Для подавляющего большинства обучающихся средней школы экология – это загрязнение окружающей среды. Обучающимся сложно понять, что это наука о взаимодействии живых существ между собой и окружающей средой, тяжело понять, что все в нашем небольшом доме – планете Земля – взаимосвязано, и односторонне изменять, подстраивать, преобразовывать что-то под себя без последствий нельзя. Наиболее частое понимание аналогично словам великого биолога Ивана Мичурина: «Мы не можем ждать милостей от природы. Взять их у нее – наша задача». Человек и берет, зачастую идя напролом. Такие бездумные изменения окружающей действительности могут привести к негативным результатам. Поэтому, понимание взаимосвязанности и взаимообусловленности всех элементов окружающей среды и живых организмов – важнейшее понимание для выживаемости человечества как вида на этой планете. Развивать это понимание необходимо в процессе обучения в школе, в рамках самых разных уроков – не только при изучении географии и биологии, но и математики, химии, физики, истории, даже литературы. Важнейшей составляющей при этом могут являться уроки информатики, т.к., используя различный спектр средств информационных технологий при изучении курса, можно резко увеличить долю содержания экологического уклона.
Особенное место при этом может иметь такой раздел информатики, как моделирование. Примером служит симулятор крупного города SimCity (не путать с Sims!) и варианты работы с ним. С данным симулятором, в котором моделируется функционирование города, мы работаем в 11 классе. Задача обучающихся – создать, смоделировать крупный город численностью населения 50 тысяч человек. Для этого на первом уроке с детьми проговариваются и обсуждаются теоретические основы функционирования города, затем в ходе практической работы изучается интерфейс и принципы работы с симулятором. На втором уроке начинается постройка крупного города, в ходе чего у учащихся возникают проблемы самого разного плана. Третий урок – это решение возникших проблем, подведение итогов, обсуждение результатов, выводы.
В ходе работы с моделью города обучающиеся довольно быстро понимают основы функционирования города – необходимость промышленности, торговых площадей, жилых кварталов. Также детям понятно: чтобы все это функционировало, необходимы коммуникации электричества и водоснабжения, т.е. обеспеченность инфраструктурой, как производственной, так и непроизводственной. Большинство детей могут рассчитать эффективность, например, выбирая из источников электроэнергии угольную или газовую электростанцию, выбирают ту, которая дешевле и дает больший выход энергии на единицу затратных средств.
Очень скоро рост и развитие города прекращается, и появляются сообщения о проблемах экономического, демографического, транспортного характера, экологических проблемах. Ситуацию, складывающуюся в городе можно проанализировать, наблюдая город в разных стратах по слоям: слой, на котором отображаются только объекты энергосистемы, слой, где изображена загрузка транспортной системы и т.д. Как решить транспортную проблему? Надо построить больше дорог. Как решить экономическую проблему? Необходимо больше производств. Как решить проблемы загрязнения окружающей среды? Обучающиеся выявляют источники загрязнения – электроэнергетика, грязные крупные промышленные производства и транспорт. За этим следует перестройка и переоснащение производства со старых материалоемких производств в современные наукоемкие, замена старых угольных электростанций в современные газовые и атомные, оптимизация транспортной системы и развитие общественного транспорта. Проблема в том, что это сложные изменения и для понимания, и для реализации, кроме того, все эти изменения весьма и весьма затратны. Поэтому, в процессе работы с симулятором необходимы беседы с обучающимися, обсуждения, пояснения, необходимы множество примеров из реальной жизни с тем, чтобы постепенно приходило комплексное восприятие функционирования города обучающимися, понимание аналогичности процессов, которые происходят в симуляторе и в окружающей их действительности.
Понимание сложности протекающих процессов – это уже немало, это развивает экологическую картину мира обучающегося. Важнейшей характеристикой симулятора является то, что функционирование города происходит во времени, изменения не мгновенны, это систематическая и долговременная работа. В итоге, в процессе работы с моделью города, у детей должно прийти понимание взаимосвязанности человека, хозяйственной деятельности его, вариантов загрязнения и путей решения проблем.
Таким образом, уроки информатики представляют широчайшее поле для развития экологического мышления обучающихся, один из вариантов его – работа с программой, в которой моделируется функционирование крупного города.