Исследовательская деятельность школьников, их непосредственное общение с природой, - является надежным способом приобретения экологического сознания и экологических знаний.
Экологический образовательный процесс предполагает выполнение в большей степени самостоятельной научно-исследовательской работы. Основная задача таких исследований - показать учащимся единство биосферы, как глобальной экологической системы, и последствия её нарушения при потребительском отношении человека к природе. Анализируя результаты таких исследований, учащиеся получают достоверную информацию об экологическом состоянии района исследования.
Выполняя исследовательскую работу экологической направленности, ученики совершенствуют свои знания, развивают умения, связанные с научным поиском, учатся оценивать экологическую ситуацию в реальных условиях, выявляют причинно-следственные связи экологических явлений и процессов.
Одним из видов исследовательской деятельности школьников, включающим системные, комплексные исследования, является школьный экологический мониторинг, который вводится в практику работы школ лишь в последние годы.
Школьный экологический мониторинг - это часть системы экологического образования, предназначенная для формирования экологических знаний, умений, навыков и мировоззрения на базе практической деятельности, включающей программные наблюдения за состоянием окружающей среды своей местности.
Одним из способов школьного экологического мониторинга является биоиндикация.
Биоиндикация - оценка качества природной среды по состоянию её биоты.
Биоиндикатор - группа особей одного вида или сообщества, по наличию или по состоянию которых, а также по их поведению судят о естественных и антропогенных изменениях в среде.
Биоиндикационные исследования подразделяются на два уровня: видовой и биоценотический. Видовой уровень включает в себя констатацию присутствия организма, учет частоты его встречаемости, изучение его анатомо-морфологических, физиолого-биохимических свойств. При биоценотическом мониторинге учитываются различные показатели разнообразия видов, продуктивность данного сообщества.
В школьных практических исследованиях наиболее часто используют простые методы биоиндикации и доступные организмы-биоиндикаторы, например, лишайники и хвойные растения. Вопросы их изучения и использования затрагиваются в школьном курсе биологии с 6 по 10 классы.
Проанализировав методическую и педагогическую литературу, мы пришли к выводу, что для проведения биоиндикационных работ в школе в рамках элективных курсов по экологии, проведения внепрограммных экскурсий, работе над экологическими проектами в качестве древесного растения-биоиндикатора выступает сосна, так как это наиболее чувствительное дерево к загрязнению атмосферного воздуха.
Целью таких работ является определение степени загрязнения атмосферного воздуха диоксидом серы по внешним морфологическим показателям хвои сосны (оценивается длина хвои, масса хвоинок, площадь повреждений (некрозов), усыхание хвоинок). Хвоя выступает в роли регистрирующего биоиндикатора. При этом используются не инструментальные методы исследования, а простые описательные шкалы, с помощью которых сравнивают и фиксируют все изменения, наблюдаемые в естественных и искусственных природных комплексах в результате активного влияния антропогенного фактора.
Такой род деятельности учащихся неизбежно приводит к определению сферы научных интересов, раскрытию способностей школьников в процессе активного познания, то есть способствует формированию опыта исследовательской деятельности.