Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические и методические основы построения системы экологических понятий в курсе "Общая биология" 11
1.1. Развитие экологического образования на современном этапе 11
1.2. Значение курса "Общая биология" в экологическом образовании старшеклассников 28
1.3. Состояние проблемы развития системы экологических понятий у старшеклассников в практике школьного биологического образования 51
1.4. Система экологических понятий курса "Общая биология" 65
Выводы по первой главе 84
ГЛАВА 2. Методика формирования и развития системы экологических понятий в экспериментальном обучении 86
2.1. Условия проведения экспериментальной работы в курсе "Общая биология" 86
2.2. Экспериментальная методика формирования системы экологических понятий при изучении курса "Общая биология" 96
2.3. Результаты экспериментального обучения 120
Выводы по второй главе 129
Заключение 137
Библиография 140
Приложение 1 153
Приложение 2 156
Приложение 3 157
- Развитие экологического образования на современном этапе
- Значение курса "Общая биология" в экологическом образовании старшеклассников
- Условия проведения экспериментальной работы в курсе "Общая биология"
Введение к работе
Актуальность исследования. Современная экологическая ситуация поставила общество перед парадоксальным фактом: выяснилось, что научно обоснованное управление природными системами, экологически грамотное природопользование требует более высокого уровня экологических знаний, чем для решения традиционной задачи использования сил и компонентов природы в производственных целях. Деятельность современного человека превращается в мощный фактор, сравнимый по силе воздействия с геологическими процессами. Этот фактор в известном смысле пока продолжает оставаться фактором стихийным. Современная постановка проблемы взаимоотношения "человек-природа" обнаруживает своего рода "ножницы" между безграничными потенциальными возможностями производственной деятельности и ограниченными материальными и компенсаторными возможностями биосферы.
Человеческая деятельность способна нарушить природное равновесие, причем этот процесс грозит стать глобальным, необратимым. Поэтому экологизация всех жизненных сфер закономерно становится глобальной тенденцией развития современного мира.
В связи с этим актуальна проблема экологического образования. Конференция ООН в Рио-де-Жанейро в 1992 году в своих декларациях отметила необходимость экологического просвещения с целью развития ответственного отношения к жизни, к живому и к окружающей среде, сформулировав в своих документах программу действий для вхождения в XXI век. 90-е годы были объявлены 10-летием образования в области окружающей среды. На такой основе экологическое просвещение населения стало важным, стратегическим направлением всего общего образования
школьников. Миссия образования состоит в обеспечении целостности человеческого существования с опорой на высокий уровень культуры, философское и рефлексивное осмысление.
Важные задачи по решению данной проблемы общество ставит перед общеобразовательной школой. Постановление Министерства природы и Министерства образования России (1994г.) определяет приоритеты в формировании экологической культуры населения следующим образом: создание инфраструктуры для обеспечения системы непрерывного экологического образования; пересмотр всех школьных курсов с точки зрения экологически безопасного устойчивого развития; наполнение реальным прикладным содержанием понятия "гражданин планеты", обращение к глобальным экологически значимым проблемам; создания системы практической деятельности учащихся по улучшению окружающей среды.
Таким образом экологическое образование подрастающего поколения является актуальной и сложной проблемой. Вопросам экологизации системы образования посвящены многочисленные исследования. Это работы И.Ю. Алексашиной, СВ. Алексеева, Н.Д. Андреевой, А.А. Вербицкого, Н.М. Верзилина, А.Н. Захлебного, И.Д. Зверева, С.С. Красновидовой, И.Н. Пономаревой, И.Т. Суравегиной, Н.М. Черновой и других (1, 3, 4, 5, 7, 21, 24, 40, 42, 64, 80, 82). В их трудах определена суть экологического образования как непрерывного процесса обучения (21, 42, 52), воспитания и развития личности (82), направленного на формирование системы теоретических и практических экологических знаний (38, 39, 64, 86, 89), умений по экологии (32, 56), ценностных ориентации, обеспечивающих экологически грамотное отношение к природе (108, 111).
В настоящее время сложились три модели экологического образования, выявленные И.Д. Зверевым и И.Т. Суравегиной, важнейшие из которых - многопредметная и смешанная - играют большую роль в
экологическом образовании подрастающего поколения. Основное экологическое содержание сосредоточено в курсе школьной биологии, поэтому он обладает наибольшими возможностями в формировании экологической культуры подрастающего поколения.
Значительное внимание решению задач экологического образования
средствами учебного предмета биология уделяется в работах
СВ. Абрамовой, Н.Д. Андреевой, А. Ахмада, А.Н. Воробьёва,
Л.П. Викторовой, Г.И. Данильченко, Н.В. Кабаян, Т.В. Коростелевой, И.Н. Пономаревой, Л.В. Симоновой, Н.З. Смирновой, В.П. Соломина, П.В. Станкевича и других. Однако при этом остается не раскрытой проблема развития системы экологических понятий при обучении школьников курсу "Общая биология". Содержание данного учебного раздела школьной биологии носит интегрированный характер, что позволяет экологические понятия рассматривать как обобщенные понятия с высокой степенью их интеграции, а также имеет большое значение в формировании ценностных ориентации, естественнонаучного стиля мышления.
Таким образом, очевидно противоречие между назревшей необходимостью развития у учащихся системы экологических понятий в курсе "Общая биология" и слабым научно-методическим обеспечением учителей биологии по проблеме отбора экологического содержания, выбору оптимальных методов и средств в целях развития у учащихся системы экологических понятий.
Исходя из вышесказанного, нами выбрана тема исследования: "Система экологических понятий в курсе "Общая биология" и методика их развития при обучении учащихся".
Целью исследования является повышение эффективности экологического образования учащихся в процессе их обучения общей биологии.
Объект исследования — учебно-воспитательный процесс по общей биологии в 10 - 11 классах.
Предметом исследования выступают система экологических понятий и методика их развития в курсе "Общая биология".
Гипотеза исследования: экологическое образование старшеклассников может быть более эффективным, если:
произвести обоснованный отбор экологического содержания курса биологии в 10-11 классах и на его основе сконструировать систему экологических понятий;
разработать эффективную методику развития системы экологических понятий в курсе "Общая биология".
Цель и гипотеза определили задачи исследования:
Выявить основные направления развития экологического образования на современном этапе.
Изучить состояние исследуемой проблемы в теории и практике обучения биологии в школе.
Определить роль содержания курса "Общая биология" в решении задач экологического образования старшеклассников.
Смоделировать систему экологических понятий, соответствующую современному состоянию экологической науки и целям экологического и биологического образования школьников.
Разработать методику развития экологических понятий и экспериментально проверить ее эффективность.
При решении поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ, синтез, обобщение, сравнение, моделирование, наблюдение, анкетирование, педагогический эксперимент, математические методы обработки результатов.
Методологической основой исследования являются общие закономерности развития природы и общества; теории познания; системный,
комплексный и личностно-деятельностный подходы; идеи интеграции и дифференциации, теория развития понятий.
Научное исследование проводилось в двух направлениях:
моделирование системы экологических понятий курса "Общая биология";
разработка методики развития экологических понятий на уроках общей биологии.
Исследование проводилось в три этапа.
I этап (1987-1989 гг.) включал теоретический анализ решения
проблемы, изучение состояния формирования и развития экологических
понятий при обучении биологии, разработку рабочей гипотезы, проведение
констатирующего и поискового экспериментов. В ходе констатирующего
эксперимента были выявлены причины основных недостатков преподавания
вопросов экологии в курсе "Общая биология" и методические пути их
устранения. Это помогло определить направления и корректировку
эксперимента.
II этап (1989-1994 гг.) предусматривал моделирование системы
экологических понятий курса "Общая биология" и разработку методики
развития экологических понятий на уроках общей биологии; проведение
обучающего эксперимента, выявление наиболее эффективных условий и
средств осуществления формирования и развития экологических понятий
при обучении общей биологии, проведена апробация результатов
исследования. Исследование по экспериментальной методике
осуществлялось на базе 10 и 11 классов школ г. Санкт-Петербурга (№ 109,
209, 242, 395, Красносельского лицея Санкт-Петербургской академии права
и бизнеса).
На III этапе (1994-1998 гг.) был продолжен формирующий эксперимент с целью корректировки выводов исследования, их сопоставление с задачами исследования; осуществлен количественный и
качественный анализ экспериментальных данных, обобщены результаты исследования, сформулированы выводы.
Все это дало возможность получить достаточно объективные и достоверные данные исследования, подтверждающие правильность нашей гипотезы, а сравнительный анализ знаний учащихся экспериментальных и контрольных классов доказал эффективность разработанной системы экологических понятий и экспериментальной методики их развития в курсе "Общая биология".
Научная новизна исследования состоит в моделировании системы экологических понятий, отражающей современное состояние науки и соответствующей целям биологического и экологического образования школьников; реализации системного подхода к исследованию процесса формирования и развития понятий; в выявлении оптимальных условий развития экологических понятий (выбор методов, форм, средств обучения, видов уроков биологии).
Теоретическая значимость исследования заключается в обосновании и реализации необходимости и возможности развития системы экологических понятий в курсе "Общая биология" как составной части культуры человека и взаимосвязи биологического и экологического образования, а также в определении в существующей системе экологических понятий особого ряда -"глобально-экологические понятия".
Практическая значимость исследования состоит в обогащении методики обучения биологии за счёт разработанной методики развития экологических понятий в курсе "Общая биология". Экспериментальная методика развития экологических понятий, полученные выводы исследования могут быть использованы в практике биологического образования в массовой школе.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается реализацией системного, комплексного подходов,
рациональным сочетанием методов теоретического и экспериментального исследования. За период исследования по экспериментальной методике было проведено более 1560 уроков, собрано и проанализировано 4980 письменных ответов учащихся, 428 анкет школьников и 256 анкет учителей.
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации 157 страниц, в том числе 11 схем, 22 таблицы, 1 диаграмма, 3 приложения. Список литературы включает 139 источников.
На защиту выносятся:
Теоретическое обоснование необходимости и возможности развития системы экологических понятий в курсе "Общая биология".
Система экологических понятий курса "Общая биология".
Методика развития экологических понятий в курсе "Общая биология".
Позитивные результаты исследования, теоретические положения и выводы.
Апробация результатов исследования осуществлялась в непосредственной работе исследователя в средних школах 109, 209, 242, 395, в Красносельском лицее Санкт-Петербургской академии права и бизнеса; на занятиях со студентами, в том числе при проведении педагогической практики и специальных курсов "Развитие экологических понятий в курсе "Общая биология", "Внеклассная работа по биологии в школе". Основные положения и результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедры методики обучения биологии и экологии РГПУ им. А.И. Герцена, в докладах на республиканских, межвузовских научно-практических конференциях по проблемам экологического образования в школе и вузе (г. Даугавпилс, 1988 г., 1990 г., г. Челябинск, 1989 г., г. Санкт-Петербург 1987 - 1999 гг.), а также, в выступлениях перед учителями Санкт-Петербурга на районных
методических объединениях, на педсоветах в школах Красносельского и Приморского районов (1990 - 1999 гг.), на курсах повышения квалификации учителей в Санкт-Петербургском Государственном университете педагогического мастерства (1990 - 1998 гг.), в методических рекомендациях учителям и в публикациях. (123-132).
Развитие экологического образования на современном этапе
Экологическое образование подрастающего поколения как процесс формирования социально-значимых знаний - одно из актуальных направлений работы современной школы. Оно рассматривается как важная составная часть общего образования, обеспечивающая формирование экологической культуры.
Становление экологического образования тесно связано с развитием экологии как науки. Экология - это особая образовательная область, предметом которой является познание законов организации и саморегуляции биоценотических и социоприродных систем разного уровня с целью поддержания условий жизни на Земле и устойчивого развития общества.
Современная экология занимает существенное место в сближении естественных, технических и общественных наук, так как представляет собой интегративный тип знания, включающий положения данных наук. Исследование сложных и многогранных экологических систем требует комплексного подхода, поскольку требуется охватить в единстве природные, социальные и технические явления, вскрыть устойчивые связи и отношения, существующие в системе "природа - общество". Данное Э. Геккелем в 1866 году определение экологии как суммы знаний, относящихся к экономике природы, а именно изучение всей совокупности взаимоотношений живого организма с окружающей его органической и неорганической средой, сегодня получает дальнейшее развитие. Предметом экологии становятся также возникающие противоречия между обществом и природной средой. Основными аспектами этих противоречий являются нарастание степени сложности получения от природной среды необходимых для существования и развития общества веществ и загрязнение среды чуждыми ей веществами, избытком энергии и информации (5).
Поэтому в качестве одного из требований, предъявляемых к основам современных естественных наук, выступает их экологическая направленность, то есть необходимость их переориентации на исследование структуры и динамики экологических проблем. Быстрая экологизация естествознания и значительной части человекознания произошла в основном в 70-е годы; возникло не менее 50 различных отраслей экологии; экологический подход стал всеобщим. Естественно, что экологизация коснулась и сферы образования.
Рассматривая экологию как науку о сложном, выходящую за рамки изучения только живых систем, стоящую на службе обеспечения и развития жизни процветания человечества, конференция ООН по проблемам "Планета Земля" (июнь 1992 года, Рио де Жанейро) в своих декларациях подчеркнула огромную значимость экологии в разработке стратегий в защите жизнеспособности планеты, выживании и устойчивом развитии человечества, в сохранении биологического разнообразия, которые как "биологические ресурсы кормят и одевают нас, обеспечивают жильем, лекарствами и духовной пищей" (45). Там же была отдельным документом подчеркнута необходимость экологического просвещения, подготовки кадров и информирования населения в области рационального использования окружающей среды. Как важнейшая задача записано: "обеспечить просвещение по вопросам развития и сохранения окружающей среды для людей всех возрастов" (45).
Значение курса "Общая биология" в экологическом образовании старшеклассников
Как уже было показано ранее, экологическое образование учащихся впервые стало осуществляться при изучении содержания предмета биологии. Это объясняется тем, что в своем первоначальном значении экология выступает как особая область биологической науки, предметом которой являлось изучение связей и законов существования различных биологических систем - организмов, популяций, сообществ и экосистем разного уровня.
На сегодняшний день целью биологического образования является подготовка биологически и экологически грамотного человека, который должен понимать значение жизни как наивысшей ценности, уметь строить свои отношения с природой на основе уважения к жизни, человеку и окружающей среде; обладать экологической культурой, ориентироваться в биологической и пограничных с ней областях знания; знать биологические понятия, теории, владеть навыками их практического применения в различных областях материальной или духовной культуры (17). Выделенные нами компоненты цели биологического образования тесно переплетаются с целью экологического образования - развитием экологической культуры и трех ее компонентов: когнитивного, аксиологического и деятельностного. Таким образом, биологическое образование в целом решает и цели экологического образования.
Экологическое образование на уроках биологии широко отражено в методических исследованиях СВ. Абрамовой, Н.Д. Андреевой, А.А. Ахмада, Т.В. Васильевой, Л.П. Викторовой, Г.И. Данильченко, Н.В. Кабаян, Т.В. Коростелевой, С.С. Красновидовой, И.Н. Пономаревой, Н.З. Смирновой, В.П. Соломина и других (1, 7, 8, 20, 26, 28, 32, 43, 56, 60, 87, 101, 104, 107, 109, 111, 113, 114, 115, 121, 129, 136). Ими определено значение предмета биологии в экологическом образовании учащихся, разработана система экологических понятий курса биологии в целом и отдельных ее разделов, предложены методики формирования развития экологических понятий, умений, навыков на уроках биологии.
Особое значение в экологическом образовании учащихся приобретает курс "Общая биология" - завершающий и обобщающий биологическое образование в средней школе. Это значение определяется двумя основными факторами: Г) возрастными особенностями учащихся; 2) спецификой содержания курса.
Возраст старшеклассников, сформированность у них основных мыслительных операций, таких как анализ, синтез, сравнение, классификация (90), позволяет формировать сложные экологические понятия на высоком уровне обобщения, говорить о принципах экологии как о системе знаний, с позиций системно-структурного подхода. У старшеклассников достаточно развита и мотивационная сфера, что способствует развитию ценностного компонента экологической культуры.
Содержание курса "Общая биология", концентрированность в нем основных и наиболее общих теоретических положений биологии (концепций, теорий, законов и закономерностей) влияет на глубину и степень обобщенности экологических понятий. Экологические понятия курса "Общая биология" с одной стороны обобщают экологические понятия, сформированные в разделах "Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники.", "Животные", "Человек и его здоровье", а с другой стороны - усложняются, благодаря взаимосвязи с эволюционными, генетическими, цитологическими и другими общебиологическими понятиями.
Все это определяет значение курса "Общая биология" в формировании и развитии экологических понятий:
1) курс "Общая биология" позволяет формировать экологические понятия всех пяти рядов (по И.Н. Пономаревой, Л.П. Викторовой);
2) выводит экологические понятия на новую ступень обобщенности;
3) способствует развитию целостной системы экологических понятий, взаимосвязанной с другими общебиологическими понятиями.
Как самостоятельный учебный курс "Общая биология" вошел в практику школьного биологического образования в 1966 году. Анализ программы этого периода (94) показывает, что в содержание курса включены основные экологические понятия, которые были сконцентрированы в темах "Организм и среда" и "Биосфера и человек". В теме "Организм и среда" рассматриваются такие экологические понятия как закономерности взаимоотношений организма с его абиотической и биотической средой, роль температуры, света, влажности в жизнедеятельности организмов, формы биотических отношений, биоценоз, пищевые цепи и трансформация энергии в биоценозе. Такие важнейшие понятия как популяция и биогеоценоз, экосистема в экологическом аспекте в школьном курсе не рассматривались.
Тема "Биосфера и человек" была призвана заключить курс "Общая биология", а соответственно и биологического образования молодежи в средней школе. Содержание ее вскрывало общие закономерности жизни биосферы как особой оболочки Земли. Следует особо подчеркнуть включение в программу вопросов охраны природы, что имеет большое воспитательное значение.
Условия проведения экспериментальной работы в курсе "Общая биология"
С целью проверки эффективности формирования и развития предложенной системы экологических понятий курса "Общая биология" был проведен педагогический эксперимент в 10-11 классах школ Санкт-Петербурга № 242, 395, 209, 109 и Красносельском лицее Санкт-Петербургской академии права и бизнеса. Экспериментальное исследование проводилось в 1990-1997 годах. Всего экспериментом было охвачено 134 учащихся.
Поисковый эксперимент, вызванный необходимостью проверки гипотезы исследования, проводился в школах Санкт-Петербурга. Он позволил внести коррективы в методику обучения общей биологии и выявить необходимые условия для формирования и развития системы экологических понятий.
В качестве первого и важнейшего условия явилось следование принципам непрерывности, преемственности и последовательности экологического образования школьников 10-11 классов. В курсе "Общая биология" как обобщающей и завершающей части школьного предмета биологии экологические понятия должны формироваться преемственно от предшествующих учебных курсов, с опорой на развиваемые ранее экологические и другие биологические понятия. Глубина изученных школьниками материалов в области экологии и круг вопросов изучаемых в курсе должны обеспечить уровень экологической культуры выпускника основной и средней школы.
Вторым условием было усиление роли теоретических знаний по экологии в курсе "Общая биология" 10 и 11 классов. Увеличение места теории экологии в изучении общей биологии, выразилось, главным образом, в том, что рассмотрение фактического экологического материала сопровождалось включением соответствующих обобщений, введением терминов не предусмотренных содержанием программы. При этом, в тех разделах общей биологии, где экологический материал был представлен имплицитно, мы вычленяли его из общего содержания, делали ясным, обогащали конкретными примерами и на их основе формировали соответствующие, необходимые понятия. В тех и других случаях определения и термины использовались в форме, доступной учащимся старшего школьного возраста. При решении вопроса об усилении роли теоретических знаний особое внимание уделялось изучению проявлений свойств не только организмов, но и самих популяций, детерминированности этого процесса условиями среды, роли человека в природе. В эксперименте предусматривалось реализовать практическую направленность: выявляли действенность экологических знаний в управлении жизнедеятельностью растений и животных в сельском хозяйстве, в сохранении и приумножении органического мира, в поддержании качества окружающей среды, благоприятной для жизни человека.
Были включены не только примеры ознакомления с изменениями свойств организмов, популяций, биогеоценозов, но и прилагались усилия по развитию у учащихся умений выявлять экологические явления в общей картине природы, объяснять причины, предполагать возможные в ней изменения, т.е. учили моделировать приемы рационального отношения к природе и возможные последствия в связи с положительными и отрицательными воздействиями в природе.
