Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Экологизация школьного естествознания как условие модернизации общеобразовательной системы.
1.1 Экологизация общего среднего образования в движении социума к устойчивому развитию 20
1.2 Идеалы и модели человека XXI века и цели общеобразовательной школы 39
1.3 Экологические компоненты содержания в программах действующих естественнонаучных дисциплин 68
1.4 Теоретические основания экологизации естественнонаучного образования 87
Глава 2. Системность как способ экологизации естественнонаучного образования
2.1 Системный подход: научно-теоретические разработки 108
2.2 Системный подход в естественнонаучном образовании 117
2.3 Возможности системного подхода для экологизации естественнонаучного образования 129
2.4 Концепция экологизации школьного естественнонаучного образования 141
Глава 3. Методические основы экологизации естественнонаучных дисциплин.
3.1 Цели и планируемые результаты экологизации естествознания 160
3.2 Модели экологизации общеобразовательных курсов «Естествознание» и «Биология» 173
3.3 Методы личностно-ориентированного преподавания экологических курсов 205
3.4 Комплекс средств обучения как условие экологизации естествознания 226
Опытно-экспериментальное обучение по экологизированной программе общеобразовательного
курса (биологии).
Организация опытно-экспериментального обучения 240
Особенности методики преподавания «Естествознания» 252
Особенности методики преподавания «Биологии» 268
Измерители успешного обучения 297
Оценка эффективности опытного обучения 306
Заключение 328
Список литературы 333
Приложения 372
- Экологизация общего среднего образования в движении социума к устойчивому развитию
- Системный подход: научно-теоретические разработки
- Цели и планируемые результаты экологизации естествознания
Введение к работе
Актуальность исследования. Экологизация как проникновение идей и положений экологии во все стороны жизни человечества рассматривается в настоящее время как процесс, способствующий оптимизации взаимоотношений человечества и природы. Отношения, основанные на доминировании утилитарно-практических ценностей, на превосходстве определённой части -человечества - над целым - биосферой, на стремлении человечества вести диалог с природой только исходя из собственных потребностей, себя не просто исчерпали, но и дискредитировали. Переосмысление этих отношений явилось плодотворной идеей в разработке концепции устойчивого развития общества на конференции ООН по проблемам окружающей среды и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992). В принятой на конференции концепции было определено, что взаимоотношения человечества с природой необходимо переориентировать на такие, которые бы способствовали сохранению целостности социума и природной среды как в пространстве, так и во времени.
Среди множества преобразований, выводящих человечество на новые взаимоотношения с природой, ключевыми являются преобразования в образовательной системе (Н.Н. Моисеев). Последнее десятилетие выявило различия в понимании двух основных процессов, обеспечивающих внедрение экологических идей, положений, смыслов в образование: экологического образования и экологизации системы образования. Сегодня под экологическим образованием понимается «непрерывный процесс обучения, воспитания и развития личности, направленный на формирование системы научных и практических знаний и умений, ценностных ориентации, поведения и деятельности, обеспечивающих ответственное отношение к окружающей социально-природной среде» (И.Т. Суравегина). Экологическое образование определяет процесс подготовки специалистов - экологов, хотя и не сводится к нему.
Под экологизацией на философском уровне понимается вопрос о целостности самого образования, ключевыми механизмами осуществления которого могут являться механизмы, основанные на интеграционных подходах по различным основаниям. «Экологизация образования - это вопрос о его целостности, об отражении в образовании единства природы и общества,
«мира человека» и природы самого человека как вершины космогенеза» (Г.С. Батищев).
В приближении с философского уровня к конкретным запросам школы экологизацию системы образования рассматривают как становление составляющих с экологическими аспектами практически во всех школьных предметах (Н.Н. Моисеев), как «характеристику тенденции проникновения идей, понятий, принципов, подходов экологии в другие дисциплины, а также подготовки экологически грамотных специалистов самого различного профиля: инженеров, врачей, экономистов, социологов и др.» (С. Н. Глазачев, Н.М. Мамедов).
Для реализации обозначенной тенденции необходимо экологизировать, прежде всего, школьные учебные дисциплины, начиная с их методического обеспечения. Среди школьных дисциплин в развитии тенденции экологизации особое место принадлежит естественнонаучным дисциплинам, формирующим естественнонаучное мировоззрение, стиль и способ мышления, на основе которых выстраиваются взаимоотношения человека с окружающим его миром и формируется соответствующее общественное сознание, управляющее этим процессом.
За последнее десятилетие отмечается проникновение идей, понятий, принципов и подходов экологии во все основные компоненты методических систем естественнонаучных дисциплин: ценности, цели, содержание, методы. Изучены этапы, условия и методы освоения новых экологических ценностей, сформированных на идеях устойчивого развития общества, гармонического со-развития человека с природой (В.В. Николина).
На современном этапе экологизации естественнонаучного образования доминирует процесс изменения его содержания. Теоретические разработки выявили несколько путей экологизации естественнонаучного содержания через разные интеграционные механизмы: усиление межпредметных связей соответствующей дисциплины с экологией, выстраивание предметного содержания в соответствии с логикой изложения экологического материала, а также интеграция вокруг экологических проблем (СВ. Алексеев, Н.Д. Андреева, Н.Ф. Винокурова, Ю.Н. Гладкий, В.П. Голов, А.В. Даринский, Г.С. Камерилова, Н.Е. Кузнецова, СБ. Лавров, А.А. Макареня, В.Н. Максимо-
ва, В.М. Назаренко, А.П. Рыженков, Э.Т. Турдикулов, В.В. Пасечник, И.П. Пономарева, Н.Н. Родзевич, Д.И. Трайтак).
Общая направленность интеграционных процессов должна решать не только задачу уплотнения информации, но и формирования нового образа мира, новой естественнонаучной картины мира, соответствующей современной познавательной модели (А.П. Огурцов). Во многом задачу формирования первичного представления о естественнонаучной картине мира решает интегрированный курс «Естествознание» (И.Ю. Алексашина, А.Е. Гуревич, И.Т. Суравегина, А.Г. Хрипкова).
Существенные изменения в связи с экологизацией претерпевают методы преподавания естественнонаучных дисциплин. В них предусматривается не только передача экологических знаний, но и выработка к ним соответствующего отношения от озабоченности до ответственности, что возможно только с помощью личностно-ориентированных методов обучения. Внедрение же последних в преподавание естественнонаучных дисциплин в настоящее время на этапе их освоения. Предстоит обосновать соответствие и взаимосвязи используемых интерактивных методов с экологизированным содержанием, этапов развития мыслительных процессов, этапов освоенности учащимися учебных действий, а также взаимодействий их друг с другом в ходе освоения экологических практик.
Наиболее целенаправленно изменение личностного отношения учащегося к окружающему миру фиксируется в разработках личностного подхода к организации образовательного процесса (А.Н. Данильчук, ОД. Дерябо, К.Х. Капандаров, Ю.Н. Кулюткин, В.И. Панов, В.В. Сериков, В.А. Ясвин).
Выявленные изменения в основных компонентах методических систем естественнонаучных дисциплин в связи с их экологизацией в полной мере присущи и всем биологическим дисциплинам. Особое положение последних для развития тенденции экологизации состоит в том, что они в последнее время обретают все более пограничное положение между естественнонаучными и гуманитарными дисциплинами, апеллируя как к нормам «точного» естествознания, так и к ведущим принципам гуманитарного знания (Б.Д. Комиссаров). Из всех систематических дисциплин только «Биология» имеет предметом своего изучения жизнь во всех ее аспектах и прояв-
лениях, которая обретает в связи с экологизацией наивысшую нравственную ценность сама по себе.
Особенности экологизации биологических дисциплин проявляются как в развитии внутрисистемных преобразований, обусловленных изменениями методологических основ биологических наук (А.И. Алешин, А.К. Бродский, К.В. Галактионов, Г.А. Заварзин, В.А. Игнатьев, Р.С. Карпинская, СВ. Мейен, С.Э. Шноль, Г.А. Югай) и преподаванием их в школе (И.Д. Зверев, Т.В. Иванова, Г.С. Калинова, ТА Козлова, Б.Д. Комиссаров, А.И. Мягкова, И.Н. Пономарева), так и в связи с откликом на требование формирующейся самостоятельно системы экологического образования (А.Н. Захлебный, И.Д. Зверев, И.Н. Пономарева, И.Т. Суравегина, В.В. Пасечник, Д.И. Трайтак).
Все указанные пути экологизации естественнонаучного образования не выходят на возможность изменения способа познания - редукционистского, реализуемого современной образовательной системой и во многом повлиявшего на кризисное состояние мира сегодня. Поиск пути, способного изменить способ познания и сформировать современную естественнонаучную картину мира, вывел на необходимость рассмотрения нескольких теоретических оснований экологизации естественнонаучного образования.
Первым общетеоретическим основанием послужило представлении о возможности устойчивого развития общества с позиций коэволюции с природой (Г.С. Батищев, К.Я. Кондратьев, Н.М. Мамедов, Н.Н. Моисеев, А.Д. Урсул). Принцип устойчивости рассматривается как принцип, на основе которого формируются социальные и духовные механизмы согласования неизбежных противоречий не только между отдельными членами и группами социума, но и между социумом и его природным окружением (В. Хёсле, B.C. Стёпин). Подобные механизмы формируются по мере осознания ряда ограничений в ходе усвоения ценностных ориентиров, способных примирить различные группы людей между собой и всё человечество в целом с его окружением (Н.Л. Мусхелишвили, Р.А. Сергеев, Ю.А. Шрейдер). Проблемы взаимоотношений человечества и природы актуальны в любую эпоху и разрешаются в рамках сформированного способа мышления, соответствующего познавательной модели (А.П. Огурцов, Ю.В. Чайковский). Основной способ мышления, характеризующий современную эпоху, - системный (Н.Н. Моисеев, И. Пригожий). Он вошёл в противоречие с механистическим способом
познания, до сих пор воспроизводимым в образовательной системе. Выход из обозначенного противоречия видится в переориентации школьной образовательной системы на формирование системного способа познания мира и формирование системной естественнонаучной картины мира.
Вторым общетеоретическим основанием для изучения экологизации естественнонаучных дисциплин послужила история становления образовательной системы и её основных элементов. Выявленные тенденции развития последних (Б.С. Гершунский, Э. Савицкая) с опорой на знание природных закономерностей позволили увидеть их не только как внутрисистемные, но и обозначить их как взаимосвязи в более общей системе, а именно в метасистеме «Человек - Мир» (С.Л. Рубинштейн). Анализ становления образовательной системы, определяющий переориентацию в ней доминирующих тенденций со знаниевои компоненты на развитие личности и необходимость проявления в личностном развитии новых качеств, необходимых для своевременной адаптации в быстроменяющемся мире в условиях разрешения экологических проблем (А. Печчеи), позволил разработать и описать модель культурного человека XXI века. Последняя явилась ориентиром для обсуждения целеполагания экологизированных естественнонаучных дисциплин «Естествознание» и «Биология». «Естествознание», исторически складывавшаяся как биологическая дисциплина, в последнее десятилетие приобретает новые функции формирования научного представления об окружающем мире в целом, обеспечивая не только пропедевтическое, но и мировоззренческое наполнение всех школьных естественнонаучных дисциплин (И.Ю. Алексашина).
Третьим общетеоретическим основанием экологизации школьного естественнонаучного образования послужили позиции системологии (Л. Берталанфи, А.А. Богданов, СП. Курдюмов, Н.Н. Моисеев, И. Пригожий, А.И. Субетто).
Системные позиции представляют большие возможности для усиления категориальных позиций многих наук, в том числе и обслуживающих образовательную систему. В настоящее время выделяют онтологическое, гносеологическое и методологическое направления становления понятия «система» (Е.Б. Агошкова, Б.В. Ахлибинский). Взаимодополнение указанных направлений выводит понятие «система» на самый верх иерархии понятий и
позволяет определить систему как «специфический способ организации знания о реальности, специально рассчитанный на наиболее эффективное использование этих знаний для осуществления некоторого целенаправленного взаимодействия с реальностью (СВ. Емельянов, Э.Л. Наппельбаум). На взаимодополнение онтологического и гносеологического направлений наиболее полно откликается естественнонаучное образование. Его онтологическое направление реализуется через иерархические уровни организации материи, а гносеологическое - через возможность выделения определенной последовательности в раскрытии каждого объекта реального мира как системы: выделение элементов, составляющих данный объект, и определение принадлежности к соответствующему уровню иерархии систем, выявление взаимодействия между элементами системы и характерных системных свойств на основе данного взаимодействия, а также основных законов и закономерностей, которым подчиняются взаимодействующие элементы в изучаемом объекте (В.А. Яблоков). Совмещение вышеуказанных направлений предопределяет методологические основания в развитии всего естественнонаучного образования.
Для целей экологизации естественнонаучного образования системный подход используется через разработку отдельных тем или даже курсов (В.А. Игнатова, И.М. Мамедов, И.Т. Суравегина), но механистически включенные в систему естественнонаучного образования, они транслируют при этом механистический способ познания. Потенциал самого системного подхода предполагает его использование во всех предметах образовательной области «Естествознание» для формирования нового способа познания, отличного от редукционистского, а именно системного, способного объединить причинно-следственную логику и логику целеполагания. Таким образом, по нашему мнению, для изменения способа познания необходимо внедрение системного подхода в сочетании онтологического и гносеологического направлений для структурирования содержания всех естественнонаучных дисциплин.
Анализ развития экологизации естественнонаучного образования -относительно обозначенных общетеоретических оснований - выявил ряд противоречий:
между необходимостью экологизации школьных естественнонаучных дисциплин и недостаточной разработанностью ее теоретических и методологических оснований;
между целями преподавания естественнонаучных дисциплин, исходящих из знаний соответствующих научных основ и целями их экологизации, предусматривающими развитие личности, способной подчиняться законам природы, осуществляя тем самым коэволюционное развитие человечества и природы;
между необходимостью понимания жизни - основного предмета изучения биологических дисциплин - как ценности и неразработанностью тем, отражающих нравственные, мировоззренческие позиции учащихся;
- между необходимостью вовлечения в преподавание экологи
зированных естественнонаучных дисциплин личностно-ориентированных
технологий и неразработанностью теоретико-методологических подходов к
структурированию содержания для использования их в данных технологиях;
- между важностью целостного охвата методического модуля экологи
зированного содержания и разрозненностью и разобщенностью применения
различных форм и методов обучения на практике.
На основе выявленных противоречий обозначается педагогическая проблема по разработке научно-теоретических и методических основ экологизации естественнонаучного образования на основе системного подхода в совокупности гносеологического и онтологического направлений.
Пути решения вышеозначенной проблемы по разработке научно-теоретических и методических основ экологизации, согласующихся как с предметными курсами образовательной области «Естествознание», так и с экологическим образованием, определили тему диссертационного исследования: «Теория и методика экологизации естественнонаучного образования».
Цель исследования: определение методологических оснований и разработка методической системы экологизации естественнонаучного образования.
Объектом исследования является содержание и методика школьного естественнонаучного образования.
Предмет исследования - система экологизации естественнонаучного образования.
В ходе исследования была выдвинута следующая гипотеза: экологизация естественнонаучных дисциплин эффективна, если:
осуществляется целостно - в ценностях, целях, содержании, методах - на основе системного подхода в сочетании его онтологического и гносеологического направлений в полном его алгоритме;
идеи экологии отражены во всех структурных компонентах целепола-гания естественнонаучных дисциплин, а системообразующим компонентом станут критерии развития человека, переориентирующегося с антропоцентрических на экоцентрические установки (в метасистеме «Человек- Мир»);
содержание структурировано на основе системного подхода для содействия изменению способа познания с редукционистского на системный;
используются личностно-ориентированные технологии в соответствии с этапами учебного процесса разного уровня и этапами развития категориального аппарата мышления учащихся;
между всеми компонентами методической системы раскрыты и обоснованы взаимосвязи, обусловливающие развитие ценностно-смысловых отношений учащихся с природой.
Для достижения поставленной цели и проверки сформулированной гипотезы были поставлены следующие задачи исследования:
Раскрыть значимость системного подхода в экологизации естественнонаучных дисциплин как ее методологического основания и обозначить взаимосвязи системного подхода с эколого-гуманистическим и личностно-деятельностным подходами.
Обосновать структуру целеполагания программ естественнонаучных дисциплин как средство реализации процесса экологизации.
3. Разработать положения, позволяющие использовать системный
подход в структурировании содержания естественнонаучных дисциплин.
4. Раскрыть этапы формирования когнитивной, ценностной, норматив
ной, деятельностной сфер сознания и обосновать использование личностно-
ориентированных технологий в учебном процессе разного уровня - в преде
лах: а) урока, б) темы учебного курса, в) совокупности урочных и внеурочных
форм.
Раскрыть методические особенности экологизации курсов «Естествознание» и «Биология»;
Проверить предложенные принципы построения экологизированных программ естественнонаучных дисциплин в режиме опытно-экспериментальной работы.
Для решения поставленных задач в процессе исследования был применен комплекс методов исследования:
теоретический анализ литературы по проблеме исследования;
анализ существующих учебно-методических комплексов по естественнонаучным дисциплинам;
- моделирование экологизированных программ естественнонаучных
дисциплин;
разработка методического и организационного обеспечения для проведения педагогического эксперимента;
педагогический эксперимент;
статистическая обработка результатов педагогического эксперимента по материалам тестирования, анкетирования, бесед с учителями и учащимися, областных олимпиад по экологии.
Эмпирической базой исследования послужил педагогический опыт учителей школ Нижегородского региона, принимающих участие в опытно-экспериментальной работе. Отдельные элементы концепции экологизации естественнонаучного образования проверялись в ряде образовательных учреждений Нижегородской области:
внедрение интегрированного курса «Естествознание» в образовательных учреждениях Вачского и Краснобаковского районов Нижегородской области;
разработка системного подхода в преподавании естественнонаучных дисциплин в Нижегородском лицее № 8; системной организации эксперимента в школах 33, 11, 79, 115 г. Н. Новгорода, в школе с углубленным изучением естественнонаучных дисциплин № 16 г. Арзамаса, Чернухинском учебно-воспитательном комплексе Арзамасского района, средней школе № 1 г. Са-рова, Строчковской и Смольковской средних школ Городецкого района;
- разработка программы единой системы учебной и воспитательной работы по экологическому образованию в образовательных учреждениях Большемурашкинского района.
Методологической основой исследования являются основные положения теории системного анализа (Е.Б. Агошкова, П.А. Анохин, Б.В. Ахлибин-ский, Е.Н. Князева, И.И. Кургинян, СП. Курдюмов, Н.Н. Моисеев, И. Пригожий, Э.Г. Юдин), а также личностно-деятельностных подходов (А.И. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн).
В основу философского анализа положены теории взаимоотношения общества и природы (В.И.Данилов-Данильян, Н.М.Мамедов, Н.Н. Моисеев, B.C. Степин), концепции устойчивого развития общества (К.Я. Кондратьев, Дж. Д. Медоуз, Н.Л. Мусхелишвили, Р.А. Сергеев, А. Печчеи, Ю.А. Шрейдер), опережающего развития образования (А.Д. Урсул); развития познавательных моделей эпохи (А.П. Огурцов, СВ. Мейен, Ю.П. Чайковский); идеи В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере, идеи В. Хесле о согласовании свободы индивида с правом интерсубъективной общности с природой, идеи Н.М. Мамедова, Н.Н. Моисеева, B.C. Степина о свойствах саморазвивающихся систем, в которые включен человек, и наиболее значимой из них системы «природа - человечество», идеи К.Ю. Герушянца, СН. Глазачева, Г.Г. Кривошеиной, Э.С Кульпина, В.И. Пантина об устойчивом развитии России; идеи эколого-гуманистического подхода в становлении эколого-информационного общества (Э.В. Гирусов, СН. Глазачев, Н.М. Мамедов, И.Т. Суравегина), идеи глобально-ориентированного подхода в развитии системы Человек - Природа (И.Ю. Алексашина, Ю.Н. Кулюткин, СБ. Лавров).
В качестве психолого-педагогической основы исследования были взяты положения психологической теории деятельности, разработанные Л.С. Выготским, В.В. Давыдовым, А.Н. Леонтьевым, СА. Рубинштейном, Д.В. Элькониным; теории содержания образования (Б.Блум, Л.Я. Зорина, И.Я. Лернер, B.C. Леднев, В. Оконь); о моделях поведения отдельной личности и коллектива (А. Гольц, Л. Больцман) и информационно-потребностной теории поведения (П.В. Симонов); об эволюционном становлении собственно человеческих психических функций (А.П. Назаретян, К. Лоренц, М. Анри, В.В. Налимов); о становлении культурологической парадигмы образования (А.П. Валицкая, Б.Г. Гершунский, Э.Н. Гусинский, И.С Дмитриев, Б.Д. Лиха-
чев, М.К. Петров, Э. Савицкая, А.И. Субетто); педагогической системологии (Н.В. Бордовская, Н.В. Кузьмина, В.П. Симонов); теории экологического образования как системообразующего фактора развития всей системы образования (СВ. Алексеев, С.Н. Глазачев, И.Д. Зверев, И.Н. Пономарева, Н.М. Ма-медов, И.Т. Суравегина); о необходимости экологизации образовательной системы (Г.С. Батищев, СИ. Глазачев, Н.М. Мамедов, И.И. Моисеев); концепции гуманизации и гуманитаризации содержания естественнонаучного образования (И.Ю. Алексашина, ИМ. Титова); подходы, раскрывающие изменения школьного биологического образования как социокультурного явления (Т.В. Иванова, Д.Н. Кавтарадзе, БД. Комиссаров, И.Н. Пономарева, А.Г. Хрипкова).
Дидактической основой исследования послужила концепция развивающего обучения, разработанная В. В. Давыдовым, Д.Б. Элькониным, В.В. Репкиным и др. и нашедшая свое развитие в работах К.С Мередита, Д.Л. Стил, Ч. Темпла, и С. Уолтера по развитию основ критического мышления.
Исследование проводилось в основном на материалах курсов «Биология» и «Естествознание» и курса «Окружающая среда и мировое сообщество» (под ред. С. Шапиро).
Достоверность и обоснованность основных положений диссертации обусловлены системным анализом целей, объекта и предмета исследования; многоуровневым методологическим, теоретическим и эмпирическим исследованием проблемы; разработкой методов, адекватных решению конструктивных задач исследования и их практической апробацией; согласованностью выводов, полученных на базе разных экспериментальных баз (23 образовательных учреждения Нижегородской области); широкой репрезентативностью выборки (около 7.000 анкет и тестовых заданий).
Логика и этапы исследования.
Исследовательская деятельность по разработке и освоению экологизированных программ шла в течение десяти лет и включила в себя три основных этапа. На первом этапе - поисково-эмпирическом (1990-1993 гг.) -шло накопление теоретического и эмпирического материала. Изучался отечественный и зарубежный опыт в области развития экологического образования. Одновременно исследовался и обобщался опыт педагогов, внедряв-
ших различные программы учебных курсов, факультативов, практикумов, спецкурсов экологической направленности. В это время отечественными учеными были разработаны основные положения, принципы, концептуальные подходы в области экологического образования (СВ. Алексеев, И.Д. Зверев, Н.М. Мамедов, И.Н. Пономарева, И.Т. Суравегина).
Внедрение экологических положений в образовательный процесс выявило достаточно глубокие изменения не только в области содержания естественнонаучного образования, но и в области методических подходов, дидактических и методических средств в области целеполагания и, что самое важное, - в ценностных основаниях и смыслах, приходящих в школьное обучение вместе с идеями экологического образования. В данный период достаточно интенсивно шло обучение педагогов на курсах по внедрению учебного предмета «Естествознание» (подготовлено около 1000 учителей); по «Экологическому образованию и воспитанию» (в «экологических школах» прошли подготовку около 1000 учителей); по ведению опытно-экспериментальной работы в области экологического образования (около 200 учителей). В результате была подготовлена группа учителей, которые на последующем этапе научного исследования приняли участие в опытно-экспериментальной работе по экологизации естественнонаучного образования.
Второй этап исследовательской работы - поисково-теоретический (1993-1997 гг.) - предусматривал обобщение теоретического и эмпирического материала, что получило выражение в виде разработанной концепции развития естественнонаучного образования в школах Нижегородской области и разработки программы исследования в соответствии с данными концептуальными положениями.
На третьем этапе - теоретико-экспериментальном (1997-2000 гг.) -происходило теоретическое обобщение результатов исследования по апробации и внедрению экологических программ.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
- разработана целостная концепция экологизации естественнонаучного образования на основе эколого-гуманистического, личностно-деятельностного и системного подхода в его сочетании онтологического и гносеологического направлений;
разработаны модели экологизации естественнонаучных дисциплин на примере курса «Естествознание» и «Биология», в которых цели экологизации отражены как планируемые результаты развития когнитивного и ценностно-смыслового развития личности;
разработан механизм организации естественнонаучного содержания на основе иерархического и гносеологического соподчинения материала. Иерархичность задается по уровням организации материи. Биологическое содержание в пределах уровня организации материи структурируется в определенной последовательности: а) обозначение объекта как системы и место ее в иерархии систем; б) характеристика взаимодействий элементов системы; в) на основе взаимодействий выявление основных свойств системы; г) выявление закономерностей, которым система подчиняется;
предложена и практически проверена система, сочетающая методические подходы развивающего и проблемно-развивающего обучения с подходами технологии развития критического мышления, в которой последовательно решаются задачи формирования экоцентрического мышления учащихся;
раскрыты не только элементы методической системы, но и их взаимосвязи, обусловливающие экологизацию естественнонаучных дисциплин: а) между содержательными целями и целями развития экоцентрического мышления учащихся; б) между системно-выстроенным содержанием и возможностью использования на его основе технологий развивающего обучения.
Практическая значимость исследования определяется разработкой методического обеспечения интегрированного курса «Естествознание» в виде комплекта рабочих тетрадей для учащихся и методических рекомендаций по работе с ними для учителя. При участии автора разработан и внедрён в массовую образовательную практику обучения в школах России и стран Европы учебное пособие-комплекс «Окружающая среда и мировое сообщество». В целях использования его для экологизации естественнонаучных дисциплин автором была разработана программа единой системы учебной и воспитательной работы по экологическому образованию. Для реализации данной программы использовались учебные пособия для учителей «Введение в экологию человека» и «Школьная экологическая лаборатория», созданные при организации, руководстве и участии автора на всех этапах ис-
следования от разработок до апробации и внедрения. Все пособия для учителей и материалы для учащихся, изданные по материалам исследования, используются в процессе обучения в массовой школе и служат основой для поиска новых методических подходов в экологизации естественнонаучных дисциплин.
Апробация и внедрение результатов исследования в практику работы школы осуществлено через ряд методических пособий и рекомендаций: «Библиотека директора школы» (1995), «Обеспечение развития образовательной области «Естествознание»» (1998); «Развитие естественнонаучного образования в школах Нижегородской области (1999)»; 5 программ курсовой подготовки учителей кафедры естественнонаучного образования, одобренных Межвузовским координационным советом по экологическому образованию и воспитанию и сертифицированных научно-методическим экспертным советом Нижегородского института развития образования: «Методики преподавания предметов естественного цикла: физики, химии, биологии, географии, естествознания» (80 часов), «Эксперимент в физике и естествознании и его дидактические возможности» (40 час), «Гуманистический потенциал естественнонаучного образования» (14 час), «Естествознание с основами экологии» (648 час), «Природа и здоровье человека» (54 час).
Результаты исследования реализовывались в учебном процессе повышения квалификации педагогов естественнонаучного цикла Нижегородского института развития образования; докладывались на шести Международных конференциях: Нижний Новгород (1997, 1999), Санкт-Петербург (1994, 1999, 2000), Москва (1992); российских и межрегиональных конференциях и совещаниях в области экологического образования: Нижний Новгород (1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1998), Рязань (1998), Красноярск (1991), на пяти областных научно-практических конференциях по экологическому образованию и воспитанию (1991, 1993, 1995, 1997, 1999), на российских и межрегиональных конференциях по преподаванию интегрированного предмета «Естествознание» (1997 и 1999) и на методических и научных семинарах кафедры естественнонаучного образования НИРО.
Основные положения,.выносимые на защиту
1. Методическая система экологизации естественнонаучного образования предусматривает взаимосвязанные и согласованные друг с другом из-
менения во всех ее основных компонентах в связи с внесением в них идей экологии: ценностях, целях как планируемых результатах, содержании, методах.
Ведущим методологическим основанием для экологизации школьного естественнонаучного образования является системный подход, двудоми-нантно сочетающий гносеологическое и онтологическое направления. Подобное сочетание позволяет выделить базовые понятия естественнонаучного содержания и выявить в них экологический смысл, выводя их тем самым на категориальный уровень.
В ценностном компоненте методической системы находят воплощение идеи о самоценности природы и всех ее составляющих, о человеке как части природы, о познании как ведущем взаимоотношении человека и природы, приводящем к формированию эколого-гуманистической системы ценностей.
Цели экологизированного естественнонаучного образования предусматривают изменения в когнитивной, ценностной, нормативной, деятельно-стной сферах сознания в соответствии с онтогенетическими этапами ее развития.
В когнитивной сфере предусматривается динамика от представлений до понимания и творческого преобразования информации об объектах окружающего мира, как о системах.
В ценностной сфере - от перевода видения в природе только прагматических ценностей до выработки экогуманистических ценностей, предопределяющих человечность не только по отношению к человеку, но и к природе.
В нормативной сфере - от ориентации в экологических императивах до ответственного следования им.
В деятельностной сфере - от освоения экологических практик бытового уровня до осуществления социально значимой экологической деятельности.
5. Системно выстроенное содержание позволяет:
- каждый биологический объект рассматривать как систему, устанавливать его связи с окружающей средой и определять свойства и закономерности их взаимодействия;
представить все уровни организации жизни, в том числе и надорга-низменные (популяции, экосистемы, биосферу);
выделить 6 сквозных через весь курс экологизированных тем: «Биоразнообразие», «Биоритмы», «Устойчивость и развитие как основные свойства биосистем», «Симметрия и асимметрия в биологии», «Комплементар-ность», «Гомеостаз».
6. Системно организованное содержание предопределяет использова
ние для преподавания современных личностно-ориентированных методов,
позволяющих отслеживать мыслительный процесс и организованных в обра
зовательные технологии. Система инновационных образовательных техно
логий может быть обеспечена за счет:
внедрения технологии развития критического мышления на каждом уроке;
выделения учебных задач на основе системной последовательности для раскрытия учебной темы в соответствии с положениями технологии развивающего обучения;
использования технологии проблемно-развивающего обучения в выделенных сквозных темах;
совокупности внеурочных форм для творческого применения знания экологизированных тем, подчиненных логике учебного процесса.
7. Эффективность предложенной системы экологизации естественно
научного образования проявляется в изменениях во всех сферах сознания
учащихся в направлении усиления его экоцентрической составляющей.
Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 504 источника. Изложение материала проиллюстрировано 56 таблицами, 8 схемами, 22 рисунками. Объем текста без списка литературы составляет 332 страницы.
Результаты исследования отражены в 70 публикациях общим объёмом более 50 п.л.
Экологизация общего среднего образования в движении социума к устойчивому развитию
«Устойчивое развитие», как термин, стало входить в научного, а затем и более широкого обращения с Международной конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро, прошедшей в июне 1992 года. Незадолго до конференции Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию, созданная ООН и широко известная как Комиссия Брутланд, в своем отчете «Наше общее будущее» впервые определила, что такое развитие, которое, удовлетворяя нужды и законные желания людей, вписывается в пределы экологических возможностей планеты, называется устойчивым. И человечество способно сделать развитие устойчивым - обеспечить, чтобы оно удовлетворяло нужды настоящего, не подвергая риску способность будущих поколений удовлетворять свои потребности (Китинг, 1993). Таким образом, под устойчивостью понимается возможность сохранения целостности между социумом и природной средой как в пространстве, так и во времени.
Термин «устойчивое развитие» был дан в формулировке целе-полагания в развитии общества. Он не являлся отражением тех дискуссий, которые, начиная с 70-х годов, велись в научной среде по поводу возможности устойчивого развития биосферы (Моисеев, 1990). Поэтому первые отклики на введение в обиход общественной мысли этого термина были весьма критическими (Кургинян и др., 1995, Моисеев, 1995, Позняков, 1994, Круть, 1995, Шабад, 1994-1995, Лавров, 1996).
Можно привести еще не одно определение понятия «устойчивое развитие» («sustainable development»). В международном институте (HAS А) при обсуждении проекта об устойчивом развитии биосферы было предложено свыше 50 определений этого понятия (Заварзин, 1996). Пока не найдено наиболее точное его определение, что станет возможным при разработке концепции, устойчивое развитие рассматривается как идея.
Причем, одни специалисты рассматривают ее чисто, а исключительно в русле идеологии (Рац, 1996), другие считают, что она, по сути, дополняет библейские десять заповедей (Кузьмин, 1996) в сегодняшнем человеком созданном мире.
В термине «устойчивое развитие» требуют разъяснения обе его части и «устойчивое», и «развитие». Биосфера в целом - система неравновесная, в ней постоянно происходят изменения, которые можно назвать или деградацией, или развитием лишь при условии знания траектории этих изменений. Однако человечество не зафиксировало столько достоверных изменений в состоянии биосферы, чтобы определить эту траекторию или хотя бы выявить ее тенденции. Поэтому многие специалисты весьма осторожны в трактовке термина «устойчивое развитие» и предпочитают говорить, например, о разумной стратегии человечества, «его совокупных действиях, способных однажды обеспечить коэволюцию с окружающей средой» (Моисеев, 1995).
Термин «устойчивое развитие» оказался на перекрестке двух подходов чисто научного и так называемого проектного. Первый в своей основе имеет причинно-следственную логику, объясняющую устройство мира. Второй основан на целевой, в определеной степени телеологической, логике (Рац, 1996). Отсюда трудности в понимании и концептуальной разработке данного термина в строгом научном смысле. Однако именно нестрогость разработки способствовала и тому, что он был воспринят научным сознанием специалистов разных направлений, объединяя их усилия в обдумывании сложнейших проблем XX века. До определения Комиссии Брутланд об устойчивом развитии общества говорилось только в контексте удовлетворения интересов различных групп общества и разрешения противоречий между ними. Иными словами, устойчиво то общество, которое способно найти компромиссы между своими членами. При этом учитывалось, что разнородность интересов возникает в связи с распределением ресурсов, под которыми понимались как материальные блага, то есть уже преобразованные человечеством природные ресурсы, так и средства достижения этих благ: власть, престиж, доступ к информации, образование, сама информация, - то есть, отношение человечества к окружающему миру. Эта точка зрения антропоцентрическая, в таком понимании термин «устойчивое развитие» имеет смысл только по отношению к человеческому обществу. Социальная система с данной точки зрения рассматривается как система более высокого порядка, а природа и взаимоотношения человека с ней - ее составляющие.
Комиссия впервые высказалась о необходимости рассмотрения глобального противоречия между человечеством и природой и его регулятивных возможностей в разрешении противоречий между отдельными группами социума. В данном контексте термин «устойчивое развитие» приобретает расширительный смысл, на основе представлений о развитии систем вообще, и о влиянии свойств системы более высокого порядка на составляющие ее элементы или системы низшего порядка. Биосфера с данной точки зрения - система более высокого порядка, человеческий социум - ее составляющая.
Полагают, что устойчивое развитие в первом понимании, когда природа учитывается как ресурсный элемент социальной системы, присуще Северной Европе, в которой уже около тысячи лет не происходило серьезных социальных катастроф (Мусхелишвили, Сергеев, Шрейдер, 1998). Но со второй, «системной», точки зрения развитие Северной Европы отражает те же противоречия цивилизованного развития человечества и биосферы.
Разное толкование термина «устойчивое развитие исходит из разных позиций в понимании взаимодействий между основными элементами метасистемы Биосферы. Согласно первой из них, социум есть элемент, противостоящий природе, как искусственное противостоит естественному. Механизмом поддержания социальности является культура, именно поэтому ее часто противопоставляют природе, называют «второй природой». Согласно второй позиции, социум, как форма объединения, порожденная человечеством есть составной элемент биосферы в целом. С философской точки зрения сегодня чаще обсуждается первая позиция, однако важны обе.
Системный подход: научно-теоретические разработки
В диалоге культур по выработке новых ценностных ориентиров важен голос любой из составляющей системы - религиозного и научного осмысления, образно-интуитивного и логического. Неизбежное столкновение интересов различных групп социума может вылиться в конфронтацию или компромисс, в зависимости от доминирующих в обществе рефлексивных структур (Мусхелешвили, Сергеев, Шрейдер, 1998). Рефлексивные структуры есть не что иное, как различные социальные институты, способные выражать мнения и даже в определённой степени предрассудки различных общественных групп, принадлежащих различным культурам. Становлению их, безусловно, немалую роль играют процессы, способствующие информатизации общества. Неслучайно полагают, что «наступает эпоха информационно-экологического общества, отличительными чертами которой становятся массовая компьютеризация различных сфер деятельности и высокая экологическая культура населения» (Мамедов, 1996, Суравеги-на, 1997). Важно, чтобы в этом «информационно-экологическом обществе» ценностями выступали именно экологические императивы, а информация служила бы средством для их воплощения, а не наоборот.
По рекомендациям международной конференции в Рио-де-Жанейро многие страны мира приступили к развитию принципов устойчивости на национальном уровне. Во многих государствах стали разрабатываться стратегические документы, в которых формулируются национальные цели перехода к устойчивому развитию и разрабатываются пути их достижения. В России также разработана и утверждена указом Президента Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию (Данилов-Данилян, 1997). Безусловно, общие идеи устойчивого развития в данной концепции преломляются сквозь призму специфики развития российского общества. Многие особенности истории России обусловлены её постоянными догоняющими модернизациями при сохранении ряда черт традиционного общества (Степин, 1994). Поэтому, когда заходит речь об устойчивом развитии России, соотношение традиций и инноваций в её развитии должно быть определяющим. Для нашей страны характерна выраженная прерывистость культурных традиций, вызванная неоднократными резкими сменами государственной идеологии, насильственным внедрением новой системы культурных ценностей и жёстким подавлением традиционной культуры. По мнению Г.ГКривошеиной и К.Ю.Гарушянца (1995), особенно сильно на взаимоотношении русского общества с природой отразились три переломных для развития русской культуры периода: крещение Руси и последовавшая за этим жестокая борьба с языческими традициями, реформы Петра 1 и Октябрьская революция 1917 года. Однако такое отражение исторических событий на взаимоотношениях общества и природы есть уже следствие тех процессов, которые закрепились в культурных традициях.
Согласно основным позициям социокультурной теории развития любого общества (Кульпин, Пантин, 1993), в культурных традициях закрепляется процесс освоения природного ландшафта человеком в результате его хозяйственной деятельности или, иначе, процесс антропогенизации природного ландшафта. В данной теории природная составляющая исторического процесса занимает не подчиненное положение по отношению к экономическим и социальным факторам, а, наоборот, обусловливает их. В таком контексте был рассмотрен жесточайший социально-экологический кризис Северо-Восточной Руси X1V - XV веков, «выход из которого общество не могло найти само и делегировало свои полномочия государству, которое встало над обществом, подавив самостоятельность и свободу личности» (Кульпин, 1994-95). В реформах Петра 1 и Октябрьской революции, согласно этой теории, проявлялись уже традиционно закрепившиеся отношения общества и власти.
При рассуждении об устойчивом развитии России и, необходимо помнить, что ее ландшафт имеет большое значение в устойчивости не только ее самой, но и всей биосферной реальности. Дело не только в величине занимаемой площади. Это далеко не самая приспособленная к жизни человека часть земного шара. Роль болот России в регуляции углекислоты в атмосфере одного порядка с ролью океана (Мокроносов, 1994). Есть мнение (Заварзин, 1996), что легкими планеты являются Тихий океан, а не тропические леса.
Самое главное, что при взаимодействии российского этноса и вмещающего его ландшафта выросла культура, в которой идеи «русского космизма» стали предтечей «вернадскианской революции», сделавшей возможным не только видение, но и формирование ответственности человечества до масштабов Вселенной. Эта культура, к сожалению, пока не востребована в должной мере, не только во благо всего мира, но и собственного Отечества (Глазачев, 1999). Более того, в новой России в последние годы экологические приоритеты в деятельности общества оказались оттесненными на самый задний план, что, по мнению ряда ученых, лишает нашу страну (а с нею, может быть, и весь мир) каких-либо экологических и вместе с тем социально-экономических перспектив (Круть, Ширяева, 1995). Хотя, к этому сроку были разработаны подходы и к рассмотрению проблемы устойчивости экономического развития (Горлинский, 1994-95), и к разработке информационных систем для устойчивого развития (Барский, Сергеев, 1994-95), был предложен и апробирован метод формализации устойчивого развития региона с использованием критериев безопасности и принципов управления риском (Быков, Горлинский, 1994-95)
Россия в обсуждении экологических проблем проделала примерно тот же путь, что и Запад, только с меньшим размахом обсуждений, с меньшей правдивостью и откровенностью. Вначале были поставлены вопросы о необходимости регуляции преобразующей деятельности человека, о пределах роста производства, основанного на все расширяющемся потреблении природы. Выход виделся на пути ограничения вещественно-энергетического потребления природы и минимизации вредных выбросов, нарушающих динамическое развитие биосферы. В это время были приняты некоторые международные соглашения по окружающей среде. Они частично выполняются и, может быть, Россией в большей степени, чем многими другими государствами, из-за упадка производства. Но эти соглашения касаются в основном последствий, а не глубинных причин экологического кризиса.
Цели и планируемые результаты экологизации естествознания
В целеполагании как планируемых результатах экологизации естествознания необходимо отразить тот идеал - модель культурного человека, в которой учтены тенденции в развитии основных элементов образовательной системы. Развитие элемента «знание» определит результаты «знаниевой» сферы развития личности; «сознание» - «когнитивной»; «личность» - деятельностной, «ценностной» и «нормативной» сфер, отражающих отношения человека с миром. Предложенная в п. 1.3 схема анализа экологических компонентов в целеполагании школьных программ естественнонаучных дисциплин по существу отражает перечисленные выше сферы отношений человека с миром. Из проанализированных программ только в одной (программа по географии, разработанная авторским коллективом под рук. И.В. Душиной, 1998 ) отражены все предложенные в модели культурного человека «сферы» отношений человека с миром. Предложенная в пояснительной записке к данной программе схема «Планируемых результатов школьного географического образования» может послужить основой для тех же целей в отношении экологизации образовательной области «Естествознание». Результаты знаниевой сферы представлены на основе требований к формам предъявления учебной информации, разработанные специалистами в области экологического образования (Мамедов, 1996, Суравегина, 1997).
Ориентация в целеполагание (в результатах экологизации) только на проблемы охраны окружающей среды (см. п. 1.3) несколько упрощает понимание экологических проблем. Специалисты в области экологического образования ставят целью изменения в целом отношения к окружающей среде, формирование такого мышления, которое ориентировано на гармонизацию взаимодействия природной и культурной сред (Мамедов, 1996).
Проблемы просто охраны истекают из технократической логики, исходя из прежних принципов построения содержания естественнонаучных дисциплин: изучение явления, а затем его использование в народном хозяйстве. Далее логично продолжить - рассмотрение проблем окружающей среды, связанных с использованием в хозяйстве. В то время, как специалистами в области экологического образования выделены следующие формы предъявления учебной информации.
В качестве исходной единицы содержания рассматривается понятие экосистемы. Обменные процессы между любой открытой системой и средой, необходимые для существования и развития данной системы, представляется как экологическое взаимодействие. Если обменные процессы упорядочены во времени, говорят о динамическом равновесие в экосистеме. Если происходит сбой в упорядоченности, возникает экологическое противоречие. Именно противоречия и порождают экологические проблемы, причем не только проблемы окружающей среды, а в целом экосистемы. Экологическое взаимодействие обеспечивает развитие системы, на пути которого встречаются 1) эффекты принципиально непредсказуемые, после которых системы могут переходить в качественно иное состояние (Моисеев, 1995) и 2) устойчивые состояния, характеризующиеся сохранением качественной определенности систем.
Такая методология рассмотрения полного цикла экологической информации вычленяет следующие понятия; экосистема, экологическое взаимодействие, экологическое противоречие, экологическое развитие, экологическая устойчивость. (Мамедов, 1996; Суравегина, 1997) Все естественнонаучные дисциплины - физика, химия, биология, география) -должны включить все перечисленных понятия, а не только проблемы охраны окружающей среды. Подобное включение всех естественных дисциплин в формирование основных экологических понятий будет способствовать формированию естественнонаучной картины мира, не разделенной на физическую, химическую и другие составляющие.
Из предложенной схемы видно соотнесение уровней содержания, (1 и 2 столбцы), и когнитивных новообразований развивающейся личности учащихся (3 столбец). Существующие программы естественнонаучных дисциплин в основном обеспечивает 1 уровень, подавая достаточно бессистемно экологическую информацию, далеко не во всех темах, в каких было бы можно ее предъявить, и, обучая учащихся, в лучшем случае, просто ориентироваться в этой дополнительной информации за счет некоторой ее классификации. Географические программы в силу привнесения в них системного подхода способны обеспечить реализацию с 1-го по 3-ий уровень, достигая в некоторых вопросах и 4-го уровня. Причем, эти уровни достигаются не только в плане подачи экологических компонентов содержания, но и самого географического содержания. В программах других естественнонаучных дисциплин обеспечены порой только два уровня как по возможности развития учащихся, так и по организации содержания, а значит и его экологизации. Соотнесение уровней, очевидно необходимо считать первой задачей на пути развития естественнонаучного образования. В связи с этим далее будут рассмотрены цели экологизации только в пределах 3-х уровней схемы, поскольку к реализации последующих современная общеобразовательная школа еще не готова, необходимо пройти последовательно все этапы.
Вполне возможно, что трудности внедрения основных принципов экологического образования обусловлены именно несоответствием требований развития когнитивных новообразований, уровней, предъявляемых со стороны условий экологизации, и обеспечиваемых со стороны естественнонаучного образования. Реализация 4 и 5 уровней развития возможны на основе развития соответствующей деятельности, которая в современной школе пока не принята. Интерактивные методы обучения пониманию способствуют координации усилий групп людей с различными интересами, они входят в школы пока спорадически. Их необходимо организовать таким образом, чтобы они последовательно способствовали развитию определенных умений согласовывать решения различных групп. Подобная система была разработана на биологическом факультете МГУ для студентов. (Кавтарадзе, 1998) Для школы подобной системы пока нет. К сожалению, в школе интерактивные методы вводятся без должного обоснования места и времени их введения, а только из апробационного смысла самих методов. Схема 3.1.1 показывает, что подобные методы необходимо вводить при реализации 3-го уровня, когда ставится задача обучения рефлексированию, выдвижению гипотез, прогнозированию. Эти задачи не должны опережать, например, задач на причинно-следственное объяснение, или на видение вероятностных взаимосвязей. Иначе то же прогнозирование превратится в пустое декларирование и задача обучения достигнута не будет. Нельзя не согласиться с исследователями (Пегов,199б), которые предупреждают, что «верные в принципе положения применяются не в то время и не на том месте, где и когда надо.» Есть и предупреждения в отношении формирования способности к рефлексии, которые в ряде инноваций были перенесены даже в начальную школу. (Пегов, 1996) Необходимо отметить, что требование приведения в соответствие места, времени и сути педагогического принципа исходит из экологической экспертизы инноваций в сфере образования. (Пегов, 1996, Вербицкая, Бодряков, 1996,1997)
