w okresie maksymalnego ich zasięgu tj. na początku XIX wieku. Trwale zalesione są partie wierzchowinowe i górne części stoków najwyższych Pasm: Łysogórskiego, Jeleniowskiego, Masłowskiego i Klonowskiego, jak również niższych: Orłowińskiego, Iwaniskiego, Zgórskiego, Posłowickiego, Sieradowi-ckiego itd. Lasy są tu naturalnymi dominantami krajo-

brazowymi, widocznymi z wielu kilometrów. Są to ob-szary o niewielkiej przydatności rolniczej, wynikającej z uwarunkowań przyrodniczych: orograficznych i gle-bowych, cechujące się dużą podatnością na wodną ero-zję powierzchniową. Duże znaczenie dla zachowania lasów w Górach Świętokrzyskich miała również słaba dostępność komunikacyjna tego obszaru. Wielokrotne zmiany w użytkowaniu ziemi na określonym obszarze następowały często w bezpośrednim sąsiedztwie zwartych kompleksów leśnych. W miarę oddalania się od opisanych wyżej terenów trwałość występowania

powierzchni leśnych zmniejsza się. Najmniej ustabili-zowane powierzchnie leśne (udokumentowane tylko na jednej mapie) stwierdzono u podnóża pasm górs-kich, w Dolinie Kielecko-Łagowskiej, Wilkowskiej oraz w dolinach większych rzek. Łączna ich powierzchnia wynosi 269,5 km2, co stanowi 14,8% całej powierzchni Gór Świętokrzyskich. Są to tereny położone w sąsiedz-twie wsi, gdzie w XIX w. tzw. głód ziemi spowodował wkraczanie rolnictwa i zabudowy na tereny leśne. Ob-szary te w dalszym ciągu są zagospodarowane rolniczo. Do tej kategorii należą także tereny, które były w XIX

Ryc. 4. Lasy w krajobrazie Gór Świętokrzyskich od początku XIX wieku

Obszary: 1 – niezmiennie pokryte lasem, 2 – okresowo pokryte lasem.


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


i XX wieku użytkowane rolniczo a las pojawił się dopie-ro w ostatnim czasie jako efekt nieopłacalności produk-cji rolnej na zdegradowanych gruntach. Są to niewielkie rozproszone powierzchnie.

Syntetyczny obraz występowania i trwałości po-wierzchni leśnych w Górach Świętokrzyskich od początku XIX wieku ilustruje mapa, na której wydzie-lono 3 kategorie terenów: niezmiennie pokryte lasem, okresowo pokryte lasem oraz nieleśne (ryc. 4). Tere-ny zawsze porośnięte lasem pokrywają się z obszarem o bardzo dużej wartości wskaźnika trwałości (co odpo-wiada zasięgowi lasu na kolejnych 5 mapach). Z obrazu wynika, że znaczną powierzchnię Gór Świętokrzyskich (28,9% ogólnej powierzchni) zajmują tereny, na których w analizowanym 200-leciu las pojawiał się okresowo. Oznacza to zmiany w użytkowaniu gruntów na tych obszarach. Przeobrażenia w strukturze użytkowania są zróżnicowane przestrzennie. Szczególnie duże i zwarte powierzchnie zajmują one w obrębie gleb wykształco-nych z glin i na lessach w dolnych partiach stoków naj-wyższych pasm górskich, wierzchowin niższych pasm (Wygiełzowskie) oraz w dnie Doliny Kielecko-Łagow-skiej. Z kolei w północnej części Gór Świętokrzyskich tj. w dolinach Dębniańskiej i Wilkowskiej zmiany te są niewielkie.

Dyskusja wyników i podsumowanie

Zastosowanie nowoczesnych technik geoinfor-macyjnych a także metod kartografii porównawczej umożliwia wykorzystanie kolejnych map historycznych do badań zmian zasięgu przestrzennego lasu, a w kon-sekwencji trwałości ich występowania. W literaturze przedmiotu prowadzona jest dyskusja na temat zalet i wad wymienionych metod, z której wynika, że mogą być one przydatne do analizy zasięgu lasu począwszy od drugiej połowy XVIII w. tj. okresu gdy mapy charak-

teryzowały się już wystarczającą kartometrycznością i dokładnością (Kienast 1993; Podobnikar, 2010).

Uzyskane wyniki badań wskazują, że zmiany w za-sięgu powierzchni leśnej w Górach Świętokrzyskich po roku 1800, miały podobny przebieg i kierunek jak w innych częściach Polski i Europy, co wcześniej znalazło odzwierciedlenie w pracach m.in. Didiera (2001), Hörscha (2003), Rudela i wsp. (2005), Kozaka i wsp. (2007a), Maciasa i Szymczak (2012). Deforesta-cja na obszarze Gór Świętokrzyskich osiągnęła naj-większe rozmiary w XIX w. i trwała z mniejszą inten-sywnością do 1930 roku, który to rok można uznać za punkt zwrotny. Proces ten w Europie Północnej trwał tylko do połowy XIX wieku, natomiast w basenie Mo-rza Śródziemnego, w wyniku występowania tu różno-rodnych uwarunkowań przyrodniczych i społeczno--ekonomicznych, odbywał się aż do lat 70. XX w. (Rudel i wsp. 2005). Tempo wzrostu powierzchni leśnych po osiągnięciu punktu zwrotnego, zarówno w Górach Świętokrzyskich jak i w całej Europie, jest znacznie mniejsze niż wylesiania, a lesistość na tych terenach na ogół nie osiągnęła stanu z początku XIX w. Szczególnie warto podkreślić fakt, że zjawisko porzucania użytków rolnych i pojawiania się wtórnej sukcesji pod koniec XX wieku i na początku XXI wieku zostało wcześniej udokumentowane w innych lasach strefy umiarkowa-nej Europy (Piussi, 2000; Polna, 2005; Kozak, Estreguil i Vogt 2007; Baumann i wsp., 2012; Bose i wsp. 2014; Griffiths i wsp., 2014).

Wylesianie w okresie 1800-1930 było powszechne i wynikało ze wzrastającego wówczas zapotrzebowania na grunty orne, braku odpowiedniego ustawodawstwa i nadzoru państwowego, a także rozwoju industriali-zacji (Szymański, 1993). W Górach Świętokrzyskich największa trzebież lasów odbywała się w obrębie nie-wielkich kompleksów leśnych, występujących w pobli-żu osad wiejskich, których mieszkańcy wykorzystywali

drewno na potrzeby opałowe (Guldon, 2000). Spowodo-wało to w regionie liczne i niekiedy bardzo gwałtowne zaburzenia w funkcjonowaniu ekosystemów leśnych, prowadząc w konsekwencji do znacznego wyniszcze-nia drzewostanu, a także osłabienia ich naturalnej siły i żywotności, co wykazał Szymański (1979; 1993).

Z kolei wzrost lesistości w Górach Świętokrzyskich po 1930 roku był spowodowany przede wszystkim nieopłacalnością produkcji rolnej na zdegradowanych gruntach, migracją ludności ze wsi do miast oraz utworzeniem tu obszarów prawnie chronionych. Wska-zane w pracy obszary o największej trwałości zasię-gów powierzchni leśnej w bardzo dużym stopniu po-krywają się z przebiegiem pasm górskich w regionie. Słabe przyrodnicze uwarunkowania w ich obrębie dla rozwoju rolnictwa spowodowały, że lasy nie zostały tu wykarczowane i stanowią „rdzeń” Świętokrzyskiego Parku Narodowego, parków krajobrazowych (5) oraz specjalnych obszarów ochrony siedlisk Natura 2000 (8) wydzielonych zgodnie z Dyrektywą Habitatową (Dyrektywa (…), 1992; Ciupa, Suligowski i Wałek, 2016). Na przykład w ŚPN najstarsze drzewostany jodłowe, bukowe i dębowe mają ponad 220 lat, a 100-letnie stanowią 36% całkowitej powierzchni Parku (Ciupa, Suligowski i Wałek, 2015). Ochrona tych zwartych kompleksów leśnych stwarza gwarancję ich dalszego istnienia i zachowania w dobrym stanie.

Literatura

Barański S (1972). Lasy Gór Świętokrzyskich w Sylwanie z lat 1820-1858. Sylwan. 106(3): 55-60.

Baumann M, Ozdogan M, Kuemmerle T, Wendland KJ, Esipova E, Radeloff VC (2012). Using the Landsat record to detect forest-cover changes during and after the collapse of the Soviet Union in the temperate zone of European Russia. Remote Sens Environ. 124: 174-184.

Bielenin K (1992). Starożytne górnictwo i hutnictwo żelaza w Górach Świętokrzyskich. KTN, Kielce.


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Bose AK, Schelhaas M-J, Mazerolle MJ, Bongers F (2014). Temperate forest development during secondary succession: effects of soil, dominant species and management. Eur J Forest Res. 133(3):511-523.

Ciołkosz A, Guzik C, Luc M, Trzepacz P (2011). Zmiany użytkowa-nia ziemi w Karpatach Polskich w okresie 1988-2006. IGiGP UJ, Kraków.

Ciupa T, Suligowski R, Wałek G (2015). Morphological and soil con-ditions of forest cover changes in the Holy Cross National Park and its buffer zone. Queast. Geogr. 34(1):55-63.

Ciupa T, Suligowski R, Wałek G (2016). Use of GIS-supported com-parative cartography and historical maps in long-term forest co-ver changes analysis in the Holy Cross Mountains (Poland). Balt For. 22(1):63-73.

Di Fazio S, Modica G, Zoccali P (2011). Evolution trends of land use/land cover in a mediterranean forest landscape in Italy. In: Mur-gante B i wsp., eds. International Conference on Computational Science and Applications. Springer Berlin Heidelberg, 284-299.

Didier L (2001). Invasion patterns of European larch and Swiss stone pine in subalpine pastures in the French Alps. Forest Ecol Manag. 145(1-2):67-77.

Dyrektywa Rady 92/43/EWG z dnia 21 maja 1992 r. w sprawie ochro-ny siedlisk przyrodniczych oraz dzikiej fauny i flory.

Gerlée A (2011). The stability of ecological corridors as illustrated by examples from Poland. Prob. Ekol. Kraj. 30:371-376.

Gielarek S, Klich D, Antosiewicz M (2011). Zmiany powierzchni leśnej w Bieszczadach Zachodnich w XIX i XX wieku. Sylwan. 155(12):835-842.

Giętkowski T (2009). Zmiany lesistości Borów Tucholskich w latach 1938–2000. Promotio Geographica Bydgostiensia. 4:149-162.

Griffiths P, Kuemmerle T, Baumann M, Radeloff VC, Abrudan IV, Li-eskovsky J, Munteanu C, Ostapowicz K., Hostert P (2014). Forest disturbances, forest recovery, and changes in forest types across the Carpathian ecoregion from 1985 to 2010 based on Landsat im-age composites. Remote Sens Environ. 151:72-88.

Guldon Z (2000). Zarys dziejów osadnictwa, gospodarki i kultury materialnej. W: Cieśliński S, Kowalkowski A, red. Monografia Świętokrzyskiego Parku Narodowego. Wyd. ŚPN, Bodzentyn-Kraków, 527-535.

Hörsch B (2003). Modelling the spatial distribution of montane and subalpine forests in the central Alps using digital elevation mo-dels. Ecol Model 168(3): 267-282.

Kienast F (1993). Analysis of historic landscape patterns with a geographical information system – a methodological outline. Landscape Ecol. 8(2):103-118.

Kondracki J (2011). Geografia regionalna Polski. PWN, Warszawa.Kozak J (2003). Forest cover changes in the Western Carpathians

over the past 180 years: a case study from the Orawa region in Poland. Mt Res Dev. 23(4):369-375.

Kozak J (2005). Zmiany powierzchni lasów w Karpatach Polskich na tle innych gór świata. Uniwersytet Jagielloński, Kraków, 135 s.

Kozak J (2010). Forest cover changes and their drivers in the Polish Carpathian Mountains since 1800. In: Nagendra H, Southworth J, eds. Reforesting landscapes linking pattern and process. Landscape Series 10, Springer Netherlands, 253-273.

Kozak J, Estreguil C, Ostapowicz K (2008). European forest cover mapping with high resolution satellite data: The Carpathians case study. Int J Appl Earth Obs. 10(1):44-55.

Kozak J, Estreguil C, Troll M (2007). Forest cover changes in the northern Carpathians in the 20th century: a slow transition. J Land Use Sci. 2(2):127-146.

Kozak J, Estreguil C, Vogt P (2007). Forest cover and pattern chang-es in the Carpathians over the last decades. Eur J Forest Res. 126(1):77-90.

Kuemmerle T, Hostert P, Radeloff VC, Perzanowski K, Kruhlov I (2007). Post-socialist forest disturbance in the Carpath-ian border region of Poland, Slovakia, and Ukraine. Ecol Appl. 17(5):1279-1295.

Leśnictwo (2013). Główny Urząd Statystyczny, Warszawa.Pekkarinen A, Reithmaier L, Strobl P. (2009). Pan-European forest/

non-forest mapping with Landsat ETM+ and CORINE Land Cov-er 2000 data. Isprs J Photogramm. 64(2):171-183.

Petit CC, Lambin EF (2002). Impact of data integration technique on historical land-use/land-cover change: Comparing historical maps with remote sensing data in the Belgian Ardennes. Land-scape Ecol. 17(2):117-132.

Piussi P (2000). Expansion of European mountain forests. In: Pri-ce MF, Butt N, eds. Forests in sustainable mountain development: a state of knowledge report for 2000. IUFRO Research Series 5, CABI Publishing, Wallingford-New York. 19-25.

Podobnikar T (2010). Historical maps of Ljubljana for GIS applica-tions. Acta Geod Geophys Hu. 45(1):80-88.

Polna M (2005). Zmiany lesistości Polski w latach 1990-2001. Acta Sci. Pol. Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria. 4(1):51-60.

Puddu G, Falcucci A, Maiorano L (2012). Forest changes over a cen-tury in Sardinia: implications for conservation in a Mediterra-nean hotspot. Agroforest Syst. 85(3):319-330.

Richling A, Solon J (2011), Ekologia krajobrazu. PWN, Warszawa.Rudel TK, Coomes OT, Moran E, Achard F, Angelsen A, Xu J, Lam-

bin E (2005). Forest transitions: towards a global understanding of land use change. Global Environ Chang. 15:23-31.

Skalos J, Engstova B, Trpakova I, Santruckova M, Podrazsky V (2012) Long-term changes in forest cover 1780–2007 in central Bohemia, Czech Republic. Eur J Forest Res. 131(3):871-884.

Szafer W, Zarzycki K (red.) (1977). Szata roślinna Polski. PWN, War-szawa.

Szymański B (1979). O źródłach i opracowaniach dotyczących zmian lesistości ziem polskich. Sylwan. 123(2):57-69.

Szymański B (1993). Badanie zmian powierzchni leśnej Kielecczyzny w XIX i XX wieku na podstawie materiałów kartograficznych. Syl-wan. 137(4): 73-82.

Szymura TH, Dunajski A, Ruczakowska AM (2010). Zmiany po-wierzchni lasów na obszarze Karkonoskiego Parku Narodowego w okresie 1747–1977. Opera Corcontica. 47(suppl. 1):159-166.

Traustason B, Snorrason A (2008). Spatial distribution of forests and woodlands in Iceland in accordance with the CORINE Land Cov-er classification. Icel Agric Sci. 21:39-47.

Więcko E (1986). Zmiany lesistości i rozmieszczenie lasów w oko-licach Warszawy w świetle kartografii i innych źródeł. Sylwan. 130(2/3):127-136.

Wilson JW (2005). Historical and computational analysis of long-term environmental change: forests in the Shenandoah Valley of Virginia. J Hist Geogr. 33:33-53.

Wulf M, Sommer M, Schmidt R (2010). Forest cover changes in the Prignitz region (NE Germany) between 1790 and 1960 in relation to soils and other driving forces. Landscape Ecol. 25(2):299-313.

Żabko-Potopowicz A (1954). Zagadnienie lasów w Polsce przed rozbiorami od schyłku XV do połowy XVIII wieku. Sylwan. 98(5):363-388.


NAU

KAKR

ÓTK

OSZ

KOŁA


Changes in forest coverage of the Holy Cross Mountains during last 200 years

Tadeusz Ciupa, Roman Suligowski, Grzegorz Wałek

In this work we discuss the forest area and coverage sta-bility in the Holy Cross Mountains in Poland. We ana-lyzed data from the beginning of the 19th century to 2011. The analysis was based on the comparative cartographic methodology in GIS using four archival and one contem-porary maps showing forest coverage in 1800, 1900, 1930, 1983, and 2011. The area of the highest forest coverage stability, where the presence of forest was documented on every analyzed map is 21,0% of the Holy Cross Moun-tains. The area corresponding to 28,9% of the Holy Cross Mountains was periodically covered by forest. Forests in the Holy Cross Mountains are natural landscape domi-nants, covering mostly mountain ranges and hilltops.key words: forest cover, forest cover stability, historical maps


Geografia – IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony:

Cele:

I. Dostrzeganie prawidłowości dotyczacych środowiska przyrodni-czego, życia i gospodarki człowieka oraz wzajemnych powiązań i zależności w systemie człowiek-przyroda-gospodarka.

IV. Pozyskiwanie, przetwarzanie oraz prezentowanie informacji na podstawie różnych źródeł informacji geograficznej, w tym również technologii informacyjno-komunikacyjnych oraz Geograficznych Systemów Informacyjnych (GIS).

Treści:

1. Źródła informacji geograficznej. Uczeń:

7) stosuje wybrane metody kartograficzne do prezentacji cech ilościowych i jakościowych środowiska geograficznego;

10. Geografia Polski – środowisko przyrodnicze. Uczeń:

2) ocenia walory i określa cechy środowiska decydujące o krajobra-zie wybranych krain geograficznych Polski;

10) przedstawia dominanty środowiska krain geograficznych Polski na podstawie map tematycznych, danych statystycznych i obser-wacji bezpośrednich;

11) uzasadnia konieczność działań na rzecz restytucji i zachowania naturalnych elementów środowiska w Polsce.

Przygotowanie nauczycieli przedszkoli do prowadzenia edukacji przyrodniczo-ekologicznej – raport z badań | Mirosława Parlak | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 24

SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Przygotowanie nauczycieli przedszkoli do prowadzenia edukacji przyrodniczo-ekologicznej – raport z badańMirosława Parlak


Wprowadzenie

W czasach intensywnych przemian cywilizacyj-nych i społecznych coraz większe wyzwania stoją przed nauczycielami, których głównym zadaniem jest przygotowanie młodego pokolenia do życia w nieprze-widywalnej rzeczywistości. I choć kwestie związane z kwalifikacjami nauczyciela od lat stanowią przedmiot zainteresowań badawczych, to problematyka oczekiwań wobec przedstawicieli tego zawodu oraz wymogów, ja-kie stawiane są nauczycielom jest i będzie zawsze aktu-alna i otwarta.

Okres transformacji zrodził nowe problemy eduka-cyjne, których przyczyn można doszukiwać się w wielu zjawiskach przebiegających w naszym społeczeństwie, m.in.:

• kształtowaniu świadomości społecznej i zmianie postaw mających związek z modernizacją tre-ści kształcenia w kierunku problematyki zmian w różnych sferach życia społecznego i ich konse-kwencji (…);

• coraz większej świadomości społeczeństwa na temat ochrony środowiska, która stawia przed szkolnictwem zwiększone zadania kształtowania postaw i podejmowania działań proekologicznych jako warunku przetrwania i rozwoju życia na Zie-mi (…);

• reformie systemu edukacji narodowej prowadzo-nej w kierunku edukacji zorientowanej humani-stycznie, mającej uwzględniać potrzeby człowieka i jego maksymalny rozwój duchowy;

• zwiększeniu roli kultury w kształtowaniu wizji przyszłości i tożsamości narodowej, wymagającej przygotowania osób uczących się do dialogu kul-tur, rozumienia innych, wzrostu znaczenia war-tości uniwersalnych i postaw prospołecznych, wy-

Streszczenie:

W artykule zaprezentowano wyniki badań na temat przy-gotowania nauczycieli dzieci w wieku przedszkolnym do planowania, prowadzenia zajęć oraz podejmowania dzia-łań innowacyjnych w obszarze edukacji przyrodniczo--ekologicznej. Szczególną uwagę zwrócono na przygoto-wanie nauczycieli wyniesione ze studiów podstawowych oraz kursów i studiów podyplomowych, jakie ukończyli w ramach doskonalenia zawodowego. Zwrócono uwagę również na to, czy i jakie działania innowacyjne prowa-dzą badani nauczyciele, aby intensyfikować proces edu-kacji przyrodniczo-ekologicznej dzieci w wieku przed-szkolnym.Słowa kluczowe: edukacja przyrodnicza, edukacja w przedsz-kolu

dr Mirosława Parlak: Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach, Wydział Pedagogiczny i Artystyczny

zwalania z mitów prowadzących do nietolerancji, konsumpcjonizmu i egoizmu;

• osłabieniu roli rodziny w życiu człowieka, wyma-gającego od edukacji ukazania różnych możliwo-ści pomocy i wsparcia rodzin w tworzeniu opty-malnych czynników rodzinnych i mechanizmów wychowawczo-socjalizacyjnych, których ogniwem inicjującym i wytwarzającym efekty są czynności świadome, intencjonalne i kreatywne (Szempruch, 2011, 215–216).

Zmieniające się oczekiwania społeczne i kulturowe wobec nauczycieli wymagają posiadania wysokich kwa-lifikacji i kompetencji zawodowych, które gwarantują oczekiwaną efektywność kształcenia i wychowania. Jest potrzeba tworzenia nowego wizerunku nauczyciela – „wraca wzór nauczyciela-badacza, bez którego refor-ma nie może się udać. Opór materii w postaci stosowa-nia tradycyjnych schematów musi zostać przełamany. Nowy model edukacji wymaga bowiem od nauczyciela nie tylko ogromnej wiedzy, ale i dociekliwości oraz mą-drości dydaktycznej. Tylko nauczyciel o takich cechach może być gwarantem dobrej jakości pracy szkoły” (Adamek, 2002, 5).

Jak zauważa K. Denek, zmianom ulegają funkcje i zadania nauczycieli wczesnej edukacji. Autor wska-zuje na szczególnie istotne dla nowoczesnej edukacji: organizowanie procesu kształcenia przy wspierającej roli nauczyciela w celu wywołania wielostronnej ak-tywności uczniów, ocena i monitorowanie postępów uczniów, organizowanie procesu wychowania w ży-ciu szkolnym i środowiskowym, współkształtowanie charakterów uczniów, rozwijanie umiejętności współ-życia we wspólnotach, rozwój samorządności i praw dziecka, opieka nad wychowankami, diagnozowanie sytuacji i potrzeb dzieci, umiejętność współpracy nauczyciela z rodzicami i środowiskiem lokalnym, inicjowanie nowych rozwiązań w procesie nauczania-


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


uczenia się, systematyczne wiązanie teorii z praktyką (Denek, 2005, 216).

Zawód nauczyciela należy do tych profesji, w któ-rych wręcz konieczne jest samodoskonalenie w ciągu całego przebiegu pracy zawodowej. Zdaniem R. Kwaś-nicy „nie można bezgranicznie zaufać posiadanej już wiedzy zawodowej, choćby była potwierdzona dyplo-mami wszelkich możliwych instytucji kształcących na-uczycieli. Nie przekreślając jej wartości, trzeba założyć, że w mniejszym bądź większym stopniu okaże się nie-wystarczająca. Musi tak być, ponieważ doświadczenie zawodowe nauczyciela, nawet najbardziej bogate, oka-zuje się zawsze prowizoryczne i niepełne w obliczu fak-tu, że każdy uczeń jest inny i że każdy z osobna z dnia na dzień staje się kimś innym, zmieniając się, rozwija-jąc” (Kwaśnica, 2006, 295).

Kompetencje nauczyciela do edukacji przyrodniczej trafnie określane są przez Autorów poradnika „Przy-rodnicza edukacja przedszkolna i wczesnoszkolna” (2016) – „kto chce uczyć, jak badać świat przyrody po-winien sam być choć trochę badaczem. Być badaczem to nie tylko przyjęcie pewnej metody w poznawaniu ota-czającego świata. Postawa badawcza, myślenie naukowe to podstawa krytycznego oglądu rzeczywistości, umie-jętności selekcji i oceny informacji, co sprzyja, a czasem wręcz warunkuje podejmowanie przemyślanych, racjo-nalnych decyzji i zmniejsza podatność na wpływy ze-wnętrzne” (Poziomek i wsp., 2016, 8).

Efektywną edukację w tym, tak jak każdym innym obszarze, powinno się zaczynać jak najwcześniej, od pierwszego jej szczebla. Cele wczesnej edukacji przyrod-niczo-ekologicznej wywodzą się od wartości przyjętych w edukacji. Wartości ekologiczne to przede wszystkim:

• uznanie życia za wartość samą w sobie,• szacunek dla życia,• konieczność symbiozy (współżycia ekologicznego)

istot żywych,

• tolerancję wobec różnych gatunków i kultur, • współczucie dla istot żywych,• odpowiedzialność człowieka za całość biosfery

i geosfery,• szacunek dla wszystkich ludzi (Dobrzańska, Do-

brzański i Kiełczewski, 2008, 241).Cele, które odpowiadają powyższym wartościom

można wyznaczyć następująco:• dążenie do kształtowania dziecka wrażliwego na

otaczające środowisko przyrodnicze• i rozumiejącego konieczność ochrony jego zaso-

bów,• rozbudzanie potrzeby kontaktu z przyrodą,• uświadamianie dzieciom, że polska przyroda jest

wartością naszego narodu,• kształtowanie świadomości faktu, ze człowiek jest

integralną częścią otaczającego środowiska, jest nierozerwalnie związany z przyrodą, która zapew-nia wszystkie warunki niezbędne do życia,

• ukazywanie różnorodności przyrody w najbliż-szych ekosystemach naturalnych i sztucznych,

• rozwijanie umiejętności racjonalnego korzystania z zasobów przyrody,

• wpajanie szacunku dla każdego życia, uświado-mienie, że każda istota żywa ma prawo do godnego życia,

• kształtowanie gotowości do czynnego udziału w ochronie przyrody oraz odpowiedzialności za własne postępowanie,

• kształtowanie umiejętności związanych z ochroną przyrody w życiu codziennym,

• rozwijanie zdolności dostrzegania i odczuwania piękna przyrody w każdej porze roku i w każdym jej elemencie,

• kształtowanie przekonania o konieczności wypra-cowania ekologicznego stylu życia, co oznacza nie tylko troskę o przyrodę, lecz również gospodar-

ność i oszczędność jako przeciwieństwo nadkon-sumpcji,

• propagowanie zdrowego stylu życia w zgodzie z przyrodą, kształtowanie postaw prozdrowotnych oraz przekonania, że zdrowie jest jedną z najwięk-szych wartości ludzkiego życia,

• rozwijanie umiejętności badawczych oraz myśle-nia naukowego dzieci jako zapewnienie podwali-ny w procesie kształtowania postaw badawczych w kolejnych etapach edukacji.

W nowoczesnej edukacji przyrodniczej szczególnie istotne jest rozwijanie myślenia naukowego i wdrażanie wychowanków uczenia się przez badanie (IBSE – (ang. Inquiry Based Science Education) już od pierwszych szczebli nauczania, co znalazło wyraz w zaleceniach Komisji Europejskiej (2007, 2–3). Nauczanie przez ba-danie przynosi wiele korzyści w edukacji, najważniejsze z nich to:

• podnoszenie poziomu osiągnięć uczniów na wszystkich szczeblach edukacji;

• zwiększenie zainteresowania nauką, co ma bezpo-średni związek z efektywnością kształcenia;

• metoda IBSE jest skuteczna w przypadku uczniów o zróżnicowanych zdolnościach – od najmniej do najbardziej zdolnych;

• metoda IBSE oraz metody tradycyjne metody na-uczania nie wykluczają się wzajemnie i powinny być dostosowane do potrzeb;

• ze względu na swą istotę, metody IBSE mogą łą-czyć edukację formalną i nieformalną, angażując w proces kształcenia podmioty z otaczającego śro-dowiska i zapewniając szerokie możliwości współ-pracy (European Commission, 2007, 2–3).

Na rolę nauczyciela w rozwijaniu umiejętności za-stosowania wiedzy zdobytej przez dzieci zwraca uwagę C.G. Basile. Umiejętność ta nazywana jest przez Autor-kę transferem, który jest rozumiany jako sposób zasto-


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


sowania zdobytych wiedzy i umiejętności w sytuacjach problemowych:

Nauczyciel edukacji środowiskowej stale powinien mody-fikować cele i założenia dotyczące programu nauczania (…), aby uwydatnić i wykorzystać transfer jako istotny cel edukacji. Ten problem jest szczególnie istotny we wczesnej edukacji, gdzie dopiero się rozpoczyna się tworzenie pod-staw wiedzy naukowej (…). Umiejętność transferu umożli-wia dzieciom podejmowanie szerokich wyzwań intelektu-alnych (Basile, 2000, 22).

Przed nauczycielem stoi wiele wyzwań związa-nych z efektywną edukacją przyrodniczo-ekologiczną małych dzieci. Pedagog pracujący z dziećmi w wieku przedszkolnym ma do spełnienia specyficzne zadania, tym bardziej, że zmienia się jego rola we współczesnej edukacji. Nauczyciel jest organizatorem i koordynato-rem całokształtu życia i aktywności dziecka i własnej. Nie tylko organizuje proces kształcenia i wychowania w poszczególnych dziedzinach edukacji przedszkolnej, lecz musi również zadbać o to, aby dziecko poznawało świat w sposób interesujący, stosować musi oryginalne rozwiązania metodyczne. Posiadane przez nauczycieli kompetencje zawodowe w istotnym stopniu decydują o charakterze, przebiegu i efektach procesu kształcenia, a więc w konsekwencji o wynikach zmian zachodzą-cych w edukacji (Denek, 1996, 36).

Cele badań

Ze względu na to, że jednym z najważniejszych wa-runków skutecznej edukacji jest poziom przygotowania metodycznego, merytorycznego oraz organizacyjnego nauczycieli, podjęto badania, mające poszerzyć zakres wiedzy na temat przygotowania nauczycieli przedszkoli do prowadzenia skutecznej edukacji przyrodniczo-eko-logicznej. Istotnym motywem do podjęcia rozeznania naukowego w tym obszarze był również fakt, że nie-zwykle rzadko podejmowane są w badaniach pedago-

gicznych analizy kompetencji nauczycieli w zakresie wybranego obszaru kształcenia. Dotyczy to również edukacji przyrodniczo-ekologicznej na szczeblu przed-szkola.

Celem badań było zebranie danych na temat pozio-mu przygotowania metodycznego nauczycieli przed-szkoli do planowania i prowadzenia zajęć oraz podej-mowania przez nich działań innowacyjnych w obszarze edukacji przyrodniczo-ekologicznej. Dążenie do pozna-nia kompetencji nauczycieli przedszkoli w określonym zakresie było podyktowane również względami zwią-zanymi z praktyką kształcenia przyszłych nauczycieli. Wyniki badań posłużą modyfikacji kształceniu nauczy-cieli przedszkoli w Uniwersytecie Jana Kochanowskie-go, gdzie od lat uczy się przyszłych pedagogów na po-trzeby przede wszystkim rynku lokalnego.

Materiał i metody

Badaniom poddano 71 nauczycieli przedszko-li w Kielcach w czerwcu 2014 roku. Próbę badawczą wybrano spośród 362 nauczycieli pełnozatrudnionych (100% populacji), pracujących w przedszkolach pub-licznych w Kielcach (bez nauczycieli przedszkoli spe-cjalnych). Dobrana została w sposób losowy prosty, po-numerowano listę alfabetyczną nauczycieli, dokonano losowania numerów za pomocą metody urny, wyloso-wano numery 75 osób (czyli ok. 20% populacji). Cztery nauczycielki nie wyraziły zgody na udział w badaniach (w badaniach założono dobrowolne uczestnictwo). Ba-dani nauczyciele pracowali w 11 kieleckich przedszko-lach – Przedszkolach Samorządowych nr: 3, 6, 13, 15, 18, 24, 29, 33, 34, 35 i 39. W badaniach zastosowano au-torski kwestionariusz ankiety. Narzędzie to składa się przede wszystkim z pytań otwartych, w których badani proszeni są o wyrażenie własnych sądów i opinii, które były podstawą do analiz jakościowych.

Wyniki badań

Podejmując badania zapytano nauczycieli o staż pracy w zawodzie nauczyciela przedszkola oraz poziom i charakter wykształcenia. Analizy wyników dotyczą-cych stażu wskazują, że zdecydowana większość na-uczycieli posiada duże doświadczenie zawodowe – 63% respondentów pracuje powyżej 16 lat, niespełna jedna trzecia ogółu badanych legitymuje się najdłuższym sta-żem w zawodzie – powyżej 25 lat (tab. 1).

Tabela 1, Staż pracy badanych nauczycieli


Lp. Staż pracy (w latach) Odsetek badanych nauczycieli

1 0-5 10,0%

2 6-15 27,0%

3 16-25 33,0%

4 powyżej 25 30,0%

5 ogółem 100,0%

Tabela 2. Poziom wykształcenia formalnego nauczycieli


Lp. Poziom wykształceniaOdsetek

badanych nauczycieli

1studia magisterskie o specjalności wy-chowanie przedszkolne lub edukacja wczesnoszkolna i przedszkolna

93,0%

2studia licencjackie o specjalności eduka-cja wczesnoszkolna i przedszkolna

4,2%

3studia podyplomowe o kierunku eduka-cja wczesnoszkolna i przedszkolna

2,8%

4 ogółem 100,0%


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Analiza poziomu wykształcenia formalnego na-uczycieli wskazuje, że zdecydowana większość (93%) ukończyła studia magisterskie o specjalności wychowa-nie przedszkolne lub edukacja wczesnoszkolna i przed-szkolna, nieliczni pedagodzy są absolwentami studiów licencjackich o specjalności edukacja wczesnoszkolna i przedszkolna lub kwalifikacje uzyskali podczas kursu studiów podyplomowych (tab. 2).

Poza studiami podstawowymi część nauczycieli (prawie dwie trzecie badanych) ukończyło różne formy doskonalenia zawodowego, (kursy, szkolenia i warszta-ty) – spośród nich połowa od 1 do 3, połowa 4 i więcej (tab. 3).

Z odpowiedzi udzielonych przez respondentów wy-nika, że nauczyciele podejmują działania w celu dosko-nalenia własnego warsztatu pracy. Ponad jedna piąta badanych (28,5%) aktualnie uczestniczy w jednej z form doskonalenia zawodowego. Natomiast wśród zapyta-nych o to, czy chcieliby i w jakim kursie uczestniczyć, prawie 60% odpowiedziało, że nie widzi takiej potrze-by, wśród pozostałych odpowiedzi nie było deklaracji co do doskonalenia w dziedzinie edukacji przyrodni-czej i ekologicznej. Nauczyciele chcieliby uczestniczyć w kursach uzupełniających ich kwalifikacje i umie-jętności w zakresie między innymi wczesnej edukacji

matematycznej, nowoczesnych metod nauki czytania, kształtowania dojrzałości szkolnej, zapobieganiu agre-sji. Można wyciągnąć wniosek, że nauczyciele wysoko oceniają swoje kompetencje. Aby potwierdzić, co re-spondenci bezpośrednio sądzą na ten temat, zapytano ich o samoocenę stopnia przygotowania do prowadze-nia edukacji przyrodniczo-ekologicznej.

Uzyskane deklaracje wskazują, że około 40% (29 osób) nauczycieli przedszkoli uważa, że ich poziom przygotowania jest dobry, większa grupa (połowa ba-danych) oceniła je jako przeciętny. Tylko około 10% (7 osób) ocenia swoje przygotowanie jako bardzo dobre (tab. 4).

Zapytano również badanych, czy będą podejmować działania, których celem jest podnoszenie poziomu przygotowania do prowadzenia efektywnej edukacji przyrodniczo-ekologicznej na poziomie wychowania przedszkolnego. Większość nauczycieli (49 osób, czy-li około 70%) nie deklaruje podejmowania tego typu działań. Podając przyczyny tłumaczą się brakiem czasu bądź też możliwości i środków finansowych na podjęcie sformalizowanych form dokształcania i doskonalenia

zawodowego, takich jak kursy czy studia podyplomowe. Pozostali badani deklarowali kilka sposobów doskona-lenia umiejętności do prowadzenia edukacji przyrod-niczej i ekologicznej, zarówno formalnych, jak i niefor-malnych (tab. 5). Respondenci mogli określić dowolne sposoby i liczbę szkoleń.

Udzielone przez nauczycieli odpowiedzi w więk-szości dotyczą szkoleń w zakresie weryfikacji wiedzy i umiejętności dotyczących doboru i wykorzystania metod kształcenia i wychowania, form organizacyjnych i środków dydaktycznych w procesie edukacji przyrod-niczo-ekologicznej. Nikt nie wskazał na zasadność or-ganizacji ogrodu przedszkolnego i jego wykorzystywa-nia jako najlepszego miejsca do nabywania przez dzieci

Tabela 3. Zakres form doskonalenia zawodowego, w których uczestniczyli badani nauczyciele


Lp.Liczba form doskonalenia

zawodowegoOdsetek badanych

nauczycieli

1 0 38,0%

2 1–3 31,0%

3 4 i więcej 31,0%

4 ogółem 100,0%

Lp.Ocena poziomu przygotowania do

prowadzenia edukacji przyrodniczej

Odsetek badanych nauczycieli

1 bardzo dobry 10%

2 dobry 40%

3 przeciętny 50%

4 niski 0%

5 ogółem 100%

Tabela 4. Samoocena poziomu przygotowania do prowadzenia edukacji przyrodniczo-ekologicznej dokonana przez nauczycieli


Tabela 5. Deklarowane przez nauczycieli sposoby doskonalenia umiejętności zawodowych związanych z prowadzeniem edukacji przyrodniczo-ekologicznej


Lp.

Deklarowane przez nauczycieli sposoby doskonalenia umiejętności zawodowych związanych z prowadzeniem edukacji przyrodniczo-ekologicznej

Odsetek badanych

nauczycieli

1udział w studiach lub kursach doskona-lących, których problematyka dotyczy kompetencji metodycznych

12,7%

2podjęcie współpracy z Ligą Ochrony Przy-rody lub inną organizacją lub instytucją, która w statucie ma zadania edukacyjne

10%

3weryfikacja metod i form pracy z dziećmi w obszarze edukacji przyrodniczo--ekologicznej

22,5%

4współpraca z nauczycielami z innych placówek w celu wymiany doświadczeń

5,6%

5

podejmowanie działań na rzecz podwyż-szania kompetencji merytorycznych – oglądanie filmów przyrodniczych, współ-praca z nauczycielem uczącym przyrody w szkole podstawowej

1,4%


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


wiadomości, zwłaszcza zaś umiejętności i kształtowa-nia postaw wobec otaczającej przyrody. Mniejsza grupa respondentów deklaruje podjęcie kształcenia w zakresie sformalizowanych sposobów doskonalenia zawodowe-go, dotyczyć one mają podwyższania ogólnie ujmując umiejętności metodycznych badanych nauczycieli. Tyl-ko nieliczne osoby deklarowały podjęcie innych działań mających na celu doskonalenie umiejętności zawodo-wych związanych z prowadzeniem edukacji przyrod-niczo-ekologicznej, była to współpraca organizacjami prośrodowiskowymi, przede wszystkim z Ligą Ochrony

Tabela 6. Trudności, które zgodnie z opiniami badanych nauczycieli przedszkoli uniemożliwiają prowadzenie skutecznej edukacji przyrodniczo-ekologicznej


Lp.Trudności, które zdaniem badanych przeszkadzają w prowadzeniu skutecznej edukacji przyrodniczo-ekologicznej

Odsetek badanych

nauczycieli

1

niedostateczne lub brak wyposażenia pla-cówek w nowoczesne środki dydaktyczne (tablice, obrazy o tematyce przyrodniczej, encyklopedie przyrodnicze, filmy, sprzęt typu komputer z łączem internetowym i inne)

59,2%

2mała ilość czasu, jaki nauczyciele mogą poświęcić na edukację przyrodniczo--ekologiczną

49,3%

3przyczyny organizacyjne – niemożność zapewnienia opieki na wycieczkach

42,3%

4brak środków finansowych na wycieczki do różnych ekosystemów

42,3%

5niechęć ze strony rodziców, brak przyzwo-lenia na wyjście poza salę przedszkolną na spacery lub wycieczki

40,9%

6obecność w przedszkolu chorych dzieci, co uniemożliwia wyjścia poza budynek przedszkola

16,9%

7 niechęć ze strony dyrekcji placówki 2,8%

Przyrody. Niepokoić może fakt, że tylko jedna nauczy-cielka widzi potrzebę doskonalenia zawodowego w za-kresie kompetencji merytorycznych, skoro wiadomo, że dla uzyskiwania wysokich efektów w pracy nauczyciela przygotowanie merytoryczne jest tak samo istotne jak metodyczne. Dlaczego nauczyciele nie widzą potrzeby doskonalenia swoich umiejętności w obszarze edukacji przyrodniczo-ekologicznej, skoro oni sami nie ocenia-ją ich jako wysokich? Być może nie doceniają roli kon-taktów z przyrodą w rozwoju dziecka. Przyczyna tkwić może również w przedkładaniu zadań opiekuńczo-wy-chowawczych przedszkola nad kształcącymi.

W dalszej części badań zapytano o trudności, które, zdaniem badanych, uniemożliwiają prowadzenie efek-tywnej edukacji przyrodniczo-ekologicznej. Zastoso-wano pytanie typu otwartego, nauczyciele mieli swobo-dę w określaniu rodzaju trudności (tab. 6).

W zdecydowanej większości odpowiedzi (około 60% wskazań) respondenci wskazują na braki w wypo-sażeniu placówek przedszkolnych w nowoczesne środki dydaktyczne. W dalszej kolejności znalazły się odpo-wiedzi takie jak: brak środków finansowych na wyjaz-dy poza miejsce zamieszkania, brak dobrej współpracy ze strony rodziców, mała ilość czasu, jaki mogą prze-znaczyć na zajęcia z dziedziny edukacji przyrodniczo--ekologicznej oraz brak dobrej współpracy ze strony ro-dziców (we wszystkich trzech kategoriach około połowa wskazań). Ostatnia w wymienionych przyczyn może co najmniej zastanawiać, bowiem planowanie i organiza-cja poszczególnych zajęć pozostaje w gestii nauczyciela i przede wszystkim od niego zależy dobór treści, metod i środków wychowania i kształcenia. Można sformuło-wać zatem pytanie o rozumienie przez nauczycieli edu-kacyjnej roli zajęć organizowanych poza budynkiem przedszkola, przede wszystkim wycieczek i spacerów, a więc tym form pracy nauczyciela z dziećmi, które są najbardziej efektywne dla osiągania wysokich efektów

w dziedzinie edukacji o otaczającej przyrodzie. Nato-miast brak dobrej współpracy z rodzicami dzieci, kon-kretnie zaś brak zgody na wychodzenie z dziećmi poza budynek przedszkola może wynikać z niezrozumienia przez nich roli i zadań edukacji przedszkolnej. W obo-wiązkach nauczycieli powinno być uświadomienie ro-dzicom podstawowych zadań przedszkola w rozwoju dziecka, w tym także wartości zajęć poza salą przed-szkolną. Natomiast kwestie braku środków finanso-wych na wyjazdy z dziećmi poza miejsce zamieszka-nia są moim zdaniem wyolbrzymione. W najbliższym otoczeniu każdego przedszkola jest ogród, a także mi-nimalny choćby teren z zagospodarowaną lub dziką przyrodą, które można z powodzeniem wykorzystać w realizacji edukacji przyrodniczej. Bez ponoszenia żadnych kosztów finansowych można wspólnie z dzieć-mi założyć kącik przyrody w sali przedszkolnej oraz ogródek przedszkolny, które stanowią niewyczerpane źródło darmowych pomocy dydaktycznych. Tak więc wymieniane przez nauczycieli trudności można pró-bować wyeliminować, wykorzystując w odpowiedni sposób najbliższe środowisko. Wśród problemów zwią-zanych z organizowaniem spacerów i wycieczek respon-denci wymienili również obecność w przedszkolu dzie-ci chorych, co powinno być wyeliminowane w trakcie porannego przyjmowania dzieci do przedszkola oraz poprzez rozmowy z rodzicami.

W następnej kolejności zebrano dane na temat spo-sobów organizowania przez nauczycieli kontaktów z otaczającą przyrodą. Zapytano respondentów, czy wykorzystują zajęcia w ogrodzie przedszkolnym do za-interesowania dzieci przyrodą w najbliższym otoczeniu (tab. 7).

Uzyskane odpowiedzi wskazują, że większość bada-nych wykorzystuje pobyt dzieci w ogrodzie przedszkol-nym do wzbudzania i rozwijania zainteresowań dzieci przyrodą w bliskim otoczeniu. Jednak niepokoić może


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


niemała liczba nauczycieli, którzy nie wykorzystują po-bytu dzieci w bliskim otoczeniu przyrodniczym w edu-kacji przyrodniczej. Jeszcze więcej pedagogów w ogóle nie udzieliła odpowiedzi na to pytanie, wyciągnąć moż-na wniosek, że i ta grupa badanych prawdopodobnie nie prowadzi tego typu działań.

Respondenci, którzy twierdząco odpowiedzieli na pytanie, organizują zajęcia w ogrodzie przedszkolnym po to, aby:

• dzieci miały okazję dokonywania obserwacji przy-rodniczych (38 wskazań na 71 badanych),

• dzieci mogły obcować z przyrodą i miały oka-zję zainteresować się roślinami i zwierzętami (37 wskazań na 71 badanych),

• uwrażliwiać wychowanków na problemy ochrony roślin i zwierząt żyjących

• w najbliższym otoczeniu (29 wskazań na 71 bada-nych),

• dzieci mogły dokarmiać zwierzęta dziko żyjące w porze zimowej (23 wskazania na 71 badanych),

• zapewnienie możliwości kształtowania umiejętno-ści praktycznych (2 wskazania na 71 badanych).

Nauczyciele organizują zajęcia w ogrodzie przede wszystkim po to, aby wychowankowie mogli mieć spo-

sobność do obserwacji przyrody, np. przy dokarmianiu zwierząt zimą, co może uwrażliwiać dzieci na problemy ochrony przyrody w najbliższym otoczeniu. W nielicz-nych przypadkach było to organizowanie działalności praktycznej poprzez prace w ogrodzie, tylko dwie na-uczycielki deklarowały, że ich podopieczni opiekują się roślinami ozdobnymi i użytkowymi, samodzielnie wykonują prace związane z ich uprawą. Organizowanie własnej działalności dzieci badani deklarują wyłącznie przy organizowaniu akcji ekologicznych, takich jak Dzień Ziemi czy „Sprzątanie świata”. Wyciągnąć można więc wniosek, że nauczyciele w zbyt małym stopniu wykorzystują praktyczną działalności dzieci w osią-ganiu celów edukacji przyrodniczej, nie rozwijają tym samym umiejętności praktycznych wychowanków. Bardzo niepokojący jest także fakt, że liczna grupa na-uczycieli przedszkoli (22,5%) w ogóle nie udzieliła odpo-wiedzi na pytanie, niemała grupa badanych (18,3%) nie podejmuje żadnych starań w kierunku zainteresowa-nia dzieci przyrodą podczas ich pobytu w najbliższym otoczeniu przedszkola. Niewielu nauczycieli organizuje formy pracy, które umożliwiają kontakt dzieci z przy-rodą w nieopodal położonych ekosystemach, takich jak łąka, pole uprawne, sad, park czy też tereny dzikie. Wycieczki i spacery poza teren przedszkola odbywają się sporadycznie, ich organizowanie deklaruje niewiele ponad jedna piąta badanych. Nie ulega wątpliwości, że wycieczki, choćby w najbliższe otoczenie terenu przed-szkola, wymagają spełnienia odpowiednich wymagań, choćby zapewnienia dodatkowej opieki, lecz rozważyć należy podjęcie tego trudu ze względu na dużą i wie-loaspektową wartość dydaktyczną i wychowawczą tej formy pracy. Służyć one mogą nie tylko zapewnieniu wysokiej efektywności edukacji przyrodniczo-ekolo-gicznej, ale także m.in. zapoznaniu dzieci z podstawo-wymi zasadami bezpieczeństwa w poruszaniu się po drogach lub edukacji społecznej wychowanków.

Tabela 7. Wykorzystywanie zajęć w ogrodzie przedszkolnym do zainteresowania dzieci przyrodą


Lp. OdpowiedźOdsetek badanych

nauczycieli

1 tak 59,2%

2 nie 18,3%

3 brak odpowiedzi 22,5%

4 ogółem 100,0%

Ze względu na to, że najważniejsze cele edukacji przyrodniczej są związane z kształtowaniem pozytyw-nych postaw wobec otaczającej przyrody, poproszono nauczycieli o przedstawienie działań, czy i jakie podej-mują w celu osiągania celów z najwyższej kategorii tak-sonomicznej. Uzyskane odpowiedzi wskazują, że około jedna trzecia respondentów (22 badane osoby) takich działań nie prowadzi.

Zastosowano pytanie warunkowe; respondentów, którzy pozytywnie odpowiedzieli na pytanie, popro-szono o podanie swoich działań.

Nauczyciele deklarują następujące sposoby rozwi-jania pozytywnych postaw prośrodowiskowych dzieci: rozmowy i pogadanki na temat ochrony przyrody, pra-ce w kąciku przyrody w sali przedszkolnej, włączanie dzieci w obchody Dnia Ziemi i inne akcje ekologiczne, spacery i obcowanie z przyrodą w czasie zabaw w ogro-dzie przedszkolnym (tab. 8).

Tabela 8. Deklarowane przez nauczycieli sposoby kształtowania pozytywnych postaw dzieci wobec przyrody


Lp.Sposoby kształtowania pozytywnych postaw wobec przyrody

Odsetek badanych

nauczycieli

1rozmowy i pogadanki zarówno podczas zajęć organizowanych, a także niezapla-nowane, podczas nadarzających się okazji

74,6%

2prace prowadzone przez dzieci w kąciku przyrody w sali przedszkolnej

46,5%

3włączanie dzieci w ogólnopolskie akcje proekologiczne

83,1%

4bezpośredni kontakt z przyrodą i obco-wanie z nią podczas zabaw w ogrodzie przedszkolnym

32,4%

5włączanie dzieci do osobistych codzien-nych działań na rzecz ochrony przyrody oraz o decydowania o nich

8,4%


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Wśród wskazywanych sposobów pracy z dziećmi w przeważającej grupie deklarowane są te, których celem jest zdobywanie przede wszystkim wiadomości i umie-jętności, w mniejszym stopniu i niejako „przy okazji” służą kształtowaniu postaw. W Zdecydowanie mniej jest strategii świadczących o świadomości celowości za-biegów służących kształtowaniu postaw, świadczących o wysokich kompetencjach metodycznych nauczycieli. Należą do nich: włączanie dzieci do codziennych działań na rzecz ochrony przyrody oraz zapewnienie możliwości współdecydowania o podejmowaniu takich działań.

O wysokim zaangażowaniu nauczycieli w podno-szenie efektywności edukacji świadczyć może podejmo-wanie przez nich działań innowacyjnych, które są do-wodem szerszego zaangażowania pedagogów w swoją pracę. Zapytano nauczycieli, czy podejmują tego typu działania i na czym one polegają (tab. 9). Ich analiza pozwala wnioskować, że największa grupa nauczycieli, prawie dwie trzecie badanych, nie podejmuje żadnych działań innowacyjnych, mających podnosić jakość edukacji przyrodniczo-ekologicznej. Niemała grupa badanych (20,7%) deklaruje, że ma zamiar podjąć ta-kie działania w najbliższej przyszłości. Zapytano, na czym miałyby one polegać. Udzielone odpowiedzi do-tyczą przede wszystkim modyfikacji treści wychowania i kształcenia zawartych w programach wychowania w przedszkolu (ok. 40% wyborów), w dużo mniejszym stopniu modyfikacje, zdaniem badanych, miałyby do-tyczyć doboru i wykorzystania metod, form i środków dydaktycznych. Niemniej dość liczna grupa nauczycie-li (13,4%) deklaruje prowadzenie działań innowacyj-nych, dotyczą one przede wszystkim wykorzystywania autorskich programów (przede wszystkim w zakre-sie edukacji ekologicznej, znacznie rzadziej – eduka-cji przyrodniczej), a także stosowania nowoczesnych metod aktywizujących dzieci w procesie wychowania

i kształcenia prośrodowiskowego. Innowacje w zakresie treści programowych tylko w jednym przypadku były prowadzone przez nauczyciela będącego ich autorem, czyli były to działania związane z osobistym doświad-czeniem, pozostałe były poczynaniami innowacyjnymi adoptowanymi, nauczyciele korzystali z nowatorskich programów koleżeńskich lub dokumentów zamiesz-czonych w literaturze. Modyfikacje dotyczyły uzupeł-nienia i poszerzenia programów podstawowych przede wszystkim o treści z zakresu edukacji ekologicznej, tyl-ko w kilku przypadkach z szerszego zakresu – edukacji przyrodniczej, a w jednej sytuacji – zagadnień z przyro-dy nieożywionej. Wśród deklaracji o modyfikacji orga-nizacji zajęć z dziećmi niewielu nauczycieli przywiązuje uwagę do bezpośredniego poznawania przyrody przez dzieci. Nieliczne odpowiedzi nauczycieli (3 osoby) do-tyczyły również modyfikacji systemu wychowania dzie-ci ku wartościom prośrodowiskowym, dotyczyły one przyrody jako wartości istotnej w życiu człowieka, jej ochrony, ochrony roślin i zwierząt dziko żyjących.

W ostatniej części badań zebrano dane na temat samooceny respondentów o jakości przygotowania do

prowadzenia zajęć z obszaru edukacji przyrodniczo--ekologicznej wyniesionego z kształcenia na studiach podstawowych. Zdecydowana większość badanych (ponad 80%) pozytywnie oceniła poziom przygotowa-nia metodycznego, merytorycznego i organizacyjnego wyniesionego z uczelni. Wskazuje jednak na niezbędne, ich zdaniem, modyfikacje. Miałyby one dotyczyć pla-nów studiów kandydatów do zawodu i oraz programów doskonalenia zawodowego nauczycieli pracujących już w zawodzie. Odpowiedzi zdecydowanej większości ba-danych osób (około 85%) dotyczyły zwiększenia znacze-nia praktyk zawodowych w kształceniu kandydatów do zawodu, przede wszystkim zdecydowanego poszerzenia wymiaru godzin. Kolejne postulaty dotyczyły modyfi-kacji planów studiów; zwiększenia liczby godzin prze-znaczonych na zajęcia z przedmiotów specjalizacyj-nych, takich jak pedagogika przedszkolna, metodyka wychowania w przedszkolu, planowanie pracy w przed-szkolu. Natomiast doskonalenie zawodowe czynnych nauczycieli powinno być skierowane na rozwijanie umiejętności pracy z dziećmi, przede wszystkim z wy-korzystaniem metod aktywizujących oraz organizacji zajęć poza budynkiem przedszkola.

Wnioski

Podjęta próba zbadania i oceny kompetencji na-uczycieli dzieci w wieku przedszkolnym do edukacji przyrodniczej przyniosła wnioski, które są ważne dla wszystkich, którzy zajmują się kształceniem i doskona-leniem nauczycieli, lecz również dla samych nauczycieli:

W przedszkolach pracują pedagodzy z dużym do-świadczeniem zawodowym, zdecydowana większość nauczycieli (prawie dwie trzecie respondentów) pracuje w zawodzie powyżej 16 lat, a prawie jedna trzecia ogółu badanych więcej niż 25. Zatem należy oczekiwać od re-spondentów wysokich kompetencji zawodowych.

Tabela 9. Deklaracje nauczycieli dotyczące podejmowania przez nich działań innowacyjnych w zakresie edukacji przyrodniczej

Źródło: oprac. własne

Lp. Rodzaj odpowiedziOdsetek

badanych nauczycieli

1 tak 29,6%

2 nie 66,2%

3nie, ale planuję takie działania w bliskiej przyszłości

4,2%

4 ogółem 100,0%


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Badani nauczyciele nie poprzestają na wiedzy zawo-dowej wyniesionej z uczelni, choć nie wszyscy podej-mują działania w celu doskonalenia własnego warsztatu pracy. Można wyciągnąć wniosek, że nauczyciele wy-soko oceniają swoje kompetencje do prowadzenia edu-kacji przyrodniczo-ekologicznej dzieci w tym wieku. Niestety nie potwierdza tych opinii samoocena stopnia przygotowania do prowadzenia edukacji przyrodniczo--ekologicznej – największa grupa nauczycieli określiła je jako przeciętne, mniejsza jako dobre, najmniejsza jako bardzo dobre. Przy tym nauczyciele nie podejmują doskonalenia zawodowego w tym obszarze.

W ocenie umiejętności nauczycieli wzięto również pod uwagę wykorzystanie efektywnych metod i sposo-bów edukacji przyrodniczo-ekologicznej oraz przedsta-wienie działań, jakie podejmują w celu kształtowania pozytywnych postaw dzieci wobec otaczającej przyro-dy. Wśród najbardziej popularnych metod i form zna-lazło się włączanie dzieci w akcje ekologiczne, rozmowy i pogadanki o tej tematyce, a także prace dzieci w ką-ciku przyrody w sali przedszkolnej. Jednak tylko część badanych nauczycieli wykorzystuje tego typu sposoby i formy w codziennej pracy z dziećmi.

Oceniając kompetencje nauczycieli zapytano o po-dejmowane przez nich działania w zakresie wprowa-dzania działań innowacyjnych w obszarze edukacji przyrodniczo-ekologicznej, które mogą być wskaźni-kiem dużego zaangażowania nauczycieli w podnosze-niu skuteczności tego obszaru wychowania przedszkol-nego. Tylko niespełna jedna trzecia respondentów deklaruje prowadzenie tego typu działań. Innowacje dotyczą przede wszystkim treści wychowania i kształ-cenia (przede wszystkim w zakresie edukacji ekolo-gicznej, znacznie rzadziej – edukacji przyrodniczej) w mniejszym stopniu stosowania nowoczesnych metod, w których inicjowana jest własna aktywność dziecka. Tylko trzech nauczycieli deklaruje, że ma zamiar pod-

jąć takie działania w najbliższej przyszłości. Największa grupa pedagogów (dwie trzecie), nie podejmuje żadnych działań innowacyjnych, mających podnosić jakość edu-kacji przyrodniczo-ekologicznej. Zważywszy, że wśród badanych najwięcej jest nauczycieli doświadczonych, należałoby oczekiwać dużo więcej inicjatywy i zaanga-żowania w tym zakresie.

Podjęta próba rozeznania w obszarze kompetencji zawodowych nauczycieli przedszkoli nie wyczerpuje zagadnienia, stanowić wstęp do szerszych badań. Może być również inspiracją do kolejnych analiz, których jed-nym z istotnych kierunków byłoby podjęcie rozważań nad sposobami poznawania i wartościowania pracy nauczycieli przedszkoli oraz wspomaganiem ich działań w kierunku efektywnego wychowania i kształcenia prośrodowiskowego.

Literatura

Adamek I. (2002). Wstęp, W: Projektowanie i modelowanie edukacji zintegrowanej, red. I. Adamek, Kraków: Wydawnictwo Naukowe Akademii Pedagogicznej.

Basile C.G. (2000), Environmental Education as a Catalyst for Trans-fer of Learning in Young Children, The Journal of Environmen-tal Education, Volume 32, Issue 1, 2000. Dostępny na: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/00958960009598668#.VVhZoLntmko.

Dostęp: 20.05.2015Davis J. (1998). Young Children, Environmental Education, and the

Future, Early Childhood Education Teachers, Volume 26, Issue 2, 1998. Dostępny na: http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1022911631454?LI=true. Dostęp: 17.05.2015

Denek K. (1996). Kształcenie i doskonalenie nauczyciela w kontekście rozwoju jego twórczości. W: Juszczyk S. red. Twórczy rozwój na-uczyciela. Kraków: Oficyna Wydawnicza „Impuls”.

Denek K. (2005). Ku dobrej edukacji. Leszno: Wyższa Szkoła Huma-nistyczna w Lesznie.

Dobrzańska B., Dobrzański G., Kiełczewski D. (2008). Ochrona środowiska przyrodniczego. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.

Kwaśnica R. (2006). Wprowadzenie do myślenia o nauczycielu. W: Pe-dagogika. Podręcznik akademicki. Tom III, Z. Kwieciński, B. Śli-

werski (red.), Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.Poziomek U. i wsp. (2016). Przyrodnicza edukacja przedszkolna

i wczesnoszkolna. Poradnik. Warszawa: Instytut Badań Edukacyj-nych. Dostępny na: http://ebis.ibe.edu.pl/docs/ebis-poradnik-2016.pdf. Dostęp: 22.10.2016.

Science Education Now: A Reneved Pedagogy for the Future of Euro-pe (2007). European Commission. Dostępny na: http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report--rocard-on-science-education_en.pdf. Dostęp: 11.07.2016.

Szempruch J. (2011). Nauczyciel wobec wyzwań edukacyjnych późnej nowoczesności. W: Adamek I. Z. Zbróg Z. red. nauk. Wczesna edu-kacja dziecka wobec wyzwań współczesności. Kraków: Wydawni-ctwo LIBRON and Authors.

Kindergarten teachers preparation for science education among childrens – survey report

Mirosława Parlak

In this article I present the results of research regarding teachers’ competence for organization and carrying out lessons, and also taking action to innovation in the area of preschool childrens education. Teachers’ competence resulting from their main studies, additional courses, and postgraduate studies was taken into the main consider-ation. It was also investigated whether the teachers take additional innovative actions to intensify the process of science education among youngest children.Key words: environmental education, education in kindergar-ten

http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/00958960009598668#.VVhZoLntmko



http://link.springer.com/article/10.1023%252FA%253A1022911631454?LI=true

http://link.springer.com/article/10.1023%252FA%253A1022911631454?LI=true

http://ebis.ibe.edu.pl/docs/ebis-poradnik-2016.pdf

http://ebis.ibe.edu.pl/docs/ebis-poradnik-2016.pdf

http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdf



Wykorzystanie techniki światła strukturalnego do trójwymiarowej inwentaryzacji obiektów naturalnych | Maciej Wrona, Wioletta Piotrowska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 32

SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Wykorzystanie techniki światła strukturalnego do trójwymiarowej inwentaryzacji obiektów naturalnychMaciej Wrona, Wioletta Piotrowska

Wprowadzenie

Zarówno w nauce jak i gospodarce wyraźnie wi-doczna jest tendencja do coraz powszechniejszego wykorzystywania metod skanowania 3D. Urządzenia skanujące wykorzystywane są m.in. przez: geodetów, architektów, archeologów, konserwatorów zabytków czy też służby mundurowe (Nguyen i wsp., 2011; Jaboy-edoff i wsp., 2010). Służą one do pozyskiwania danych geoprzestrzennych w postaci trójwymiarowych chmur punktów, przedstawiających mierzony obiekt w skali


mgr inż. Wioletta Piotrowska: Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji

dr inż. Maciej Wrona: Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji

rzeczywistej. Zarówno liczba punktów, jak również wy-soka częstotliwość próbkowania w skaningu laserowym pozwalają na uzyskiwanie coraz większego stopnia szczegółowości. Na podstawie danych pomiarowych pozyskanych w postaci chmury punktów możliwe jest wykonanie bardzo dokładnych modeli, rysunków wek-torowych czy też przekrojów służących do cyfrowej do-kumentacji i odtworzenia stanu faktycznego obiektu. (Wrona i Piotrowska, 2015)

Niniejszy artykuł przedstawia doświadczenia zwią-zane z odtworzeniem obiektów naturalnych przy zasto-sowaniu skanera 3D Mantis Vision1. Zespół WAT, WIG, Zakład Geomatyki Stosowanej uzyskał doświadczenie w pracy z tym urządzeniem podczas realizacji projek-tu pt. „Narzędzie wspomagające prowadzenie postę-powania przygotowawczego i wykonywanie czynności w procesie wykrywczym poprzez odtwarzanie wyglądu miejsc zdarzenia i okoliczności zdarzenia” w ramach konsorcjum: CLKP (Centralne Laboratorium Krymi-nalistyczne Policji), PW (Politechnika Warszawska), UW (Uniwersytet Warszawski), WAT (Wojskowa Aka-demia Techniczna) oraz Cyborg Idea Sp. J. Oprócz za-stosowań typowo wojskowych i policyjnych, mobilne skanery wideo znajdują zastosowanie także w innych dziedzinach nauki i gospodarki. W niniejszym artykule zaprezentowano możliwości implementacji tego typu rozwiązań w procesie pozyskiwania trójwymiarowej informacji o budowie elementów kostnych organizmów zwierząt hodowlanych oraz morskich.

Charakterystyka urządzenia

Podstawowym elementem funkcjonalnym skane-rów działających w oparciu o technikę światła struk-turalnego jest układ dwóch obiektywów rozmieszczo-nych precyzyjnie w obrębie uchwytu kamery (ryc. 1).

1 Określany również, jako MV.

Streszczenie:

W artykule zaprezentowano możliwości trójwymiarowej in-wentaryzacji obiektów naturalnych z wykorzystaniem techni-ki światła strukturalnego. W pracach przetestowano pierwszy w Polsce mobilny skaner MantisVision wykorzystywany do pracy z małymi i trudno dostępnymi obiektami w zmiennych warunkach oświetleniowych. W artykule szczegółowo opi-sano proces precyzyjnego odtworzenia elementów kostnych zwierząt hodowlanych oraz morskich.Użyta metoda jest nieinwazyjna, pozwala na zwiększenie stopnia szczegółowości i dokładności cyfrowej dokumentacji dzięki wysokiej rozdzielczości przestrzennej generowanego modelu. Skanowanie nie wymaga dobrego oświetlenia oraz umożliwia terenową kontrolę jakości uzyskanych danych. Szybka rejestracja danych umożliwia wykonanie pomiaru kilkudziesięciu stanowisk w ciągu kilkunastu minut, co

znacznie skraca czas przebywania ekipy pomiarowej na terenie obiektu. Skanery wykorzystujące światło strukturalne powstały z inicjatywy zastąpienia jednego z aparatów w skanerze stereoskopowym, aktywnym elementem, jakim jest projektor lub laser. Zastosowanie tego rozwiązania uła-twia wyszukiwanie odpowiadających sobie punktów obrazu, które dla pasywnych systemów stanowi poważny problem. Technika ta jest powszechnie stosowana w celu skanowania 3D w wielu dziedzinach życia. Urządzenia wykorzystujące światło strukturalne wypełniają lukę pomiędzy tanimi ko-mercyjnymi skanerami o niewystarczającej precyzji, a tymi z wysokiej półki, których bardzo wysoka cena hamuje moż-liwość ich wykorzystania. Słowa kluczowe: kompetencje, nauczyciel, student, programy studiów


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Jeden z obiektywów zawiera cyfrową matrycę CCD uczuloną w zakresie bliskiej podczerwieni (808nm). W drugim obiektywie znajduje się projektor rzutują-cy wysokorozdzielczą teksturę na mapowany obiekt. Podczas realizacji pomiaru następuje rejestracja obra-zu obiektu, na którym widoczna jest rzutowana teks-tura. Załamania tekstury są następnie interpretowane przez algorytm uwzględniający parametry orientacji wewnętrznej układu obiektywów. W ten sposób dla każdej pojedynczej klatki rejestrowanego przez ma-trycę CCD obrazu, możliwe jest wygenerowanie do 50 tys. trójwymiarowych punktów. Częstotliwość pracy omawianego skanera wynosi 10 zobrazowań w ciągu każdej sekundy, co oznacza około 0,5 mln punktów na sekundę. Tak wysoka rozdzielczość umożliwia w ko-lejnych krokach przetwarzania, automatyczne lub pół-automatyczne generowanie modelu trójwymiarowego, bazując na dopasowywaniu kolejnych klatek przy za-stosowaniu głównego kryterium kształtu. Pozwala to w większości przypadków na wyeliminowanie tzw. fo-topunktów (czyli punktów odniesienia dla metod foto-grametrycznych stabilizowanych na obiekcie lub w jego bezpośrednim otoczeniu), co wyróżnia to narzędzie od obecnych na rynku. Powszechna do niedawna stereo-skopia pomimo wysokiej niezawodności i stosunkowo niskich kosztów wytwarzania urządzenia, nie sprawdza się w trudnych warunkach oświetleniowych. Technika światła strukturalnego, będąca techniką aktywną, ofe-ruje kompromis pomiędzy dokładnością, a szybkością skanowania. (Fofi, Sliwa, Voisin, 2004)

Skanery produkcji Mantis Vision są dostępne na rynku cywilnym od 2013 roku dając przez to możli-wość wykorzystania ich potencjału nie tylko w służbach mundurowych, ale w nauce i przemyśle. Wśród użyt-kowników są firmy komercyjne oraz agencje rzędowe, m.in.: BMW, Audi, Ford, armie USA i Izraela, CIA czy policja w Hamburgu i Zurychu. (Piotrowska, 2015).

Prace badawcze

Zespół WAT w ramach realizowanych prac na po-trzeby projektu zajmował się m.in. badaniem efektyw-ności tego typu urządzeń w procesie cyfrowej dokumen-tacji miejsca zdarzenia. Ze względu na wysoki potencjał wdrożeniowy w innych dziedzinach, przeprowadzono próby związane z realizacją pomiarów na potrzeby bio-inżynierii. W tym przypadku opracowano trójwymia-rowe modele muszli oraz elementów kostnych zwierząt hodowlanych.

Pomiary testowe wykonano w warunkach laborato-ryjnych. Kluczowym aspektem branym pod uwagę była funkcjonalność narzędzia w różnych warunkach pracy, przede wszystkim oświetlenia. Jednoznacznie stwier-dzono możliwość wykonywania pomiarów w świetle dziennym oraz całkowitej ciemności. Jednakże proble-

matyczne pod względem poprawności pozyskiwanych danych okazało się skanowanie obiektów silnie odbija-jących światło projektora kamery, tzn. obiektów o lu-strzanej powierzchni powodujących niejednokrotnie radykalny wzrost szumów pomiarowych do poziomu uniemożliwiającego poprawną interpretację wyniku (Wrona, 2014).

W ramach testów weryfikujących przydatność tego typu instrumentów do odtwarzania geometrii obiek-tów, przeprowadzono doświadczenie z wykorzystaniem kamery Mantis Vision F5. Celem pomiarów testowych było porównanie wyników modelu 3D uzyskanego ze skanowania z wartościami pomiarów zrealizowanych klasycznymi metodami pomiarowymi (suwmiarka). Czas skanowania każdego z elementów nie przekroczył 10 sekund, w tym czasie instrument zarejestrował ok. 3 mln punktów. Czas przetwarzania danych (genero-

Ryc. 1. Widok urządzenia skanującego Mantis Vision – model F5

Źródło: oprac. własne


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


wanie trójwymiarowej chmury punktów na podstawie obrazu 2D z każdej ramki oraz łączenie pojedynczych chmur punktów w jeden model) wynosił 10–15 min dla każdej sceny.

Po zakończeniu procesu skanowania, dane w posta-ci plików w formacie AVI (Audio Video Interlead) zaim-portowano do oprogramowania MVP (Mantis Vision Product), które jest dedykowane do urządzenia ska-nującego Mantis Vision F5. Kolejna czynność polegała na zamianie informacji o geometrii obiektu z postaci filmu 2D do postaci trójwymiarowej chmury punk-tów. Proces ten wykonywany jest automatycznie na podstawie znajomości orientacji wewnętrznej układu rzutnik-matryca CCD. Kolejnym etapem było łączenie pojedynczych chmur punktów z poszczególnych klatek w większe segmenty na podstawie charakterystycznych punktów mapowanego obiektu. Proces ten z zależności od zróżnicowania geometrycznego sceny przeprowa-

dzany jest automatycznie lub przy ingerencji operato-ra. Model złożony z kilku segmentów poddawany jest w ostatnim etapie filtracji w celu usunięcia ewentual-nych szumów pomiarowych (punktów odstających) po-wstałych np. w wyniku odblasków od elementów sceny. Wybrane efekty końcowe przedstawiają ryciny.

Ocena dokładności

W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono ocenę dokładności pozyskiwania danych skanerem Mantis Vision. W tym celu wykonano pole testowe składające się ze zbioru elementów umieszczonych na tablicy testowej. Elementy te wykonane zostały z mate-riałów o różnych teksturach, kształtach i barwach. Cha-rakterystykę elementów przedstawia tabela 1. Miary referencyjne pozyskano z serii pomiarów suwmiarką. Głównym zadaniem tego testu było sprawdzenie możli-

Ryc. 2. Wynik skanowania wybranych muszli (strona wypukła)

Po lewej – zdjęcie, po prawej – odtworzony kształt geometryczny na podstawie danych ze skanowania

Kolejno od lewej: Muszla św. Jakuba, Rogowiec Wapienny, Sercówka Drobna, Muszla Świder.


Ryc. 3. Wynik skanowania muszli (strona wklęsła)

Po lewej – zdjęcie, po prawej – odtworzony kształt geometryczny na podstawie danych ze skanowania.


Ryc. 4. Po lewej – zdjęcie tablicy testowej, po prawej – efekt skanowania



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


wości skanowania elementów o różnych właściwościach refleksyjnych oraz analiza poprawności pomiarów wielkości liniowych i kątowych. W tym celu dokonano pomiaru 89 odcinków na elementach znajdujących się na tablicy. Każdy odcinek mierzono dziesięciokrotnie, dla każdego wyliczono wartość odchylenia standardo-wego. Zdjęcie tablicy testowej oraz efekt skanowania przedstawia ryc. 4. Ocena dokładności omawianego testu przedstawiona jest w tabeli 2. Dokładność mode-lu przestrzennego uzyskanego ze skanera wykorzystu-

Tabela 1. Charakterystyka elementów testowych


Barwa Farba Materiał

A czarna mat pomalowane aluminium

B czarna połysk pomalowane aluminium

C biała połysk pomalowane aluminium

D czarna połysk pomalowane aluminium

E szara połysk pomalowane aluminium

F szara brak aluminium

G biała mat pomalowane aluminium

H czarna mat pomalowane aluminium

I szara mat pomalowane aluminium

J szara brak „przytarte” aluminium

K biała połysk pomalowane drewno

L czarna połysk pomalowane drewno

M biała mat pomalowane drewno

N czarna mat pomalowane drewno

O szara mat pomalowane drewno

P szara mat pomalowane drewno

Q szara mat pomalowane drewno

R szara mat pomalowane aluminium

Tabela 2. Analiza dokładności pola testowego


Przedział odległości [m]:

min max

0,0030 0,4140

Wartości różnic odległości dla poszczególnych skanerów – fotopunkty

Mantis Vision

min [m] max [m]

0,0000 0,0033

Wartość odchylenia standardowego

min [m] max [m]

0,0006 0,0028

jącego technikę światła strukturalnego nie przekracza 3,3 mm a błędy odwzorowania poszczególnych ramek nie przekraczają wartości 1mm (Piotrowska, 2015). Spadek dokładności modelu w stosunku do dokładno-ści poszczególnych ramek wynika z niedoskonałości algorytmów łączenia pojedynczych ramek w segmenty i ostateczny model globalny.

Analiza wyników pomiarów

Oprogramowanie Cloud Compare umożliwiło wykonanie hipsometrycznych przekrojów, jak rów-nież ocenę wgłębień i nierówności obiektów. Ryc. 5 i 6 przedstawiają hipsometryczną analizę obiektów. Meto-da ta jest coraz bardziej pożądana przez odbiorców pro-duktów dokumentacyjnych ze względu na szybki proces tworzenia pełnej dokumentacji 2D (rzuty) na podstawie modelu przestrzennego.

W dalszym kroku analizowano metryczność uzy-skanego modelu w porównaniu do rzeczywistego obiektu. Wysoka rozdzielczość przestrzenna pozyska-

Ryc. 5. Muszla św. Jakuba

Po lewej – zdjęcie, po prawej – odtworzony kształt geometryczny na podstawie danych ze skanowania, przedstawiony w sposób hipsometryczny, rzut z góry.


Ryc. 6. Muszla: Rogowiec wapienny

Po lewej – zdjęcie, po prawej – odtworzony kształt geometryczny na podstawie danych ze skanowania, przedstawiony w sposób hipsometryczny



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Ryc. 8. Muszla świder, pomiar wielkości kątowych

Po lewej – zdjęcie, po prawej – odtworzony kształt geometryczny na podstawie danych ze skanowania, rzut z góry.


Ryc. 7. Rozgwiazda, pomiar wielkości liniowych

Po lewej – zdjęcie, po prawej – odtworzony kształt geometryczny na podstawie danych ze skanowania, rzut z góry.


Ryc. 11. Odwzorowanie dolnej i górnej szczęki konia


Ryc. 10. Odwzorowanie kształtu czaszki, na przykładzie konia


Ryc. 9. Odwzorowanie kształtu czaszki, na przykładzie krowy


nej chmury punktów umożliwia realizację pomiarów kątów i odległości zmapowanego obiektu. Aplikacja Measurement Tool MVP potwierdziła możliwość pro-

wadzenia szczegółowych pomiarów geometrii obiektów w zakresie wielkości liniowych (ryc. 7), a także kąto-wych (ryc. 8).


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Kolejnym przykładem zastosowania omawianych wcześniej skanerów w bioinżynierii może być two-rzenie precyzyjnej cyfrowej dokumentacji elementów kostnych zwierząt hodowlanych. W ramach prowadzo-nych testów przeprowadzono pomiar wybranych grup kości krowy (ryc. 9) i konia (ryc. 10). W porównaniu z laserowym skanerem stacjonarnym Trimble TX5, wykorzystanie ręcznych skanerów optycznych znaczą-co przyspieszyło prace ze względu na możliwość swo-bodnego operowania urządzeniem, a tym samym na zapewnienie pełnego pokrycia mapowanego obiektu podczas jednej serii pomiarowej. Ryc. 11 przedstawia odwzorowanie wnętrza szczęki konia. Dodatkowym atutem był wspomniany brak konieczności wykorzysta-nia fotopunktów na obiekcie oraz w jego bezpośrednim otoczeniu. Wysoka rozdzielczość uzyskanego modelu pozwala na prowadzenie precyzyjnych analiz wielkości geometrycznych, istotnych z punktu widzenia badań zoologicznych.

Podsumowanie

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki ba-dań weryfikujących przydatność ręcznych kamer 3D pracujących w oparciu o technikę światła strukturalne-go. Technologia skanowania, dzięki wysokiej precyzji oraz możliwości gromadzenia dużej ilości informacji o obiekcie pozwala na zwiększenie stopnia szczegóło-wości i dokładności wykonywanej dokumentacji. Po-zyskiwane dane stanowią wiarygodny materiał do cy-frowej rekonstrukcji elementów kostnych umożliwiając pełniejszą dokumentację oraz analizę. Największą za-letą tego typu rozwiązania jest mobilność i możliwość wykonania precyzyjnego pomiaru obiektów przestrzen-nych bezpośrednio w terenie, bez konieczności połącze-nia z komputerem klasy PC lub laptopem. Użytkownik tego typu urządzenia ma pełną kontrolę nad mierzony-

mi elementami, świadomie może pominąć pomiar ele-mentów mniej znaczących do dalszego opracowywania.

Podsumowując przedstawione wyniki prac, można jednoznacznie stwierdzić, że dla potrzeb inwentaryzacji obiektów 3D, nowa generacja ręcznych skanerów pra-cujących w oparciu o technikę światła strukturalnego stanowi poważną alternatywę dla wykorzystywanych do tej pory technik dostępnych na rynku komercyjnym.

Źródło finasowania badań, nr projektu:

NCBiR BiO 4/2013 „Narzędzie wspomagające prowadzenie postępowania przygotowawczego i wykonywanie czynności w procesie wykrywczym poprzez odtwarzanie wyglądu miejsc zdarzenia i okoliczności zdarzenia”, czas realizacji: 02.2014 – 02.2016.

Literatura

Boroń A, Borowiec M, Wróbel A (2009). Rozwój cyfrowej technologii inwentaryzacji obiektów zabytkowych na przykładzie doświad-czeń zakładu fotogrametrii i informatyki teledetekcyjnej AGH, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 19.

Fofi D, Sliwa T, Voisin Y. (2004). „A comparative survey on invisible structured light” In: Proc. of Machine Vision Applications in In-dustrial Inspection XII, pp. 90-98

Jaboyedoff M, Thierry O, Antonio A, Marc-Henri D, Alex L, Richard M, Andrea P (2010). Use of LiDAR in Landslide Investigations: A Review. Natural Hazards. doi: 10.1007/s11069-010-9634-2

Mantis Vision Ltd. F5 3D Imaging System User Manual.Nguyen HT, Fernandez-Steeger TM, Wiatr T, Rodrigues D, Azzam R

(2011) Use of terrestrial laser scanning for engineering geological applications on volcanic rock slopes – an example from Madeira island (Portugal). Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11:807-817

Piotrowska W (2015). Praca magisterska pt. Wykorzystanie techniki światła strukturalnego w trójwymiarowej inwentaryzacji miejsca zbrodni. WAT, Warszawa.

Przespolewska H, Barszcz K (2015). Anatomia i fizjologia zwierząt. Wydawnictwo: PWRiL

Wrona M, Piotrowska W (2015). Nowe metody skanowania 3D na potrzeby inwentaryzacji geometrycznej pojazdów. Technika Transportu Szynowego. 12:1692-1695

Wrona M (2014). Using optical NIR handheld scanner for close range 3D mapping. 9th International Conference “Environmental Engi-neering”, Vilnius, Lithuania, Selected papers, eISSN 2029-7092 / eISBN 978-609-457-640-9, doi: 10.3846/enviro.2014.253

Using structured light technique to three-dimensional inventory of natural objects

Maciej Wrona, Wioletta Piotrowska

The article presents the possibility of a three-dimensional inventory of natural objects using structured light tech-nology. In this work tested the first Polish mobile scanner MantisVision which is used to work with small and har-dly accessible objects in variable lighting conditions. The article describes in details the process of accurately repro-ducing the bone elements of farm and marine animals.The method used in this work is non-invasive, it allows to increase the level of details and accuracy of digital documentation with high spatial resolution generated model. The scanning does not require good lighting, and allows off-road control the quality of the data. Fast data acquisition facilitates measurements of dozens positions within few minutes, what reduce the residence time of the measurement team on the site. Scanners using a stru-ctural light formed on the initiative of replacing one of the cameras in stereoscopic scanner by an active element, which is a projector or laser. This solution makes it easier to find the corresponding image points, which is a serio-us problem for passive systems. This technique is widely using for 3D scanning, in many areas of life. Devices that using a structural light fill the gap between cheap com-mercial scanners with insufficient precision, and exclu-sive ones, where the very high price stops the possibility of their use.Key words: 3D scanning, 3D mapping, digital reconstruction

Student popularyzatorem nauki – kształcenie kompetencji w praktyce | Józef Krawczyk | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 38

SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Student popularyzatorem nauki – kształcenie kompetencji w praktyceJózef Krawczyk

Wprowadzenie

Zapewnienie ciągłości nauczania i spójności treści kształcenia na różnych etapach edukacyjnych oraz zagadnienia dotyczące rodzajów kompetencji w jakie należy wyposażać uczniów i studentów, jest ciągłym wyzwaniem dydaktyków oraz osób, które zajmują się kształceniem. Globalizacja, zatracenie rodzimej kul-tury, tradycji i wartości, relatywizm etyczny, problemy demograficzne, narastanie uzależnień oraz potrzeby człowieka i jakość jego życia, wskazywane są jako jed-ne z procesów i tendencji, do których należy dostoso-wać edukację przyrodniczą, a które również stawiają konkretne wymagania wobec absolwentów (Stawiński, 2011). Rozwój technologii informacyjno-komunika-cyjnych, rozwój społeczeństwa informacyjnego (spo-łeczeństwa wiedzy), z jednej strony globalny charakter tych zjawisk i jednocześnie lokalne problemy środowi-ska, niełatwo pogodzić z uporządkowaną, zamkniętą w programy nauczania wiedzą szkolną (Potyrała, 2011; Spitzer, 2013). Konieczne jest zatem kształtowanie ta-kich kompetencji, które pozwolą na osiąganie sukcesu w życiu dorosłym. Szczególnie ważne jest, aby przyszli nauczyciele byli wyposażani w odpowiednie kompe-tencje, gdyż będą bezpośrednio oddziaływać na kolejne pokolenia. Walosik (2011) określa kompetentnego na-uczyciela jako posiadającego rozległą wiedzę, umiejęt-ności pedagogiczne, potrafiącego podejmować decyzje w sprawach wychowawczych, refleksyjnego i rzeczo-wego fachowca. Współczesny nauczyciel powinien być przygotowany do zadań stojących przed obecną cywi-lizacją, związanych z kształceniem umiejętności go-dzenia zdrowego stylu życia z jednoczesnym zachowa-niem praw przyrody (Cichy, 2012). Nauczyciel powinien

Streszczenie:

Ciągłość nauczania i spójność treści kształcenia na róż-nych etapach edukacyjnych, kompetencje, w jakie należy wyposażać uczniów i studentów, to wyzwania związane z edukacją współczesnego społeczeństwa informacyjne-go. Od kilku lat na Wydziale Nauk Biologicznych Uni-wersytetu Wrocławskiego planowo i systematycznie po-dejmowane są działania popularyzatorskie, edukacyjne oraz szeroka współpraca ze szkołami różnego szczebla. Bardzo liczne inicjatywy (lokalne festiwale nauki, zajęcia dla uczniów szkół różnych etapów edukacyjnych, lekcje w szkołach całego regionu itp.) pozwoliły na odpowiednią diagnozę potrzeb środowiska i celowe pogłębienie zain-teresowań oraz wiedzy przyrodniczej uczniów. W dzia-łania te włączani są studenci, dzięki czemu zdobywają doświadczenie zawodowe (studenci specjalności nauczy-cielskich), doskonalą kompetencje miękkie, które zwięk-szają ich szanse na rynku pracy oraz wdrażają się w ideę kształcenia przez całe życie.Słowa kluczowe: popularyzacja nauki, doskonalenie kompe-tencji, kształcenie nauczycieli, kompetencje miękkie


być mistrzem oraz przewodnikiem po świecie wiedzy, umiejętności i wartości, ekspertem dobrze przygotowa-nym merytorycznie i metodycznie (Krawczyk i Łubo-cka, 2015).

Kompetencje absolwentów i potrzeba ich kształcenia

Aby absolwent uczelni wyższej odnalazł się na współczesnym rynku pracy, musi posiadać właściwe kwalifikacje i być wyposażony w odpowiednie kom-petencje (Marszałek, 2011). Narodowe Centrum Badań i Rozwoju zleciło wykonanie badań, których wyniki zostały przedstawione w raporcie pt. Analiza kwalifi-kacji i kompetencji kluczowych dla zwiększenia szans absolwentów na rynku pracy (2014). Wynika z niego, że czynnikiem istotnie wpływającym na zatrudnienie absolwentów jest odpowiednie wyposażenie ich w kom-petencje miękkie, oczywiście pod warunkiem zadowa-lającego poziomu kompetencji zawodowych. W związ-ku z tym programy kształcenia studentów powinny w większym stopniu uwzględniać kompetencje: komu-nikacyjne – szczególnie interpersonalne (jasne przeka-zywanie myśli, nawiązywanie i utrzymywanie kontak-tów z innymi ludźmi, współpraca w grupie), osobiste – szczególnie kompetencje kognitywne (logiczne my-ślenie i analiza faktów, wyszukiwanie i analiza informa-cji, wyciąganie wniosków, gotowość uczenia się nowych rzeczy, kreatywność – bycie innowacyjnym, wymyśla-nie nowych rozwiązań), oraz zawodowe ogólne – szcze-gólnie kompetencje samoorganizacyjne (rozplanowanie i terminowa realizacja działań, praca w warunkach pro-jektu, elastyczne reagowanie na zmiany, samodzielność podejmowania decyzji, przedsiębiorczość i przejawia-nie inicjatywy). Absolwent powinien również potrafić: prowadzić projekty, występować publicznie, posługiwać się sprawnie w mowie i piśmie językiem ojczystym i ob-

dr Józef Krawczyk: kierownik Pracowni Nowoczesnych Strategii Nauczania Biologii, Wydział Nauk Biologicznych, Uniwersytet Wrocławski, pełnomocnik dziekana ds. działań edukacyjnych i promocji, nauczyciel dyplomowany biologii, autor podręczników do nauczania biologii w gimnazjum

Treści zaprezentowane w artykule zostały przedstawione na II Ogólnopol-skiej Konferencji Dydaktyków Szkół Wyższych Wydziałów Przyrodniczych (Warszawa, 19–20 listopada 2015 roku).


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


cym. Podobne kompetencje, którymi powinien charak-teryzować się nauczyciel i które należy kształcić w cza-sie studiów podaje Cichy (2012). Wszystkie wymienione powyżej kompetencje nie są osiągane przez absolwen-tów w stopniu zadowalającym, co wymaga podjęcia od-powiednich działań w uczelniach (Analiza kwalifikacji (…), 2014). Absolwent i jego kompetencje tworzą odpo-wiednią renomę uczelni, co przekłada się na pozyskiwa-nie odpowiednich studentów.

Poza kształceniem kompetencji podczas programo-wych zajęć, należy kształcić je również w inny sposób. Dobrą metodą jest tutoring, opierający się na relacji mistrz-uczeń, wzajemnym zaufaniu, indywidualnym oraz integralnym podejściu do podopiecznego (Cze-kierda, Fingas i Szala, 2015). Relacje mistrz-uczeń stra-ciły nieco na znaczeniu we współczesnym szkolnictwie wyższym. Wprowadzenie tutoringu sprawia natomiast problemy organizacyjne i finansowe, gdyż wymagałoby to prowadzenia indywidualnych (lub w dwu-trzy oso-bowych grupach) tutoriali, co kilkakrotnie zwiększy-łoby liczbę godzin prowadzonych przez pracownika. Jednym ze sposobów rozwijania kompetencji studentów jest angażowanie ich w działania edukacyjne i popula-ryzujące naukę prowadzone przez uczelnie, czyli swego rodzaju nauka przez działanie.

Udział studentów w działaniach popularyzujących naukę

Wydział Nauk Biologicznych Uniwersytetu Wroc-ławskiego upowszechnia naukę i popularyzuje ją w róż-norodny sposób poprzez stałe i systematyczne działa-nia, które zapewnia między innymi powołanie Zespołu ds. kształcenia przez całe życie. Cele tych działań wy-nikają z przeprowadzonej diagnozy potrzeb środowiska i należy zaliczyć do nich: pogłębienie zainteresowań i wiedzy przyrodniczej społeczeństwa, przybliżenie za-

Lp. Zasięg działań Fory współpracy lub działaniaLiczba beneficjentów w latach

2013/14 2014/15

1Szkoły z terenu jednego powiatu

„Oleśnicka Noc z Przyrodą” – trzy edycje dla trzech etapów edukacyjnych

920 uczniów z 38 szkół 1100 uczniów z 41 szkół

„Świdnicka Noc z Biologią” ____ 220 uczniów z 9 szkół

„Krotoszyńska Noc z Biologią” ____ 285 uczniów z 11 szkół

2

Liczne szkoły wszystkich etapów edukacyjnych z województwa dolno-śląskiego, opolskiego i wielkopolskiego

Obejmowanie Patronatem Dziekana WNB akcji edukacyjnych, programów edukacyjnych, klas z innowacjami pedagogicznymi itp.

3 licea2 gimnazja

1 gimnazjum2 licea

Umowy ze szkołami na prowadzenie zajęć dla uczniów szkół wszystkich etapów edukacyjnych


Programy edukacyjne: „Mój Pierwszy Uniwersytet”


„Szlifowanie diamentów” (Łubocka i Krawczyk, 2013)

40 ____

„Szkoła w mieście 180 uczniów z 2 szkół 480 uczniów z 3 szkół

3Regionalne, ogólnopol-skie i międzynarodowe akcje edukacyjne

Zajęcia w ramach Dolnośląskiego Festiwalu Nauki – wrzesień każdego roku

2348 na WNBok. 2500 w Parku Wiedzy1842 w edycji regio-nalnej 900 w edycji szkolnej

1638 na WNBok. 2500 w Parku Wiedzy1601 w edycji regio-nalnej 540 w edycji szkolnej

Zajęcia w ramach „Nocy Biologów” – styczeń każdego roku

2350 3000

Zajęcia w ramach „Międzynarodowego Dnia Roślin” – maj każdego roku

105 39

Organizacja i prowadzenie zawodów okręgo-wych Olimpiady Biologicznej


4Liczne szkoły wszystkich etapów edukacyjnych z całej Polski

Zajęcia w stacjach terenowych: Stacja Ekologiczna „Storczyk” w Karpaczu Stacja Ornitologiczna w Rudzie Milickiej


Szeroki wybór zajęć w:Muzeum Przyrodniczym Muzeum Człowieka

1856 uczniów z 41 szkół2010 uczniów z 47 szkół


Tabela 1. Formy współpracy i działania edukacyjne dla szkół wszystkich etapów edukacyjnych prowadzone na Wydziale Nauk Biologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


gadnień, którymi współcześnie zajmują się naukowcy, zapoznanie uczniów z zasadami funkcjonowania szko-ły wyższej oraz promocja prowadzonych kierunków studiów. Rozpoczęto szeroką współpracę ze szkołami, działania w środowisku lokalnym, oraz prowadzone są akcje edukacyjne o różnym zasięgu (Tabela 1.). W cią-gu roku we wszystkich działaniach biorą udział tysiące uczniów, wśród których są zarówno uczniowie przed-szkoli, jak i szkół ponadgimnazjalnych. Należy także zwrócić uwagę, że działania takie mają również duże znaczenie w zakresie współpracy pomiędzy różnymi instytucjami, które wzajemnie korzystają ze swoich do-świadczeń (uczelnia, szkoły różnych etapów edukacyj-nych, ośrodki doskonalenia nauczycieli, starostwa po-wiatowe, fundacje, lokalne media itd.), oraz mają duże znaczenie i oddźwięk w społecznościach lokalnych.

Jednym z celów tej działalności jest również anga-żowanie studentów w czynne uczestnictwo we wszel-kich akcjach edukacyjno-promocyjnych. Wśród wy-miernych korzyści dla studentów należy wymienić: wdrażanie się w ideę popularyzowania nauki, rozwój umiejętności z zakresu popularyzacji nauki i prezenta-cji wyników badań naukowych dla różnych grup od-biorców, angażowanie się emocjonalne w zagadnienia naukowe, co pozwala na budowanie więzi i poczucia tożsamości ze społecznością akademicką wydziału. Niewątpliwe korzyścią taką jest również fakt, że student poprzez popularyzację nauki sam postrzega naukę, jako proces badawczy, omawia jej kluczowe zagadnie-nia i wyniki najnowszych badań, wskazuje na otwarte problemy naukowe i kwestie dyskusyjne, co przyczynia się bezdyskusyjnie do jego rozwoju i pozwala na zdo-bywanie bardzo wielu kompetencji kluczowych (także miękkich), niezbędnych w dalszym życiu w społeczeń-stwie, pozwala również odnieść sukces na rynku pracy, oraz wdraża w ideę kształcenia przez całe życie.

Rosnące statystyki zaangażowania studentów (od 16 w 2009 r. do 279 w 2015 r.) potwierdzają celowość takich działań (Tabela 2.). Od pierwszego roku stu-diów na przedmiocie „Podstawy komunikacji formal-nej” zachęcani są do aktywnej działalności i kształce-nia kompetencji między innymi poprzez włączanie się w działania prowadzone na uczelni. Szczególnie ważną rolę spełniają tu studenckie koła naukowe (na WNB funkcjonuje ich 16), które skupiają pasjonatów z danej dyscypliny biologicznej. Pracownicy wydziału sprawują opiekę naukową nad poszczególnymi kołami, co jest ko-nieczne w przypadku przygotowywania i prowadzenia zajęć dla uczniów. Dodatkową zachętą do podejmowa-nia trudu działań dydaktycznych i popularyzatorskich jest jej premiowanie w postaci punktów za działalność koła naukowego, które z kolei przekładają się na wiel-kość dotacji finansowej na działalność, oraz zauważal-

ny rozwój własnych kompetencji. Koła Wydziału Nauk Biologicznych wyróżniają się i zajmują czołowe miejsca wśród wszystkich kół uczelni. Działania w kołach na-ukowych pozwalają na pogłębianie wiedzy i kompeten-cji, szczególnie jest tu sposobność do kształtowania hie-rarchii wartości związanych z ochroną środowiska np.: powściągliwość w korzystaniu z zasobów środowiska lub sprzyjający zdrowiu styl życia (Cichy, 2012).

Przykładem zdobywania doświadczenia zawodo-wego oraz poznawania problemów i realiów szkół róż-nych etapów edukacyjnych jest działalność Studenckie-go Koła Naukowego Nauczycieli „Sowa”, które dzięki swej aktywności jest znane w niemal całym regionie. Studenci rozumieją potrzebę m.in. dostosowywania prowadzonych zajęć do możliwości odbiorców, krea-tywnego podejścia do nauczania, stosowania różnorod-nych, innowacyjnych metod i rozbudzania pasji. Przy-

Rodzaj lub forma działań Rok

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Razem

Dolnośląski Festiwal Nauki 16 14 0 16 22 34 10 112

Noc Biologów - - - 45 64 82 86 277

Międzynarodowy Dzień Roślin - - - 12 3 - 8 23

Zajęcia dla uczniów szkół różnych etapów edukacyjnych (w tym programy edukacyjne) lub zajęcia wyjazdowe w szkołach

- - - 13 20 25 53 111

Oleśnicka Noc z Przyrodą - - - - 23 55 73 151

Świdnicka Noc z Biologią - - - - - - 23 23

Krotoszyńska Noc z Biologią - - - - - - 26 26

Razem: 16 14 0 86 132 196 279 723

Tabela 2. Udział studentów w różnorodnych działaniach edukacyjnych Wydziału Nauk Biologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


gotowują i prowadzą bardzo ciekawe oraz różnorodne zajęcia: opracowują gry dydaktyczne (np. gra w karty pozwalająca zrozumieć grupy krwi i możliwość bycia biorcą lub dawcą) prowadząc tzw. „Biologiczne kasyno”, przeprowadzają doświadczenia biologiczne i chemiczne podczas tzw. „Eksperymentatorium przyrodnika”, aż po zajęcia terenowe i lekcje z żywymi okazami licznych zwierząt bezkręgowych hodowanych w salach Pracowni Nowoczesnych Strategii Nauczania Biologii, jako przy-kładów środków dydaktycznych niezbędnych w każdej pracowni biologicznej w szkołach. Prowadzenie ho-dowli jest również elementem kształcenia przyszłych nauczycieli. Pasja, radość odkrywania i olbrzymia ciekawość wzbudzona w uczniach na zajęciach, kiedy mogą wziąć do ręki karaczana madagaskarskiego, bra-zylijskiego lub argentyńskiego, obserwować świerszcze, szarańczę, modliszkę, różne etapy cyklu życiowego (larwy, poczwarki i imago) drewnojadów, mączników młynarków lub pięknych kruszczyc afrykańskich, oraz samodzielnie przeprowadzić eksperyment, dopinguje i motywuje do podejmowania kolejnych działań. Ta-kie lekcje stanowią również swego rodzaju edukację czynnych nauczycieli, którzy widząc efekty edukacyjne (każdy uczeń obserwujący lub biorący do ręki karacza-na zapamiętał doskonale jego budowę, liczbę odnóży itp.) zakładają hodowle w swoich pracowniach, oraz wi-dzą sens i potrzebę wykonywania doświadczeń na pro-wadzonych przez siebie lekcjach. Hodowle i badania la-boratoryjne mogą także stanowić element doskonalenia nauczycielki przedmiotów przyrodniczych (Jóźwiak, 2012). Pogłębianie ciekawości poznawczej i pasji oraz nie zabijanie ich na kolejnych etapach edukacyjnych, to wyzwanie dla każdego nauczyciela i każdej szkoły (Krawczyk, 2013; Hüther i Hauser, 2014). Najlepszym i uniwersalnym sposobem kształcenia kompetencji klu-czowych jest szeroko rozumiana nauka poprzez działa-nie, szkoła zaś ma obowiązek zadbać o wszechstronny

rozwój ucznia i zapewnić niezbędne warunki do reali-zacji podstawy programowej (Rozporządzenie Ministra (…), 2009). Charakteryzując nauczyciela biologii, Cichy (2012) podaje, między innymi, że powinien on uczyć biologii stosując metody obserwacyjne, badawcze, stra-tegię projektu, korzystać z naturalnych środków dydak-tycznych, oraz rozumieć konieczność rozwijania zainte-resowań uczniów przyrodą i pracy z uczniem zdolnym. W tym kontekście wszystkie przedstawione działania prowadzone przez Wydział Nauk Biologicznych Uni-wersytetu Wrocławskiego w zakresie kształcenia kom-petencji przyszłych nauczycieli wydają się być trafione i niezbędne.

Literatura

Analiza kwalifikacji i kompetencji kluczowych dla zwiększenia szans absolwentów na rynku pracy. Raport końcowy. (2014). Warszawa: Agrotec Polska. Dostępny na: http://www.uj.edu.pl/documents/102715934/001bcfee-7b59-4983-9eaf-2ca7adbc7ad2. Dostęp 30.10.2015.

Cichy D. (2012). Kluczowe problemy współczesnej dydaktyki biolo-gii. W: Fudali I., Żeber-Dzikowska I., Buchcic E., red. Współczes-ne kształcenie i doskonalenie zawodowe nauczycieli przedmiotów przyrodniczych na obszarach wiejskich i miejskich. Kielce: Perpe-tum Mobile; 25-38.

Czekierda P., Fingas B., Szala M. (red.) (2015). Tutoring. Teoria, prak-tyka, studia przypadków. Warszawa: Oficyna Wolter Kluwer bu-siness.

Hüther G., Hauser U. (2014) Wszystkie dzieci są zdolne. Jak marnuje-my wrodzone talenty. Słupsk: Wyd. Dobra Literatura.

Jóźwiak M.A. (2012). Hodowle i badania laboratoryjne w pracow-niach szkolnych jako element doskonalenia nauczycieli przedmio-tów przyrodniczych. W: Fudali I., Żeber-Dzikowska I., Buchcic E., red. Współczesne kształcenie i doskonalenie zawodowe nauczycieli przedmiotów przyrodniczych na obszarach wiejskich i miejskich. Kielce: Perpetum Mobile; 25-38.

Krawczyk J. (2013). Po pierwsze: nie zabijaj. Przegląd Uniwersytecki. 4/201:48.

Krawczyk J., Łubocka A. (2015). Nauczyciel we współczesnej szkole – spojrzenie biologa. W: Szarota Z., Biela A., red. Człowiek w zmie-niającej się perspektywie. Kraków: Wydawnictwo Naukowe Uni-wersytetu Pedagogicznego; 68-76.

Łubocka J., Krawczyk J. (2013). Biologia. Innowacyjny program wspierania uzdolnień w zakresie nauk matematyczno-przyrodni-czych. Wrocław: Drukarnia KiD.

Marszałek A. (2011). Doskonalenie kluczowych kompetencji jako wymóg współczesnego rynku pracy. E-mentor. 3(40). Dostępny na: http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/40/id/841. Dostęp 30.10.2015.

Potyrała K. (2011). Kształcenie przyrodnicze w obliczu zmian zacho-dzących w nauce, technice i kulturze. W: Potyrała K., Walosik A., red. Edukacja przyrodnicza wobec wyzwań współczesności. Krze-szowice: Wyd. Kubajak; 59-82.

Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dn. 23 grudnia 2008 r. w sprawie podstawy programowej wychowania przedszkolnego oraz kształcenia ogólnego w poszczególnych typach szkół, Dz. U. nr 4 poz. 17 z dn. 15 stycznia 2009.

Spitzer M. (2013). Cyfrowa demencja. W jaki sposób pozbawiamy ro-zumu siebie i swoje dzieci. Słupsk: Wyd. Dobra Literatura.

Stawiński W. (2011). Współczesne wyzwania cywilizacyjne a edu-kacja przyrodnicza. W: Potyrała K., Walosik A., red. Edukacja przyrodnicza wobec wyzwań współczesności. Krzeszowice: Wyd. Kubajak; 11-39.

Walosik A. (2011). Kształcenie i rozwój zawodowy nauczycieli przy-rody i biologii. W: Potyrała K., Walosik A., red. Edukacja przyrod-nicza wobec wyzwań współczesności. Krzeszowice: Wyd. Kubajak; 278-297.


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Student as the popularizer of science – training competence in practice

Józef Krawczyk

The continuity of the teaching process and the consisten-cy of the education content on different educational stag-es as well as competence, which should be transferred to pupils and students, are the challenges for the education of the contemporary information society. Therefore De-partment of Biological Sciences (University of Wroclaw) take a wide educational activity and extensive coopera-tion with schools of different levels. The numerous initia-tives (local science festivals, classes for pupils of differ-ent educational stages, lessons in schools throughout the region, etc.) allowed to assess needs of the environment, develop pupils’ interests and knowledge of nature. The students are being involved into this action, so they can gain their professional experience (students of teaching specializations) and train soft skills, which enhance their success in the labor market and implement the concept of lifelong learning.Key words: popularization of science, training competence, teacher education, soft skills

http://pl.pons.com/t%25C5%2582umaczenie/angielski-polski/leads

http://pl.pons.com/t%25C5%2582umaczenie/angielski-polski/a

http://pl.pons.com/t%25C5%2582umaczenie/angielski-polski/wide

http://pl.pons.com/t%25C5%2582umaczenie/angielski-polski/educational

http://pl.pons.com/t%25C5%2582umaczenie/angielski-polski/activity

Rola środowiska akademickiego w kształtowaniu kompetencji... | Alicja Wojtyna-Jodko | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 43

SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Zamiast wstępu – rola systemu edukacyjnego

System edukacyjny przygotowuje młode pokolenie do życia w państwie i społeczeństwie. Współczesna in-nowacyjna gospodarka oparta na wiedzy wymaga sta-łego dopływu specjalistów z uaktualnianą na bieżąco (w zależności od potrzeb) wiedzą i umiejętnościami (w tym zdolnością do podejmowania nowych wyzwań od poziomu zasadniczej szkoły zawodowej do doktora-tu), zarówno w zakresie zawodów technicznych, nauk przyrodniczych i inżynieryjnych, jak również organiza-cji i zarządzania.

Często pracownicy w Polsce szukają zatrudnienia, a pracodawcy – pracowników o odpowiednio wysokich kwalifikacjach. System edukacyjny nie jest na tyle ela-styczny, aby kształcić kadry dobrze przygotowane do podejmowania wyzwań, pozwalających na przekształ-canie polskiej gospodarki w coraz bardziej innowacyj-ną, wytwarzającą towary i usługi o najwyższym eu-ropejskim i światowym standardzie, o dużej wartości dodanej.

Wobec szybko zachodzących zmian pracownicy muszą być przygotowani do doskonalenia i przekwalifi-

Rola środowiska akademickiego w kształtowaniu kompetencji... przyszłych nauczycieli i popularyzatorów najnowszych wyników badań naukowych Alicja Wojtyna-Jodko

Streszczenie:

Do rozwoju Polski na miarę XXI wieku konieczny jest stały dopływ do rynku pracy dużej liczby specjalistów o bardzo konkretnych wysokich kwalifikacjach, zwłasz-cza w dziedzinach przyrodniczych i technicznych. Obec-nie zbyt mała liczba maturzystów jest dobrze przygoto-wana do studiowania na kierunkach przyrodniczych oraz inżynierskich, co zniechęca ich do podejmowania studiów na tych kierunkach. Naturalne u małych dzieci zainteresowanie zjawiskami przyrodniczymi często zani-ka już w szkole podstawowej.W artykule opisano niektóre możliwe sposoby przeciw-działania ww. zjawisku poprzez przygotowanie nauczy-cieli do podtrzymania naturalnego zainteresowania ucz-niów zjawiskami badanymi przez biologię, chemię, fizykę i geografię oraz umożliwienie uczniom szkół podstawo-wych, gimnazjów oraz szkół ponadgimnazjalnych bez-pośredniego kontaktu z najnowszymi wynikami badań naukowych.Słowa kluczowe: edukacja przyrodnicza, zdolność do uczenia się, aktywizujące metody nauczania, eksperyment, populary-zacja najnowszych wyników badań naukowych


mgr Alicja Wojtyna-Jodko: Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przyrodniczych i Technicznych (SNPPiT), Bydgoszcz


kowywania się w trakcie pracy zawodowej, gdyż rośnie liczba miejsc pracy wymagających wysokich kwalifika-cji specjalistycznych, zwłaszcza w dziedzinach przyrod-niczo-technicznych, natomiast maleje podaż prostych stanowisk pracy. Bezrobocie wymusza konieczność stwarzania dla siebie miejsca pracy poprzez uruchomie-nie produkcji albo usług w nowym zakresie lub poprzez udoskonalenie już istniejących.

Zmiany zachodzące w środowisku naturalnym, za-równo w skali lokalnej, jak i globalnej, wymagają od każdego obywatela świadomego postępowania w życiu codziennym, zarówno w miejscu pracy, jak i w życiu prywatnym, z uwzględnieniem na bieżąco zasad zrów-noważonego rozwoju (w aspekcie środowiska przyrod-niczego i społecznego).

Poprzez media oraz Internet codziennie dociera do każdego z nas zbyt duża ilość informacji – system edu-kacyjny powinien nauczyć młode pokolenie chronić się przed niebezpieczeństwami stąd płynącymi.

Do bezpiecznego i racjonalnego posługiwania się sprzętem codziennego użytku, który jest coraz bardziej zaawansowany technologicznie, każdemu użytkow-nikowi potrzebna jest podstawowa wiedza z dziedzin przyrodniczo-technicznych. Z wielu najnowszych wy-ników badań naukowych wynikają problemy, których rozwiązanie wymaga kreatywnego podejścia.

Młody obywatel (absolwent) wchodzący na rynek pracy powinien być przygotowany do umiejętnego wy-korzystania swoich kwalifikacji i odniesienia sukcesu.

Polityka edukacyjna wielu krajów Unii Europej-skiej1,2,3, w tym Belgii, zakłada, że system edukacyjny przygotowuje młodego człowieka do:

• zdolności zapewnienia statusu ekonomicznego so-bie i swojej rodzinie dzięki wykorzystaniu swojej wiedzy, inicjatywy i przedsiębiorczości;

• bycia świadomym obywatelem demokratycznego państwa;


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


• kontynuowania własnego rozwoju oraz stymulo-wania rozwoju osobowości swoich dzieci.

Efektywność polskiego systemu edukacyjnego

Z danych przedstawionych w tabelach 1–6, zawar-tych w Roczniku Statystycznym Rzeczypospolitej Pol-skiej 20134, wynika, że:

• według Tab. 1 [TABL.8 (125)] w roku 2002 na ogól-ną liczbę ludności w wieku 13 lat i więcej 32.435,4 tys. przypada 11.483,6 tys. osób bez wykształcenia nawet zasadniczego zawodowego (łączna liczba czterech ostatnich kolumn w tej tabl.), natomiast w roku 2011 na ogólną liczbę ludności w wieku 13 lat i więcej 33.505,3 tys. przypada 9.977,5 tys. osób bez wykształcenia nawet zasadniczego zawodowe-go (łączna liczba ww. czterech kolumn).

• według Tab. 1 [TABL. 22 (176)] stopa bezrobocia w wieku 15-19 lat wzrosła z 30,7% w roku 2010 do 37,7% w roku 2012. Czy ci młodzi bezrobotni bez zawodu znajdą kiedyś zatrudnienie pozwalające na samodzielną egzystencję i utrzymanie rodziny?

• według Tab. 2 [TABL. 23 (177)] w roku 2012 stopa bezrobocia wzrosła do 10,1%, a wśród osób bez za-wodu do 19,3% w stosunku do odpowiednio 9,6% i 17,3% w roku 2010.

• według Tab. 2 i 4 [TABL. 1 (237)] liczba gimnazjów specjalnych przysposabiających do pracy zwięk-szyła się z 286 w roku szkolnym 2005/2006 do 461 w roku szkolnym 2012/2013, a liczba uczniów w tych gimnazjach w tym samym czasie zwiększy-ła się z 4,8 tys. do 10,7 tys., co pokazuje niepoko-jący wzrost liczby uczniów z trudnościami w ucze-niu się. W tym samym czasie zmniejszyła się liczba szkół policealnych z 3731 do 2735, a liczba uczniów w tych szkołach wzrosła z 313,5 tys. do 334,3 tys.

Tab. 1.

Źródło: Rocznik Staty-styczny Rzeczypospolitej Polskiej (dalej jako RSRP) 2013.

Tab. 2.

Źródło: RSRP 2013.


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Tab. 3.


Tab. 4.


Tab. 5.


Tab. 6.



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


• według Tab. 3 i 4 [TABL 1 (237)] liczba nauczycieli szkół wyższych w roku akademickim 2012/2013 zwiększyła się do 100,7 tys. w porównaniu z liczbą 99,4 tys. w roku 2005/2006, a w tym samym cza-sie zmniejszyła się liczba nauczycieli liceów ogól-nokształcących z 47,2 tys. w roku 2005/2006 do 44,8 tys. w roku 20012/2013, liczba uczniów liceów ogólnokształcących odpowiednio z 735,7 tys. do 578,5 tys. oraz liczba studentów z 1953,8 tys. do 1676,9 tys.

• według Tab. 5 [TABL. 11 (247)] wzrosła liczba placówek wychowania pozaszkolnego z 393 w roku 2005 do 646 w roku 2012, tzn. o ponad 60%, jed-nocześnie liczba uczestników kół zaintereso-wań w ciągu roku w tym samym okresie wzrosła z 320,7 tys. do 326,3 tys., tj. o niecałe 2%. Świadczy to o niedostosowaniu oferty placówek wychowania pozaszkolnego do zainteresowań i potrzeb rozwo-jowych młodzieży.

Zbyt wielu młodych ludzi w Polsce zbyt wcześnie wypada z systemu edukacyjnego, gdyż nie jest w stanie osiągnąć poziomu rozwoju, a co za tym idzie zdobyć wykształcenia, które pozwala na nauczenie się zawodu będącego podstawą samodzielnej egzystencji i utrzy-mania rodziny bez obciążania państwa kosztami prze-znaczonymi na:

• zasiłki dla bezrobotnych oraz inne formy pomocy socjalnej;

• tworzenie nowych miejsc dla młodych osób nie-przystosowanych społecznie w ośrodkach zarów-no w resorcie oświaty, jak i sprawiedliwości.

Brak zajęcia, możliwości, jak również perspektywy ży-cia na satysfakcjonującym poziomie {wg Tab. 2 [TABL. 22 (176)] bezrobotni w wieku 15-19 lat stanowili 30,7% w roku 2010, 37,7% w roku 2012} wywołuje frustrację i agresję, czego konsekwencją jest wchodzenie w konflikt z pra-wem: „od 2004 r. (…) przybywa przestępstw z użyciem

agresji i przemocy przy jednoczesnym obniżaniu się wieku wchodzenia w konflikt z prawem”5, a to generuje zwiększanie wydatków na naprawianie szkód, łagodze-nie skutków patologii społecznej, policję, wymiar spra-wiedliwości i służbę więzienną. Tab. 6 [Tabl. 35 (152)] pokazuje w latach 2005-2012 wzrost liczby parafii i księ-ży, co powinno wpływać na poprawę zachowań mło-dych ludzi, natomiast [TABL. 22 (93)] pokazuje w tym samym czasie wzrost liczby młodych ludzi umieszczo-nych w ośrodkach dla młodzieży nieprzystosowanej społecznie, podległych zarówno ministrowi właściwe-mu ds. edukacji, jak i ministrowi sprawiedliwości.

Jednocześnie znaczne kwoty z funduszy Unii Eu-ropejskiej wydano na przeciwdziałanie tym procesom

w Polsce6. „W okresie 2007-2013 w Programie Opera-cyjnym Kapitał Ludzki wyodrębniono dwa priorytety poświęcone edukacji – Priorytet III „Wysoka jakość systemu oświaty oraz Priorytet IX”, „Rozwój wykształ-cenia i kompetencji w regionach”. Łączna wartość środ-ków przeznaczonych na wsparcie systemu oświaty w ra-mach PO KL przekroczyła 2,7 mld euro”7.

Wynika stąd, że problemem polskiej edukacji jest nie tylko niedofinansowanie procesu kształcenia mło-dego pokolenia, ale również – a może przede wszystkim – cele stawiane placówkom edukacyjnym, a co za tym idzie stosowane tradycyjne metody nauczania (zbyt rzadko nauczyciele wykorzystują metody aktywizujące), sposób wychowania tolerujący przemoc oraz formy

Tab. 7.



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


oceniania (zbyt wiele testów, zbyt mało pytań i zadań otwartych) na wszystkich etapach kształcenia.

Inną kwestią jest rzeczywista efektywność polskiego systemu edukacyjnego, tzn. poziom wyników osiąga-nych przez uczniów. Szkoły wszystkich etapów kształ-cenia narzekają na zbyt słabe przygotowanie do dalsze-go kształcenia uczniów/studentów pierwszych klas/lat.

W myśl uniwersalnej zasady: „lepiej, łatwiej i taniej zapobiegać niż leczyć” należy tak usprawnić system edukacyjny, aby zmniejszyć liczbę uczniów zbyt wcześ-nie z niego wypadających bez uzyskania wykształcenia koniecznego do przetrwania we współczesnym pań-stwie i społeczeństwie, zwiększyć liczbę maturzystów dobrze przygotowanych do studiowania, zwłaszcza na kierunkach przyrodniczych, ścisłych i technicznych (m.in. biologia, chemia, fizyka – jako podstawowa wie-dza dla budownictwa, transportu, gospodarki morskiej i transportu rzecznego, przemysłu lotniczego i kos-micznego, obronnego, medycznego i farmaceutycznego, biotechnologii, nanotechnologii, komputerów kwanto-wych itd.) oraz zwiększyć liczbę absolwentów zdolnych do wygrywania konkurencji z najlepszymi w Europie i na świecie.

Edukacja przyrodniczo-techniczna społeczeństwa dająca przygotowanie do kreatywnego myślenia i dzia-łania (na wszystkich poziomach) jest najtańszym i naj-skuteczniejszym stymulatorem rozwoju innowacyjnej gospodarki opartej na wiedzy, a także ciągle jeszcze niedocenianym w Polsce istotnym stymulatorem rozwoju kraju.

Zakres kształcenia8,9

Na podstawie ramowych i szkolnych planów na-uczania, obowiązujących w czerwcu 2012 r., zestawiono w tabelach szacunkową liczbę godzin przeznaczoną na kształcenie ogólne w poszczególnych dziedzinach od

Tab. 8.


przedszkola poprzez szkołę podstawową i gimnazjum do matury w liceum ogólnokształcącym w zakresie podstawowym.

Jak widać każdy uczeń w ciągu 13 lat swojej for-malnej edukacji przedszkolnej i szkolnej, kończącej się maturą w liceum ogólnokształcącym w zakresie podstawowym, ma średnio po 355 godzin lekcji biologii, chemii, fizyki i geografii. Nauczanie w tak małym wymiarze godzin nie może dać polskiej młodzieży dobrego przygotowania do studiowania tych kierunków na uniwersytetach ani na kierunkach politechnicznych w skali koniecznej do przestawienia polskiej gospodarki na opartą na wiedzy gospodarkę innowacyjną o dużej

wartości dodanej. Pojedyncze pozytywne przykłady cieszą, ale nie są wystarczające.

Czynniki wpływające na proces kształcenia10,11,12

Pojęcie „kształcenie przez całe życie” (lifelong learning) obejmuje okres od urodzenia aż do śmierci

Każde dziecko rodzi się z naturalną zdolnością do uczenia się. W zależności od bodźców, jakie docierają do niego ze strony najbliższego otoczenia, a zwłasz-cza rodziców, w pierwszych dwóch latach życia, jego zdolność do uczenia się jest, albo rozwijana, albo ha-


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


mowana. Rodzice są pierwszymi nauczycielami, lecz często nie mają do tej roli wystarczającego przygoto-wania. Neurobiologia pokazuje, że dziecko cierpi, jeżeli nie może podejmować działań dla zaspokojenia swojej ciekawości poznawczej. Zaburzenia emocjonalne dzie-cka, często nieświadomie spowodowane przez rodzinę, mogą hamować jego rozwój intelektualny, a w przypad-kach ekstremalnych całkowicie blokują jego zdolność do uczenia się. Jest to stan odwracalny. Wystarczy usunąć czynniki zaburzające emocje dziecka, które dzięki temu może odzyskać swoją naturalną zdolność do uczenia się i osiągać nawet bardzo dobre wyniki w szkole.

Liczba polskich dzieci podejmujących obowiązkową naukę szkolną z zaburzeniami w rozwoju intelektual-nym, a w konsekwencji z trudnościami w uczeniu się, jest niepokojąco duża. Istnieje potrzeba podniesienia świadomości rodziców oraz kształcenia przyszłych ro-dziców w zakresie ich wpływu na rozwój emocjonalny oraz intelektualny ich dziecka.

Jeżeli uczeń zaczyna uzyskiwać gorsze wyniki w szkole, należy niezwłocznie jemu i jego rodzicom udzielić pomocy pedagogiczno-psychologicznej, aby wyeliminować czynniki zaburzające emocje ucznia, co umożliwi mu powrót do harmonijnego rozwoju intelek-tualnego i uzyskiwania dobrych, a nawet lepszych niż poprzednio wyników w uczeniu się.

W procesie kształcenia i doskonalenia nauczycie-li (studia podyplomowe) należy zwracać uwagę stu-dentów i słuchaczy na wpływ emocji ucznia na jego wyniki w nauce (emocje pozytywne stymulują rozwój intelektualny, emocje negatywne – hamują). Z badań naukowych wynika, że uczeń najlepiej zapamiętuje wiedzę, której sam poszukuje, zatem warto zmienić rolę nauczyciela z wykładowcy przekazującego wiedzę do zapamiętania w przewodnika ucznia w jego procesie uczenia się. Odejście od metod podających, rozwijanie aktywizujących metod nauczania (inquiry based lear-

ning) i organizowanie pracy zespołowej stwarzają prze-strzeń dla inicjatywy poznawczej ucznia oraz dają mu możliwość uczenia się na błędach (własnych oraz kole-żanek i kolegów).

W szybko zmieniającym się otoczeniu – już po opuszczeniu systemu edukacji – każdy człowiek, rów-nież nauczyciel, będzie musiał doskonalić lub zmieniać swoje kwalifikacje, zarówno zawodowe, jak i w zakresie bezpiecznego korzystania ze sprzętu codziennego użyt-ku – proces kształcenia przez całe życie (lifelong lear-ning) będzie trwał aż do śmierci.

Kształcenie przed-uniwersyteckie

Zanim dziecko trafi do szkoły na rozwój jego świa-domości mają wpływ (Tab. 9 i 10):

• EDUKACJA POZAFORMALNA (informal edu-cation), czyli rodzice i dalsza rodzina, ich krewni i znajomi, sąsiedzi, rówieśnicy dziecka, media, gry komputerowe, Internet itd.

W wyniku oddziaływania tych czynników w umy-śle dziecka powstaje jego indywidualna niepowtarzalna struktura wiedzy potocznej, którą wykorzystuje w swo-im postępowaniu codziennym. Małe dziecko przyjmu-

Tab. 9.



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


je bezkrytycznie wszystkie informacje docierające do niego od osób, do których ma zaufanie (rodzina) lub które mu imponują (rówieśnicy) i przetwarza je zgod-nie z własną logiką. W konsekwencji w jego strukturze wiedzy potocznej istnieje wiele pojęć rozumianych błędnie, czego nikt nie kontroluje.

Wyżej wymienione osoby prywatne często nie mają wystarczającej wiedzy o swoim wpływie na rozwój emocjonalny oraz intelektualny dziecka, z którym mają do czynienia, natomiast zarówno pracownicy mediów jak i twórcy gier komputerowych są wystarczająco wy-kształceni, aby zdawać sobie sprawę ze skutków, jakie w umysłach dzieci wywołują wytwory ich pracy, ale nie chcą brać za nie żadnej odpowiedzialności.

Dlatego bardzo istotne jest, aby dzieci jak najwcześ-niej były poddawane oddziaływaniom nauczycieli profe-sjonalnie przygotowanych do kształtowania ich świado-mości zgodnie z obowiązującym prawem. Rozpoczęcie nauki szkolnej w wieku 6 lat pozwoli wielu dzieciom, których środowiska rodzinne nie stymulują właściwie ich rozwoju emocjonalnego oraz intelektualnego, na wyrównanie szans.

• EDUKACJA NIEFORMALNA (non-formal educa-tion), na którą składa się wiedza uzyskana poprzez kontakty dziecka z takimi instytucjami, jak ogro-dy botaniczne i zoologiczne, centra kultury i nauki (wystawy interakcyjne), muzea, kluby naukowe i sportowe.

Również wiedzę można rozszerzać na ścieżkach edukacyjnych, w miejscach pracy, organizacjach prze-mysłowych oraz stowarzyszeniach. Są to placówki edu-kacji pozaszkolnej, ich pracownicy są profesjonalnie przygotowani do przekazywania wiedzy i biorą odpo-wiedzialność za poprawność dostarczanej wiedzy uzu-pełniającej, która rozszerza wiedzę szkolną uczniów i dorosłych.

• FORMALNA EDUKACJA SZKOLNASzkoła otwarta na pomaganie uczniom w rozwią-

zywaniu ich problemów emocjonalnych oraz intelek-tualnych, pozwalająca im na rozwijanie własnych za-interesowań, która nie gasi indywidualnej inicjatywy poznawczej uczniów, jest doskonałym miejscem na ko-rygowanie, rozszerzanie i rozwijanie wiedzy potocznej swoich uczniów.

Jeżeli w trakcie formalnej edukacji szkolnej w trybie klasowo-lekcyjnym nauczyciel nie nawiązuje do wie-dzy potocznej ucznia, w której funkcjonuje wiele pojęć błędnie rozumianych, wprowadzonych i utrwalonych

w wyniku edukacji pozaformalnej, to w umyśle ucznia powstają dwie niezależne od siebie struktury wiedzy:

• szkolna (wykorzystywana wyłącznie w szkole) oraz

• potoczna (wykorzystywana w postępowaniu poza szkołą).

Wyjaśnia to wielokrotnie obserwowane, inaczej nie-zrozumiałe, zachowanie dobrych uczniów, którzy poza szkołą nie wykorzystują wiedzy zdobytej w szkole i po-stępują tak, jakby niczego się nie nauczyli.

Dzieci nie myślą schematycznie. Zamiast hamo-wać ich nierutynowe widzenie otaczającego świata

Tab. 10.



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


i wtłaczać ich umysły w powszechny schemat myślenia i postępowania, lepiej tak pokierować rozwojem intelektualnym uczniów, aby byli w stanie rozwiązywać nowe trudne problemy, zarówno w szkole, jak i poza nią. Współczesna rzeczywistość wymaga innowacyj-ności i kreatywności na każdym stanowisku pracy, od dozorcy do menadżera i prezesa.

Nauczanie w zakresie takich przedmiotów, jak bio-logia, chemia, fizyka i geografia pozwala na stawianie uczniom problemów do samodzielnego rozwiąza-nia, gdzie mogą utrwalić swój naturalny innowacyjny sposób myślenia i działania. W tym celu konieczne jest zwiększenie liczby godzin (dla każdego z tych przedmiotów szkolnych) do minimum dwóch tygo-dniowo w całym cyklu kształcenia ogólnego, od przed-szkola do matury w zakresie podstawowym w liceum ogólnokształcącym!

Kształcenie na poziomie uniwersyteckim

Instytucje kształcące na poziomie licencjata, in-żyniera, lekarza i magistra zapewniają dopływ kadr przygotowanych do pełnienia ważnych funkcji w administracji, przemyśle i sektorze usług, w tym usług edukacyjnych, przy czym są to relacje wzajemne – pracownicy tych instytucji często dzielą się swoją wiedzą ze studentami.

Zbyt często nauczyciele mają bardzo ograniczony kontakt ze światem spoza systemu edukacji (szkoła – matura – uniwersytet – szkoła), mimo, że ich zadaniem jest przygotowanie swoich uczniów do podjęcia świadomej decyzji o wyborze zawodu.

Konieczne jest umożliwienie nauczycielom podczas różnych form doskonalenia zawodowego większego kontaktu z instytucjami spoza systemu edukacji (m.in. przemysł, laboratoria uniwersyteckie, placówki nauko-

Ryc. 1.


we), aby był w stanie pobudzić zainteresowanie swoich uczniów pracą w tych placówkach, a tym samym lepiej przygotować swoich absolwentów do podjęcia odpowie-dzialnej decyzji o studiowaniu na takich kierunkach, jak biologia, chemia, fizyka, geografia oraz wszystkie kierunki inżynieryjne.

Maturzysta będzie dobrym studentem, jeżeli:• jest zdolny do uczenia się,• wiedzę wyniesioną ze szkoły potrafi stosować

w nowych kontekstach,• ma wykształcone i utrwalone potrzebne umiejęt-

ności i kompetencje,• kierunek studiów wybrał zgodnie ze swymi zain-

teresowaniami,• ma wewnętrzną motywację do dalszego rozwoju

intelektualnego.

Wykłady otwarte dla rodziców, dziadków i opiekunów

Zdolność maturzystów do uczenia się zależy m.in. od ich stanu emocjonalnego i jest kształtowana od uro-dzenia przez najbliższe otoczenie, środowisko rodzinne. W celu uświadomienia rodzicom, dziadkom i opieku-nom ich roli w procesie rozwoju intelektualnego dzie-cka z inicjatywy SNPPiT przy współpracy z Instytutem Pedagogiki Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego (IP UKW) w Bydgoszczy zorganizowano cykl wykładów otwartych dla rodziców, dziadków i opiekunów pod ha-słem „Moja wiedza pomaga mi w kierowaniu prawidło-wym rozwojem mojego dziecka”.

W roku akademickim 2007/2008 w salach wykła-dowych IP UKW w Bydgoszczy odbyło się 5 wykładów


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


pracowników naukowych IP, a w następnym roku aka-demickim 2008/2009 Prezydent Miasta Bydgoszczy przyjął rolę współorganizatora i 4 kolejne wykłady ot-warte odbyły się w Sali Sesyjnej Urzędu Miasta.

Program (2007/2008)

SNPPiT – Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przyrodniczych i Technicznych

IP UKW – Instytut Pedagogiki, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy

• Rola rodziców i opiekunów w rozwijaniu zdolności poznawczych dziecka dr Małgorzata Zabłocka, Zakład Pedagogiki Opiekuńczej z Profilaktyką Społeczną

• Dlaczego niektóre dzieci są odrzucane przez ró-wieśników? prof. dr hab. Maria Deptuła, Zakład Pedagogiki Opiekuńczej z Profilaktyką Społeczną

• Zaburzenia w zachowaniu młodego pokolenia prof. dr hab. Teresa Sołtysiak, Zakład Socjologii Wychowania i Resocjalizacji

• Style dziadkowania dr Danuta Seredyńska, Zakład Socjologii Wychowania i Resocjalizacji

• O potrzebie i niemożności kształtowania tożsamo-ści młodzieży w epoce proteuszowej prof. dr hab. Roman Leppert, Katedra Pedagogiki Ogólnej i Porównawczej

Każdemu z tych wykładów towarzyszyła mini-wy-stawa interakcyjnych eksperymentów fizycznych typu „HANDS-ON & MINDS-ON” przygotowana przez SNPPiT.

Rodzice i dziadkowie, którzy uczestniczyli w tych wykładach otwartych, żywo interesowali się również prezentowanymi interakcyjnymi eksperymentami fi-zycznymi zwłaszcza, że są one zaprojektowane z uży-ciem przedmiotów codziennego użytku w taki sposób, że w każdym domu można je powtórzyć. Daje to prze-konanie dzieciom i wnukom, że zjawiska fizyczne moż-na obserwować i badać również poza szkołą.

Słuchacze pierwszego z wykładów, które odbyły się w Urzędzie Miasta, otrzymali informację o formach pomocy możliwych do uzyskania przez rodzinę ze strony miasta, natomiast trzy kolejne wykłady pozwo-liły rodzicom, dziadkom i opiekunom rozszerzyć swoją wiedzę o otaczającej nas rzeczywistości, co pomoże im w formułowaniu poprawnych odpowiedzi na pytania dzieci.

Program (2008/2009)

Prezydent Miasta Bydgoszczy

SNPPiT – Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przyrodniczych i Technicznych

MOPS – Miejski Ośrodek Pomocy Społecznej w Bydgoszczy

• Działania Miejskiego Ośrodka Pomocy Społecznej wspierające rodzinę Ewa Taper, zastępca dyrektora MOPS w Bydgoszczy

• Z serii: „Dzieci zadają dorosłym trudne pytania” Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przy-rodniczych i Technicznych, Instytut Fizyki, Uni-wersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy

• Magia kryształów prof. dr hab. Kazimierz Fabisiak, Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przy-

rodniczych i Technicznych, Instytut Techniki, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy

• Tworzywa poliuretanowe w XXI wieku prof. dr hab. inż. Bogusław Czupryński Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przy-rodniczych i Technicznych, Instytut Geografii, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy

• Czy budować zapory na rzekach? prof. dr hab. Zygmunt Babiński

Przed każdym wykładem informacja w mediach zachęcała społeczeństwo do zainteresowania się tymi zagadnieniami.

Pobudzanie u uczniów i studentów zainteresowania przedmiotami przyrodniczymi oraz motywacji do dalszego rozwoju intelektualnego15

Z różnych względów już na etapie szkoły podstawo-wej zbyt wielu uczniów traci swoje naturalne zaintere-sowanie tymi zjawiskami zachodzącymi i dostrzegany-mi w otaczającym świecie, które są przedmiotem badań biologii, chemii fizyki i geografii, czego konsekwencją jest zbyt mała liczba dobrze przygotowanych kandyda-tów na studia na ww. kierunkach uniwersyteckich oraz na kierunkach inżynierskich.

Wiele najnowszych wyników badań w różnych dzie-dzinach, a zwłaszcza na pograniczu dwóch lub więcej dyscyplin naukowych, pokazuje problemy, do których rozwiązania potrzebne jest podejście kreatywne (nie-schematyczne), dlatego warto umożliwiać uczniom (starszych klas szkół podstawowych, gimnazjów i szkół ponadgimnazjalnych) kontakt z najnowszymi wynika-mi badań naukowych poprzez takie formy, jak np.:


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


1. Badawcze pracownie uniwersyteckie otwarte dla uczniów:

Drzwi otwarte dla klas szkolnych (począwszy od 5. klasy szkoły podstawowej)

W przeddzień Międzynarodowej Interdyscypli-narnej Otwartej Konferencji Nauczycielskiej MIO-KON’2005 nt. „Technika lotnicza i kosmiczna”, która z inicjatywy SNPPiT odbyła się na Wydziale Mecha-nicznym ATR (obecnie UTP) w Bydgoszczy uczniowie okolicznych szkół mogli zwiedzić zainstalowaną tam przez SNPPiT wystawę fizycznych eksperymentów in-terakcyjnych typu „HANDS-ON & MINDS-ON”, jak też pracownie naukowe tego Wydziału. Każda klasa, wcześniej zgłoszona i przyprowadzona przez nauczycie-la, została podzielona na kilka grup, które przechodziły kolejno od pracowni do pracowni, gdzie naukowcy lub studenci prezentowali im tematy i wyniki swoich prac naukowych oraz odpowiadali na pytania. Nauczycie-le uznali, że ta forma kontaktu ich uczniów z uczelnią wzbudziła duże zainteresowanie młodzieży.

Konkurs na eksperyment (biologiczny, chemiczny, fizyczny, geograficzny)

W latach 2008–2012 z inicjatywy SNPPiT przy współpracy z Instytutem Fizyki Uniwersytetu Kazi-mierza Wielkiego w Bydgoszczy odbyły się 4 edycje Konkursu na Eksperyment Fizyczny (KEF) dla ucz-niów szkół podstawowych i gimnazjów (http://www.snppit.pl/wp-content/uploads/2010/02/Microsoft--Word-KEF-regulamin-trzeciej-edycji.pdf, http://www.snppit.pl/wp-content/uploads/2010/02/Microsoft-Word-zgłoszenie-eksperymentu-3-edycja.pdf).

Pierwsza edycja odbyła się w Szkole Podstawowej nr 2 w Bydgoszczy, natomiast pozostałe trzy w Insty-tucie Fizyki UKW. W pracach jury brali udział również studenci fizyki UKW. Jedną z nagród dla wszystkich uczestników była wizyta w pracowni naukowej Insty-tutu Fizyki UKW oraz możliwość prezentacji swojego

eksperymentu innym uczniom podczas Pikniku Fi-zycznego organizowanego na terenie IF UKW podczas Bydgoskiego Festiwalu Nauki.

Seminarium dla młodych eksperymentatorów

Wyniki pierwszej edycji KEF były tak dobre, że postanowiono utrwalić to chwilowe zainteresowa-nie uczniów fizyką i ufundowano dodatkową nagrodę dla wszystkich chętnych uczestników konkursu KEF w formie Seminarium dla Młodych Eksperymenta-torów (SEMEK), które odbywało się (nieodpłatnie) w pracowni studenckiej IF UKW. Zajęcia, w których uczestniczyli również nauczyciele, odbywały się raz w miesiącu i składały się z trzech części: krótkiego wstępu teoretycznego (prowadzonego przez pracowni-ka naukowego IF UKW), prezentacji przez studentów (przygotowanych przez siebie) eksperymentów fizycz-nych, a w części trzeciej uczniowie mogli sami ekspe-rymentować i często wykazywali się inwencją twórczą.

2. Experymentarium

Po cieszącej się bardzo dużym zainteresowaniem klas szkolnych prezentacji przez SNPPiT wystawy inter-akcyjnych eksperymentów fizycznych typu „HANDS--ON & MINDS-ON” w czasie kilku kolejnych edycji Festiwalu Nauki w Bydgoszczy Instytut Fizyki UKW w semestrze letnim roku akademickiego 2011/2012 udostępnił pomieszczenie, w którym ww. wystawa, uzupełniona o zestawy uniwersyteckie, została zain-stalowana na stałe. Grupa studentek pierwszego roku fizyki w ramach Koła Naukowego opracowała plakaty ilustrujące wybrane przez siebie zestawy eksperymen-talne ww. wystawy oraz prezentowała klasom szkolnym zainstalowane tam eksperymenty fizyczne. Pracowały w dwu lub trzy osobowych zespołach. Zadaniem każde-go z nich było opracowanie plakatu do jednego zestawu eksperymentalnego. Te studentki, które najbardziej za-angażowały się w pracę w EXPERYMENTARIUM, tzn.

z własnej inicjatywy opracowały plakaty do dwóch lub trzech zestawów oraz stworzyły własne nowe zestawy, lepiej zrozumiały te zagadnienia i uzyskały lepsze niż w semestrze zimowym oceny z egzaminów przewidzia-nych programem studiów. Semestr ten ukończyły z tak dobrymi wynikami, które pozwoliły im na ubieganie się o stypendium naukowe.

Własna aktywność poznawcza uczniów i studentów

Zagłębiając się w opisy lat szkolnych tak wielkich odkrywców, jak m.in. Maria Skłodowska-Curie, Albert Einstein, Jan Czochralski i wynalazców, jak np. Ma-rian Rejewski, można znaleźć bardziej lub mniej spek-takularne momenty niepowodzeń szkolnych, gdyż ich niezależnie myślące umysły nie zawsze były doskonałe przy odtwarzaniu wiedzy szkolnej, podanej przez na-uczyciela do zapamiętania.

Zatem warto dawać uczniom i studentom możliwość prezentacji zagadnień wybranych przez siebie zgodnie z własnymi zainteresowaniami, np. w formie:

• prezentacji seminaryjnych łącznie z częścią ekspe-rymentalną,

• prezentacji sprawozdań z dowolnie wybranych wykładów (poza programem),

• wysoko punktowanych pytań i zadań otwartych włączonych do zestawu pytań na klasówkach, przy zaliczeniach i na egzaminach.

Studia podyplomowe dla nauczycieli przyrody

W ciągu pięciu miesięcy, od kwietnia do maja 2014 r., szesnaście stowarzyszeń nauczycieli i rodziców z całej Polski pracowało wspólnie nad propozycjami zmian w systemie edukacyjnym5. W kwestii studiów podyplomowych dla nauczycieli przyrody zwrócono uwagę na następujące kwestie13,14:

http://www.snppit.pl/wp-content/uploads/2010/02/Microsoft-Word-KEF-regulamin-trzeciej-edycji.pdf




SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Kształcenie i doskonalenie nauczycieli powinno le-żeć w gestii ministra właściwego do spraw szkolnictwa wyższego.

Do nauczania przyrody w szkole podstawowej ko-nieczne jest wykształcenie na poziomie minimum li-cencjatu z biologii, chemii, fizyki lub geografii albo na poziomie inżyniera pokrewnych kierunków politech-nicznych oraz 2-3 semestralne studia podyplomowe dla nauczycieli przyrody.

Ponadto:• Program tych studiów podyplomowych powi-

nien być zintegrowany i obejmować zagadnie-nia wspólne dla dwóch lub więcej przedmiotów oraz istotną metodologię odrębną dla każdego z nich (np. biologia i geografia – zajęcia w terenie, biologia, chemia i fizyka – laboratorium i kontakt z przemysłem, fizyka i geografia – planetarium, fizyka –rozwiązywanie zadań rachunkowych).

• Wykładowcami powinni być pracownicy naukowi, dydaktycy poszczególnych przedmiotów oraz do-świadczeni nauczyciele-praktycy.

• Uczelnie powinny ściślej współpracować ze stowa-rzyszeniami nauczycielskimi w tym zakresie, przy czym same określą zakres i formy tej współpracy.

Uwagi końcowe

Proces kształcenia młodego pokolenia jest bardzo złożony, odbywa się zarówno w szkołach, na uniwer-sytetach, jak i poza nimi. W artykule zwrócono też uwagę na istotną rolę, jaką w tym procesie odgrywają instytucje, organizacje, rodziny, jak również media oraz inne niesformalizowane środowiska pozaszkolne.

Niniejszy artykuł jest sprawozdaniem z działań, podjętych przez SNPPiT dla poprawy efektywności kształcenia w Polsce, zrealizowanych w latach 2007-2014 przy współpracy z wieloma instytucjami edukacyjnymi (w tym MEN) i na ich terenie. Większość z nich (oprócz

współpracy stowarzyszeń nauczycieli i rodziców, któ-ra zaistniała z inicjatywy ówczesnej Minister Edukacji Narodowej, pani Joanny Kluzik-Rostkowskiej) odbyła się z inicjatywy autorki tego artykułu. Żadna z opisa-nych tu innowacyjnych i efektywnych form kształcenia nie miała dodatkowego finansowania.

Literatura

1. „SOCLES DE COMPETENCES: Eveil Inintiation Scientifique”, Ministère de la Communauté française, Administration générale de l’Enseignement et de la Recherche scientifique (B)

2. The Magazine , Education and Culture DG, European Commis-sion, Nr 32/2009

3. reasarch*eu, Results Magazine, Nr 41, European Commission, 2015

4. „Rocznik Statystyczny Rzeczypospolitej Polskiej 20135. Młodzi 2011”, Michał Boni, Krystyna Szafraniec, Kancelaria

Prezesa Rady Ministrów, Warszawa 2011 (str. 355)6. Badanie wpływu projektów zrealizowanych w Poddziałaniu

9.1.2 PO KL na wzrost jakości i dostępności edukacji w wo-jewództwie pomorskim”, http://defs.pomorskie.eu/docu-ments/372678/432685/Za%C5%82%C4%85cznik+nr+8.pdf/ce5e1731-613f-4548-a8ad-9d9e0601f09b

7. „Fundusze unijne na wsparcie edukacji w latach 2007-2013”, http://www.funduszeeuropejskie.2007-2013.gov.pl/dzialaniapro-mocyjne/documents/edukacja.pdf

8. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA EDUKACJI NARODOWEJ z dnia 27 sierpnia 2012 r. w sprawie podstawy programowej wy-chowania przedszkolnego oraz kształcenia ogólnego w poszcze-gólnych typach szkół

9. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA EDUKACJI NARODOWEJ z dnia 7 lutego 2012 r. w sprawie ramowych planów nauczania w szkołach publicznych

10. Wpływ środowiska (rodziny) na zdolność uczenia się dzieci”, Ali-cja Wojtyna-Jodko, Materiały Konferencyjne “Współczesne Prob-lemy Kształcenia na Odległość”, UMK, Toruń 2008

11. A NEW APPROACH TO SCIENCE EDUCATION FOR DEVEL-OPING INNOVATIVE THINKING”, Alicja Wojtyna-Jodko, LAP Lambert Academic Publishing, Saarbrücken 2015

12. „The role of experiment in the learning physics process”, Alicja Wojtyna-Jodko, Proceedings of the World Conference of Physics Education, Istanbul 2012

13. http://www.snppit.pl/wp-content/uploads/2014/09/Zmiany-w--systemie-oświaty-wypracowane-przez-stowarzyszenia-nauczy-cielskie-tekst-ujednolicony-12.09.2014.pdf

14. http://www.snppit.pl/wp-content/uploads/2014/09/Ustawa-o--systemie-oświaty-ze-zmianami-wprowadzonymi-przez-stowa-rzyszenia-nauczycielskie.pdf

15. „Wykorzystanie eksperymentu w nauczaniu fizyki”, Alicja Woj-tyna-Jodko, Materiały Konferencyjne „Problemy Dydaktyki Fizy-ki”, Uniwersytet Wrocławski, 2013

16. “Optimising Learning: Implications of Learning Sciences Rese-arch”, R. Keith Sawyer, OECD/CERI International Conference on “Learning in the 21st Century: Research, Innovation and Policy”

17. „Changing the Subject: Innovations in Science, mathematics and Technology Education”, OECD/CERI Project, 1996

18. “New Materials, Development and Education: General Conside-rations”, Alicja Wojtyna-Jodko, Joseph Depireux, Proceedings of GIREP International Conference: “Teaching the Science of Con-densed Matter and New Materials”, University of Udine (I), 1995

The role of the academia in educating competences needed for future teachers and popularizers of the newst results of scientific research

Alicja Wojtyna-Jodko

For development of Poland in the 21st century, there is a need of permanent increase of a number of very well educated specialists in all scientific and technological branches. Nowadays too less number of upper secondary alumnus wants and is well prepared for study at biology, chemistry, geography, physics and all the engineering university departments. Natural interest of small children in scientific phenomena observed in the natural environment disappears too often already at the level of primary school.Some possible ways of counteracting these problems through preparation of future teachers for keeping and developing the natural pupils’ interest in biological, chemical, geographical and physical phenomena as well as making possible for primary, lower and upper second-ary school pupils contact with newest results of scientific research are presented.Key words: science education, learning ability, inquiry based learning, experiment, popularization of the newest results of scientific research

http://defs.pomorskie.eu/documents/372678/432685/Za%25C5%2582%25C4%2585cznik+nr+8.pdf/ce5e1731-613f-4548-a8ad-9d9e0601f09b



http://www.funduszeeuropejskie.2007-2013.gov.pl/dzialaniapromocyjne/documents/edukacja.pdf

http://www.funduszeeuropejskie.2007-2013.gov.pl/dzialaniapromocyjne/documents/edukacja.pdf

Wiedza akademicka dla uczniów – możliwe czy niemożliwe – studium przypadku | Joanna Łubocka | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 54

SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Wprowadzenie

„Szlifowanie diamentów – innowacyjny program wspierania uzdolnień w zakresie nauk matematyczno--przyrodniczych” jest przykładem udanego transferu metod przekazywania umiejętności i wiedzy z pozio-mu akademickiego na niższe szczeble edukacji. Pro-gram powstał dzięki zaangażowaniu ze strony Funda-cji Edukacji Międzynarodowej (FEM), Dolnośląskiej Szkoły Wyższej i Uniwersytetu Wrocławskiego. Został zatwierdzony do realizacji pilotażowej i współfinan-sowany przez Ministerstwo Edukacji Narodowej oraz Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego realizowanego w ramach Programu Ope-racyjnego Kapitał Ludzki, Priorytet III „Wysoka jakość systemu oświaty”. Pomysłodawcą założeń zastosowa-nych w konstrukcji programu był strategiczny partner FEM – „Centrum Intelekt”, ośrodek odpowiedzialny za kształcenie młodzieży uzdolnionej w obwodzie Lenin-gradzkim w Rosji.

Program jest skierowany do uczniów o szczegól-nych predyspozycjach, w dwóch grupach wiekowych. Prezentuje możliwości wykorzystania, powiązanych z podstawą programową, aktualnych osiągnięć nauko-wych dla pogłębiania wiedzy uczniów, doskonalenia ich umiejętności oraz motywowania do samodzielnej pracy. Daje również możliwości rozwijania kompeten-cji społecznych ze względu na fakt, iż szczególną jego wartość stanowi praca metodą projektu realizowanego

Wiedza akademicka dla uczniów – możliwe czy niemożliwe – studium przypadkuJoanna Łubocka

w grupach uczniowskich. Konstrukcja programu, przy-gotowanego przez zespół dydaktyków, psychologów i pedagogów, sprawia, że edukacja dziecka z ponad-przeciętnymi uzdolnieniami jest procesem badawczym, podczas którego synteza wniosków poszerza nie tylko kompetencje matematyczno-przyrodnicze, ale również uwewnętrznia wartości moralne, których wyrazem jest emocjonalny stosunek uczniów do procesów pozna-wania przyrody (Cieślik i wsp., 2013). Program został przetestowany i poddany ewaluacji pozwalającej oce-nić przyrost wiedzy i umiejętności w takich obszarach jak: posługiwanie się przyrządami optycznymi, anali-zowanie danych, prowadzenie obserwacji, selekcjono-wanie informacji, twórcze rozwiązywanie problemów, prowadzenie dokumentacji, praktyczne wykorzystanie wiedzy, korzystanie z różnych źródeł informacji, od-najdywanie związków przyczynowo-skutkowych ana-lizowanych zjawisk. Efektem realizacji programu jest: umiejętność rozwijania zainteresowań, doskonalenie umiejętności przydatnych w szkole, rozwój kreatywno-ści i zdolności logicznego myślenia, poznanie nowych metod pracy, odważniejsze podejmowanie decyzji, ot-wartość w nawiązywaniu kontaktów, doskonalenie umiejętności współpracy, zwiększenie pewności siebie.

Główne rekomendacje i założenia programu

Główne założenia i rekomendacje, na których op-arto się podczas opracowywania szczegółów programu były następujące (Mikiewicz i Krzychała, 2011):

• jednym z ważniejszych założeń programu jest po-moc przy podjęciu decyzji co do wyboru ścieżek przyszłej kariery zawodowej, szczególnie wśród zdolnych uczniów, dla których środowisko nie sta-nowi wsparcia w aspiracjach edukacyjnych; w tym aspekcie szczególnie ważna jest współpraca z ro-dzicami mogącymi w sposób decydujący rozwijać

Streszczenie:

„Szlifowanie diamentów – innowacyjny program wspie-rania uzdolnień w zakresie nauk matematyczno-przy-rodniczych” jest przykładem udanego transferu metod przekazywania umiejętności i wiedzy z poziomu aka-demickiego na niższe szczeble edukacji. Program jest skierowany do uczniów o szczególnych uzdolnieniach. Prezentuje możliwości wykorzystania, powiązanych z podstawą programową, aktualnych osiągnięć nauko-wych dla pogłębiania wiedzy uczniów, doskonalenia ich umiejętności oraz motywowania do samodzielnej pracy. Daje również możliwości rozwijania kompetencji spo-łecznych. Efektem realizacji programu są: umiejętność rozwijania zainteresowań, doskonalenie umiejętności przydatnych w szkole, rozwój kreatywności i zdolności logicznego myślenia, poznanie nowych metod pracy, od-ważniejsze podejmowanie decyzji, otwartość w nawiązy-waniu kontaktów, doskonalenie umiejętności współpracy i zwiększenie pewności siebie.Słowa kluczowe: edukacja innowacyjna; uzdolniony uczeń; „Szlifowanie diamentów”


dr Joanna Łubocka: Pracownia Nowoczesnych Strategii Nauczania Biologii, Wydział Nauk Biologicznych, Uniwersytet Wrocławski, pełnomocnik dziekana ds. dydaktyki



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


lub deprecjonować potrzeby dzieci w zakresie edu-kacji;

• niezwykle istotnym elementem działań wspiera-jących jest praca nad uświadomieniem uczniom własnego potencjału rozwojowego (tak zaintereso-wań, jak dążeń);

• zajęcia oferowane w ramach programu opierają się na aktywnych metodach edukacji i w żadnym wy-miarze nie są powtórzeniem zajęć szkolnych – ich zadaniem jest poszerzanie kontekstu, tworzenie holistycznego obrazu świata i motywacja do dzia-łania, również obok własnej edukacji;

• ważnym elementem programu jest kształtowanie kreatywnego podejścia do własnych zainteresowań w kontekście przyszłej pracy zawodowej lub karie-ry naukowej oraz uświadamianie konieczności po-dejmowania inicjatyw i wzięcia odpowiedzialności za własny rozwój;

• istotnym zadaniem programu jest pokazanie możliwości sprawdzenia się w różnych obszarach aktywności (intelektualnej, społecznej itp.), dla którego nie wystarczy nawet rozległa, ale jedynie teoretyczna wiedza w zakresie różnych dyscyplin – konieczne jest zdobywanie praktycznych umie-jętności i kompetencji społecznych;

• bardzo ważne jest wsparcie psychologiczno-peda-gogiczne wszystkich podmiotów uczestniczących w edukacji, czyli zdolnych uczniów, ich rodziców i nauczycieli, nie tylko w razie problemów, ale przede wszystkim w działaniach profilaktycznych dających wiedzę i umiejętności na temat radzenia sobie w sytuacjach stresowych, opanowywania emocji, indywidualizacji pracy itp.;

• zadaniem programu jest również wykorzystanie potencjału i dynamiki pracy zespołowej poprzez stwarzanie okazji do działania w uczącej się spo-łeczności, również poprzez budowanie i podtrzy-

mywanie relacji interpersonalnych i wzajemnego zaufania.

O unikalności programu i innowacyjnym podejściu do kształcenia uzdolnionej młodzieży świadczy nie tyle fakt realizowania zajęć w murach Uczelni i przez jej wy-kładowców, co możliwość tworzenia przez uczestników „wspólnoty uczących się”, czyli wspólna praca, wspól-ne uczenie się i wspieranie w uczeniu się podczas sesji i w czasie między sesjami (poprzez e-kształcenie) oraz wspólne mieszkanie i zabawa w czasie poszczególnych sesji. Niewątpliwą wartość dodaną stanowi współdzia-łanie wszystkich grup beneficjentów programu: ucz-niów, rodziców i nauczycieli oraz współpraca z psycho-logiami i pedagogami.

W realizacji programu wzięło udział łącznie 540 osób, w tym 280 uczniów z 30 powiatów i miast na pra-wach powiatu na Dolnym Śląsku.

Program został opracowany w sześciu wersjach dla następujących przedmiotów: biologia, chemia, fizyka z astronomią, geografia, informatyka i matematyka.

Ze względu na fakt, że autorka niniejszego tekstu współtworzyła program poświęcony biologii, pozosta-ła część opracowania ograniczy się wyłącznie do tego obszaru.

Model postępowania i przyjęte procedury

W ramach przygotowań do realizacji programu op-arto się na następującym modelu postępowania, wdra-żającym szczegółowe procedury (Mikiewicz, 2011):

Rekrutacja

Rekrutacja do dwóch grup wiekowych biologicznej odsłowny programu miała miejsce w szkołach podsta-wowych, gimnazjach i szkołach ponadgimnazjalnych Dolnego Śląska – zgłosiło się łącznie 188 kandydatów ze wszystkich dolnośląskich powiatów;

Ostateczną grupę uczestników biologicznej odsłony programu stanowiło 40 uczniów w dwóch grupach wie-kowych: pierwszą grupę wiekową stanowiło 20 uczniów V i VI klasy szkoły podstawowej oraz I i II klasy gim-nazjum; drugą grupę wiekową stanowiło 20 uczniów III klasy gimnazjum oraz I i II klasy szkół ponadgimna-zjalnych; uczestnicy pochodzili ze szkół następujących dolnośląskich powiatów: wrocławskiego miejskiego, wałbrzyskiego miejskiego, legnickiego miejskiego, wrocławskiego (Długołęka, Dobrzykowice, Radwanice, Raków), jaworskiego (Jawor, Myślibórz), trzebnickiego (Oborniki Śląskie, Żmigród), świdnickiego (Grodzisz-cze, Strzegom), oleśnickiego (Boguszyce, Dobroszyce, Oleśnica), polkowickiego (Przemków, Stara Rzeka), oławskiego (Jelcz-Laskowice, Marcinkowice), górow-skiego (Góra, Naratów), lubińskiego (Lubin, Rudna, Ścinawa), lubańskiego (Siekierczyn), milickiego (Suli-mierz, Sułów), zgorzeleckiego (Bogatynia), bolesławie-ckiego (Bolesławiec, Raciborowice Górne), wołowskiego (Mojęcice), kłodzkiego (Szalejów Dolny), głogowskiego (Głogów), dzierżoniowskiego (Pieszyce).

Uczniów do udziału w programie rekomendowali nauczyciele poprzez złożenie wniosku. Podstawą utwo-rzenia rankingu uczniów przyjętych była ocena wyko-nania zadań przygotowanych przez komisję rekrutacyj-ną oraz ocena eseju napisanego na zadany temat.

Organizacja zajęć

Uczniowie realizowali zajęcia w salach wykłado-wych, laboratoriach oraz stacjach terenowych Wydziału Nauk Biologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego – we Wrocławiu, Karpaczu i Rudzie Milickiej oraz salach wykładowych i laboratoriach Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Wrocławskiego. Zajęcia były prowadzo-ne przez 26 pracowników naukowych i dydaktycznych ww. Wydziałów.


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


240 godzin zajęć było zorganizowanych w sześciu sesjach tematycznych poświęconych różnym dyscypli-nom nauk biologicznych, ułożonych tak, by poszerza-nie wiedzy i umiejętności miało kierunek od ogółu do szczegółu:

• sesja I Antropologia• sesja II Ekologia • sesja III Bioróżnorodność I• sesja IV Bioróżnorodność II• sesja V Biochemia i biotechnologia• sesja VI MikrobiologiaSesje trwały 5-6 dni w odstępach około 2-3 miesięcz-

nych z przerwą wakacyjną w latach 2011-2013; w prze-rwach międzysesyjnych wykorzystywane były metody nauczania na odległość, kiedy to uczniowie realizowali zadania związane z tematyką poszczególnych sesji w ra-mach cyklu indywidualnych konsultacji z tutorem lub przygotowując projekty grupowe na platformie e-lear-ningowej Moodle.

Organizacja pobytu

W czasie sesji uczniowie mieszkali razem w określo-nych hostelach lub stacjach terenowych uczniowie spę-dzają razem cały dzień. Uczniowie spędzali razem cały dzień – na zajęciach rozłożonych w godzinach przed- i popołudniowych lub w miejscu pobytu.

Całodobowa opiekę wychowawcza zapewniana była przez wychowawców. Opiekę naukową nad uczniami sprawował koordynator panelu biologicznego;

W ramach każdej sesji miało miejsce uczestnictwo w imprezach kultury wysokiej. W ramach każdej sesji miała miejsce realizacja programu psychologiczno-pe-dagogicznego wspierającego rodziców i nauczycieli.

Metody realizacji

W celu spełnienia założeń programu w czasie jego realizacji zobowiązano wszystkich wykładowców do

stosowania metod aktywizujących z nastawieniem na praktyczne wykorzystanie uzyskanej wiedzy i dosko-nalenie umiejętności uczniów, a także do zwrócenia szczególnej uwagi na rozwój ich kompetencji społecz-nych ukierunkowanych między innymi na doskona-lenie współpracy, tak z innymi uczestnikami projektu w ramach grupy rówieśniczej, jak z prowadzącymi zajęcia naukowcami. Metodami wykorzystywanymi w sesjach były: projekt, warsztat, metody laboratoryjne i ćwiczenia terenowe charakterystyczne dla nauczanego obszaru, konkurs, seminarium i wykład. Między se-sjami natomiast uczniowie pracowali metodą projektu grupowego koordynowanego przy pomocy platformy e-learningowej. Zaznaczyć należy w szczególności, że nauczanie przy pomocy wykładu na żadnej sesji nie przekroczyło 15% czasu poświęconego na pracę z na-uczycielami akademickimi (Łubocka i Krawczyk, 2013).

Ewaluacja programu

Pilotażowa realizacja programu zakładała jego ewa-luację, wymaganą przez Ministerstwo Edukacji Na-rodowej na potrzeby późniejszych jego rekomendacji. Ewaluacja została dokonana poprzez analizę ankiet przygotowanych przez autorów programu (Łubocka i Krawczyk, 2013).

Analiza kart samooceny uczestników

Uczestnicy wypełniali „Karty samooceny umiejęt-ności” właściwych dla przedmiotu biologia dwukrot-nie – przed rozpoczęciem realizacji programu oraz po jego zakończeniu, co dało możliwość analizy przyrostu umiejętności w ocenie uczestników.

W ankiecie początkowej respondenci oceniali sto-pień posiadanych umiejętności w odniesieniu do uzy-skanych w szkole, w ankiecie końcowej – w stosunku do uzyskanych w trakcie trwania programu.

Respondenci ocenili umiejętności w 12 obszarach, w skali 1-6:

• posługiwanie się przyrządami optycznymi,• analizowanie wykresów, diagramów, tabel,• prowadzenie obserwacji,• selekcjonowanie wiadomości,• twórcze, kreatywne rozwiązywanie problemów,• prowadzenie dokumentacji biologicznej,• posługiwanie się wiedzą biologiczną w praktyce,• wykorzystanie różnych źródeł wiedzy,• praca w grupach,• odnajdywanie związków przyczynowo-skutko-

wych analizowanych zjawisk,• umiejętne stosowanie terminów i pojęć,• czytanie ze zrozumieniem.W przypadku grupy młodszej początkowa ocena

własnych umiejętności przed rozpoczęciem realizacji Programu, w odniesieniu do wszystkich ww. obszarów wypadła pomyślnie (zawierała się w przedziale skali 4-6), jedynie trzech respondentów zadeklarowało chęć doskonalenia: posługiwania się przyrządami optyczny-mi, odnajdywania związków przyczynowo-skutkowych i prowadzenia dokumentacji biologicznej. Analiza oce-ny stanu początkowego własnych umiejętności po reali-zacji programu wykazała, że respondenci ocenili je zde-cydowanie bardziej krytycznie. Wskazywali na braki w takich umiejętnościach jak: prowadzenie dokumen-tacji biologicznej, posługiwanie się przyrządami optycz-nymi, posługiwanie się wiedzą biologiczną w praktyce, prowadzenie obserwacji, umiejętne stosowanie termi-nów i pojęć, odnajdywanie związków przyczynowo--skutkowych, wykorzystanie źródeł. W pojedynczych przypadkach respondenci dostrzegali też własne nie-dostatki w umiejętnościach: analizowania diagramów, twórczego rozwiązywania problemów, selekcjonowania informacji czy pracy w grupach. Jednocześnie wskazali, że po realizacji programu we wszystkich uprzednio nie-


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


doskonałych obszarach nastąpiła znaczna poprawa po-ziomu umiejętności (ze stanu ocenianego w granicach 2-3 do stanu ocenianego w granicach 5-6).

W przypadku grupy starszej początkowa ocena własnych umiejętności przed rozpoczęciem realiza-cji Programu, była zdecydowanie bardziej świadoma. Uczestnicy deklarowali chęć doskonalenia umiejęt-ności w 8 obszarach oceniając je w granicach 2-3: pro-wadzenie dokumentacji biologicznej, posługiwanie się przyrządami optycznymi, prowadzenie obserwacji oraz w pojedynczych przypadkach: odnajdywanie związków przyczynowo-skutkowych, selekcjonowania informacji, wykorzystanie źródeł, umiejętne stosowanie terminów i pojęć, a nawet czytanie ze zrozumieniem.

Analiza oceny stanu początkowego własnych umie-jętności po realizacji programu potwierdziła, że wska-zane obszary rzeczywiście wymagały doskonalenia, a przyrost umiejętności w ocenie uczestników był zna-czący – końcowy stan swoich umiejętności responden-ci ocenili na 5-6 we wskazanych obszarach. Uczestni-cy zwracali uwagę, że szczególnie cenna była dla nich możliwość doskonalenia umiejętności posługiwania się sprzętem optycznym, która w szkole albo w ogóle nie była kształcona, albo w niewielkim stopniu.

Analiza ankiet dotyczących umiejętności pracy w grupie

Przed rozpoczęciem realizacji programu każdy jego uczestnik poznał poniższe zasady współpracy:

• W każdej grupie jest osoba pełniąca funkcję lidera.• Praca jest odpowiednio rozdzielona i każdy odpo-

wiedzialnie pracuje nad wyznaczonym zadaniem.• Należy zawsze pracować bardzo solidnie, aby gru-

pa odniosła sukces.• Każdy jest zainteresowany efektywnością pracy

innych członków grupy i nie przeszkadzamy im w wypełnianiu wyznaczonych zadań.

• Cała grupa wyraża swoje zdanie (jest aktywna).

• Każdy szanuje poglądy innych.• Wszyscy członkowie grupy zgodnie współpracują

(bez względu na sympatie i antypatie), a wszystkie decyzje podejmowane są na drodze negocjacji.

• Zawsze przestrzegane są zasady kulturalnej dys-kusji.

• Własne zdanie jest popierane odpowiednią argu-mentacją.

• Nie ma miejsca na obrażanie się, gdy odrzucane są własne pomysły.

• Należy jasno i w atrakcyjny sposób przedstawiać efekty pracy grupy.

• Należy dbać o poprawność językową w czasie wy-powiedzi.

Kompetencje społeczne związane z umiejętnością pracy w zespole były ocenianie na podstawie odpowie-dzi na poniższe pytania:

• Jak często pracujesz tą metodą (w grupach) na lek-cjach różnych przedmiotów w Twojej szkole?

• Wymień trzy przedmioty, na których najczęściej pracowałeś tą metodą.

• Czy potrafisz (w razie potrzeby) kierować grupą i jej pracą?

• Czy potrafisz rozdzielać pracę w grupie?• Czy jesteś aktywny podczas pracy w grupie?• Czy potrafisz pracować na sukces całej grupy soli-

daryzując się z nią?• Czy umiesz działać w zgodzie z innymi?• Czy pracujesz chętnie z różnymi kolegami?• Czy umiesz wyszukiwać wiadomości, materiały

potrzebne grupie pracując samodzielnie i odpo-wiedzialnie?

• Czy potrafisz wykorzystywać w pracy zespołu priorytety ustalone przez grupę i pomysły zgłoszo-ne przez innych?

• Czy umiesz docenić pomysły innych członków grupy?

• Czy odrzucając pomysły innych nie urażasz ich?• Czy potrafisz słuchać uwag dotyczących mnie (nie

obrażasz się)?• Czy wykonujesz chętnie to, co powierzyli mi inni

członkowie grupy?• Czy bawisz się dobrze pracując wspólnie z innym?Przeprowadzone ankiety pozwoliły na zdiagnozo-

wanie umiejętności pracy uczniów w grupie. Okazało się, że na początku projektu ankietowani uczniowie w dużej części deklarowali, że potrafią pracować w grupie. Problemy z kierowaniem grupą i rozdzielaniem zadań deklarowała co czwarta osoba wśród ankietowanych. Podobna liczba deklarowała problemy z umiejętnością przyjmowania uwag krytycznych dotyczących własnej pracy oraz chęcią wykonywania pracy przydzielonej przez innych. Natomiast połowa uczestników uważała, że odrzucając pomysły innych może ich w ten sposób urażać. Uczniowie z jednej strony deklarowali, że po-trafią pracować na sukces grupy, a z drugiej strony, że nie są aktywni podczas pracy w zespole. Podobnie – nie doceniali pomysłów innych i jednocześnie obrażając się, gdy ich własne były odrzucane lub wypowiadane w stosunku do nich uwagi krytyczne.

Ogólnie można stwierdzić, że duża część ankie-towanych wolałaby pełnić funkcję lidera (choć wielu ma z tym problemy). Ten termin kojarzony jest jedna prawdopodobnie wyłącznie z kierowniczą funkcją lidera, ale nie do końca z jego odpowiedzialnością za całokształt pracy grupy. Najwięcej odpowiedzi „tak”, ankietowani udzielili na ostatnie pytanie, stwierdzając, że dobrze się bawią pracując wspólnie z innymi.

Po zakończeniu programu uczniowie ponownie wy-pełnili ankiety. Zauważono sporo rozbieżności pomię-dzy samooceną dokonaną na początku i na końcu pro-gramu. Podczas jego trwania na bardzo wielu zajęciach konieczna była praca zespołowa. Uczniowie pracowali w różnych zespołach, których skład zmieniał się pod-


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


czas wykonywania różnych zadań. Zdecydowanie roz-bieżne wyniki uzyskano w przypadku grupy młodszej i starszej.

W grupie młodszej wzrosła liczba ankietowanych, którzy mają problemy z pełnieniem funkcji lidera, a także mają problem z rozdzieleniem pracy i aktyw-nym włączaniem się w pracę grupy. Zauważyć moż-na dobrą integrację grupy, gdyż zmniejszyła się liczba ankietowanych, którzy mają problemy ze współpracą z różnymi jej członkami. Uczniowie deklarują w więk-szym stopniu umiejętność zgodnego działania z inny-mi, w mniejszym stopniu się obrażają, jeśli usłyszą uwa-gi krytyczne odnośnie swojej pracy oraz w mniejszym stopniu uważają, że odrzucając pomysły innych mogą ich urazić.

W grupie starszej ponad połowa uczniów deklaro-wała niezbyt chętną pracę z różnymi kolegami, jedno-cześnie uważając, że urażają ich odrzucając ich pomy-sły i niezbyt chętnie przyjmują powierzone im przez innych zadania. Jedna trzecia w niewielkim stopniu doceniała pomysły innych i przestrzegała priorytetów ustalonych przez grupę. Podobna liczba ankietowanych czuła się urażona po usłyszeniu uwag krytycznych do-tyczących swojej pracy, a praca w grupie przestała być dla nich jednocześnie zabawą. Na tej podstawie moż-na sądzić, że wzrosła rywalizacja pomiędzy uczniami i choć generalnie tworzyli dość zgraną grupę, to pod-czas pracy starali się wykazać i najlepiej czuli się w roli lidera.

Interesujące jest również to, że efekty pracy grup na różnych zajęciach (zarówno w młodszej, jak i starszej grupie) były zazwyczaj bardzo dobre i wysoko ocenia-ne przez prowadzących zajęcia. Potwierdza to koniecz-ność częstej pracy takimi technikami, przy jednoczes-nym zwracaniu uwagi na przestrzeganie przez uczniów wcześniej ustalonych zasad pracy.

Analiza ankiet ewaluacji działań

Ankietowani oceniali takie aspekty zajęć jak: formę sesyjną, wartość z punktu widzenia dalszego kształce-nia, kontakty z wieloma prowadzącymi, kontakty z in-nymi uczniami zainteresowanymi biologią. We wszyst-kich tych przypadkach, zarówno w grupie młodszej, jak i starszej uczestnicy wyrazili opinię, że tak zorga-nizowane zajęcia są raczej przydatne lub zdecydowanie przydatne. Jedynie dwóch uczestników okazało nieza-dowolenie z przydatności zajęć w perspektywie dalsze-go kształcenia i jeden negatywnie ocenił formę sesyjną zajęć.

Szczególnie pochlebne zadanie dotyczyło możliwo-ści kontaktu z wieloma nauczycielami, co podtrzymało opinię autorów programu o konieczności realizowania zajęć nie przez nauczycieli szkół, z którymi uczniowie mają codzienny kontakt, a przez nauczycieli akademi-ckich wielu specjalności.

Drugim ocenianym obszarem było rozwijanie uzdolnień oraz motywacja do ich samodzielnego do-skonalenia po zakończeniu programu, który również został oceniony pozytywnie. Siedmioro uczestników ze starszej grupy wyraziło niezadowolenie z powodu dyskomfortu związanego z poczuciem zmniejszenie się własnej pewności, co do posiadanej wiedzy i umiejętno-ści biologicznych.

Trzecim ocenianym elementem był stopień przyro-stu wiedzy i umiejętności w stosunku do poszczegól-nych dyscyplin biologicznych takich jak: antropologia, systematyka i anatomia roślin, fizjologia roślin, kultury in vitro, zoologia bezkręgowców i kręgowców, ekologia i ochrona środowiska, mikrobiologia, genetyka, bio-chemia i biotechnologia. Ankietowani zauważyli brak przyrostu wiedzy i umiejętności w takich dyscyplinach jak: fizjologia roślin, genetyka, biochemia, mikrobio-logia, co może wynikać z faktu, że dyscypliny te uwa-żane są powszechnie za trudne i brak postępów może

odnosić się do trudności w zrozumieniu opisywanych zjawisk. Odczuwali również brak przyrostu wiedzy i umiejętności w odniesieniu do kultur in vitro, co dziwi wobec faktu, że tego rodzaju zagadnienia nie są oma-wiane w szkole. Sygnalizowany był również, w pojedyn-czych przypadkach, brak rozwoju w takich dyscypli-nach jak antropologia, zoologia, botanika czy ekologia, ale tu prawdopodobną przyczyną takiej oceny uczestni-ków było „skanalizowanie” zainteresowań i niechęć do przyswajania takich wiadomości, które pozostają poza sferą zaciekawienia.

Kolejny oceniany obszar to odniesienie do metod pracy, ze szczególnym uwzględnieniem metody pro-jektu. Te zostały ocenione dobrze lub bardzo dobrze. W pojedynczych przypadkach stwierdzono brak roz-woju w ramach pracy metodą projektu.

I wreszcie oceniona została możliwość współpracy i atmosfera w czasie trwania zajęć. Uczestnicy ocenili je, jako dobre lub bardzo dobre.

Ponadto ankietowani zostali poproszeni o udziele-nie odpowiedzi na pytania otwarte:

a. Która sesja była szczególnie ciekawa i dlaczego?b. Jakie płynęły z nich korzyści?c. Jakie są uwagi i dodatkowe spostrzeżenia?

W pytaniu a. respondenci wskazywali sesje, na któ-rych realizowane były zajęcia zgodne z ich zaintereso-waniami, jednakże w większości przypadków podkre-ślali również wielką wartość sesji związanych z pracą w laboratoriach z uwagi na możliwość samodzielnej pracy niedostępnymi im dotychczas metodami. Dużym powodzeniem cieszyły się również tzw. sesje wyjazdowe w Karpaczu, ze względu na zajęcia w terenie i możliwość całodziennego przebywania z prowadzącymi, co dawa-ło szansę na lepsze poznanie i mniej formalny kontakt.

W pytaniu b., wśród korzyści ankietowani wy-mieniali: możliwość rozwijania zainteresowań i war-sztatu pracy, doskonalenie umiejętności przydatnych


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


w szkole, rozwój kreatywności i zdolności logicznego myślenia, poznanie nowych metod pracy i doskona-ły kontakt z prowadzącymi zajęcia, pomoc w podjęciu decyzji co do dalszego kształcenia, poznanie nowych ludzi (tak w grupie rówieśniczej, jak i w odniesieniu do prowadzących), doskonalenie umiejętności współpracy, zwiększenie pewności siebie, poznanie funkcjonowania szkoły wyższej, zwiedzanie ciekawych miejsc. Ilustra-cją opinii respondentów może być wypowiedź jednego z nich, z której wynika, że: „wypisanie wszystkich ko-rzyści, jakie przyniosły sesje biologiczne po prostu nie jest możliwe...”.

Wśród uwag i spostrzeżeń, czyli w pytaniu c., zna-lazły się pochlebne zadnia o dobrej organizacji zajęć i możliwości wspólnego mieszkania wszystkich uczest-ników zajęć. Nie zawsze, szczególnie wśród uczestników z młodszej grupy, podobały się projekty międzysesyjne, a większość respondentów starszej grupy zmieniłaby formułę zajęć z psychologami. Na zakończenie nad-mienić należy, że w zakresie biologii opisany powyżej program uzyskał rekomendację Ministerstwa Edukacji Narodowej dla dalszego jego wdrażania w Polsce lub za granicą.

Literatura

Cieślik A, Lugis R, Szecówka-Nowak M, Zamorska B, Zimoń-Du-bownik B (2013). Innowacyjny program wsparcia psychologicz-no-pedagogicznego uczniów uzdolnionych, ich rodziców i na-uczycieli. Wrocław: Drukarnia KiD

Łubocka J, Krawczyk J (2013). Innowacyjny program wspierania uzdolnień w zakresie nauk matematyczno-przyrodniczych. Wrocław: Drukarnia KiD.

Mikiewicz P, Krzychała S (2011). Bariery społeczne w edukacji dziew-cząt z małych miejscowości na Dolnym Śląsku, które przejawiają uzdolnienia w kierunkach matematyczno-przyrodniczych i za-mierzają podjąć studia na tych kierunkach. Wrocław: Fundacja Edukacji Międzynarodowej [materiały niepublikowane].

Mikiewicz P (2011). Schemat pracy z uzdolnioną młodzieżą w Cen-trum Intelekt. Ramowy model systemu. Wrocław: Fundacja Edu-kacji Międzynarodowej [materiały niepublikowane].

Academic knowledge to students – possible or impossible – a case study

Joanna Łubocka

“Szlifowanie diamentów” (which means “grinding of dia-monds” in Polish) – an innovative program to support talents in the field of mathematics and life sciences” is an example of successful transfer of knowledge and academ-ic methodology to lower levels of education. The program is intended for students with special talents. It presents the possibility of using recent scientific achievements, in accordance with the core curriculum, to deepen students’ knowledge, improve their skills and motivation to work independently. It also gives opportunities to develop so-cial skills. The effects of the program are: the ability to develop interests and skills useful in school, development of creativity and logical thinking, learning new ways of working and courage decision-making, openness in networking, collaboration skills, and increasing of self-confidence.Key words: innovative education; gifted student; “Szlifowanie diamentów” [=“Grinding of diamonds”]

Różnorodność biologiczna na lądzie. Czynniki geograficzne kształtujące bioróżnorodność | Małgorzata Radzimirska, Renata Rabczyńska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 60

SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Różnorodność biologiczna na lądzie. Czynniki geograficzne kształtujące bioróżnorodność Konspekt zajęć edukacyjnychMałgorzata Radzimirska, Renata Rabczyńska

Temat: Różnorodność biologiczna na lądzie. Czynniki geograficzne kształtujące bioróżnorod-ność

Przedmiot: biologia, IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony

Adresaci: uczniowie szkół ponadgimnazjalnych realizujący przedmiot biologia w zakresie rozsze-rzonym

Czas trwania zajęć: 90 minut

Odniesienie do podstawy programowej:

Cele kształcenia:

I. Poznanie świata organizmów na różnych pozio-mach organizacji życia.

V. Rozumowanie i argumentacja. VI. Postawa wobec przyrody i środowiska.

Treści nauczania:

VIII. Różnorodność biologiczna Ziemi. Uczeń: 1) wymienia główne czynniki geograficzne

kształtujące różnorodność gatunkową i eko-systemową Ziemi (klimat, ukształtowanie powierzchni), podaje przykłady miejsc cha-rakteryzujących się szczególnym bogactwem gatunkowym;

2) przedstawia wpływ zlodowaceń na rozmiesz-czenie gatunków (rola ostoi w przetrwaniu ga-tunków w trakcie zlodowaceń, gatunki relikto-we jako świadectwo przemian świata żywego); podaje przykłady reliktów;

3) wyjaśnia rozmieszczenie biomów na kuli ziemskiej, odwołując się do zróżnicowania czynników klimatycznych;

IX. Ewolucja. 2. Dobór naturalny. Uczeń: 3) przedstawia adaptacje wybranych (poznanych

wcześniej gatunków) do życia w określonych warunkach środowiska.

Typ zajęć: opracowanie nowego materiału

Forma nauczania: zajęcia edukacyjne w klasie szkolnej

Forma organizacyjna: praca zbiorowa – prezentacja multimedialna, praca w grupach

Strategie: operacyjna

Metody nauczania:• metody obserwacyjne:

• obserwacja środków dydaktycznych zastęp-czych – prezentacja multimedialna, fotografie przedstawiające wybrane gatunki roślin i zwie-rząt charakterystycznych dla różnych biomów

• metody słowne: • prezentacja wyników pracy zespołów, • dyskusja.

Środki dydaktyczne: • prezentacja multimedialna – do pobrania:

http://ebis.ibe.edu.pl/docs/scen/prez.pptx• karta pracy ucznia• zamieszczone w karcie pracy ucznia fotografie

przedstawiające wybrane gatunki roślin i zwie-rząt charakterystycznych dla różnych biomów

Literatura

• Archacka K, Archacki R, Spalik K (2012). Po pro-stu. Biologia. Podręcznik. Zakres podstawowy. Szkoła ponadgimnazjalna. Warszawa: Wydawni-ctwa Szkolne i Pedagogiczne.

• Dubert F, Jurgowiak M, Marko-Worłowska M, Zamachowski W (2014). Biologia na czasie 3. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i tech-nikum. Warszawa: Nowa Era.

• Rogalska S, Rogalski M, Wawrzyniak-Wydrow-ska B, Witkowski A (2001). Życie w wodzie i na lądzie. Poznań: Wydawnictwo Kurpisz.

• Umiński T (1998). Życie naszej Ziemi. Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne.

dr Małgorzata Radzimirska: adiunkt, Zakład Anatomii Porównawczej Kręgowców, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

mgr Renata Rabczyńska: nauczyciel dyplomowany, I Liceum Ogólnokształcące im. Stefana Żeromskiego w Kielcach


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Źródła internetowe:

• Ryc. 1. Baobab afrykański – sawanna: https://worldroadtrip2015.files.wordpress.com/2015/03/adl7361_avenue_of_the_baobabs_web.jpg

• Ryc. 2. Róża jerychońska – pustynia: http://wiedzoholik.pl/wp-content/uplo-ads/2015/02/zm51-770x500.jpg

• Ryc. 3. Zając bielak – tundra: http://www.chovzvirat.cz/images/zvirata/zajic--polarni_wga95lj.jpg

• Ryc. 4. Czepiak czarny – wilgotny las równikowy: http://www.eduscience.pl/bundles/edusciencema-in/images/articles/normal/02_czepiak.JPG

• http://www.edukator.pl/pix/users/Image/6plus/rys16611.gif – Główne strefy klimatyczne Ziemi

• http://mailgrupowy.pl/files/html/275365,index_html_151535ca.png – Główne biomy lądowe Ziemi

• h t t p s : / / w w w . e p o d r e c z n i k i . p l / r e a d e r /c / 1 7 5 2 0 3 / v / 1 8 / t / s t u d e n t - c a n o n / m /iH4ZTlO1JT#iH4ZTlO1JT_d5e333 – Różnorod-ność gatunkowa roślin naczyniowych

• ht t p : //c d n18 .o g r o d . s mc l ou d . n e t /s /u s e r_photos/t/200599_debik-osmioplatkowy_997610.jpg – Dębik ośmiopłatkowy

• ht tp://4 .bp.blogspot .com/HSmyIWCx FqU/UjiFMlsiOqI/AAAAAAAANYw/aZWMNzzm-6Lo/s1600/_MG_5092.jpg – Brzoza karłowata

• http://www.nationalgeographic.pl/media/cache/photo_view_big/uploads/media/userphoto/0002/58/6034538569c881de8a811f9cdeff05ece6e995aa.jpeg – Lis polarny

• http://s8.flog.pl/media/foto/6471891_sniezna-so-wa.jpg – Sowa śnieżna

• https://sites.google.com/site/biocenozatajgitun-dry/_/rsrc/1433184974198/f lora/jodla-syberyj-ska/6412.jpg – Jodła syberyjska

• http://cdn18.ogrod.smcloud.net/s/user_photos/thumbnails/57501_6c9f44195615bc81_1024x768_crop_rozmiar-niestandardowy.jpg – Jałowiec po-spolity

• https://images5.alphacoders.com/408/408476.jpg – Łoś euroazjatycki

• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com-mons/1/14/Lynx_lynx_2_(Martin_Mecnarowski).jpg – Ryś euroazjatycki

• http://previews.123rf.com/images/linleo/lin-leo0805/linleo080500001/3063432-Beech-forest--during-spring-with-lots-of-fresh-green-leaves--Stock-Photo.jpg – Las bukowy – buk zwyczajny

• ht t ps : //upload .w i k i med ia .org /w i k iped ia /commons/c/ca/Pulmonaria_officinalis_1.jpg – Miodunka plamista

• http://w w w.cezarykorkosz.pl/ga leria/max/_DSC8479k.jpg – Bielik amerykański

• http://zwierzeta lowne.pl/w p-content/uplo-ads/2014/12/BORSUK.jpg – Borsuk europejski

• http://www.africangamesafari.com/drzewo_kor-kowe.jpg – Dąb korkowy

• http://sunny7.ua/sites/default/files/images/bilka.info_.jpg – Oleander pospolity

• http://biebrzafototraper.pl/uploads/images/Gal-lery/ssaki/Daniel/Daniel0003a.jpg – Daniel zwy-czajny

• http://images50.fotosik.pl/204/d1f0bb5eebe44c92.jpg – Żółw grecki

• ht t ps : //upload .w i k i med ia .org /w i k iped ia /commons/8/8d/Festuca_cinerea_a1.jpg – Kostrze-wa bruzdkowana

• http://www.iglaki24.pl/galerie/i/iris-pumila-cy-anea-kosac_210496.jpg – Kosaciec niski

• http://www.jihlava.cz/VismoOnline_Action-Scripts/Image.ashx?id_org=5967&id_obrazky=17773&datum=16.1.2013+16%3A03%3A33 – Guana-ko andyjskie

• ht t ps : //upload .w i k i med ia .org /w i k iped ia /commons/3/3b/Saiga_Antelope.jpg – Suhak ste-powy

• http://www.airtoursclub.pl/files/inspiration_pho-to/big/702.jpg – Baobab afrykański

• http://niger.pl/foto/www/dsc04450.jpg – Palma dum

• ht tp://w w w.tapecia rnia .pl /tapet y/norma l-ne/239790_gepardy_rodzina.jpg – Gepard grzy-wiasty

• https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/736x/f3/62/b1/f362b1c8a3c2682d96d0e6d792fe1344.jpg – Struś szaroskóry

• ht t ps : //upload .w i k i med ia .org /w i k iped ia /commons/f/f5/Saxaul-baum.JPG – Saksauł czarny

• http://www.sadzonkikwiaty.pl/a/OPUFIG.jpg – Opuncja figowa

• http://kalejdoskop.h2.pl/tunezja/2008-tunezja/a_DSC_8935.jpg- Wielbłąd jednogarbny

• h t t p : / / b l o g i m a g e s . b l o g g e n . b e / f o -t o b l o g _ r u d i / 2 7 1 8 9 6 0 - d b 2 2 2 d 5 a b -6da3ae1996e3d4e08919c52.jpg – Algazel

• http://www.blackbrother.cba.pl/liany.jpg – Hurma amerykańska z lianami

• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com-mons/3/39/Elkhorn_fern.jpg – Łosie rogi

• http://kopalniawiedzy.pl/media/lib/117/goryl-za-chodni-bde74a1ad1cf9a1ed43111c808e089c8.jpg – Goryl

• https://images7.alphacoders.com/495/495137.jpg – Koliber


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Plan zajęć

LEKCJA I

I. Faza przygotowawcza

1. Sprawy organizacyjno-porządkowe.2. Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie zna-

czenia pojęcia „różnorodność biologiczna”, z któ-rym zapoznali się podczas lekcji biologii w zakre-sie podstawowym oraz o przypomnienie nazw trzech poziomów, na których rozpatrujemy różno-rodność biologiczną.

3. Nauczyciel przedstawia planowany przebieg lek-cji. Formułuje pytanie o związek różnorodności gatunkowej i ekosystemowej z czynnikami geo-graficznymi. Nauczyciel dzieli uczniów na cztero-osobowe grupy. Każdy z zespołów otrzymuje kartę pracy i wykonuje kolejne polecenia nauczyciela, poszukując odpowiedzi na zadane pytanie.

II. Faza realizacyjna

1. Nauczyciel przedstawia prezentację multimedial-ną pt. „Różnorodność biologiczna na lądzie oraz czynniki geograficzne ją kształtujące”.

2. Uczniowie korzystając z kart pracy:a) analizują prezentację multimedianą przedsta-

wioną przez nauczyciela pod kątem pytania o związek różnorodności gatunkowej i ekosy-stemowej z czynnikami geograficznymi,

b) zapoznają się z wiadomościami zamieszczony-mi w podręczniku pt. „Biologia na czasie 3”.

LEKCJA II

1. Nauczyciel przypomina treść reguły Bergmanna i reguły Allena.

2. Uczniowie korzystając z kart pracy:

a) analizują prezentowane poziomy różnorodno-ści biologicznej i ich zależność od czynników geograficznych, podają przykłady najbogat-szych i najuboższych gatunkowo miejsc na Ziemi,

b) dokonują analizy cech budowy organizmów, których zdjęcia zamieszczone są w karcie pra-cy, pod kątem adaptacji do warunków życia we wskazanych biomach,

c) wskazują rolę ostoi w przetrwaniu gatunków w trakcie zlodowaceń,

d) wskazują trzy przykłady gatunków relikto-wych jako świadectwa przemian świata żywe-go,

e) porównują dwa wybrane biomy uwzględniając klimat, gleby i typowe dla nich organizmy ro-ślinne i zwierzęce.

III. Faza podsumowująca

Wybrani przez grupy przedstawiciele prezentują wy-niki pracy zespołów na forum klasy. Uczniowie, w za-leżności od stopnia wyczerpania tematu, poprawności merytorycznej i poprawnego języka wypowiedzi, otrzy-mują oceny za wykonaną pracę.

Praca domowa

Z dostępnych źródeł wyszukaj nazwy dwóch ostoi, po-łożonych najbliżej miejsca Twojego zamieszkania oraz informacje na temat ich znaczenia dla zachowania róż-norodności gatunkowej fitocenoz w Polsce i w Europie.


SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Karta pracy ucznia

1. Na podstawie prezentacji multimedialnej pt. „Różnorodność biologiczna na lądzie oraz czynniki geograficz-ne ją kształtujące” oraz wiadomości zawartych w podręczniku pt. „Biologia na czasie 3”, zwróć uwagę na przedstawione poziomy różnorodności biologicznej i ich zależność od czynników geograficznych. Podaj po dwa przykłady określonych niżej rejonów Ziemi i wyjaśnij, jakie główne czynniki wpłynęły na taki ich stan gatunkowy:

a) najuboższych gatunkowo:

1. ……………………….……………………………………………………………

czynnik – ………………….………………………………………………………...

czynnik – …………...……………………………………………………………….

2……………………………………………………………………………………...

czynnik – ……………………………………………………………………………

czynnik – ……………………………………………………………………………

b) najbogatszych gatunkowo:

1. ……………………….……………………………………………………………

czynnik – ………………….………………………………………………………...

czynnik – …………...……………………………………………………………….

2……………………………………………………………………………………...

czynnik – ……………………………………………………………………………

czynnik – ……………………………………………………………………………

Ryc. 1. Baobab afrykański – sawanna

https://worldroadtrip2015.files.wordpress.com/2015/03/adl7361_avenue_of_the_baobabs_web.jpg

Ryc. 2. Róża jerychońsa – pustynia

http://wiedzoholik.pl/wp-content/uploads/2015/02/zm51--770x500.jpg

2. Dokonaj analizy wybranej cechy budowy każdego z organizmów przedstawionych na Ryc. 1–4, pod kątem adaptacji do warunków życia we wskaza-nych biomach (wypowiedź ustna).

również do pobrania w DOCX: http://ebis.ibe.edu.pl/docs/scen/karta-pracy.docx



http://wiedzoholik.pl/wp-content/uploads/2015/02/zm51-770x500.jpg



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Ryc. 3. Zając bielak – tundra

http://www.chovzvirat.cz/images/zvirata/zajic-polarni_wga95lj.jpg

Ryc. 4. Czepiak czarny – wilgotny las równikowy

http://www.eduscience.pl/bundles/edusciencemain/images/artic-les/normal/02_czepiak.JPG

3. Wykaż rolę ostoi w przetrwaniu gatunków w trakcie zlodowaceń.

…………………………………………………………………………......................….

…………………………………………………………………………………………...

…………………………………………………………………………………………...

4. Podaj trzy przykłady gatunków reliktowych jako świadectwa przemian świata żywego oraz miejsce ich występo-wania.

I- …………………………...………………………………………………………

II- …………………………...………………………………………………………

III- …………………………...………………………………………………………

5. Porównaj dwa dowolnie wybrane biomy pod kątem cech podanych w prezentacji; sfromułuj trzy różnice i trzy podobieństwa.

Podobieństwa:

1. …………………………...………………………………………………………

2. …………………………...………………………………………………………

3. …………………………...………………………………………………………

Różnice:

1. …………………………...………………………………………………………

2. …………………………...………………………………………………………

3. …………………………...………………………………………………………

6. Przygotuj się wraz z innymi osobami z zespołu do prezentacji wyników pracy.


http://www.eduscience.pl/bundles/edusciencemain/images/articles/normal/02_czepiak.JPG



SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Karta pracy ucznia – sugerowane lub przykładowe odpowiedzi uczniów

1. Na podstawie prezentacji multimedialnej pt. „Różnorodność biologiczna na lądzie oraz czynniki geograficz-ne ją kształtujące” oraz wiadomości zawartych w podręczniku pt. „Biologia na czasie 3”, zwróć uwagę na przedstawione poziomy różnorodności biologicznej i ich zależność od czynników geograficznych. Podaj po dwa przykłady określonych niżej rejonów Ziemi i wyjaśnij, jakie główne czynniki wpłynęły na taki ich stan gatunkowy:

a) najuboższych gatunkowo:

1. obszary podbiegunowe……………………………………………………………

czynnik – niska temperatura………………………………………………………...

czynnik – silne wiatry……………………………………………………………….

2. pustynia…………………………………………………………………………...

czynnik – brak wody, bardzo skąpe opady

czynnik – wysoka temperatura w dzień i niska w nocy

b) najbogatszych gatunkowo:

1. wilgotne lasy równikowe………………………………………………..…..……

czynnik – optymalna temperatura do rozwoju organizmów przez cały rok………..

czynnik – obfite i częste deszcze…………………………………………………….

2. obszary górskie…………………………………………………………………...

czynnik – duża zmienność temperatury……………………………………………..

czynnik – zmienność nasłonecznienia……………………………………………….

Ryc. 1. Baobab afrykański – sawanna


Ryc. 2. Róża jerychońsa – pustynia

http://wiedzoholik.pl/wp-content/uploads/2015/02/zm51--770x500.jpg

2. Dokonaj analizy wybranej cechy budowy każdego z organizmów przedstawionych na Ryc. 1–4, pod kątem adaptacji do warunków życia we wskaza-nych biomach (wypowiedź ustna).






SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


Ryc. 3. Zając bielak – tundra


Ryc. 4. Czepiak czarny – wilgotny las równikowy

http://www.eduscience.pl/bundles/edusciencemain/images/artic-les/normal/02_czepiak.JPG

Przykładowa wypowiedź ustna:

Ryc. 1. Boabab afrykańskiGruby pękaty, pień magazynuje wodę w warunkach okresowego jej niedobu, jaki występuje w porze suchej na sawannie.

Ryc. 2. Róża jerychońskaPrzystosowaniem tej rośliny do życia na pustyni jest kurczenie się, zwijanie do środka i zasychanie na okres całkowitego braku wody.

Ryc. 3. Zając bielakŻycie w tundrze, spowodowało, że bielaki mają jasne, grube i długie futro chroniące je przed niską temperaturą i dosko-nale maskujące na śniegu.

Ryc. 4. Czepiak czarnyCzepiaki, żyjąc w lesie równikowym, przystosowały się do nadrzewnego trybu życia. Jedną z cech budowy jest długi chwytny ogon ułatwiający porusznie się wśród konarów drzew.

1. Wykaż rolę ostoi w przetrwaniu gatunków w trakcie zlodowaceń.

……W trakcie zlodowaceń, na skutek nagłej zmiany warunków środowiskowych, wiele gatunków roślin i zwierząt wyginęło. Dzięki ostojom, czyli obszarom na których zachowały się korzystne warunki dla niektórych gatunków, część z nich przeżyła. Ostoje więc przyczynily się do zachowania większej bioróżnorodności………………..

2. Podaj trzy przykłady gatunków reliktowych jako świadectwa przemian świata żywego oraz miejsce ich występo-wania.

I- …malina moroszka: borealny las iglasty (Rosja, Skandynawia)………………

II- …widłoróg: step – preria (Ameryka Północna)…………………………………

III- …pelikany: ptaki wodne………………………………………………………





SZKO

ŁAN

AUKA

KRÓ

TKO


3. Porównaj dwa dowolnie wybrane biomy pod kątem cech podanych w prezentacji; sfromułuj trzy różnice i trzy podobieństwa.

Podobieństwa:

1. Zarówno na sawannie jak i w wilgotnym lesie równikowym przez cały rok występują optymalne dla wegetacji wielu organizmów temperatury.

2. Oba biomy charakteryzują się bogactwem gatunkowym zwierząt bezkręgowych i kręgowych.

3. W obu biomach podłożem mogą być ubogie w materię organiczną gleby ferralitowe.

Różnice:

1. Na sawannie występują dwie pory – sucha i deszczowa, w lesie równikowym padają obfite deszcze przez cały rok.

2. Na sawannie występuje głównie roślinność trawiasta i pojedyncze drzewa lub krzewy, las równikowy to głównie drzewa, nawet 70-metrowej wysokości.

3. Na sawannie występują głównie zwierzęta stadne, prowadzące naziemny tryb życia, w lesie dominują małpy i inne ssaki przystosowane do nadrzewnego trybu życia.

4. Przygotuj się wraz z innymi osobami z zespołu do prezentacji wyników pracy.

Zapraszamy na Noc Biologów! | Małgorzata Radzimirska, Renata Rabczyńska | EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 4/2016 68

KRÓ

TKO

NAU

KASZ

KOŁA


13 stycznia 2017 roku odbędzie się szósta edycja Nocy Biologów. Organizatorzy wydarzenia nie są przesądni i na piątek 13-ego przygotowali liczne atrakcje na Wydziale Biologii Uniwersytetu War-szawskiego.

W budynku Wydziału przy ul. I. Miecznikowa 1. „Noc” zacznie się o zmroku, około godziny 16:15, a skończy około 23:00.

Na naszych gości czekają liczne: • wykłady• warsztaty/laboratoria,• stoiska z pokazami oraz• wystawy,• spotkanie z naukowcami.Wykłady i zajęcia poprowadzą nie tylko pracownicy

Wydziału Biologii, ale także naukowcy z pokrewnych instytucji.

Patronem medialnym Nocy Biologów na UW jest Niezależny Miesięcznik Studentów MAGIEL. Naszym patronem jest również CenterMed, który zapewni pro-fesjonalną opiekę medyczną w czasie wydarzenia.

Wstęp jest wolny – serdecznie zapraszamy młodzież ponadgimnazjalną i gimnazjalną i dorosłych! Oczywi-ście nie zabraknie również atrakcji dla młodszych dzie-ci i ich rodziców.

W zeszłym roku w naszych zajęciach wzięło udział niemal 4000 osób z Warszawy i nie tylko!

Program będzie dostępny na stronie www.nocbio-logow.pl, informacje pojawiają się także na stronie Fa-cebook wydarzenia „Noc Biologów na Uniwersytecie Warszawskim”.

Marcin M. Chrzanowski

koordynator Nocy Biologów na Wydziale Biologii UWWydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiegoul. Ilji Miecznikowa 1, 02-096 Warszawatel. (4822) 55 41 000http://www.biol.uw.edu.pl/pl

Zapraszamy na Noc Biologów!

http://www.nocbiologow.pl/

http://www.nocbiologow.pl/

Trójwymiarowa inwentaryzacja obiektów naturalnych Wiedza ... · BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA...

Documents

Transcript of Trójwymiarowa inwentaryzacja obiektów naturalnych Wiedza ... · BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA...