4.4 Экологические понятия в школьном предмете «Биология»

Современная экология изучает жизнь организмов в природе, проявление их свойств, отношения организмов друг с другом и со средой. Помимо этого, экология уделяет большое внимание вопросам взаимоотношений общества и природы. Научные экологические понятия вошли во все курсы школьной биологии. Особенно широко в школьном предмете «Биология» отражены понятия экологии организмов, биогеоценологии, популяционной экологии и социальной экологии. Сложные экологические знания обусловили в школьном предмете «Биология» появление системы экологических понятий. В ней различают пять рядов экологических понятий:

1) о среде и экологических факторов среды;

2) об экологии организмов;

3) об экологии популяций;

4) о биогеоценологии (или экологии экосистемы);

5) о социальной экологии.

Каждый ряд представляет собой одну из главных линий в овладении основами экологии и включает простые и сложные экологические понятия, развиваемые в ходе изучения биологии.

В курсе биологии 6 класса «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники» развиваются экологические понятия первого, второго, четвертого и пятого рядов. Понятия третьего ряда не изучаются, так как нет еще основы для этого в учебном содержании.

В 7 классе находят отражение (курс «Зоология») все пять рядов экологических понятий.

В 8 классе (курс «Человек») в системе экологических понятий представлены широко первый, второй, третий и четвертый ряды. Понятий пятого ряда здесь значительно меньше.

В 9, 10, 11 классах («Общая биология») система экологических понятий своеобразна. В каждом ее ряду – множество сложных экологических понятий. Их подавляющее большинство представлено в обобщенном виде. Кроме того, наряду с конкретными понятиями здесь много абстрактных (например, экосистема, цепи питания, экологические ниши, экологическая пирамида, численность, плотность, биомасса, саморегуляция, глобальная проблема, правило 10% и другие), позволяющих рассматривать общие закономерности природы со значительной степенью научности.

В курсе общей биологии, в отличие от других, изучается специальная тема «Основы экологии», поэтому экологические понятия курса становятся более обобщенными и сложными. В системе экологических понятий курса общей биологии преобладают понятия четвертого ряда, важное место занимают понятия пятого ряда.

Овладение системой знаний по экологии в процессе обучения подводит учащихся к пониманию закономерностей живой природы на разных уровнях ее организации, законов зависимости организмов, популяций и сообществ от факторов среды, воздействия организмов и сообществ на всю природу нашей планеты.

4.5 Методика развития понятий в процессе обучения биологии

Наиболее важный момент в формировании понятий – выделение его существенных признаков. Для этого используют анализ, сравнение признаков, синтез и обобщение.

Процесс формирования и развития понятий можно разделить на 3 этапа: образование, развитие и интеграцию.

Образование понятий идет, в основном, двумя способами: путем индуктивного (выводного) обобщения из чувственного опыта или путем дедуктивного вывода их из известных теорий. В биологии еще используют третий способ – традуктивный.

Приведем пример индуктивного способа образования понятия. При последовательном рассмотрении того, что зеленые растения, используя энергию солнечного света и минеральные вещества (воду, углекислый газ), с помощью хлорофилла образуют органические вещества, можно сформулировать вывод: растения обладают фотосинтезом.

Можно использовать и другой способ образования понятия «фотосинтез». Растения обладают фотосинтезом потому, что имеют хлорофилл, с помощью которого на свету образуются органические вещества из углекислого газа и воды. Это – дедуктивный способ образования понятия.

Традукция (от латинского traductio – перемещение) – способ образования понятия, когда вывод идет от знания определенной степени общности к новому знанию, но на той же степени общности. То есть, вывод идет от единичного к единичному, от частного к частному, от общего к общему. Например, сформировав на каком-то этапе образовательного процесса конкретное понятие (дыхание организмов, половое размножение, вегетативное размножение), используют это общее понятие для выделения других понятий, не углубляя его.

На начальном этапе обучения чаще используется индуктивное образование понятий. Индуктивный путь образования понятий предполагает следующие этапы:

1) выделение, группирование и сравнение ряда объектов с целью выявления их общих признаков;

2) выделение существенных признаков объектов;

3) определение понятия;

4) установление связи понятия с другими понятиями, в т.ч. со смежными;

5) определение места понятия в системе понятий, подведение под него конкретных объектов;

6) применение сформированного понятия.

Этот способ требует много учебного времени, поэтому многие (даже сложные) биологические понятия формируются дедуктивным способом.

По мере накопления теоретических знаний усиливается формально-логический вывод понятий. Уже в самом начале систематического изучения биологии в общеобразовательной школе вводятся абстрактные теоретические понятия – «биосистема», «приспособленность», «биоразнообразие», «система живых организмов» и другие. Такие понятия являются исходными для развития системы теоретических знаний об организме, эволюции, биосфере и т.д. Постепенно формируются общие теоретические понятия: «вид», «род», «семейство», «естественный отбор», «борьба за существование», уровни организации жизни», «экосистема».

Большую роль в формировании и развитии биологических понятий играет сравнение. Сравнением называется сопоставление объектов в целях выявления черт сходства и различия между ними. Оно обеспечивает возможность применения анализа – детального и сравнительного исследования свойств изучаемого предмета или явления. Вместе с тем, сравнение и анализ позволяют сформулировать обобщающий вывод (подводят к синтезу).

Сформированные таким образом понятия являются эмпирическими, так как возникают на основе чувственного опыта, полученного посредством наблюдения.

Формирование теоретических понятий осуществляется на основе анализа фактических данных и их обобщений. Наиболее успешно формально-логическое формирование теоретических понятий происходит в процессе проблемного обучения. Модель этого процесса примерно такая:

1) постановка проблемы;

2) поиск путей решения проблемы (анализ, синтез, сравнение существенных свойств объекта и понятия);

3) решение проблемы (выделение общих существенных свойств понятия);

4) осознание и осмысление полученных результатов (изучение соотношения между объектом и понятием);

5) характеристика результатов (выведение понятий).

В формировании и развитии понятий большую роль играют правильные, понятные определения, наглядность и проблемные вопросы.

Вопросы для самоконтроля

1 Почему понятие считают главной дидактической единицей в содержании предмета «Биология»?

2 Какое значение в формировании биологических знаний имеют фундаментальные понятия?

3 Почему нельзя давать учащимся биологические понятия в готовом виде?

4 Можно ли считать выражения «формирование понятий» и «развитие понятий» тождественными?

5 Каковы основные положения теории развития биологических понятий?

6 Какое место занимают экологические понятия в содержании школьного курса биологии?

7 Назовите и кратко охарактеризуйте различные способы образования биологических понятий.

8 Какое значение имеют сравнение и анализ в образовании биологических понятий?

9 Какие биологические понятия называют специальными, локальными, общебиологическими?

Темы для выполнения рефератов

1 Развитие валеологических понятий в процессе изучения раздела «Человек».

2 Развитие этических и биоэтических понятий в процессе изучения зоологии в школьном курсе биологии.

Задания для выполнения внеаудиторной самостоятельной работы

1 Используя школьный учебник биологии, проследите специальные понятия, развивающиеся в пределах раздела «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники».

2 Составьте перечень гигиенических понятий, развиваемых в разделе «Человек».

Семинарское занятие № 5

Тема: Система биологических понятий в содержании биологического образования

Цель занятия: углубить знания студентов о содержании школьного предмета «Биология».

Задачи:

- дидактические: опираясь на знания общей психологии, конкретизировать термин «понятие»; расширить представление о значении предметно-чувственной опоры на естественный материал в формировании понятий и о значении образного слова, изобразительной наглядности в этом процессе; сформировать знания об этапах образования и развития биологического понятия;

- развивающие: развивать умение моделирования линий развития биологических понятий;

- воспитательные: воспитывать культуру речи; формировать умение аргументировать свою точку зрения.

Обсуждаемые вопросы

1 Понятие как основная дидактическая единица знаний в предмете «Биология».

2 Роль содержания биологических понятий в школьном курсе.

3 Теория развития биологических понятий и ее значение.

4 Развитие системы экологических понятий в школьном курсе биологии.

5 Процесс формирования биологических понятий как одна из центральных проблем педагогики и методики преподавания биологии.

Практические задания для аудиторной самостоятельной работы

1 Проследите по действующим программам и учебникам развитие таких понятий, как «клетка» и «организм». Составьте примерный общий перечень наглядных пособий, который вы бы использовали для формирования одного из этих понятий.

2 Приведите индуктивный и дедуктивный способы образования понятия «рефлекс».

3 Приведите примеры простых, сложных, специальных, локальных и общебиологических понятий, развиваемых в разделе «Животные» («Зоология»).