Текст книги "Методика преподавания естествознания: учебное пособие"

Евгения Витальевна Григорьева
Методика преподавания естествознания: учебное пособие

Предисловие

Многие годы начальные школы страны работали по единым программам и учебникам природоведения, которые выполняли роль стандартов. Это объединяло педагогическое пространство в государстве.

Растущая в последние годы вариативность начального естественно-научного образования породила ряд проблем. Множество программ и учебников, действующих в начальной школе, дают учителю возможность выбора, но при этом образование страдает из-за отсутствия согласованной содержательной основы.

Педагогические вузы страны призваны подготовить студентов к работе в условиях школьной реформы. Современный учитель начальной школы должен грамотно оценить естественно-научную программу и сознательно выбрать учебно-методический комплект для своей работы.

В содержании учебного пособия «Методика преподавания естествознания» учтено существование в современной начальной школе вариативных программ образовательного компонента «Окружающий мир».

Пособие написано в соответствии с требованиями Государственного стандарта высшего образования для специальности «Педагогика и методика начального образования». В нем изложены систематические знания по учебной дисциплине «Методика преподавания естествознания» в форме, удобной для самостоятельного усвоения. Основные вопросы курса освещаются с позиций классической методики естествознания с учетом вариативных подходов, существующих в современной педагогической науке.

Книга состоит из восьми глав. В начале каждой из них помещены вопросы под рубрикой «Подумай». Они дают возможность вспомнить знания из смежных дисциплин, необходимые для усвоения нового материала.

В первой главе книги дается определение методики преподавания естествознания как науки, показана ее связь с естественно-научными дисциплинами и другими науками. В главе достаточно подробно рассмотрены методы педагогического исследования и современные проблемы, стоящие перед методикой преподавания естествознания.

Вторая глава посвящена истории развития методики естествознания. В ней анализируются особенности естественнонаучного образования младших школьников с середины

XVIII в. до настоящего времени. Методика преподавания естествознания как наука имеет богатейшую историю, поэтому все основные вопросы курса рассматриваются с исторических позиций.

Третья глава содержит перечень общедидактических и специфических принципов отбора содержания начального естественно-научного образования. В ней подробно раскрыты краеведческий принцип и принцип экологической направленности обучения. В главе даются рекомендации по экологическому образованию младших школьников в процессе изучения предметов образовательного компонента «Окружающий мир».

В четвертой главе раскрывается понятие Государственного образовательного стандарта, приводится содержание, цели изучения и условия взаимодействия федеральной и региональной составляющей образовательного компонента «Окружающий мир».

Пятая глава содержит методические рекомендации по формированию и развитию естественно-научных понятий у младших школьников. Этот вопрос рассматривается как с позиций эмпирической теории познания, так и с точки зрения технологий развивающего обучения.

В шестой главе характеризуется материальная база обучения естествознанию: приводится систематизация средств обучения и рекомендации по их использованию; дается описание учебно-опытного участка и географической площадки для начальной школы.

Седьмая и восьмая главы посвящены методам и формам организации обучения естественно-научным дисциплинам в начальной школе. Они рассматриваются на основании классификации, исторически сложившейся в методике естествознания. В то же время раскрыты особенности методов и форм учебной работы в технологиях развивающего обучения.

Каждая глава заканчивается вопросами и заданиями, помогающими контролировать самостоятельное усвоение знаний по курсу.

В пособии даются задания для самостоятельной работы, позволяющие творчески решать методические вопросы.

Выработка у будущих учителей необходимых методических умений и навыков осуществляется на лабораторно-практических занятиях и во время прохождения педагогической практики.

Глава I
Методика преподавания естествознания – педагогическая наука

Вспомните

1. Как называется раздел педагогики, который изучает теорию обучения? Что является предметом его исследования?

2. Какие методы используются в педагогическом и психологическом исследовании?

3. Какие проблемы стоят перед педагогической наукой на современном этапе развития образования?

Воздействие людей на природу осуществляется в поистине планетарном масштабе, поэтому на современном этапе развития общества особую значимость приобретают естественнонаучные знания.

Сегодняшнему студенту педагогического вуза предстоит обучать поколение людей XXI в. Его ученики будут нести ответственность за судьбу нашей планеты в третьем тысячелетии. Смогут ли они понять, что единственный путь, по которому следует идти человеку в его отношениях с природой, – это познание ее законов с целью их сознательного использования? Уровень развития экологической культуры будущего поколения во многом зависит от естественно-научной и методической подготовки учителя, которую призвана осуществить методика преподавания естествознания.

Курс «Методики преподавания естествознания» готовит будущих учителей начальных классов к преподаванию естественно-научных предметов образовательного компонента «Окружающий мир».

Теоретической базой данного курса является предшествующее изучение естественно-научных дисциплин, педагогики и психологии. Выработка практических умений и навыков осуществляется в процессе прохождения педагогической и полевой практик по педагогике, ботанике, зоологии, землеведению.

Изучение методики естествознания поможет молодым учителям сознательно и творчески формулировать цели обучения, выбирать содержание, формы, методы и средства проведения учебных занятий по предметам естественно-научного цикла в начальной школе.

Методика преподавания естествознания имеет свой особый объект исследования; присущую только ей систему научных понятий; определенные методологические основы; специфические методы исследования, поэтому является наукой и занимает особое место среди других наук.

Предмет и задачи методики преподавания естествознания

Методика преподавания естествознания относится к системе педагогических наук и опирается на основные дидактические принципы, применительно к своеобразию изучения природоведческого материала.

Объектом ее изучения является процесс преподавания курса естествознания (природоведения) в начальной школе.

Естествознание – это система наук о природе, совокупность естественных наук, взятая как целое.

В широком смысле понятие «природа» определяется философией как все сущее, весь мир в многообразии его форм. Природа – это окружающий нас мир во всем бесконечном многообразии своих проявлений, это объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания. Природа не имеет ни начала, ни конца, бесконечна во времени и пространстве, находится в непрерывном движении и изменении. В этом значении природа стоит наряду с понятиями «материя», «универсум», «Вселенная».

В планетарном значении природой называют лишь ее часть – биосферу, т. е. земную оболочку, населенную живыми организмами. Наиболее употребительное толкование понятия природы как совокупности естественных условий существования человека характеризует место и роль природы в системе исторически меняющихся отношений к ней человека и общества. Это отношение определяется прежде всего изменением характера и масштабов человеческой деятельности.

В более узком смысле природа – это объект науки, а точнее, совокупный объект естествознания. По характеру своего объекта науки о природе (отрасли естествознания) делятся философией на неорганические, изучающие неживую природу, и органические, изучающие живую природу. Неживая природа является объектом изучения таких наук как астрономия, химия, физика, геология и др. Биология изучает живую природу. Вместе с тем такое деление условно, так как существуют науки, в которых присутствует синтез знаний о неживой и живой природе. Это география, экология и некоторые другие естественные науки (биохимия, биогеофизика и т. п.).

Естествознание как учебный предмет тесно связан с науками о природе, но между школьным предметом и естественными науками существуют важные различия по цели, объему, структуре, методам и форме изложения. Цель естественных наук – исследовательским путем получать новые данные о природе. В отличии от них методика изучает не закономерности развития природы, а закономерности педагогического процесса обучения учащихся основам наук о природе. Цель учебного предмета – сообщать учащимся элементарные сведения о добытых наукой фактах и закономерностях, вырабатывать простейшие навыки исследовательской работы. При этом информация тщательно отбирается с учетом возрастных особенностей школьников. Структура знаний и форма их изложения в учебном предмете определяются общепедагогическими и специфическими принципами, свойственными методике естествознания. «Научное и педагогическое изложение науки, – писал К. Д. Ушинский, – две вещи разные, и педагоги всех стран деятельно трудятся над переработкой научных систем в педагогические»[1]1
  Ушинский К. Д. Избр. пед. соч. – М., 1945. – С. 514.


[Закрыть].

В начальной школе учащиеся получают первоначальные представления из курсов всех естественно-научных предметов основной школы. Реализация начального естественнонаучного образования требует высокой квалификации учителя.

Одной из важнейших задач методики преподавания естествознания является выяснение соотношения между науками о природе и учебным предметом и на основе этого осуществление отбора учебного материала.

Методика преподавания естествознания – это наука о системе процесса обучения и развития младших школьников, обусловленного особенностями школьного предмета.

Методика призвана решать важные задачи:

– правильно выделить цели начального естественно-научного образования;

– определить принципы отбора материала и содержание учебного предмета;

– разработать эффективные методы, формы и средства его преподавания;

– выявить оптимальные условия развития младших школьников в процессе изучения начального курса естествознания.

Решение этих задач требует интеграции знаний различных наук, с которыми связана методика преподавания естествознания.

Рассмотрим важнейшие из межнаучных связей методики естествознания.

Связь методики преподавания естествознания с другими науками

Методика преподавания естествознания тесно связана со многими науками и прежде всего с науками о природе, о которых говорилось выше. Естественные науки предоставляют в распоряжение методиста не только научный материал для построения школьного курса естествознания, но и методы изучения природы.

Философия служит методологическим основанием любой науки, в том числе и методики естествознания. Она разрабатывает систему общих принципов и методов познания. Философские идеи определяют направление научного поиска. Это объясняется самой сущностью философии, которая осмысливает место человека в окружающем его мире.

На основании диалектической теории познания разрабатывается методика формирования и развития естественнонаучных понятий. В определении основных понятий методики, таких как «содержание обучения», «формы обучения», «методы обучения», можно легко обнаружить их философское происхождение.

Процесс обучения подчиняется основным диалектическим законам:

– закону перехода количества в качество;

– закону единства и борьбы противоположностей;

– закону отрицания отрицания.

Философия определяет главную движущую силу процесса развития методической науки, которой являются противоречия между потребностями общества и уровнем развития системы образования. Любые методические наработки, полученные экспериментальным путем, прежде чем стать достоянием науки должны получить философское обоснование.

Наиболее традиционной является связь методики естествознания с педагогикой. Педагогика обогащает методику знаниями из дидактики и теории воспитания. Дидактика разрабатывает теоретические основы обучения. Она выделяет принципы, методы, средства и формы обучения общие для всех школьных предметов. Нельзя строить теорию методики в отрыве от общих теорий обучения и воспитания. Современные педагогические концепции оказывают огромное влияние на развитие методической науки. В настоящее время в методике естествознания появилось несколько альтернативных направлений развития, в основе которых лежат педагогические технологии развивающего обучения. Под технологиями обучения понимается такое «направление в педагогической науке, которое занимается конструированием оптимальных обучающих систем, проектированием учебных процессов»[2]2
  Педагогика. Учеб. пособие для студентов пед. вузов и пед. колледжей / Под ред. П. И. Пидкасистого. – М., 1995. – С. 167.


[Закрыть]. Предполагается, что педагогическая технология может быть воспроизведена любым учителем. Ниже будут рассмотрены особенности методики преподавания естественно-научных курсов в системах развивающего обучения Л. В. Занкова и Д. Б. Эльконина– В. В. Давыдова.

Современная педагогика не может не принимать во внимание новые технологии обучения, но в то же время «ничего не может быть ошибочнее, как отбрасывать прошедшее, служившее для достижения настоящего»[3]3
  Герцен А. И. Собр. соч. – М. – т. 3. – С. 129–130.


[Закрыть]. Методика естествознания прошла сложный, неоднозначный, но безусловно, интересный путь развития, являющийся частью исторического пути всей педагогической науки. Поэтому необходимо отметить связь методики с историей педагогики. Экскурс в историю изучаемого вопроса – методический прием, впервые предложенный Н. М. Верзилиным.

При разработке методических основ преподавания начального курса естествознания нельзя не обратиться к психологии, исследующей закономерности развития психики младших школьников. Возрастные особенности детей учитываются при отборе содержания материала курса естествознания по годам обучения. Идеи психологии лежат в основе планирования различных видов деятельности на уроках естествознания. Особенно важно для учителя знать особенности протекания познавательных процессов детей. Это поможет определить условия образования представлений и понятий в сознании ученика. «Методика начинается с того момента, когда учитель становится руководителем познавательного процесса, протекающего в сознании ученика»[4]4
  Ягодовский К. П. Вопросы общей методики естествознания. – М., 1954. – С. 61.


[Закрыть].

Критерием правильности выбора принципов, методов, форм и средств обучения является учет возрастных особенностей усвоения учебного материала. Методика преподавания изменяется в связи с развитием опыта и познавательных способностей учащихся.

Следует отметить, что связь методики с другими науками предполагает не механическое соединение, а их взаимодействие и взаимообогащение. Методика естествознания может использовать теоретические выводы других наук, их методы и результаты исследования. При этом происходит не простое заимствование данных, а их творческая переработка с учетом специфики объекта самой методики, ее теоретических и практических задач.

На каждом этапе развития общества перед всеми существующими науками встают определенные нерешенные проблемы. На современном этапе развития начальной школы перед методикой преподавания естествознания стоят следующие актуальные проблемы:

– определение обязательного минимума знаний, умений и навыков, входящих в содержание образовательной области «Естествознание» Государственного образовательного стандарта;

– выделение федеральной и национально-региональной составляющей начального естественно-научного образования по годам обучения;

– выбор оптимальных форм, методов и средств преподавания курса естествознания в начальной школе;

– разработка эффективных механизмов интеграции естественно-научных и обществоведческих знаний;

– издание учебно-методических комплектов, обеспечивающих наиболее эффективное ознакомление младших школьников с окружающим миром;

– разработка механизмов проверки знаний и умений по предметам естественно-научного цикла.

Это далеко не полный перечень проблем, стоящих в настоящее время перед методикой естествознания. Они решаются в процессе проведения научных исследований.

Методы исследования методики преподавания естествознания

Отечественная методика естествознания имеет более чем 200-летнюю историю развития. За это время в науке определились свои методы научного исследования.

Под методами исследования понимаются способы решения научно-исследовательских задач.

Научное обоснование методов исследования дает методология, т. е. совокупность принципов и способов организации теоретической и практической деятельности.

К методологическим принципам относятся:

– системный подход, позволяющий рассматривать отдельные компоненты педагогического процесса (цели и содержание образования, методы, формы и средства обучения, деятельность учителя и учащихся) не изолированно, а во взаимосвязи и взаимодействии;

– личностный подход, который требует ориентации учебного процесса на отдельную личность, признание ее уникальности, интеллектуальной и нравственной свободы;

– деятельностный подход, ставящий ребенка в позицию субъекта образовательного процесса, что предполагает самостоятельное определение цели; планирование и организацию учебной деятельности; самоконтроль и самооценку результатов деятельности;

– культурологический подход, связывающий человека как носителя определенной культуры с системой общественных и духовных ценностей.

В педагогике выделяются и другие методологические принципы – полисубъектный подход, этнопедагогический подход, антропологический подход, – которые позволяют вычленить актуальные проблемы науки, установить их значимость и определить стратегию и способы их разрешения[5]5
  См.: Педагогика: пед. теории, системы, технологии: Учеб. пособие для студ. сред. пед. учеб. заведений / С. А. Смирнов, И. Б. Котова, Е. Н. Ширяев и др.; под ред. С. А. Смирнова. 2-е изд. – М., 1999.


[Закрыть].

Одной из главных задач методики естествознания является познание и совершенствование процесса естественно-научного образования младших школьников. Для ее решения применяются общенаучные методы (диалектика, теория познания, логика), частнонаучные методы, используемые в педагогике, и предметно-тематические, которые присущи дидактике и более узкой ее отрасли – методике преподавания естествознания.

Мы рассмотрим только те методы, которые наиболее широко применяются в методических исследованиях.

Главные требования к любому методу – это объективность, т. е. способность давать достоверный, надежный материал, свободный от искажений, субъективного толкования и скороспелых выводов. Второе требование – надежность, т. е. однозначность результатов при проведении повторных исследований и одинаковость результатов у разных исследователей. Третье требование – валидность (обоснованность) – способность выбранного метода изучать именно те особенности процесса обучения, которые интересуют исследователя. Последнее требование – точность информации – определяется точной дифференцировкой, индивидуальным подходом.

Все методы педагогического исследования можно разделить на несколько групп.

Теоретические методы основаны на применении мыслительных операций: сравнения, анализа и синтеза, обобщения и конкретизации. К теоретическим методам относятся сравнительно-исторический анализ литературных источников, школьной документации, изучение массового опыта учителей и т. п. Эти методы помогают определить проблему исследования, поставить цели и задачи, выдвинуть гипотезу.

Эмпирические методы основаны на чувственном восприятии объектов и служат для накопления фактического материала. Это педагогическое наблюдение учебного процесса, личное преподавание, проведение эксперимента.

Социологические методы применяются с целью изучения личностных характеристик детей и педагогов, принимающих участие в исследовании. Это анкетирование и интервьюирование учителей и учащихся, опросы, тестирование, анализ уровня сформированности знаний и умений учащихся.

Математические методы (методы описательной статистики и теории статистического вывода) основаны на обработке полученных результатов методами математического анализа. К ним относятся:

– регистрация, т. е. запись с целью учета и систематизации количественных данных о наличии или отсутствии исследуемого параметра (например, числа учеников, выполнивших задание правильно и неправильно);

– ранжирование – расположение полученных данных в порядке убывания или нарастания какого-либо показателя и определение места каждого исследуемого параметра в этом ряду (например, составление перечня трудных понятий);

– шкалирование – введение цифровых показателей в оценку педагогической деятельности путем проведения опроса испытуемых (например, о трудности изучения определенных тем курса);

– определение средних величин – среднего арифметического, медианы (показателя середины ряда), дисперсии (степени рассеивания около среднего показателя), коэффициента вариации и др.;

– сравнение полученных результатов с нормой, при котором выявляются отклонения от заданных показателей.

Эти методы позволяют определить достоверность полученных в процессе исследования данных. Для проведения статистических подсчетов имеются математические формулы. В настоящее время существуют компьютерные программы, позволяющие провести статистическую обработку, после которой собранный материал может стать достоянием науки.

Рассмотрим основные методы педагогических исследований без их группировки.

1. Сравнительно-исторический анализ литературных источников, архивных материалов, документации, программ и учебников в аспекте рассматриваемой проблемы позволяет познакомиться с методическим наследием прошлых лет и современным состоянием проблемы исследования. При этом анализируется достигнутое, отбираются ценные и отметаются не оправдавшие себя педагогические идеи.

2. Изучение массового опыта учителей помогает выявить оправданные практикой новаторские идеи и определить типичные ошибки в преподавании.

3. Педагогическое наблюдение – один из основных методов эмпирического исследования. Он определяется как непосредственное восприятие исследователем изучаемого педагогического процесса. Различаются непосредственное и опосредованное наблюдения, где действуют сам исследователь или его ассистенты. Выделяются сплошные и дискретные наблюдения. Первые охватывают процессы в целостном виде. Вторые фиксируют результаты выборочно. При включении исследователя в реальную естественную деятельность (например, ведение уроков) говорят о включенном наблюдении. Материалы наблюдений фиксируются в протоколах, дневниках, на видеокассетах и т. п. Метод наблюдения ограничен в своих возможностях тем, что фиксирует только внешние проявления педагогических фактов.

4. Опросные методы – это методы сбора информации, основанные на непосредственном или опосредованном взаимодействии исследователя и испытуемых. Источником информации служат словесные или письменные суждения, полученные в ходе анкетирования, тестирования, контрольных срезов и т. п. Результаты опроса проходят статистическую обработку, после чего исследователь может оперировать полученным фактическим материалом.

5. Педагогический эксперимент относят к основным методам педагогического исследования. Он осуществляется с целью опытной проверки гипотезы. В методике естествознания обычно выявляется эффективность применения тех или иных методических инноваций. Эксперимент по методике естествознания осуществляется в три этапа. Первый – констатирующий этап – помогает выявить типичные недостатки и затруднения в обучении школьников основам естественных наук и определить характер работы по поиску наиболее эффективных путей их исправления. На втором – обучающем (формирующем) этапе – проводится апробация (проверка) экспериментальных материалов и внедрение предложенных инноваций. Чаще всего обучающий этап эксперимента протекает в естественных условиях образовательного процесса по типу вариативного, для которого характерно целенаправленное варьирование в различных группах (контрольных и экспериментальных) с выравненными начальными параметрами условий, подвергающихся экспериментальной проверке, и сравнению результатов обучения. На третьем – контрольном этапе – исследуется эффективность использования новой методики в учебном процессе. Педагогическая эффективность оценивает степень реализации учебных целей по сравнению с заданными, т. е. обеспечивает соответствие между запроектированными и полученными результатами.

Исследователь должен творчески подойти к выбору методов научного поиска в соответствии с темой, целью, задачами, предметом и объектом педагогического исследования. При этом нужно учитывать условия проведения научной работы.

Выбор методов научного исследования осуществляется в соответствии со следующими принципами:

– принцип совокупности методов исследования, который означает, что для решения любой научной проблемы используется несколько методов, согласованных с природой исследуемого явления;

– принцип адекватности метода существу изучаемого предмета и тому результату, который должен быть получен.

Важным требованием для внедрения любых инноваций должен быть учет принципа целесообразности и оправданности нововведений. Отечественная педагогическая наука пережила многочисленные реформы, многие из которых оказались впоследствии бесполезными для системы образования. Тем не менее даже отрицательные результаты эксперимента обогащают науку.

Методика естествознания должна давать проверенную практикой научную теорию, позволяющую эффективно обучать детей основам наук о природе, развивать практические умения, присущие естественным наукам.

К. Д. Ушинский предупреждал: «Одна педагогическая практика без теории – то же, что знахарство в медицине»[6]6
  Ушинский К. Д. Избр. пед. соч. – М., 1945. – С. 41.


[Закрыть].

Ошибочно думать, что педагогическое мастерство – это искусство, зависящее от врожденных способностей человека и владения предметом.

Учитель, несомненно, должен хорошо знать научное содержание предмета, но без владения методикой преподавания он не сможет добиться усвоения этих знаний детьми.