Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Теоретические и практические аспекты методики обучения общей биологии на основе исторического подхода к отбору учебного содержания
1.1. Отражение принципа историзма в философских и психолого- педагогических исследованиях 13
1.2. Развитие идей и теоретических положений биологии как основа отбора учебного содержания общей биологии 29
1.3. Реализация исторического подхода к отбору учебного содержания в практике обучения общей биологии 42
ГЛАВА II. Особенности методики обучения общей биологии, основанной на историческом подходе
2.1. Цели обучения и принципы отбора учебного содержания в аспекте исторического подхода 53
2.2. Формы, методы и технологии обучения, способствующие усвоению учебного содержания, отобранного на исторической основе 76
2.3. Этапы и результаты педагогического эксперимента 96
Заключение 121
Библиографический список
- Отражение принципа историзма в философских и психолого- педагогических исследованиях
- Реализация исторического подхода к отбору учебного содержания в практике обучения общей биологии
- Формы, методы и технологии обучения, способствующие усвоению учебного содержания, отобранного на исторической основе
- Этапы и результаты педагогического эксперимента
Отражение принципа историзма в философских и психолого- педагогических исследованиях
Любое явление, факт, идея могут получить подлинно научную оценку только тогда, когда их анализируют в контексте определенной эпохи и теоретической системы, используя принцип историзма [158]. Известно, что принципы научного познания имеют общенаучное значение и задают научному исследованию определённую направленность [72, с. 59]. Философы называют их ещё общенаучными методами или подходами. Поэтому в своём исследовании мы будем употреблять эти термины как синонимы.
Следует различать понятия «содержание общего образования» и «учебное содержание». В первом случае имеется в виду совокупность взаимосвязанных компонентов – знания, способы деятельности, опыт творческой деятельности, опыт эмоционально-ценностного отношения к миру [139]. Под термином «учебное содержание» понимают учебную информацию (совокупность идей, понятий, фактов, законов), которую необходимо освоить обучающемуся [139]. Философы образования отмечают, что принцип историзма находит наиболее полное воплощение при организации теоретического содержания, так как учебное содержание эмпирического, фактофиксирующего характера сводит историзм только к перечислению в хронологическом порядке событий, открытий, изобретений, а «…за хронологической классификацией не видно исходных, простых и всеобщих (сущностных) определений» [143, с. 98]. В связи с этим для нашего исследования важно выяснить закономерности применения исторического подхода применительно к теоретическому содержанию общего образования.
Согласно И.Т. Фролову, исторический подход состоит «в установлении ряда конкретных состояний изучаемого объекта, исходного пункта и результата, движущих сил, самого механизма и условий процесса его развития [142; 144]. С этим определением созвучно определение Б.А. Грушина, что «...историзм требует рассматривать изучаемый объект, в процессе его закономерного развития, возникновения и изменения во времени, во взаимной связи с другими объектами [38]. Применительно к результатам познания принцип историзма означает, что каждое положение науки необходимо брать не абстрактно, а в связи с развитием всей совокупности знаний в ходе исторического изменения масштабов человеческой практики. Методологическое значение принципа историзма заключается в том, что он позволяет не только правильно понять историю становления того или иного явления, но и выявить тенденцию его будущего развития[145, 158]. Современные авторы подчеркивают метапредметное значение организации теоретического содержания на основе принципа историзма, так как этот общенаучный метод «связывает образование человека с познанием первосмыслов – узловых понятий, вечных проблем, символов» [146, с. 41].
Поскольку наше исследование связано с отбором учебного содержания, важно выяснить, чем теоретическое знание отличается от эмпирического. Наиболее общепринято считать, что теоретическое знание в отличие от эмпирического раскрывает сущность предмета, даёт всестороннее понимание явлений и процессов [23, 24]. При этом ведущий компонент теоретического знания, обеспечивающий его развитие, – понятие. Сущность понятий – стержневая проблема философии. Войшвылло Е.К., Горский Д.П., Строгович М.С., Щедровицкий Г.П. рассматривают понятие как объект познания, как орудие познания, как форму мышления и как результат познания. Согласно М.С. Строговичу: «Понятие есть форма мышления, отображающая и фиксирующая существенные признаки вещей и явлений объективной действительности» [125]. Горский Д.П. характеризует понятие как результат познания: «Понятие есть мысль, в которой отражаются отличительные специфические свойства предметов действительности и отношения между ними» [35].
Поскольку наше исследование затрагивает проблему развития понятий, мы исходили из следующего определения: «Понятие есть некоторый концентрат знания, итог познания на некотором этапе и вместе с тем исходный пункт, средство дальнейшего познания» [28].
Различают понятия, в широком смысле и научные понятия. Научные понятия отражают существенные и необходимые признаки, а слова и знаки (формулы), их выражающие, являются научными терминами. В понятии выделяют его содержание и объём. Совокупность обобщённых, отражённых, в понятии предметов называется объёмом понятия, а совокупность существенных признаков, по которым обобщаются и выделяются предметы в понятии, – его содержанием [121, с. 90]. Для нашего исследования важно положение, что развитие понятия предполагает изменение его объёма и содержания. Научные понятия не есть нечто законченное и завершённое; напротив, оно заключает в себе возможность дальнейшего развития. Движение действительности можно отразить только в диалектически развивающихся понятиях [121, с. 90].
В философии достаточно чётко различимы два подхода к процессу формирования и усвоения понятий – натуралистический и деятельностный. В исследовании мы придерживаемся деятельностного подхода, согласно которому, понятия возникают не как копии реальных предметов, а активно строятся в ходе мыслительной деятельности. Выступают как мысленные образования, заключающие в себе двуединую сущность: они воспроизводят объективную сущность предмета или явления действительности и являются формой мыслительной деятельности [6, 32, 39, 61, 62, 148, 150]. Давыдов В.В. подчёркивает, что «Понятие – это средство мысленного воспроизведения какого-либо предмета как целостной системы. Иметь понятие о данном объекте – это значит мысленно воспроизводить, строить его [40]
Исследование опиралось на положение гносеологии, что следует различать понятия по уровню познания на эмпирические и теоретические. Эмпирические понятия формируются на основе опыта, а теоретические – на основе мышления. Эмпирические понятия могут быть достаточно чёткими и ясными, и всё же это знания о внешних особенностях явлений. Эмпирическое знание есть фактофиксирующее, «факт – знание о явлении», единица эмпирического знания – факт [23]. Эмпирические понятия заимствуют от понятий лишь всеобщность формы, поскольку они выражаются в словах, терминах, а каждое слово обобщает. Но они совершенно не ухватывают содержательного всеобщего. «Диалектическая логика эмпирическим путём образованные обобщения квалифицирует не как понятия в строгом смысле этого слова, а как общие представления, выраженные в слове. В отличие от эмпирических, теоретические понятия вскрывают сущность и глубинные взаимосвязи предметов, их целостность и динамику. Они одновременно содержат ответ на вопрос, что отражается и как, каким способом» [40, с. 52].
Реализация исторического подхода к отбору учебного содержания в практике обучения общей биологии
Для нашего исследования важно также провести анализ программ и учебников биологии-10–11 [4, 20, 51, 52, 97, 98, 130, 131, 132].
Анализ показал, что в учебниках биологии-10–11 [20, 51, 52] ведущее значение отводится принципу научности, ставится задача привести содержание биологического образования в соответствие с уровнем развития современной науки. Однако учебная информация недостаточно организуется с точки зрения истории науки: логический компонент содержания не всегда связывается с историческим. Так, исторический аспект освещается только при изучении развития знаний о клетке и эволюционной идеи. Лишь в учебнике (Дымшиц) описывается хромосомная теория наследственности (выдающееся обобщение первой четверти 20 века), другие авторы эту теорию даже не называют, хотя речь о её положениях идёт. Данный учебник изобилует портретами учёных, к чему в основном и сводится историзм. Однако информация об учёных очень скупа, носит справочный характер, не даёт представление о личности учёного, его вкладе в науку и общечеловеческую культуру, в результате содержание оказывается мало эффективным в выборе личностно значимых ценностных ориентаций.
Несмотря на то, что учебники предназначены для учащихся, связывающих с биологией свою дальнейшую профессиональную деятельность, они не достаточно формирует биологическое мышление и почти не содержит проблемного изложения. Прослеживается общая тенденция, во-первых, сообщать готовые результаты научного познания, не обращаясь к историческому движению проблемы, во-вторых, излагать учебный материал в форме монолога, избегая рассмотрения различных мнений, гипотез, концепций на проблемы, не имеющие в биологической науке однозначного объяснения (происхождение и развитие жизни, человека). То есть содержание образования продолжает носить просветительский характер, обрекает учителя и учащихся на воспроизведение монолога учебника, не продуцирует деятельностное общение, то есть недостаточно направлено «на преобразование природы самого человека» [120, 134, 135].
Во всех учебниках профильного и базового уровней (кроме линии «Сферы») теоретические построения генетики заканчиваются рассмотрением закономерностей, соответствующих уровню развития биологии первой четверти прошлого века. Положения молекулярной генетики (теории гена) даются до изучения генетического раздела, при рассмотрении процессов, происходящих в клетке. В результате нарушается развитие теоретического понятия «ген». Авторы, как правило, не обращаются к понятию «геном», которое прочно вошло не только в биологическую науку, но и широко транслировано в культуру. Так что и с научностью не всё обстоит благополучно. Содержание разделов курса, завершающего биологическое образование, не концентрируется вокруг теорий, так как авторы не учитывают функции теорий в научном и учебном познании. Концептуальный аппарат теорий чётко не выстраивается. Законы Г. Менделя рассматриваются как выводы из опытов, а не как положения стройной теоретической системы, позволяющей давать научные прогнозы. Это связано с тем, что внимание учащихся не фиксируется на ведущей идее генетики – дискретной природе наследственности, обусловившей её успешное развитие. Именно руководствуясь этой идеей, Мендель и строил свой эксперимент, подобрал объект и метод исследования. При изучении закона гомологических рядов не достаточно раскрывается его прогностическая и методологическая функции. Известно, что этот закон для биолога имеет такое же значение, как периодический закон в химии. Однако закон Вавилова в большинстве учебников «не работает», не применяется при изучении закономерностей эволюции и селекции. Из-за недостаточного внимания авторов к организации учебного содержания на исторической основе, теории генетики не связываются с теорией эволюции. В результате школьники даже не знают, что Мендель и Дарвин был современниками и почему Дарвин нуждался в генетическом обосновании своей теории. Важно так же заметить, что теоретические положения не всегда органично связываются с прикладными проблемами. Например, учащиеся практически не привлекаются к решению социально этических проблем развития биотехнологии.
В большей степени отвечает построению содержания на исторической основе учебники биологии-10–11 линии «Сферы» (базовый и профильный уровни [130, 131]. Именно поэтому мы активно использовали эти учебники в экспериментальной работе. Важно, что в учебнике линии «Сферы» есть методологическое введение, в котором раскрываются особенности эмпирического и теоретического способов познания. Осознанному восприятию теоретического содержания способствует раскрытие сущности таких понятий как: факт, идея, гипотеза, закон, теория, ознакомление с функциями биологических теорий и их концептуальным аппаратом. Кроме того, во введении рассматриваются принципы научного познания, включая и принцип историзма. С целью реализации исторического подход, его конкретизации и проведения идеи эволюции органического мира через всё содержание уже во введении изучается эволюционная теория Ч. Дарвина. Современная эволюционная теория рассматривается в содержании раздела 11 класса, в результате обеспечивается целостность всего раздела биологии для старшей школы. Авторами сделана попытка построить заключительный раздел биологии на основе исторической связи биологических теорий; раскрываются положения клеточной теории, учения Ч. Дарвина и современной эволюционной теории, некоторых теорий генетики, кратко рассматривается их социокультурные истоки. Однако, не достаточно прослеживается идея развития теоретических понятий на основе восхождения от абстрактного к конкретному. Не находит отражение такой важный, для реализации принципа историзма, приём как персонификация идей, не достаточно уделяется внимание раскрытию личностных качеств выдающихся учёных генетиков и эволюционистов, и как следствие, – ценностям и нормам науки как компоненту культуры, связи теоретических знаний с практической деятельностью и биотехнологией.
Формы, методы и технологии обучения, способствующие усвоению учебного содержания, отобранного на исторической основе
Отбор учебного содержания на исторической основе предполагает персонификацию идей, характеристику выдающихся исторических моментов. Исследование основывалось на том, что идеи лежат в основе научных теорий. Число основополагающих идей в биологии не так уж и велико. Поэтому мы считаем, что всем ученикам важно знать не только ведущие научные идеи биологии, но и тех, кому они принадлежат. Именно поэтому изучение генетики начиналось со знакомства с идеей дискретной природы наследственности.
Подчёркивалось, что идея дискретности природы универсальна и издавна существовала в философии и естествознании. Изучая теории генетики, учащиеся убеждались, что идея дискретной наследственности, выдвинутая Г. Менделем, лежит в основе всех теории генетики и обеспечивает их преемственность. Идея естественного отбора также имеет своего автора – Ч. Дарвина и А. Уоллеса.
Подчёркивалось, что обе идеи – дискретной природы наследственности и естественного отбора – объединились в синтетической теории эволюции. При изучении истории развития молекулярной генетики ученикам напоминалось, что впервые идею о существовании молекул, способных к самовоспроизведению высказал в конце 20-х годов ХХ столетия Н.К. Кольцов. Идея Кольцова о том, что наследственная информация записана на молекулярном уровне, сыграла огромную роль в развитии молекулярной биологии и генетики. Следует также сообщить, что идея о триплетности генетического кода принадлежит отечественному физику Г.А. Гамову, работавшему в США.
Исторический подход ориентирует на ознакомление учащихся с выдающимися историческими моментами – открытиями в области биологии. К таким открытиям относится выяснение молекулярной структуры гена. Учащиеся узнавали о вкладе отечественных учёных в решение проблемы (Н.К. Кольцова, Н.В. Тимофеева-Ресовского, предложившего первую модель структуры гена, С.М. Гершензона, доказавшего, что ДНК – это вещество наследственности). Важно подчеркнуть, что Ф. Крик и Д. Уотсон смогли построить молекулу ДНК потому, что опирались на исследования английских биохимиков? Чаргаффа, М. Уилкинса, Р. Франклин, которые выяснили строение отдельных нуклеотидов и их количественное соотношение. Важно выяснить, почему открытие гена и структуры ДНК произошло в той же лаборатории в Кембридже, что и открытие Резерфордом строения атома; какую роль сыграла работа известного физика, основателя квантовой теории Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физика» для развития молекулярной биологии и открытия структуры ДНК.
Развитию познавательной мотивации и патриотическому воспитанию способствовала информация о вкладе отечественных учёных (Г.А. Надсона, Г.С. Филиппова, И.А. Раппопорта, Н.В. Тимофеева-Ресовского) в выяснении механизма возникновения мутаций под действием химических мутагенов и ионизирующей радиации. Значительное внимание уделялось открытиям отечественных учёных в области селекции: П.П. Лукьненко создал высокоурожайные сорта озимой пшеницы; А.П. Шехурдин и В.Н. Мамонтова – сорта мягкой пшеницы, которыми засевались огромные площади в России и за рубежом; В.В. Пустовойт вывел сорта подсолнечника, Н.Я. Никитинский – около 200 сортов картофеля; М.И. Хаджимов вывел новые сорта кукурузы. В селекции животных наиболее значительных результатов добился М.Ф. Иванов. При описании современных методов селекции отмечалось, что В.К. Милованова и И.И. Соколовская доказали возможность получения потомства от замороженной спермы самца производителя, что имело большое значение для увеличения масштабов селекции.
Важный принцип построения учебного содержания на исторической основе – аксиологизация. Она предполагает обращение к ценностям и нормам науки посредством знакомства с биографиями выдающихся деятелей в области биологии. Прослеживая жизненный путь и научный подвиг Ч. Дарвина, Н.К. Кольцова, Н.И. Вавилова, Т. Моргана и других отечественных и зарубежных учёных, будущие юные исследователи начинали осознавать, что для людей науки самая высшая ценность – это истина, а стремление к ней – их моральная обязанность. Наука может эффективно развиваться, если будет представлять сообщество свободно мыслящих людей, для которых высший авторитет – это разум и данные экспериментов и наблюдений. Поэтому наука развивается в атмосфере критики. Человек, отступающий от истины и свободы критики, выводит себя за рамки науки. Подчёркивалось, что в настоящее время, когда активно развиваются прикладные области биологии, постоянно сталкиваются служение истине, Отечеству и беспринципный прагматизм. Жизнь ставит перед людьми науки социально-этические проблемы, и они вынуждены делать нравственный выбор.
При изучении закона гомологических рядов, центров происхождения культурных растений ученики выполняли учебные проекты, посвящённые биографии и научному подвигу выдающегося ботаника, генетика и селекционера Н.И. Вавилова. Было так же подготовлено сообщение о том, как биологи увековечили жизненный и научный подвиг Н.И. Вавилова, присвоив его имя многим видам и сортам культурных растений. Отдельные ученики знакомились так же с биографиями выдающихся селекционеров В.Н. Мамонтовой, И.В. Мичурина. Выступая, защищая учебные проекты, старшеклассники осмысливали причины драматической судьбы многих генетиков и селекционеров, пытавшихся решить аграрный вопрос России. Они понимали, что генетики, селекционеры и земледельцы оставили нам, своим потомкам много важного и судьбоносного. Однако их научные идеи, в большинстве своём, преданы забвению. Всякое забвение идей, выметание из опыта живущих поколений культурного наследия предшественников, дорого обходилось нашей стране. При изучении эволюционной теории, ученики знакомились с биографиями Ч. Дарвина, А. Уоллеса, С.С. Четверикова – основателя генетики популяций.
Этапы и результаты педагогического эксперимента
Ученики, ответы которых, соответствовали низкому уровню, при описании хромосомной теории наследственности ограничивались положениями о том, что гены – участки хромосомы и расположены в ней линейно. Типичный ответ: «Участок хромосомы представляет собой ген. Гены расположены в хромосоме друг за другом, аллельные гены (отвечающие за один признак) расположены в строго определённых местах гомологичных хромосом».
На требование «объяснить» и «прогнозировать»: связать факты, понятия, принципы, законы в целостную теоретическую систему, обосновать учение Дарвина с позиций законов Менделя, выделить ведущие идеи и проследить их развитие, они отвечали воспроизведением учебной информации. Описывали сначала учение Дарвина, а затем учение Менделя, не понимая значения идей дискретной наследственности для развития дарвинизма. Они не осознают значение теоретического знания, историческую связь теорий генетики и современной эволюционной теории, не понимают причин смены теорий, не выделяют факты, послужившие основанием для их разработки. На вопросы, связанные с оценкой перспектив развития генной инженерии, они либо не отвечали, либо отвечали односложно.
Ученики, чьи ответы соответствовали второму уровню учебных достижений не только давали полное описание законов и теорий, исходя из возможностей имеющихся у них учебников, но и справлялись с требованиями «объяснять» и «прогнозировать». Они более успешно справлялись с решением задач по генетике на моно-и дигибридное скрещивания, наследование, сцепленное с полом, этапы реализации генетической информации. Несколько сложнее для них было установление причинно-следственных связей при объяснении эволюционных явлений. Например, объясняя явления приспособленности организмов к среде обитания, они недостаточно раскрывали роль таких факторов эволюции как мутационный процесс и популяционные волны, ограничиваясь общими ссылками на действие естественного отбора. Они не понимали, что связывает современную эволюционную теорию и учение Дарвина, затруднялись раскрывать и обосновывать значение учения Менделя для развития эволюционного учения.
Социально-этические проблемы вызывают у старшеклассников этой группы большой интерес. Однако они затруднялись выражать и аргументировать свою точку зрения, вести диалог. У них не достаточно развито критическое мышление, о чём говорят их ссылки на мнения, заимствованные в Интернете, СМИ, в «жёлтой» прессе, которыми подменяется собственное мнение (особенно в отношении технологии клонирования, использования трансгенных организмов и генетически модифицированных продуктов).
Ученики, учебные достижения которых, соответствуют третьему уровню усвоения теоретических понятий, справлялись не только с требованиями «объяснять» и «прогнозировать», но и выполняли самые сложные действия – проявляли готовность и способность вести диалог, применять знания в практических ситуациях. Так, отвечая на вопрос 6, они отмечали: «…многие общественные деятели выступают против генной инженерии потому, что опасаются попадания трансгенных организмов, прежде всего болезнетворных бактерий и вирусов, созданных на основе гибридной ДНК, из лабораторных условий в природу. В этих новых условиях они могут представлять опасность для здоровья человека, так как может не быть лекарственного препарата для эффективной борьбы с ними. Кроме того, трансгенные организмы и генетически модифицированные продукты необратимо изменяют среду обитания. И я разделяю эту точку зрения».
«…Клон – это потомство одной клетки. Применительно к человеку о настоящем клонировании говорить нельзя, потому что для клонирования необходима не одна клетка, а две (ядро одной клетки, цитоплазма – другой). Поэтому процесс онтогенеза может быть нарушен. Для запуска механизма деления используют агрессивные методы (электрошок, облучение) это может сказаться в дальнейшем на психике клонируемого человека. Поэтому я противник клонирования человека».
«… первыми забили тревогу в отношении перспектив клонирования человека правоведы и юристы и это не случайно. Биологам, может быть, интересно довести этот эксперимент до конца. Однако клонирование человека изменит весь привычный образ жизни, культурные ценности и нормы. Необходимо будет пересмотреть всё законодательство. Я на их стороне».
Учащиеся этого уровня делали попытки ответить и на практико ориентированные вопросы. В частности, они применяли знания о движущих силах эволюции при объяснении различных агротехнических приёмов (прореживание культурных растений – ослабление внутривидовой борьбы, уничтожение сорняков – устранение межвидовой борьбы, важность использование районированных сортов – учёт действия местных факторов естественного отбора). На вопрос, требующий обсуждения в режиме диалога (оценки, аргументации, анализа разных точек зрения по поводу идеи естественного отбора) подавляющее большинство учащихся (96%) либо не ответили, либо давали односложные ответы.
Похожие диссертации на Методика обучения общей биологии на основе исторического подхода к отбору учебного содержания
