Глава 2. Система биологического образования в современной средней школе
2.1. Биология как учебный предмет современной средней школы
Система общего среднего биологического образования, сложившаяся в отечественной общеобразовательной школе и совершенствуемая в современных средних учебных заведениях включает:
1. Общее (базовое) и профильное биологическое образование, осуществляемое согласно учебным планам, программам и учебникам, утверждаемым Министерством образования и науки Российской Федерации;
2. Углубленное изучение отдельных разделов школьной биологии – факультативные или элективные курсы по выбору учащихся, реализуемое по программам и учебным пособиям, рекомендуемым МОиН РФ.
3. Внеклассные занятия, направленные на удовлетворение потребностей учащихся в общении с живой природой, в получении разносторонних биологических знаний по интересующим вопросам, проводимые по желанию учащихся и не регламентируемые рамками учебных программ.
Основные цели и задачи современного биологического образования связаны с развитием личности школьников, обеспечением их прочными и осознанными знаниями о живой природе (структурно-функциональных и генетических основах жизни, разнообразии организмов основных царств, их жизнедеятельности, эволюции, экосистемах и пр.), формированием и развитием на их основе научного мировоззрения и научной картины мира как общечеловеческой культуры, ценностного отношения ко всему живому, генетической грамотности как основы сохранения психического, физического и нравственного здоровья человека, стремления к трудовой деятельности в области медицины, сельского хозяйства, биотехнологии, рационального природопользования и охраны природы.
Биологическая грамотность подрастающего поколения становится социально-необходимой в связи с выдающимися достижениями биологии (клеточная и генная инженерия, создание трансгенных растений и животных, клонирование организмов и пр.), вносящими серьезный вклад в решение различных глобальных проблем человечества в условиях техногенного наступления на природу и ее разрушение.
Основные цели и задачи биологического образования в современной школе реализуются через учебные программы и учебники, разработанные на основе документов Министерства образования и науки РФ и, прежде всего, базисного учебного плана средних общеобразовательных учреждений, обязательного минимума содержания среднего (базового) и среднего (полного) образования и требований к обязательному минимуму содержания основного общего образования, выразившего суть Государственного образовательного стандарта. Названные документы МОиН РФ направлены на сохранение единого образовательного пространства на территории Российской Федерации.
Базисный учебный план включает инвариантную часть с обозначением обязательных образовательных областей и обязательного минимума часов на их изучение и вариативную часть с выделением резерва времени, отданного в распоряжение школы. Таким образом, этот документ регламентирует деятельность школы в следующих аспектах:
– обязательные образовательные области;
– минимальный объем, в котором они должны изучаться;
– оптимальная учебная нагрузка учащихся.
К биологическим методам изучения живых объектов, с которыми должны быть ознакомлены все учащиеся, отнесены наблюдение, эксперимент, микроскопирование, формулировка гипотезы, моделирование.
Обязательный минимум содержания основного (базового) биологического образования включает два раздела: «Живая природа и методы ее изучения» и «Человек».
Раздел «Живая природа и методы ее изучения» предусматривает изучение:
– роли биологии в практической деятельности человека и самих учащихся и методов научных исследований;
– особенностей строения организмов (клеточное строение как доказательство их родства, единства живой природы; сравнительная характеристика строения клеток растений, животных, бактерий и грибов как доказательство эволюции живой природы; деления клетки как основы размножения, роста и развития организмов, роли генов и хромосом в передаче наследственных признаков; одноклеточных организмов, тканей, органов, систем органов, их взаимосвязи как основы целостности многоклеточного организма);
– признаков организмов (особенности химического состава; рост, развитие, размножение, движение, раздражимость, обмен веществ и превращения энергии; связь со средой, ее проявление у растений, животных, грибов и бактерий; поведение животных: рефлексы, инстинкты, элементы рассудочной деятельности; наследственность и изменчивость, наследственная и ненаследственная изменчивость, проявление изменчивости у организмов; применение знаний о закономерностях наследственности и изменчивости, искусственном отборе при выведении новых пород и сортов; использование знаний об особенностях строения и жизнедеятельности организмов для овладения приемами выращивания и размножения растений и домашних животных);
– эволюции живой природы (учение об эволюции органического мира, движущие силы и результаты эволюции, формирование приспособленности к среде обитания и образование новых видов; система органического мира, основные систематические категории и их соподчиненность, определение места различных организмов в системе органического мира; признаки различных царств живой природы; усложнение растений и животных в процессе эволюции, их роль в природных сообществах и жизни человека; роль бактерий, грибов и лишайников в экосистемах; использование бактерий и грибов для получении продуктов питания и лекарств; меры профилактики заболеваний, вызываемых у человека ядовитыми растениями и грибами, болезнетворными бактериями, грибами и животными; оказание первой помощи при отравлении ядовитыми растениями и грибами; вирусы – возбудители заболеваний, соблюдение мер профилактики распространения вирусных заболеваний и защиты собственного организма);
– взаимосвязи организмов и окружающей среды (среда – источник веществ, энергии и информации; экологические факторы и их влияние на организмы, приспособления организмов к различным экологическим факторам, экосистемы, роль производителей, потребителей и разрушителей органических веществ в экосистемах и круговороте веществ в природе, пищевые связи организмов в экосистемах, особенности агроэкосистем, характеристика агроэкосистем своей местности; биосфера – глобальная система, роль человека в биосфере, экологические проблемы, оценка их роли в жизни человека и пути решения, сохранение биологического разнообразия – основа устойчивого развития биосферы).
Раздел «Человек» предусматривает получение учащимися следующих основных знаний:
– место человека в системе органического мира, его отличие и сходство с животными; социальная и природная среда и адаптации к ней человека;
– строение организма человека: клетки, ткани, органы, системы органов, их взаимосвязи как основа целостности организма;
– процессы жизнедеятельности организма: питание, дыхание, транспорт веществ, выделение, обмен веществ и превращение энергии;
– опора и движение;
– покровы тела;
– размножение и развитие, наследование признаков;
– нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма как основа его целостности, связи со средой; высшая нервная деятельность, психология и поведение человека;
– органы чувств и их роль в жизни человека;
– биологическая природа и социальная сущность человека;
– сознание, память, эмоции, речь, мышление; особенности психики человека; значение интеллектуальных, творческих и эстетических потребностей; цели и мотивы деятельности; индивидуальные особенности личности; рациональная организация труда и отдыха;
– человек и окружающая среда;
– санитарно-гигиенические нормы и правила здорового образа жизни, про-филактика заболеваний и травматизма, безопасные условия труда, приемы оказания первой помощи;
– вредные привычки, их отрицательное влияние на организм, инфекционные заболевания и их предупреждение, профилактика ВИЧ-инфекции и СПИД, факторы здоровья и риска, правила поведения в природе, в опасных и чрезвычайных ситуациях.
Обязательный минимум содержания среднего (полного) общего биологического образования для учащихся 10–11 классов, утвержденный в июне 1999 г., разработан на уровнях А и Б. Уровень А предназначен для общеобразовательных учреждений гуманитарного профиля, а уровень Б, отличающийся большим объемом и глубиной знаний, – для всех остальных общеобразовательных средних учебных заведений, кроме школ профильного обучения: углубленного биологического, биолого-химического, естественнонаучного, естественноматематическо-го и др.
Уровень А обязательного минимума содержания биологии среднего (полного) общего образования предусматривает ознакомление с биологией как наукой, ее значением для познания природы, формирование научного миропонимания, повышение уровня культуры, решение практических задач, ознакомление с основными уровнями организации живой природы (клеточный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биосферный), царствами живой природы (бактерии, грибы, растения, животные), изучение клетки как биологической системы, организма как биологической системы и надорганизменных систем.
При изучении клетки как биологической системы учащиеся должны получить знания по следующим вопросам:
– цитология как наука о клетке, клеточная теория, химический состав клетки, строение и функции белков, нуклеиновых кислот, АТФ, углеводов, липидов, воды;
– строение и функции клетки, роль оболочки, плазматической мембраны, ядра, цитоплазмы и ее органоидов в жизнедеятельности клетки, обмен веществ и превращения энергии в клетке, роль ферментов в этом процессе, энергетический обмен, ген и генетический код, биосинтез белка, фотосинтез и его роль в природе;
– деление клетки (митоз и мейоз), хромосомы, видовое постоянство их числа, форма и размеры, набор хромосом в соматических и половых клетках, специализация клеток и образование тканей;
– вирусы как неклеточные формы, особенности их строения и функционирования.
Организм как биологическая система представлен вопросами:
– одноклеточные и многоклеточные организмы; организмы разных царств живой природы; ткани, органы, системы органов, их взаимосвязь; организмы автотрофные и гетеротрофные;
– воспроизведение организмов, его формы и значение; оплодотворение, индивидуальное развитие;
– генетика и ее задачи; наследственность и изменчивость организмов; генетическая терминология и символика; законы, установленные Г. Менделем и Т. Морганом; модификационная и генотипическая изменчивость, их причины; норма реакции;
– меры защиты среды от загрязнения мутагенами; вредное влияние мутагенов, алкоголизма, наркомании и курения на наследственность человека; значение генетики для профилактики наследственных заболеваний человека;
– селекция, учение Н. И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений, методы выведения новых сортов растений и пород животных, биотехнология и ее зна чение.
Раздел «Надорганизменные системы» предусматривает изучение:
– вида и его критериев, популяции, как структурной единицы вида и элементарной единице эволюции;
– учения об эволюции Ч. Дарвина, движущих сил эволюции и ее результатов: приспособленность организмов к среде обитания, биологическое разнообразие;
– гипотез возникновения жизни на Земле, эволюции органического мира и ее основных направлений, происхождения человека;
– экосистемы и ее основных компонентов, разнообразия популяций в экосистеме, пищевых связей между популяциями и их значения, роли организмов продуцентов, консументов и редуцентов в круговороте веществ в экосистемах, регуляции численности популяций как основы их сохранения, развития экосистем;
– агроэкосистем, их разнообразия, отличий от природных экосистем; сохранения биологического разнообразия как основы устойчивого разнообразия экосистем;
– биосферы как глобальной экосистемы, роли В. И. Вернадского в развитии учения о биосфере, живом веществе, круговорота веществ и потока энергии в биосфере, роли живого вещества в нем, роли растений на Земле, глобальных изменений в биосфере под влиянием деятельности человека, проблемы устойчивого развития биосферы.
Уровень Б обязательного минимума содержания среднего (полного) общего образования по биологии содержит те же разделы, что и уровень А обязательного минимума для учащихся общеобразовательных учреждений гуманитарного профиля: введение, клетка как биологическая система, организм как биологическая система и надорганизменные системы, но более расширенные и углубленные по содержанию. Так, в раздел «Введение» Уровня Б включены дополнительно вопросы о биологических методах исследования, связях биологии с другими науками и ее достижениями, биосоциальной природе человека. Раздел «Клетка как биологическая система» предусматривает ознакомление учащихся с М. Шлейденом и Т. Шванном как основоположниками клеточной теории; методами изучения строения и функций клетки; взаимосвязью строения и функций белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, АТФ, воды и других неорганических веществ; взаимосвязью строения и функций частей и органоидов клетки как основой ее целостности, хромосомами и генами. Расширен материал о жизнедеятельности клетки – метаболизме (энергетическом и пластическом обмене, особенностях пластического обмена веществ у растений), генетическом коде и матричном характере реакций биосинтеза; о клетке как единице роста и развития организмов: соматических и половых клетках, наборе хромосом в них, сходстве и различиях митоза и мейоза.
В раздел «Организм как биологическая система» включены вопросы, расширяющие и углубляющие знания учащихся о прокариотах и эукариотах, хемотрофах и гетеротрофах (сапрофиты, паразиты, симбионты), онтогенезе и присущим ему закономерностям, эмбриональном и постэмбриональном развитии организмов, методах изучения наследственности и изменчивости организмов, генетики человека, хромосомной теории наследственности, профилактике наследственных заболеваний. Материал о селекции предусматривает ознакомление учащихся с чистыми линиями, гетерозисом, полиплоидией, экспериментальным мутагенезом. Расширены вопросы по биотехнологии.
Раздел «Надорганизменные системы» усилен дополнительным ознакомление учащихся с творческой ролью естественного отбора в образовании новых видов и приспособленности организмов к среде обитания, его формами; синтетической теорией эволюции; причинами процветания одних видов и вымирания других в современную эпоху; причинами колебания численности популяций в биогеоценозах, саморегуляцией в экосистемах, мерами, обеспечивающими сохранение популяций, правилами экологической пирамиды; учением В. И. Вернадского о ноосфере; идеей биоцентризма.
В процессе усвоения обязательного минимума биологических знаний учащиеся должны овладеть различными общеучебными и специальными для курса биологии умениями, например:
– называть признаки организма, основные систематические категории, признаки вида, царств организмов, отделов, классов и важнейших семейств растений, подцарств, типов и классов животных, представителей систематических групп организмов, причины и результаты эволюции, причины наследственности и изменчивости;
– распознавать организмы царств природы; клетки, ткани, органы и системы органов растений и животных; распространенные виды растений и животных своего региона; растения разных отделов, классов и семейств, животных разных типов, классов и отрядов класса млекопитающих; съедобные и ядовитые грибы и растения;
– приводить примеры усложнения растений и животных в процессе эволюции, доказательств родства организмов различных систематических групп, приспособленности растений и животных к средам жизни и конкретным местообитаниям, модификационной и наследственной изменчивости;
– сравнивать между собой царства природы; строение и функции растительных и животных клеток; представителей классов, семейств цветковых растений, типов и классов хордовых животных;
– характеризовать (описывать) строение и функции клеток бактерий, грибов, растений и животных; строение и жизнедеятельность организмов изучаемых царств; среды обитания организмов, особенности строения человека, обусловленные прямохождением и трудовой деятельностью; процессы обмена веществ (питание, дыхание, выделение) и превращения энергии, роль ферментов, гормонов и витаминов в организме; рост, развитие и размножение бактерий, грибов, растений и животных; особенности размножения развития человека и т. п.;
– обосновывать взаимосвязь строения и функций органов и их систем, организма и среды, единство органического мира; родство млекопитающих животных и человека, человеческих рас; роль нервно-гуморальной регуляции процессов жизнедеятельности в организме человека; влияние экологических, социальных и других факторов на здоровье человека; влияние человека на среды обитания организмов и его последствий и т. п.;
– делать выводы о клеточном строении организмов всех царств живой природы; родстве и единстве органического мира; об усложнении растений и животных, развитии у них различных приспособлений к условиях внешней среды в процессе эволюции; происхождении человека от животных; необходимости сохранения имеющегося биоразнообразия.
– применять знания о строении и жизнедеятельности растений и животных для обоснования их выращивания и мер охраны; о строении и жизнедеятельности бактерий, грибов, вирусов для обоснования приемов хранения продуктов питания, профилактики отравлений и заболеваний; о видах, популяциях, природных сообществах для обоснования мер их охраны; движущих силах эволюции для объяснения ее результатов (приспособленности организмов и многообразия видов); о строении и жизнедеятельности организма человека для обоснования здорового образа жизни, соблюдения гигиенических норм, профилактики травм, заболеваний.
Важное значение в биологическом образовании школьников имеет развитие практических умений, к числу которых относят умения:
– пользоваться увеличительными приборами (лупа, микроскоп, препаровальные инструменты);
– готовить временные микропрепараты и рассмотрения их под микроскопом;
– пользоваться школьными определителями для установления видов растений и животных;
– ставить простейшие опыты над растениями по выявлению условий прорастания семян, укоренения черенков растений, изменения частоты пульса при физической нагрузке и пр.;
– соблюдать правила поведения в природе и др.
Ориентация на обязательный минимум содержания школьного курса биологии, требования к уровню его усвоения и приобретения необходимых учебных умений, использование дифференцированного подхода в обучении отнесены к основному пути достижения целей современного среднего (базового или полного) биологического образования.
2.2. Факультативные и элективные курсы по биологии
Факультативный курс (факультатив) (франц. facultatif от лат. facultas – возможность), необязательный учебный курс или предмет изучаемый студентами вузов или учащимися средних учебных заведений, выбираемый ими желанию для углубления и расширения научно-теоретических знаний.
Факультативные занятия, в отличие от внеклассных, предусматривались специальным расписанием и проводились до или после уроков.
При проведении факультативных занятий учитель мог использовать различные формы и методы обучения и виды учебной работы учащихся, способствующие развитию у них познавательной и творческой активности, в том числе лекции, семинары, практикумы, лабораторные занятия, экскурсии, рефераты, доклады и другие формы и виды самостоятельной работы.
Учащимся, изучившим факультативный курс, в свидетельстве о восьмилетнем образовании и аттестате о среднем образовании указывалось названия изученных курсов.
Право вести факультативные курсы по биологии предоставлялось учителям школы, а также преподавателям вузов, деятелям науки, специалистам сельского хозяйства, имеющим соответствующую подготовку.
В систему факультативных занятий по биологии были включены курсы «Жизнь растений», 6 (7) кл.; «Жизнь животных», 7 (8) кл.; «Физиология человека», 8 (9) кл.; «Основы гигиены и санитарии», 8 (9) кл.; «Основы экологии и охраны природы», 8–9 кл.; «Физиология сельскохозяйственных животных и зоотехния», 9 (10) кл.; «Физиология высшей нервной деятельности», 9 (10) кл.; «Физиология сельскохозяйственных растений и растениеводство», 9 (10) кл.; «Общая биология», 9–10 кл., 10–11 кл.; «Эволюция органического мира», 10 (11) кл.; «Молекулярная биология», 10 (11) кл.; «Основы генетики и селекции», 10 (11) кл.; «Основы биотехнологии», 10 (11) кл.
Названные факультативы связаны с наиболее перспективными направлениями биологической науки, с методами исследования, с практическим характером биологических знаний и направлены на удовлетворение разносторонних интересов большого круга учащихся.
Программы по факультативам, в отличие обязательных учебных программ по биологии, предусматривали не только углубление знаний по тем или иным разделам биологии, но и увеличение числа лабораторных работ, практических занятий, экскурсий, то есть в большей степени, чем программы по обязательным разделам курса биологии, были направлены на получение новых знаний и умений учащимися путем использования различных методов самостоятельной работы. Например, программа факультативного курса» Жизнь растений» из отведенных на его изучение 34-х часов включала 12 лабораторных работ, 3 практические работы и3 экскурсии.
По всем факультативным курсам, рекомендованным Министерством просвещения РФ, издательством «Просвещение» были изданы учебные пособия для учащихся и методические пособия для учителей.
Элективные курсы (от лат. «elektus» – избранный) – дополнительные, обязательные для изучения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школьного образования и реализуемые за счет школьного компонента учебного плана. Их введение в общеобразовательную школу связано с профилизацией процесса обучения в старших классах. Наряду с профильными предметами они должны способствовать созданию базы, необходимой для развития у школьников интереса к определенной области будущей профессиональной деятельности или выбора учебного заведения для продолжения образования.
Выделяют 3 типа элективных курсов:
– предметные, направленные на углубление и расширение знаний по предметам базисного учебного плана или по их разделам;
– межпредметные, интегрирующие знания о природе и обществе;
– внепредметные (по предметам, не входящим в базисный учебный план и посвященным психологическим, социальным, культурологическим, искусствоведческим проблемам).
К предметным элективным курсам относят курсы повышенного уровня по тому или иному предмету, имеющие как тематическое, так и временное согласование с этим учебным предметом (при этом все разделы избранного предмета углубляются более или менее равномерно); элективные курсы, направленные на более углубленное изучение отдельных разделов обязательного основного курса; элективные спецкурсы по разделам, не входящим в обязательную программу основного предмета; прикладные элективные курсы, направленные на ознакомление с важнейшими путями и методами применения знаний на практике, развитие интереса к современной технике и производству; элективные курсы, посвященные изучению методов познания природы или истории предмета как входящего в учебный план школы (физика, химия, биология, география), так и не входящего в него (астрономия, техника, религия и др.).