Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Краткий обзор истории биологических исследований на Урале 11
1.1. Исследования природы Урала в XVIII веке 11
1.2 Биологические исследования на Урале в XIX в. - в первой половине XX века 16
1.2.1. Естественнонаучные экспедиции 16
1.2.2. Ботанические исследования 18
1.2.3. Зоологические исследования 25
1.2.4. Деятельность Уральского общества любителей естествознания (УОЛЕ) 31
1.2.5. Деятельность организаций в период с 1924 по 1944 гг 48
1.3. Биологические исследования на Урале во второй
половине XX века. Институт Биологии (с 1966г. - ИЭРиЖ) 52
1.3.1. Организация и деятельность Института в 1944 - 1948 гг 52
1.3.2. Деятельность Института в 1949 - 1955 гг 57
1.3.3. Реорганизация и научная деятельность
Института в 1955 - 1966 гг 63
1.3.4. Направления и значение научной деятельности ИЭРиЖ 73
Глава II. Регионализация содержания школьного биологического образования на основе истории биологических исследований на Урале 124
2.1. Историко-краеведческое содержание школьного курса «Биология» 124
2.2. Содержание и методическое проектирование элективного курса «История биологических исследований на Урале» 146
для учащихся профильных классов
2.3. Историко-краеведческое содержание во внеклассной работе по биологии 216
2.4. Подготовка студентов педагогических вузов к реализации историко-краеведческого содержания школьного биологического образования 217
Заключение 223
Примечания 226
Библиографический список 241
Приложения 255
Приложение 1 Программа элективного курса «История биологических исследований на Урале»
Приложение 2 Анкета 259
Приложение 3. Примерные тестовые задания по курсу «История биологических исследований на Урале» 260
Приложение 4. Краткая хронология биологических исследований на Урале. 270
Приложение 5. Именной указатель 281
Приложение 6. Сводная таблица «Направления исследований ученых и естествоиспытателей»
Приложение 7. Портреты ученых 313
- Исследования природы Урала в XVIII веке
- Биологические исследования на Урале в XIX в. - в первой половине XX века
- Историко-краеведческое содержание школьного курса «Биология»
Введение к работе
Модернизация биологического образования на современном этапе тесно связана с необходимостью сочетания глубокой теоретической и практической подготовки учащихся, которая осуществляется как дисциплинами федерального компонента государственного образовательного стандарта, так и реализацией содержания национально-регионального компонента Государственного образовательного стандарта. Значительные масштабы территории России, своеобразие природно-климатических и экономических условий, флор и фауны, национальных традиций обусловили необходимость регионализации содержания образования. По данным причинам, содержание образования для всех регионов России не может быть одинаковым. Регионализация может рассматриваться и как принцип, и как процесс, который обеспечивает достижение целей современного образования при целостном понимании учащимися физико-географических, историко-культурных, экологических и других особенностей региона и использование знаний о них в образовательном процессе.
В Свердловской области еще в 1991г. были приняты Концепция и программы развития образования Свердловской области. В 1995 г. принята Концепция национально-регионального компонента Государственного образовательного стандарта Свердловской области. Национально-региональный компонент общего образования предполагает различные формы его реализации: включением в федеральные программы в виде отдельных материалов; интегра-тивные курсы; отдельные учебные дисциплины по выбору учащихся. Содержательная часть национально-регионального компонента находится в процессе развития и разработки. Регионализация образования - один из механизмов постоянного развития образования [1].
Вопрос регионализации образования обсуждался на XI делегатском съезде Русского ботанического общества (17-27 августа 2003г.). На съезде отмечалось, «...значительная протяженность нашей страны требует регионализации учебной литературы, что может быть решено отчасти изданием приложений к федеральным учебникам» [2]. В Свердловской области еще с 1992 г. коллектив ученых и преподавателей (В.Н.Большаков, В.С.Безель, Г.И.Таршис, Л.Г.Таршис) г. Екатеринбурга разрабатывают учебно-методический комплект по региональной экологии, который включает: «Проблемы экологии промышленного региона» (1992), «Региональная экология. Пособие для учителя» (1998), «Региональная экология. Учебник. 10-11 кл.» (2000), «Практикум по региональной экологии» (2003). Идет постоянное развитие содержания образования, отвечающее тенденциям развития региона.
Одна из задач образования - формирование мировоззрения учащегося. История науки имеет первостепенное значение для формирования мировоззрения, на что указывал В.И.Вернадский. С.Р.Микулинский отмечал, что «история науки - та область знаний, которая многое может сделать в этом направлении, в воспитании потребности в творческом подходе к любому делу», в воспитании патриотизма и активного отношения к жизни [3].
В настоящее время к вопросам истории науки обращено пристальное внимание, так как на рубеже тысячелетий происходит осмысление пройденного человечеством пути.
Наука является одним из факторов адаптации человека. От того, как развивается наука, какие приоритетные направления в ней преобладают, влияет на развитие общества. Изучение вопросов истории науки дает понять ценность науки для человечества; роль ученого, как главного участника научных исследований; вклад той или другой страны в мировую науку; влияние общественно-экономических условий на развитие науки. Данные положения являются важными факторами в формировании мировоззрения.
Биологии как учебный предмет имеет большой потенциал в использовании исторического материала. В содержании образования большое значение имеют материалы о роли человека науки в развитии общемировой культуры.
История развития биологии на Урале, входя в общую систему развития науки, как в мире, так и в стране, имеет свои особенности, которые определяются многими факторами. По нашему мнению, интересный и богатый краевед ческий историко-биологический материал необходимо включить в региональный компонент биологического образования как один из факторов формирования мировоззрения.
Анализируя вышесказанное, позволяет выделить противоречия:
• между реализацией концепции национально-регионального компонента государственного образовательного стандарта Свердловской области и отсутствием разработанного историко-краеведческого компонента школьного биологического образования;
• между необходимостью включения краеведческого историко-биологического содержания в образовательный процесс и отсутствием программно-методического обеспечения.
Отмеченные противоречия составляет суть проблемы исследования, которая заключается в необходимости разработки историко-краеведческого содержания школьного биологического образования.
Проблема определила выбор темы исследования «Регионализация содержания биологического образования на основе материалов по истории науки (на примере Урала)».
Цель исследования - разработать историко-краеведческое содержание школьного биологического образования на основе материалов по истории биологических исследований на Урале.
Объект исследования - процесс обучения биологии учащихся общеобразовательной школы.
Предмет исследования - национально-региональный компонент биологического образования.
Гипотеза исследования заключается в том, что реализация национально- регионального компонента на основе материалов по истории биологических исследований на Урале возможна, если будут разработаны: • историко-краеведческое содержание биологического образования и
рекомендации по использованию в учебном процессе материалов по истории биологических исследований на Урале;
• программно-методическое обеспечение элективного курса «История биологических исследований на Урале» для учащихся профильных классов средней школы;
• определены дидактические условия подготовки студентов педагогических вузов по специальности «Биология» для реализации ими национально-регионального компонента биологического образования.
Для достижения поставленной цели были поставлены задачи:
1. Осуществить анализ архивных источников и научных публикаций XVIII - XX вв. по истории биологических исследований на Урале.
2. Составить краткий обзор истории биологических исследований на Урале на основе обработанных архивных материалов и литературных источников.
3. Разработать историко-краеведческое содержание и методические рекомендации по использованию на уроках биологии материалов по истории биологических исследований на Урале.
4. Разработать программу, содержание и методическое проектирование изучения элективного курса «История биологических исследований на Урале» для учащихся профильных классов средней школы.
5. Определить дидактические условия подготовки студентов педагогических вузов по специальности «Биология» к реализации ими в школе национально-регионального компонента на основе материалов по истории биологических исследований на Урале.
Методологической и теоретической основой исследования послужили работы, посвященные вопросам: методики обучения биологии (Б.В.Всесвятский, Б.Д.Комиссаров, В.М.Корсунская, И.Н.Пономарева, Л.Н.Сухорукова, Д.И.Трайтак), теоретические основы содержания общего среднего образования (Л.Я.Зорина, В.В.Краевский, И.Я.Лернер, М.Н.Скаткин), реализация краеведческого принципа обучения (Ашурков В.Н., Н.С.Борисов, Кацюба Д.В., Матюшин Г.Н., Н.П.Милонов, К.Ф.Строев), регионализации образования (Л.М.Андрюхина), общей дидактики (Ю.К.Бабанский, И.Я.Лернер, М.В.Рыжаков), значение истории науки для формирования личности
(Л.Н.Арковенко, В.И.Вернадский, Ю.В.Егоров, С.Р.Микулинский А.Л.Яншин), теории историко-биологических исследований (Л.Я.Бляхер, В.И.Вернадский, Э.Н.Мирзоян, С.Р.Микулинский, Б.Е.Райков), истории биологических исследований на Урале (Н.П.Архипова, В.Н.Большаков, М.Е.Главацкий П.Л.Горчаковский, Б.Н.Городков, О.Е.Клер, С.А.Мамаев, Е.Понизовкина). Применявшиеся методы:
- теоретические: анализ литературных и архивных материалов по истории биологических исследований на Урале; нормативных и законодательных документов РФ и Свердловской области; научно-методической литературы по теме исследования; - эмпирические: анкетирование школьников и студентов, беседы с учителями.
Исследование проводилось в несколько этапов.
На первом этапе (1997-1998) - теоретическое осмысление проблемы, формулирование проблемы, цели, гипотезы и задач исследования. Изучение и анализ литературных источников и архивных материалов. Написание краткого обзора биологических исследований на Урале.
На втором этапе (1999-2000) - определены направления в реализации регионального компонента на основе краткого обзора истории биологических исследований на Урале; разработка содержания, программы и методическое проектирование изучения элективного курса «история биологических исследований на Урале»; Продолжена обработка архивных и литературных источников.
На третьем этапе (2000-2003) - разработка методических рекомендаций для учителей по использованию материалов на основе истории биологических исследований на Урале. Формулирование основных положений диссертации, выводов, оформление результатов работы.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
- раскрыто содержание историко-краеведческого компонента биологического образования на основе материалов по истории биологических исследований на Урале;
- обосновано введения историко-краеведческого материала в национально-региональный компонент содержания биологического образования.
- составлен краткий обзор истории биологических исследований на Урале в период с XVIII в. - XX в.
Теоретическая значимость исследования:
- обоснование включения материалов историко-краеведческого содержания в национально-региональный компонент биологического образования;
- анализ истории биологических исследований на Урале за период с XVIII - XX столетия.
Практическая значимость:
- разработка методического проектирования элективного курса «История биологических исследований на Урале» для учащихся профильных классов средней школы;
- составление содержания и методических рекомендаций к использованию на уроках биологии материалов по истории биологических исследований на Урале;
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения работы были представлены на конференциях: региональная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы регионального географического, экологического и биологического образования» (Екатеринбург, УрГПУ, 2000г.); на научно-практической конференции «Урал в научных исследованиях на географо-биологическом факультете УрГПУ» (Екатеринбург, 2001 г.); на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы биологического и экологического образования в период модернизации средней и высшей педагогической школы» (Челябинск, 2003г.).
На защиту выносятся следующие положения:
1. Целесообразность включения в содержание национально-регионального компонента материалов по истории биологических исследований на Урале.
2. Историко-краеведческое содержание национально-регионального компонента школьного биологического образования.
3. Элективный курс «История биологических исследований на Урале» для учащихся профильных классов средней школы.
По теме исследования опубликовано семь работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, примечания (ссылки на архивные и литературные источники), библиографического списка, включающего 163 наименований, 7 приложений.
Исследования природы Урала в XVIII веке
Научное изучение природы России, в том числе и Урала, началось с XVIII века, когда при активном содействии Петра I были организованы экспедиции для исследований отдаленных районов страны. Экспедиция под руководством Даниила Готлиба Мессершмидта была направлена в Сибирь для исследования природы, экономических условий и быта народа. Как часто бывало в истории: случай резко изменяет жизнь отдельного человека, а он, в свою очередь, влияет на развитие событий в стране. Так получилось у Д.Г.Мессершмидта: Брейн И.Ф. (директор музея в Данциге) в 1716г. порекомендовал Даниила Готлиба - молодого врача, Петру I, когда он осматривал музей после захвата города, как человека, который сможет организовать подобный музей в России. В 1717г. Мес-сершмидт прибыл в Петербург. Немецкий натуралист из Данцига был энциклопедически образован и к тому же трудолюбив, поэтому выбор пал на него: по поручению Петра I он возглавил экспедицию в Сибирь [4]. 15 ноября 1718 г. Петр I издал указ о посылке Мессершмидта в Сибирь. 1 марта 1719 г. Мессер-шмидт выехал из Петербурга в сопровождении четырех помощников [5]. Экспедиция продолжалась 8 лет (1 марта 1719-27 марта 1727гг.), во время путешествия Д.Г.Мессершмидт был и на Урале (1720г., 1726г.): пересек Уральские горы по маршруту: Соликамск - Верхотурье - Туринск - Тюмень, был в районе Уктуса [6]. Получая очень небольшое жалованье, испытывая бытовые трудности путешествия и тяжело перенося, непривычные для него, суровые зимы, Д.Г.Мессершмидт, вопреки всему, собрал богатый материал: коллекции млекопитающих, птиц (он делал чучела по технологии, которую сам изобрел), насекомых; гербарий растений, кости мамонта, коллекции минералов; рисунки животных и растений; карты, составленные им лично; и конечно - дневник (описание путешествия), в который заносилось все, что видел и наблюдал, соображения и выводы из увиденного. Все это бесценное богатство, после возвращения Д.Г.Мессершмидта в Петербург, было передано (а точнее сказать, отобрано чиновниками АН) в недавно организованную (в 1724г.) Академию наук.
К сожалению, вклад Д.Г.Мессершмидта его современниками был недооценен, а его труды - рукописи (около 30 томов) не были опубликованы. Среди рукописей особую ценность имеет дневник путешествия, состоящий из пяти томов и насчитывающий более 3000 страниц. В Дневнике имеется множество подробных описаний растений, птиц, насекомых, рыб и других животных [7]. И только в 1964-1966 годах в Германии были изданы путевые дневники Д.Г.Мессершмидта. Трудами Даниила Готлиба, хранящимися в Архиве АН, пользовались многие исследователи в XVIII и XIX веках (Паллас, Стеллер, Гмелин, Георги и др.), а Паллас, ознакомясь с материалами, сказал: «Нельзя не подивиться тому, что сделал, этот человек один» [8]. В.И.Вернадский отметил, что значение первого ученого-путешественника по России до сих пор недостаточно оценено, а труды Мессершмидта имеют не только историческое значение [9].
В 1733г. Академией наук при императрице Анне Иоанновне была организована Великая Сибирская (вторая Камчатская) экспедиция с целью изучения природы, истории и этнографии Сибири. В экспедиции участвовали профессора Академии наук: Миллер Герард Фридрих (историк), Делиль Жозеф Никола (астроном), Гмелин Иоганн Георг (химик и ботаник); адъюнкт Академии Стеллер Георг Вильгельм (зоолог), студент Академии Крашенинников Степан Петрович [10]. Экспедиция продолжалась до 1743г. Хотя основная задача экспедиции -изучение природных условий Сибири и Камчатки, но были получены некоторые сведения и о природе Урала. Дольше всего на Урале был И.Г Гмелин: 1733-1734 и 1741-1742 годы, за это время он побывал на Южном (июнь-июль 1742г. исследование северо-западной части Оренбургской губернии) и Среднем Урале. Результатом работы И.Г.Гмелина стал труд «Флора Сибири», изданная на латинском языке в 4-х томах в 1747-1769гг. (два тома вышли уже после кончины Гмелина). В работе Гмелина описано 1178 видов растений, впервые дано описание более 1000 новых видов; а так же указано 85 видов для Оренбургской губернии [11]. Кроме того, в 1752г. в Геттингене опубликованы путевые заметки И.Г.Гмелина в 4-х томах, в этом сочинении, говорит Гмелин, «он описывает только то, что описал бы на его месте каждый наблюдательный путешественник, вовсе не имеющий ученого образования» [12]. Делиль Ж.Н. в 1740г. на обратном пути из Сибири значительное время был в Пермском крае, в основном в Строгановских имениях.
Биологические исследования на Урале в XIX в. - в первой половине XX века
В первой половине XIX века на Урале побывали естественнонаучные экспедиции под руководством А.Гумбольда и Э.К. Гофмана, совершил путешествие Г.Е.Щуровский. В 1829г. немецкий ученый А.Гумбольдт при щедром покровительстве Николая I совершил путешествие по России, его сопровождали немецкие ученые - геолог Г.Розе и естествоиспытатель Х.Г.Эренберг. В июне они посетили Средний и Северный Урал, в августе - Южный Урал. Особое внимание путешественники уделяли изучению горных заводов, месторождений, рудников. Эренберг X. собрал гербарий уральских растений, но часть гербария испортилась в дороге [24].
Природа Урала влекла многих исследователей. В 1838г. на Урале побывал профессор Московского университета Г.Е.Щуровский. В 1841г. вышла его книга «Уральский хребет в физико-географическом, геогностическом и минералогическом отношениях». В работе отражены собственные наблюдения Щу-ровского и все сведения об Урале, известные ученому. Г.Е.Щуровский отмечал, что научное изучение Урала находится в самом начале, так он писал: «Уральский хребет разрабатывается около 150 лет, исследование же его по началам науки едва ли продолжается полустолетие. ... мы имеем только краткий очерк, начертанный известным ученым академиком Купфером. Отдельные сведения об Урале находятся в различных сочинениях, особенно в сочинениях Палласа, Германа, Гумбольдта, Густава Розе, Эверсмана и др. ... Приступая к целостному и по возможности полному описанию Уральского хребта..., кроме собственных наблюдений, пользовался я всеми известными пособиями» [25]. Московский профессор, описывая растительный покров, отметил различие между западным и восточными склонами Урала, южными и северными областями, а так же влияние человека на леса: «Самая северная часть его, за верховьями Лозьвы, бедна и пустынна. Здесь простираются обширные тундры, которые, ближе к северу, становятся бесплоднее и безлеснее. К югу от Лозьвы, до самого степного Урала, он весь почти одет обширными и дремучими лесами. С Европейской стороны покрывают его дуб, орешник, липа, вяз и другие деревья; на восточной стороне почти единственно господствует сосна, ель, пихта, кедр, лиственница и береза. Сосновыми лесами большею частью покрыты места сухие и возвышенные, еловыми - низменные и болотистые; кедр, пихта и лиственница, также избирающие влажную почву, редко составляют особые, отдельные леса. ... Уральские леса до сих пор находятся в диком, первобытном состоянии; человек еще не успел истребить их и обезобразить... Но в пределах горнозаводской деятельности они много изменились; вечнопылающие жерла печей разрежают их более и более» [26].
В 1845г. в Санкт-Петербурге было основано Русское географическое общество. Первая экспедиция, организованная обществом, была направлена на Северный Урал и береговой хребет Пай-Хой в 1847-1850гг. под руководством геолога Э.К.Гофмана. Во время экспедиции был собран богатый флористический и фаунистический материал. Академики Ф.И.Рупрехт (ботаник) и Ф.Ф.Брандт (зоолог) разобрали, привезенные с Урала коллекции. Петербургские ученые написали по материалам экспедиции работы - «Флора Северного Урала» (указано 270 видов растений) и «Позвоночные животные севера Европейской России и в особенности Северного Урала», помещенные как главы в 2-х томном труде «Северный Урал и береговой хребет Пай-Хой» под редакцией Гофмана [27].
В 1909г. Петербургская АН и Русское географическое общество организовало экспедицию на Полярный Урал с целью изучения его в естественнои-сторическом отношении. Возглавил экспедицию геолог Баклунд О.О., зоологические исследования проводил Зайцев Ф.А., ботанические - Сукачев В.Н., будучи в то время ассистентом кафедры ботаники Лесного института. Экспедиция собрала богатые зоологические и ботанические материалы, которые были переданы в Зоологический и Ботанические музеи Петербурга.
Историко-краеведческое содержание школьного курса «Биология»
Одна из проблем современного биологического образования в период модернизации образования - конструирование содержания образования. В 1992 г. в государственном образовательном стандарте было выделено три компонента: федеральный, национально-региональный и школьный. С этого периода началась реализация регионализации образования. Развитие содержания образования является одним из приоритетных в регионализации образования [379].
Цели и задачи образования являются основой для формирования его содержания. Развитие мировоззрения учащегося - приоритетная линия образования. Мировоззренческие знания являются частью содержания образования. Практически все содержание биологического образования федерального компонента пронизано мировоззренческими идеями. Особое место в формировании мировоззрения занимает историко-биологический материал. Если в федеральном компоненте отражены вопросы истории биологии, то в национально-региональном компоненте вопросы истории биологических исследований на Урале, практически отсутствуют.
Мы проводили анкетирование по теме «Знаешь ли ты историю биологических исследований на Урале» учащихся 11 классов (107 школьников из городских и сельских школ Свердловской области), которые посещали подготовительные курсы по биологии. Анализ анкет показал, что 97% участников опроса не дали правильных ответов ни на один вопрос; 3% - дали правильные ответы на 1-2 вопроса. Вопросы анкеты помещены в Приложении 2.
При отборе историко-биологического материала для составления содержания национально-регионального компонента биологического образования на основе краткого обзора истории биологических исследований на Урале, мы руководствовались требованиями: соответствие содержания целям и задачам образования; обеспечение научной, мировоззренческой и практической значимости знаний; системность знаний; доступность, соблюдение оптимальной меры знаний.
Использование краеведческого историко-биологического материала в образовательном процессе многофункционально: обогащает знания школьников о родном крае и его ученых, углубляет и расширяет биологические знания, способствует воспитанию учащихся и формированию у них мировоззрения.
Мировоззренческие идеи, которые можно формировать на основе материалов по истории биологических исследований на Урале:
1. Наука является важным фактором в адаптации человеческого общества. Благосостояние общества во многом зависит от развития науки.
2. Развитие науки идет многопланово и много линейно.
3. Процесс познания сложен, с применением экспериментальных и теоретических методов. Получение научного результата часто связано с деятельностью многих ученых в течение длительного времени.
4. Научные гипотезы и идеи могут «переходить» из одного столетия и десятилетия в другое, пока не будут реализованы в научные выводы, закономерности, теории.
5. Влияние на развитие науки многих факторов: экономических, политических, особенности природы страны и региона, особенности личности ученого.
6. Ценность деятельности ученых и натуралистов, каждый из которых внес определенный вклад в развитие общемировой культуры.
7. Трудолюбие, верность истине, активность, настойчивость и постоянное самообразование - важные факторы становления и деятельности ученых.
На уроках биологии историко-краеведческий материал можно использовать во всех разделах школьного курса биологии:
1. Как иллюстративный материал в контексте урока.
2. Как содержание карточек-задач для проверки знаний.
