Найти как человек изучает природу

Первые люди на Земле жили в суровых условиях, в которых господствовал инстинкт выживания. Человек, являющийся частью природы, полностью от нее зависел. Уже в те времена он тяготел к научным познаниям. Современные люди стремятся изучить природу, чтобы понять свое место в ней и постараться снизить негативное воздействие на окружающую среду.

История познаний

С давних времен до сегодняшних дней окружающий мир обеспечивает людей всем необходимым. Однако человеку нечем было противостоять диким животным и различным катаклизмам. Чтобы сохранить собственную жизнь, люди начали анализировать природные явления и накапливать сведения. Основной деятельностью человека в этот период был сбор съедобных растений и охота на животных. Серьезным толчком к развитию стала добыча огня.

Уже в те времена численность фауны сократилась, тогда человек перешел к скотоводству и земледелию. Наблюдая за порывами ветра, он придумал мельницы. Создание плуга значительно сократило и упростило пахотные работы. Развитие сельского хозяйства поспособствовало освоению новых территорий.

Спустя время люди начали пытаться обуздать стихию океана. Знания о природе позволили человеку строить крепкие суда. Так началась эпоха Великих географических открытий. Благодаря морским путешествиям в поисках новых торговых путей в Старый Свет были завезены новые культурные растения.

Человек не только брал от природы новые знания, но и активно вовлекал ее в свою жизнедеятельность. Накопленные знания и смелые решения привели к Промышленной революции XVIII в. Знания о геологии позволили освоить ископаемые виды энергии, такие как нефть и газ. На быстрый прогресс оказало влияние изобретение паровой и прядильной машин, отбойного молотка, конвейера.

Настоящий прорыв в науке свершился в начале XX столетия. На основе природных явлений были сделаны фундаментальные открытия в физике и других естественных науках. Новые знания помогли человеку освоить космос, создать синтетические материалы, активно развивать промышленность, медицину и культуру. Однако столь масштабный скачок негативно отразился на самой природе. Угроза нарушения баланса экосистем подтолкнула человека на создание природоохранных мероприятий. Они направлены на сохранения биогеоценозов, растений и животных.

Методы изучения природы

Для получения новой информации человек выполнял теоретические и практические операции. Методом называют совокупность правил и принципов, соблюдая которые можно достичь цели. Накопившиеся знания, со временем, превратились в фундаментальные науки.
Люди наблюдали за различными явлениями, чтобы узнать их характеристики и создать на основе этого новые изобретения.

Природа подсказала, как создать летательные аппараты и подводные лодки. Она подарила новаторские идеи архитектуре. Важной современной прикладной наукой является бионика. Она объясняет различные принципы и свойства природных объектов и воплощает их в конструкторские решения.

На более сложном уровне стоит эксперимент. С помощью него можно узнать о различных реакциях со стороны элементов природы. Первые экспериментаторы поняли, что воздух имеет объем, вода не имеет формы, без кислорода огонь затухает. С развитием науки у человека в арсенале появились новые технические устройства.

Знаменитые изобретения, позаимствованные у природы

Рубило. Обкатанная форма речной гальки была удобна для захвата рукой. Первым ручным инструментом человека стало рубило, с помощью которого он измельчал пищу, дробил орехи и охотился на мелких животных.

Огонь. Люди видели огонь в лесных пожарах, а затем решили приручить его. Они добывали его при помощи трения и постоянно поддерживали очаг в своих пещерах. Долгое время огонь был источником света, тепла, орудием охоты и помощником в приготовлении пищи.

Лодка. Человек заметил, что дерево не тонет в воде. Он связал стволы между собой, получив неповоротливый плот. Прообразом первой долбленой лодки тоже стало дерево. Спустя время он делал плавательные средства из коры и шкур, снабжая их веслами.

Колесо. Прообразом изделия стали бревна и поваленные деревья. Человек подметил, что они могут с легкостью катиться, если их подтолкнуть. Первые повозки были тяжелыми и неповоротливыми, но вскоре колесо и транспорт были усовершенствованы. Транспортное средство послужило толчком для создания новых дорог.

Пенициллин. Благодаря удачному эксперименту Александр Флеминг обнаружил, что плесень вырабатывает вещества, убивающие бактерии. Молекула под названием «пенициллин» стала первым в мире антибиотиком, спасшим миллионы жизней.

Человек непрестанно наблюдает за природными явлениями, пытаясь изучить их с пользой для себя. Можно смело утверждать, что окружающий мир является толчком для множества прошлых и будущих открытий. Важно при этом сохранить гармонию и целостность самой природы.

Люди с древнейших времен стремились к изучению и объяснению объектов и явлений окружающего их мира и использовали для этого различные методы изучения природы. 5 класс средней школы — это тот возраст, когда пытливость ребенка сочетается с серьезностью юного исследователя.

Наука о природе

Естествознание — это особенная область человеческой деятельности. Целью ее является приобретение новых сведений об окружающем мире и накопление знаний.

Что значит изучать природу?

Изучать природу — это значит изучать все, рядом с чем мы живем, все, что нас окружает: растения, птиц, животных, человека, погоду, климат, землю, небо, космос, воду, почву, города, страны.

В каком классе начинают познавать методы изучения природы?

Метод — это весь спектр систематизированных мероприятий, необходимых для достижения желаемого результата.

Познавать окружающий мир малыши начинают с рождения (тянут в рот незнакомые предметы, ощупывают, облизывают, кусают), в детском садике ведутся занятия по познанию мира. В начальной школе уже немного затрагиваются методы изучения природы. 5 класс — это начало более серьезного, более детального, более научного изучения естественных наук.

Природоведение: методы изучения природы

На протяжении всей истории человечества люди изучали то, что их окружает, и в процессе этого делали удивительные, неожиданные открытия.

Науки, изучающие природу, объединяет слово “естествознание”. Слово это раскладывается на две основы: “естество” и “знание”. В современное естествознание входят следующие области научного знания:

• физика;
• химия;
• география;
• астрономия;
• экология;
• геология;
• астрофизика;
• биология.

Методы изучения природы:

• наблюдение;
• эксперименты и опыты;
• измерение.

Наблюдение

Основным самым простым и доступным, а потому наиболее распространенным методом изучения природы является наблюдение. В нем человеку помогают все органы чувств: зрение, слух, обоняние, осязание.

Наблюдение может быть прямым и косвенным. В первом случае за поведением объекта наблюдают непосредственно, во втором информация суммируется на основании физических признаков закончившихся действий.

При помощи наблюдения можно изучить типичное поведение какого-либо вида животного в естественных для него условиях или влияние определенных погодных условий на рост, цветение или плодоношение определенного вида растения, кроме того, можно изучить расположение и движение небесных тел и космических объектов.

В стародавние времена обобщение и сопоставление наблюдений складывалось в так называемые приметы:

• Жаворонки прилетают к теплу.
• Кот на полу спит — жди тепла.
• Облака плывут высоко — ожидается хорошая погода.
• Увидел воробья, барахтающегося в песке — скоро соберется дождь.
• Березы перед дождливым летом дают много сока.
• Высоко летящие гуси — к половодью.
• Золотистый или розовый закат — к ясной погоде.
• Накануне непогоды кровососущие насекомые наедаются вдоволь, муравьи поглубже прячут коконы с детьми и запечатывают выходы из муравейника, гаснут светляки, а стрекозы хаотично мечутся, сбившись в стайки.
• Деревья и другие растения накануне грозы крепче пахнут.
• Лягушки громко квакают к ясной и жаркой погоде.

Чтобы сделать полезный вывод из прямых или косвенных наблюдений, нужно добросовестно обработать и тщательно проанализировать полученные данные.

Обработка и анализ —это обобщение, объяснение, суммирование, сопоставление и сравнение наблюдаемых явлений и фактов. Сначала производится анализ отдельных наблюдений (изменение количества выпавших осадков, температуры, давления, облачности, скорости ветра, качества), после этого их результаты обобщаются и сравниваются.

При наблюдении часто используются увеличительные приборы: лупа, микроскоп, бинокль, телескоп.

Эксперименты и опыты

Для подтверждения научных фактов часто требуются определенные условия, причем не всегда получается дождаться этих условий естественным путем, и тогда на помощь нам приходит научный эксперимент, в ходе которого требуемые условия воспроизводятся искусственно.

Итак, эксперименты (или опыты) проводятся учеными в лабораторных условиях. В ходе такого рода исследований экспериментатор сам воспроизводит различные условия или же природные явления. Например, с помощью такого способа исследования можно выяснить, что происходит с предметом в процессе нагревания или, наоборот, охлаждения или замораживания.

Измерения

И в ходе наблюдений, и во время экспериментов, исследователям приходится проводить различного рода измерения. Измеряют температуру, влажность, давление, скорость, продолжительность, силу, площадь, емкость, мощность, объем, массу. Измерения производят при помощи специальных инструментов. Это:

• термометр;
• весы;
• телескоп;
• микроскоп;
• флюгер;
• гигрометр;
• барометр;
• вольтметр;
• амперметр;
• силомер;
• метеоспутник;
• тонометр;
• лактометр;
• глюкометр;
• облакометр;
• метеозонд;
• рулетка;
• нивелир;
• компас;
• транспортир;
• линейка;
• портновский метр;
• мерный цилиндр;
• мензурка;
• секундомер;
• часы;
• ростомер.

Кстати, измерениями занимается особая отрасль науки — метрология.

Подведение итогов наблюдений, экспериментов и опытов

Когда обработка наблюдений, экспериментов или опытов закончена, их результаты фиксируют в виде:

• текстов;
• таблиц;
• схем;
• графиков;
• диаграмм.

В отчете записывают цель и задачи, средства и методы, перечисляют всех участников исследований, фиксируют данные об условиях, далее — полученные результаты с подробным описанием и подтверждением фактическими данными.

Различия методов

Основным различием наблюдения и эксперимента является то, что первый метод описывает явление, а второй объясняет его.

Итак, мы познакомились с несколькими методами изучения природы: наблюдением, экспериментом и измерением.

 

Урок познания мира: «Как  человек  изучает  природу»

Цель:

Образовательные:
расширить знания учащихся о методах изучения природы,
об основных инструментах, приборах, применяемых для познания природы;
обеспечить образовательные потребности каждого ребенка с учетом его
склонностей, возможностей и интереса.

Развивающие:
развивать умения анализировать, устанавливать причинно-следственные связи между
организмами и окружающей природой; развивать умения сравнивать, обосновывать
свою точку зрения; развивать в детях способность к логическому мышлению;
формировать интерес к экспериментальной и исследовательской работе; развивать
творческую активность, внимательность.

Воспитательные: 
умения работать в группах; прививать практические навыки коммуникативного
общения; научить применять теоретические знания на практике; совершенствовать
навыки работы с лабораторным оборудованием.

Оборудование
: презентация, проектор, весы напольные, песочные
часы,  компас, метр, линейка, стаканы  с  водой, сахар, марганцовка, кофе, мел,
магнит, гвозди, шурупы, ножницы, пробка, градусник, пинцет,  краски, оценочный
лист.

Тип
урока: объяснение новой темы .

Формы
и методы: частично-поисковый, индивидуальная
работа, групповая работа, практическая работа.

Ход урока

1.    
Организационный
момент, распределение учащихся по группам.

  (Определение  спикера  в  каждой  группе.
Спикерам   выдаются  бланки  с фамилиями,  где  они  будут  отмечать, кто  и 
сколько  раз  ответил. Каждый  ученик  получает  оценочный  лист, где 
самостоятельно  должен  отмечать  количество  правильных  ответов).

2.
Проблемный вопрос .

 –
Что  такое природа?- Мы много с вами говорим, что природу надо  любить. Мы
любим полноводные реки и тихие озера, бескрайние леса нашего родного края,
безбрежные морские просторы, высокие горы и красивые долины. Но мало только,
говорить о  любви, но и уметь изучать природу и нужно  приложить все силы, чтоб
была она еще краше и  богаче на радость людям.

3.Повторение изученного.

-Как  человек  познает  природу?

– Какие  органы  помогают  ему познавать  природу?

-Давайте,  вспомним  органы  чувств.

  ( Учащиеся называют органы чувств и вкратце рассказывают что
чувствуют с их помощью)

4.Объяснение новой темы.

Учитель :

-Человек  начал  изучать  природу  давно. Сначала   изучал  природу,  чтобы вы-жить.  Потом  стал 
более  наблюдательным.  Стал  строить  предположения  и  выводить  гипотезы.  В
древности люди считали  Землю плоскостью, нам которую   опирается небесный
свод. Затем  человек изобретал  новые изобретения и  узнал, что наша планета
круглая  и существуют  планеты. Но  при  этом  при всем  всегда   пользовался 3
методами  изучения  природы.

3       

Метода изучения природы

4       

Изучение  природы   занимаются  естественные  науки.

 

Биология, география, экология, геология, физика, химия и
астрономия.

А кто  изучает  природу?  Люди,  каких  профессий?

По  рисункам 
определите  профессию  человека. Геолог, физик, эколог, географ, биолог,
астроном, химик.

5.    
Практическая работа.

-Сейчас у 
нас  прекрасная  возможность  побыть  на  месте  любого  из  них.

Мы  побудем  немного учеными  и  сейчас же  мы отправимся  в
лабораторию.

Но прежде ответьте на вопрос .Что  такое  наблюдение?

6.Работа по
учебнику.(Зачитываем понятия из
учебника)

Наблюдение  – описательный психологический исследовательский метод, заключающийся в целенаправленном и
организованном восприятии и регистрации поведения изучаемого объекта.

Прежде  чем 
начать  наблюдения,  мы  должны  придерживаться  следующих  правил:

1.     Объект наблюдения.

2.     Цель наблюдения.

3.     План наблюдения.

4.    
Составить своё мнение об объекте

С  помощью,  каких  приборов проводится 
наблюдение? (ответы учащихся)

Обратите 
внимание  на  эти  приборы.

 Наблюдение 
проводится  с  помощью: 1 — лупа; 2 — световой микроскоп; 3 — электронный
микроскоп; 4 — бинокль; 5 — телескоп; 6 — подзорная труба

Работа  по 
учебнику стр.59.

7
.Наблюдение.

 Рассмотрите 
рисунок на странице 59 .

1 группе: Найдите объекты живой  природы и запишите их  названия.

2 группе: Найдите объекты неживой  природы и запишите их названия.

3 группе: Определите какие действия выполняют объекты живой и  неживой природы
, запишите их .

Чтобы понять,
чем эти изучения отличаются друг от друга,  мы выполним задания по группам и
самостоятельно. Выясним,  какая  группа  наблюдательнее, чем  другие.

8.
Практическая  работа. Измерение.

– А  с  помощью  чего  проводится  измерения? ( ответы учащихся)

         Измеряют
размеры, массу тел, температуру, скорость движения, время протекания
определенных явлений. Измеряют численность животных какого-либо вида,
территорию и другие объекты.

Приборы измерения.

С помощью  приборов мы  можем  измерить размеры, массу тел, температуру, скорость движения, время
протекания определенных явлений. Люди  придумали множество приборов для
измерения,  которые облегчили  нашу жизнь. Вот рассмотрите рисунки. Какие  из
приборов  вам  знакомы?

1 — линейка; 2 — измеритель; 3 — штанген—циркуль; 4 — секундомер;
5 — песочные часы; 6 — термометр; 7 — аптечные весы; 8 — электронные весы.

Задание № 1.  С помощью рулетки
измеряют рост каждого  члена  группы

 Задание №2.  С  помощью весов 
определите  вес  всей группы

Задание №3 . С  помощью  градусника определить  температура у каждого члена 
группы.

         Каждая 
группы  заносит свои  измерения в таблицу. После чего находят  среднее число
измерения каждой группы . Спикер каждой группы  зачиты-вает  ответы ( после
урока эксперты каждой параллельной группы  перепро-веряют полученные
результаты).

9.Эксперимент .

– Что  такое эксперимент?  (ответы учащихся)

 

Эксперимент —
это метод исследования, который воспроизводится в описанных условиях
неограниченное количество раз  и  даёт идентичный результат.

        Для
приготовления растворов и проведения химических реакций часто используют
специальные емкости — колбы. Их форма и объем очень разнообразны.

Практическая
работа. Эксперимент.

Задание 1-й
группе. Проведите опыт с магнитом. Определите, какие тела он притягивает,
а какие нет. Расскажите о результатах своей работы.

       Задание 2-й группе.  Растворите
сахарный песок в воде.  Сахарный песок, соль, кофе растворяют  в  воде в трех
емкостях. Расскажите о результатах своего эксперимента.

Задание 3-й
группе. Погрузите в
один стакан с водой железный гвоздь, в другой – кусочек пробки. Что наблюдаете?
Расскажите о результатах своего эксперимента.

10. Это
интересно. Народные  приметы.

Наши  предки 
были  очень  наблюдательными  людьми, по животным  они  определяли  изменение
природы.

11.Закрепление полученных знаний на уроке.

Что такое наблюдение? Что человек узнает
наблюдая?

Что такое  измерение? Когда  нам  оно
пригодиться? Для чего?

Что такое эксперимент? Что получает
человек, проводя  эксперименты?

     
12.Подведение итогов урока. Выставление оценок  за
урок.

    
13. Запись домашнего задания в дневниках.

From Wikipedia, the free encyclopedia

The nature study movement (alternatively, Nature Study or nature-study) was a popular education movement that originated in the United States and spread throughout the English-speaking world in the late 19th and early 20th centuries.^[1] Nature study attempted to reconcile scientific investigation with spiritual, personal experiences gained from interaction with the natural world.^[2] Led by progressive educators and naturalists such as Anna Botsford Comstock, Liberty Hyde Bailey, Louis Agassiz, William Gould Vinal, and Wilbur S. Jackman, nature study changed the way science was taught in schools by emphasizing learning from tangible objects, something that was embodied by the movement’s mantra: “study nature, not books”. The movement popularized scientific study outside of the classroom as well, and has proven highly influential for figures involved in the modern environmental movement, such as Aldo Leopold and Rachel Carson.^[3]

Background[edit]

By the mid-19th century, a growing concern for the state of the environment began to take shape. In 1864, American diplomat George Perkins Marsh published the groundbreaking book Man and Nature. Highlighting people’s responsibility to the natural world, the work marked the beginning of the conservation movement.^[4]

Before the 1890s, the idea of nature study existed, but the “efforts had been sporadic and piecemeal”.^[5] Naturalist Louis Agassiz wanted to capture “learners in studying the natural world”. His students, who were influenced by this philosophy, went on to provide the nature study knowledge in public schools.^[6] It was Agassiz who coined the phrase, “Study nature, not books.”^[6]

Definitions[edit]

Nature study can be described as “conceiving of the movement as a loose coalition of communities composed of individuals, societies, and institutions able to find some common ground in the study and appreciation of the natural world”.^[7] In “Leaflet I: What Is Nature-Study?” from a 1904 collection nature study lessons, Liberty Hyde Bailey presented the following description of nature study:

NATURE-STUDY, as a process, is seeing the things that one looks at, and the drawing of proper conclusions from what one sees. Its purpose is to educate the child in terms of his environment, to the end that his life may be fuller and richer. Nature-study is not the study of a science, as of botany, entomology, geology, and the like. That is, it takes the things at hand and endeavors to understand them, without reference primarily to the systematic order or relationships of objects. It is informal, as are the objects which one sees. It is entirely divorced from mere definitions, or from formal explanations in books. It is therefore supremely natural. It trains the eye and the mind to see and to comprehend the common things of life; and the result is not directly the acquiring of science but the establishing of a living sympathy with everything that is.

Anna Comstock defined the idea extensively in her book, Handbook of Nature Study: “Nature Study is for the comprehension of the Individual life of the bird, insect or plant that is nearest at hand.”^[8] Comstock continued that nature study aided “both discernment and in expression of things as they are”.^[9] The movement came at a time when society was concerned with the future of the next generation^[10] and with nature conservation itself,^[11] and because of this was met with high regard and high expectations.^[10] Though many efforts had come before 1890 by some naturalists and scientists to teach and expand the movement, the nature-study movement really did not gain momentum with the public until the late 19th century.^[10] By 1925, the subject had found a place in the curriculum of almost every school district in the United States.^[12]

“Study nature, not books”[edit]

Many scientists, teachers, and leaders throughout the United States agreed on the value of nature study, and the subject became an important part of how the natural world was examined in many areas of the country by the early 20th century.^[13] Scientists gave public support to the philosophy and added to the creation of a curriculum and courses.^[5] The movement was particularly popular in the Northeast, the West, and the Midwest. The South also found some use for the idea of natural science in their agriculture schools, as well as at Tuskegee Institute in Alabama (now Tuskegee University) and Hampton Institute in Virginia (now Hampton University).^[14] Nature Study could be found in both urbanized, highly populated cities and in rural school systems because of the involvement of scientists in designing and implementing curriculum.^[15] For example, Wilbur Jackman created an outline of nature study with “life and its phenomena” which examined how the study of plants and animals would consist of zoology and botany (under biology), physics, chemistry, meteorology, astronomy, geography, geology, and mineralogy.^[16]

Lucretia Crocker along with women’s clubs and other help in the Boston area, created a “Teachers’ School of Science” in Back Bay at the New Museum of the Boston society. Along with an Ellen Swallow Richards, Crocker created a mineralogy course for teachers. Teacher found such education in the Boston area because of area scientist that would teach their courses.^[17]

The American Nature Study Society was founded in 1908, and still exists today.^[18] The society was an important aspect as well in helping to bring about the Nature-Study movement. Anna Botsford Comstock is one of the society’ past presidents. It is considered to be America’s oldest organization for environment.^[19]

Anna Botsford Comstock studied and worked as the head of the Department of Nature Study at Cornell University with her husband, John Henry Comstock.^[20] Cornell University was considered to be a major hub for the Nature Study movement. She wrote the Handbook of Nature Study, which includes sections on how to teach the subject and how to teach the courses to children, and also includes sections from different species of animals and plants to even the skies.

Education for children[edit]

Sciences were expanding in colleges and universities, and scientists felt “that students needed more and better preparation in secondary and primary schools”.^[21] Not only was the curriculum of schools evolving, but also was the system of education itself. Populations were rising in big urban areas like New York and Chicago, and there was legislation to require students to spend required numbers of hours and days per year in the school system.^[21] With a growing population due to immigration and other reasons, young people could be taught useful skills for life and academia in order to “share fundamental civic values and enlarged view of their world”.^[22] The nature study became the way younger students learned of their natural world.^[23] This also came at a time when legislation was being passed for conservation in the country, which helped gather support from parents and educators in the country.^[18]

Anna Botsford Comstock, stated in her book Handbook of Nature Study, “nature-study cultivates the child’s imagination, since there are so many wonderful and true stories that he may read with his own eyes, which affect his imagination as much as does fairy lore, at the same time nature study cultivates in him a perception and a regard for what is true, and the power to express it…Nature study gives the child practical and helpful knowledge. It makes him familiar with nature’s ways and forces, so that he is not so helpless in the presence of natural misfortune and disasters.”^[9] Comstock also felt that the nature study did not begin with books, but through the observations of life and form from the first naturalists.^[24] The point of the system being to “give pupils an outlook over all the forms of life and their relation one to another”.^[8]

Because of the importance placed on the new generation, the surrounding public watched the schools carefully with high expectations of the students in the late 19th century.^[25]

A study in Kim Tolley’s the Science Education of American Girls showed that of 127 public school systems, 49% offered Nature-study in all grades, 25% offered in at least six grades, 11% in at least four grades, 5% in three grades or lower, and 10% did not offer it at all in 1925.^[26]

Women in the movement[edit]

Women played many roles in this movement within American society. Some were able to find supervisory jobs, or jobs as professor in natural history at school districts, or institutions of higher learning. Some women helped to create the movement itself, like Anna Botsford Comstock, and also teachers were able to “[implement] nature study to varying degrees in their classrooms and occasionally modified the curriculum created by male professionals so that it favored the life sciences”.^[18]

Over the four years from 1915–16 to 1919–20 in the state of Wisconsin, the percentage of women high school biology teachers increased from 50% to 67%. The number of women physics teachers increased from 3% in 1915–16 to 7% in 1919–20.^[27]

The nature study movement gave a new outlook to the education of young women in the United States. In the later 20th century, opinions started to change about the movement, and it declined. Some male critics saw it as “romantic” or “sentimental”. This created a gender issue that was forcibly imposed on the nature-study movement.^[7] By the beginning of the 20th century, many young women were attracted to the natural history movement.^[28]

The Science Education of American Girls by Kim Tolley gives an explanation of high schools in America for females. “Higher schools for females served as important centers for the dissemination of the nineteenth-century ideology of separate spheres, institutions commonly located in small towns and in rural, rather than urban, areas. The ideology prevailed in antebellum southern institutions serving elite girls who never expected to work for wages outside the home, in northern schools that explicitly south to prepare teachers for the nation’s growing common schools, and in Catholic academies on the western front.”^[29]

Others, such as Susanna Moodie, and her daughter Agnes Chamberlin who made nature studies to support her family, and Catharine Parr Traill investigated nature to describe the new territories where they found themselves in nineteenth century Canada.^[30]

See also[edit]

• History of education
• Natural history
• Outdoor education
• Women in science
• Nature deficit disorder

Notes[edit]

References[edit]

• Armitage, Kevin C. The Nature Study Movement. University Press of Kansas, 2009.
• Comstock, Anna Botsford. Handbook of Nature Study. Ithaca: Comstock Publishing Associates, 1967.
• Herrick, Glenn W. and Ruby Green Smith (Eds). The Comstocks of Cornell. Ithaca: Comstock Publishing Associates, 1953.
• Holtz, Frederick Leopold. Nature-study: A Manual for Teachers and Students. New York: Charles Scribner’s Sons, 1908.
• Krech III, Shepard; Merchant, Carolyn; McNeill, John Robert, eds. (2004). Encyclopedia of World Environmental History. Vol. 1: A-E. Routledge. ISBN 978-0-415-93733-7.
• Kohlstedt, Sally Gregory. “Nature, Not Books: Scientists and the Origins of the Nature-Study Movement in the 1890s”. Isis, Vol. 96, No. 3 (September 2005), pp. 324–352
• Kohlstedt, Sally Gregory. Teaching Children Science: Hands-On Nature Study in North America, 1890–1930. University of Chicago Press, 2010.
• Tolley, Kim. The Science Education of American Girls. New York: RoutledgerFalmer, 2003.
• The Agnes Chamberlin Digital Collection

External links[edit]

• “Nature-Study” . The New Student’s Reference Work . 1914.
• “Nature-study” . New International Encyclopedia. 1905.

Запрос «Эколог» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Наука
Экология
англ. Ecology, нем. Ökologie
Тема	Естествознание, биология, науки о Земле, охрана природы
Предмет изучения	экосистема
Основные направления	аутэкология, демэкология, синэкология, геоэкология и др.
Медиафайлы на Викискладе

Эколо́гия (от др.-греч. οἶκος — жилище, местопребывание и λόγος — учение) — естественная наука (раздел биологии) о взаимодействиях живых организмов между собой и с их средой обитания, об организации и функционировании биосистем различных уровней (популяции, сообщества, экосистемы)^[1].

В просторечии под экологией часто понимается состояние окружающей среды, а под экологическими проблемами — вопросы охраны окружающей среды от воздействия антропогенных факторов^[2][3][4]. Экологизм — общественное движение за усиление мер охраны окружающей среды и за предотвращение разрушения среды обитания.

История[править | править код]

Британская энциклопедия рассматривает в качестве первых истоков экологии как науки работы древнегреческих естествоиспытателей, в первую очередь Теофраста, описывавшего отношения организмов между собой и с окружающей неживой природой. Дальнейшее развитие этой области науки дали ранние исследователи физиологии растений и животных^[5].

Одна из ключевых составляющих экологии как науки, концепция экологической пирамиды, интуитивно сформулированная ещё средневековым арабским мыслителем Аль-Джахизом, в 1881 году нашла отражение в работе К. Земпера «Воздействие естественных условий существования на жизнь животных», которая считается одним из самых ранних исследования перераспределения энергии в природе^[6].

Термин[править | править код]

Термин «экология» (нем. Ökologie) в 1866 году ввёл немецкий биолог Э. Г. Геккель. В книге «Общая морфология организмов» он писал об экологии как о науке, изучающей взаимоотношения живой и неживой природы^[7]. В 1896 году вышел немецкий «Учебник экологической географии растений: введение в знания о растительных сообществах»^[8].

Американский зоолог С. А. Форбс^[en] в 1895 году определил экологию как науку об отношениях животных и растений к другим живым существам и ко всему их окружающему. Частичными или полными синонимами понятия «экология» были «этология» (определённая И. Жоффруа Сент-Илером как науку о взаимоотношениях организмов в семье и сообществе), и «гексикология» (англ. hexicology), которую Сент-Джордж Джексон Миварт в 1894 году определил как науку о взаимоотношениях организмов и окружающей среды^[9]. Во второй половине века были введены в обиход также понятия «биосфера» (Э. Зюсс, 1875) и «биоценоз» (К. А. Мёбиус, 1877)^[10].

А. Тенсли в 1935 году ввёл термин «экосистема», а В. Н. Сукачёв 5 лет спустя — термин «биогеоценоз»^[1].

Наука[править | править код]

Экология как наука начала институционализироваться во втором десятилетии XX века с образованием в 1913 году Британского экологического общества, а в 1915 году — Экологического общества Америки^[9]. С 1913 года в Великобритании начал выходить Journal of Ecology — первый международный рецензируемый научный журнал в этой области^[11]. В первой половине XX века исследования растительных сообществ в Европе и Америке велись по разным направлениям. Европейцев в первую очередь интересовали состав, структура и распространение растительных сообществ, тогда как американские ботаники занимались вопросом развития (сукцессии) таких сообществ. Исследования экологии животного мира велись отдельно, пока американские биологи не сместили акценты, обратившись к изучению взаимодействия растительных и животных сообществ как единых биот^[5]. Впервые идея, что экология как наука должна заниматься одновременно растительными и животными сообществами, была высказана в 1913 году Ч. К. Адамсом в книге «Руководство по изучению экологии животных»^[11].

В 1926 году В. И. Вернадский дал современное определение понятию биосферы (как совокупности всех экосистем) и отметил влияние человека на эту систему^[12]. В этот же период усилился интерес к популяционной динамике, и математические модели популяционных процессов (среди авторов — Р. Пирл, А. Лотка, В. Вольтерра) начали применяться в исследованиях взаимоотношений хищников и добычи, межвидовой конкуренции и естественной регуляции численности популяций^[5].

В России[править | править код]

Среди первых учёных, обратившихся к связи организмов и среды в России, были Карл Рулье и его ученик Николай Северцов^[1]. У истоков экологии стоял также русский географ князь П. А. Кропоткин, обративший внимание на то, как отступают с начала Промышленной революции ледники. Он призывал ограничить отстрел диких животных и остановить обезлесение^[13].

Русские учёные долгое время избегали термина «экология». Так, не одобрял его К. А. Тимирязев, который вместо экологии предпочитал говорить о биологии в узком смысле, или биономии. М. Н. Богданов в труде «Птицы и звери Чернозёмной полосы Поволжья, долины средней и нижней Волги» вместо понятия «экология» использовал термин «биоценоз», введённый ранее К. А. Мёбиусом^[14].

В двухтомном труде «Птицы России» (1893—1895) М. А. Мензбир впервые предложил экологический подход к составлению систематических зоологических сводок. В 1895 году в Дании вышел в свет первый в истории фундаментальный учебник по экологии растений (автор — Й. Э. Варминг), а в 1901 году швейцарец Ф.-А. Форель издал первый учебник по лимнологии. В 1905 году вышла книга Ф. Э. Клементса «Исследовательские методы в экологии» — первая работа, в которой формулировались принципы систематического подхода к экологическим исследованиям^[11].

Экология как наука оставалась малоизвестной в СССР вплоть до 1960-х годов, так как её заменила биогеоценология. В связи с актуальностью вопросов охраны природы, к учёным-экологам начали чаще обращаться государственные структуры и природоохранные организации, заинтересованные в их решении^[15].

Связь с другими науками[править | править код]

Другая область знания, ставшая объектом интереса учёных в начале XX века, — энергетический баланс. В 1920 году немецкий гидробиолог А. Тинеман ввёл понятие трофической, или пищевой, цепи, между «звеньями»-уровнями которой энергия передаётся в виде пищи^[5]. Ч. Элтон в фундаментальной работе «Экология животных» (1927) развил эту идею, добавив к ней концепции экологической ниши (сам термин впервые появился за 10 лет до этого в работе Дж. Гриннелла^[11]) и пирамиды численности^[16]. В 1942 году американский учёный Р. Линдеман выступил с новой концепцией экологии, в основу которой легли идеи о трофической динамике; позже количественные исследования энергетического перераспределения в экосистемах были предприняты братьями Ю. и Г. Одумами (США) и Дж. Д. Овингтоном (Австралия)^[5]. Учебник Одумов «Фундаментальные понятия в экологии», изданный в 1953 году, считается первой публикацией, в основе которой лежит холистический, макроскопический подход^[17].

Ко второй половине XX века относится и возникновение экологии человека и в целом социальной экологии — областей экологии, изучающих взаимодействие человека и общества с окружающей средой и вопросы её защиты^[18]. Возникли экологизация многих естественных наук и связь с социологией^[1].

Значительное влияние экологические данные оказали на развитие эпидемиологии, где помогли разработать системы мер против распространения малярии, тифа, чумы, жёлтой лихорадки и сонной болезни, основанные на борьбе с насекомыми-переносчиками. Знание жизненных циклов вредителей сельского хозяйства, возможное благодаря экологии, также увеличивает эффективность борьбы с ними. В число мер защиты сельскохозяйственных культур могут входить перенос сроков посева и сборки урожая или интродукция определённых хищников и паразитов. Экология позволяет лучше наладить животноводство в различных климатических условиях и определить оптимальный режим севооборота и требуемый уровень разнообразия в агроценозах^[15].

Предмет изучения[править | править код]

В связи с многогранностью предмета и методов исследований допустимо рассматривать современную экологию как комплекс наук, который изучает функциональные взаимосвязи между организмами (включая человека и человеческое общество в целом) и окружающей их средой, круговорот веществ и потоков энергии, делающих возможной жизнь^[19]. Общий объект её изучения — устройство и функционирование надорганизменных систем всех уровней (популяций, биоценозов, экосистем и биосферы)^[1]. Это широкое определение экологии охватывает ряд наук, которые могут рассматриваться и как самостоятельные области знания. Понятие среды обитания включает в себя все внешние факторы, оказывающие влияние на отдельный организм или сообщество организмов. Эти факторы можно условно разделить на физические (климатические); химические (которыми в первую очередь занимаются гидроэкологи — солёность, кислая или основная реакция среды, состав и содержание растворённых газов); и биологические^[15].

В 1910 году на Третьем Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе были выделены три подраздела экологии:

• Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде).
• Демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой.
• Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами.

Также выделяют геоэкологию, биоэкологию, гидроэкологию, ландшафтную экологию, этноэкологию, социальную экологию, химическую экологию, радиоэкологию, экологию человека, антэкологию, информационную экологию и др.

Дополнительные сложности с определением предмета изучения экологии заключаются в отсутствии консенсусного определения надорганизменных сообществ и их иерархии. Одна из необщепринятых возможных иерархий сообществ по сложности устройства включает (в возрастающем порядке) консорции, ассоциации и формации. Другой распространённый подход — классификация биологических сообществ по доминантным и субдоминантным видам — лучше применим к наземным растительным сообществам умеренного климата, где один вид действительно способен определить облик степи или леса, но хуже работает для тропических или водных сообществ^[15].

Важной темой для экологии в целом являются пищевые (трофические) цепи, в понятиях которых можно описать передачу вещества и энергии с уровня на уровень в рамках биологического сообщества при поедании одних организмов другими. Основой пищевых цепей обычно выступают зелёные растения, которые, используя солнечную энергию, создают на основе диоксида углерода и воды сложные органические вещества. В экологической терминологии эта нижняя ступень пищевой цепи именуется автотрофами (буквально «питающими себя») или продуцентами, тогда как все животные и некоторые другие растения, стоящие выше в пищевой пирамиде, попадают в категорию гетеротрофов или консументов. Гетеротрофы сами не производят питательных веществ и вынуждены потреблять в пищу другие организмы. В дальнейшей иерархии первичные консументы (фитофаги) служат пищей для вторичных (хищников). Отдельное звено трофической цепи определяется как экологическая ниша^[15].

Законы экологии[править | править код]

Крупный вклад в теоретические основы экологии внёс Барри Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии:

1. Всё связано со всем
2. Ничто не исчезает в никуда
3. Природа знает лучше — закон имеет двойной смысл — одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами.
4. Ничто не даётся даром (в оригинале: «Бесплатных завтраков не бывает»)

Второй и четвёртый законы по сути являются перефразировкой основного закона физики — сохранения вещества и энергии. Первый и третий законы — действительно основополагающие законы экологии. Первый закон экологии может считаться основой экологической философии. В частности, эта философия положена в основу понятия «глубокая экология» в книге «Паутина жизни» Фритьофа Капры.

Методология экологии[править | править код]

Методологический подход к экологии как к науке позволяет выделить предмет, задачи и методы исследований.

Объекты исследования экологии — в основном, системы выше уровня отдельных организмов: популяции, биоценозы, экосистемы, а также вся биосфера. Предмет изучения — организация и функционирование таких систем.

Методы исследований в экологии подразделяются на полевые наблюдения, эксперименты в поле или в лаборатории и моделирование^[20].

Полевые методы представляют собой наблюдения за функционированием организмов в их естественной среде обитания и делятся, в свою очередь, на экспедиционные, маршрутные, стационарные, описательные и экспериментальные.

Экспериментальные методы включают в себя варьирование различных факторов, влияющих на организмы, в контролируемых лабораторных либо полевых условиях.

Методы моделирования позволяют прогнозировать развитие различных процессов взаимодействия живых систем между собой и с окружающей их средой.

Поскольку объектом изучения экологии являются сложные системы живых организмов, это означает большое количество переменных, которые приходится учитывать в экологических исследованиях, и которые часто плохо поддаются численному выражению. Это в свою очередь означает ограниченную применимость методов, разработанных для других отраслей науки, и меньшую точность получаемых результатов. В частности, в экологии практически нет применения чисто экспериментальным исследованиям в силу невозможности контролировать в естественных условиях многочисленные переменные; соответственно, эксперименты в экологии ограничены лабораторными условиями, либо же, если проводятся в полевых условиях, ставят целью проверку эффектов только очень небольшого числа переменных. В то же время различные физические и химические аспекты природного окружения могут быть выражены численно, а развитие биостатистики и улучшение методов сбора образцов облегчают применение статистических методов в экологических исследованиях. Среди современных методов наблюдений — биотелеметрия и использование радиоизотопов для отслеживания передачи энергии в форме пищи в трофических цепях. С развитием компьютерной техники важное место в экологических исследованиях заняло также математическое моделирование, в особенности в таких областях прикладной экологии как контроль природных ресурсов и решение проблем в сельском хозяйстве, вызванных экологическими факторами^[5].

Специализированные журналы[править | править код]

• Journal of Ecology
• Journal of Animal Ecology
• Экология (журнал)
• Экологическая химия

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

• Ахатов А. Г. Экология: Энциклопедический словарь = Akhatov A.G. Ecology. Encyclopaedic Dictionary. — Казань=Kazan: ТКИ, Экополис, 1995. — 368 с. — Тираж 5000 экз. — ISBN 5-298-00600-0.
• Ахатов А. Г. Экология и международное право = Ecology & International Law. — М.: АСТ-ПРЕСС, 1996. — 512 с. — Тираж 1000 экз. — ISBN 5-214-00225-4.
• Будыко М. И. Глобальная экология. — М., 1972. — 327 с.* Одум Ю. Экология. В 2 т. — М.: Мир, 1986.
• Одум Ю. Основы экологии / Пер. с англ. — М., 1975. — 740 с.
• Пианка Эрик. Эволюционная экология. — М.: Мир, 1981. — 399 с.
• Саблин Р. Зелёный Драйвер — Код к экологичной жизни в городе. — Зелёная Книга. — ISBN 978-5-9903591-2-3
• Begon, M.; Townsend, C. R., Harper, J. L. (2006). Ecology: From individuals to ecosystems. (4th ed.). — Blackwell. ISBN 1-4051-1117-8.
• Morris, Christopher. Milestones in Ecology // The Princeton Guide to Ecology / Edited by: Simon A. Levin, editor. — Princeton University Press, 2009. — С. 761—773. — ISBN 978-0-691-12839-9.