Развитие биологических понятий в процессе преподавания биологии

Учебный предмет «Биология» является системой основных (фундаментальных) научных понятий биологии, специально отобранных, дидактически переработанных, расположенных в определенном порядке, развивающихся в логической последовательности и находящихся во взаимосвязи между собой. Вся система понятий определяется основами науки, отраженными в школьном предмете. Среди них: ботанические, зоологические, экологические, эволюционные, морфологические, анатомические, физиологические, систематические, цитологические, генетические, онтогенетические, природоохранные, структурно-уровневые, а также прикладные (сельскохозяйственные, биотехнологические и гигиенические).

Понятие — форма человеческого мышления, в которой выражаются общие существенные признаки вещей, явлений реального мира. Понятиями человек мыслит. Понятия — это обобщенный вид знания и в то же время это форма мышления учащихся в процессе усвоения биологии. Они наиболее экономно и емко выражают содержание основ биологии.

Три этапа в формировании и развитии понятий:

• · I этап — накопление, развитие опорных знаний (фактов. Соподчиненных понятий) как основных элементов содержания определяемого понятия;
• · II этап — интеграция (синтез) элементов содержания и определение (выведение) на этой основе понятия;
• · III этап — использование сформированного понятия как целостного знания по пути закрепления и дальнейшего развития (углубления, расширения, взаимослияния с другими и т. д.).

Понятия постоянно развиваются, расширяются и углубляются. Например, понятие «фотосинтез» в 7 классе — «это процесс создания органических веществ с помощью хлорофилла». При изучении общей биологии это понятие звучит так: «Фотосинтез — это биосинтез углеводов из неорганических веществ (углекислого газа и воды), происходящий благодаря энергии света в зеленой клетке». Более полным становится и содержание понятия о фотосинтезе (хлоропласты, пигменты, темновая и световая фаза, роль света, воды и водорода, фиксируется внимание на появление свободного кислорода, накоплении химической энергии в виде АТФ).

Процесс формирования понятий имеет ряд особенностей:

• · понятия не могут быть усвоены в «готовом виде» только путем заучивания определений, а выводятся и формируются;
• · понятия усваиваются не сразу, не одномоментно, а постепенно, по мере изучения курса, они непрерывно развиваются по объему и глубине;
• · понятия представляют собой систему, в которой одни из них связаны с другими;
• · процесс формирования понятий управляем, он происходит под руководством учителя, имеет целенаправленный характер.

Формированию и развитию понятий в методике обучения биологии давно уделяется большое внимание. К основным положениям теории о развитии биологических понятий школьного предмета можно отнести следующее:

• · учебный предмет «Биология» является системой основных понятий науки и практики;
• · в понятиях выражается содержание предмета «Биология»;
• · понятия выполняют ведущую роль в процессе в процессе развития мышления и воспитания учащихся;
• · формирование и развитие биологических понятий происходит в поэтапном процессе;
• · существуют типы понятий: специальные, локальные и общебиологические;
• · сложные понятия формируются в процессе их развития путем обобщения простых понятий, слияния, интеграции и во взаимосвязи с понятиями других учебных дисциплин;
• · вводятся понятия: межпредметные и внутрипредметные связи, перспективные и ретроспективные линии, развитие понятий;
• · межпредметные и внутрипредметные связи являются важными условиями развития понятий, их средство — «синхронистические карты учебного процесса»;
• · существуют различные типы развития понятий: непрерывное, прерывистое, сквозное и приуроченное к небольшим отрезкам учебного материала и времени его изучения;
• · при непрерывном формировании и развитии понятий происходит преемственное и более осознанное их усвоение;
• · движение понятий в школьном предмете сопровождают все более полным отражением, адекватным природе вещей и явлений.

Понятия делятся на простые и сложные. В школьной биологии имеют место специальные понятия, развиваемые в пределах одного курса (ботаники, зоологии), и общебиологические, развиваемые во всех курсах предмета.

Специальными понятиями называются такие, которые развиваются в пределах одного курса. Среди них можно выделить локальные понятия. Развивающиеся только в пределах темы или отдельных уроков. Общебиологическими считают понятия о биологических закономерностях, относящихся ко всем живым организмам и обобщающих специальные понятия отдельных биологических курсов: клетка как единица жизни, единство строения и функции организмов, взаимосвязи организма и среды, организм как саморегулирующая система, обмен веществ и превращения энергии, самовоспроизведение организмов, эволюционное развитие мира, биологическая система и уровень организации живой материи. Это понятия образуются из специальных понятий и развиваются во всех курсах школьной биологии на материале каждого из них.

Задача обучения заключается в планомерном образовании и развитии понятий. Каждое понятие в своем развитии должно быть усвоено учащимися настолько, чтобы они могли им свободно оперировать.

Учителю необходимо знать, как происходит движение понятий из темы в тему, из курса в курс. Наиболее важным моментом в формировании понятия является выделение его существенных признаков. Для этого используют анализ сравнение признаков, синтез и обобщение.

В общих чертах процесс формирования и развития понятий можно разделить на три этапа: образование, развитие и интеграция.

Используют три способа образования понятий: из чувственного опыта путем индуктивного (выводного) обобщения или путем дедуктивного вывода их из известных теорий; традуктивного.

Индукция представляет собой такой тип умозаключений, который строится на последовательном переходе от обсуждения частных сторон предмета к его общему свойству. Например, при последовательном рассмотрении того, что зеленые растения, используя энергию солнечного света и минеральные вещества, можно сформулировать вывод: растения обладают фотосинтезом.

Индуктивное образование понятий характерно для начального этапа обучения, основой которого служат обобщения опытных данных. При этом особое место принадлежит наблюдению объектов (натуральных или изобразительных), сравнению и обобщению наблюдений.

Для индуктивного пути формирования понятий характерна такая последовательность деятельности учителя и учащихся:

• v наблюдение объектов и явлений;
• v их сопоставление, выделение на этой основе признаков;
• v их обобщение;
• v работа с определением понятия, в котором выделяют существенные признаки;
• v применение знаний на практике.

Дедукцией называют обратное движение мысли — от общего к частному — растения обладают фотосинтезом, потому что имеют хлорофилл, с помощью которого на свету образуются органические вещества из углекислого газа и воды.

Уже на первом этапе обучения биологии вводится ряд абстрактных теоретических понятий (приспособленность, биоразнообразие, система живых организмов, царства), являющихся исходными для развития целостной системы теоретических знаний (организм, вид, род, семейство, эволюция, происхождение). При дедуктивном пути:

• v сначала дается определение понятия;
• v после этого организуется работа над усвоением его признаков и связей;
• v затем осуществляется закрепление признаков и связей;
• v устанавливаются связи с другими понятиями;
• v проводятся упражнения в различении понятий.

Традукция это вывод который идет от знания определенной степени общности к новому знанию, но на той же степени общности. То есть вывод идет от единичного к единичному, или от частного к частному, от общего к общему. Сформировав на каком-то этапе образовательного процесса конкретное понятие (например, половое размножение, бесполое размножение, вегетативное размножение).

Большую роль в формировании и развитии биологических понятий играет сравнение. Сравнение — это сопоставление объектов в целях выявления черт сходства и различия между ними. Оно обеспечивает возможность применения анализа, то есть детального и сравнительного исследования свойств изучаемого предмета и явления. Вместе с тем сравнение с использованием анализа позволяет сформулировать обобщающий вывод (т.е. подводит к синтезу). Таким образом, сравнение является важнейшей предпосылкой к обобщению. Суждения, выражающие результат сравнения, служат цели раскрытия содержания понятий в сравниваемых объектах. В этом отношении сравнение выступает как прием, дополняющий, а иногда и заменяющий определение (выведение) понятия.

Наиболее успешно формально-логическое формирование теоретических понятий происходит в процессе проблемного обучения, например формирование понятия по типу «подведение под понятие». Модель этого процесса можно представить в таком виде:

• v постановка проблемы (подведение объекта под данное понятие);
• v поиск путей решения проблемы (анализ, синтез, сравнение существенных свойств объекта и понятия);
• v решение проблемы (выделение общих существенных свойств понятия);
• v осознание и осмысление полученных результатов (изучение соотношения между объектом и понятием);
• v характеристика результатов — выведение понятия, формулирование дефиниции (вывод о принадлежности объекта понятию).

Понятие можно считать усвоенным, если ученик:

• v знает его определение и содержание, то есть существенные признаки понятия, связи и отношения между признаками;
• v имеет образное представление об изучаемом биологическом объекте или явлении;
• v умеет самостоятельно применять понятие при решении учебных задач.