Теория развития биологических понятий

Ключевые понятия. Основные положения теории развития биологи­ческих понятий, общее представление о биологических понятиях и ти­пах их развития.

Результаты профессиональной подготовки. 1. Выражать и аргументи­ровать основные положения теории развития биологических понятий. 2. Называть группы биологических понятий и типы их развития. 3. При­водить примеры понятий и конкретизировать фактами типы их разви­тия. 4. Объяснять значение теории развития биологических понятий для практики обучения биологии.

Вопросы формирования и развития понятий при обучении уча­щихся биологии всегда волновали методистов-исследователей и учителей. Известно, что понятия отражают процесс постоянного изменения и преобразования окружающей действительности, включая живую природу. Они также выражают явление углубле­ния знаний о материальных и идеальных объектах, реализуя себя как средства их мысленного воспроизведения и построения. По­нятия выступают в качестве формы абстрактного мышления, фик­сирующей существенные, а также главные признаки предметов, явлений и законов, согласно которым совершаются различные процессы. Следовательно, понятия одновременно рассматриваются как форма мышления, как объект познания окружающей действи­тельности и как результат этого познания.

Школьную биологию с позиций ее содержания логично пред­ставлять как комплекс понятий, с помощью которых выражаются знания. Биологические знания в совокупности — это результат познания живой природы, который проверен общественно-исто­рической практикой. Общеобразовательное значение для учащихся имеют знания о живой природе в целом, структуре и функциониро­вании различных ее объектов, направлениях, факторах и резуль­татах эволюции, системе органического мира. Овладение ими — один из фактов становления у учащихся основ научного мировоз­зрения, социально значимых качеств, научных гуманистических взглядов на природу и общество, получения представления о жи­вом как уникальной и сверхценной части биосферы.

Вопросы для актуализации материала. 1. По толковым и философ­ским словарям найдите определение категории «понятие». Сделайте в тетради записи, дополняющие текст учебника. 2. При изучении каких дисциплин в вузе обращалось внимание на категорию «понятие»?

Биологические знания могут передаваться новым поколениям людей при организованном и целенаправленном их обучении. Эти знания должны быть систематичными и охватывать все основные разделы биологической науки. Их лучше выражать во взаимосвя­зи, определенной логической структуре и последовательности. Наряду с внутрипредметными связями, относящимися обычно к одному и тому же предмету, должны создаваться и межпредмет­ные связи.

В наиболее концентрированном виде необходимость усвоения учащимися понятий и их обогащения при переходе от класса к классу отражена в методической теории развития системы биоло­гических понятий.

Проблема развития биологических понятий имеет свою исто­рию. Наиболее глубокая ее разработка в методике преподавания биологии происходила в 50-х гг. XX в. На основе глубокого ана­лиза различных областей биологической науки, сравнительного изучения содержания разделов школьной биологии, переосмыс­ления методических идей и педагогической практики коллектив ленинградских ученых под руководством Н. М. Верзилина разра­ботал «Теорию развития биологических понятий» (1956). Она была принята как учеными в сфере методики обучения биологии, так и учителями, так как создала научную основу для полноценного освоения учащимися общеобразовательной школы содержания учебного материала.

К приоритетным положениям теории развития биологических понятий относятся следующие:

1. Учебный предмет «Биология» является системой основных понятий науки и практики. Эту систему составляют понятия, от­ражающие смысл основных социальных отраслей биологии и объе­диняемые в группы — морфологические, анатомические, физио­логические, экологические и генетические, систематические, аг­рономические, гигиенические. Поэтому их лучше давать как по­нятия специальные. В обозначенную систему входят и общебио­логические понятия — эволюция, формы и уровни биологичес­кой организации, взаимосвязи организма и среды и др. Они объяс­няют факты и сведения на уровне систематизации и обобщений. Их необходимо изучать во всех разделах биологии.

2. Биологические понятия имеют приоритетное значение для развития мыслительной деятельности учащихся и их воспитания. Они способствуют приобретению умений анализировать, сравни­вать, систематизировать, классифицировать и обобщать учебный материал. Вместе с тем они обеспечивают формирование научно­го взгляда на природу, убеждений в сохранении всех живых су­ществ, укреплении здоровья и культивировании здорового образа жизни.

3. Биологические понятия представляют учащимся не в гото­вом виде; они развиваются в процессе обучения. «Проблема раз­вития понятия есть фактически проблема постепенного обогаще­ния знания, образующего основу понятия, все новыми и новыми связями» (Н.М.Верзилин).

4. Сложные понятия формируются в процессе обучения уча­щихся посредством обобщения простых понятий и при их интег­рации на межпредметной основе. Межпредметные и внутрипред-метные связи — необходимое условие обогащения и развития понятий, одним из средств реализации этих связей является ис­пользование «синхронических карт», которые позволяют оптималь­но организовать учебный процесс.

5. Важное значение для усвоения основ биологии имеют поня­тия эмпирические и их соотношение с теоретическими понятия­ми. В школьном биологическом образовании до последнего вре­мени большая часть знаний возводилась в рамки эмпирических. Это фактофиксирующие знания, дающие лишь описание явле­ний, но не скрывающие их сущности. В истории познания эти знания и практика были базой, на которой постепенно строилось современное теоретическое знание. Поэтому при изучении каж­дого раздела школьной биологии важно обеспечивать развитие понятий у учащихся от простых к сложным, осмысление научных фактов в свете ведущих общебиологических понятий, обеспечи­вая их теоретический синтез. Теоретические знания объясняют биологические явления, раскрывают их сущность, служат осно­вой научного мировоззрения, картины мира и рационального ре­шения практических проблем.

6. Существуют разные типы развития понятий — непрерыв­ные, прерывные, сквозные и приуроченные к небольшим отрез­кам учебного материала и времени его изучения. При непрерыв­ном формировании и развитии понятий происходит преемствен­ное и более осознанное их усвоение.

7. Движение понятий в школьной биологии сопровождается все более полным отражением состояния живых объектов и их изменений под влиянием различных факторов. Обозначенные по­ложения выражают сущность методической теории развития био­логических понятий, которые имеют большое значение для прак­тики обучения учащихся.

Вопросы для актуализации материала. Исходя из материала выб­ранной темы раздела «Человек и его здоровье», определите основные груп­пы понятий и их возможности для формирования мыслительной деятель­ности учащихся. Какое значение имеют определенные вами понятия?

В истории развития биологических понятий подчеркивается мысль о том, что процесс обогащения содержания понятий явля­ется одним из обязательных условий получения прочных и осоз­нанных знаний. Большое значение в этом процессе должно при­даваться преемственности содержания учебного материала, а так­же перспективным и ретроспективным линиям движения поня­тия в темах, разделах и предмете в целом. Для этого рекомендует­ся составлять графики развития биологических понятий.

В практике обучения биологии каждое понятие обогащается и постепенно усложняется содержательно. Так, понятие о рас­тительной клетке (6 кл.) на первом уроке темы является простым. Учащиеся узнают, что клетка — мельчайшая частица каждого ор­ганизма цветкового растения, состоит из оболочки и цитоплазмы, в которой находятся ядро, вакуоль и пластиды. К концу изучения темы понятие о растительной клетке становится сложным. У уча­щихся складывается представление о разнообразии клеток по строению и функциям, роли клеток в нормальной жизнедея­тельности растения как целостного организма. Подобное услож­нение претерпевают понятия об отдельных органах цветкового растения — семени, корне, листе, стебле, цветке и плоде. Пред­ставляя морфологическую, анатомическую, физиологическую и экологическую их характеристики, учащиеся усваивают более сложные понятия об органе как части организма растения. При установлении взаимосвязей между ними и аргументации в эво­люционном контексте формируется понятие более высокого уровня сложности — растительный организм как целостная си­стема.

В разделе «Животные» также формируются простые понятия об образе жизни, внешнем и внутреннем строении с использова­нием примеров типичных представителей отрядов, классов и ти­пов. На основе содержания обозначенных понятий одновременно «наполняется» содержание понятия об эволюционном усложне­нии организмов, их систематических характеристиках, взаимосвя­зях с другими организмами и факторами окружающей среды.

В разделе «Человек и его здоровье» простые понятия о морфо­логии, анатомии отдельных органов позволяют формировать бо­лее сложные понятия о системе органов и организме в целом. Одновременное изучение физиологических, санитарно-гигиени­ческих, валеологических и медицинских понятий дает возмож­ность учащимся получить представление о более сложных поня­тиях, к которым относятся здоровье, болезнь, здоровый образ жизни.

Приведенные примеры позволяют утверждать, что понятия могут быть простыми и относительно сложными. По типу разви­тия все обозначенные понятия характеризуются как приурочен­ные к отдельным разделам школьной биологии.

В школьной биологии имеются понятия, которые важно фор­мировать на протяжении всех лет обучения. Это понятия общебио­логические — клетка, приспособленность организмов, обмен ве­ществ, взаимосвязи организма со средой обитания и др. Они вы­ступают в качестве элементов биологического содержания, вокруг которых концентрируются соответствующие факты и сведения. Например, понятие о клетке вводится в начальных классах. При изучении раздела «Растения» оно конкретизируется и обогащается сведениями о строении растительной клетки, ее включениях, функциях клеток, разнообразии растительных тканей, однокле­точных растительных организмах и многоклеточных водорослях, специализированных тканях у мхов и папоротников и, наконец, о сложном клеточном строении покрытосеменных. В данном раз­деле понятие о клетке и клеточном строении организмов расши­ряется при сравнительном изучении животной клетки и расти­тельной. Учащимся предоставляются сведения о строении и фун­кционировании клеток у одноклеточных (амеба), а также клеток и тканей многоклеточных (гидра, черви, моллюски, ланцетники, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие). В разделе «Человек и его здоровье» у учащихся расширяется пред­ставление о клеточном строении организма человека, конкрети­зируются знания о тканях (костной, соединительной, эпители­альной, мышечной и нервной) как совокупности клеток, о внут­риклеточном и внутритканевом обмене веществ, половых клетках человека и их роли в передаче наследственной информации. И наконец, в разделе «Общая биология» понятие о клетке получает обобщенное выражение — сравнительная характеристика бакте­риальной, грибной, растительной и животной клеток, строение и согласованное функционирование органоидов клетки, способы деления клетки, наследование признаков. К завершающему этапу обучения биологии у учащихся складывается обобщенное пред­ставление о молекулярно-клеточном уровне организации живой природы. Следовательно, понятие о клетке формируется непре­рывно, на протяжении нескольких лет, так как для учащихся это понятие имеет глубокий мировоззренческий и общеобразователь­ный смысл.

В школьной биологии развитие некоторых понятий происхо­дит прерывисто. Это относится, например, к понятию об искусст­венном отборе. Общее представление о нем учащиеся получают на уроках о сортах растений, породах животных (разделы «Расте­ния» и «Животные»), затем в теме «Основы эволюционного уче­ния» и, наконец, в теме «Основы генетики и селекции».

Особое место в развитии биологических понятий имеют меж­предметные связи. На их основе обогащается прежде всего содер­жание общебиологических понятий, которые в целом отражают: 1) явления изменения живой природы (эволюцию, ее факторы и направления); 2) уровни организации жизни (молекулярно-клеточный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический и биосферный); 3) иерархию биологических процессов (фун­кционирование, онтогенез, филогенез); 4) основные типы объяс­нений, группы законов биологии (причинные, системно-струк­турные, эволюционные). Для обогащения их содержания важно использовать географические, исторические и технологические материалы.

Вопросы и задания для самоконтроля. 1. Что отражают с помощью понятий? 2. Почему утверждают, что, используя понятия, можно выра­жать биологические знания? 3. Когда и кем была разработана теория развития биологических понятий? 4. Назовите основные положения на­званной теории. 5. Проведите анализ понятий по выбранной вами теме раздела «Растения». Выясните, какие понятия представляются учащимся впервые; какие понятия получают развитие, а какие требуют обобще­ния. 6. Просмотрите по учебнику «Общая биология» для 9 класса одну из тем; выясните, какие понятия необходимо развивать на межпредмет­ной основе. 7. При подготовке конспекта урока обозначьте понятия, ко­торые будут изучаться учащимися впервые, и понятия, которые получат дальнейшее развитие.