ЗНАЧЕНИЕ АКВАРИУМА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Аквариумы всегда привлекают детей разного возраста, вызывают их удивление, возбуждают любознательность. Но в условиях школы, когда ставится задача использовать аквариум на уроках ботаники, зоологии, общей; биологии, его декоративно‑демонстрационная функция отступает на задний план. Аквариум становится подсобной лабораторией учителя.

Аквариум помогает развитию у учащихся важнейших биологических понятий, таких, как морфологические особенности организмов в связи со средой обитания, взаимосвязь организмов в биоценозе, специфика экологических групп, конвергенция, дивергенция, искусственный отбор, селекция и др.

В опытах и наблюдениях за обитателями аквариума учащиеся открывают увлекательный мир сложных взаимоотношений и их закономерностей. Преимущество этих наблюдений и опытов в том, что для них не нужны большие площади, они не осложняются погодными и сезонными изменениями. Если велась летняя работа по изучению природы естественных водоемов, аквариумы обеспечивают исследования водных организмов осенью и зимой. Опыты и наблюдения за аквариумными животными увлекают учащихся, превращают их в исследователей. Если работа в школьном аквариумном уголке хорошо организована, она способствует развитию трудовых навыков учащихся, сплочению коллектива, помогает направить энергию школьников на общественно полезные дела и развить инициативу исследователя.

Аквариум приучает детей рационально использовать свободное время, приобщает к самообразованию – поиску ответов на многие вопросы, связанные с аквариумоводством, в книгах и журналах по биологии.

Общение с аквариумом развивает школьников эстетически, помогает воспитанию хорошего вкуса. Известно, что простое созерцание аквариума со свежей зеленью и здоровыми рыбами улучшает состояние нервной системы, снимает возбуждение, успокаивает человека. Декоративные аквариумы помещают в больницах, пансионатах, санаториях. Их устанавливают на пультах управления автоматическими системами, так как они снимают усталость операторов, вызванную монотонностью работы. В коридорах школ, где дети находятся в перерывах между занятиями, и особенно в школах нового типа – школах полного дня – аквариумы необходимы, так как дети любят живую природу. Маленький мир аквариума, зимнего сада живого уголка необходим для воспитания и развития ребенка. В общении с живым отдыхает нервная система, повышается эмоциональность, что очень важно детям при 9 – 10‑часовой рабочей нагрузке в школе и дома.

Аквариум воспитывает любовь к живому, к природе, к пониманию удивительного мира воды. Содержание понятия «аквариум» развивается в школе постепенно в рамках программы по биологии соответственно возможностям возрастных особенностей школьников.

Наиболее простое определение: аквариум – это сосуд для содержания водных организмов. Не сразу выявлено понимание взаимосвязи между аквариумными растениями и животными. И появилось другое определение: аквариум – емкость, в которой в водной среде содержатся животные и растения. Появились аквариумы со стеклянными стенками, с укорененными в грунте растениями, с дополнительным освещением, аэрированием воды, разнообразным видовым составом живых организмов.

Наконец, пришло понимание, что аквариум можно рассматривать как искусственную модель водоема. Появилось определение: аквариум – это прибор, представляющий действующую модель водоема, управляемую человеком. Такое определение аквариума наиболее научно. В то же время оно подчеркивает роль и значение человека, зависимость жизнедеятельности модели от знаний, опыта, внимания и ответственности того, кто ею управляет.

Но и это не последнее из определений. Аквариум – модель экосистемы. В аквариуме сосредоточены четыре характерных для водной экосистемы компонента: неживые, так называемые абиотические вещества (грунт, вода и т. д.) и три группы живых существ – фотосинтезаторы (водоросли и высшие водные растения), потребители (животные всех видов, от инфузорий до рыб, растительноядные и хищные), наконец, разрушители (бактерии и грибы, существующие за счет мертвых тканей растений и животных; они перерабатывают ткани до простых веществ, пригодных для усвоения растениями). Кроме того, в аквариуме происходит круговорот веществ, подобный круговороту веществ в природе. Система аквариума, до известных пределов, обладает определенной устойчи‑

востью, способностью восстанавливать нарушенное равновесие.

Познакомить учащихся с аквариумом нужно во внеклассной работе или на уроках в младших классах. Определение понятия системы аквариум дается на уроках по экологии в курсе общей биологии.

В процессе изучения всех предметов биологического цикла аквариум приобретает большую значимость как •средство обеспечения уроков натуральным материалом.

На уроках ботаники широко используются аквариумные растения. Например, при изучении темы «Клетка» в V классе с целью конкретизации и дальнейшего развития понятия об особенностях строения клетки учащимся предлагается посмотреть клетки водоросли нигеллы или клетки, расположенные по краю листа водяного папоротника. Эти клетки крупные и хорошо просматриваются под микроскопом. Рассматривая поочередно на демонстрационном столе клетки нителлы и водяного папоротника, учащиеся наблюдают движение цитоплазмы и пластид, которые окрашивают клетку. Ярко‑изумрудная окраска клеток производит на пятиклассников большое впечатление, они с восторгом рассматривают их и надолго запоминают урок.

Для демонстрации опыта по выделению зелеными листьями на свету кислорода также используются водные растения: элодея канадская, валлиснерия, гигрофила.

При изучении основных групп растений в VI классе аквариумы позволяют всегда иметь под рукой любое количество различных водорослей, водяных мхов и папоротников. Выращиванием водяных папоротников в плотно закрытых крышкой аквариумах с уровнем воды не более 5 см сравнительно легко получить от них споры. Водная растительность используется и при изучении приспособленности растений к условиям среды. Несложные эксперименты позволяют наблюдать хорошую приспособленность многих гигрофитов, показать, как меняются внешний вид и назначение листьев, стеблей корней растений при переходе из водной среды в воздушную.

При изучении курса зоологии аквариумы дают возможность познакомить индивидуально каждого в классе с живыми объектами: амебой, эвгленой зеленой, инфузорией туфелькой.

В лабораторных аквариумах удается довольно долго содержать гидр и планарий, которые к тому же легко

размножаются. В сравнительно небольших сосудах в условиях школы можно выращивать и размножать водных моллюсков. Раковины улиток, длительное время живущих в аквариумах, более прозрачны, удобны для наблюдения, чем у прудовиков и катушек, взятых весной из природных водоемов. Отлично развиваются в аквариумах и тропические брюхоногие моллюски ампуллярии. Пресноводные лужанки позволяют показать учащимся брюхоногих моллюсков, дышащих жабрами и размножающихся живорождением. В специально подготовленных водоемах в живом уголке длительное время живут двустворчатые моллюски беззубки и шаровки.

В VII классе при изучении членистоногих аквариум позволяет демонстрировать речных раков, водяных осликов, дафний и циклопов. Водный паук‑серебрянка легко акклиматизируется в лабораторных сосудах, строит воздушное гнездо, иногда удается наблюдать в неволе и размножение этих пауков.

В качестве лабораторных работ в программах рекомендуются наблюдения над живыми рыбами и их внешним строением (с. 122). Школьный аквариум не только обеспечивает подобные демонстрации живых объектов на уроках, но и расширяет их круг главным образом за счет показа живых членистоногих, наблюдений за водными членистоногими в уголке живой природы.

При изучении общей биологии хорошо устроенный и длительно существующий аквариум помогает понять взаимодействие абиотических и биотических условий среды (тема «Основы экологии»). Учащиеся на уроках могут оценить эти условия в .аквариуме, попытаться самостоятельно составить простейшие пищевые цепи, понять отличия этих цепей в модели – аквариуме – от таковых в настоящем биоценозе – природном водоеме.

СОДЕРЖАНИЕ АКВАРИУМА В УСЛОВИЯХ ШКОЛЫ

Начинающим учителям работа с аквариумом порой кажется недоступной и трудоемкой. Действительно, первые шаги в этом деле сопряжены с некоторыми трудностями, связанными с неопытностью. По мере приобретения опыта, количество трудностей уменьшается, а затраты сил и времени на преодоление этих трудностей компенсируются радостью и удовлетворением, которые получает учитель в ходе организации работы учащихся с аквариумом.

Школьные аквариумы подразделяют на демонстрационные, декоративные и лабораторные. Демонстрационные аквариумы помещают в кабинете биологии и заселяют объектами, которые могут быть непосредственно использованы на уроках (крупные аквариумные рыбы, водные растения с различными биологическими особенностями) . Декоративные аквариумы помещают в рекреациях школы, пионерской комнате, комнатах продленного дня. Для них используют сосуды емкостью от 50 до 200 л. Крупные аквариумы требуют меньшего ухода, чем мелкие аквариумы, и в них легче рассмотреть поразительный мир животных и растений.

Лабораторные аквариумы содержат в лаборантских комнатах, уголках живой природы, в кабинетах. Декоративность в них необязательна, но чистота и опрятность необходимы. Они предназначены для организмов, изучаемых на уроках и внеклассных занятиях.

Размеры лабораторных аквариумов должны быть строго согласованы с биологическими особенностями содержащихся в них растений и животных. Для некоторых мелких животных – простейших, планарий, паука‑серебрянки, а также для водоросли нителлы, водяных мхов достаточен сосуд небольших размеров. Для содержания этих организмов можно использовать стеклянные банки емкостью 1 – 3 л. При одновременном содержании нескольких видов нехищных водных членистоногих, моллюсков и гидр необходимы сосуды емкостью 10 – 50 л. Многим видам рыб и растений (кабомбе, валлиснерии) необходимы аквариумы емкостью от 50 л и более.

Содержание аквариумов с многообразным растительным и животным миром доступно любой школе при соблюдении ряда условий. Перечислим основные из них.

1. Аквариум не должен стоять под прямыми солнечными лучами. Обильное размножение одноклеточных водорослей на свету вызывает «цветение» воды. Осенью и зимой рекомендуется подсвечивать аквариум электролампами в течение 6 – 8 ч.

2. Температурный режим определяют биологические особенности объектов и цели их содержания. Недопустим перегрев воды от солнечного или лампового освещения. Летом в аквариумах регулярно производят частичную подмену воды. Для сохранения простейших с осени до момента изучения в курсе зоологии (конец февраля – начало марта) их содержат при температуре от 12 до 15 °С. С середины февраля аквариум освещают и обогревают. При температуре в аквариуме 20 – 25 °С активно размножаются простейшие.

3. Рыб и членистоногих желательно кормить живым кормом (мотылем, трубочником, дафниями, циклопами). При отсутствии зоомагазинов в зимнее время трудно обеспечить аквариумное хозяйство этим кормом. Тогда в уголке живой природы можно развести горшечного червя – энхитрея, сохранить с осени дождевых червей, а некоторых обитателей аквариума перевести на сухой корм.

При кормлении рыб любым кормом (в том числе и живым) необходимо давать рыбам столько корма, сколько обитатели аквариума могут съесть в течение 20 – 30 мин.

4. Аквариум необходимо держать закрытым. Чистку аквариума проводят периодически: остатки корма и продукты жизнедеятельности животных удаляют, налет водорослей со стекол снимают скребком или чистой тряпочкой. Обновляют аквариум, т. е. промывают грунт и наливают свежую отстоянную воду, ке чаще, чем один раз в полгода. Такие переустройства воспринимаются обитателями аквариума как катастрофа. Они могут долго болеть, а случается и погибают. Основное правило при уходе за аквариумом – лучше несколько минут ежедневного ухода, чем частая генеральная уборка.

Известны случаи, когда в крупных аквариумах годами не меняется полностью вода. При этом все внимание может быть сосредоточено на изучении биологических явлений, связанных с жизнью искусственного водоема.

5. Создавая условия жизни для водных животных, нужно помнить, что среди них много хищных, поэтому нельзя, например, помещать в один небольшой аквариум разные виды членистоногих: они могут уничтожить друг друга. Кроме того, учащиеся тяжело переживают гибель одних животных в результате агрессивности других.

6. Все объекты уголка живой природы должны иметь паспорт: этикетку с названием растений и животных, находящихся в уголке, и с их краткой характеристикой. Этикетки прикрепляют к аквариумам или помещают рядом. Желательно, чтобы в специальных ящичках имелись их дубликаты. Этикетки должны быть аккуратно оформлены.

Ряд обитателей школьного аквариума, о которых будет рассказано в этой книге, в аквариумах не размножаются или размножаются с трудом. Заранее, в начале учебного года, их отлавливают в природных водоемах и содержат в лабораторных аквариумах. Без разрешения местных природоохранительных организаций собирать большинство видов растений и животных запрещено на основании Закона СССР об охране и использовании животного мира, принятого на третьей сессии Верховного Совета СССР 25 июня 1980 г. Учитель перед экскурсией должен напомнить учащимся, статью 67 Конституции СССР: «Граждане СССР обязаны беречь и охранять природу, охранять ее богатства» и некоторые положения из вышеупомянутого Закона.

Закон устанавливает запреты и ограничения в использовании животного мира, предусматривает охрану животных от самовольного пользования, оговаривает условия ограничения при изъятии животных для зоологических коллекций. Подобная беседа с экскурсантами дисциплинирует их во время работы на водоемах, предотвращает бездумное нанесение вреда природному биоценозу.

В то же время учителю полезно знать, что согласно утвержденному постановлением Совета Министров СССР Положению об охране рыбных запасов и регулировании рыболовства в водоемах СССР (утверждено в 1958 г., обновлялось и уточнялось в 1978 и 1981 гг.) «любительский и спортивный лов рыбы, добыча других водных животных для личного потребления разрешаются всем гражданам бесплатно во всех водоемах, за исключением заповедников, рыбопитомников, прудовых в других культурных рыбных хозяйств, с соблюдением установленных правил рыболовства и водопользования» (Емельянова В. Г., Заславская Л. А. Судебное рассмотрение дел о нарушении законодательства об охране животного мира. М., 1982, с. 12). Поэтому ознакомительные экскурсии на водоемы проводятся без ограничений, но экскурсии с изъятием животных и растений для школьных аквариумов заранее согласуются с местными отделениями органов рыбоохраны и обществами охраны природы; уточняются намеченные для посещения водоемы, виды животных и растений, которые предполагается собрать и выловить, их количество. При этом экскурсии могут получить от этих организаций и дополнительные задания по охране водоемов, их очистке и т. п. (см.: Заровный Г. М. Школьные заказники.– М., 1983; Махлин М. Д. Под охраной «голубых патрулей». М., 1982).

Учителям необходимо также знать водные растения, внесенные в Красную книгу СССР и в Красные книги союзных республик. В Красную книгу внесены: лобелия Дортмана (в озерах Северо‑Запада СССР, западных районов УССР, БССР, в Прибалтийских республиках, Карельской АССР), лотос орехоyосный (дельты Волги, Куры, Аракса, Дальний Восток), бразения Шребера и эуриала устрашающая (Приморский и Хабаровский края), чилим – водяной орех (от Воронежа на юг, Кавказ, дельта Волги, Южная Сибирь, Дальний Восток). Эти растения учитель должен хорошо знать, чтобы учащиеся не причиняли вреда редким видам (см. Красная книга. Дикорастущие виды флоры СССР, нуждающиеся в охране.– М., 1975, с. 86. 88, 132). Остальные водные растения можно изымать из водоемов, а в некоторых рыбоводных хозяйствах и уничтожать в массе, так как их скопления снижают продуктивность водоема. Но в водоемах некоторых городов, в частности Москвы и Ленинграда, постановлениями областных и городских Советов запрещено изъятие или причинение вреда (например, сбор цветов) кувшинкам и кубышкам и некоторым другим растениям. В Горьком и по всей Горьковской области такой запрет установлен для полушницы‑изоэтиса. Так как человек оказывает в окрестностях этих городов ощутимое влияние на живую природу, закон преследует любые нарушения ландшафтов и экосистем без разрешения государственных органов. В частности, на экскурсии нельзя извлекать прибрежные заросли водных растений в больших количествах (сбор мелких беспозвоночных и отростков растений) без специального разрешения инспектора рыбоохраны. Если все же скопления водной растительности или сбор беспозвоночных извлекаются из водоема, после исследований их надо аккуратно в воду на прежнее место.

Брюхоногие водные моллюски могут извлекаться из любого водоема в нужном для школы количестве. Прудовик, катушка, лужанка хорошо размножаются в аквариуме. Двустворчатых моллюсков можно собирать только вдали от городов, особенно с развитой химической промышленностью, так как численность их резко сократилась. На их отлов необходимо разрешение Общества охраны природы при местном Совете Народных депутатов трудящихся СССР. Дафнии и циклопы собираются без ограничений за исключением тех мест, где расположены нерестовые пруды в рыбных хозяйствах. Бокоплавы и водяные ослики отлавливаются в ограниченном количествах – эти ракообразные успешно размножаются затем в аквариумах. Категорически запрещен отлов реликтовых крупных видов бокоплавов из озера Байкал. Речные раки отлавливаются только по согласованию с местными органами охраны природы. Пауков‑серебрянок собирают в небольших количествах.

Водные насекомые часто вредят в рыбоводческих хозяйствах, и там их можно собирать, но в природных экосистемах изъятие большого числа любого вида животных может привести к дестабилизации биоценоза.

Среди водной фауны есть реликтовые, эндемичные или редкие виды. Они нуждаются в охране.

Так, подлежат охране все реофильные (живущие на быстром течении) виды личинок поденок, стрекозы красотки, стрелки и их личинки (эти стрекозы имеют окрашенные крылья, а их личинки – непропорционально длинные ноги), стрекозы‑коромысла и их личинки, некоторые другие эндемичные виды стрекоз. Клоп‑гладыш с серебристо‑белыми надкрыльями может вылавливаться без ограничений (как и плавт, водяной скорпион, водомерка обыкновенная), а более мелкий вид с кремовым цветом надкрылий – гладыш желтый – и водомерка палочковидная относятся к реликтовым видам. Жук‑плавунец, как и его личинка,– безусловные вредители в рыбоводных водоемах, но плавунец широкий – один из редких видов водных жуков и этот вид необходимо охранять. Спорна роль и скомороха как вредителя рыбоводства. К редким, исчезающим видам относятся все ручейники горных рек и ручьев Кавказа и Алтая, а также ручейники, личинки которых живут на быстром течении и строят не домики, а ловчие нити и камеры. Учащимся надо сообщить, что вопросы охраны редких насекомых, в том числе и водных, обсуждаются на международных энтомологических конгрессах и занимают в СССР секцию охраны насекомых Международного союза охраны природы.

Местные рыбы из водоемов отлавливаются для аквариума также только по разрешению органов рыбоохраны.

Но основной способ наблюдения и изучения водных флоры и фауны, никогда не причиняющий вреда природе – наблюдения за малочисленными группами изучаемых организмов в природных экосистемах с минимальным воздействием на них. В аквариуме можно полноценно изучить морфологию организмов и простейшие схемы биоценотических взаимоотношений.