автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование теоретических знаний в процессе обучения биологии (VIII класс)

Автореферат диссертации по теме "Формирование теоретических знаний в процессе обучения биологии (VIII класс)"

пб од

1 7 ПАИ $:$)ССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИНСТИТУТ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

На правах рукописи

МИЩУК Наталия Иосифовна

ФОРМИРОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ- ЗНАНИЙ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ /Ш класс/

13.00.02 - методика преподавания биологии

АВТОРЕФЕРАТ ■ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва 1993

Работа выполнена в лаборатории биологического образования Института общеобразовательной школы Российской академии образования.

Научный руководитель:

кандидат педагогических наук, старший научный сотрудник Г.С.Калинова

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук,

профессор

А.Н.Захлебный,

кандидат педагогических наук,

доцент

В.В.Пасечник

Ведущее учреждение:

Московский педагогический государственный университет им. В.И.Ленина

Защита состоится " Л< " уаючА_ 1993 г.

в í о часов на заседании специализированного совета К 018.06.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата педагогических наук в Институте общеобразовательной школы РАО по адресу: 119903, г.Москва, ул. Погодинская, д. 8, комната К 311.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат .разослан " ^ " UA&

1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета ^^

кандидат педагогических наук, ^ В.И.Голов

доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы исследования. Проблема совершенствования содержания среднего биологического образования-одна из актуальных на современном этапе. Уровень подготовки основного контингента учащихся, вклад школьного курса биологии в решение учебно-воспитательных задач сегодня оказывается недостаточным. Содержание среднего биологического образования нугдается в изменении, в усилении теоретической направленности его второй ступени.

Анализ состояния преподавания и изучение качества знаний по биологии в средних школах Российской Федерации и Украины, итоги вступительных экзаменов в высшие учебные заведения /Тернопольский государственный педагогический институт, Московский педагогический государственный университет, Львовский государственный университет, Московский государственный университет/ показывают, что из года в год качество биологических знаний учащихся снижается, у ряда школьников знания носят формальный характер. При достаточно высоком уровне знаний конкретного материала у большинства выпускников средней общеобразовательной школы, поступающих на биологический факультет пединститута, университета больше трудности вызывают вопросы общебиологического плана, неумение соотносить общие теоретические положения с конкретным материалом. У большинства абитуриентов слабо развито теоретическое мышление, Отчасти это модно объяснить недостатками действующего курса, в.котором существует значительный разрыв между описательным фактологическим содержанием разделов основной школы и заключительным теоретическим разделом общей биологии. К X классу школьники забывают многие научные факты и не могут их использовать для конкретизации общих биологических закономерностей. Описательный характер курса биологии второй ступени, обилие фактов, неподкрепленных теорией, не позволяет в должной мере обеспечить доказательность обучения.

Немаловажной причиной снижения качества биологических знаний служит сокращение времени на изучение биологии /за 70 лот число часов на изучение курса уменьшилось в три раза/.

Переход школ Российской Федерации на обязательное девятилетнее образование требует изменения содержания курса биологии в основной школв*Л Учащиеся, заканчивавшие свое обучение в IX классе,

1/ Закон Российской ¿вдевании об образовании. - М.: МП "Новая школа", 1992. - 57 с.

должны получить знания о целом ряде важных, обязательных для каждого образованного человека общебиологических закономерностях, необходимых для понимания единства жизни во всех ее. проявлениях, применения в практической деятельности, решения экологических проблем.

Анализ концептуальной системы биологической науки^ показывает, что школьный курс не вполне соответствует состоянию науки о жизни на современном этапе ее развития. Б частности, полицентризм биологической науки, учение об уровнях организации живой природы находят лишь частичное отражение в разделе общей биологии, а содержание основной школы страдает организмоцентризмом. Знания о природных сообществах /надорганизменных системах/ фрагментарно представлены в разделах о растениях и животных и в основном раскрываются на заключительном этапе образования.

Изучение материалов второго международного исследования по сравнительной оценке качества подготовки учащихся средней школы 9- и 13-летнего возраста по естественно-математическим предметам -International Assessment of Educational Progress / IAEP - II /, которое проводилось Американским центром педагогического тестирования / Educational Testing Service - ETS / В 20 странах мира, включая 28 регионов бывшего СССР, с 1989 по 1992 год показало, что во многих странах основные теоретические знания по биологии /клеточная теория, эволюционное учение, генная теория и др./ учащиеся получают в подростковом возрасте^'. В условиях расширяющегося международного сотрудничества, формирования открытого рынка труда важно, чтобы уровень образования в стране соответствовал мировым стандартам.

Вышеизложенное позволяет сформулировать проблему исследования,

2/ Заренков Н.А. Теоретическая биология: Введение. - М.: Изд-. во МГУ. 1988. - 212 е.; Музрукова Е.Б. Роль цитологии в Формировании и развитии общебиологических проблем. - М.: Наука, 1988. -176с.; Сидякин В.Г., Сотников -Д.И., Сташков A.M. Основы научных исследований. . - К.: Вшда шк., 1987. - 136 е.; Фролов И.Т. Жизнь и познание: 0 диалектике в современной биологии. - М.: Мысль, 1981. -268 с.

3/ Коватева Г.С., Резникова В.З. Научный анализ знаний.учащихся: международная программа //Биология в школе. - 1992. - К 34. - С. 31-35; Сравнительная оценка естественно-математической подготонки школьников /по результатам международного исследования

- 1ЛКГ-П К - №.: Л1Ш РК, 1992. - 133 е.; The 1991 IAKP Aaaeosnent: Objectivey for iVnthoaatica, Science and Geography IA£F Center ior t!>e Anseofprn^nt of Educntional Гго^гоэя, Educational Testing Service.

- 63 p.

направленную на преодоление противоречия:

- между целями биологического образования и фактологическим характером содержания учебного материала курса биология второй ступени, снижающим доказательность обучения, затрудняющим формирование у школьников теоретического мышления;

- между описательным содержанием разделов о растениях, бактериях, грибах, животных и теоретическим материалом раздела общей биологии.

Решению данной проблемы будет содействовать введение уже на более ранних этапах второй ступени обучения необходимых теоретических обобщений биологии.

Цель исследования - определить содержание и структуру теоретических знаний в курсе биологии основной школы и методические условия, обеспечивающие их качественное усвоение.

Объектом исследования является процесс обучения биологии в УШ классе основной школы.

Предмет исследования - формирование теоретических знаний в процессе обучения биологии УШ класса.

Гипотеза исследования: если определить содержание и структуру теоретических знаний в курсе биологии основной школы, методические условия их' изучения, то это обеспечит усвоение теоретических знаний учащимися, даст возможность школьникам применять их для объяснения биологических явлений, так как позволит интегрировать научные факты на базе теорий и закономерностей и разгрузить курс от второстепенного описательного материала.

В соответствии с выдвинутой целью и гипотезой сформулированы основные задачи исследования:

1. Определить содержание и структуру теоретических знаний, обеспечивающих повышение научного уровня биологического образования.

2. Выявить методические условия, способствующие эффективному усвоена» учащимися теоретических знаний.

3. Экспериментально проверить эффективность разработанной методики по формированию теоретических знаний.

Для проверки гипотезы и реализации поставленных задач были использованы теоретические методы исследования: анализ литературы по философии, педагогике, психологии и методике преподавания биологии, ретроспективный анализ естественно-научной литературы по

проблеме исследования с целью определения исходных теоретических положений.

В качестве методов экспериментального исследования были применены: педагогическое наблюдение учебного процесса, проведение диагностических работ, поисковый и обучающий эксперимент. Осуществлена математическая и графическая обработка результатов обучающего эксперимента.

Достоверность результатов исследования обеспечивается использованием широкого спектра теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его предмету и задачам; репрезентативностью выборок; сочетанием количественного и качественного анализа результатов на отдельных этапах работы.

Предмет и задачи исследования определили его логику и этапы.

На первом этапе / 1988-1989 уч.г. / проведен теоретический анализ научной и методической литературы. Теоретически обосновано выделение в программе новой темы "Основные биологические закономерности". Созданы учебные материалы для учащихся, методические рекомендации для учителя. Проведена апробация учебных материалов для учащихся в СШ № 434 г.Москвы и СШ & 24 г.Тернополя.

На втором этапе / 1989-1990, 1990-1991 уч.г. / проведен обучающий педагогический эксперимент в средних школах Российской Федерации и Украины: в г.Москве №№ 35В, 361 и 434, пос.Черноголовка Московской области СШ Je 82, г.Тернополе № 24. В 1989-1990 учебном году эксперимент был расширен с учетом коррекции содержания и методических рекомендаций и имел обучающий характер. В 1990-1991 учебном году продолжилось исследование в целях проверки эффективности разработанной методики.

На защиту выносятся:

1. Содержание и структура теоретических знаний в курсе биологии основной школы / УЩ класс /, роль ученая об эволюции, уровнях организации живой природи, клеточной теории, классификации организмов в интеграции фактических сведений, усилении доказательности обучения, повышении качества знаний учащихся.

2. Методические условия усвоения теоретических знаний.

Научная новизна исследования состоит в обосновании необходимости и яозмочомстп повышения теоретической направленности курса биологин основной школы, определении содержания и структуры теоретических знаний, разработке методических условий, обеспечивающих

ЯГ, УСРРРЧИО.

Теоретическая значимость. Разработанная система теоретических знаний, дедуктивное их введение позволит усовершенствовать содержание курса биологии основной школы, интегрировать биологические понятия на. базе идей эволюции и уровней организации живой природы и тем самым преодолеть описательный характер содержания-разделов основной школы, усилить доказательность в обучении.

Практическая значимость исследования состоит в разработке методики формирования теоретических знаний в курсе биологии средней ступени обучения / УШ класс /. Основные положения, изложенное в диссертации, реализованы в программах по биологии: для УШ-1Х классов /на базе курса естествознак-т/ и для У1-Х1 классов /на основе новой концепции/, в учебном пособии по биологии для учащихся УШ класса, в методических рекомендациях для учителя, которые могут быть использованы в школьной практике.

Апробация работы проводилась на заседаниях лаборатории биологического образования и научно-практических конференциях молодых ученых НИИ общего среднего образования АПН СССР /ИОШ РАО/ /г.Москва, 1989-1993 г.г./. на Всесоюзных педагогических чтениях /г.Москва, 1991 г./, на курсах повышения квалификации научно-педагогических кадров Всесоюзного института повышения квалификации и переподготовки педагогических кадров АПН СССР /г.Москва, 1992 г./, на научно-практической конференции по проблеме экологического образования, организованной ЮНЕСКО /г.Москва, 1992 г./, на отчетной.научной конференции ТДДО1 /г.Тернополь, 1993 г./, на научно-практической конференции методистов-биологов, посвященной 90-летию со дня рождения М.Н.Верзилина /г.Москва, 1993 г./.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав /содержащих 8 параграфов/, заключения и списка использованной литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теми, определена методология исследования, сформулированы его научная новизна, теоретическая и практическая значимость.

В первой главе "Теоретические основы отбора содержания среднего биологического образования" дается анализ современного состояния биологической науки, научное обоснование отбора содержания образования, рассматривается проблема определения содержания теоретических знаний в методике обучения биологии.

Содержание среднего биологического образования определяется

уровнем развития биологической науки, включает в себя основы наук о живой природе. Современная биологическая наука развивается по пути интеграции биологического знания. Синтез биологических знаний происходит вокруг таких теоретических обобщений, как клеточная теория, теории эволюции, гена, уровней организации живой природы /В.Г.Афанасьев, Н.А.Заренков, Е.Б.Музрукова, В.Г.Сидякин, Д.И.Сотников, Р.Т.Таганов, И.Т.Фролов и др./.

Достижения биологической науки, ее вступление в фазу теоретического развития требуют решения по-новому ряда проблем, относящихся к содержанию среднего биологического образования. Главное внимание в курсе биологии основной школы должно быть уделено теоретическим обобщениям науки о жизни, имеющим большое значение для формирования научного мировоззрения учащихся, их биологической и экологической грамотности, подготовки к лсизни, труду.

Проблема развития теоретических понятий в основной школе в последнее время приобретает все большую актуальность в методике обучения биологии /М.Б.Ееркинблит, Е.Т.Бровкина, Е.П.Бруновт, И.Д.Зверев, Н.И.Казьмина, Г.С.Калинова, Б.Д.Комиссаров, В.В.Пасечник, И.Н.Пономарева, В.З.Резникова, И.Т.Суравегина г др./. Выступая за усиление теоретической направленности курса биологии второй ступени, одни авторы /Н.П.Дубинин, В.В.Латюшин, Н.А.Мягков, А.И.Никишов, В.В.Пасечник, И.Н.Пономарева и др./ стремятся сохранить сложившуюся структуру школьного курса, уделив большое внимание экологическому и эволюционному аспекту,- усилению внутренней интеграции курса. Другие /М.Б.Беркинблит, Б.Д.Комиссаров, А.Н.Мягкова, И.Л.Новицкая и др./ выступают за создание новых по содержанию и структуре учебных биологических курсов.

В исследовании мы исходили из основных положений концепции среднего биологического образования, разработанной в НИИ 0С0 АПН СССР / ИОШ РАО /4Л В соответствии с этой концепцией главное внимание было сосредоточено на:'

- определении содержания и структурировании теоретических знаний в курсе биологии УШ класса;

- интеграции эмпирических знаний на базе ведущих биологических идей и основных понятий;

- реализации принципа полицентризма, увеличении объема знаний о надорганизменных системах;

4/ Уятерилш к концепции общего среднего образования /Учебные пр^дуоты срезной школы/.- К.: АПН СССР. 195В. - С. 89-99.

- постепенном развертывании теоретических положений биологии /теория эволюции, уровней организации живой природы, клеточная теория/ соответственно возрастным возможностям школьников; ,

- повышении доказательности :з обучении за счет введения теоретических обобщений биологии в курс основной школы.

Важной предпосылкой в решении данной проблемы нослулсиля исследования философов, психологов и дидактов. Философами достаточно полно исследована проблема структуры, функций, возникновония и динамики развития теоретического знания /А.С.Арсеньев. В.С.Библер, П.В.Копнин, Г.И.Рузавин и др./. В психологии обоснована ведущая роль теоретических знаний в повышении развивающего потенциала обучения. доказана доступность теоретических знаний для школьников подросткового возраста /Л.И.Божович, В.В.Давыдов, А.З.Зак, Л.В.Занков, А.К.Маркова, Н.А.Менчянская, Д.Б.Эльконин и др./. В нашем исследовании при формировании теоретических понятий мы придерживаемся теории содержательного обобщения В.В.Даввдова, Д.Б.Эльконина. в соответствии с которой учащиеся старшего подросткового возраста проявляют интерес к обобщенным знаниям, достаточно эффективно усваивают абстрактные понятия, а также конкретный материал, не теряясь в его деталях и частностях и не тратя на их осмысление лишнего времени. Теория содержательного обобщения позволяет структурировать учебный материал на основе диалектического принципа движения познания от абстрактного к конкретному.

Роль теоретических знаний в повышении образовательного, воспитательного и развивающего потенциала обучения достаточно хорошо обоснована дидактами /Л.Я.Зорина, М.И.Еникеев, И.Я.Лернер, П.И.Пидкасистый, М.Н.Скаткин, А.М.Сохор, В.В.Усова и др./.

Во второй главе "Формирование теоретических знаний в курсе биологии основной школы" определено содержание и последовательность изучения теоретических знаний в курсе биологии УШ класса, методические условия, обеспечивающие эффективность лх усвоения учащимися.

Исходя из тенденций развития биологической науки, социального заказа, анализа состояния преподавания и качества знаний учащихся по биологии, проблемы содержания образования в дидактика, психологии, методике, мы выделяли четыре блока теоретических знаний. В основу Быделепия перьых трех блоков положена идея урэвней организации живой природа, а четвертый блок включает вопросы эео-

люции, так как эеолюция проявляется на всех уровнях организации живой природы и интегрирует все блоки знаний. Система теоретических знаний /цитологических, экологических, эволюционных, систематических/ раскрывается в специальной теме: "Основные биологические закономерности", которая изучается после ознакомления учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности живого организма, т.е., в начале УШ класса. Знания об организме создают базу для изучения основных теоретических обобщений.

Изучение теоретических обобщений начиналось с клеточно-орга-низменного уровня - нижней ступени иерархии биологической организации и осуществлялось через популяционно-видовую к высшей ступени иерархии - биосферно-биогеоценотической.

Клеточно-организменный уровень организации жизни является составным компонентом других уровней. Изучение теоретических знаний этого уровня дает возможность познать основные биологические закономерности и их проявление на низшем уровне биологической организации. Ключевые понятия этого уровня организации етзни -"клетка!' и "организм" /схема 1 /. Элементарной биологической системой, обладающей всеми признаками живого, является клетка. Ее изучению во ввоцной теме предшествовало обобщение знаний о разнообразии организмов, их общих признаках /клеточное строение, питание, дыхание, рост, развитие, размножение и др./. Это позволило подвести школьников к выводу о целостности организма, о клетке как единице строения, функционирования и развития, сформулировать основные положения клеточной теории.

В блок теоретических знаний клеточно-органиэменного уровня организации жизни нами включены понятия "наследственность" и "изменчивость", необходимые для понимания эволюционного процесса.

Знания о клетке углублялись, вводилось понятие "хромосомы", раскрывалась их функция - хранение наследственной информации. В связи с необходимостью ознакомления учащихся с экологической пирамидой потребовалось ввести понятие о митохондриях как аккумуляторах энергии в клетке.

Состав и структура понятий клеточно-органиэменного уровня организации 7шзни обусловили выбор методических условий, обеспечи-впгимхих усвоения: опора на знания учащихся о клетке и организме, нпб.чрдончр микро- л уакрооб-ьектов, работа о таблицами, схемами, гатимыми пособиями, (т-типн;"1 обт-иктон, обпЛир/ш«? янщтий о них.

Результаты анализа ответов учащихся показали, что они хорошо усваивают знания о признаках организмов, раскрывают их содержание, приводят конкретные примеры. Около В0% учащихся к признакам живых организмов наряду с ухе известными им из предыдущих курсов /питание, дыхание, рост, размножение и др./ относят наследственность и изменчивость, а 70$ школьников раскрывают содержание этих понятий.

В таблице № 1 представлены результаты анализа усвоения учазди-мися знаний основных положений клеточной теории. Как видно из данной таблицы, уровень усвоения учащимися основных положений ¡меточной теории достаточно высок. Это можно объяснить тем, что клеточная теория - описательная, в ней преобладает индуктивное обобщение, т.е. она представляет собой краткий план изложения знаний о строении, функциях, организации клетки, ее месте и роли в многоклеточном организме. Кроме того, усвоении учащимися знаний о клеточной теории способствовало предварительное изучение особенностей строения и жизнедеятельности организмов четырех царств живой природы.

Знания о клеточно-организменной форме жизни составляют основу

Таблица 1

' Результаты анализа усвоения учащимися основных положений клеточной теории /в % от 394 отвечающих/

Элементы знаний

Положения клеточной теории

1. Клетка - основная единица строения всех живых организмов;

2. Клетка - функциональная единица жиеого;

3. Клетка - единица развития всего живого;

4. Все клетки имеют сходный химический состав;

5. Клетки у большинства многоклеточных организмов образуют ткани, выполняющие определенные функции

Число учащихся

Раскрывают содержание элемента

97

85 67 92

90

для изучения понятий вида, популяции, биогеоценоза и биосферы и позволяют перейти к рассмотрению закономерностей, характерных для популяционно-видового уровня организации живой природы.

Основополагающими в блоке теоретических знаний популяционно-видового уровня организации живой природы являются понятия "вид" и "популяция" /схема 2/. Знания о виде и популяции необходимы для усвоения основных закономерностей живых систем, понимания эволюции, ее движущих сил и направлений, а также размножения, онтогенеза, закономерностей организации экосистем и биосферы.

При формировании теоретических знаний этого блока мы исходили из принципа восхождения от абстрактного к конкретному, провели отбор содержания и определили последовательность развития знаний:

- признаки /критерии/ вида;

- вид - элементарная систематическая единица;

- популяция - структурная единица вида.

Усвоению знаний популяционно-видового уровня организации жизни способствовали следующие методические условия:

- организация самостоятельных работ учащихся с использованием заданий на описание, сравнение объектов, определение критериев пнда и др.;

- проведение лабораторных работ:

- анализ научных терминов и сложных понятий, примеров, направленных на их конкретизацию:

- создание и использование таблиц, схем, картосхем, оригинальных иллюстраций для организации самостоятельной работы учащихся по усвоению нового содержания.

Проверка знаний о виде, его критериях показала, что почти 90% от общего числа отвечающих /310/ дают определение понятия "вид", однако раскрывают его с разной степенью глубины. Полное определение "вида" с указанием всех признаков удалось сформулировать 46$ школьников, у А\% в определении опущено 1-2 признака /чаще всего экологический и географический/, но главный признак - генетический раскрывался всеми учащимися.

График на стр. 12 отражает результаты усвоения учащимися знаний о критериях вида /морфологическом, географическом, генетическом/ на разных этапах формирования понятия "вид" /в процессе изучения темы, спустя три месяца и через 1 год/. На первом этапе формирования знаний о критериях вида 92.% учащихся называли и раскрывали содержание морфологического критерия, 86$ - географического ■ и только 535? - генетического критерия. Снижение уровня знаний уча-

100

\ 90

80

«

о 70

и

к 60

в

ей 50'

V

>» 40

о 30

ч

о 20

к

Р4 10

График

Результаты усвоения учащимися знаний о критериях вида на разных этапах формирования понятия "вид" /СШ 434, 358 г.Москва. № 24 г.Тернополь/

, Условные обозначения:

морфологический критерий

географический критерий

_ _генетический критерий

\ / V

1

Май 1989г.

2

Сентябрь 1989 г.

—■—время " 3 проверки Май 1990 г.

щихся по каждому из критериев вида спустя три месяца после изучения темы "Основные биологические закономерности" объясняется тем, что эти знания не' получали развития и конкретизации. Вместе с тем данные о результатах усвоения этих же знаний спустя год достаточно высокие. Это связано с тем, что учащиеся использовали знания о критериях вида при изучении многообразия растений и животных, составлении их морфологических и экологических характеристик. Кроме .того, при определении видовых признаков растений разных семейств, отрядов животных и т.д. особое внимание обращалось на такие критерии вида, как физиологический и генетический, которые на первом этапе обучения были усвоены формально.

Проверка качества усвоения знаний о структуре вида, популящи показала, что 71$ от общего числа отвечающих /387/ дают определение понятия "популяция". Большинство школьников /7455/ в своих ответах указало на то, что популяция является структурной единицей

вида. Около 80% верно приводят примеры популяций из местной флоры и 58$ - примеры популяций животных.

В таблице № 2 отражаются сведения по усвоению учащимися знаний о признаках популяции.

Таблица 2

Результаты анализа усвоения учащимися знаний о признаках популяции /в % от 240 отвечающих/

Элементы знаний

Признаки популяции

1. Размер занимаемой территории

2. Численность

3. Состав:

а/ половой б/ возрастной

4. Формы совместного существования:

а/ враждебные

- хищничество

- конкуренция

- паразитизм

6/ дружественные

- симбиоз в/ нейтральные

5. Регуляция численности

Число учащихся

Раскрывают содержание элемента

80 81

71

56

87

79

80

92 85 48

Большинство школьников раскрывают содержание этих понятий, конкретизируют примерами. В го же время, правильно определить всю совокупность признаков, характерных для популяции, смогло только 47/2. Примерно 20$ отвечающих к признакам популяции причислили признаки особи, чаще всего "размножение". Это свидетельствует о том, что на данном этапе обучения понятия "размножение" и "воспроизводство особей" отождествляются учащимся.

Знания об организме и популяции, взаимоотношениях популяций разных видов в экспериментальном исследовании служили базой для формирования основных понятий биосферно-биогеоценотяческого уровня оргачизагаи живой природы /схем 3/.

Знания биосферно-биогеоценотического уровня организации живой природы

БИОГЕОЦЕНОЗ БИОСФЕРА

г:

| Структура | | Признаки | Структура

популяции растений популяции животных 1 популяции грибов и бактерий, факторы неживой природы приспособленность популяций различных видов к совместному существованию круговорот веществ и поток энергии биогеоценозы популяции организмы

Признаки""}

распределение биомассы

круговорот веществ и

поток энергии

Взаимосвязи в экосистеме - основа ее целостности

Исходя из особенностей структуры и функций биогеоценоза,нами были определены следующие методические условия формирования понятия "биогеоценоз":

- использование моделей биогеоценоза /аквариум,космический корабль/;

- проведение экскурсий в естественный биогеоценоз /лес, озеро/;

- решение логических /качественных/ задач с экологическим содержанием /на объяснение, предсказание, использование правил экологических пирамйд/;

- применение схем, рисунков для организации самостоятельной работы учащихся по усвоению нового содержания, обобщения и систематизации знаний,

В исследовании наряду с традиционными вопросами и заданиями, направленными на выявление знаний о биогеоценозе, круговороте веществ, цепях питания, правилах экологической пирамиды, использовались и задания тестового характера /на выбор одного полного и правильного ответа, составление правильного и полного ответа из нескольких предложенных, на определение последовательности и соподчи-нэнности предложенных элементов ответа/.

Данные анализа устных и письменных ответов учащихся, тестового контроля свидетельствуют о том. что школьники не только раскры-

веют понятия "биогеоценоз", "экосистема", "агроценоз", но и разграничивают их. Эксперимент показал, что знания о структуре биогеоценоза также не вызывают затруднений у школьников и усваиваются ими на достаточно высоком уровне. Большинство учащихся /89%/ называют составные компоненты, общие для любого биогеоценоза: организмы производители, потребители и разрушители органических веществ. Несколько меньше /7Ь% школьников/ связывают с этими компонентами круговорот веществ как необходимое условие существования каждого биогеоценоза. Примерно такое же число учащихся /73$/ конкретизируют это понятие, приводят примеры различите пищевых связей в биогеоценозе. Школьники без труда составляют цепи питания, анализируют их.

На основе знаний об уровнях организации живой природы формируется понятие об эволюции. В частности, знания клеточно-организ-менного уровня необходимы для раскрытия сущности изменчивости и наследственности - движущих сил эволюции. Знания о размножении особей служат основой для понимания распространения изменений в популяции. Неоднородность особей в популяции создает условия для действия естественного отбора в биогеоценозе. В результате учащиеся подводятся к выводу о популяции-как элементарной единице эволюции, о биогеоценозе как арене и регулятора эволюционного процесса.

Исходя из состава и структуры знаний об эволюции, нами была определена последовательность изучения понятий: движущие силы /наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор/ и результаты эволюции /приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов/.

Усвоению знаний об-эволюции способствовали следующие методические условия: дедуктивное введение понятий, мысленное экспериментирование, наблюдение с целью конкретизации теоретических знаний, организация самостоятельной работы на основе составленных заданий, работа с экранными пособиями.

В таблице № 3 представлены результаты анализа знаний учащихся об эволюции. Как видно из таблицы, лучше всего учащиеся усваивают знания о результатах эволюции - многообразии видов и приспособленности организмов к окружающей среде. Причем, понятие о приспособленности на разных этапах изучения темы усваивается неодинаково. Динамика развития знаний о приспособленности организмов к среде обитания при изучении теш "Основные биологические закономерности" отражена на гистограмме /стр.16 /. По мере изучения темы знания

о приспособленности расширяются, конкретизируются новыми примерами, На заключительных уроках темы учащиеся знакомятся с приспособленностью не только как признаком организма, вида, но и как результатом действия эволюционных факторов - наследственности, изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора.

Таблица 3

Результаты анализа знаний учащихся об эволюции /в % от 415 отвечающих/

Элементы знания Число правильных ответов

1. Определение эволюции 83

2. Движущие силы эволюции:

- наследственность - изменчивость - борьба за существование - естественный отбор 78 80 71 74

3. Результаты эволюции:

- приспособленность к среде - многообразие видов 81 86

Гистограмма

Динамка развития знаний о приспособленности в теме "Основные биологические закономерности"

815?

Этапы:

0 - исходные знания;

Развитие знаний о

приспособленности:

1 - на клеточно-организ-

менном уровне жизни;

2 - на популяцяонно-ви-

довом и биосферно-биогеоценотическом уровнях биологической организации;

3 - при изучении эволюции

этапы развития . знания

Определенная намл последовательность изучения теоретических знаний в тема обеспечивается полицентризмом биологического познания, признанием равноценности, равнозначности всех уровней орган:;-

задай жизни. Она позволяет учитывать соподчнншность, иерархию уровней организации живого: клетка - составная часть организмов, организм - часть популяции, популяция - единица вида, гад - компонент биогеоценоза, биогеоценоз - часть биосферы. Без знания орго-

НИЗМеННОГО УРОВНЯ ТРУДНО Сформировать ПОНЯТИЯ О ПОПУЛЯЦИИ 15 1'ИДО,

а без знаний об этих биосистемах невозможно формирование понятия биогеоценоза. В свою очередь, знания об организмах, популяциях, биогеоценозах, эволюции лежат в основе изучения системы органического мира, в ходе которого происходит конкретизация теоретических знаний.

ЕШ20ДЫ

1. Идеи уровней организации и эволюции выполняют методологическую функции е биологии и играют первостепенную роль в структурировании учебного материала в курсе биологии основной школы.

2. Дедуктивное введение теоретических знаний позволяет структурировать фактический материал, обосновать целостность яиеой природы, которая обусловлена эволюционными взаимоотношениями /вертикальные связи/, взаимосвязями в экологических системах /горизонтальные связи/. .

3. Теоретические обобщения /клеточная теория, теории уровней организации живой природы, эволюции, классификация живых организмов/ в основной школе дают возможность интегрировать биологические знания на базе идей эволюции и уровней организации живой природы, сократить объем фактического материала, особенно аяатомо-морфоло-гического, повысить доказательность в обучении. Овладение теориями, закономерностями создает условия для формирования теоретического мышления, воспитания экологической культуры школьников, повышения интереса к курсу биологии.

Полученные в исследовании выводы не претендуют на исчерпывающее решение рассматриваемой проблемы, которая требует дальнейшего развития, уточнения. В частности, предстоит найти возможности для изучения теории гена в основной школе, определения глубины раскрытия и доступности цитологических и эволюционных понятий в процессе обучения биологии.

Основные положения и результаты исследования отражены в следующих публикациях:

1. Мшцук Н.И. Повышение воспитательного потенциала урока биологии на основе усиления его теоретической направленности // Направления

совершенствования обучения, воспитания и развития учащихся в общеобразовательной школе /естественно-математический цикл: Тез. докл. ХУ1 науч.-прахт. конф. молодых ученых НИИ СиХО АПН СССР. - М.. 1989. - С. 83-90.

2. Мищук Н.И. Нормирование теоретических знаний в процессе обучения биологии // Актуальные проблемы современной методики обучения предметам естественно-математического цикла: Тез. докл. ХУЛ науч.-практ. конф. молодых ученых НИИ СиМО АПН СССР. - М., 1990. - С.27-30.

3.Мищук Н.И. Усиление теоретической направленности курса биологии как средство повышения его воспитательного потенциала// Развитие теории и практики воспитания: актуальные проблемы и пути их решения в условиях перестройки. - №.. 1990. - С. 206-210. - Деп. в ОДНИ "Школа и педагогика" 19.03.90. № 67-90.

4. Калинова Г.С., Мищук Н.И. Учебные задания для учащихся по теме "Основные биологические закономерности". - М.:АПН СССР, 1990.-89с.

5. Калинова Г.С., Мищук Н.И. Поурочное планирование учабного материала по теме "Основные биологические закономерности". - М.: АПН СССР, 1990. - 39 с.

6. Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мищук Н.И. Биология: Учебные материалы для УШ класса. - М.: НИИ ОСО, 1992. - 84 с.

7. Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мищук Н.И. Поурочное планирование учебного материала по теме "Основные уровни организации живой природы. Учение об эволюции" /на базе естествознания, УШ класс/. - М.: НИИ ОСО, 1992. - 20 с.

8. Повышение теоретической направленности курса биологии основной школы // Развитие»методических идей ученого, методиста-биолога Н.М.Верзилина: Тез. докл. науч.-практ.-конф. - М., 1993, /в печати/.

Подписано в rev. 5~ .06".93г. Обье«-^йГп.л. Тир./Л? Зак.//£

Отпечатано на ротапринте Института обиеобразавательной школы Академии педагогических наук ВФ г.Москва, ул.Макаренко, 5.