Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретико-методические основы развития исследовательских умений в образовательном процессе по биологии 14
1.1. Становление и развитие проблемы исследовательского метода в школьном биологическом образовании 14
1.2. Современное состояние проблемы развития исследовательских умений школьников 29
1.3. Методические основы развития исследовательских умений школьников на уроках биологии 53
1.4. Анализ возможностей предмета «Биология. Раздел «Человек»» для развития исследовательских умений 83
Выводы по главе 1 94
ГЛАВА 2. Методика развития исследовательских умений на уроках биологии в условиях педагогического эксперимента 98
2.1. Модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии 98
2.2. Экспериментальная методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» 114
2.3. Анализ результатов педагогического эксперимента 147
Выводы по главе 2 157
Заключение 159
Литература 164
- Становление и развитие проблемы исследовательского метода в школьном биологическом образовании
- Методические основы развития исследовательских умений школьников на уроках биологии
- Модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии
Введение к работе
Глобальные изменения в информационной, коммуникационной, профессиональной и других сферах современного общества требуют корректировки содержательных, методических, технологических аспектов образования, пересмотра прежних ценностных приоритетов, целевых установок и педагогических средств.
Изменение социально-экономических условий современной России предъявляет повышенные требования к качеству фундаментальной профессиональной подготовки школьников. Это предполагает формирование прочных системных знаний выпускников, овладение технологиями исследования, развитие умений ориентироваться в различных сферах науки, культуры, формирование умений преодолевать стереотипы, быть готовым к интеллектуальной инновационной деятельности. Обновляются требования к подготовке выпускников общеобразовательных, средних профессиональных и высших учебных заведений. Повышаются требования к уровню интеллектуального и личностного развития выпускника, измеряемого совокупностью профессиональных и социальных задач, которые должен уметь решать специалист. Выполнение учащимися задач этого класса предполагает высокий уровень продуктивной деятельности, их решение требует от выпускника способности генерировать новую по сравнению с содержащейся в учебном материале информацию, решать проблемы, возникающие в ходе учебной деятельности.
Успешность социально-экономического развития общества напрямую зависит от подготовки кадров, готовых к деятельности в рыночных условиях, т.е. способных выдерживать конкуренцию. При этом в качестве наиболее значимых факторов конкурентоспособности берутся: наличие квалифицированных, творчески мыслящих кадров; умение организовывать их творческую деятельность; готовность воспринять новаторскую мысль и создать условия для её воплощения в жизнь.
Однако в современной российской школе педагогическая система построена таким образом, что большая часть знаний преподносится в готовом виде и не требует дополнительных поисковых усилий и основной трудностью для учащихся является самостоятельный поиск информации, добывание знаний. Поэтому одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента -исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованиями программы, но и развивают у них творческие способности, логическое мышление, создают внутреннюю мотивацию учебной деятельности в целом.
Широкими возможностями для развития исследовательских умений учеников обладает школьный курс биологии, т.к. спецификой курса является исследовательский характер содержания.
Идея включения учащихся в исследовательскую деятельность для наиболее эффективного достижения целей обучения имеет давнюю, почти стодвадцатилетнюю историю, начало которой связано с именами методистов А.Я. Герда, М.М. Стасюлевича, Р.Э. Армстронга и естествоиспытателя Т. Гексли, сформулировавших общую идею исследовательского метода. С тех пор педагогическая мысль систематически обращается к исследовательской деятельности учащихся, которая при этом рассматривается в качестве перспективного средства развития познавательной мотивации - этому посвящены работы Б.П. Есипова, М.А. Данилова, М.Н. Скаткина, И.Я. Лернера, М.И. Махмутова, Т.И. Шамовой, В.И. Андреева, Л.А. Казанцевой, А.И. Савенкова и др.
Проблема познавательной, самостоятельной, исследовательской деятельности учащихся освещена в работах многих психологов и дидактов -Т.К. Ахаян, А.П. Беляевой, Т.В. Габая, В.В. Давыдова, А.Н. Леонтьева, П.И. Пидкасистого, С.А. Расчетиной, Н.Ф. Талызиной, Г.И. Щукиной и др. Проблеме формирования умений посвящены исследования Ю.К. Бабанского,
В.А. Сластенина, В.И. Орлова, А.В. Усовой, В.В. Краевского, Н.А. Лошкарева и др. В исследованиях по теории и методике обучения биологии рассматриваются отдельные вопросы использования учебно-исследовательской работы учащихся с целью формирования и развития системы биологических знаний, общеучебных и интеллектуальных умений учащихся, повышения интереса к биологии - это работы Е.П. Бруновт, Н.М. Верзилина, Н.В. Добрецовой, И.Д. Зверева, Б.Д. Комиссарова, В.М. Корсунской, А.В. Кулева, A.M. Мягковой, И.Н. Пономаревой, Б.Е. Райкова, Н.А. Рыкова, В.Ю. Ульянинского, К.П. Ягодовского и др. Однако в имеющихся трудах, посвященных данной проблеме, не обнаруживается системного подхода к развитию исследовательских умений учащихся на уроках биологии, недостаточно полно раскрывается методика организации исследовательской деятельности в образовательном процессе.
Несмотря на приоритетность и актуальность данной проблемы, к настоящему времени опубликовано мало работ, содержащих систему заданий для исследовательской деятельности учащихся по биологии и методические рекомендации по их использованию. Вышесказанное указывает, что проблема содержания и организации исследовательской работы учащихся по биологии недостаточно разработана и нуждается в дальнейшем исследовании.
Проблема методики развития исследовательских умений на уроках биологии до настоящего времени остаётся нерешённой и с научной точки зрения: не уточнена категория «исследовательские умения», отсутствует ее определение; не выделено учебное содержание курса биологии, позволяющее реализовать возможности развития исследовательских умений; не определены методы и методические приемы, использование которых на уроках биологии повысит эффективность формирования у школьников исследовательских умений.
В ходе исследования был выявлен ряд противоречий, сложившихся в теории и практике обучения биологии в средней школе: между потребностью
современного общества в активной самореализации подрастающего поколения, способного к творческой деятельности, и недостаточным уровнем развития исследовательских умений выпускников школы; между широкими возможностями содержания школьного биологического образования для формирования исследовательских умений и слабой разработанностью методики их развития в образовательном процессе; между потребностями, стремлениями школьников в самостоятельном поиске информации, добывании знаний и реальностью процесса обучения биологии, методы которого в основном направлены на сообщение информации в готовом виде и не требуют дополнительных поисковых усилий. Названные противоречия определили актуальность нашего исследования. Преодоление выше обозначенных противоречий требует разработки научно обоснованной методики развития исследовательских умений на уроках биологии.
Цель исследования заключается в научном обосновании и разработке методики развития исследовательских умений школьников на уроках биологии раздела «Человек».
Объектом исследования является образовательный процесс по биологии раздела «Человек».
Предметом исследования является методика развития
исследовательских умений школьников на уроках биологии раздела «Человек» (цель, содержание, методы, методические приемы, средства, диагностика).
Гипотеза исследования:
Процесс развития исследовательских умений школьников на уроках биологии будет более эффективным, если:
развитие исследовательских умений школьников выделено на уровень специальной задачи каждого урока;
выявлены и соблюдаются в образовательном процессе педагогические условия и этапы развития исследовательских умений;
- определено учебное биологическое содержание, изучение которого
позволяет организовать исследовательскую деятельность школьников;
- в методику уроков биологии включены методы и методические приёмы,
дидактические средства, обеспечивающие эффективность развития
исследовательских умений школьников;
организованы диагностика и мониторинг уровней развития исследовательских умений, позволяющие корректировать процесс обучения биологии.
Для реализации намеченной цели и проверки выдвинутой нами гипотезы были поставлены следующие задачи исследования:
Провести сравнительно-исторический анализ становления и развития проблемы исследовательского метода в истории педагогики и методики обучения биологии.
На основе анализа психологической и педагогической литературы изучить современное состояние проблемы развития исследовательских умений школьников, уточнить дефиниции основных категорий проводимого исследования, выявить психолого-педагогические основы методики развития исследовательских умений (подходы, признаки, компоненты, специфику возрастных психологических особенностей школьников).
3. Определить на основе теоретического анализа литературы
методические основы развития исследовательских умений школьников на
уроках биологии (этапы формирования, условия, методы и методические
приемы, дидактические средства).
4. Провести анализ содержания школьной программы и учебника по
биологии и выявить возможности раздела «Человек» для развития
исследовательских умений школьников.
5. Сконструировать модель методики развития исследовательских
умений на уроках биологии, реализующую выявленные теоретические и
методические основы.
6. Разработать и экспериментально проверить методику развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» в условиях педагогического эксперимента.
В зависимости от конкретных задач применялись следующие методы
исследования: t
теоретические - анализ и синтез психологической, педагогической, методической литературы, учебно-программных и методических документов, учебников, сравнение и обобщение достижений отечественной и зарубежной педагогики, прогнозирование и моделирование, обобщение передового опыта учителей;
эмпирические - прямые и косвенные педагогические наблюдения, анкетирование, тестирование, срезы знаний, беседы, интервьюирование, педагогический эксперимент;
статистические - математическая обработка данных эксперимента, графическое представление результатов эксперимента.
Методолого-теоретической основой исследования явились философские положения теории познания, теории формирования и развития личности (К.А. Абульханова-Славская, А.Г. Асмолов, Б.С. Братусь, Л.С. Выготский, B.C. Ильин, А.Н. Леонтьев, А.В. Петровский, С.Л. Рубинштейн и др.), идеи личностно-деятельностного подхода к формированию умений (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, Н.Ф. Талызина, А.В. Усова и др.), теории моделирования педагогического процесса (В.ГТ. Беспалько, В.В. Краевский, В.М. Монахов и др.), исследования проблемы познавательной, самостоятельной, исследовательской деятельности учащихся (В.И. Андреев, Т.К. Ахаян, Ю.К. Бабанский, А.П. Беляева, Т.В. Габай, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, П.И. Пидкасистый, С.А. Расчетина, Г.И. Щукина и др.), изучение мотивации и организации исследовательской деятельности учащихся (Б.П. Есипов, М.А. Данилов, М.Н. Скаткин, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Т.И. Шамова, В.И. Андреев, Л.А. Казанцева, А.И. Савенков и др.), дидактические и методические основы содержания и процесса обучения биологии (Е.П.
Бруновт, Н.М. Верзилин, И.Д. Зверев, А.Я. Герд, А.В. Кулев, В.В. Пасечник, Б.Е. Райков, Д.И. Трайтак, К.П. Ягодовский и др.).
Исследование проводилось в 2003-2008 гг. и включало три этапа.
На первом этапе (2003 - 2005 гг.) было изучено состояние проблемы развития исследовательских умений в педагогической, психологической, методической литературе; проведён сравнительно-сопоставительный анализ учебно-программной документации по биологии; сформулированы теоретические позиции и разработана методика исследования.
На втором этапе (2005 - 2006 гг.) были определены и обоснованы теоретические и методические основы развития исследовательских умений в курсе биологии; сконструирована модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии; разработана методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек»; проводился констатирующий педагогический эксперимент.
На третьем этапе (2006 - 2008 гг.) проводилась апробация и проверка эффективности разработанной методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» в условиях педагогического эксперимента; была осуществлена статистическая обработка результатов педагогического эксперимента; проведена систематизация, обобщены и оформлены результаты теоретического и экспериментального исследования; сформулированы выводы; написан текст диссертации.
Научная новизна исследования состоит в том, что:
- уточнены категории понятий «умения» и «исследование», на основе
которых определена дефиниция понятия «исследовательские умения», под
которым понимается готовность к осуществлению исследовательской
деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с
осознанием цели, условий и средств деятельности, направленной на изучение
и выяснение процессов, фактов, явлений;
- выявлены и обоснованы психолого-педагогические и методические основы
развития исследовательских умений применительно к школьному предмету
биологии (подходы, виды и компоненты исследовательских умений, условия, этапы, методы и методические приемы);
- определено учебное биологическое содержание исследовательского
характера, позволяющее сформировать исследовательские умения
школьников в образовательном процессе по биологии;
- научно обоснована и разработана методика развития исследовательских
умений школьников на уроках биологии раздела «Человек», включающая в
себя: определение задач по развитию исследовательских умений для каждого
урока; насыщение уроков заданиями проблемно-исследовательского
характера; организацию самостоятельной исследовательской деятельности
школьников; использование демонстрации физиологических и
биохимических опытов и экспериментов с их последующим обсуждением;
решение школьниками проблемно-исследовательских задач; обсуждение
исследовательских проблемных ситуаций.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что его
результаты дополняют теорию и методику обучения биологии по проблеме
развития исследовательских умений школьников. В понятийном аппарате
уточнена дефиниция понятия «исследовательские умения», определены его
сущность, компоненты, выявлены признаки и структура. Обоснованы
критерии и уровни развития исследовательских умений школьников.
Сконструирована модель методики развития исследовательских умений на
уроках биологии, включающая целевой, содержательный, процессуально-
деятельностный, организационно-методический, результативно-
диагностический компоненты, определены взаимосвязи между ними.
Практическая значимость исследования состоит в разработке конкретных методических рекомендаций по развитию исследовательских умений на уроках биологии. Создано и апробировано методическое оснащение (методические разработки уроков биологии раздела «Человек», комплекс проблемно-исследовательских биологических задач, система проблемно-исследовательских упражнений, комплекс исследовательских
заданий для самостоятельной работы, комплекс исследовательских заданий для самонаблюдений).
Рекомендации по использованию научных результатов.
Разработанная методика развития исследовательских умений на уроках биологии может быть использована в практике школьного биологического образования, в практике внеклассной работы по биологии, в системе повышения квалификации учителей биологии, при обучении студентов-биологов педагогических вузов.
Достоверность и объективность полученных результатов исследования обусловлена целостностью работы, рациональным использованием теоретических и экспериментальных методов, теоретической и практической обоснованностью основных положений и выводов, использованием объективных качественных и количественных показателей результативности образовательного процесса.
На защиту выносятся следующие основные положения исследования.
1. Исследовательские умения - это готовность к осуществлению
исследовательской деятельности на основе использования знаний и
жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств деятельности,
направленной на изучение и выяснение процессов, фактов, явлений. Они
включают три компонента: мотивационный, проявляющийся в виде
познавательного интереса; содержательный, включающий систему
специальных и предметных (биологических) исследовательских знаний;
операционный, включающий систему специальных, интеллектуальных и
предметных (биологических) умений.
2. При развитии исследовательских умений необходимо организовывать
следующие этапы (постановка цели; знакомство с выполнением действия,
которым надо овладеть; усвоение или восстановление знаний, на основе
которых будут вырабатываться эти умения, формулировка правил
осуществления действия; показ образца данного действия; практическое
овладение действием, выработка правильного умения; самостоятельные и
систематические упражнения) и соблюдать определенные педагогические условия (учет степени готовности и возможностей школьников к проведению исследовательской деятельности; создание психологического настроя учащихся на необходимость выполнения определенных действий в процессе выполнения учебного задания; обеспечение четкости и доступности изложения цели и задач, которые учащиеся должны решить в ходе учебно-исследовательской деятельности; полнота и ясность представления структуры формируемого исследовательского умения, четкий показ способов выполнения действий; организация деятельности учащихся по овладению отдельными действиями или их совокупностью (приемом) с использованием системы заданий).
Модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии состоит из взаимосвязанных и взаимозависимых целевого, содержательного, процессуально-деятельностного, организационно-методического и результативно-диагностического компонентов.
Методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек», включающая в себя: определение для каждого урока задач по развитию исследовательских умений; учебное содержание по биологии исследовательского характера; насыщение уроков заданиями проблемно-исследовательского характера; организацию самостоятельной исследовательской деятельности школьников; использование демонстрации физиологических и биохимических опытов и экспериментов с их последующим обсуждением; решение школьниками проблемно-исследовательских задач; обсуждение исследовательских проблемных ситуаций; комплекс проблемно-исследовательских биологических задач, систему проблемно-исследовательских упражнений, комплекс исследовательских заданий для самостоятельной работы, комплекс исследовательских заданий для самонаблюдений.
5. Положительные результаты педагогического эксперимента
свидетельствуют об эффективности разработанной методики развития
исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек». Они заключаются в более высокой сформированности мотивационного, содержательного и операционного критериев исследовательских умений школьников, в повышении их творческой активности.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в образовательном процессе по биологии в школах г. Астрахани. Основные положения и результаты исследования обсуждались на VII Международной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2004), V Всероссийской научно-практической конференции «Качество педагогического образования. Сельский учитель» (Орел, 2004), X Всероссийской научно-практической конференции «Образование в России: медико-психологический аспект» (Калуга, 2005), научной конференции «Экология и современное образование» (Москва, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы биологического и экологического образования в период модернизации средней и высшей педагогической школы» (Челябинск, 2006), межвузовской конференции молодых ученых «Герценовские чтения» (Санкт-Петербург, 2006), научной конференции «Исследования в области образования, молодежной политики и социальной политики в сфере образования (Москва, 2006), на ежегодных итоговых научно-практических конференциях Астраханского государственного университета (2003-2008); на заседаниях кафедры зоологии Астраханского государственного университета.
По теме исследования опубликовано 11 статей, в том числе одна в научном издании, рекомендованном ВАК РФ (научный журнал «Образование и саморазвитие»).
Становление и развитие проблемы исследовательского метода в школьном биологическом образовании
Важнейшая стратегическая цель реформирования образования в России ориентирована на ребенка, развитие его творческих способностей, самостоятельности, инициативы, стремления к самореализации и самоопределению. Гуманизация образования как путь достижения цели реформ предполагает максимальную персонификацию и дифференциацию обучения и воспитания школьников. Одним из средств для решения этой проблемы является широкое использование в образовательном процессе элементов исследовательской деятельности.
Свое исследование начали со сравнительно-исторического анализа становления и развития проблемы исследовательского метода в образовательном процессе по биологии.
Внедрение исследовательской деятельности в школу не является новым для педагогики и методики обучения биологии. Одним из первых ученым, активно использовавших в обучении исследовательские методы, был Сократ. Сократ — автор метода, названного впоследствии «сократовой беседой». Сейчас этот метод предстаёт перед нами в несколько модернизированном виде. Его обычно именуют в современной литературе «частично поисковый» или «эвристический».
Вопросам значения, содержания, организации учебно исследовательской работы учащихся уделялось большое внимание учеными, практическими работниками на длительном пути исторического развития методики естествознания. О значении самостоятельных работ, направленных на развитие у учащихся интереса к познанию окружающего мира, повышению качества знаний, формированию и развитие интеллектуальных, практических умений и навыков настаивали такие известные педагоги, как Я.А. Коменский, И.Г. Песталоцци, В.Ф. Зуев, К.Д. Ушинский, А.Я. Герд и другие.
«Великая дидактика» Я.А. Коменского в XVII веке положила начало новому взгляду на цели, принципы обучения и воспитания в соответствии с изменившимися условиями жизни общества. У Коменского Я.А. мы находим важные для нашего исследования идеи о развитии творческого потенциала школьников. Автор подчеркивал необходимость формирования у ученика интереса к обучению, т.к. «какое бы занятие ни начинать, нужно прежде всего возбудить у учеников серьезную любовь к нему, доказав превосходство этого предмета, его пользу и приятность» [44. с. 176]
Швейцарский педагог И.Г. Песталоцци считал, что обучение должно иметь развивающий характер, воздействовать на ум, волю, чувства, характер ребенка, а также вооружать необходимыми для жизни умениями и навыкам. Одну из главных задач воспитания он видел в приобщении детей к разнообразным видам деятельности, особенно наблюдениям: «я хочу, чтобы наблюдение всегда предшествовало слову и чтобы точное знание предшествовало суждению» [44, с. 234]. Для нашего исследования ценно то, что И.Г. Песталоцци стремился привести учащихся знаниям об окружающем мире через их собственные наблюдения, активную познавательную деятельность.
Выступал против абстрактных знаний М.В. Ломоносов. Он писал: «из наблюдений установлять теорию, через теорию исправлять наблюдения -есть лучший всех способ к изысканию правды» [44. с.223]. Одним из основных методов обучения М.В. Ломоносов считал практический, значение которого видел в обращении учащихся к сути предметов, в стимулировании их познания, в формировании познавательной активности. В нашем исследовании мы опирались на его рекомендации по применению упражнений исследовательского характера для объяснений учебного материала. М.В. Ломоносов ставил вопрос о систематическом использовании самостоятельных работ, так как видел в них источник развития активности детей, критического осмысления действительности. Причем, предлагал использовать индивидуальные творческие задания с учетом возможностей и склонностей детей.
Ф. Дистервег в XVIII веке при организации обучения и воспитания руководствовался тремя принципами: природосообразности, культуросообразности, самодеятельности. Ф. Дистервег считал, что учителю необходимо обращать внимание на уровень развития каждого ученика, вызывая в детях «самостоятельность посредством вопросов, воздействующих.... на познавательные способности» и направляя «к нахождению новых познаний и порождению новых мыслей» [44. с. 238]. Для нашего исследования интересно использование немецким педагогом принципа самодеятельности для развития детской активности путем их собственных размышлений.
Более глубокое психологическое обоснование вопроса активности в обучении дал русский педагог Д.К. Ушинский (1824-1874). Он считал, что деятельность является одним из основных условий процесса обучения и воспитания, а самостоятельная деятельность ученика, прежде всего, выражается в активном внимании [69, с. 128] . Исходя из органической связи самостоятельности слова, мысли и наблюдения, Д.К.Ушинский ставил вопрос о том, что ученика необходимо прежде всего научить наблюдать, так как только наблюдение дает возможность самостоятельно думать, а потом выражать эти мысли в слове. В эти годы К.Д. Ушинский писал о природе как об «одном из могущественнейших агентов воспитания человека» и об изучении естественной истории как о «самом удобном для приучения детского ума к логичности» [28, с. 19]. Ценность исследовательских работ учащихся Д.К. Ушинский видел в том, что они обеспечивают самостоятельность, сознательность и прочность усвоения учебного материала.
Глубокие мысли о воспитании мышления и наблюдательности при изучении естествознания высказал известный ботаник профессор А.Н. Бекетов, которого К.А. Тимирязев назвал «живым проводником современного ему движения научной мысли, истолкователем только что нарождающих идей...» [28, с. 20]. А.Н. Бекетов поставил самые существенные проблемы методики: воспитание самостоятельного мышления, руководство самостоятельными работами, развивающими наблюдательность, своеобразие структуры школьного предмета, синтезирующего морфологию, анатомию и физиологию организма. Высказывания А.Н. Бекетова о процессе обучения представляют значительный интерес для нашего исследования. По его мнению, образовательное значение естествознания заключается главным образом в том, что оно развивает логическое мышление, приучает мыслить доказательно, индуктивно. Ученый резко выступал против догматического обучения, высказывал интересные мысли о воспитании мышления и наблюдательности при обучении естествознанию. Он писал (1863): «Дедуктивное преподавание обогащает школьников знаниями и готовыми выводами, но не вызывает деятельности мысли, заставляя работать только память. Это снижает образовательное значение естествознания» [28, с.21]. Бекетов считал, что индуктивный способ мышления - именно тот, который нужен. Поэтому «необходимо научиться наблюдать и сравнивать...для того, чтобы упражняться под руководством опытного наблюдателя». Таким образом, ученый сформулировал ценный для методики вывод о том, что к самостоятельности в деле наблюдения необходимо приучать планомерно и под руководством учителя [109]. Обоснованием значимости «индуктивного метода» Бекетов положил начало методическому поиску, выразившемуся в дальнейшем в «исследовательском методе» и в наше время проблемном построении уроков. Многие высказывания А.Н. Бекетова были созвучны с идеями немецкого педагога-естественника Августа Любена. Его труды были опубликованы в Германии еще в 30-40-е годы XIX века. Стараниями Бекетова и других педагогов методика А. Любена и его учебники по естествознанию в 60-е годы получили широкое распространение в отечественной школе и определили новое направление в методике преподавания естествознания на целое тридцатилетие, которое Б.Е. Райков назвал «любеновским направлением» [109].
А. Любен писал о полезности обучения естественной истории. Отмечал, что при правильной постановке дела естествознание имеет значительное воспитательное влияние. Первое место в изучении естествознания он отводил самостоятельной работе учащихся в школе и на экскурсиях, говорил о необходимости развития у детей исследовательских навыков. По методу Любена учащиеся вначале знакомятся с отдельными характерными представителями органического мира, выбранными из местной природы. Растения и животные изучают наглядно, по возможности на подлинных, натуральных объектах или, в крайнем случае, на хороших изображениях. Эти объекты ученики самостоятельно описывают по определенному плану, причем учитель лишь ставит вопросы, на которые они отвечают, сообразуясь со своими собственными наблюдениями. По мнению А. Любена, естествознание имеет все возможности для упражнения в правильном мышлении и обучения умению сравнивать, «пробуждения жажды к исследованию и отсюда проистекающих спасительных самостоятельности и самодеятельности» [28, с.21].
Методические основы развития исследовательских умений школьников на уроках биологии
После изучения современного состояния проблемы нашего исследования в педагогической и психологической науке мы перешли к рассмотрению методических основ развития исследовательских умений в школьном биологическом образовании.
Реформа средней общеобразовательной школы требует совершенствования процесса обучения биологии. Большой потенциал для этого имеет непосредственное изучение биологических объектов с помощью способов познания (т.е. умений и навыков) и конструирования самостоятельно добываемых знаний. Изучая объект реального мира, ученик имеет возможность отыскивать и создавать знание о нем, т.е. открывать понятия, закономерности и пр. Осознавая полученные таким путем знания и сами способы познания, ученик фиксирует их в виде личного образовательного продукта, что позволяет затем применять их для последующего познания реального мира.
Если ученики имеют возможность творчески осмыслить конкретное наблюдение реальных объектов, то они смогут проявлять и развивать свои личностные способности. В таком случае учащиеся сами смогут добывать знания, но при этом возникает вопрос: много ли они смогут узнать о живой природе, закономерности которой часто с трудом выявляются даже силами целых коллективов ученых и путем длительных исследований.
Поэтому в теории и методике обучения биологии, не исключая возможности добывания знаний о живой природе с помощью собственных наблюдений и различных практических работ, в качестве содержания образования рассматривается целостная система основных биологических понятий, а также определенная система интеллектуальных, практических и общеучебных способов деятельности, т.е. умений. В «Требованиях к уровню подготовки выпускников основной школы (биология, 5-9 кл.)» (2000) в числе общеучебных названы следующие умения: излагать основное содержание параграфа, находить в тексте ответы на вопросы, использовать рисунки, самостоятельно изучать отдельные вопросы школьной программы по учебнику [131].
Многие умения и навыки, формируемые в процессе биологического образования, характеризуются как предметные, т.е. свойственные только предмету «Биология». К ним относятся, например, умения сравнивать строение личинки земноводных (головастика) и рыбы, строение цветка ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений, анализировать строение головного мозга птиц или млекопитающих, моделировать цепи питания, наблюдать движение цитоплазмы и др.
В «Требованиях к уровню подготовки выпускников основной школы (биология, 5-9 кл.)» назван ряд предметных умений, которыми должны овладеть учащиеся. Среди них следующие умения:
- называть (приводить примеры) основные положения клеточной теории, общие признаки живого организма, основные систематические категории, признаки вида, царств природы, причины и результаты эволюции, законы наследственности, примеры природных и искусственных сообществ, изменчивости, наследственности и приспособленности растений и животных к среде обитания;
- характеризовать (описывать) строение, функции и химический состав клеток бактерий, грибов, растений и животных, деление клетки, обмен веществ и превращения энергии, роль ферментов и витаминов в организме, иммунитет и его значение в жизни человека, размножение, рост и развитие организмов, особенности строения вирусов, среды обитания организмов, экологические факторы (абиотические, биотические и антропогенные), природные сообщества и пищевые связи в них;
- обосновывать (объяснять, составлять, применять знания, делать вывод, обобщать) взаимосвязь строения и функций клеток, органов и систем органов, организма и среды как основу целостности организма; родство млекопитающих животных и человека, человеческих рас, их генетическое единство, особенности человека в связи с прямохождением и трудовой деятельностью; роль нейро-гуморальной регуляции процессов жизнедеятельности в организме человека, особенности высшей нервной деятельности человека; влияние экологических и социальных факторов, умственного и физического труда, физкультуры и спорта на здоровье человека, вредное влияние алкоголя, наркотиков, курения на организм человека и его потомство; роль биологического разнообразия и сохранения равновесия в биосфере, влияние деятельности человека на среду обитания, последствия этой деятельности, меры сохранения видов растений, животных, природных сообществ; бережное отношение к организмам, видам, природным сообществам; ведущую роль человека в повышении продуктивности сообщества;
- определять (распознавать, узнавать, сравнивать) бактерии, грибы, растения, животных и человека, клетки, органы, системы органов растений, животных и человека, наиболее распространенные и исчезающие виды растений и животных своего региона, растения разных семейств, классов и отделов, животных разных классов и типов, съедобные и ядовитые грибы.
Модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии
После определения теоретико-методических основ мы перешли к конструированию модели методики развития исследовательских умений школьников на уроках биологии.
Модель - это мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает новую информацию об этом объекте [106]. Под моделью системы понимается описание системы (оригинала), отображающее определенную группу ее свойств. Углубление описания — детализация модели.
Модель методики развития исследовательских умений школьника на уроках биологии конструировалась как естественная система взаимосвязей между его компонентами, обеспечивающая реализацию выделенных функций в индивидуально-личностном развитии. В построении модели учитывались требования к ней, определенные B.C. Ильиным: отражение степени целостности процесса или явления, описание условий и средств его протекания, структурное построение процесса [47]. На основании теоретических выводов Н.М. Борытко [20] моделирование методики развития исследовательских умений на уроках биологии проводили на основе описания уровней, выделения закономерной логики, описания состояний процесса в «кризисных точках», внутренних и внешних условий развития.
Проведенный теоретический анализ психолого-педагогической, методической литературы и нормативных документов позволил сформулировать положения, легшие в основу конструирования модели методики развития исследовательских умений школьника на уроках биологии.
На современном этапе развития общества социальный заказ требует от системы образования формирования у школьников таких качеств личности, как самостоятельность, независимость суждений, гибкость, критичность и системность мышления, а также самоопределение личности и создание условий ее саморазвития.
Гуманистическая парадигма современного образования определяет его направленность на интеллектуальное развитие человека, в частности, на развитие его способности анализировать, обобщать, рефлексировать. При этом развиваются умения самостоятельно ставить и решать исследовательские задачи.
Спецификой курса биологии как школьного предмета является исследовательский характер содержания, что создает широкие возможности для развития исследовательских умений школьников.
Таким образом, социальный заказ, гуманистическая парадигма образования и специфика курса биологии определяют развитие исследовательских умений ученика как важную задачу современного школьного биологического образования, что подтверждает актуальность проводимого нами исследования.
Теоретический анализ позволил уточнить категории «умение», «исследование», «исследовательские умения».
Умение - это готовность к осуществлению определенной деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств этой деятельности.
Исследование - это изучение, выяснение каких-либо фактов, процессов или явлений на основе имеющихся знаний. Главная цель исследования установление истины, «наблюдение» за объектом, по возможности без вмешательства в его внутреннюю жизнь. Источник исследования кроется в свойственном человеческой природе стремлении к познанию.
Учитывая, что исследование — это изучение и выяснение процессов, явлений, под исследовательскими умениями мы понимаем готовность к осуществлению исследовательской деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств деятельности, направленной на изучение и выяснение процессов, фактов, явлений.
