Розділ 5 Зміст шкільної біологічної освіти |
Рис. 5.2 Схема спрямовувальної дії законів природи
■ Біологічні системи функціонують за певними законами.
Закон внутрішньої динамічної рівноваги. Відкриті системи, такі як біологічні та соціальні, обмінюючись із зовнішнім середовищем речовинами, енергією та інформацією, перебувають у стані динамічної рівноваги. Ця рівновага дуже нестійка. Зміна одного з показників спричиняє зміну інших, які ніби компенсують відхилення, що виникли.
Закон оптимальності. Еволюція системи відбувається тим швидше, чим із більшої кількості елементів і підсистем вона складається. Але темп еволюції зростає доти, доки не перевищаться можливості тієї форми керування, яка відповідає цій системі. За такого «насичення» системи або гальмується її розвиток, або порушується керування, й система втрачає свою організацію. її існування в початковому варіанті стає проблематичним. Так, за великої чисельності популяція еволюціонує швидше, ніж за малої. Проте висока густота спричиняє голод, епідемії та інші явища, які призводять до зниження чисельності й навіть повного знищення популяції.
шюшш^шшямшшшшшшшш» 1 02
5.1 Джерела конструювання змісту біологічної освіти школярів
Закон періодичності будови систем. На різних рівнях організації живих систем, що утворюють ієрархію (наприклад, організм—популяція—біоценоз—біосфера), відтворюються подібні принципи взаємозв'язку елементів, аналогічні структури. Так, явище періодичності властиве не лише системам хімічних елементів, а й рядам спадкової мінливості (закон М. І. Вавилова), географічній зональності тощо. Отже, в природі існує певна аналогія.
Закон системної доповнюваності (принцип слабкої ланки). Одні підсистеми створюють передумови для успішного розвитку й саморегуляції інших і, координуючи свої функції, забезпечують можливості динамічного розвитку всієї системи. Зовнішніми впливами насамперед руйнуються слабкі ланки, що виводить із ладу систему в цілому.
• Чим більша диференціація, тим міцніша інформаційна єдність, необхідна для забезпечення функціонування системи як цілісності.
Це положення обґрунтовує об'єктивну необхідність існування на нашій планеті єдиної інформаційної мережі, яка сприяє формуванню людства як цілісної системи.
■ Еволюція систем нижчого порядку є основою стабільності системи ви
щого рівня (біосфери), тобто функціонування біосфери як цілісності спря
моване на збереження Ті стабільності.
Якщо певні її структурні одиниці не функціонують у заданому напрямі, то вмикаються механізми приведення їх до норми, а якщо це неможливо, то знищення їх. Вид як цілісність, приміром, впливає на організм через відсторонення його від участі у відтворенні чисельності популяції, тобто в розмноженні (І. І. Шмальгаузен). Так само, якщо певний вид організмів або окремий організм не живе за законами системи вищого порядку, то запускаються механізми приведення його до норми, а якщо це неможливо, то до його знищення. Стосовно людини це означає, що вона має жити за законами своєї популяції, виду. Конкретніше ці вимоги проявляються в законах суспільного життя, які в ідеалі теж мають ураховувати загальні закони функціонування найвищої системи — біосфери.
■ Живі системи є органічними цілісностями.
Слід ураховувати, що цілісність — це внутрішня властивість, якої система набуває в процесі розвитку. Вона свідчить про завершення висхідного етапу розвитку даної системи, перебування її в стані відносної рівноваги, тобто відображує той момент, коли процеси, що характеризують висхідні та низхідні стадії її розвитку, динамічно зрівноважені. Єдність на рівні цілісної системи проявляється в наявності нових її властивостей, яких немає в її окремих елементів (тобто неадитивність властивостей системи щодо властивостей елементів її підсистем). Тому в шкільному курсі біології живі системи вивчаються на матеріалі, що відображує стан динамічної
Розділ 5 Зміст шкільної біологічної освіти
рівноваги систем, тобто характеризує їх як цілісність. Особливості висхідного та низхідного етапів розвитку розкриваються відносно вже розглянутого стану. Вивчення цілісної живої системи в часі за такого підходу передбачає: а) розгляд структури, функціонування, взаємозв'язків живої системи як цілісності; б) розкриття закономірностей її розвитку в історичному аспекті (етапи виникнення, становлення, цілісності, регресивні зміни, перетворення). Це означає, що на додаток до програмного матеріалу слід розглядати систему з погляду її регресивних змін (старіння) та перетворень (смерть).
Різні рівні організації живої матерії утворюють дещо єдине й можуть розглядатись як його складові функціональні одиниці, кожна з яких є певною цілісністю, розчленованою на функціонально взаємопов'язані елементи, між якими існує субординаційний зв'язок.
■ Складні біологічні системи потребують багатоаспектного розгляду.
З одного боку, їх можна розглядати в предметному бутті, абстрагуючися від їхнього динамізму, тобто в статиці. Це дає змогу описати, змоделю-вати склад і будову системи. З іншого боку, їх треба розглядати в динаміці реального існування. При цьому динаміка, своєю чергою, проявляється двояко: рухом системи є, по-перше, її функціонування й діяльність як цілісності, а по-друге, її розвиток — виникнення, становлення, період зрілості, цілісності, регресивних змін, перетворення. Отже, для формування адекватного уявлення про складнодинамічну систему її треба вивчати в трьох площинах — предметній (склад, структура), функціональній, історичній.
■ У структурі живої природи виокремлюються три складові буття: фі
зична, енергетична та інформаційна.
Всі вони в міру можливостей мають бути висвітлені для цілісного відображення живої системи. Структури найпізнанішого нині організмо-вого рівня організації життя доцільно розглядати як складні інформаційно-біоенергетичні системи. Фізичну сутність систем даного рівня досить детально розкрито в сучасному шкільному курсі «Біологія», на відміну від енергетичної та інформаційної, які поки що достатньо не відображені.
Сучасна наука обгрунтовано доводить, що людина не стоїть над природою, а розчинена в ній, так само, як і природа розчинена в людині. Розкриття енергетичної та інформаційної сутності реакції — відповіді будь-якого організму (дроб'янок, рослин, грибів, тварин) на подразнення — дає змогу конкретизувати положення концепції біоцентризму. При цьому людина повинна вивчати себе, природу й своє місце в ній не-з позиції стороннього спостерігача (як біолог досліджує під мікроскопом бактерій), а як учасник відповідного процесу еволюції природи.
5.1 Джерела конструювання змісту біологічної освіти школярів
■ Суть біологічної системи не молена зрозуміти, обмежуючися тільки дослідженням закономірностей, що проявляються в ній.
Ці закономірності виявляються лише в її стосунках, взаємодії із зовнішнім предметом діяльності. Тому, хоч би як глибоко була вивчена система сама по собі, її анатомо-фізіологічний субстрат, усе ж вона залишається непізнаною «річчю в собі».
Вивчення живої системи (складу її компонентів, що необхідні й достатні для її функціонування, існування тощо) здійснюється розглядом її як частини певної метасистеми, тобто ззовні, із середовища, в яке вона вписана й у якому функціонує. Не можна пізнати систему, перебуваючи всередині неї. Необхідно вийти за її межі й поглянути ззовні.
Наведені положення сучасної біологічної картини світу, що лежать в основі синтезу знань школярів про живі системи, не є конгломератом окремих розрізнених ідей, законів, закономірностей тощо. В цілісному курсі «Біологія» навчальний матеріал розташовано в певній логічній послідовності, визначено окремі блоки понять (теми), встановлено зв'язки між ними, тобто реалізується системний підхід до створення навчального предмета.
Якість освіти кожного учня характеризується обсягом та характером засвоєного ним змісту соціального досвіду, який складається з чотирьох елементів:
1) знання про природу, суспільство, техніку, людину, способи ді
яльності, засвоєння яких забезпечує формування світогляду, ме
тодологічний підхід до пізнавальної та практичної діяльності;
2) досвід здійснення відомих способів діяльності, які втілюються
разом зі знаннями в навичках та вміннях особистості;
3) досвід творчої діяльності, втілений в особливих інтелектуаль
них процедурах, що не підлягають проектуванню у вигляді по
передньої, тобто до здійснення творчого акту, до вирішення
проблеми, визначення системи дій, що їх регулюють;
4) досвід емоційно-ціннісного ставлення до дійсності, що стала
об'єктом чи засобом діяльності.
Формування кожного елемента змісту освіти відбувається своїми конкретними шляхами (табл. 5.1).
Зміст освіти покликаний реалізувати такі функції:
• гносеологічну (пізнавальну), відповідно до якої знання формують
уявлення про навколишній світ;
• оцінкову, яка проявляється в тому, що знання визначають норми
ціннісного ставлення суспільства до окремих сфер життя, систему
ідеалів, яких треба дотримуватися в даному суспільстві;
Розділ 5 Зміст шкільної біологічної освіти
• відтворювальну, яка проявляється у збереженні та відтворенні здо
бутків культури, до якої належить і наука;
• перетворювальну, що передбачає здатність до перебудови світу,
створення нових продуктів та об'єктів;
' регулювальну, завдяки якій особистість здатна вибірково ставитися до об'єктів і видів діяльності, задовольняти певні потреби, визначати доцільність, темп здійснення діяльності, її якість.
Таблиця 5.1. Способи й умови засвоєння елементів змісту освіти
Елементи змісту освіти | Способи засвоєння | Умови засвоєння |
Знання про світ і способи діяльності інтелектуального та практичного характеру | Сприймання, усвідомлення, включення до найближчих асоціацій, запам'ятовування | Мотивація. Актуалізація минулого досвіду, раніше засвоєних знань, способів діяльності, необхідних для опанування нових знань |
Досвід здійснення способів діяльності | Неодноразове відтворення зафіксованих у знаннях способів діяльності за зразком | Мотивація. Актуалізація знань про способи діяльності. Алгоритмізація способів діяльності у символьно-знаковій формі. Система завдань репродуктивного характеру відповідно до зразків. Система завдань на застосування способів діяльності в новій ситуації. Активізація навчальної діяльності |
Досвід творчої діяльності | Пошукова творча діяльність | Мотивація. Актуалізація знань про способи діяльності. Алгоритмізація способів діяльності. Система творчих завдань як інтелектуального, так і практичного характеру, що передбачають формування рис творчої особистості. Активізація навчально-пізнавальної діяльності |
Досвід емоційно-ціннісного ставлення до дійсності | Переживання через задоволення або незадоволення потреб і мотивів навчання | Співвіднесення засобів, змісту, методів, прийомів, умов навчання та потреб і мотивів учіння |
5.2 Біологія пк навчальний предмет
Кожен елемент змісту освіти сприяє реалізації зазначених функцій освіти не однаковою мірою. Соціальний досвід передається учням у процесі освіти через навчальний предмет. Це поняття розглядатиметься далі.
5.2
Біологія як навчальний предмет
н; |
вчальний предмет — це педагогічно адаптована сукупність знань, умінь і навичок з окремої наукової галузі та змісту відповідної діяльності із засвоєння та використання цих знань, умінь і навичок у процесі навчання. За цим означенням, навчальний предмет не зводиться до знань і вмінь із певної сфери науки, професійної чи соціальної діяльності загалом, а до нього входить також зміст діяльності:
• із засвоєння власне навчального матеріалу відповідної дисципліни;
• з усвідомленого сприйняття навчальної та виховної діяльності вчи
теля;
• зі спілкування всередині учнівського колективу.
Основи наук, які вивчаються в шкільному курсі «Біологія», є системою, що адекватна за своєю структурою відповідній науці, тобто складається з двох частин — основ усіх сучасних фундаментальних теорій і певного комплексу знань, котрі відображують факти, закони, які ще не оформилися в науці в теорії. Основи наук — це знання, що, відрізняючися за глибиною та обсягом від знань, зафіксованих у самій науці, відповідають їм за змістом і характером зв'язків між їхніми елементами.
До навчального предмета біології, крім власне основ наук, входить сукупність допоміжних знань, що виконують функцію засобів засвоєння основ наук, розвитку й виховання учнів. Шкільний навчальний предмет — це не скорочена, спрощена копія певної науки чи курсу вищого навчального закладу, а дидактично опрацьована й обґрунтована система знань про живу природу, відібраних із відповідних галузей біологічної науки, а також система вмінь і навичок, необхідних для застосування знань у різних видах діяльності.
Згідно з узагальненою моделлю шкільного навчального предмета «Біологія» (рис. 5.3) він складається з двох блоків: основного (змістового) та допоміжного (процесуального). До основного блоку входять предметні наукові знання, їх різні види: факти, поняття, закони, теорії.
Розділ 5 Зміст шкільної біологічної освіти
5.2
Рис. 5.3
Модель шкільного навчального предмета «Біологія»
Це знання з усієї сукупності наук, об'єктом вивчення яких є жива природа. Назва «допоміжний блок» досить умовна й лише підкреслює об-слуговувальну функцію знань, які входять до нього, щодо основного компонента. Це методологічні, філософські, логічні, історико-наукові, міжпредметні та оцінкові знання. Вони утворюють комплекс, а не систему, оскільки в шкільних курсах вважаються засобом, а не самоціллю, хоча їм притаманна й самоцінність. Навчальний предмет і основи наук співвідносяться як ціле та його частина.
Розтлумачимо поняття, які входять у модель навчального предмета «Біологія».
Знання — це перевірений суспільно-історичною практикою й засвідчений логікою результат процесу пізнання дійсності, адекватне її відображення у свідомості людини у вигляді уявлень, понять, суджень, теорій. Знання — особлива форма духовного засвоєння результатів пізнання, процесу відображення дійсності, яка характеризується усвідомленням їхньої істинності. Це продукт пізнання людиною предметів і явищ, законів природи та суспільства, структури діяльності у вигляді уявлень і понять.
Знання поділяються на емпіричні й теоретичні. Емпіричні знання здобувають у результаті безпосереднього контакту з предметами або явищами реального світу. їхній зміст складається в основному з чут-
5.2 Біологія як навчальний предмет
тєво сприйнятих (чи безпосередньо даних, видимих) властивостей і відношень речей. Факт, явище, подія в емпіричному знанні відбиваються з боку їхніх зовнішніх зв'язків і проявів, доступних спостереженню. Формою емпіричного знання є окремий факт або система фактів, що описує те чи інше явище. Практичне застосування емпіричного знання обмежене, а в науковому відношенні воно є деяким вихідним пунктом для побудови теоретичного знання, яке відбиває об'єкт з боку його внутрішніх зв'язків і закономірностей. Ці внутрішні зв'язки пізнаються шляхом раціонального опрацювання даних емпіричного знання. Формою теоретичного знання є система абстракцій, що пояснює об'єкт, узагальнені результати суспільно-історичного та наукового пізнання світу, основні теорії науки, ідеї, ідеали, естетичні, моральні та правові норми. Практичне застосування теоретичних знань майже необмежене.
Емпіричні й теоретичні знання відносно самостійні, хоча різниця між ними досить умовна: емпіричне знання може переходити в теоретичне, й навпаки, те знання, що на одному етапі розвитку науки вважалося теоретичним, на іншому, вищому етапі, може стати емпірично доступним. Навчальний матеріал із біології містить і емпіричні, й теоретичні знання. Він добирається вчителем відповідно до змісту наукових понять і системи знань із предмета, визначених навчальною програмою.
У дидактиці поки що залишається дискусійним питання про об'єкти вивчення, що становлять зміст освіти. Проте до основних видів знань, що мають викладатися в школі, однозначно належать факти, поняття, закони, теорії. Як відомо, для формування в учнів системи цих знань необхідне усвідомлення їхніх суттєвих характеристик (ознак) і зв'язків між ними, що відображені насамперед в їхніх філософських тлумаченнях.
Факти — це явища, події, процеси, форми руху матерії, що ввійшли у сферу людського пізнання, стали предметом і результатом людської діяльності. Факти — це певні фрагменти самої дійсності, які стають відомими внаслідок спостереження, експерименту, практики тощо. Факти входять у науковий вжиток, зберігаються й опрацьовуються не як реальні явища чи події, а як їх опис за допомогою мови або спеціальних знаків, як емпіричні знання. Отже, в гносеологічному відношенні факти — це одержані наукою дані про явище, яке існує тепер або відбулося в минулому. З логічного погляду факти розглядаються як елементи наукового знання і як його основа.
Розділ 5 Зміст шкільної біологічної освіти
Поняття — одна з форм мислення, в якій відображуються загальні істотні властивості предметів та явищ об'єктивної дійсності, загальні взаємозв 'язки між: ними у вигляді цілісної сукупності ознак. Ознаки, які фіксуються в понятті, становлять його зміст.
Закони відображують внутрішній суттєвий зв 'язок явищ, що зумовлює їх необхідний, закономірний розвиток. -Закон виявляє певний порядок причинного, непомітного зв'язку між явищами чи властивостями матеріальних об'єктів, суттєві відношення, що повторюються,й зміна яких спричиняє певну зміну інших. Залежно від джерела, способу виведення закони поділяються на емпіричні й теоретичні. До емпіричних належать закони, основані на безпосередніх спостереженнях. Закони, які створюються на підставі даних, добутих у результаті узагальнення, ідеалізації тощо, називаються теоретичними. В шкільному курсі біології вивчаються закономірності шляхів і напрямів еволюції, етапів онтогенезу, біогенетичні, спадковості, екологічної піраміди тощо.
Теорія — це система узагальнених наукових знань, що дає цілісне уявлення про закономірності й суттєві характеристики об'єктів. Кожна теорія складається з двох частин — основ і наслідків. Основи — це частина теорії, яка охоплює групу основних понять, вихідних даних та емпіричний базис; наслідки — це частина теорії, в якій на підставі вихідних засновків пояснюються, інтерпретуються відомі факти, передбачаються нові. До основних теорій, що становлять зміст шкільного курсу біології, належать: теорія еволюції Ч. Дарвіна та її сучасне тлумачення, клітинна теорія, теорія антропогенезу, теорії походження життя на Землі, хромосомна теорія спадковості тощо.
Ці теорії в доступному, адаптованому для учнів вигляді входять до програмного матеріалу старшої школи. Проте і в основній загальноосвітній школі для усвідомлення навчального матеріалу учням необхідно вміти відрізняти факти, поняття, закони. Формуванню таких умінь істотно сприяє використання в процесі навчання структурно-логічних схем опису різних видів знань (табл. 5.2). Під структурно-логічними схемами розуміють сукупність певної кількості послідовно розміщених питань, за якими цілісно розкривається зміст об'єкта знання чи діяльності відповідно до поставленої мети. Із цих схем учням стає зрозуміло, що види знань відрізняються не лише набором суттєвих характеристик, а й рівнем узагальненості, широтою та глибиною відображених у них зв'язків.