Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ КАБИНЕТА ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ В ШКОЛЕ
1.1. Исторический обзор состояния учебно-материальной базы и ее использования в преподавании биологии 10
1.2. Анализ программ по биологии и их материально-технического обеспечения
1.3. Цели, содержание, методы и организационные формы углубленного курса биологии
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I 50-51
ГЛАВА II. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАБИНЕТА ДЛЯ КУРСА УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ
2.1. Анализ деятельности учащихся и учителя при углубленном изучении курса биологии 52
2.2. Определение состава средств обучения 73-87
2.3. Основные проблемы организации кабинета для углубленного изучения биологии
2.4. Характеристика средств обучения 125-152
2.5. Аттестация кабинета 153-159
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II 159-160
ГЛАВА III. МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ КАБИНЕТА ДЛЯ КУРСА УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ
3.1. Использование учебного оборудования при демонстрациях 161 -177
3.2. Использование учебного оборудования на лабораторных 178-193 работах
3.3. Использование средств новых информационных технологий 194-202
3.4. Педагогический эксперимент и анализ его результатов 203-207
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III 207
- Исторический обзор состояния учебно-материальной базы и ее использования в преподавании биологии
- Анализ деятельности учащихся и учителя при углубленном изучении курса биологии
- Использование учебного оборудования при демонстрациях
Введение к работе
Одним из исходных приоритетов в системе образования становится развитие творческой, социально активной личности. Реформирование всей системы образования предусматривает не только возможность для любого гражданина получить основы общеобразовательной подготовки, но и возможность уделять преимущественное внимание тем направлениям обучения, которые в наибольшей степени отвечают его склонностям.
Нормативные документы (Закон об образовании РФ, проект Государственного образовательного стандарта, Базисный учебный план, учебные программы) предусматривают возможность построения вариативной системы образования.
В лаборатории естественнонаучного образования Института общего образования Министерства образования России разработана Концепция школьного биологического образования, предполагающая широкую дифференциацию курса школьной биологии (базовый, профильный, углубленный).
В содержании курса углубленного изучения биологии (Л.П. Анастасова, В.Б. Захаров, Г.С. Калинова, БД Комиссаров, АН. Мягкова и др.) отмечается возможность дифференциации как по глубине освоения научных основ, так и по овладению прикладными биологическими знаниями и умениями ( при сохранении стандарта, единого для всех). В этой связи изменение содержания биологии при углубленном изучении потребовало несколько иной организации учебно-материальной базы, которая является базовым условием для функционирования учебно-воспитательного процесса.
Однако во многих исследованиях (Мартынова О.В., Назарова Т.С., Слесарева Н.Д., Суртаева Н.Н. и др.) отмечается, что складывающаяся многовариативность системы образования не подкрепляется соответствующей учебно-материальной базой. В частности, не разработана предметная среда для углубленного изучения биологии в школе. Предметная среда - это материальные условия, в которых происходит деятельность обучающего и обучаемого, иными словами, помещение, оборудованное (оснащенное) различными видами учебного оборудования и приспособленное к деятельности учителя и учащегося.
Таким образом, проблема исследования определена противоречием между потребностью дифференциации обучения биологии, в частности углубленного изучения, и отсутствием достаточно разработанной его предметной (материально-технической) среды. Вышесказанное указывает на актуальность данного диссертационного исследования.
Решение данной проблемы требует системного рассмотрения всех компонентов процесса обучения: целей, особенностей содержания (содержательно-информационный блок); методов, организационных форм, видов деятельности (процессуально-деятельностный блок); средств обучения (материально-технический блок).
Проблеме создания предметной среды общеобразовательной школы посвящены работы научных сотрудников НИИ ШОТСО АПН СССР, Центра средств обучения Института общего среднего образования РАО (А.А. Грабецкий, В. В. Городничева, Т.С. Назарова, И.В. Козырь, Н.А. Пугал, А.М. Розенштейн) и методистов-биологов (П. И. Боровицкий, Н.М. Верзилин, В.М. Константинов, В.М. Корсунская, Д.И. Трайтак,). Анализ работ показал, что при оборудовании любого кабинета решаются следующие проблемы: определение состава помещений, их рациональная планировка, комплектование учебным оборудованием, организация рабочих мест, системы хранения, ТСО, оформление интерьера помещений. Решение данных проблем применительно к кабинету для углубленного изучения биологии будет являться одной из основных задач нашего исследования. Как показали исследования ряда ученых (Т.С. Назарова, Н.А. Пугал, В.И. Степанов, Н.Д. Слесарева и др.), при организации кабинетов экономически целесообразно использовать блочно-модульный подход. Поэтому нами предлагается не отдельный специализированный кабинет для курса углубленного изучения биологии, а комплементарный модуль к базовому модулю (типовому кабинету биологии).
Объект исследования: процесс обучения при углубленном изучении школьного курса биологии.
Предмет исследования: организация кабинета для углубленного изучения школьного курса биологии.
Цель исследования заключается в определении технологических основ организации кабинета биологии для углубленного изучения предмета в школе.
Гипотеза исследования: организация кабинета углубленного изучения биологии будет рациональной, если опирается на технологические основы, составленные с учетом: целей, специфики содержания курса углубленного изучения биологии; адекватности методов и организационных форм обучения потребностям углубленного изучения биологии; сформированное комплекса средств обучения, адекватных видам деятельности учителя и учащихся, а следовательно, созданы условия для успешной деятельности учащихся и учителя.
Задачи исследования
1. Изучить опыт организации кабинета биологии в общеобразовательной школе и определить тенденции его развития в
6 современных условиях.
Определить состав и комплект учебного оборудования с учетом специфики курса углубленного изучения биологии.
Выявить организационно-педагогические требования к организации кабинета для курса углубленного изучения биологии.
4. Разработать методику использования средств обучения для курса углубленного изучения биологии.
Методологической основой исследования явились деятельностный подход; идеи личностно-ориентированного обучения, лежащие в основе современной концепции образования; концепция биологического образования; Федеральный стандарт образовательной области «Биология» (проект); работы по методике преподавания биологии (Верзилин Н.М., Комиссаров Б.Д., Корсунская В.М., Мягкова А.Н. и др.); основные положения теории создания и использования средств обучения (Шаповаленко СТ., Прессман Л.П., Назарова Т.С., Полат Е.С., Зазнобина Л.С, Пугал Н.А. и др.); блочно-модульный подход и технологический подход (Назарова Т.С., Качалова О.И.) к организации предметной среды; санитарно-гигиенические требования (Антропова М.В., Марков К.Н., Я.В. Владимиров, Г.А. Шаршаткина и др) к организации предметной среды.
Методы исследования: -анализ педагогической, учебно-методической, психологической литературы по проблеме исследования; изучение работ в отечественной методике преподавания биологии по вопросам организации и оборудования учебных кабинетов в общеобразовательной школе, нормативной документации; педагогический эксперимент (проверка педагогической эффективности использования комплексов средств обучения на уроках).
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в том, что теоретически обоснован и определен состав учебного оборудования для курса углубленного изучения биологии, разработаны технологические основы организации кабинета для курса углубленного изучения биологии, определены методические приемы комплексного использования средств обучения, обеспечивающие их педагогическую эффективность в условиях углубленного изучения курса биологии.
Практическая значимость. Полученные теоретические положения воплощены в практику школы в виде методических рекомендаций по организации и оборудованию кабинета биологии для преподавания курса углубленного изучения биологии, методики использования разнообразных средств обучения, перечней учебного оборудования для углубленного школьного курса биологии.
Основные положения, выносимые на защиту 1. Организационно-педагогические требования к организации кабинета для углубленного изучения биологии, выявленные на основе технологического подхода, включают: определение состава и площадей помещений кабинета, исходя из функциональной направленности помещений и принятых видов деятельности и форм работы учащихся и учителя; определение состава специализированной мебели и приспособлений для каждого помещения (рабочих мест учащегося, учителя), систем хранения оборудования; обоснование и отбор комплекта учебного оборудования для углубленного изучения биологии (натуральные объекты, модели, печатные пособия, приборы и принадлежности для опытов и т.д.); создание дидактического дизайна помещений кабинета; определение номенклатуры самодельного учебного оборудования и разработка исходных требований для учителя по изготовлению пособий.
2. Методическая система организации процесса обучения углубленному изучению биологии в школе, включает: кабинет как предметную среду, обеспечивающую соблюдение санитарно-гигиенических норм, рациональных режимов учебы, использование разнообразных и рациональных форм деятельности; возможность общения учащихся между собой и учителем, взаимодействие с различными видами учебного оборудования; комплект учебного оборудования, на основе которого учитель составляет варианты комплексов средств обучения для изучения отдельных вопросов программы в соответствии с проектируемой деятельностью учащихся; методику комплексного использования средств обучения, которая успешно включается в любую педагогическую технологию, в том числе и инновационную, т.е. реализуется потребность введения научно обоснованного инструментария в контекст разнообразных видов деятельности.
Этапы исследования: - первый этап (1997-1998 гг.) - изучение психолого-педагогической, учебно-методической литературы и документов по исследуемой проблеме, подготовка педагогического эксперимента; - второй этап (1998-1999 гг.) - организация и проведение педагогического эксперимента. Определение технологических основ организации кабинета курса углубленного изучения биологии; - третий этап (1999 - 2000 гг.) - обобщение полученных результатов и оформление диссертационного исследования.
Апробация и внедрение результатов исследования
Основные материалы и результаты исследования отражены в печатных работах, обсуждались и были одобрены на заседаниях лаборатории проектирования учебного оборудования ИОСО РАО (1997 - 2000 г.г.), на ежегодных научно-практических конференциях молодых ученых ИОСО РАО, на научно-практических конференциях молодых ученых Якутского госуниверситета, на педагогических чтениях ИПКРО Республики Саха (Якутия), в экспериментальных школах г.Якутска .
Структура диссертации: работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии, приложений.
Исторический обзор состояния учебно-материальной базы и ее использования в преподавании биологии
В становлении и совершенствовании кабинета биологии важную роль сыграли работы П.И.Боровицкого (26), И.В.Козыря (76), В.В.Городничевой (40), Д.И.Траитака (191), А.М.Розенштеина (153), НАПугал (153, 156). Проведенный анализ работ авторов по созданию кабинета биологии показывает, что кабинет -это сложная открытая система, которая совершенствуется, изменяется на каждом новом временном этапе развития школы.
В лаборатории естественнонаучного образования Института общего образования Министерства образования России разработана концепция биологического образования, предполагающая на промежуточном и заключительном этапах образования широкую дифференциацию (196). Одним из важных направлений дифференцированного обучения отмечается углубленное изучение курса биологии.
Сравнительный анализ программ курсов базового и углубленного изучения биологии позволил конкретизировать те разделы углубленного курса, которые оснащены неравномерно или не имеют соответствующего учебного оборудования.
На основе анализа целей, содержания, методов и организационных форм раздела «Общая биология» для углубленного изучения биологии необходимо обосновать необходимость адекватного учебного оборудования.
Исторический обзор состояния учебно-материальной базы и ее использования в преподавании биологии Становление и развитие учебно-материальной базы биологии обусловлено потребностью оптимизации учебно-воспитательного процесса, необходимостью создания соответствующей этой задаче материальной среды обучения. В состав учебно-материальной базы биологии входят: класс-лаборатория, лаборантская, помещение для живых объектов, пришкольный (приусадебный участок), а также соотвествующее учебное оборудование, средства обучения. В исследовании нами выявлено, что становление учебно-материальной базы биологии неразрывно связано с развитием средств обучения.
Исторически первым методом преподавания был словесный. Слово и интонация речи учителя, его мимика и жесты, одежда и движение в аудитории перед обучаемыми имели важнейшее значение. Вплоть до 60-х годов XIX века преподавание естествознания велось словесными методами, при которых основная роль отводится учителю. Кроме того, в учебный процесс включались учебная книга и средства первичной наглядности: иллюстрации, отдельные натуральные объекты, приборы, инструменты и т.п.. Все эти средства, как правило, заимствовались в быту, в науке, в производстве. Роль средств обучения, в основном, сводилась к иллюстрации слова учителя. Постепенно учебные предметы насыщались разнообразными пособиями. На наш взгляд, приемлемо следующее определение понятия "средства обучения" - это материальные объекты, носители учебной информации и предметы естественной природы, а также искусственно созданные человеком и используемые педагогами и учащимися в учебно-воспитательном процессе в качестве инструмента их деятельности. (115, с.4). Средства обучения особенно важны для естественнонаучных дисциплин. Первый учебник по этому предмету "Начертание естественной истории для главных народных училищ Российской империи" (1786) в качестве приложения содержал атлас таблиц "Фигуры по естественной истории" (автор В.Ф.Зуев). Иллюстративная наглядность использовалась и при включении в урок природных объектов ( минералов, горных пород, гербариев и т.п.). Таким образом, объяснительно-иллюстративный метод преподавания естествознания широко использовался в практике учебной деятельности (115, с.32).
Анализ деятельности учащихся и учителя при углубленном изучении курса биологии
Процесс обучения - сложная система, компонентами которой являются: учебный предмет, преподавание ( деятельность учителя, состоящая в организации работы учащихся, управлении учебно-воспитательным процессом), учение ( процесс овладения учащимися учебным предметом, способами учебно-познавательной деятельности, общекультурными человеческими ценностями, научным мировоззрением) (115).
Создание и использование системы средств обучения обусловлено спецификой деятельности учителя и учащихся. Проблема деятельности является одной из актуальных в педагогике, психологии и методике преподавания биологии. Эта проблема разрабатывается в работах: Ю.К Бабанского (11), Т.В. Габай (35), Кабановой-Меллер Е.Н. (63), А.Н.Леонтьева (87), А.Н. Мягковой, Г.С. Калиновой (129), Н.Ф. Талызиной (188), Д.И. Фельдштейна (204), Г.И. Щукиной (215) и других. Деятельность - это специфический вид человеческой активности, направленной на творческое преобразование, совершенствование действительности и самого себя (120, с.551). Тип деятельности, по мнению Д.И.Фельдштеина (204), более высокое подразделение в классификации деятельности, так как подразумевает деятельность, которая обуславливает качественные изменения в психических процессах, а также обеспечивает формирование психических новообразований. Таким типом деятельности в школьном возрасте является учебная деятельность. Учебная деятельность - это деятельность, преднамеренно направленная на приобретение опыта учеником. Это восприятие и преобразование учеником информации, полученной в учебном процессе под руководством учителя и направленной на формирование у учащихся способностей решать учебные и практические задачи.
В педагогике познавательная деятельность трактуется как процесс перехода учащихся от незнания к знанию, от отдельных наблюдений к системе познания. Познание объективного мира происходит в результате активного воздействия человека на окружающий мир в процессе предметно -преобразующей деятельности. Познавательная деятельность учащихся отличается от научного познания тем, что "... приобретаются знания, уже накопленные наукой", причем непосредственного соприкосновения с объектами познания может и не происходить. Отсюда вытекает, что, чем лучше будет организована познавательная деятельность, тем быстрее и успешнее она будет осуществлена.
Организатором и руководителем учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе обучения выступает учитель. На современном этапе развития школы учитель должен научно проектировать этапы познавательной деятельности учащегося. Исследованиями психологов выявлено, что от организации внешней деятельности зависит переход внешних действий в умственные (интериоризация). Так, каждый учитель в процессе руководства деятельностью учащихся отбирает предметное содержание деятельности учащихся и проектирует формы их совместной деятельности. В работе произведен анализ деятельности учителя и учащихся при комплексном использовании средств обучения в учебном процессе.
Под видом деятельности в психологии подразумевается единица классификации,".... определяющая особенную деятельность ( входящую в общий процесс деятельности ребенка), которая имеет специфический предмет, характер, направленность действий и операций" (176). Определяющим моментом в выделении деятельности как вида, является цель данной деятельности и прогнозируемый результат, по которому судят о его протекании. При этом, нами составлены технологические карты подготовки учителя к урокам, которые позволили выделить доминантные виды деятельности учащихся на уроках. В технологических картах учитываются: цели, содержание урока (информационно-содержательный блок); методы, организационные формы, виды деятельности (процессуально-деятельностный блок); средства обучения (материально-технический блок).
Использование учебного оборудования при демонстрациях
Научно-технический прогресс к концу XX в. обусловлил не только технологизацию отраслей производства, но технологизацию образования. Существуют различные формулировки понятия «технология» в педагогической литературе в зависимости от того, как авторы представляют структуру и составляющие образовательно-технологического процесса. В исследовании мы придерживаемся мнения Т. С. Назаровой (117) о том, что понятие «технология» употребляется на трех иерархически соподчиненных уровнях:
1. Образовательные технологии - «берут на себя» общую стратегию развития федерального образовательного пространства;
2. Педагогическая технология - область знания, включающая методы, средства обучения и теорию их использования для достижения целей обучения. Она отражает тактику реализации образовательных технологий. Педагогической технологии присущи общие черты и закономерности реализации учебно-воспитательного процесса вне зависимости от того, при обучении какому конкретному предмету они применяются;
3. Технология обучения, которая реализует первые два пункта в конкретике, т.е. как совокупность методов и средств для реализации определенного содержания обучения в рамках одного предмета и в пределах избранной педагогической технологии.
Применительно к нашему предмету исследования такой педагогической технологией является, например, технология комплексного использования средств обучения. Конкретное наполнение данной технологии есть технология обучения курсу углубленного изучения биологии.
Преподавание углубленной биологии не может строиться на одной какой-то технологии обучения, поскольку предполагает включение учащихся в разнохарактерную деятельность, в решении разных задач обучения. В изучении предметов естественнонаучного цикла важным является и эмпирическое познание, основанное на наблюдении объектов природы, процессов протекающих в природе, на опыте учащихся, на эксперименте. Часть такого материала нуждается в воспроизводстве, необходимо также сформировать на основе алгоритмического обучения часть экспериментальных, расчетных, измерительных навыков. Напротив, открытие закономерностей, выведение следствий из законов природы, установление причинно-следственных связей и их использования для предсказания явлений требуют проблемно-поисковой, творческой деятельности (86,с.39). Таким образом, в обучении углубленной биологии целесообразно творчески применять разнообразные технологии в пределах избранной педагогической технологии, комбинируя и интегрируя их в соответствии с целями обучения.
Технология комплексного использования средств обучения успешно может включать в себя компоненты различных технологий обучения , таких как технологии развивающего обучения, модульно-рейтинговую технологию, технологии обучения по В. Ф. Шаталову, технологии проблемного обучения, технологии модульного обучения, игровые технологии, технологии коллективных способов обучения и т.д. В любом случае при проектировании различных технологий цели обучения направлены на овладение учащимися научными и практическими знаниями, общеучебными, интеллектуальными и специальными умениями, ценностными отношениями, опытом творческой деятельности. Рациональные пути достижения целей курса углубленного изучения биологии требуют и соответствующих средств обучения, методик их использования, которые обеспечивают результативность с наименьшими затратами времени и сил учащихся и учителя.
По проблеме использования средств обучения на уроках в частных методиках, опубликовано значительное количество работ (Голов В.П.(39), Грабецкий А.А. (41), Громова Е.А. (199), Пугал Н.А., Розенштейн А.М. (166, 167) и др.).
