Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы использования внутрипредметных связей в процессе формирования общебиологических понятий в физиологической, психолого-педагогической и методической литературе 10
1.1. Психолого-физиологические и педагогические основы внутрипредметных связей школьного курса биологии 10
1.2. К истории вопроса о внутрипредметных связях школьного курса биологии 22
1.3. Проблема внутрипредметных связей школьного курса биологии в современной учебно-методической литературе 42
Выводы по 1 главе 76
Глава 2. Влияние внутрипредметных связей на формирование общебиологических понятий 78
2.1. Из опыта использования внутрипредметных связей в процессе формирования общебиологических понятий 78
2.2. Организация педагогического эксперимента 89
2.3. Методические условия эффективного использования внутрипредметных связей при формировании общебиологических понятий 113
Выводы по 2 главе 126
Заключение 127
Литература 130
Приложения 149
- Психолого-физиологические и педагогические основы внутрипредметных связей школьного курса биологии
- К истории вопроса о внутрипредметных связях школьного курса биологии
- Из опыта использования внутрипредметных связей в процессе формирования общебиологических понятий
Введение к работе
Современное общество претерпевает существенные социально-экономические изменения, которые в свою очередь оказывают влияние на систему общего образования. Государственная политика в области образования основывается на ряде принципов, среди которых в период перестройки общего образования особую значимость приобретают:
- гуманистический характер образования, приоритет общечеловеческих ценностей, жизни и здоровья человека, свободного развития личности;
- общедоступность образования, адаптивность системы образования к уровням и особенностям развития и подготовки обучающихся [62]. Федеральная программа развития образования определяет одно из направлений совершенствования общего образования - изменение его структуры и обновление содержания, так как оно является одним из факторов экономического и социального прогресса общества. Исходя из этого в Российской Федерации устанавливаются государственные образовательные стандарты, определяющие обязательный минимум содержания основных образовательных программ, максимальный объем учебной нагрузки обучающихся, требования к уровню подготовки выпускников.
Обязательный минимум содержания школьного биологического образования представлен системой понятий, закономерностей, законов, отражающих уровень развития современной биологической науки. Он составляет базовое содержание предмета, учитывающее социальный заказ общества школе, опыт отечественной и зарубежной практики преподавания.
Отобранное с учетом обязательного минимума содержание и существующие действующие программы представляют собой новый школьный курс биологии, построенный на основе принципов систематичности, воспитывающего и развивающего характера обучения, преемственности, дифференциации.
Обновленный современный школьный курс биологии состоит из нескольких разделов в соответствии со структурой биологического образования. Для обеспечения целостности курса и формирования единого, научно-материалистического взгляда на природу в его содержании необходимо отразить те естественные связи, которые существуют в неживой, живой природе и между ними, а в процессе обучения их устанавливать и широко использовать.
В соответствии с теорией развития биологических понятий [152], содержание школьного курса состоит из совокупности простых, сложных, специальных и общебиологических понятий, между которыми существует неразрывная связь: простые понятия на определенном этапе развития знаний школьников переходят в сложные, в свою очередь простые и сложные понятия составляют содержание специальных понятий, соответствующих характеристике царств природы; общебиологические понятия состоят из совокупности специальных и отражают основные закономерности строения и жизнедеятельности природных систем. Таким образом, в содержании курса заложены те преемственные связи, которые необходимо учитывать при формировании биологических понятий.
Преемственность предполагает установление таких связей, в которых всякий последующий материал логически продолжает предыдущий [ 139 ]. Связи могут устанавливаться как в рамках одного учебного предмета - внутрипредметные, так и разных учебных предметов - межпредметные.
Существенный вклад в решение вопроса о преемственных внутрипредметных связях внесли исследования психологов (Б.Г.Ананьев, Ю.А.Самарин, П.Я.Гальперин и др.), педагогов (Я.А.Коменский, И.Я.Лернер, М.Н.Скаткин и др.), методистов-биологов (В.М.Корсунская,
АХ.Медова», Н.М.Верзилин, Н.А.Рыков, И.Д.Зверев, Б.В.Всесвятский, В.Н.Максимова, Б.Д.Комиссаров, А.П.Мягкова, Д.И.Трайтак, В.М.Пакулова и др.).
В своих работах авторы указывали на наличие в содержании школьного курса биологии преемственных связей и отмечали необходимость их использования при формирования знаний, умений и навыков, но при этом не дают рекомендаций по методике работы с ними.
Анализ современной учебно-методической литературы, анкетирование учителей, анализ их работы показали, что данная проблема имеет место в теории и практике методики обучения биологии, вместе с тем не разработана система и методика актуализации опорных понятий в разных методических условиях формирования биологических знаний, в связи с чем необходимость решения этих вопросов не вызывает сомнений. Это определило выбор темы исследования: «Внутрипредметные связи как методическая основа формирования общебиологических понятий».
Цель исследования: выявление эффективных условий актуализации опорных знаний в процессе формирования общебиологических понятий и построение системы их использования.
Объект исследования: процесс формирования общебиологических понятий при изучении раздела «Общая биология» школьного курса биологии.
Предмет исследования: выяснение влияния внутрипредметных связей на формирование общебиологических понятий в разных методических условиях.
Гипотеза исследования: формирование общебиологических понятий будет более эффективным, если:
1) произвести обоснованный отбор опорных понятий курса биологии и на их основе формировать общебиологические понятия;
2) учитывать эффективные условия использования внутрипредметных связей при формировании общебиологических понятий;
3) разработать систему использования внутрипредметных связей при формировании общебиологических понятий.
Исходя из цели и гипотезы исследования были определены следующие задачи:
1. Изучить состояние исследуемой проблемы в физиологической, психолого-педагогической и методической литературе.
2. Определить состояние проблемы в практике работы учителей в современных условиях на основе изучения и обобщения опыта работы учителей биологии в 10 классах.
3. Разработать и экспериментально проверить методические условия использования внутрипредметных связей при формировании общебиологических понятий.
4. Выявить эффективные условия использования внутрипредметных связей в процессе формирования общебиологических понятий.
5. Разработать систему использования внутрипредметных связей при формировании общебиологических понятий с учетом эффективных методических условий.
Методологической основой исследования являются теория познания, ассоциативно-рефлекторная концепция усвоения социального опыта, системный подход, теория развития биологических понятий.
В процессе исследования применялись следующие методы: теоретический - анализ физиологической, психолого-педагогической и методической литературы, программ, учебников, методических пособий по проблеме исследования; эмпирические методы —изучение и обобщение опыта в области биологического образования, педагогический эксперимент, личное преподавание исследователя в школе, наблюдение за образовательно-воспитательным процессом по биологии, анкетирование
учителей, анализ посещенных уроков; статистическая обработка результатов деятельности учителей и учащихся. Исследование проводилось в три этапа:
- на первом (1995 -1997 гг.) был проведен научный анализ теоретических источников в области методики биологии, физиологии, педагогики, психологии, что позволило выявить актуальные направления поиска исследования, определить цель, гипотезу и его задачи. Проводилось изучение опыта работы учителей (констатирующий эксперимент на базе средних школ №№ 19, 74, 32, 101, 140 г.Красноярска) в аспекте исследуемой проблемы.
- На втором этапе (1997 - 1999 гг.) была разработана методика формирования общебиологических понятий с использованием внутрипредметных связей в разных методических условиях; был проведен формирующий эксперимент, выявлены наиболее эффективные методические условия формирования и развития общебиологических понятий с использованием внутрипредметных связей.
- На третьем этапе (1999 - 2002 гг.) осуществлен количественный и качественный анализ экспериментальных данных, обобщены результаты исследования, сформулированы выводы, оформлена диссертация.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается анализом научно-методической литературы в аспекте изучаемой проблемы; использованием методов, адекватных поставленным целям, предмету и задачам исследования; количественным и качественным анализом полученных данных с использованием методов математической статистики. В ходе исследования было проведено 792 урока, посещено и проанализировано 158 уроков учителей биологии, проверено 4940 ответов
учащихся на 52 контрольных вопроса, проанализировано 98 анкет учителей биологии.
Научная новизна и теоретическая значимость состоит в реализации системного подхода к исследованию процесса формирования и развития биологических понятий с опорой на внутрипредметные связи; в выявлении эффективных условий развития и формирования общебиологических понятий с использованием внутрипредметных связей (выбор методов, форм, средств обучения), в отборе учебного материала и определении его логической структуры, которая обеспечивает формирование общебиологических понятий в условиях реализации внутрипредметных связей.
Практическая значимость исследования состоит в выявлении эффективных условий актуализации опорных знаний при формировании общебиологических понятий; в разработке методической системы актуализации опорных знаний при формировании общебиологических понятий и методических рекомендаций к ее использованию.
Апробация и внедрение результатов исследования проводились в ходе непосредственной работы исследователя в средних школах г.Красноярска, в преподавании автором раздела общей биологии в школе, через лекции, лабораторно-практические занятия со студентами факультета естествознания КГПУ; на заседаниях методических объединений учителей-биологов Железнодорожного района г.Красноярска, на научно-практических конференциях в городах Красноярск, Нижний Тагил, Москва, в публикациях [161-168]. Основные положения и выводы диссертационной работы обсуждались на кафедре методики биологии и основ сельского хозяйства КГПУ.
На защиту выносятся:
1. Теоретическое обоснование необходимости использования внутрипредметных связей при формировании общебиологических понятий.
2. Методические условия эффективного использования внутрипредметных связей в процессе формирования общебиологических понятий с помощью определенных средств обучения и форм организации учебной деятельности школьников.
3. Позитивные результаты исследования, теоретические положения и выводы.
Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии, приложений. Объем диссертации 148 странид, в том числе 17 таблиц, 4 рисунка. Список литературы включает 219 наименований.
Психолого-физиологические и педагогические основы внутрипредметных связей школьного курса биологии
Школьный курс, отражающий основы биологической науки, состоит из разделов, включающих в себя материал о закономерностях строения, жизнедеятельности и развития растительных организмов, бактерий, грибов, животных, человека. Завершает и обобщает знания о живой природе раздел общей биологии, который раскрывает общие закономерности строения, функционирования и развития живых систем. Между содержанием разделов курса существует внутренняя связь, которая придает целостность всему курсу. Каждый из разделов включает в себя систему специальных понятий, характеризующих представителей отдельного царства природы, которые в свою очередь, входят в состав общебиологических понятий, раскрывающих сущность общих закономерностей жизнедеятельности живой материи. Именно поэтому, формируя общебиологические понятия, необходимо знать и использовать те естественные связи, которые существуют между общебиологическими и специальными понятиями, входящими в их состав. Иначе говоря, формирование общебиологических понятий должно сопровождаться использованием внутрипредметных связей.
Проблема внутрипредметных связей в содержании школьных курсов и их использование в учебно-воспитательном процессе в школе интересует с давних пор многих ученых. Она изучается психологами, физиологами человека, педагогами и методистами. Этой проблеме посвятили свои исследования Я.А.Коменский, К.Д.Ушинский, С.Л.Рубинштейн, Л.С.Выготский, Б.П.Есипов, М.А.Данилов, Б.Г.Ананьев, Ю.А.Самарин, Н.М.Верзилин, Н.А.Рыков, А.П.Медовая, В.М.Корсунская, И.Д.Зверев, Б.Д.Комиссаров, Б.В.Всесвятский и другие. В качестве диссертационных исследований ее разрабатывали В.К.Кириллов, Е.В.Костерова, В.А.Далингер, К.С.Муравин, М.В.Короткова и другие. Перечисленные авторы рассматривают внутрипредметные связи с разных позиций. Нас в первую очередь заинтересовало, что понимается под внутрипредметными связями. Анализ литературы показал, что вопрос о внутрипредметных связях школьных курсов исследовался недостаточно, поэтому и понятие «внутрипредметные связи» не поддается исчерпывающему определению.
Общее представление о нем можно получить из схемы построения учебного предмета. В любом полноценном курсе сначала рассматриваются исходные элементы предмета изучения, как бы «клеточки», затем происходит последовательное движение от этой «клеточки» к более развитым и содержательным формам того же предмета, вплоть до высшей, наиболее развитой его формы, которую можно было бы назвать «развитым телом» [83]. Сопоставим с содержанием школьного курса биологии. Он состоит из разделов, каждый из которых представляет систему взаимосвязанных понятий. Понятия делятся на группы: простые и сложные, специальные и общебиологические. В ходе обучения каждое понятие постепенно развивается, усложняется: от простых к сложным, от специальных к общебиологическим. Поэтому между понятиями существуют те связи, которые образуют целостную систему курса биологии, что открывает большие возможности для совершенствования процесса обучения.
В связи с этим обратимся к некоторым формулировкам определения внутрипредметных связей. В.М.Монахов и В.Ю.Гуревич считают, что «Внутрипредметной связью по содержанию называется применение знаний и умений, приобретенных учащимися при изучении одних тем данного учебного предмета, в организации других тем этого же предмета» [114]. Данное определение затрагивает одну сторону внутрипредметных связей - содержательную. В ней отражена только деятельность ученика, направленная на применение имеющихся знаний при получении новых. Но как организуется учебный процесс? Какие необходимо создавать условия учащимся для актуализации внутрипредметных связей - эти вопросы в работе не рассматриваются и в формулировке определения не нашли отражения.
К истории вопроса о внутрипредметных связях школьного курса биологии
Еще Я.А.Коменский процесс обучения представлял как единый путь познания, постепенного развития разнообразных знаний из единого общего корня. Он подчеркивал необходимость того, чтобы знания преподносились в последовательности и непрерывной связи. «Все имеющее связь, преподавать в связи» [86, с.287]. К.Д.Ушинский [199] процесс усвоения знаний представлял себе как процесс установления связи между вновь приобретенными и старыми знаниями, имеющими связи.
Проблема внутренних связей в содержании школьного предмета биологии была обозначена В.Ф.Зуевым в его учебнике по естествознанию, который состоял из двух частей и включал три отдела : «ископаемое царство», «прозябаемое царство» и «животное царство». В основу разделов были положены естественные взаимоотношения, которые просматриваются между живой природой и растениями, неживой природой, растениями и животными. Учебный материал был расположен в логически продуманной последовательности. Изложение построено эволюционно, с постепенным усложнением сведений о жизни природы, ее развитии.
При отборе объектов изучения и изложения учебного материала В.Ф.Зуев не придерживался господствующей тогда систематики, а давал живое описание растений и животных, в первую очередь имеющих значение для человека. Так впервые было обозначено различие между наукой и школьным учебным предметом, сделан методический отбор типичных объектов изучения. В учебнике ни разу не упоминалось о боге, не описывались суеверия и фантастические животные. Следовательно, учебник способствовал образованию правильных представлений о природе. Так, разнообразие растительных форм у В.Ф.Зуева - это следствие климатических и почвенных условий, существующих на земле. В учебнике В.Ф.Зуева прослеживалась связь науки с практикой. При описании растений и животных указывалось на их использование для нужд человека. Это, несомненно, значительно повышало интерес к изучаемому материалу, облегчало его понимание и усвоение. Кроме этого, В.Ф.Зуев изучил организмы во взаимосвязи с окружающей средой. Например, при описании пеструшки рассказывалось о массовых переселениях этих грызунов. Таким образом, В.Ф.Зуев был первым, кто заложил в содержание школьного предмета внутренние объективно существующие связи между неживой природой, растениями и животными и на их основе построил систему содержания школьного курса.
После смерти В.Ф.Зуева преподавание естествознания пошло по иному пути. Механическое перенесение систематики без педагогической обработки создавало условия не на развитие интереса к учебному предмету, а на его подавление. Содержание учебников в первой половине XIX века составляла линнеевская систематика или классификация естественных тел в природе. Поэтому созданные учебники А.М.Теряева, И.И.Мартынова, Я.В.Петрова, И.Кастальского и И.И.Шиховского были трудны для усвоения учащимися.
Вместе с тем, в середине XIX века в образование проникали и прогрессивные идеи. Например, В.И.Даль сделал отбор учебного материала для учащихся, учитывая возраст аудитории. Он произвел обработку текста, делая тем самым учебный предмет интересным. В.И.Даль восстал против систематики и выдвинул на первый план знакомство с явлениями жизни растений. Описания растений даны доступно, в определенной логической последовательности с учетом существующих внутренних связей в природе. «Так, сначала следует описание строения и отправлений главных органов растений: корня, стебля, листа, цветка и плода, - а затем описывается несколько наиболее замечательных растений, заканчивается сведениями о распределении растений по земному шару и о влиянии на растения человека и животных» [155].
Не менее интересны, на наш взгляд, идеи немецкого педагога А.Любена, который последовательно применил к материалу естествознания общие дидактические принципы: от простого - к сложному, от известного - к неизвестному, от конкретного - к отвлеченному. Автор предлагал начинать предмет с изучения своей местности, родины и заканчивать ознакомлением с природой отдаленный стран, обращая внимание на те тела природы, которые наиболее доступны детям. Говоря о выборе объектов природы для изучения, А.Любен указывал «на необходимость давать учащимся в каждом курсе учебного предмета законченное целое, а в каждом следующем - дальнейшее развитие предыдущего. Чтобы знания были прочными, необходимо чаще возобновлять приобретенные познания и приучать детей к самостоятельному изучению и наблюдению природы» [192, с.136].
Из опыта использования внутрипредметных связей в процессе формирования общебиологических понятий
Для выявления состояния исследуемой проблемы в практике обучения биологии в школе были просмотрены статьи в журналах «Биология в школе», «Советская педагогика», «Народное образование» и выяснилось, что начиная с 1990 г. опубликовано несколько статей, в содержании которых затрагиваются вопросы использования внутрипредметных связей.
Так в журналах «Советская педагогика» данная проблема с теоретических позиций обсуждалась в статьях В.П.Беспалько [9], Л.Я.Зориной [72] на основе системного подхода. Принцип системности, введенный в дидактику Л.Я.Зориной, направлен на отражение в предметном содержании взаимосвязи структурных элементов научной теории.
Данный принцип нашел отражение и в методике преподавания биологии. ИЛ.Новицкая [121] говорит о том, что системный подход позволит изучать сложные биологические объекты на теоретическом уровне. Клетка, организм, популяция, биогеоценоз, биосфера являются системами благодаря связям, которые объединяют составляющие их элементы. Особая роль при этом принадлежит системообразующим связям. Для каждой системы можно выделить внутренние (горизонтальные) системообразующие связи и внешние (вертикальные) связи со средой. При этом внешние связи систем нижнего уровня иерархии являются внутренними системообразующими для систем следующего уровня. На выявление системообразующих связей и должно быть в первую очередь направлено внимание школьников, именно выявление этих связей играет важную роль в изучении биологических систем на теоретическом уровне и в осуществлении логических переходов от систем нижних уровней иерархии к системам более высокого ранга, что в конечном счете способствует формированию у школьников целостного, научно-теоретического образа живой природы, соответствующего современному знанию.
Таким образом, при рассмотрении живых систем в соответствии с иерархическими принципами, где системы нижних уровней организации последовательно включаются в системы более высоких уровней и раскрываются внутрипредметные связи между ними.
Практическое значение дидактического принципа системности нашло отражение в статье Л.Н.Сухоруковой [181]. Данный принцип включает:
1. ознакомление с методологией системного подхода; определение понятий «система», «элемент», «структура», «организация», «структурный уровень»;
2. формирование целостного представления о биосистемах как открытых, способных к самоорганизации, самовоспроизведению, развитию;
3. отбор информации о биосистемах с учетом принципа полицентризма;
4. изучение клетки как элементарной живой системы;
5. обобщение знаний об организме как системе;
6. системное описание популяции и вида;
7. рассмотрение биогеоценозов и биосферы как экологических систем;
8. построение содержания на основе раскрытия связей между системами разных уровней.
Далее автор на основе данного принципа объединяет учебный материал во взаимосвязанные блоки (разделы), в результате чего каждый последующий раздел может быть усвоен только на основе знаний, полученных при изучении предыдущих разделов. Постепенное развитие теоретических понятий приводит к последовательному обогащению знаний учащихся о живых системах, формированию целостного образа жизни живой природы как единой системы.
Кроме принципа системности, Л.Н.Сухорукова учитывает принцип преемственности, который обеспечивает развитие знаний о биологических системах и уровнях организации живой природы, полученный в основной школе, тем самым устанавливая взаимосвязь заключительного раздела «Общая биология» с другими разделами биологии.
Об установлении преемственных связей в развитии основных биологических понятий пишут Г.С.Калинова, А.Н.Мягкова, В.З.Резникова. Они отмечают, что «школьная биология должна представлять собой единый курс, а не отдельные дисциплины. Его целостность может быть достигнута путем интеграции биологических знаний, устранения их фрагментарности, установления преемственных связей между классами, последовательности развития основных биологических понятий» [81, с.27].
Далее авторы предлагают распределить содержание школьного курса по годам обучения по спиральному принципу, в соответствии с которым основные биологические понятия (эволюционные, экологические, цитологические и др.) вводятся в первые годы изучения биологии и постепенно от класса к классу расширяются, углубляются и обогащаются новыми сведениями. Несмотря на то, что в статье конкретно не раскрывается значение внутрипредметных связей при формировании общебиологических понятий, внимание читателей акцентируется на их использование.
