Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Практическая направленность обучения биологии в истории развития биологического образования в школах России.
1.1 Практическая направленность обучения биологии в истории школьного образования 14
1.2 Анализ современного состояния школьного биологического образования (раздел «Растения») в плане исследуемой проблемы 28
1.3 Практическая направленность обучения биологии растений в действующих программах и учебниках 44
Глава II. Условия формирования у учащихся прикладных знаний и практических умений в процессе изучения биологии растений
2.1 Формирование прикладных знаний на базе системы биологических понятий курса биологии раздела «Растения» 58
2.2 Методы и средства формирования у учащихся прикладных знаний и умений на уроках биологии растений. Роль эксперимента в усвоении знаний о возможностях управления ростом и развитием растения 75
Глава III. Содержание и анализ результатов экспериментальной методики формирования прикладных знаний и умений учащихся
3.1 Условия педагогического эксперимента 96
3.2 Методика проведения и результаты констатирующего эксперимента 99
3.3 Методика проведения и результаты формирующего эксперимента 105
Заключение 141
Библиография 144
Приложения 155
- Практическая направленность обучения биологии в истории школьного образования
- Формирование прикладных знаний на базе системы биологических понятий курса биологии раздела «Растения»
- Условия педагогического эксперимента
Введение к работе
Наука биология становится в настоящее время производительной силой. Она является основой в грамотном ведении сельского хозяйства, перед которым стоит решение таких кардинальных проблем, как повышение урожайности культурных растений и продуктивности домашних животных. В самые различные сферы сельского хозяйства внедряются биохимические и биофизические методики. В последнее время биологические теории становятся основой важных разделов химической промышленности (использование микробиологических процессов, химическая ферментология) и передовых областей техники (через бионику). Без знаний биологии невозможна работа по охране природы и рациональном использовании природных ресурсов.
Однако, неграмотное, ненаучное использование природных
богатств привело к тому, что вмешательство человека в
природные процессы превзошло все границы дозволенного.
Последствия этого вмешательства становятся непредсказуемыми.
Рациональное природопользование становится острой
необходимостью. Защита окружающей среды от загрязнения, рациональное использование и воспроизводство ресурсов флоры и фауны, а также работа, направленная на обеспечение человечества материальными потребностями, продуктами питания (создание оптимальных условий для выращивания высоких урожаев, селекционная работа по созданию новых ценных сортов сельскохозяйственных растений и пород животных ) принесут желаемые результаты лишь тогда ,когда будут всецело опираться на прочные научные знания,
достижения биологии, экологии и других естественнонаучных
дисциплин.
В этой связи возникает острая необходимость значительного повышения связи теории и практики в обучении биологии . Наряду с овладением глубокими знаниями основ биологической науки учащиеся должны научиться успешно применять свои биологические знания в сельскохозяйственном производстве, лесоводстве, садоводстве, озеленении, в охране природы и ее восстановлении.( 24).
Знание основных биологических законов и закономерностей, умение применять эти знания при общении с природой, а также способность к прогнозированию - та база , на которой должна основываться любая деятельность человека по отношению к природе.
Задача учителя - организовать учебный процесс так, чтобы сформировать у учащихся в конечном итоге знания прикладной биологии, умения находить общее в различных природных явлениях и процессах, развить тем самым гибкость мышления и способность к элементарному прогнозированию последствий вмешательства в природные экосистемы. В этом состоит актуальность данного научного исследования.
В методике преподавания биологии практической направленности обучения уделялось много внимания, однако, на сегодня эта проблема не утратила своего значения. Причиной тому является, на наш взгляд, утрата или использование не в полной мере многими школами пришкольных учебно-опытных участков как связующего звена между теоретическими положениями основ биологической науки и ' практикой; недостаточная реализация практической направленности в содержании учебного предмета
5 биологии растений; формальный характер мероприятий общественного труда, которые проводятся без учета имеющихся знаний по биологии; сокращение числа биологических кружков по причине перегруженности многих школ и работы учителей в две смены.
В связи с этим возникает противоречие, которое необходимо разрешить. Это противоречие между требованиями практической направленности обучения биологии с одной стороны и недостаточной научной разработкой этой проблемы и осуществлением ее в условиях экономического кризиса в современных учебных предметах биологии основной школы.
Какие же условия необходимы для формирования у учащихся прочных сельскохозяйственных знаний и навыков рационального природопользования?
Многие методисты-биологи в своих работах уделяли внимание методическим условиям, которые обеспечивают большую глубину, осознанность и прочность биологических знаний, а также позволяют подготовить учащихся к осмысленному труду по растениеводству, (2, 18, 20, 111 ,121, 122, 131, 133, 134)
Исследуя различные области в педагогической науке, авторы под педагогическими условиями понимают обстоятельства, возможности, факторы, . признаки учебного или учебно-воспитательного процесса.
Несомненно, что условия, влияющие на процесс обучения вообще, очень многообразны. Ю.К. Бабанским была сделана систематизация и группировка внутришкольных условий. Он убедительно показал, что процесс обучения зависит от пяти основных групп условий: учебно-материальных, школьно-гигиенических, морально-психологических и временных ( 3).
6 В.Н. Федорова в работе «Методика ботаники» выделяет пять основных методических условий формирования у учащихся осознанных систематизированных знаний по биологии растений.
логически правильное изложение учебного материала с подбором доступных фактов, научных понятий и положений для каждого учебного занятия;
применение разнообразных организационных форм, методов и методических приемов при обучении ботанике, систематическое осуществление самостоятельной работы учащихся по проведению наблюдений и опытов с растениями на лабораторных занятиях и уголке живой природы;
последовательное включение в учебный материал элементов растениеводства, обоснованных биологическими особенностями растений;
- педагогически обоснованное определение содержания и
сроков опытно-практических работ учащихся по растениеводству;
правильная организация труда учащихся по растениеводству. Здесь автор подчеркивает, что труд учащихся должен быть производительным, состоять из продуманных операций, укладываться в посильные нормы, обеспечивать определенную сумму умений и навыков. (142)
Одним из основных условий достижения главной цели обучения (получение учащимися прочных осознанных и систематических знаний) известные ученые-методисты Н.М. Верзилин, И.Д.Зверев, Д.И.Трайтак считают правильное формирование понятий, основанное на принципах целостности, системности обучения и развития мышления учащихся.(18, 20, 96, 106, 121)
7
Вышеизложенное позволило определить предмет
исследования - формирование у учащихся знаний прикладного содержания и навыков рационального природопользования при соблюдении вышеизложенных условий, а также при включении в содержание предмета более глубокого освещения тех биологических особенностей растительных организмов, на которых основаны приемы выращивания сельскохозяйственных культур, научно обоснованное экологически грамотное отношение к природе; решении проблемных задач практической направленности; отработке на уроках практических умений и навыков.
Объектом научного исследования является учебно-воспитательный процесс обучения биологии в 6-7 классах, ориентированный на формирование у учащихся прикладных знаний.
Цель настоящей диссертации - исследование
современного состояния проблемы получения учащимися прикладных знаний, разработка научно- методических основ образования знаний в области сельского хозяйства и рационального природопользования в условиях недостаточного материального обеспечения школы при обучении биологии в 6-7-х классах.
В соответствии с целью мы выдвинули рабочую гипотезу, которая прогнозирует формирование знаний прикладной направленности и практических умений в системе уроков каждой темы раздела «Растения. Грибы. Бактерии. Лишайники.» курса биологии при выполнении следующих условий:
практические вопросы будут в полном объеме включены в содержание учебного предмета биологии растений;
на уроках биологии будет осуществляться связь теории и практики в результате формирования и последовательного
планомерного развития понятия о возможности управления ростом и развитием растительного организма;
формирование и закрепление данных знаний будет происходить также на практических занятиях с биологическими и сельскохозяйственными Ьбъектами, наблюдениях, опытах, в кружковой работе, а также на уроках биологии в виде заданий прикладного характера.
Исходя их целей и гипотезы были определены следующие задачи исследования:
Провести исторический анализ проблемы формирования знаний прикладной направленности в курсе биологии (раздел «Растения, Грибы. Бактерии. Лишайники.);
Проанализировать современное состояние школьных учебно-опытных участков как базы для обогащения, конкретизации биологических знаний и формирования практических умений и навыков рационального природопользования; программ, учебников по разделу «Растения. Грибы. Бактерии, Лишайники».
Определить педагогические условия получения учащимися прочных, осознанных политехнических знаний и умений, используя имеющиеся возможности материального оснащения кабинета биологии, а также вариативности содержания школьных программ по биологии 6-7 классов. ,
Выявить методические требования к проведению уроков, важнейших с точки зрения практической направленности курса биологии.
Разработать методику проведения уроков с целью поиска эффективных способов формирования у учащихся осознанных биологических знаний, прочных практических умений и навыков.
9 Методологической основой исследования являются положения философской науки о сущности процесса познания объективной реальности, единстве теории и практики, теории развития биологических понятий, видов деятельности, концепция поэтапного формирования умений и навыков.
В ходе работы над темой использованы следующие методы педагогического исследования:
1- Изучение литературных источников
Изучение трудов классиков педагогической науки определило методическую основу исследования и его основное направление.
Анализ научно-методической литературы позволил
конкретизировать функции школьного учебно- опытного участка как полигона для формирования практических умений и навыков, обогащения биологических знаний. Кроме того, это позволило нам выявить основные пути решения проблемы формирования прикладных знаний и умений в курсе биологии растений в условиях вариативного обучения.
2 Изучение школьной документации, материалов Всероссийского смотра-конкурса учебно-опытных участков. Всероссийской конференции юных исследователей окружающей среды ( март 2000 г.) позволило определить направления работы по данной проблеме учителей общеобразовательных школ и учреждений дополнительного образования.
3- Метод анкетирования .
Нами были разработаны анкеты в целях изучения исследуемой проблемы в школах различных регионов страны (представлены в Приложении). Анализ проведенного анкетирования позволил судить о положительном опыте использования школьных учебно-опытных
10
участков в процессе обучения биологии, а также негативных
моментах, проблемах,, связанных с недостаточным
финансированием общеобразовательных учреждений, дефицитом педагогических кадров .
Педагогический эксперимент проводился в период с 1996 по 2000 год в три этапа.
I этап (поисковый эксперимент) проводился в 1996/97 гг. школах №2 пос. Правдинский Московской области, № 269 и № 1164 г. Москвы, № 1151 г. Зеленограда, №11 г. Химки, Центральной станции натуралистов и экологов Минобразования России. Также в анкетировании принимали участие учителя школ Красноярского края. Белгородской и Московской областей. Данный этап эксперимента охватил более 600 школьников, были получены результаты анкетирования 108 учителей вышеуказанных регионов страны. Анализ полученных работ позволил определить состояние и уровень знаний по исследуемой проблеме.
II этап (формирующий эксперимент) проводился в 1998 -2000 гг. школах №269 г. Москвы, №2 пос. Правдинский Московской области, № 1151 г. Зеленограда учителями Рябчиковой С.А., Воронцовой Т.С., Ефимовой Т.М., Калинкиной Н.Л. Всего в обучающем эксперименте участвовало 340 учащихся ( выявление степени сформированности знаний прикладного характера) и 206 человек (выявление степени эффективности формирования практических умений по выращиванию, уходу за растениями).
Исследование по диссертации проводилось в несколько этапов. Этапы исследования отражены в схеме 1
Схема 1
Подготовка и проведение экспериментальных исследований
Выбор темы научной работы.
т
Анализ
педагогической
литературы
Изучение педаго
гической докумен
тации
Анализ педагогического опыта
КОНСТАТИРУЮЩИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Обработка результатов
Постановка эксперимента и сбор данных
Построение гипотезы
Дополнительный сбор материала
ФОРМИРУЮЩИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Анализ результатов исследования
Внедрение результатов в практику работы школ (методические рекомендации к проведению уроков по биологии (раздел «Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники).
В исследовании нашел отражение восьмилетний опыт работы диссертанта в школе учителем биологии и в педагогическом университете преподавателем методики преподавания биологии.
Опубликованные автором 4 работы по теме диссертации представлены в библиографии.
Практическое значение работы состоит в том, что предлагаемая методика проведения уроков рационализирует учебно-воспитательный процесс в плане практической подготовки школьников к сознательному труду в области растениеводства и охраны природы.
По результатам исследования были подготовлены доклады на научные конференции Московского педагогического университета ( 1997,2000 гг.),
Структура диссертации и логика ее построения определены задачами исследования и последовательностью их решения. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложения.
Во введении раскрыта актуальность исследуемой проблемы, дана общая характеристика исследования.
В главе I « Практическая направленность обучения биологии в
истории развития биологического образования в школах России»
представлены результаты сравнительно-исторического анализа
проблемы формирования у школьников прикладных знаний, анализа
действующих школьных программ и учебников по биологии
растений, рассмотрены аспекты использования в процессе
обучения биологии учебно-опытных участков школ г. Москвы, Московской области, Красноярского края, Белгородской области.
Практическая направленность обучения биологии в истории школьного образования
Проблема практической направленности в обучении биологии достаточно глубоко исследована как отечественными, так и зарубежными учеными-методистами. Необходимо сделать ссылку на то, что в своем исследовании мы ограничиваемся рассмотрением проблемы практической направленности обучения одного из разделов биологии - «Растения. Грибы. Бактерии. Лишайники.» Именно этот раздел биологии имеет много примеров связи с практической деятельностью человека, особенно в области растениеводства.
Еще три столетия назад Я.А.Коменский среди основных десяти правил прочности обучения отметил необходимость связи теории и практики: «Нужно преподавать только то, что приносит самую основательную пользу как в настоящей, так и в будущей жизни, и даже более в будущей.» Кроме того Я.А.Коменский раскрыл сущность формирования у учащихся практических знаний: «...чтобы разумное существо, человек, руководился не чужим, но собственным разумом, и приучался не только читать в книгах и понимать чужие взгляды на вещи, или даже удерживать их в памяти и излагать , но самостоятельно проникать до корня вещей и усваивать себе их истинный смысл и употребление.» (55, с.352 ).
Таким образом, по Коменскому, знания должны стать основой для различного рода деятельности, и учащегося необходимо научить проникать в самую суть вещей и явлений, видеть глубинные причины различных процессов. Только при этом он сможет оперировать этими знаниями на практике.
После Коменского многие педагоги уделяли внимание практической направленности обучения. В начале XIX века в Англии и Германии был создан новый для того времени тип школ, который получил название сельские гимназии. Своей главной целью они считали воспитание гармонично развитой личности. При этом во главу угла ставилась неразрывная связь теории и практики. То , что дети изучали на лекциях обязательно закреплялось при работе в огороде и саду, и в то же время все заинтересовавшее детей в ходе сельскохозяйственных работ обсуждалось в классах. Здоровый физический труд, основанный на интересе ученика позволял осуществлять взаимосвязь теоретических знаний с умениями и навыками. Это также развивало и воспитывало детей, что способствовало достижению главной цели гимназий. Преподавание поставлено так, что сам ученик принимает в нем действенное участие; преподавание ( пробуждает у него работу над миросозерцанием, учит его точно наблюдать, точно мыслить, судить и сравнивать, оно дает ему знания и способность применять их как того требует современная жизнь нации. (143).
В России естествознание как обязательный учебный предмет был введен в 1786 г., что определялось задачами социально- экономического характера. Содержание курса естествознания того времени определялось первым русским учебником «Начертание естественной истории», изданным для народных училищ Российской империи в 1786 году. Автором этого учебника был академик Василий Федорович Зуев.(43) Одной из отличительных особенностей учебника - его утилитарная - в хорошем смысле слова - направленность. Описывая растение, животное, В. Зуев непременно уделяет внимание его использованию. В примечании к «древам» автор объясняет, как нужно ухаживать за лесом, чтобы «богатство, без дальних трудов от земли получаемое» не иссякало. Отсюда идут корни рационального природопользования. Формированию практической значимости знаний, в первую очередь, должно способствовать содержание предмета. Большая заслуга в этом плане принадлежит известному русскому педагогу- методисту А.Я. Герду. Им предложенная линейная последовательность изучения учебных предметов (неживая природа, растения, животные, человек и история Земли) строилась на раскрытии учащимся полезности естественных знаний в жизни. А.Я. Герд большое внимание уделял установлению преемственных связей между курсами, что способствует научному пониманию природы, а также видению взаимосвязей между живой и неживой природой: «Животное необходимо рассматривать в связи со всей его обстановкой, растение - в связи с почвой, на которой оно произрастает; поэтому-то прежде всего следует ознакомить детей с минеральным царством, по крайней мере настолько, насколько это необходимо для полных наблюдений над растениями». А.Я.Герда считают основателем биологического направления в преподавании естествознания.
Формирование прикладных знаний на базе системы биологических понятий курса биологии раздела «Растения»
Построение курса биологии (раздел «Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники) позволяет планомерно развивать понятия элементов основ науки по всем темам. Что касается политехнических понятий (знаний в областях различных отраслей растениеводства, охраны природы и рационального природопользования), то они базируются на биологических. Эти вопросы раскрывают в своих работах Верзилин Н.М. , , Корсунская В.М.( 18), Скаткин М.Н. (121), Трайтак Д.И. (131, 137, 72), Селифонов С.А. (118) и др.
Успешное осуществление формирования у учащихся прочных знаний прикладного характера зависит, прежде всего, от глубокого овладения школьниками основами общебиологических понятий.
В теме «Общее знакомство с цветковыми растениями» можно выделить следующие элементы политехнических знаний, которые в общем раскрывают значение растений в жизни человека, народном хозяйстве, а также знакомят учащихся с первоначальными основными биологическими понятиями: корень, побег, стебель, лист, цветок, плод, семя.
В теме «Корень» программы по биологии базовыми естественнонаучными понятиями политехнического характера являются: морфологические (виды корней, типы корневых систем); анатомические (внутреннее строение корня, зоны деления, роста всасывания, проведения), физиологические (поглощение воды и минеральных веществ, рост корня, дыхание корней).
Прикладные понятия в перечне вопросов, которые даны для изучения темы «Корень» представлены: обработка почвы, внесение минеральных удобрений, удобрения, структура и тип почвы. При взаимодействии прикладных и базовых понятий у учащихся формируются политехнические понятия о влиянии мелиоративных работ на рост и развитие корней.
Естественнонаучные основы, включенные для изучения в тему «Побег», позволяют формировать у учащихся такие биологические базовые понятия прикладного характера как побег, лист, фотосинтез, стебель, передвижение минеральных и органических веществ по стеблю, отложение запасных веществ. При изучении данной темы учащиеся приобретают понятия о видоизмененных побегах, их строении и хозяйственном значении.
При обобщении темы, которое предусмотрено программой, у учащихся формируется понятие о взаимосвязи строения и функции корня, листа и стебля. Обобщенное политехническое понятие о влиянии мелиоративных работ на рост и развитие корней дополняется новым содержанием - знанием о побеге как совокупности стебля, листьев, почек. Тем самым, в процессе обобщения у учащихся формируется обобщенное биолого-агрономическое понятие, раскрывающее сущность агротехнических приемов ухода за культурными растениями.
Тема «Вегетативное размножение растений» включает элементы политехнических1 знаний о биологическом и хозяйственном значении вегетативного размножения. Политехнические знания при изучении этой темы формируются на основе базовых биологических понятий о видоизмененных побегах, функциях листа, стебля. Эти базовые понятия способствуют формированию прикладных политехнических знаний о возделывании клубнеплодов в овощеводстве, размножении плодово-ягодных, декоративных культур, комнатных растений.
Политехническое содержание темы «Цветок и плод» обусловлено наличием в ней знаний о биологическом значении соцветий, видах и способах управления опылением растений для получения высокого урожая сельскохозяйственных культур и значения опыления в образовании плодов и семян. Изучение биологических процессов опыления способствует формированию у учащихся понятий прикладного характера о создании надлежащих условий для опыления растений, выращиваемых человеком в условиях открытого и закрытого грунта.
При изучении темы «Семя» учащиеся приобретают на основе базовых знаний (строение и состав семени, условия прорастания семян) прикладные политехнические понятия о посеве культурных растений, которые включают ряд частных понятий - подготовка семян к посеву, определение всхожести семян, зависимость глубины посева от величины семени и типа почвы.
Общие представления о систематике, которые включены в содержание темы «Отдел покрытосеменные растения», способствуют формированию у учащихся естественнонаучных понятий об отличительных признаках растений класса однодольные и двудольные. На основе указанных естественнонаучных понятий учащиеся приобретают прикладные знания, необходимые для определения принадлежности растения к классу, семейству, роду, распознавания плодов, семян и всходов культурных растений.
Условия педагогического эксперимента
С целью выявления качества биологических знаний учащихся были проведены письменные контрольные работы. В нашем эксперименте такие контрольные работы проводились после изучения ряда тем раздела «Растения». Оценка качества прикладных знаний в процессе педагогического эксперимента проводилась по методике, принятой в исследованиях Ю.К. Бабанского, А.А.Кыверялга и др. (4, 60, 26)
Вопросы для констатирующего эксперимента были разработаны согласно предложенным В.П. Беспалько уровням усвоения знаний:
I уровень - узнавание объектов, свойств, процессов данной области, явлений действительности;
II уровень - воспроизведение информации, операций, действий;
III уровень - продуктивная деятельность по образцу (ранее усвоенной программе) на некотором множестве объектов;
IV уровень - продуктивная творческая деятельность на любом множестве объектов путем самостоятельного конструирования программы деятельности. (6)
Вопросы, предложенные учащимся:
1. Перечислите основные функции, выполняемые листом, стеблем, корнем растения.
Это вопрос II уровня усвоения знаний по В,П. Беспалько, который предполагает воспроизведение информации, усвоенной учащимися на уроках биологии.
Эталон ответа на вопрос №1
Основные функции корня - укрепление растения в почве (1) и поглощение воды и минеральных веществ (почвенное питание) (2); Стебель выполняет функцию транспорта минеральных и органических веществ (3), а также опорную функцию(4); функции листа - фотосинтез (5) и испарение воды (6).
Введем обозначения: р - общее число правильных ответов, существенных операций контрольного вопроса. В данном случае ответ на поставленный вопрос будет правильным, если учащийся назовет все 6 функций органов растения. (/7=6)
2. В чем сходство следующих агротехнических приемов: продергивание загущенных посевов сельскохозяйственных культур и весенняя обрезка (прореживание) кроны плодовых деревьев?
Данный вопрос относится к III уровню по В.П. Беспалько. Сравнение объектов, нахождение черт сходства и отличия относится к продуктивной деятельности по образцу.
Эталон ответа на вопрос №2.
Сходство данных агроприемов в том, что и продергивание посевов и прореживание кроны способствуют лучшей степени освещенности солнцем каждого отдельно взятого растения и каждого побега плодового дерева (1), что усиливает интенсивность фотосинтеза (2), и в результате ведет к увеличению урожая корнеплодов, плодов и т.д.(З).
Другими словами, логика построения вопроса предусматривает последовательность элементов ответа. В данном случае/? = 3.
3.Объясните, для чего овощеводы ведут борьбу с колорадскими жуками, если известно, что личинки жуков питаются листьями картофеля, а клубни не портят7
Формулировка вопроса предусматривает самостоятельное конструирование объяснения явления с применением полученных биологических знаний. Поэтому вопрос можно отнести к IV уровню усвоения знаний по В.П. Беспалько.
Эталон ответа на вопрос №3.
Личинки колорадского жука питаются зелеными частями растения, что ведет к уменьшению его фотосинтезирующей поверхности (1). При этом образуется меньше органических веществ (2), что , в свою очередь, способствует образованию очень мелких клубней, т.к. величина клубня зависит от притока органических веществ из зеленых частей растения (3).
Ответ на вопрос предполагает раскрытие сущности взаимозависимости органов растения. Величина р в данном случае будет равняться 3 (р=Ъ).
При анализе контрольных работ учащихся, их ответы сравнивались с ответом - эталоном, учитывалась последовательность и логика изложения знаний, их полнота и правильность выводов.
Похожие диссертации на Биология как основа формирования у учащихся знаний и приемов рационального природопользования
