Текст книги "Методика обучения биологии в школе"

При изучении общей биологии происходит обобщение, углубление и расширение ранее приобретенных учащимися знаний о клеточном и организменном уровнях живого и ознакомление на внутрипредметной и межпредметной основе с процессами, происходящими на популяционно-видовом, биогеоценотическом и биосферном уровнях. Так, функции живого вещества, содержание и значение химических элементов в клетке рассматриваются на основе актуализации знаний учащихся о свойствах кислорода, азота, серы, углерода, типах химических связей (Химия, 8–9 кл.), сложные вещества, входящие в состав клетки, процессы обмена веществ – на основе знаний о свойствах воды, теории химического строения и основных классах органических соединений, окислительно-восстановительных реакциях, электролитической диссоциации (Химия, 8–9 кл.), о применении первого закона термодинамики к изопроцессам (Физика, 10 кл.).

Для выяснения причин потери энергии в цепях питания используются знания об использовании энергии на процессы жизнедеятельности в теплоотдачу (Физика, 8 кл.), законе сохранения и превращения энергии (Физика, 10 кл.).

Знания из курса географии об основных эпохах горообразования и древнем оледенении на территории нашей страны используются при рассмотрении важнейших ароморфозов в истории органического мира, о населении Земли и географии населения мира – при ознакомлении с человеческими расами и их единством, о природнотерриториальных комплексах – в изучении биогеоценозов и агробиоценозов, о географических оболочках – в развитии понятия «биосфера». Актуализация полученных из курса географии знаний об охране природы и восстановлении ее богатств необходима при ознакомлении с экономическими аспектами деятельности человека в природе.

При ознакомлении с многообразием и происхождением культурных растений и одомашненных животных, селекцией как частью системы сельскохозяйственного производства большое значение имеет опора на знания, приобретаемые учащимися в процессе трудового обучения.

Для осуществления межпредметных связей в обучении биологии важно, чтобы при составлении тематического плана изучения программного материала учитель познакомился с учебниками естественнонаучного цикла, зафиксировал места «стыковок» в их содержании, а при разработке методики изучения того или иного биологического материала тщательно продумывал процесс их реализации.

Глава 4. Воспитание учащихся в процессе обучения биологии

Воспитание – процесс систематического и целенаправленного воздействия на духовное и физическое развитие личности в целях подготовки ее к производственной общественной и культурной деятельности. Перед курсом биологии, как и перед любым другим учебным предметом общеобразовательной школы, стоят большие и ответственные задачи, связанные с осуществлением всестороннего воспитания подрастающего поколения. Необходимость решения этих задач вытекает из требований общества.

Воспитание в процессе обучения биологии прежде всего предполагает работу по формированию и развитию у школьников естественнонаучного мировоззрения, осуществлению патриотического и интернационального, нравственного, физического, гигиенического, полового, эстетического воспитания учащихся, которое должно органично включаться в общую систему реализации задач, стоящих перед общеобразовательной школой, и базироваться на теории воспитания с учетом особенностей содержания предмета, уровня подготовки и психического развития учащихся.

Все аспекты воспитания учащихся взаимосвязаны между собой. Нравственное воспитание, например, связано с патриотическим и интернациональным, с формированием мировоззрения. Поэтому в процессе обучения биологии в воспитании учащихся осуществляется комплексный подход.

Биология, как учебный предмет, включает в себя несколько разделов и не один из них самостоятельно не в состоянии решить все сложные и многогранные задачи воспитания школьников в необходимой полноте. Поэтому важно, чтобы при изучении каждого раздела был сделан возможный вклад в их осуществление.

4.1. Формирование естественнонаучного мировоззрения

Для успешной реализации задач по формированию и развитию у школьников естественнонаучного мировоззрения учителю биологии прежде всего необходимо выделить ведущие понятия мировоззренческого содержания, а затем обеспечить четкую мировоззренческую направленность при изучении преподаваемого предмета. При этом следует исходить из того, что мировоззрение, как система общих взглядов на природу, имеет дело с широкими понятиями.

Основой формирования естественнонаучного мировоззрения в процессе обучения биологии служат такие важнейшие понятия, которые раскрывают материальность мира и объективные законы его развития, всеобщую связь явлений, количественные и качественные изменения в живой природе, развитие как борьбу противоположностей, познаваемость мира и его закономерностей, практику как основу и цель познания объективного мира и как критерий истины. Другими словами, в обучении биологии следует иметь в виду прежде всего ту сторону мировоззрения, которая охватывает систему взглядов на природу.

Развитие естественнонаучного мировоззрения на биологическом материале не означает, что учитель биологии должен раскрывать в процессе обучения те или иные философские понятия, категории и законы, подтверждать их всеобщность тем или иным фактическим материалом. Практика показывает, что абстрактные философские формулировки недоступны для понимания учащихся среднего возраста (основные ботанические, зоологические, анатомо-морфологические и физиологические знания учащиеся получают в среднем звене общеобразовательной школы). Главное в работе учителя – подведение учащихся на конкретном учебном материале к выводам мировоззренческого характера, таким, например, как единство растительного или животного мира, родство (единство) одноклеточных растений и одноклеточных животных на основе установления их признаков сходства в строении и жизнедеятельности, рассмотрения форм, совмещающих признаки растений и животных; разная сложность организации растений и животных, как следствие развития от простого к более сложному, совершенному, или от сложного к несколько упрощенному в связи с переходом в новую среду, иному образу жизни; причинно-следственные связи процессов и явлений, происходящих в живом мире.

Важное значение в развитии естественнонаучного мировоззрения имеет раскрытие материальности жизненных процессов, протекающих в организмах. При изучении всех разделов биологии внимание учащихся фиксируется на том, что все жизненные процессы – питание, дыхание, выделение связаны с жизнедеятельностью организма, функциями его систем органов. Наиболее полно материальная сущность процессов жизнедеятельности выявляется при формировании и развитии у школьников понятия обмена веществ. Так, на уроках по изучению растений учащиеся убеждаются в том, что растительные организмы поглощают из окружающей среды углекислый газ, воду и минеральные соли; на свету в листьях или в других зеленых органах образуют органические вещества и при этом выделяют в атмосферу кислород; органические вещества используются на рост и развитие организма и служат источником энергии, освобождаемой при их взаимодействии с кислородом; удаляют из организма во внешнюю среду углекислый газ, воду и другие вещества – продукты дыхания.

Большое значение в убеждении учащихся в материальности жизненных процессов имеет изучение поведения животных и человека. Учащиеся должны убедиться в том, что в основе поведения этих организмов лежат безусловные и условные рефлексы, инстинкты, что поведение связано с деятельностью нервной системы и чем она сложнее, тем сложнее и поведение. Убеждению в связи между организацией нервной системы и поведением способствует сравнение животных, имеющих разную степень организации (гидра и планария, речной рак и жук, лягушка и голубь, кролик и собака). Особую важность в развитии убеждения школьников в материальности поведения животных имеют проводимые ими опыты по выработке условных рефлексов в уголке живой природы, демонстрация спинальной лягушки при изучении функций нервной системы в разделе «Человек и его здоровье».

В процессе обучения биологии имеется возможность не только вскрыть материальность рассмотренных жизненных процессов, но и показать, что сама мысль, сознание – функция высокоорганизованной материи. Уже при изучении анатомии, физиологии и гигиены человека учащихся можно подвести к выводу о первичности материи и вторичности сознания, разума. Особое значение в этом имеет ознакомление с учениями И. М. Сеченова и И. П. Павлова о высшей нервной деятельности.

В развитии у школьников естественнонаучного мировоззрения большое значение имеет раскрытие на уроках биологии идеи исторического развития органического мира. Учитывая это, в процессе изучения ботаники (раздел «Растения, бактерии, грибы и лишайники») особое внимание важно уделить установлению родства между изучаемыми отделами растений, показу сложности организации растений одних отделов по сравнению с другими, раскрытию путей совершенствования растительного мира.

Большие возможности в раскрытии идеи эволюции органического мира имеет раздел «Животные» (зоология). Уже само его построение в восходящем порядке – от простейших до хордовых, от рыб до млекопитающих, наводит учащихся на мысль о том, что животный мир развивался от простых форм к более сложным. Учитель биологии должен уделить большое внимание раскрытию филогенетических взаимоотношений между изучаемыми типами и классами животных. Иначе у школьников может сложиться представление о линейном характере эволюции животного мира.

При формировании знаний об историческом развитии растительного и животного мира важно показать, что развитие организмов в природе происходило как по пути усложнения их организации (ароморфоза), так и по пути совершенствования различных приспособлений к тем или иным средам обитания и конкретным местообитаниям (идиоадаптаций) и пути упрощения организации в связи с переходом к малоподвижному образу жизни или паразитизму (дегенерации). При этом следует отмечать, что в процессе эволюции происходило увеличение численности видов, вставших на путь биологического прогресса, расширение ареала и пр. Привлечение в уроки ботаники и зоологии материала об основных путях развития органического мира позволяет усилить экологическую и эволюционную направленность этих разделов курса биологии и тем самым повысить их воспитательную направленность.

Большое значение в раскрытии идеи исторического развития живой природы имеет раздел «Общая биология», в котором раскрываются естественнообусловленные факторы эволюции органического мира, основные биологические закономерности.

В процессе обучения биологии важно не только подводить учащихся к выводам о развитии живой природы, целостности организмов, взаимосвязи организма и среды обитания и т. д., но и вскрывать противоречивость характера рассматриваемых процессов (интеграция и дифференциация клеток, тканей и органов; ассимиляция и диссимиляция; торможение и возбуждение в деятельности нервной системы; подобие и различие потомства и пр.), что дает возможность показать учащимся развитие как борьбу противоположностей, переход количественных изменений в качественные, убедить в единстве противоречивых явлений.

В процессе обучения биологии следует там, где это возможно, подводить учащихся к выводам о познаваемости окружающего мира. На уроках по изучению раздела «Животные», например, этому способствует ознакомление с открытием мира простейших, выявлением возбудителя малярии, таежного энцефалита и их переносчиков, открытием ланцетника, находками ископаемых останков древних животных и пр. На уроках по другим разделам биологии большое значение в убеждении учащихся в познаваемости мира большое значение имеют сведения об открытии клетки, имеющихся в ней органоидов, данные об обнаружении ДНК и РНК, расшифровке структуры белков, нуклеиновых кислот и т. п.

Важное значение в развитии у школьников естественнонаучного мировоззрения имеет ознакомление их с применением научных биологических знаний в практике, значением практики как критерия истины.

Успешному развитию у школьников естественнонаучного мировоззрения способствует глубокое осознание учителем системы ведущих биологических понятий, определение воспитательных возможностей каждой изучаемой темы, вида деятельности в реализации задач по формированию и развитию мировоззрения.

Практика показывает, что дети и подростки подвержены различного рода суевериям, вере в колдовство, вещие сны, гадания и т. п., основанным на донаучных представлениях. Учителю биологии необходимо выявить для себя, какие из предрассудков бытуют среди учащихся, и разъяснять их несостоятельность при изучении высшей нервной деятельности.

4.2. Патриотическое и интернациональное воспитание в процессе обучения биологии

Патриотическое воспитание в процессе обучения биологии связано с развитием у школьников любви к Родине, своему краю, глубокого уважения к своему народу, стремлений к активной деятельности, направленной на процветание своего отечества. Интернациональное воспитание направлено на укрепление дружбы и сотрудничества с народами других стран.

Реализации задач патриотического воспитания способствует ознакомление учащихся с богатством растительного и животного мира нашей страны и его охраной, яркими примерами из истории развития отечественной биологической науки, здравоохранения, сельского хозяйства, заслугами выдающихся отечественных ученых-биологов и пр.

Любовь к природе своего края и к природе Родины в целом осуществляется путем ознакомления учащихся с богатством растительного и животного мира на уроках и экскурсиях почти на всем протяжении изучения биологии. Решение других задач патриотического воспитания связано с учебным материалом тех или иных ее разделов или тем. Например, при изучении бактерий учитель может использовать сведения о былом распространении в России таких тяжелых инфекционных заболеваний, как тиф, чума, холера, и их ликвидации как массовых явлений; при изучении одноклеточных животных – познакомить с работой по борьбе с малярией; при изучении плоских червей – с предотвращением гельминтозных заболеваний; при изучении клещей – с работой по выяснению причин распространения таежного энцефалита и разработке мер защиты от этого заболевания. Большие возможности ознакомления школьников с достижениями отечественного здравоохранения имеет раздел «Человек и его здоровье».

При изучении в курсе биологии вопросов охраны живой природы в целях патриотического воспитания учитель может использовать примеры, раскрывающие успехи по восстановлению и увеличению численности растений и животных, которые в результате их хищнического изъятия из природы были в нашей стране на грани вымирания (сибирский и корейский кедры, дальневосточный и европейский тисы, кавказское дерево, зубр, речной бобр, морской котик, гага и др.), плодотворную работу по сокращению и сдерживанию численности таких опасных насекомых-вредителей, как азиатская саранча, сосновый шелкопряд и др.).

Большую важность в патриотическом воспитании имеет ознакомление школьников с достижениями в селекции культурных растений и одомашненных животных (получение новых сортов растений в растениеводстве, цветоводстве и садоводстве, создание новых пород животных в пчеловодстве, шелководстве, рыбоводстве, птицеводстве и скотоводстве). Например, при изучении семейств цветковых растений и достижений в отечественной селекции учитель может использовать факты по выведению высокоурожайных сортов злаковых культур – познакомить с работами академиков П. П. Лукьяненко и В. В. Ремесло, их знаменитыми высокоурожайными сортами озимой пшеницы», выращиваемым на огромных площадях нашей страны и за рубежом, достижениями академика В. С. Пустовойта по селекции подсолнечника и других отечественных селекционеров.

На уроке о рыбоводстве целесообразно рассказать о создании в 50-х годах прошедшего столетия профессором Н. И. Николюкиным гибрида стерляди и белуги (названного бестером), который быстро растет, неприхотлив к условиям содержания, способен давать потомство. При ознакомлении с одомашненными млекопитающими полезно сообщить, например, о том, что за прошедшее столетие в нашей стране выведено более 60 пород сельскохозяйственных животных, в том числе 10 пород крупного рогатого скота, 15 пород свиней.

В процессе изучения биологии важно показать вклад в науку выдающихся отечественных ученых-биологов, считавших служение науке своим долгом перед Родиной и народом, раскрыть интернациональный характер их трудов. К числу таких ученых прежде всего принадлежат И. И. Мечников, И. П. Сеченов, И. П. Павлов, К. А. Тимирязев, И. В. Мичурин, К. И. Скрябин, Е. Н. Павловский, А. И. Опарин, В. И. Вернадский, Н. И. Вавилов, Н. К. Кольцов, Г. Д. Карпеченко и др.

Интернациональному воспитанию в процессе обучения биологии способствует ознакомление школьников с заслугами в развитии биологической науки выдающихся зарубежных ученых (Р. Гук, А. Левенгук, К. Линней, Ж. Б. Ламарк, Ч. Дарвин, Л. Пастер, Г. Мендель и мн. др.).

4.3. Экологическое воспитание в процессе обучения биологии

Экологическое воспитание стало насущной необходимостью в связи с обострением противоречий во взаимодействии общества и природы.

Цели экологического воспитания заключаются в формировании у школьников ответственного отношения к окружающей среде, готовности к рациональному природопользованию, критериями которых служат умения принимать и выполнять решения, направленные на поддержание воспроизводящих сил природы, нанесением наименьшего ущерба ее материальным и эстетическим достоинствам в реальных экологических ситуациях, сохранение ее для будущих поколений.

Осознание непреходящей ценности жизни, природы и проявление активности в их защите – это одно из важнейших качеств личности, важнейшая составная часть общей культуры.

Для принятия неразрушительных (рациональных) экологических решений необходимы знания о законах жизни и тех пределах, в которых она возможна, знания об экологических факторах окружающей среды и их влиянии на организмы.

Экологическое воспитание, базирующееся на знаниях об экологических факторах (абиотических, биотических и антропогенных), носит междисциплинарный характер, так как их всестороннее изучение связано с физикой, химией, биологией, географией, астрономией, историей, обществоведением.

В современных условиях экологическое воспитание строится на отказе от антропоцентризма, понимании человека как органической части природы, пересмотре собственных потребностей.

В процессе обучения биологии учащиеся овладевают системой экологических знаний – о взаимосвязях организма и среды, приспособленности организмов к условиям существования, популяциях и видах организмов, биоценозах и биогеоценозах, их структурных компонентах и функциях, присущих им закономерностях существования, смене сообществ, биосфере, человеке как экологическом факторе, служащих основой их экологического воспитания.

Экологическое воспитание учащихся обеспечивается содержанием школьного курса биологии с самого начала его изучения. Так, в процессе ознакомления с растениями учащиеся получают знания об их значении в создании органических веществ из неорганических, обогащении воздуха кислородом, снижении в нем концентрации углекислого газа, очистке от пыли, увлажнении, смягчении температуры в жаркую погоду и пр., что способствует осознанию шестиклассниками необходимости бережного отношения к окружающему их растительному миру. При изучении бактерий и грибов, систематических групп животных учащиеся продолжают знакомиться со значением этих организмов в природе и жизни человека, а при изучении раздела «Человек и его здоровье» с живой природой как необходимой средой существования человека. Особую роль в экологическом воспитании учащихся имеют общебиологические разделы школьного курса биология, особенно вопросы, связанные с изучением биогеоценотического и биосферного уровней организации жизни: функциональные группы организмов в биогеоценозах, их трофические связи, перенос веществ и энергии по цепям питания, основные свойства биогеоценозов, происходящие в них поступательные изменения – сукцессии, биологическое значение агробиоценозов, живое вещество биосферы и его функции, биогеохимический круговорот веществ и поток энергии как основа существования биосферы, современные экологические проблемы.

Наряду с формированием и развитием у школьников ответственного отношения к природной среде, осознания ими необходимости бережного отношения и рационального использования человеком природных богатств большое внимание в обучении биологии уделяется развитию умений предвидеть последствия воздействия на живую природу человека и человечества в целом.

В процессе обеспечения учащихся экологическими знаниями осуществляется и их ценностная ориентация. При этом выделяется не только материальная, но и эстетическая ценность растений, грибов, животных, природных ландшафтов, их воздействие на пробуждение у человека чувства радости, успокоения.

Большое влияние на осознанию материальных и эстетических ценностей природы, правил поведения в ней оказывают экскурсии в естественные биогеоценозы по изучению многообразия видов растений и животных, сезонных явлений, изменчивости и наследственности организмов. Наибольшую ценность имеют те из них, при проведении которых учащиеся выполняют задания по установлению взаимосвязей в природе, выяснению антропогенного влияния на ее состояние.

Большое значение в формировании и развитии у школьников экологических знаний имеет использование в процессе обучения биологических задач, экологических игр. Например, при изучении фотосинтеза и его значения в природе учащимся 6 класса можно предложить биологическую задачу: «Дерево средней величины за сутки выделяет в воздух столько кислорода, сколько его необходимо для дыхания трех человек. Если человек посадил и вырастил 5 деревьев, то сколько человек благодаря ему будет дышать свежим воздухом?», а при изучении гигиены дыхания – «В городах вдоль улиц с оживленным движением автотранспорта со стороны проезжей части сажают ряды кустарники, а со стороны домов – деревья. С какой целью в городах между жилыми домами и проезжими частями улиц высаживают деревья и кустарники? Почему менее высокорослые растения сажают ближе к дороге, а более высокорослые – ближе к домам?»

Немалое значение в экологическом воспитании имеет вовлечение школьников в общественно полезную деятельность по охране природы путем организации проведения массовых внеклассных кампаний: операции зеленый и голубой патрули, подкормка птиц зимой, изготовление и развешивание в городских дворах, скверах, лесопарках и приусадебных участках искусственных гнездовий, оказание помощи по выращиванию посадочного материала в лесных питомниках, создании экологических троп и др.