Формирование специальных биологических понятий в общеобразовательной школе

 

Формирование понятий о клеточной теории. Таблица№1

Этап	Работы учёных, время	Положения теории
1. Зарождение клеточной теории.	Английский учёный Роберт Гук приспособил микроскоп для биологических исследований (1665 г). Рассматривая пробку, обнаружил ячейки, которые назвал клетками. Позже Н. Грю, М. Мальпиги увидели в растениях “ячейки”, “пузырьки”. А. Левенгук в капле воды открыл мельчайшие организмы (1680г). В 1831г Роберт Броун описал ядро в растительной клетке.	Ввёл термин - клетка.           Понятие одноклеточные и простейшие. Связывает  клетку с живым организмом.   Термин – ядро.
2. Развитие клеточной теории.	В 1838 - 1839 гг. М. Шлейден на основе изучения растительных клеток, а Т. Шванн, изучая животные клетки, пришли к выводу, что все они имеют ядра и сходны по строению. Немецкий биолог Р. Вирхов (1858 г.) изучал размножение, регенерацию клеток животных организмов доказал, что количество клеток в организме увеличивается. Клетка происходит от клетки путём деления. К. Бэр, изучая развитие птиц, млекопитающих, открыл яйцеклетку и закон зародышевого сходства позвоночных. Э. Геккель  (1866 г.) установил, что передачу и хранение наследственных признаков осуществляет ядро.	Клетка – единица строения.             Клетка - единица размножения.   Клетка - единица развития организмов. Всё развитие начинается с яйцеклетки.
3. Современное состояние клеточной  теории.	Клетка является структурно-функциональной единицей, а так же единицей развития всех  живых организмов;  клетки размножаются только делением; клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему химическому  составу, строению, основным проявлениям обмена веществ; ядро - главная составная часть клетки; клеткам присуще мембранное строение; в сложных многоклеточных организмах клетки специализированны по выполняемым ими функциям и образуют ткани; клеточное строение организма - свидетельство того, что растения и животных имеют единое происхождение.

 

По словам  Ф. Энгельса, клеточная теория явилась одним из великих открытий ХIХ века.

 

В школьном курсе биологии мы также проходим этот путь от простого к сложному. В 6 классе формируются простейшие понятия о строении растительной клетки. В 7 классе расширяется понятие клетка за счет изучения животной клетки. В 8 классе конкретизируется на основе изучения строения и функции клеток человеческого организма. В общей биологии 9-10 классов идет дальнейшая конкретизация на основе данных полученных с помощью электронного микроскопа и как итог обобщение всех понятий в клеточную теорию.                                                                                    Понятия - развиваются в процессе изучения биологии, с учетом возрастных особенностей учеников, поэтому начальное понятие может быть простым, а в конце превращается в сложное понятие, или теорию, поэтому существует классификация уровней усвоения знаний .

Исторический принцип формирования понятия клетка в науке нашел своё отражение в построении познания и в школьном курсе биологии.

На понятии «Вид» показывается преемственность человеческого познания. Впервые понятие  «Вид» дал Аристотель 440 г до н. э., в виде описания морфологической структуры.

Рэй вводит географический критерий в понятие «Вид». При изучении зоологии в 7 классе мы даём Линеевское понятие вида как факт. В процессе изучения экологии, разделов общей биологии мы развиваем это историческое понятие, дополняя его новыми характеристиками – критериями (экологическим, биохимическим, генетическим).

Каждый учебный предмет включает систему взаимосвязанных научных понятий, формирование и развитие которых составляет одну из важных задач методики данного предмета.

По Ф. Энгельсу – оперирование понятиями представляет собой мышление. Для формирования и развития понятий конкретизируем понятие «Мышление».

Мышление – процесс, возникающий при установлении связей между всеми отделами коры больших полушарий и выражающийся в оперировании символами - словами, исходя из этого определения открываются следующие направления в формировании понятий.

1. Учитывается степень развития мозга и возрастные особенности ребёнка.
2. Включение в процесс формирования и развития понятия как можно больше органов чувств, чем больше задействовано сенсорных входов, тем активнее формируются понятия.
3. Учитель побуждает учеников пополнять словарный запас не только научной терминологией, но словами, расширяющими разговорную речь, позволяющими выразить собственное понимание этого явления.

При формировании понятий учитель биологии должен знать:

• основные характеристики понятия как логической категории;
• основные способы формирования биологических понятий;
• условия формирования понятий;
• уровни усвоения понятий;
• значимость данного понятия для усвоения главных общебиологических понятий раскрывающих сущность биологического образования.

 

1.4. Уровни усвоения знаний.                                                                                                                                                                                      

 

Основой усвоения знаний является активная мыслительная деятельность учащихся, направляемая преподавателем.

Процесс учебного познания складывается из нескольких этапов. Первым из них является восприятие объекта, которое связано с выделением этого объекта из фона и определением его существенных свойств. Этап восприятия сменяет этап осмысления, на котором происходит усмотрение наиболее существенных вне- и внутрисубъектных связей и отношений. Следующий этап формирования знаний предполагает процесс запечатления и запоминания выделенных свойств и отношений в результате многократного их восприятия и фиксации. Затем процесс переходит в этап активного воспроизведения субъектом воспринятых и понятых существенных свойств и отношений. Процесс усвоения знаний завершает этап их преобразования, который связан либо с включением вновь воспринятого знания в структуру прошлого опыта, либо с использованием его в качестве средства построения или выделения другого нового знания. 
     Очень часто перечисленные этапы формирования знаний принимают в качестве критериев оценки уровней их усвоения.

Таким образом, знание проходит путь от первичного осмысления и буквального воспроизведения, далее  к пониманию; применению знаний в знакомых и новых условиях; оцениванию самим учеником полезности, новизны этого знания.

Понятно, что если знания остаются на первом этапе, то их роль для развития невелика, а если ученик применяет их в незнакомых условиях и оценивает, то это значительный шаг в сторону умственного развития.

Знания могут усваиваться на разных уровнях:

репродуктивный уровень - воспроизведение по образцу, по инструкции;

продуктивный уровень - поиск и нахождение нового знания, нестандартного способа действия.

Установление уровней усвоения знаний в диагностике важно потому, что эти уровни оказывают влияние на качество мышления, его шаблонность или нестереотипность, оригинальность.

И.Я. Конфедератов и В.П. Симонов выделяют следующие уровни усвоения знаний, соотносимые с соответствующими этапами их усвоения:

уровень различения (или распознавания) предмета;

уровень его запоминания;

уровень понимания;

уровень применения.

Сходные уровни усвоения знаний предлагаются и В.П. Беспалько. Разграничивая репродуктивный и продуктивный виды деятельности и рассматривая их структуру с точки зрения самостоятельности выполнения, ученый выделил следующие уровни усвоения учебной информации (Рис. 4).

Таблица №4

Характеристика уровней усвоения учебной информации (по В.П. Беспалько).

Уровень усвоения	Название уровня	Характеристика уровня
0 (нулевой)	Понимание	Отсутствие у обучающегося опыта (знаний) в конкретном виде деятельности. Вместе с тем понимание свидетельствует о его способности к восприятию новой информации, т.е. о наличии обучаемости
I	Узнавание	Обучающийся выполняет каждую операцию деятельности, опираясь на описание действия, подсказку, намек (репродуктивное действие)
II	Воспроизведение	Обучающийся самостоятельно воспроизводит и применяет информацию в ранее рассмотренных типовых ситуациях, при этом его деятельность является репродуктивной.
III	Применение	Способность обучающегося использовать приобретенные знания и умения в нетиповых ситуациях; в этом случае его действие рассматривается как продуктивное.
IV	Творчество	Обучающийся, действуя в известной ему сфере деятельности, в непредвиденных ситуациях создает новые правила, алгоритмы действий, т.е. новую информацию; такие продуктивные действия считаются настоящим творчеством

 

Упомянутые критерии и уровни усвоения знаний нашли широкое применение в педагогической практике и в научных целях при оценке качества усвоения знаний школьниками.

Уровни усвоения знаний по  содержанию: 

 1.Фактологический уровень. Связан, с изучением единичного особенного в явлении. В создании предметных эмпирических понятий. Сюда относятся систематические признаки, характеристики органов, факты. Уровень является основой для развития мышления учеников, позволяет накапливать данные для дальнейшего оперирования им в процессе мышления.  Имеет репродуктивный характер. Слабо развивает мышление, но хорошо - память.                      2.Операционно - доказательный. Предлагает самостоятельное применение знаний к решению конкретных учебных задач. При этом используются факты ,эмпирические понятия. Приемы анализа и синтеза .Этот уровень ярко проявляется в ботанике, ученик например, сопоставляет факты и знания, характеризующие строение растения с физиологическими процессами, происходящими с растениями. На примере опыта испарения воды листьями можно показать два подхода по усвоению знаний.

Первый - учитель демонстрирует заложенный опыт и объясняет происхождение явления в пробирках и акцентирует внимание на роли частей растения в испарении воды, делает вывод, который отмечается учениками в тетради. Возможна зарисовка предлагаемого опыта. Это фактологический уровень усвоения знаний.                                                                                                                                                                                                                         Второй - учитель ставит перед учениками задачу объяснить результаты заложенного опыта. В процессе анализа фактов учитель помогает акцентировать внимание на происходящим,  в каждой пробирке и подводит поэтапно к выводу о знании листьев в испарении воды.                                                           3.Понятийный уровень. Связан с активным развитием у учащихся продуктивного мышления. Ученики конкретизируют понятия, строят теоретические конструкции, имеющиеся факты используют в новой ситуации. В "Общей биологии" на этом уровне изучаются понятия, направления и пути эволюции-ароморфозы, дегенерации,  идиоадаптации.                                                                                                                                                                                     Ученики сравнивают разные признаки, взвешивают их значимость для существования организмов в средах, указывают на отличие в строении гомологичных органов и подводят под абстрактное определение того или иного направления.                                                                                             4.Творческий уровень. Подразделяет самостоятельную разработку моделей экспериментов, постановку новых опытов, наблюдений, написание рефератов по новым темам. На этом уровне можно работать индивидуально или с классом при изучении отдельных тем. При изучении органоидов используется творческий уровень усвоения знаний. Основой для развития понятий об органоидах клетки является строение и функция цитоплазматической мембраны. Ученики с помощью учителя могут смоделировать происхождение эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, вакуолей, объяснить работу пластид и митохондрий. Чисто творческим актом на уроке формулировка теории о симбиотическом происхождении клетки на основе знаний строения и функций пластид, митохондрий, ДНК, мембраны.                                                                                                                                                                    При формировании понятий учитель биологии должен знать:                                                                                                                                                     - основные характеристики понятия как логической категории;                                                                                                                                                                                                                              - основные способы формирования биологических понятий;                                                                                                                                                       - условия формирования понятий;                                                                                                                                                                                  -уровни усвоения умений;                                                                                                                                                                                                            -значимость данного понятия для усвоения главных общебиологических понятий раскрывающих сущность биологического образования.