Главная > Учебно-методическое обеспечение

1

Смотреть полностью

Учебно-методическое обеспечение преподавания естествознания в условиях профильного обучения

Содержание курса:

Тема 1 Понятие науки 3

Наука в духовной культуре общества 3

Этика науки 7

Праязык науки 11

Тема 2 Естественнонаучная и гуманитарная культуры 29

Истоки и предмет спора двух культур 30

";Науки о природе"; и ";науки о духе"; 32

Единство и взаимосвязь естественнонаучной и гуманитарной культур 37

Тема 3 Основные этапы в развитии отечественной методики преподавания естествознания 41

Обучение естествознанию в допетровскую эпоху 41

Появление научных методических идей в преподавании естествознания в России 43

Введение естествознания в русскую школу. В.Ф. Зуев – первый русский методист 44

Состояние школьного естествознания в XVIII – начале XIX века 46

Любеновское направление в отечественной школе 48

А. Я. Герд – основатель эволюционно-биологического направления школьного естествознания 50

Развитие школьного естествознания в России в ХХ веке 52

Тема 4 Профильное обучение и естественнонаучное образование 57

Концепция профильного обучения 57

Базисный учебный план профильного обучения 62

Механизм формирования содержания обучения в отдельном профиле 64

Возможные направления профилизации и структуры профилей 64

Требования к процедуре организации профильного обучения 66

Государственный стандарт общего образования и его назначение 68

Место учебного предмета ";Естествознание"; в федеральном базисном учебном плане 69

Федеральный компонент образовательного стандарта по естествознанию 70

Тема5 Общая характеристика учебного предмета 76

Концептуальные основы образовательного стандарта по естествознанию 76

Методические особенности построения содержания курса ";Естествознание"; 81

Тема6 Введение в проблему отбора содержания курса “Естествознание”
в классах различных профилей 85

Суть проблемы отбора содержания курса естествознания 85

Дидактические основания отбора содержания 88

Поурочное планирование курса ";Естествознание"; в 10 классе (105 час., 3 час./нед.) 88

Поурочное планирование курса ";Естествознание"; в 11 классе (105 час., 3 час./нед.) 91

Особенности отбора содержания курса ";Естествознание"; для классов физических профилей (физико-математический, информационно-технологический и др.) 93

Особенности отбора содержания курса ";Естествознание"; в классах с профильной географией (социально-экономический профиль и др.) 94

Тема 7 Контрольно-измерительные материалы по естествознанию 95

Тестирование 97

Модульно-рейтинговая технология 106

Портфолио 107

Тема 8 Обзор элективных курсов по естествознанию 113

Общие положения 114

Требования к программам курсов по выбору 117

Анализ элективных курсов по естествознанию 118

Федеральные программы элективных курсов по естествознанию 121

Возможные темы для разработки элективных курсов 123

Тема 9 Мультимедийное обучение естествознанию 124

Принципы мультимедийного обучения 124

Требования к педагогическим программным средствам 127

Значение и функции средств мультимедиа в учебно-воспитательном процессе по биологии 137

Автоматизированный урок по теме ";Экологические системы"; 147

Тема 10 Дистанционная поддержка обучения естествознанию 154

Дистанционная поддержка обучения физическим законам 154

Дистанционная поддержка изучения вопросов биологии 168

Дистанционная поддержка изучения географических вопросов 170

Дистанционная поддержка химических знаний 172

Тема 1 Понятие науки

Ссылки на файлы:

Биоэтика

План занятия

Наука в духовной культуре общества

Этика науки

Праязык науки

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы сможете

– раскрыть место науки в духовной культуре общества;

– охарактеризовать основные этические ценности мира науки;

– найти сходства и различия между текстомифологическим словарем о природе и понятиями, употребляемыми при изучении естествознания;

– назвать два способа определения понятий о природе;

– различить синтетические и аналитические понятия мироздания;

– назвать физиологические причины двух основных типов мышления.

Информационный блок

Прежде чем начать разговор о естественнонаучном образовании и о преподавании дисциплины «Естествознание» в профильной школе необходимо определиться с этим понятием. Необходимо разобраться, что есть «наука», что же такое «Естествознание», каковы особенности этого курса в отличие от самостоятельных предметов естественнонаучного цикла (биология, география, физика, химия). Предлагаемые Вам занятия помогут разобраться с тем, какое место занимает наука и естественнонаучная культура в системе общей культуры человечества, какую взаимосвязь прослеживает с гуманитарной культурой. Эти вопросы особенно важны в контексте концепции профильного обучения, которая предполагает интеграцию естественнонаучных предметов в классах гуманитарных профилей. Поможет Вам ответить на вопрос учащихся: «А зачем нам это надо, мы же гуманитарии?».

Наука в духовной культуре общества

Определение места и специфики науки в системе культуры человечества стало предметом многих исследований философов и ученых прошлых веков (Аристотель, Платон, Фома Аквинский, П. Гольбах, И. Фихте, Г. Гегель и др.) и нынешнего XX в. (К. Поппер, М. Хайдеггер, П. Фейерабенд, П.Ф. Юдин, М.А. Розов, В.С. Степин и др.). Исходное общее определение науки выделяет ее самые необходимые признаки:

Наука – это специализированная система идеальной, знаково-смысловой и вещественно-предметной деятельности людей, направленная на достижение максимально достоверного истинного знания о действительности.

Наука составляет существенную часть человеческого способа освоения действительности.

В общем понимании наука – это система сознания и деятельности людей, направленная на достижение объективно-истинных знаний и систематизацию доступной человеку и обществу информации. Научная деятельность включает следующие элементы: субъект, объект, цель (цели), средства, конечный продукт, социальные условия, активность субъекта.

Субъект – носитель сознательной целенаправленной деятельности. Субъектами науки являются ученые и специалисты, научные работники, коллективы ученых и обслуживающий персонал, например, научно-производственные ассоциации, бюро, объединения, научные школы. В предельно общем выражении субъектом науки выступает человечество как всеобщий носитель познавательной потребности и пользователь научными результатами.

Объект (в общем понимании) – это все состояния бытия, которые становятся сферой приложения активности субъекта. Объекты науки универсальны. Сюда включаются явления и сущности, законы и случайности микро-, макро- и мегамиров, внешне объективированные и внутреннеидеальные состояния человека и социальных групп. Уникальность объектов науки – их второе свойство. Оно состоит в том, что, в отличие от чувственно воспринимаемой житейской конкретности, в поле активности ученого присутствуют теоретические конструкции, которым нет непосредственного аналога в природном окружении. Так, ученые-теоретики исследуют свойства точки, линии, ";абсолютно черного тела";, ";идеального газа"; и т.д., а затем переводят полученные результаты на уровень непосредственных объектов.

В связи с усложнением научного познания различают объект науки и предмет научного исследования. Предметом научного исследования становится конкретная часть объекта науки. Например, объектом биологии в целом выступает живое вещество, а предметом физиологии высшей нервной деятельности – процессы центральной нервной системы.

Цель вообще – это предвосхищение в мышлении человека средств, последовательности и результатов осуществления деятельности. Благодаря цели действия людей обретают конкретную последовательность и эффективность. Цели науки многообразны. К непосредственным относятся: описание, объяснение, предсказание, истолкование тех процессов и явлений, которые стали ее объектами (предметами). Систематизация знаний и реализация полученных научных результатов в управлении, производстве и других сферах общественной жизни, в улучшении ее качества – все это также является целями науки. Их как бы задает общество, а не объект. Одним словом, цели науки – это сложная система ожидаемых результатов научной деятельности.

Средства – это способы действия и орудия для осуществления какой-либо деятельности. К средствам науки относят в первую очередь методы мышления – правила, следуя которым можно оптимально достичь положительного результата, а также методы эмпирического исследования – правила наблюдений, экспериментов и т.д. Помимо методов значительную часть средств составляет активная и пассивная техника – система научных приборов, устройств, зданий и сооружений, в которых осуществляется научная деятельность. Важнейшее значение имеет денежно-кредитное обеспечение научной деятельности.

Универсальные средства науки – язык и разумно-рассудочный уровень мышления.

Конечный продукт, результат – это итог, завершение, показатель осуществленной последовательности действий. Результаты науки также многообразны. Но смысл ее – получение научного знания, которое отличается следующими показателями: объективная истинность (наибольшая степень соответствия свойствам объекта, отсечение пристрастий, оценок самого ученого), систематизированность, логическая обоснованность, полнота для данного уровня познания, открытость для компетентной критики, интерсубъективность (т.е. знание есть результат деятельности не одиночки ученого, а целостного процесса развития науки, поэтому открытия одних ученых проверяют другие), практическая применимость.

Формами научного знания выступают: научные факты, гипотезы, проблемы, законы, теории, концепции, научные картины мира.

Результатами науки являются не только научные знания, но и:

– научный способ рациональности, который выходит за пределы науки и проникает во все сферы бытия людей;

– технические и методические новации, которые могут применяться вне науки, прежде всего в производстве;

– нравственные ценности – образцы честности, объективности, добросовестности, реализуемые в профессиональной деятельности.

Социальные условия науки – это совокупность элементов организации научной деятельности в обществе, государстве. К ним относятся: потребность общества и государства в истинных знаниях, создание сети научных учреждений (академии, министерства, научно-исследовательские институты и объединения), государственная и частная поддержка науки денежными средствами, вещественно-энергетическое обеспечение, коммуникационное (издание монографий, журналов, проведение конференций), подготовка научных кадров.

Активность субъекта – один из важнейших элементов функционирования науки. Без инициативных действий ученых, научных сообществ научное творчество так же не может быть реализовано, как и без необходимого уровня финансирования, обеспечения методами, техникой и т.д. Хотя, конечно, в истории культуры существуют примеры, когда ученые достигали выдающихся научных результатов, не обладая необходимыми материальными средствами и находясь в ограниченных социальных условиях (Архимед, Г. Галилей, Дж. Бруно, А.Л. Чижевский и др.).

Задание: определите объект, цель (задачи), средства и конечный продукт биологии, географии, физики и химии.

Итак, функционирование науки раскрывает ее уникальность и высокую общественно-человеческую значимость. В составе культуры общества наука включена в систему духовной культуры человечества. Помимо науки в эту систему входят: искусство, мораль, религия, право, идеология, мировоззрение и другие элементы. Их общим признаком выступает продуцирование в идеальной форме норм и правил мышления, общения, поведения и иных состояний человеческого бытия. Поскольку человеческое существование исторично, т.е. эволюционировало от простейших состояний к более сложным и совершенным, то и наука прошла такой же путь эволюции.

Существует несколько точек зрения о времени возникновения науки в зависимости от того или иного критерия. Согласно первой, наука как достоверно фиксируемый и передаваемый от поколения к поколению опыт практической деятельности возникает в каменном веке (около 2 млн. лет назад). Вторая точка зрения учитывает важнейший признак науки – доказательность (обоснованность) знания и определяет началом науки V в. до н. э. (древнегреческая цивилизация). Третья точка зрения учитывает опытно-эмпирическую основу достоверного естественнонаучного знания. Поэтому, когда в эпоху схоластики теологи Р. Гроссетест (1175–1253), Роджер Бэкон (1214–1294) и некоторые другие сформулировали принцип ";знание – сила";, то тем самым они положили начало науке как общественно признанной форме культуры. Четвертая точка зрения – самая распространенная: наука возникает с XVI–XVII вв. В это время наука получает общественное признание, развиваются экспериментальные исследования, которые выражаются универсальным языком математики, формулируются законы природной физической реальности Г. Галилеем, И. Кеплером, Т. Браге, Н. Коперником, И. Ньютоном и др. Согласно пятой точке зрения, начало науки – конец первой трети XIX в., когда осуществилось совмещение исследовательской деятельности и высшего образования на основе единой научной программы. У истоков данной модели науки – немецкие ученые Ю. Либих и братья А. и В. Гумбольдт.

В целостном процессе научного творчества указанные точки зрения раскрывают специфические особенности эволюции науки от ";преднаучных"; состояний к полноценному самостоятельному существованию. Традиционная точка зрения на начало науки признает древнегреческую цивилизацию начальной стадией становления науки, а западноевропейскую цивилизации XVI–XVII вв. местом и временем начала науки в современном смысле этого понятия. Современная наука охватывает область знаний, представленную 15 тыс. научных дисциплин. Информационная насыщенность данной формы духовной культуры в XXI в. удваивается каждые 10–15 лет. Коммуникации в науке обслуживаются несколькими сотнями тысяч научных журналов и периодических изданий.

Задание: перечислите пять этапов становления науки

СКРЫТЬ ОТВЕТ: опыт практической деятельности, доказательное знание, опытно-эмпирическое знание, формулирование законов природы, обучение наукам.

Современная наука представляет собой сложное системное образование. С точки зрения предметного единства все ее многочисленные дисциплины объединяются как комплексы наук – естественных, общественных, технических, гуманитарных и т.д.

Естествознание – система знаний и деятельности по их достижению, объектом которых предстает природа – часть бытия, существующая по законам, не созданным активностью людей.

Обществознание – система наук об обществе – части бытия, постоянно воссоздающаяся в деятельности людей. В процессе вещественного, энергетического, информационного и иного рода взаимодействия людей с природой и друг с другом создается новая реальность бытия – общество. Оно становится объектом научного познания, так как имеет свои особые законы и должно быть определенным образом упорядочено. В противном случае разнонаправленная активность индивидов будет малоэффективной и даже гибельной для людей.

В составе общественных наук выделяются относительно самостоятельные группы дисциплин (наук): экономические, социальные, технические, гуманитарные, антропологические.

Экономические науки – системы знаний о материальном производстве. Социальные науки изучают законы и специфику макро- и микрообъединений и общностей людей (социология, демография, этнография, история и т.д.). Технические науки изучают законы и специфику создания и функционирования сложных небиологических устройств, используемых индивидами и человечеством в различных сферах жизнедеятельности – техники. Мир техники уникален, он имеет свои законы, которые необходимо профессионально изучать, чтобы в обществе развивался технический прогресс.

Гуманитарные науки – это системы знаний и деятельности по их достижению и систематизации, в которых предметом изучения выступают ценности общества. К ним относятся: идеалы, цели, нормы и правила мышления, общения и поведения, основанные на определенном понимании полезности для индивида, группы и человечества каких-либо предметных действий, их направленности, стереотипов активности. Сфера гуманитарных наук велика: философия, религиоведение, этика, искусствознание, юридические науки и т.д. Антропологические науки – науки о человеке в единстве и различии его природных и общественных свойств. К данному роду наук относятся, физическая антропология, философская антропология, педагогика, культурная антропология, медицина в трехстах специализациях, криминология и т.п.

Существуют также иного рода классификации, о которых можно узнать из рекомендованной литературы.

Выделяются различные аспекты взаимосвязи данных относительно самостоятельных наук. Взаимосвязь может быть установлена по различным основаниям, например по методам. Так, метод наблюдения применяется во всех группах наук. Далее, по типу проникновения в сущность объекта: эмпирический и теоретический уровни познания представлены в каждой из наук, данные уровни фиксируют глубину осмысления того или иного явления. Универсальным основанием взаимосвязи выступает антропное, т.е. человеческое, основание. Именно бытие человека в его исторической конкретности и перспективе есть основа связи всех наук. Это обосновано тем, что человек:

– непосредственно осуществляет процесс познания, задает его цели, определяет программу, контролирует протекание собственной познавательной активности;

– использует результаты наук для удовлетворения своих родовых и личных потребностей;

– постоянно совершенствует научную деятельность в смене поколений;

– определяет смысл науки, ее идеалы, прогнозирует развитие науки.

Задание: Выявите черты сходства и различия в областях знаний: естественнонаучной и гуманитарной.

Этика науки

Занятия наукой представляют собой довольно специфический род деятельности человека. Регулируясь наравне со всеми прочими человеческими занятиями обычными моральными нормами и требованиями, они в то же время нуждаются в некоторых дополнительных этических регуляторах, учитывающих особый характер научной деятельности. Изучением специфики моральной регуляции в научной сфере занимается такая дисциплина, как этика науки.

Предмет ее забот: отыскание и обоснование таких имеющих моральное измерение ценностей, норм и правил, которые бы способствовали, во-первых, большей эффективности научного труда, а во-вторых, его безупречности с позиций общественного блага.

Система подобных ценностей, норм и принципов называется этосом науки. Он охватывает два круга научно-этических проблем. Первый связан с регуляцией взаимоотношений внутри самого научного сообщества. Второй вызван к жизни ";обострением отношений"; между обществом в целом и наукой как одним из многих социальных институтов.

Этика научного сообщества

";Внутренний"; этос науки, формируемый на основе применения к научной деятельности этического оценочного разделения явлений на ";добро"; и ";зло";, включает следующие принципы:

а) самоценность истины;

б) новизну научного знания как цель и решающее условие успеха ученого;

в) полную свободу научного творчества;

г) абсолютное равенство всех исследователей ";перед лицом истины";;

д) научные истины – всеобщее достояние;

е) исходный критицизм и др.

В краткой расшифровке эти принципы означают следующее.

Принцип ";а";. Высшей ценностью деятельности в сфере науки является истина. Занимаясь ее поиском, ученый должен отбросить все ";привходящие"; житейские и даже высокие социальные соображения: пользу, выгоду, славу, почет, уместность, приятность или неприятность и т.д. Только одна дихотомия имеет значение: ";истинно – ложно";, все остальное – за пределами науки. Какой бы ";печальной"; или ";низкой"; не оказалась обнаруженная истина, она должна восторжествовать. Если наука, тесня религию, лишает человека привычного смысла его существования и надежды на бессмертие души – грустно, конечно, но истина превыше всего!

Принцип ";б";. Наука может существовать только в ";режиме велосипедиста";: пока крутишь педали – едешь, перестанешь – упадешь. Наука жива только непрерывным приращением, обновлением знания. Причем не составляют исключения и самые фундаментальные, универсальные научные теории и принципы. Например, в сфере искусства можно сотни лет играть одну и ту же пьесу или читать один и тот же роман – интерес не пропадает. В области морали повторение одних и тех же поведенческих шаблонов лишь делает их прочнее и авторитетнее. В науке же по-настоящему интересно лишь то, что ново. Новаторство как цель науки есть следствие ее ведущей функции – объяснительной. Если после объяснения все понятно, зачем же объяснять второй раз? Новаторство как этическая ценность науки спасает ее от застоя, вырождения и ограниченности сиюминутными запросами общества.

Принцип ";в";. Мощь и стремительность развития науки не в последнюю очередь объясняются тем, что ученые сами, в меру своего любопытства и интуиции определяют предмет исследовательских интересов. Действия не ";по нужде";, а на основе свободного выбора всегда бывают намного успешнее. При этом для науки не существует запретных тем. Начав с раскрытия секретов природы, она постепенно подобралась и к человеку. Уяснение основ нервной и гормональной регуляции функций человеческого организма, расшифровка его генома и другие достижения науки делают ";природу человека"; все менее таинственной. Однако если, не дай Бог, выяснится, что прав Зигмунд Фрейд, объявивший мозг человека всего лишь ";приложением к половым железам";, вспоминать о пользе религиозных запретов на изучение внутреннего устройства человека будет уже поздно.

Принцип ";г";. Наука – институт в целом весьма демократичный. Она вынуждена быть такой, ибо известно, что подавляющее большинство открытий в науке делается очень молодыми людьми, еще не обремененными званиями, должностями и прочими регалиями. И для успеха общего дела (постижения истины) просто необходимо постулировать принцип абсолютного равенства всех исследователей ";перед лицом истины";, невзирая ни на какие титулы, авторитеты и пр.

Принцип ";д";. Любой ученый, получивший интересные результаты, всегда стремится побыстрее их обнародовать. Причем он не просто хочет – он обязан это сделать! Ибо открытие только тогда становится открытием, когда оно проверено и признано научным сообществом. При этом на научные открытия не существует права собственности. Они являются достоянием всего человечества. Тот, кто получает выдающийся научный результат, не вправе монопольно им распоряжаться. В противном случае будут разрушены единство научного знания, а также составные элементы его обязательности: общедоступность и воспроизводимость. Наука ведь и родилась-то только тогда, когда тщательно укрываемое в ореоле священности знание перестало быть монополией избранных (жрецов) и сделалось всеобщим достоянием.

Принцип ";е";. Акцент научной деятельности на новизну получаемых результатов имеет одним из своих следствий масштабный критицизм по отношению как к уже принятым, так и новым идеям. Всякая новая теория, с одной стороны, поневоле отрицает, преподносит в критическом свете уже существующую. А с другой стороны, она сама попадает под огонь критики сложившейся научной традиции. Из этой ситуации наука извлекает двойную выгоду: во-первых, не позволяет себе почивать на лаврах, а во-вторых, тщательно фильтрует предлагаемые во множестве гипотезы, осторожно отбирая только подлинные новации. Поэтому критичность в науке – это норма. А поскольку критичны в науке все, то нормой является и непременное уважение к критическим аргументам друг друга.

Охарактеризованные выше основные принципы этики науки порождают множество менее объемных, но более ";технических"; требований к деятельности ученого. Среди последних, обязательность для научных работ ссылок на авторство тех или иных идей, запрет плагиата, прозрачность методов получения конечных результатов, ответственность за достоверность приводимых данных и т.д.

Назначение всех этих принципов и норм – самосохранение науки и ее возможностей в поисках истины. И все это не просто технический регламент, но одновременно и этические принципы. С моралью их роднит то, что контролируется их выполнение главным образом моральными механизмами внутреннего контроля личности: долгом, честью, совестью ученого. Да и нарушения их караются в основном моральными санкциями.

Задание: Перечислите принципы научного знания.

ОТВЕТ СКРЫТЬ: самоценности истины; новизны научного знания; полной свободы научного творчества; равенства всех исследователей ";перед лицом истины";; всеобщности научных истин; исходного критицизма.

Этика науки как социального института

Второй круг проблем, связанных с моральной регуляцией научного творчества, возникает в XXI в. в связи с превращением науки в непосредственную производительную силу и обретением ею влияния планетарного масштаба. Моральное измерение регламентация науки в этом случае получает потому, что деятельность в данной сфере начинает сказываться на интересах общества (человечества) в целом не всегда в позитивном духе. И тому есть несколько оснований:

– создание современной экспериментальной базы и информационного обеспечения науки требуют отвлечения огромных материальных и людских ресурсов, и обществу далеко не безразлично, насколько эффективно эти ресурсы используются;

– в поле зрения сегодняшней науки попали природные объекты, включающие в качестве составного элемента самого человека: это экологические, биотехнологические, нейроинформационные и прочие системы, предельным случаем которых является вся биосфера в целом; экспериментирование и взаимодействие с такими объектами потенциально содержат в себе катастрофические для человека последствия; поэтому внутринаучные ценности (стремление к истине, новизне и пр.) обязательно должны быть скорректированы ценностями общегуманистическими, общечеловеческими;

– даже если научные исследования не угрожают безопасности всего человечества, не менее важно исключить возможность нанесения ими ущерба правам и достоинству любого отдельного человека;

– выбор конкретной стратегии научного поиска сегодня уже не может осуществляться на основе внутринаучных целей и мотивов, но требует учета четко просчитанных общесоциальных целей и ценностей, диктующих приоритетность решения множества проблем: экологических, медицинских, борьбы с бедностью, голодом и пр.

Таким образом, потребность в этической (равно как и в правовой) регуляции науки как социального института в конце XX в. порождена тем, что некоторые цели–ценности внутреннего этоса науки столкнулись с ценностями общесоциального и индивидуального порядка. Наука, например, на протяжении всей своей истории рьяно отстаивала требование полной свободы творчества и выбора стратегий научного поиска и экспериментирования. Современные же требования общественного (этического, политического, правового) контроля за принятием в науке ключевых решений приводят научное сообщество в некоторое смущение. Возникшая дилемма и в самом деле непроста: либо позволить обществу придирчиво контролировать (неизбежно бюрократично и малокомпетентно) живую жизнь науки, либо выработать собственные дополнительные социально-этические регуляторы научного творчества и добиться их действенности. В настоящее время работа ведется по обоим направлениям. Но поскольку сама цель таких усилий противоречива (как сохранить свободу научного творчества в условиях введения ограничений по мотивам защиты прав и интересов граждан?), дело продвигается медленно и с трудом.

Итоговое же решение проблемы наверняка будет диалектическим, т.е. совмещающим противоположности. Свобода, как известно со слов Бенедикта Спинозы, есть познанная необходимость: «Когда родители насильно заставляют ребенка умываться или чистить зубы, он, конечно, не свободен и даже страдает от таких ограничений его свободы. Но повзрослев, человек совершает те же самые нехитрые операции совершенно добровольно, свободно, ибо их необходимость осознана».

Свобода научного творчества также должна быть изнутри детерминирована необходимостью принятия ограничений, связанных с возможными негативными последствиями научных исследований. Если необходимость этих ограничений понята и принята добровольно, свобода научного поиска сохраняется!

Конечно, общество не может ждать, пока весь ученый мир осознает необходимость самоограничений. Оно не может себе позволить оказаться в зависимости от прихоти какого-нибудь непризнанного научного гения, решившего, например, в поисках геростратовой славы клонировать человека или собрать на дому ядерный заряд. Поэтому общество вводит правовые ограничения на потенциально социально опасные исследования и эксперименты. Так, принятая в 1996 г. Парламентской Ассамблеей Совета Европы Конвенция ";О правах человека и биомедицине"; однозначно запретила создание эмбрионов человека в исследовательских целях, вмешательство в геном человека с целью изменения генома его потомков и т.д. А после появившихся в 1997 г. сенсационных сообщений о клонировании овец к Конвенции был принят специальный ";Дополнительный протокол";, запретивший любые манипуляции с генетическим материалом человека, имеющие целью создание генетически идентичных его копий.

Однако юридические запреты не решают проблему полностью, поскольку вряд ли они смогут остановить научных или политических авантюристов. В каком-то смысле этические ограничители более надежны, поскольку встроены во внутренние психологические механизмы поведения людей. Поэтому правовая регуляция научно-исследовательской деятельности не отменяет и даже не уменьшает необходимости регуляции моральной. Только личная моральная ответственность ученого за возможные неблагоприятные последствия его экспериментов, развитое чувство морального долга могут послужить надежным гарантом предотвращения трагических соционаучных коллизий.

Задание: Обсудите современные проблемы биоэтики и выразите свое отношение к дальнейшему развитию науки: должно ли общество контролировать ее развитие?

(ссылка на файл Биоэтика)

Лейтмотив сегодняшней этики науки можно сформулировать так: ";Интересы отдельного человека и общества выше интересов науки!"; Принять такое требование нынешнему научному сообществу непросто. Сама проблема так никогда ранее не стояла. Молчаливо подразумевалось, что любое знание – это в принципе благо, и потому интересы науки и общества всегда совпадают, а не сталкиваются. Увы, XXI в. развеял и эту иллюзию. Афоризм же ";Знание – сила"; пока не пересмотрен. Но уточнен: сила знания, оказывается, может быть как доброй, так и злой. А отличить одно от другого и помогает этика науки.

Праязык науки

История культуры есть цепь уравнений в образах, попарно связывающих очередное неизвестное с известным, причем известное постоянно для всякого ряда – легенда.

Б. Пастернак

Человек всегда был естествоиспытателем, и для современного естествознания представляет интерес опыт первых цивилизаций. Цивилизация – общество, достигшее определенного уровня общественного развития, материальной и духовной культуры и имеющее свою систему мировидения. Опыт первых цивилизаций Месопотамии, Китая, Индии, Древнего Египта, Северной Америки отражен, в многочисленных памятниках культуры: преданиях, мифах, архитектурных сооружениях, скульптуре, рисунках, письменности, а также в технических разработках. Чем ценен этот опыт для сегодняшней науки? Чтобы ответить на этот сложный вопрос, необходим объективный критерий. В качестве такого критерия выберем образ, слово и язык.

Почему именно эти понятия? Образ является основой, импульсом к выражению мысли, которая, в свою очередь, требует воплощения в слове. Слова, отражая образы, создают мир языка, который служит не только средством общения между людьми, а средством выражения человеческой возможности понимать абстрактное, философствовать, постигать мир не только эмпирически.

Мифологические понятия о природе

Но там, где я искал гробницы,

Я целый мир живой обрел.

Сквозь разделяющие годы

Услышал я ту песнь веков

Во славу благостной природы,

Любви, познанья и свободы...

В. Брюсов

О понимании сложного древними. Слово объемлет все сущее, в том числе и науку. Словарь человека, народа, государства, цивилизации свидетельствует об интеллектуальном и духовном развитии и о границах познания мира. Ироничным символом примитивного сознания стала Эллочка Щукина из романа И. Ильфа и Е. Петрова «Двенадцать стульев». Она легко и просто обходилась тридцатью словами: «ха-ха-ха», «знаменито», «мрак», «жуть», «хамите», «не учите меня жить», «ого» и т.д., за что получила прозвище «Эллочка-Людоедка». В этом прозвище отзвук стереотипа представлений о древних народах как народах неразвитых и наивных.

Однако обратимся к словарю древних народов М.М. Маковского – «Сравнительному словарю мифологической символики в индоевропейских языках». В нем собраны все древние и новые индоевропейские языки, включая шумерский, аккадский, хеттский, тохарский, лидийский и т. д. Всего более ста шестидесяти языков и диалектов. Выделим слова, отражающие три сферы бытия – духовно-религиозную, общественно-бытовую и природную. Мысленно перенесемся в те далекие времена и вслушаемся в говор наших предков. Вот какие слова произносили, писали древние шумеры, аккады, ассирийцы, египтяне, кельты, скандинавы и т. д.

– Духовно-религиозные понятия: Бог, бытие, душа, небо, бездна, вера, истина, грех, любовь, жизнь, смерть, жертвоприношение, омовение, судьба, табу.

– Этические и общественно-бытовые понятия: хороший – плохой, отец – мать, свобода, клятва, враг, меч, война, охота, корабль, имущество, слуга, обычай, одежда, игра, смех, танец.

– Природа: время, пространство, причина, звезды, Солнце, Луна, свет, Вселенная, сила, стихия, вода, огонь, воздух, гора, река, темнота, тень, буква, слово, число, музыка, левый – правый, металл, стекло, краска, человек, дерево, зерно, птица, змея, медведь, мед, ягода.

Из анализа приведенных слов о природе делаем первое открытие: со времен шумеров понятийная граница в познании природы не изменилась: это звезды, Вселенная. А шумерская цивилизация – одна из самых древних и загадочных. История шумеров прослеживается по археологическим данным и памятникам искусства приблизительно с середины VI тысячелетия до н. э., а по письменным источникам – с начала III тысячелетия до н.э.

Словарь древних о природе поражает сходством с современным словарем естествознания. Но совпадают ли они содержательно? Отличаются ли понятия древних о пространстве, времени, Вселенной от естественнонаучных понятий?

Задание: Напишите свой личный словарь наиболее употребительных слов по следующим разделам: природа, жизнь в семье. Сравните со словарем древних народов. Найдите совпадения и различия. Сделайте вывод о влиянии течения времени, научно-технического прогресса на словарный запас человека.

Естествознание рассматривает все природные объекты, процессы, явления как независимые части целого, Вселенной. Экспериментально определяются отличительные признаки, свойства частей. По этим выделенным признакам единичного формируется обобщенное и абстрактное понятие об объекте исследования. Для примера выберем из приведенного выше словаря древних слово «металл». Понятие «металл» в физике рассматривается независимо от хода небесных светил, вида руды, из которой он выделяется, от места, где эта руда была найдена, от способа получения металла. В результате длительных и сложных экспериментов только в XIX веке было сформировано понятие металла как класса простых веществ, обладающих совокупностью отличительных признаков, а именно: высокой электро- и теплопроводностью, блеском и непрозрачностью, пластичностью и ковкостью.

Сопоставим естественнонаучное определение металла с мифологическим. Любое мифологическое понятие об объектах природы, в том числе и понятие «металл», формируется по другим принципам, а именно: через отношение объекта к другим объектам, действиям, явлениям природы, а не по его признакам. Сформировавшееся понятие об объекте эмпирически характеризует его место в единой природе, являясь одновременно элементом структуры мира и инструментом его познания. Рассмотрим вышесказанное на конкретных примерах, взятых из словаря Маковского.

Металл. Мифологическое понятие металла определяется через отношение к Космосу, природе, человеку следующими словами: Вселенная, небесное тело, звезда, сила, говорить, громко взывать, делать, огонь, плавить, число, сердцевина... Первое впечатление – сумбур, отсутствие всякой логики. Но на самом деле они отражают процесс эмпирического познания сложного мира в разнообразии его связей: в мифологическом понятии металл связан многообразием отношений с природой в целом. Мифологическое определение металла противостоит классическому определению в естествознании, где металл выступает как абстрактное, классификационное понятие. Теперь обратимся к периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и с ее помощью дадим определение металла через отношение с другими элементами, то есть как части сложной системы – «совокупности химических элементов». В результате получим перечень, в котором отражается разнообразие типов его химического взаимодействия с другими элементами. Металл – оксиды, гидриды, интерметаллиды, галогениды, халькогениды, соли, гидрооксиды, эвтектика, расслоение.

Формирование понятий о природных объектах можно осуществлять двумя способами: аналитическим – по признакам и синтетическим – по отношениям объекта с окружающей средой. Из примеров видно, что оба способа непротиворечивы и дополняют друг друга. Поэтому мифологические понятия мы должны воспринимать не как сумбур, а как иной способ восприятия мира древним человеком. Важно отметить, что через мифологические понятия формировали термины современного языка науки. Например, слово «металл» происходит от греческого metallon – рудники, копи, руда.

Синтетическое мышление древних определяется целостным восприятием мира. Доверия своим пяти органам чувств и разуму было достаточно, чтобы считать мир единым. Природа, человек, звезды, Солнце едины и нераздельны, и в целом Вселенная представляет единый живой организм. В их миропонимании отделение человека, дерева, животного, Солнца, Луны от Вселенной также жутковато и нелепо, как самостоятельная жизнь отрезанного носа майора Ковалева в известной повести Н.В. Гоголя.

Современное естествознание ставит перед собой задачи изучения сложных природных систем, которые характеризуются многообразием связей между частями целого. И метод древних возрождается на новой строгой математической основе. В понимании сложного в математике применяется понятие «структуры». Это понятие раскрывается через представление сложной системы как множества. В множество могут входить элементы произвольной природы. Каждый элемент связан с множеством соотношением а  М, где а – элемент множества, М – множество. Существование такого отношения является первым важным признаком структуры. Математическое понятие структуры переносится естествознанием на реальные природные системы, и под структурой сложной системы уже понимается совокупность отношений между элементами этой системы. Эта совокупность определяет новые свойства системы.

Таким образом, если представить Вселенную множеством М, то ее элементами будут галактики, звезды, Солнце, Земля, Луна, человек и... любой объект природы. Тогда можно записать:

человек  Вселенная

Солнце  Вселенная

дерево  Вселенная

собака  Вселенная

Исследовать эти отношения предстоит новому естествознанию с учетом достижений точных наук: математики, физики, химии, а также биологии, геологии, географии...

Задание: Объясните, что означает запись «человек общество природа».

А была ли доступна древнему человеку логика, столь присущая нашему современнику? Обратимся к фактам, погрузившись в глубь веков. Самой древней была цивилизация шумеров...

В основе системы счисления шумеров лежало число 60. В основе современной системы счисления лежит число 10. Это означает, что у шумеров были неповторяющиеся названия и обозначения 60 первых чисел.

Шумеры пользовались шестидесятиричной системой счисления. Единицы и десятки изображались так: сторона квадрата равна 30, на диагонали написаны числа: 1, 24, 51 и 10, что в десятиричной системе означает: 1 + 24/60 + 51 /602 + 10/603  1,4142  2.

Это число выражает отношение диагонали квадрата к его стороне. Это показывает, что шумеры решили парадокс о несоразмерности стороны и диагонали квадрата. Решением этой задачи они предвосхитили знаменитую теорему Пифагора.

О логическом мышлении древних. Шумерам принадлежит изобретение клинописи и письма на сырых глиняных табличках тростниковой палочкой. Библиотека клинописных табличек чудесно сохранилась до наших дней, прочитана и переведена на многие языки мира, в том числе и на русский. Большая часть этой библиотеки, которая насчитывает десятки тысяч единиц, посвящена школе. Это – учебники, справочники по математике и грамматике, словари иностранных языков, экзаменационные вопросы и глиняные таблички, заменяющие школьные тетрадки. Чему же учили шумерских школьников?

В шумерских учебниках содержались разнообразные сведения по математике, грамматике, биологии, географии и т. д. А логика воспитывалась, как всегда, математикой. Вот, например, стандартные задачи, взятые из глиняных школьных табличек. Попробуйте их решить самостоятельно.

Задания:

– Площадь А, состоящая из суммы двух квадратов, составляет 1000. Сторона одного из квадратов составляет 2/3 стороны другого квадрата, уменьшенные на 10. Каковы стороны квадратов?

– За какое время удвоится сумма денег, ссуженная под 20 процентов (годовых)?

Если вы правильно решили эти задачи, то убедились, что шумерские школьники владели решением не только квадратных уравнений, но и степенных! Подобные задачи готовили шумерских детей к практической жизни, которая требовала логического мышления и глубоких познаний из различных областей знаний.

Но школьники, даже если это шумерские школьники, – всегда школьники... Судя по количеству оставленных копий, одним из самых популярных литературных произведений шумерских жителей была поэма «Подойди же ко мне, или Наставления непутевому сыну», не привести отрывок из которого невозможно, учитывая его актуальность:

«– Подойди же ко мне!

– Вот подошел я.

– Куда же ты собрался?

– Никуда не собрался!

– Если ты никуда не ходишь, как ты дни свои проводишь? В школу иди, в школе сиди, заданье читай, задачки решай. Табличку глиняную пиши... На площади не торчи, не шляйся. По улицам не слоняйся. Переулком идешь, по сторонам не пялься!.. Так как я о тебе забочусь, никто о сыне своем не заботится... По одаренности природной никто ведь не может с тобой сравниться... Бить и бить тебя, и слезы лить – ну уж нет, уволь, пожалуйста! Лень твою, ложь твою не принимаю... О будущем ты не заботишься, о роде не беспокоишься!»

Времена текут, возрастает информационный поток, покоряем космос, а проблемы становления личности – те же...

Но учиться в шумерской школе было действительно непросто. Школьники с помощью только глиняных табличек и тростниковой палочки должны были изучить математику, грамматику, иностранные языки, риторику, историю, духовную литературу, мифы, пение, игру на трех музыкальных инструментах. Об этом нам поведали те же глиняные таблички. Вот экзаменационный тест шумерского школьника:

«В основе мудрости грамотейной клин стоит.

Шесть значений имеет.

Число шестьдесят он также значит.

Знаешь ли ты название клина?

Язык шумерский изучая, как сокрытое изобразить, ты знаешь?

Как слова переводить, подставлять – переставлять: вверху по-аккадски, внизу по-шумерски, вверху по-шумерски, внизу по-аккадски – это ты знаешь?

Несогласованное согласовать, три шумерских синонима по-аккадски назвать – это ты можешь?

Совершенный вид, настоящее время, инфиксы, удлиненные формы, суффиксы, сокращенные формы – их ты знаешь? Обычное, измененное, утонченное, закругленное письмо ты знаешь?

Язык жрецов-заклинателей, язык жрецов-прорицателей, язык жрецов помазывающих – это ты знаешь?

В искусстве пения – пение хоровое, жреческое, многоголосие, повторы, антифоны, пение вокальное, пение финальное ты знаешь?

Перевод на аккадский – золотых, серебряных дел мастеров – как их понять, ты можешь узнать?

Язык ораторов-говорунов, язык погонщиков ослов, язык пастухов, язык моряков – как те выражения передать, ты можешь сказать?

Умноженье, обратные величины, коэффициенты, подведение итогов, хозяйственные расчеты, выделение доли, полей межеванье – ты это все знаешь?

Арфы, лиры, лютни знаешь? Показать, как ты играешь, можешь?»

Времена текут, а знания и ремесло остаются вечной ценностью. Не захотелось ли вам поучиться в шумерской школе? Столь разносторонние знания даже шумерских школьников не оставляют сомнений в умении наших далеких предков логически мыслить, действовать, творить.

Особое внимание в приведенном тексте обращает на себя выделение в отдельную дисциплину языков жрецов, отделение их от языков повседневной жизни. В образных языках жрецов, использующих смысловые связи объектов со всем сущим, отражалась «высокая мудрость, сокровенные знания». Язык повседневной жизни раскрывал «мудрость житейскую, заветы отцов». В шумерских мифах жрецы излагали основы мироздания, устроение мира. О содержании мифов говорят их названия: «От начала начал, от дней сотворения», «В предвечные дни, в бесконечные дни», «Когда во Вселенной решали судьбы».

В самых древних цивилизациях синтетическое мышление сочеталось с аналитическим. Представления об устроении мира, музыка, искусство требовали синтетического мышления. Практическая деятельность –ремесла, земледелие, строительство, военное дело... – основывалась на аналитическом мышлении.

Физиологические основания двух типов мышления. Синтетический и аналитический типы мышления согласуются с биологической природой человека и двухполушарным строением мозга. При работе левого полушария преобладает рациональность, логический анализ информации. При сильно развитом логическом мышлении человек подчас мыслит однозначными категориями, не видит вариантов, не признает альтернатив и, следовательно, становится не способен к поиску нетривиальных решений проблем, созданию нового.

При работе правого полушария преобладает образное, целостное видение. Человек, получая чувственную информацию через слух, осязание, обоняние, вкус, зрение, делает обобщения, предпочитает видеть целое, перед тем как переходить к изучению систем.

Органическое сочетание обоих типов мышления позволяет соблюдать гармонию бытия и видеть мир гармоничным, как это делали наши предки.

О реальности мифа

Кто жил, в ничто не обратится.

Гете

Трепетная и радостная причастность вечному и временному, близкому и далекому, всем временам и народам определяет полноту жизни человека и его представления о мире. Но возможно ли воссоздание симфонии бытия? Память о прошедших временах, как улыбка Чеширского кота: «... теперь кот исчезал совсем, постепенно от хвоста до улыбки, которая оставалась еще некоторое время после того, как уже исчезло все другое» (Кэрролл Л. «Алиса в стране чудес»). «Улыбка» ушедших цивилизаций едва уловима: с одной стороны – мифы, легенды, пословицы, с другой – археологические и палеонтологические останки ушедших культур: предметы быта, архитектура и т.д. Слово древних мифов позволяет нам оживить молчащие руины прошлого и помогает воссоздать из небытия воззрения древних о мире. «Молчат гробницы, мумии и кости, лишь слову жизнь дана. Из древней тьмы, на мировом погосте звучат лишь Письмена» (И. Бунин).

О связи времен и места в существовании мира. Мы ничего не можем знать о мире вне его отношении с человеком. Природный принцип осуществления жизни через смену поколений позволил людям уже в древности ocoзнать одно из главных условий бытия – взаимосвязь времени и места (пространства). «Все места находятся внутри других мест, а все времена находятся внутри других времен» (Аристотель). В геометрии такая связь, когда часть повторяет целое, получила название самоподобие. Самый наглядный пример – матрешки. Но вот пример посложнее. Задержите свое внимание на рисунке – это тренировка пространственного воображения и абстрактного мышления. Будем искать предел при самоподобном преобразовании двумерной фигуры – квадрата (а). Начнем с большого серого квадрата. И получается почти как в сказке: в этом большом сером квадрате – малый черный квадрат, а в этом малом черном квадрате – маленький серый квадрат, а в этом маленьком сером квадрате – еще меньший квадрат... и так до... точки. А можно пойти в другую сторону. А этот серый квадрат в большем черном квадрате, а в этом большем черном квадрате – огромный серый квадрат и ... до бесконечности. И нет такого большого времени, и нет такого большого места, чтобы можно было достигнуть предела. Проделайте самостоятельно упражнение по самоподобному преобразованию одномерной фигуры – отрезка, трехмерной фигуры – куба. Мерность фигуры не имеет значения. Ответ одинаков: при самоподобном уменьшении – точка, при самоподобном увеличении – бесконечность. Соотнесите результаты этих упражнений с аристотелевыми понятиями места и времени. Выводы неожиданны и значительны, если принять, что рассматриваемые геометрические образы моделируют взаимосвязь времен и места на Земле, во Вселенной. Бесконечное не имеет места и времени, и это – Вселенная. А все конечное во Вселенной имеет свое место и время – и это Земля, это мы.

Откройте в себе, окружающем мире, истории семьи, дома, улицы, где вы живете, связь времен и места, следуя примерам великих поэтов. «Мир – лестница, по ступеням которой шел человек. Мы осязаем то, что он оставил на своей дороге» (М. Волошин).

Ритмы развития в мире. Циклический характер развития природных процессов и явлений известен с древнейших времен: день и ночь, смена времен года, фаз Луны и т.д. «.Восходит солнце, и заходит солнце, и спешит к месту своему, где оно восходит. Идет ветер к югу, а переходит к северу, кружится, кружится на ходу своем, и возвращается ветер на круги свои. Все реки текут в море, но море не переполняется: к тому месту, откуда реки текут, они возвращаются, чтобы опять течь» – так написано о ритмах земли в древнейшей книге – Библии (Еккл. 1,5 –7).

Итак, взаимосвязь времен и места динамична и складывается из ритмов различных природных процессов и явлений. Писатели, поэты чаще ученых представляют мир целостным, для них жизнь – это созвучие ритмов и образов. Чуткое ухо великого поэта А. С. Пушкина различает ритмы Вселенной: «И внял я неба содроганье, и горний ангелов по лет, и гад морских подводный ход, и дольней лозы прозябанъе». Но можно ли уловить миг истины в ритмах жизни и сохранить его для будущих времен? И как отделить суетное от вечного, материальное от духовного? Через обостренное ощущение ритмов существования другой великий поэт России дает ответ в своем стихотворении-притче:

Как растет хлебов опара,

Поначалу хороша,

И беснуется от жару

Домовитая душа.

Словно хлебные Софии

С херувимского стола

Круглым жаром налитые

Подымают купола.

Чтобы силой или лаской

Чудный выманил припек,

Время – царственный подпасок –

Ловит слово колобок.

И свое находит место

Черствый пасынок веков –

Усыхающий довесок

Прежде вынутых хлебов.

О. Мандельштам

Живительную связь времен О. Мандельштам показывает в библейском образе закваски и выпечки хлеба. Как хлеб питает плоть, так мудрость – София минувшей жизни одухотворяет настоящее и будущее Словом. Вечное сохраняется в Слове, суетное – в руинах ушедшей материальной культуры.

Задание: Разберите образный мир стихотворения Осипа Мандельштама «Как растет хлебов опара» как созвучие идеям Аристотеля о взаимосвязи времени и места. Что нового внес О. Мандельштам своим стихотворением в представления древнего философа?

Как «слово-колобок» помогло Генриху Шлиману открыть Трою. Обратимся к историческим фактам. Долгое время древнегреческий эпос Гомера «Илиада» и «Одиссея» считался вымыслом и красивой сказкой, не имеющей исторической основы. Он почитался как литературный памятник и изучался в гимназиях Европы и России. «Илиада» повествует об одном из последних эпизодов Троянской войны. С детских лет Генрих Шлиман (1822 –1890) воспринял события Троянской войны, описываемой в «Илиаде», как быль. Завороженный ритмами гекзаметра Гомера, спустя 2000 лет, вслед за Агамемноном и Ахиллом, он решает вновь «покорить» Трою, без войска, один... с лопатой в руках.

Есть перед градом троянским великий курган и высокий

В поле особенный, круглый и отсель и оттоле.

Смертные с древних времен нарицают его Ватисей

Там и троян и союзников их разделили рати.

Раннее сиротство, бедность не смогли погасить огонь юношеской мечты. Более тридцати лет идет подготовка к экспедиции. Нужны деньги – Генрих становится купцом, самостоятельно изучает языки, историю. В 1870 году Шлиман, следуя описаниям Гомера, начинает раскопки в Турции, на холме Гиссарлык. Результаты ошеломили: было открыто шесть городов, шестой – Троя, XI век до н. э. Воодушевившись реальностью легенды, через четыре года Шлиман открывает новую, неизвестную науке культуру – «обильные златом Микены» –город Агамемнона, вождя греческого воинства под Троей. «Золото Микен» превратилось в «золото Шлимана». Шлиман переезжает в Афины, сына нарекает Агамемноном, а дочь – Андромахой, в память верной жены Гектора (сына троянского царя Приама).

Итак, была открыта культура, о существовании которой никто не подозревал. Как научный материал, находки и открытия Шлимана оказались неоценимым сокровищем. Через миф открылась реальность для естественных наук – руины шести городов, которые сменяли друг друга во времени, многочисленные материальные свидетельства мифической Трои, Микен.

Следуя примеру Шлимана, археологи стали с большим доверием относиться к мифам. «Фантазии» оказались художественным отражением реальных событий и места в поэме Вергилия «Энеида», в библейских сюжетах об Эдеме – земном райском саде, о потопе, о Вавилоне и вавилонской башне, о горе Синай... Работа по материализации мифов продолжается.

Задание: Найдите в приведенном фрагменте поэмы Гомера «Илиада» стихи, которые позволили Шлиману точно определить местонахождение Трои, Микен. Каким событиям Древней Греции посвящена поэма? Назовите главных героев. Почему Троянский конь стал символом коварства? Сравните два метода изучения прошлого на примере открытия Трои Шлиманом.

Образ, Слово и Число – первоначала знания о бытии. С рождения человек воспринимает мир как образ – образ солнца, образ луны, образ неба, радуги и т.д. Материя всегда предстает перед человеком в той или иной форме или образе. Безобразная материя есть небытие. «Образы изначальны и ниоткуда не могут быть выведены» (Н. Ильин). Изначальны Троя и ее культура, Микены и микенская культура. Шлиман указал путь научного объяснения мифа – проследить судьбу образа, восходя к его первоначалу.

Первый язык мысли – язык зрительного образа. Механизмы речи включаются лишь к концу процесса восприятия. Восприятие – не пассивное копирование действительности. Это – настоящий творческий процесс, настоящее мышление, в результате которого рождается слово. Слово – орудие и форма всякого познания и опыта. Гуманитарий и естествоиспытатель едины только в момент осознания факта, образа. В познании миф, как правило, опережает науку. В случае Трои этот разрыв составил 2800 лет. Миф и науку часто рассматривают как антиподы. Но это не так, просто об одном явлении они говорят на разных языках. Стремясь к достоверности, естественные науки препарируют реальность и создают свой язык формул – язык абстрактных символов и определений. Язык точных наук безличен, бездушен, а потому объективен. Язык мифов поэтичен, оживлен и метафоричен. Язык науки – проекция языка мифов. Проследим, как изменилась формулировка закона Жозефа Луи Пруста о постоянстве состава химических соединений. В период становления точных наук, в начале XIX века, закон формулируется образно и развернуто:

Свойства истинных соединений неизменны, как и отношения их составных частей.

От Северного до Южного полюса эти признаки остаются постоянными; их внешний вид может изменяться в зависимости от способа получения, но химические свойства соединений всегда постоянны. Никогда еще не наблюдалось различий между оксидами железа, полученными на севере или на юге. Японская киноварь имеет такой же относительный состав, как и испанская, оксиды или муриаты (хлориды) серебра, полученные из Перу или Сибири, ничем не отличаются друг от друга.

А вот современная формулировка, в которой необходимость научной строгости приводит к лаконичности и определенности. Географическая информация в данном случае избыточна:

Каждое химическое соединение, независимо от способа его получения, имеет постоянный состав.

Сейчас наука сформировала свой особый язык, который отличается от языка литературного. В основе языка науки лежит число. Арифметическое понятие числа существовало параллельно с мифологическим и использовалось в практической деятельности человека для счета, измерений и т. д. В основе языка мифов лежит тоже число, но не арифметическое, а число-понятие, через которое выражается связь явлений жизни. Выше было показано, что Слово рождается через отношения, взаимосвязи между явлениями природы. Возникновение этих связей не произвольно, а подчиняется внутренним закономерностям, и выражает эти закономерности Число. В результате самоорганизации многочисленных связей Земли с Космосом родились универсальные характеристики устойчивости мироздания, которые выражаются целым рядом чисел: четыре, семь, десять. Например, число «четыре» характеризует такие постоянные составляющие мироздания, как четыре стороны света, четыре времени года, четыре стороны бытия – вещи, растения, звери и люди. Пифагор называл число «четыре» квадратным, и символом его был квадрат, составленный из четырех точек.

Возникновение числа как понятия относится еще к библейским временам. Одна из глав Библии называется «Числа». В Греции существовала философско-религиозная школа Пифагора. Кредо этой школы было: «Всё есть число». Число, по представлениям пифагорейцев, есть сущность всех вещей и организации Вселенной. Вселенная представляет собой гармоническую систему чисел и их отношений. Действия с мифологическими числами – сложения, перестановки отличаются от действий над арифметическими числами и имеют символьное значение:

1 (единица) существо,

2 (бинер) 1 + 1 соединение,

3 (тернер) 2 + 1 размножение,

4 (кватернер) 2 + 2 закон,

5 (квинкснер) 2 + 3 знание,

6 (двойной тернер) 3 + 3 прогресс,

7 (сентенер) 4 + 3 истина,

8 (двойной кватернер) 4 + 4 рок,

9 (тройной тернер) 3 + 3 + 3 познание.

Символьное значение чисел не противоречит современной науке. Например, число «семь» – символ истины – лежит в основе солнечного спектра, музыки, системы запахов и т. д., что, в конечном счете, оказалось связанным с психофизической возможностью человеческого мозга воспринимать не более семи одновременно поступающих информационных сигналов.

Мифы и генетическая память. Но обратимся снова к Гомеру. Гомер жил в VIII веке до н.э. Троянская война по раскопкам Шлимана датируется XI веком до н.э. Как мог слепой поэт описать события трехсотлетней давности? В чем тайна полноты, достоверности и «живучести» произведений человеческого слова, рисунка в мифах? Эта тайна часто объясняется «мистикой», вымыслом, фантазией, но это подмена подлинного объяснения: в логике такая ошибка называется переходом в другой ряд.

Глубинная реальность преданий уже начинает находить понимание через психологию и биологию живого. Немецкий ученый, биолог-эволюционист Эрнст Геккель (1834 –1919), изучая закономерности развития растений, животных и человека, сформулировал биогенетический закон: онтогения повторяет филогению. Онтогения (лат.) – индивидуальное развитие организма, филогения – процесс исторического развития живых организмов как в целом, так и в отдельных видах, родах. А теперь перевод закона с латыни на русский: развитие индивидуума повторяет развитие рода. Этот эмпирический закон можно рассматривать как закон сохранения жизни. Память рода, сохранение рода – изначальные ценности человечества. Это было ведомо нашим предкам и соединялось еще с одним законом – законом сохранения духа, традиций, преданий.

Два чувства дивно близки нам –

В них обретает сердце пищу:

Любовь к родному пепелищу,

Любовь к отеческим гробам.

На нем основано от века

По воли Бога самого

Самостоянье человека

Залог величия его!

Животворящая святыня!

Земля была б без них мертва,

Как без оазиса пустыня

И как алтарь без божества.

А.С. Пушкин

В изменяющихся внешних условиях (войны, революции, эпидемии), а также при нарушении норм нравственности прерывается генетическая память рода. Предания воспринимаются как вымысел, теряется связь времен и поколений.

Открытия в области молекулярной биологии XX века помогают понять механизмы генетической памяти. Определен элемент живой жизни. В ядре клетки находится полимерная молекула – дезоксирибонуклеиновая кислота, или сокращенно ДНК. ДНК имеет форму спирали и представляет собой линейную текстовую запись четырехбуквенного алфавита. В цепи ДНК формируется генетический код, который передается по наследству. Из комбинаций ДНК образуется геном. Появилось понятие «генетические тексты». Текстом вообще является всякая последовательность знаков, построенная по правилам системы того или иного языка. В различных языках используются разные знаковые системы. Клинопись – у шумеров, пиктограммы – у египтян, иероглифы – у китайцев. Последовательность знаков текста – линейна и читается лишь в одном из возможных направлений. В живых организмах генетическая программа также является текстом, так как отвечает всем признакам этого понятия. Уже прочитаны геномы простейших организмов. Изучается геном человека. Изучая генетические тексты, генетики и молекулярные биологи пришли к выводу, что наследственная информация имеет свой способ записи. Алфавит наследственности состоит из четырех химических «букв» – нуклеотидов, а прочесть генетический текст – значит установить их последовательность в молекуле ДНК, а затем определить местоположение генов в этом тексте. Архаичные народы, видимо, имели представление о своей генетической основе. Это видно из орнаментов на предметах быта древних. В них отражается не только воспроизведение и копирование переосмысленного внешнего мира, но и представление о генетическом тексте человека.

Таким образом, мифы, являясь отражением реальностей внешнего мира, несут в себе тайну генетической памяти народов, поэтому так велика их познавательная и нравственная ценность.

Задание: Объясните, что общего между мифом и генетическим кодом?

Зооморфные коды

Вероятно, время такое же круглое, как и Земля. Иначе почему человек, направляясь в будущее, рано или поздно оказывается в прошлом.

Ф. Кривин

До наших дней дошли первые символьные модели Вселенной древних цивилизаций Египта, Китая, Индии, Месопотамии и т. д. Моделирование – один из методов познания. Всякая модель – это абстракция, а абстракция – это высшее проявление разума. Как сумел древний человек возрасти от чувственного, созерцательного восприятия многообразия живой и косной материи, звездного неба, Солнца, Луны – к отвлеченному образу? Для того чтобы построить модель мира, необходимо было иметь систематизированную информацию об окружающем мире и абстрактную кодовую систему знаков. Задача непростая и для нашего времени. Например, замена реальных тел таким простым знаково-модельным понятием, как материальная точка, появилось только в XVII веке в механике Ньютона. Даже такая простая абстракция научным сообществом была принята не сразу. Символьная кодовая система древних родилась из определения и выявления наиболее характерных и общих признаков у животных, растений, минералов.

О нераздельности человека с тварным миром. Пока человек не почувствовал силу разума, он был подавлен могуществом природы. Живое заполняло мир, создавая симфонии звуков, красок, ароматов и тая опасность. Животные еще не братья меньшие, человек – один из них. Он похож на них, но слабее их и в их власти. Разве может человек сравниться с орлом или львом? Легко и высоко орел парит в воздухе и видит с высоты синие дали, леса и луга, равнины и горы, реки и моря. Лев из засады в три прыжка настигает быстроногую лань. И нет ничего, что бы противостояло его грозной силе. Таинствен и недоступен пониманию темный мир подземного и подводного царств. В умении приспосабливаться к внешним условиям животные не уступают человеку.

Вся разноликая стихия живого подчинена единому алгоритму плотского поведения: добыча пищи (нападать, убивать, загрызать, пожирать более слабых и защищаться от более сильных) и продолжение рода: совокупление, рождение, забота о потомстве. Приравнены мгновение и вечное, рождение и гибель:

«Вблизи цветка качалась чашка, с червем во рту сидела пташка.

Жужжал угрозой синий шмель, летя за взяткой в дикий хмель.

Осока наклонила ось, стоял за ней горбатый лось.

Кричал мураш внутри росянки.

И несся свист златой овсянки»

В. Хлебников

Человек следует этому тварному закону. Он еще не может обрести истинные смыслы неразрывной связи с тварным миром, но ищет идеалы – идеалы божества и подчиняется силе и тайне.

В еще плотском сознании человека животное – его прародитель, поэтому для него естественным представляется перевоплощение животных в людей, а людей – в животных. «Это было в то время, когда люди были еще зверьми», – говорится в одном из австралийских мифов. Эти представления отразились и в античных мифах. Зевс принимал образ быка, орла, лебедя, муравья; Посейдон – коня; Деметра – кобылицы; Гера – коровы; Афина – змеи; Дионис – быка. Возникают мифические образы полулюдей-полузверей – добрых и злых, веселых и печальных, мудрых и молчаливых: сфинксы, кентавры, грифоны, фавны, наяды и т. д.

Животное становится как бы отражением человека, его моделью. Например, лев – символ высшей божественной силы, власти, величия – наделяется лучшими качествами человеческой натуры: умом, благородством, великодушием, доблестью, справедливостью, бдительностью, храбростью. Итак, в образе животного появляется абстрактный символ носителя определенных человеческих качеств. При помощи этих символов моделируется жизнь людей, подобно тому, как в химии через символьные обозначения элементов моделируется отношение между различными веществами.

Из инстинктивной, живительной и неразгаданной связи с тварным миром рождается «звериный» эпос, который отражает бытие человека. На первом плане – вопросы морали.

Удивительна стойкость «звериного» эпоса в веках и тысячелетиях. Предания, сказки, пословицы, поговорки перешли в басни древнегреческих поэтов Гесиода (VIII век до н. э.) и Эзопа (VI век до н. э.), басни римского писателя Федра (ок. 15 н. э.), греческого поэта-баснописца Бабрия (II век н. э.), «Естественную историю» римского писателя и ученого Плиния Старшего (I век н. э.), затем в средневековые сборники о животных в картинках «Бестиарии», «Палей», в басни Лафонтена (XVII век), басни Крылова (XIX век), притчи Л. Толстого (XX век) и стали достоянием мировой культуры.

Изображение животных становится знаком, кодом, соответствующим различным явлениям человеческой жизни, общества и природы. Эстетика средневековой архитектуры Европы и Востока, нумизматика, геральдика сложились под влиянием знаковых образов животных первых цивилизаций. Христианство, отвергая многобожие и поклонение животным, использует знаковые образы льва, орла, вола-тельца и животного с ликом человека как символы четырех Евангелистов: Иоанна, Марка, Луки и Матфея. В IV главе Апокалипсиса (Откровения Иоанна Богослова) животные находятся «посреди и вокруг престола» Бога. «И первое животное было подобно льву, и второе животное подобно тельцу, и третье животное имело лицо как человек, и четвертое животное подобно орлу летящему. И каждое из четырех животных имело по шести крыл и внутри они исполнены очей».

Мифологические славянские представления о единстве человека с тварным миром воплощались в образе человека птицы – птицы Сирин. Сирин – от головы до пояса человек, а от пояса – птица. Кто услышит ее голос, тот забывает всю жизнь свою, уходит в пустыню и погибает там.

В итоге из непостижимого разнообразия живого была создана лаконичная и многозначная, наглядная и таинственная система зооморфных кодов, содержащая всего 4–10 знаков. С помощью такой системы легко моделировалась жизнь человеческого общества в ее различных проявлениях: социальном, культурном, моральном.

О кодовой системе природных явлений. У каждой цивилизации, этноса своя система образов-символов. Наиболее часто используются символы льва, орла, вола, змеи, оленя. Различие фаун отличает восточные знаковые традиции от европейских – черная черепаха, белый тигр, феникс, голубой дракон.

Зооморфная система кодов оказалась наиболее емкой и объединила кодовые системы других сфер бытия – мир растений, мир природных стихий, космос, минеральный мир.

Мы никогда не узнаем авторов величайших эмпирических обобщений, показавших, задолго до Платона и Аристотеля, что многообразие природных сил и явлений может быть сведено к четырем стихиям. Это вода – первоначало сущего, исходное состояние материи; воздух – первоначало жизни, животворящий дух; огонь – космическая энергия созидания и разрушения; земля – первоначало порядка, образовавшегося из хаоса. Необозримость космического пространства гениальным прозрением древнего человека была сведена до семи направлений – четырех сторон света и совсем абстрактной оси мира, идущей от неба через центр земной плоскости в глубины земли. Земля воспринимается как живой организм, и центр ее – пуп, узел жизненных сил. По библейским традициям, пуп земли расположен в Иерусалиме, в месте, на котором воздвигнут Иерусалимский храм. Вблизи этого места находится Голгофа – гора, на которой распяли Христа.

Пульсация мироздания, выражавшаяся в чередованиях дня и ночи, жизни и смерти, в восходе и закате Солнца, привела к осмыслению жизненных циклов человека: детства, зрелости, старости. Жизнь и смерть рождают категории времен года: зима, весна, лето, осень.

Задание: Найдите семь направлений в предложенной модели мироздания.

Космическое пространство древних

Омфал – Центр Земли, или пуп Земли в Дельфах. В Греции, в Дельфах, сохранилось древнее святилище (XXI век до н. э.). Алтарь этого святилища считался центром Земли, и на этом месте установлена огромная каменная глыба, которую называют омфалом (греч. – пуп). На этом месте в VIII веке до н. э. был построен храм в честь Аполлона. В этом храме Находился знаменитейший Оракул – место божественных откровений, пророчеств. Относительно того, каким образом был обнаружен пуп земли, существует следующая легенда.

Чтобы определить центр мира, Зевс выпустил с востока и запада двух орлов. Летя навстречу друг другу, птицы встретились в Дельфах, где и был водружен священный Омфал, а по сторонам от него – золотые скульптуры орлов.

Металлический код. Металлы образуют особый металлический код, который включает 3-7 элементов. Чаще всего использовались золото, серебро, медь и железо.

Золото рассматривается как символ божества, Солнца. Рождаются мировые образы золотого древа жизни, золотого яйца, золотой цепи как знаки иного, небесного, идеального бытия. Затем эта традиция использования золотого образа как характеристики надмирного перешла в античную, а потом и в христианскую культуру, литературу, поэзию, фольклор.

Металлы олицетворяли различные эпохи в развитии человеческого общества: золотой век, серебряный, медный и железный, что отражено в дидактической поэме «Работы и дни» древнегреческого поэта Гесиода и в «Метаморфозах» римского поэта Овидия. Они показывали развитие человечества от золотого века до железного, как путь падения от высокого к низкому. Первое поколение людей жило в Золотом веке.

Зооморфные коды (орел, вол, лев, медведь, феникс и т.д.) выступают как классификаторы кодов природных стихий (воздух, земля, огонь, вода), частей света (север, юг, запад, восток) и годовых циклов (зима, весна, лето, осень). В таблице соответствий обратите внимание на сходство образных языков древних цивилизаций, которые в пространстве и времени были разделены и не имели информационной связи.

Таблица соответствий кодов природных явлений зооморфным кодам

В Китае и Японии

Черная черепаха

Белый тигр

Феникс

Голубой дракон

север

запад

юг

восток

зима

осень

лето

весна

воздух

земля

огонь

вода

В Ассирии

орел

вол (бык)

лев

человек

В Древнем Египте

ястреб

шакал

обезьяна

человек

У американских индейцев

медведь

пантера

молодой олень

лось

север

запад

юг

восток

В Новом завете

орел

вол

лев

человек

В Древней Греции

орел

слон

дракон

рыба

воздух

земля

огонь

вода

Соответствие пространственных, цветовых, растительных, металлических кодов зооморфному позволило составлять цепи соответствий, целые сообщения:

знак животного – растение – страна света – цвет – небесное светило – стихия – металлы – время года – божество.

Так возник первый мифопоэтический кодовый язык. И именно этот язык лег в основу первых моделей мира.

Задание: Объясните, почему код «человек» соответствует кодам «вода», «весна» и «восток».

Мифологические образы мира

Есть где то, в какой-то далекой стране, земле такое дерево, которое шумит вершиною в самом небе, и Бог сходит по нем на землю ночью перед светлыми праздниками.

Н.В. Гоголь «Вечера на хуторе близ Диканъки».

Обучение слову в России начинается с незатейливой, коротенькой, легко запоминающейся сказки «Курочка Ряба». Минуют столетия, одни эпохи сменяют другие; революции, войны, кризисы... Многое и многие канули в Лету. А Курочка Ряба невозмутимо сидит в гнезде и несет, несет золотое яичко. И сколько их мышка разбила – не сосчитать. Магия сказки такова, что мало кто задается очевидными вопросами. И вопросов больше, чем предложений в сказке. А почему яйцо золотое? А если оно золотое, почему дед и бабка так усердно стараются его разбить? А если бить, то почему нельзя разбить? И что это за таинственная мышка, которая легко решает все сказочные проблемы? Почему, когда яйцо разбито и цель достигнута, дед и бабка неутешно плачут? И наконец, почему простое яйцо лучше золотого? На что намек, какой урок «добру молодцу» дает веками сохраненная народная мудрость? Тайна «Курочки Рябы» сокрыта в мифопоэтических представлениях об устройстве мира, Вселенной нашими далекими предками. Они оставили нам своеобразную «формулу» мира, понять которую можно, если знать кодовый язык, представления о котором мы получили из предыдущего параграфа. Но этих знаний недостаточно, чтобы понять сказку.

Мифологические алгоритмы образов мира. Поиски наиболее общих законов природы – главная задача естествознания. Стремление к общности представления о природе свойственно и древним цивилизациям. Древние народы оставили нам загадочные рисунки. Свои представления о едином мире они выразили в природных образах – дерева, яйца, животных и человека. Оставим предубеждения о примитивности сознания древних и будем разбираться по существу. Испанский философ Хосе Ортега-и-Гассет писал: «Действительность – фермент мифа». Есть ли этот «фермент»-реальность в образах Вселенной: arbor mundi – мирового древа, и ovo mundi – мирового яйца! Следует заметить, что всякое суждение об этих загадочных образах-рисунках всегда будет неполным. Во первых, надо принимать, что мифологический образ должен рассматриваться в единстве со словом и числом. Как правило, мифологические тексты утрачены и забыты. Образная символика многозначна и не всегда доступна современному пониманию.

Все древние цивилизации и все народы мира, большие и малые, Восток и Запад, Север и Юг, имеющие различные религиозные культуры, свои представления о мире выразили через единые образы – arbor mundi и ovo mundi. Это убеждает в том, что эти образы в каждой культуре появились самостоятельно и не исходят из какого-либо источника. Все изображения имеют свой национальный колорит, но вместе с тем для них характерен, говоря современным языком, общий алгоритм. Рассмотрим этот алгоритм для некоторого обобщенного образа мирового древа.

Мировое древо – это образ мировой оси – axis mundi, соединяющей землю с верхом и низом. Мировое древо имеет различающиеся вертикалъную и горизонтальную структуру. Вертикальная структура складывается из трех частей: нижняя – корни, средняя – ствол, верхняя – ветви. Эти части образуют основные космические зоны: корни – преисподню (подземное царство), ствол – землю, крона – небесное царство. Каждой части дерева соответствует определенный зооморфный код' крона деревьев – птицы, ствол – копытные животные, корни – земноводные, олицетворяющие разные космические уровни Вселенной. Птица считалась вместилищем души человека, копытные животные олицетворяли жертвоприношение, а различные земноводные – лягушки, змеи, ящерицы, крокодилы – темный мир преисподни. В шумерском эпосе о Гильгамеше читаем:

";Выросло дерево, но кору его нельзя срезать

В его корнях змея, что не знает заклятья, устроила змея себе гнездо,

В ветвях его птица Анзуд поселила своего птенца";

Горизонтальные элементы, расположенные у ствола древа, отображают ритуал – жертвоприношение людей и животных, а также страны света, времена года, части суток, цвета, числа, элементы мира и т.д. Количество и типы этих элементов в различных культурах разные.

Мировое древо рассматривалось древними и как числовой код Вселенной. Трехуровневость мира отражается числом 3. Оно представляется как совершенное число и характеризует динамическую нерасторжимость макрокосмоса. Число 4, которое определяет структуру срединного мира, характеризует целостность, универсальность, стабильность, гармонию: четыре точки света, четыре времени года, четыре стороны божественного творения: вещи, растения, животные, человек. Из суммы этих двух чисел возникает число 7, являющееся как бы константой мирового древа и свидетельствующее об истине, то есть о структуре мира, которая обеспечивает гармонию. Такая структура противостоит хаосу, и если связи в этой структуре нарушаются, то рушится Вселенная.

Ovo mundi – мировое яйцо является образом первоосновы жизни. Для восточных традиций характерна связь образа яйца с началом творения. Брошенное в небо, яйцо раскалывается, взрывается, в результате возникает Вселенная. В карело-финском эпосе «Калевала» повествуется, как из яйца, из его нижней части вышла мать сыра-земля. Из верхней части вышел свод небесный. Золотое яйцо – символ божественной природы Вселенной. В образе яйца, как правило, открывается структура трех уровней мира, отраженных в мировом древе: неба, земли, преисподней. В различных культурах число, например, небесных сфер представлено разными числами: 3, 7, 9. Наиболее распространенное число небесных сфер – 7. Аналогичную структуру имеют земля и преисподня.

Задание: Вспомните, что означали мифологические числа 3, 4, 7 и 9 в системе пифагорийцев, проведите аналогию с пониманием мирового дерева (яйца).

Три принципа универсальности мировых образов. Каковы же истоки универсальности образов древних? Можно выделить три принципа, на которых строились первые образные формулы мира. Это – целостное мировидение древних, самоподобие в природе и генетическая связь между живой и неживой природой.

Единство мира. В Мировом Древе, в Мировом Яйце отражаются представления древних о единой и неразделимой Вселенной. Понятие единства рассматривается не только как результат нераздельности и взаимосвязи материальных объектов, но также как категории нравственные и духовные. В древней индийской книге «Махабхарата» признается нравственный приоритет целостного подхода в познании перед аналитическим:

";То знание, которое видит во всех существах единую

Сущность; непереходящую, нераздельную в раздельном, знай – светлое.

То знание, которое вследствие разделенности признает

Во всех существах разные отдельные сущности знай, – страстно.

То же знание, которое без оснований привязано к

Единичной цели как всеобщей; не имеющее

Целью истину, ничтожное – считается темным";.

Самоподобие. Образ дерева и образ яйца соответствовали большому количеству явлений в природе. Многие динамические природные системы имеют древовидную структуру: кровеносная система человека, нейронные сети мозга, водные бассейны рек, извержения вулканов.

На мега-, макро- и микроуровне мы находим животворящие аналоги яйца: планета Земля, плод человека в чреве матери и животная клетка. Все устроено подобно друг другу: близко к центру – самое ценное (ядро, плод, ядрышко); вокруг – транспортно-питательная среда (мантия, околоплодные воды, протоплазма), и все это заключено в активно работающую оболочку. Эта удивительная закономерность природы, когда часть повторяет целое и обусловливает его развитие, и была использована нашими далекими предками.

Генетическая связь. Последние исследования молекулярных биологов и генетиков показывают, что ботаничность, наличие вегетативного кода является признаком любой развивающейся системы, в том числе и человеческого сознания. Возникновение образов древа и яйца как формул мира является следствием генетической связи человека с миром. В рисунках детей преобладает образ дерева. С. Есенин в своем эссе «Ключи Марии» считает, то знак дерева определяет нашу национальную культуру. «Все от древа, вот религия мысли нашего народа... То, что музыка и эпос родились вместе через знак древа, заставляет нас думать об этом не как о случайном факте мифического утверждения, а как о строгом представлении наших далеких предков... Вытирая лицо своё о холст с изображением дерева, народ немо говорит о том, что не забыл тайну древних отцов вытираться листвою, что он помнит себя семенем над-мирного дерева, и, прибегая под покров его, окунаясь лицом в полотенце, он как бы хочет отпечатать на щеках хоть малую ветвь его, чтобы, подобно древу, он смог осыпать с себя шишки слов и дум и струить от ветвей рук тень-добродетель». Доверимся мироощущениям великого поэта и будем ждать строгих научных доказательств сказанного и познанного в ощущениях.

Мировые образы нашли свое отражение в творчестве великих писателей. Все знают начало поэмы А. С. Пушкина:

";У лукоморья дуб зеленый,

Златая цепь на дубе том.

И днем и ночью кот ученый

Все ходит по цепи кругом.";

Удивительная легкость, с которой запоминаются эти стихи, возможно, объясняется тем, что в этом четверостишье использован один из древних славянских образов. Согласно мифам древних славян, на окраине Вселенной – у Лукоморья – возвышается гигантское дерево, чья макушка упирается в небеса, а корни достигают преисподни. С образом дерева связан образ зверька, передвигающегося вверх и вниз по волшебному дереву. Это – чудесный кот Баюн. Его прозвище происходит от слова «баять», «рассказывать». Этот кот расхаживает по золотому столбу, «идет вниз – песни поет, поднимается вверх – сказки сказывает». И сказки кота Баюна обладают магической силой. Многоуровневая структура преисподни является основой «Божественной комедии», принадлежащей перу великого итальянского писателя и мыслителя Данте Алигьери (1265 –1321).

Но вернемся к Курочке Рябе. В этой сказке причудливо переплелись два мировых образа: образ дерева и образ яйца. Трактовка сказки может быть разнообразной, но образы древа и яйца вводят нас в опреде ленную систему логики. Все персонажи сказки (дед, бабка, Курочка Ряба, золотое яйцо) – символы мировых образов. В мифопоэтической форме в этой сказке представлены три мира: вселенная – золотое яйцо, преисподня – мышь, земля – простое яйцо, дед и баба. Забыв все земные дела, безрезультатно бьются дед и баба постичь тайну небесного, золотого, разрушив его. Быстро приходит помощь из другого мира – темного, подземного, противостоящего светлому, небесному. Наступает катастрофа. Яйцо разбито, гибнет вселенная, гибнет земля. Не того хотели дед и баба, оттого и плачут; не разрушить, а завладеть небесным и владычествовать над миром хотелось им. Но мудрая Курочка возвращает неразумных деда и бабу к реальной жизни, обещая простое яйцо – символ вечного обновления жизни на земле. А что же это за Курочка? И почему она ряба, а не бела или черна? И почему сказка называется «Курочка Ряба», а не «Золотое яйцо»?

Мифы – обращение предков к нам. Изучая мифы, мы пришли к истокам мироведения человека. В истоках мы увидели начало аналитической науки, которая достигла небывалого расцвета в наши дни. Но в мифе, как в зародыше, оказались спрятаны основные идеи естествозна ния сложного – единство и неделимость, познание сложного через от ношения между элементами системы, самоподобие, многоуровневая си стема строения Вселенной, образ как выражение сложного.

И еще мы увидели живого человека и ощутили токи единения с давно ушедшими народами. Мифы всех народов, больших и малых, несут большой заряд общности и объективности – нераздельность с природой, стремление к справедливости, любви. Питаясь глубинными токами национального эпоса, мифы помогают современному человеку осознать себя, уважать предков и будят тягу к единению духом с дру гими народами.

Сказания древних индейцев, населявших Северную Америку, оказались созвучны русскому писателю и поэту И. Бунину. Лонгфелло бережно собрал сказания древнего народа Америки и изложил их в ритмах эпоса. И. Бунин перевел Лонгфелло на русский язык. «Добро и красота разлиты в мире, и их надо искать», – вслед за Лонгфелло повторяет он поэмой «Песнь о Гайвате». «Вы, кто любите природу – сумрак леса, шепот листьев, в блеске солнечной долины, бурный ливень и метели и стремительные реки, в неприступных дебрях бора, и в горах раскаты грома, что как хлопанье орлиных тяжких крыльев раздаются... Вы, кто любите легенды и народные баллады, этот голос дней минувших, голос прошлого, манящий к молчаливому раздумью, говорящих так по-детски, что едва уловит ухо... Вы, в чьем юном, чистом сердце сохранилась вера в Бога, в искру божью в человеке; вы, кто помните, что вечно человеческое сердце знало горести, сомненья и порывы к светлой правде, что в глубоком мраке жизни нас ведет и укрепляет провидение незримо».

Готовы ли мы воспринять это обращение предков из вековых и тысячелетних глубин без снисходительности и превосходства, а с любовью и пониманием, пониманием того, что иное не значит примитивное? Пониманием того, что это иное робко живет в каждом из нас? Пониманием того, что мифы – это действенная нераздельная часть жизни человечества, которая может и должна нас обогатить в области как гуманитарного, так и естественнонаучного знания. Для Б. Пастернака мир мифов был органичен: «Я люблю живую суть исторической символики, иначе говоря, тот инстинкт, с помощью которого мы, как ласточки саланганы, построили мир, огромное гнездо, слепленное из неба и земли, жизни и смерти и двух времен, наличного и отсутствующего. Я понимал, что ему мешает развалиться сила сцепления, заключающаяся в сквозной образности всех его частиц».

Задание: Используя понятие родовая, генетическая память, дайте свое понимание устойчивости мифов.

Проверьте себя

Рекомендуемая литература

Кассирер Э. Естественнонаучные понятия и понятия культуры // Вопр. философии. – 1995. – № 8.

Риккерт Г. Науки о природе и науки о культуре / Пер. с нем. – М.: Республика, 1998.

Степин В.С, Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники. – М.: Гардарика, 1996.

Философия и методология науки. – М.: Аспект Пресс, 1996.

Концепции современного естествознания: Учебник для вузов // Под ред проф. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. – 2-е изд. – М: ЮНИТИ-ДАНА, 1999.

Тема 2 Естественнонаучная и гуманитарная культуры

План занятия

Специфика и взаимосвязь естественнонаучного и гуманитарного типов культур

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы сможете

– объяснить, почему противостояние естественнонаучной и гуманитарной культур обострилось именно в XX в.;

– назвать главные основания различения естественных и гуманитарных наук;

– обосновать, что естественнонаучная культура нуждается в содействии культуры гуманитарной;

– выявить единство и взаимосвязь естественнонаучной и гуманитарной культур.

Информационный блок

Большинство из нас уже в школьные годы обнаруживают в себе некоторую предрасположенность, склонность к дисциплинам либо гуманитарного, либо естественнонаучного профиля. Любопытно, что речь при этом идет не об отдельных ";любимых предметах";, а о целых ";блоках"; учебных дисциплин. Если кому-то нравится история, то можно почти наверняка утверждать, что не останутся без внимания и литература, языки, философия и пр. Равно как и наоборот: если человек проявляет способности в области математики, то, как правило, он будет неплохо разбираться и в физике, космологии и т.д.

Для отдельного человека вопрос различения гуманитаристики (лат. humanitas – человечность) и натуралистики (лат. natura – природа) оборачивается, главным образом, проблемой выбора рода занятий, профессии, формирования культурных навыков и привычек. Для общества в целом проблемы выбора, разумеется, нет; но есть проблема совмещения, взаимосогласованности и гармонии ценностей двух типов культур – естественнонаучной и гуманитарной. Давайте попробуем разобраться в содержании этой проблемы.

Для начала определимся с исходными понятиями. Коль скоро речь пойдет о типах культур, то в определении нуждается в первую очередь само понятие ";культура";. Оставляя в стороне дискуссии о сложности и неоднозначности этого понятия, остановимся на одном из самых простых его определений:

Культура – это совокупность созданных человеком материальных и духовных ценностей, а также сама человеческая способность эти ценности производить и использовать.

С помощью данного понятия обычно подчеркивают надприродный, чисто социальный характер человеческого бытия. Культура – это все, что создано человеком как бы в добавление к природному миру, хотя и на основе последнего. Наглядной иллюстрацией этого тезиса может служить известное античное рассуждение о ";природе вещей";: если, допустим, посадить в землю черенок оливы, то из него вырастет новая олива. А если закопать в землю скамейку из оливы, то вырастет отнюдь не скамейка, а опять же новая олива! То есть только природная основа данного предмета сохранится, а чисто человеческая – исчезнет.

Однако, кроме тривиальной мысли о хрупкости созданий нашей культуры, из этого примера можно извлечь и другую мораль. Суть ее в том, что мир человеческой культуры существует не рядом с природным, а внутри него. И потому неразрывно с ним связан. Следовательно, всякий предмет культуры в принципе можно разложить как минимум на две составляющие – природную основу и его социальное содержание и оформление.

Именно эта двойственность мира культуры и является в конечном счете основанием возникновения двух ее типов, которые принято называть естественнонаучным и гуманитарным. Предметная область первого – чисто природные свойства, связи и отношения вещей, ";работающие"; в мире человеческой культуры в виде естественных наук, технических изобретений и приспособлений, производственных технологий и т.д. Второй тип культуры – гуманитарный – охватывает область явлений, в которых представлены свойства, связи и отношения самих людей как существ, с одной стороны, социальных (общественных), а с другой – духовных, наделенных разумом. В него входят: ";человековедческие"; науки (философия, социология, история и др.), а также религия, мораль, право и т.д.

Задание: Как соотносятся понятия «культура», «естествознание» и «гуманитарное знание».

Истоки и предмет спора двух культур

Наличие в единой человеческой культуре двух разнородных типов (естественнонаучного и гуманитарного) стало предметом философского анализа еще в XIX в., в пору формирования большинства наук о проявлениях человеческого духа (религиоведения, эстетики, теории государства и права). Однако в ту эпоху интерес к данной проблеме носил больше теоретический, академический характер. В XX в. эта проблема перешла уже и в практическую плоскость: возникло четкое ощущение растущего разрыва естественнонаучной и гуманитарной культур. Проще говоря, гуманитарии и ";естественники"; (";технари";) элементарно перестали понимать друг друга. А взаимное непонимание автоматически снижает интерес и уважение друг к другу, что в свою очередь чревато открытой конфронтацией и враждой.

И это отнюдь не надуманные страсти, а совершенно реальная угроза развитию культуры. Ведь культура – это прежде всего система общественных ценностей. Общее признание какого-либо набора таких ценностей консолидирует, сплачивает общество. Поклонение же разным ценностям, ценностный раскол в культуре – явление достаточно опасное. Вспомним хотя бы яростное отрицание религиозных ценностей в 20–30-е гг. и практику разрушения храмов, разгона религиозных общин и т.п. Много ли пользы принесло нашему обществу столь суровое внедрение антирелигиозных ценностей? Взаимонепонимание и неприятие людьми разных систем ценностей всегда чревато негативными последствиями. То же относится и к разногласиям естествоиспытателей и гуманитариев.

К взаимопониманию можно прийти, начав хотя бы с анализа причин и условий появления взаимонепонимания. Почему, например, конфронтация естественнонаучной и гуманитарной культур обострилась именно в XX в., причем во второй его половине? Ответ на этот вопрос очевиден. Это время отмечено грандиозными успехами естествознания и практических его воплощений. Создание атомных реакторов, телевидения, компьютеров, выход человека в космос, расшифровка генетического кода -– эти и другие выдающиеся достижения естественнонаучной культуры зримо меняли стиль и образ жизни человека. Гуманитарная же культура предъявить что-нибудь равноценное, к сожалению, не смогла. Однако и принять стандарты и образцы мышления естествоиспытателей она упорно отказывалась. В итоге гуманитарная культура, культивируя свою специфику и обособленность, все больше производила впечатление какой-то архаики, имеющей разве что музейную ценность и пригодной лишь для развлечения и досуга уставшего от практических забот носителя естественнонаучной культуры.

Таков был исходный пункт многочисленных споров ";физиков"; и ";лириков"; о судьбах двух культур, пик которых пришелся на 60-е гг. нашего столетия. В центре внимания оказались статус и общественная значимость двух типов наук: естественных и гуманитарных. Конечно, понятия соответствующих типов культур много объемнее и сложнее. Однако в конечном счете их современный облик и структуру определяют именно естественные и гуманитарные науки. Поэтому анализировать существо обсуждаемой проблемы легче как раз на примере различения гуманитарного и естественнонаучного знания.

Может, правда, показаться, что тут и проблемы-то никакой нет. Ясно, что гуманитарные и естественные науки различаются по своему объекту. Первые изучают человека и общество, а вторые – природу. Что же здесь проблематичного?

Однако проблема все-таки есть. Ее можно уловить даже в нашем обычном словоупотреблении. Мы привыкли, например, называть разделы естествознания ";точными науками";. Никого не удивляет противопоставление точных наук гуманитарным. Однако если быть последовательным и соблюдать правила логики, то получится, что гуманитарные науки – это науки ";неточные";. Но ведь таких не может быть просто по определению. Вот в этом-то и заключаются часть обсуждаемой проблемы.

Интуитивно ясно, что как бы гуманитарные науки ни старались, достичь точности, строгости и доказательности наук естественных им не дано. Подобное положение давно уже служит главной мишенью для критических стрел представителей естествознания: ну что за наука, например, история, если в ней возможны взаимоисключающие оценки одних и тех же событий?! Для одних историков события октября 1917 г. в России есть великая революция и прорыв в будущее, а для других – банальный политический переворот с трагическими последствиями.

Или, допустим, любой школьник знает из литературоведения, что Шекспир – гений. А вот другой литературный гений – Л.Н. Толстой – сей факт с непостижимым упорством отрицал, не обращая внимания ни на какие ";научные"; изыскания в этой области. Попробовал бы он отрицать геометрию Евклида или механику Ньютона. А Шекспира – пожалуйста. Создается впечатление, что в гуманитаристике порой вообще невозможно что-нибудь доказать рациональными аргументами. И признание каких-либо достижений в этих областях – вопрос лишь вкуса и веры. Оттого и возникает у многих представителей естествознания слегка пренебрежительное отношение к результатам гуманитарных наук. Полученное здесь знание рисуется каким-то неполноценным, не дотягивающим до статуса научности.

Гуманитарии в этом споре тоже в долгу не остаются. Защищаясь от обвинений в неоднозначности своих выводов, они в основном апеллируют к неимоверной сложности объекта своих исследований. Ведь нет в природе более сложного объекта для изучения, чем человек. Звезды, планеты, атомы, молекулы – в конечном счете структуры достаточно простые или, по крайней мере, разложимые на сотню с лишним химических элементов или пару сотен элементарных частиц. А типов фундаментальных взаимодействий между ними вообще всего четыре! Да и те вот-вот сведут к одному-единственному.

Кроме того, поведение природных объектов однозначно детерминировано законами природы и поэтому четко предсказуемо. Планета Земля или какой-нибудь электрон не выбирают произвольно, по каким орбитам им двигаться или в какую сторону вращаться. Другое дело – человек, обладающий свободой воли. Нет таких законов в природе, которые бы однозначно предписывали человеку, по каким траекториям ему перемещаться, какой род занятий (гуманитарный или естественнонаучный, например) предпочесть или как свою страну обустроить. Более того, даже сам факт пребывания человека в этом мире может служить предметом его собственного произвольного выбора! Ну о какой однозначной предсказуемости событий тут можно говорить?!

Конечно, между поведением человека и природных объектов можно обнаружить какие-то параллели и даже некое единство. Но есть одна чисто человеческая сфера реальности, аналогов которой в природном мире просто нет. Дело в том, что человек живет не только в мире вещей, но и в мире смыслов, символов, знаков. Кусок золота для нынешнего человека не просто пластичный металл, но и предмет вожделений, страстей, символ власти и престижа. Этот смысл управляет поведением человека не меньше природных факторов, а то и больше, раз ";люди гибнут за металл";. А это совсем другая реальность, куда естествознанию доступа нет.

Во всем, что делает человек, ему нужен прежде всего отчетливый смысл. Бессмысленность деятельности (Сизифов труд) – самое страшное наказание. Проясняют же смысл бытия человека, общества, Вселенной, а порой и создают его (просто придумывают) именно гуманитарные области знания.

Так что им тоже есть, чем похвастаться перед естествознанием: они ";очеловечивают";, наполняют смыслом и ценностью холодно-безразличный к нуждам человека природный мир. И в конце концов, что для человека важнее: знать, из каких клеток и тканей он состоит, или в чем смысл его существования? Вопрос этот, быть может, не совсем корректен, ибо ясно, что хорошо бы знать и то, и другое. Однако он достаточно четко высвечивает разницу в компетенции естественных и гуманитарных наук и культур.

Основная проблема их различения, однако, заключается не в том, кто главнее или нужнее. А в том, почему стандарты научности естествознания слабо применимы в гуманитарных областях? И соответственно, куда направлять усилия: продолжать ли до сих пор не слишком удачные попытки внедрения естественнонаучных образцов и методов в гуманитаристику или сосредоточиться на выявлении специфики последней и разрабатывать для нее особые требования и стандарты научности?

Вопрос этот пока окончательно не решен, и поиск ответа на него ведется по обоим обозначенным направлениям. Однако к настоящему моменту уже сложилась устойчивая традиция достаточно строгого различения гуманитарного и естественнонаучного знания по принципиально не сводимым к общему знаменателю особенностям их объектов, методов и образцов научности.

Задание: В чем опасность противостояния гуманитарного и естественнонаучного знания для науки?

";Науки о природе"; и ";науки о духе";

Постановка самой проблемы различения ";наук о природе"; и ";наук о духе"; впервые была осуществлена во второй половине XIX в. в таких философских направлениях, как неокантианство (Вильгельм Виндельбанд, Генрих Риккерт) и ";философия жизни"; (Вильгельм Дильтей). Накопленные с тех пор аргументы в пользу обособления двух типов научного знания выглядят примерно так.

Объяснение–понимание. Природа для нас есть нечто внешнее, материальное, чуждое. Ее явления безгласны, немы и холодно равнодушны по отношению к нам. Их исследование поэтому сводится к столь же бесстрастному расчленению на причины и следствия, общее и особенное, необходимое и случайное и пр. Все в природе жестко сцеплено причинной обусловленностью и закономерностями. А сведение явлений природы к их причинам и законам существования есть объяснение – главная и определяющая познавательная процедура в науках о природе.

Науки о духе, напротив, имеют дело с предметом не внешним, а внутренним для нас. Явления духа даны нам непосредственно, мы их переживаем как свои собственные, глубоко личные. Поэтому дела человеческие подлежат не столько объяснению, сколько пониманию. То есть такой познавательной процедуре, в которой мы можем как бы поставить себя на место другого и ";изнутри"; почувствовать и пережить какое-либо историческое событие, религиозное откровение или эстетический восторг. При этом жизнь человеческая не сводится полностью к рациональным началам. В ней всегда есть место и иррациональному – в принципе необъяснимым по причинно-следственной схеме порывам и движениям души.

Именно поэтому истины в науках о природе доказываются: объяснение одинаково для всех и общезначимо. Истины же в науках о духе лишь истолковываются, интерпретируются: мера понимания, сочувствования, сопереживания не может быть одинаковой.

Генерализация–индивидуализация. Другим существенным основанием выделения специфики наук о природе и наук о духе являются особенности метода исследования. Для первых характерен метод ";генерализирующий"; (выделяющий общее в вещах), для вторых – ";индивидуализирующий"; (подчеркивающий неповторимость, уникальность явления).

Цель наук о природе – отыскать общее в разнообразных явлениях, подвести их под единое правило. И чем больше различных объектов подпадает под найденное обобщение (генерализацию), тем фундаментальнее данный закон. Обычный камень или целая планета, галактика или космическая пыль – различия несущественны, если речь идет о формуле закона всемирного тяготения: она одинакова для любых подобных объектов. Примерно 1,5 млн. видов животных обитают на нашей планете, однако механизм передачи наследственных признаков у всех один и тот же. На поиск таких универсальных обобщений и ориентированы естественные науки. Единичные объекты или отдельные особи не имеют для них значения.

Гуманитарная наука, если она хочет оставаться именно наукой, также обязана искать общее в объектах своего исследования и, следовательно, устанавливать общие правила, законы. Она это и делает, только весьма своеобразно. Ведь сфера ее компетенции – человек. А последний, как бы он ни был сир и убог, все же имеет в культуре большее значение, чем какой-нибудь электрон для физика-экспериментатора или бабочка для энтомолога. Поэтому пренебрегать его индивидуальностью, отличиями от других людей нельзя даже при установлении общего правила или закона. Общее в сфере гуманитарной реальности, разумеется, тоже есть. Но оно должно быть представлено лишь в неразрывной связи с индивидуальным.

Вспомним, например, литературных героев. Господа Чацкий, Онегин, Чичиков, Базаров и прочие известны нам прежде всего как литературные типы, т.е. некоторые обобщения реальных черт множества реальных персон. ";Типические характеры в типических обстоятельствах"; – вот ";сверхзадача"; литературы и наук о ней. Значит, и тут присутствует ориентация на выделение общего в исследуемой реальности. Но все эти литературные ";типы"; являются одновременно и яркими индивидуальностями, уникальными и неповторимыми личностями. И без такого, строго индивидуального воплощения подобные ";типы"; просто не существуют.

Та же картина складывается и в других областях гуманитаристики. Любое историческое событие (революция, например) несет в себе, без сомнения, некоторые общие черты, сходство с другими событиями. И при желании можно даже построить некую общую модель всех событий такого рода. Но без наполнения этой общей конструкции сугубо индивидуальными, личными страстями, эмоциями, амбициями конкретных участников не получится никакой истории. Только индивидуализация, воплощение как ";темных";, так и ";прогрессивных"; сил истории в конкретных людях и их делах может дать историку шанс сделать что-то толковое в своей науке.

Таким образом, ";индивидуализирующий"; метод наук гуманитарных противопоставляется ";генерализирующему"; методу наук естественных. Заметим, что подчеркиваемая в гуманитаристике неразрывная связь общего и индивидуального вовсе не является ее исключительным достоянием. Такая связь существует везде. И общее в природе точно так же проявляется только через отдельные, конкретные объекты. И наверное, любой электрон во Вселенной на своем уровне так же уникален и неповторим, как и конкретный человек в обществе. Все дело в том, что наука принадлежит не вообще Вселенной, а человеку. И поэтому индивидуальность последнего в науке может иметь значение, а индивидуальность электрона – нет.

Отношение к ценностям. Следующим параметром, разводящим гуманитарные и естественные науки по разные стороны баррикад, является их отношение к ценностям. А точнее – степень влияния человеческих ценностей на характер и направленность научного знания.

Под ценностями обычно понимают общественную или личностную значимость для человека тех или иных явлений природной и социальной реальности. Это могут быть и конкретные предметы жизненного обихода (пища, кров, достаток), и высокие идеалы добра, справедливости, красоты и пр. В науке, допустим, высшей ценностью можно смело объявлять истину.

Свою лепту в разграничение гуманитарных и естественных наук ценности вносят ";сомнительным"; в научном плане способом их обоснования. Суть в том, что строго теоретически обосновать выбор человеком тех или иных ценностей невозможно (хотя порой и очень хочется).

Сравним для примера два суждения. Первое: ";данная глава учебника по объему меньше следующей";. Можно ли установить истинность этого суждения эмпирическим, т.е. опытным путем? Нет ничего проще – достаточно посчитать количество страниц в обеих главах. Вывод будет однозначным, и вряд ли кому придет в голову его оспаривать.

Но вот другое суждение: ";данная глава учебника интереснее следующей";. Утверждение совершенно простое и обычное. Но можно ли дать точное эмпирическое подтверждение такому выводу? Вряд ли. Ибо для однозначного его подтверждения или опровержения отсутствует какая-либо объективная общая норма. Но таковы все суждения, в которых оперируют понятиями ";лучше";, ";красивее";, ";справедливее"; и т.д. Они не подлежат проверке на истинность, поскольку апеллируют к человеческим ценностям, богатство которых бесконечно, а выбор во многом произволен.

Поэтому в едином мире гуманитарной культуры вполне мирно могут уживаться Христос и Будда, классика и модернизм и т.п. Не может избежать ценностно-окрашенных суждений и гуманитарно-научное знание. Как бы ни старалась, например, теория политической демократии опираться исключительно на ";чистые"; факты и рациональные аргументы, ей никак не удается спрятать свой исходный ценностный посыл: неистребимое стремление людей к свободе и равенству. А оно иррационально никак не менее, чем рационально: ведь зачастую свободу гораздо труднее выносить, чем несвободу (вспомните ";Легенду о Великом инквизиторе"; Ф.М. Достоевского); а доведенное до логического конца равенство приводит к господству ";всеобщей серости"; (К.Н. Леонтьев), отсутствию творческих дерзаний и романтической героики. Но притягательность свободы и равенства от этого почему-то не угасает, а напротив, вдохновляет людей на все новые усилия. Так что ценностный характер данных понятий очевиден. Но это ставит политическую теорию в двусмысленное положение: ей приходится подбирать аргументы под заранее сделанный выбор!

Естествознание же всегда гордилось тем, что в нем невозможны подобные ситуации. Естественные науки добровольно принимают ";диктатуру фактов";, которые должны найти свое объяснение совершенно независимо от каких бы то ни было предпочтений и приоритетов познающего субъекта. Умение анализировать мир в его собственной логике и законосообразности, видеть мир таким, ";каков он есть сам по себе"; – важнейшее достоинство естествознания. Поэтому оно не сомневается в том, что устанавливаемые им истины объективны, общеобязательны и в любой момент могут быть подтверждены опытом.

У истин гуманитарных, благодаря их связи с ценностями, отношения с опытом сложнее. Ведь они раскрывают не только то, что в социальном мире реально есть, но и то, что в нем должно быть! А представления о должном (в отличие от представлений о сущем) часто формируются несмотря на и даже вопреки наличному опыту. Ведь сколь бы беспросветна и безнадежна ни была наша жизнь, всегда сохраняется вера в лучшее, в то, что рано или поздно идеалы добра, справедливости, красоты найдут свое практическое воплощение.

Таким образом, ценностная составляющая знания оказывается существенной в основном для гуманитаристики. Из естествознания ценности упорно изгонялись. Но, как показало развитие событий в XX в., и естественные науки не вправе считать себя полностью свободными от ценностей. Хотя, конечно, влияние последних на естествознание гораздо меньше и далеко не так очевидно, как в области знания гуманитарного.

Антропоцентризм. Из признания ценностной природы гуманитарного знания вытекает и ряд других важных следствий для проблемы различения гуманитарных и естественных наук. В частности, естествознание потратило немало усилий, чтобы избавиться от присущего ему на первых порах антропоцентризма – т.е. представления о центральном месте человека в мироздании в целом. Более точно представляя реальные масштабы и бесконечное разнообразие форм существования мира в целом, некоторые нынешние естествоиспытатели даже позволяют себе сравнивать человечество со случайно возникшим налетом плесени где-то на задворках одной из мелких галактик, затерявшейся на просторах необъятной Вселенной. Сравнение, возможно, обидное, но при объективной оценке масштабов человеческой активности во Вселенной, может быть, даже и почетное.

На таком фоне подлинное утешение и необходимую дозу самоуважения доставляют человечеству лишь гуманитарные науки. В них человек по-прежнему находится в Центре внимания, представляет собой главную ценность и важнейший объект интереса. Гуманитарное знание антропоцентрично по определению.

Идеологическая нейтральность–нагруженность. Еще одним важным следствием ценностной деформации научного знания является его идеологическая нагруженность. Дело в том, что ценностная природа знания в итоге означает его зависимость от приоритетов и предпочтений познающего субъекта. Но последний – вовсе не абстрактная величина, а конкретный человек или группа лиц, которые работают во вполне конкретных исторических условиях. И следовательно, принадлежат не менее конкретному социальному слою, классу, нации и т.д. А каждая из этих социальных групп обладает собственным набором экономических, политических, социальных и прочих интересов. Поэтому при изучении коллизий общественной жизни наличие таких интересов не может не влиять на конечные выводы исследователя, как бы он ни старался этого избежать.

Уж на что мудрым человеком был древнегреческий философ Аристотель, но и он, к примеру, отказывал земледельцам и ремесленникам в предоставлении прав гражданина, поскольку земледелие и ремесла, дескать, хоть и необходимы для жизни, но ";противны добродетели";. Добродетельным, с его точки зрения, можно стать, лишь освободившись от забот о делах первой необходимости. Ясно, что такой вывод великого искателя истины (которая ему дороже Платона, помните?) есть прямое следствие его собственного образа жизни, определяемого принадлежностью к привилегированным слоям общества.

Теоретическое знание, в котором представлен тот или иной социально-групповой интерес, называется идеологией. Идеология не тождественна науке, но частично с ней совпадает, так как использует знание теоретического, научного уровня. Расхождение же между ними лежит в области целей и задач: наука ищет истину, идеология стремится обосновать и оправдать какой-либо социальный интерес. А поскольку истину в области обществознания ищут вполне* конкретные представители определенных социальных групп (наций, классов и пр.), то происходит взаимоналожение научных и идеологических устремлений. И гуманитарные науки невольно оказываются идеологически нагруженными.

В естествознании картина иная. Его объект – мир природы – по счастью, не является полем столкновения противоречивых общественных интересов. И его конечные выводы практически не затрагивают интересы конкурирующих социальных групп. Поэтому естественные науки идеологически нейтральны. А если в них и представлен какой-либо социальный интерес – то, наверное, общечеловеческий.

Субъект-объектное отношение. Различия в объекте познания (мир природы и мир человека) являются, конечно, главным основанием выделения специфики гуманитарных и естественных наук. Но оказывается, что в обоих случаях не менее важны и отношения объекта познания и его субъекта (того, кто познает). В области естествознания субъект (человек) и объект познания (природа) строго разделены. Человек как бы наблюдает природный мир ";со стороны";, отстраненно. В сфере же гуманитарной субъект (человек) и объект познания (общество) частично совпадают. Это ведь, по сути, самопознание общества. Такое положение приводит к весьма любопытным последствиям.

Если, например, физику не удался какой-либо эксперимент, то причину неудачи ищут только в сфере субъективной: неверна теория, не отлажена методика и т.д. В любом случае природа (объект познания) ";виноватой"; быть не может! Обществоведу в этом плане гораздо сложнее. Если какой-либо ";социальный эксперимент"; – социализм, допустим, – не удался, то это совершенно не обязательно означает, что неверна теория. ";Виновником"; неудачи может быть и сам ";объект"; этой теории – народ, который еще ";не созрел";, не понял, не оценил социалистических перспектив, а то и просто пожалел усилий для их практического осуществления. Во многом именно поэтому разного рода иллюзии и заблуждения в гуманитарных науках держатся гораздо прочнее и дольше, нежели в науках естественных.

Количество–качество. Существенное значение в обсуждаемой проблеме имеет и очевидная разница в объеме применения общенаучных методов естественной и гуманитарной отраслями научного знания. Общеизвестно, что естествознание превратилось в полноценную науку с тех самых пор, как сумело опереться на экспериментально-математические методы. Со времен Галилео Галилея естественные науки решили иметь дело только с теми характеристиками природных объектов, которые можно как-то измерить, выразить количественно (величина, масса, сила и пр.)- А если сразу не получается, то с ними можно и нужно экспериментировать, т.е. создавать искусственно такие условия, при которых искомые количественные параметры обязательно проявятся. Именно упор на строго объективную количественную оценку изучаемых объектов и принес естествознанию славу ";точных наук";.

Гуманитариям в этом плане повезло меньше. Мало того, что изучаемые ими явления плохо поддаются математической (количественной) обработке, так еще и экспериментальные методы исследования весьма затруднены из-за моральных запретов. (Из всех гуманитарных наук разве что у психологии есть обширная экспериментальная база.)

Устойчивость–подвижность объекта. Наверное, заслуживает упоминания и разница в степени устойчивости природных и социальных объектов. Изучение первых – дело необычайно благодарное. Физик вполне может быть уверен, что какая-нибудь элементарная частица или целая звезда практически не изменились со времен древних греков. Для появления нового вида растений или животных тоже требуется не одна сотня лет, а то и тысяча. По сравнению с масштабами человеческой жизни, природные объекты необычайно стабильны.

Постоянство же объектов социальных – иное. Их динамика вполне сопоставима с протяженностью жизни отдельного человека. Среднее и старшее поколения нынешних россиян, например, с некоторым изумлением констатируют, что они живут совсем в другой стране по сравнению с той, в которой прошла их молодость.

Задание: Перечислите аргументы противопоставления гуманитарного и естественнонаучного знания и одним-двумя словами определите свое отношение к ним.

Таким образом, обособление гуманитарных и естественных наук явно не случайно. Основания их специфики глубоки и разнообразны. Поскольку в нашем изложении их набралось довольно много, сведем для наглядности все перечисленные критерии различения гуманитарного и естественнонаучного знания в единую таблицу.

Таблица. Критерии различения гуманитарного и естественнонаучного знания
Критерии различения
Естественные науки
Гуманитарные науки

Объект исследования

Природа

Человек, общество

Характер объекта исследования

1. Материальный


2. Относительно устойчивый

1. Больше идеальный, чем материальный

2. Относительно изменчивый

Характер методологии

Генерализирующий (обобщающий)

Индивидуализирующий

Ведущая функция

Объяснение (истины доказываются)

Понимание (истины истолковываются)

Влияние ценностей

Малозаметно, неявно

Существенно, открыто

Антропоцентризм

Изгоняется

Неизбежен

Идеологическая нагрузка

Идеологический нейтралитет

Идеологическая нагруженность

Взаимоотношения субъекта и объекта познания

Строго разделены

Частично совпадают

Количественно-качественные характеристики

Преобладание количественных оценок

Преобладание качественных оценок

Применение экспериментальных методов

Составляет основу методологии

Затруднено

Итак, гуманитарные и естественные науки, а также формирующиеся на их основе типы культур разделены весьма фундаментально. Но означает ли это, что их нужно рассматривать как антиподы, полностью несовместимые друг с другом способы освоения человеком реальности? Конечно же, нет. Размежевание естественнонаучного и гуманитарного типов культур, хотя и приняло драматические формы, все же не может отменить факта их исходной взаимосвязи и взаимозависимости. Они нуждаются друг в друге, как наши правая и левая руки, как слух и зрение и т.д. Они не столько противоположны, сколько, как сказал бы Нильс Бор, взаимодополнительны.

Единство и взаимосвязь естественнонаучной и гуманитарной культур

Введение постулата неразрывного единства гуманитарной и естественнонаучной культур (и соответствующих типов наук) может быть оправдано несколькими соображениями.

A. И тот, и другой типы культур – суть творения разума и рук человеческих. А человек при всей своей обособленности от природы продолжает быть ее неотъемлемой частью. Он – существо биосоциальное. Эта объективная двойственность бытия человека, в общем, не мешает ему быть созданием достаточно цельным и умелым. Так почему бы такую же целостность не воспроизвести естественнонаучному и гуманитарному типам культур?

Б. Описываемые типы культур и составляющие их сердцевину науки активно формируют мировоззрение людей (каждый – свою часть). В свою очередь мировоззрение также обладает характеристикой целостности: невозможно правым глазом видеть одно, а левым – совершенно другое, хотя разница, конечно, имеется. Мировоззрение человека (общие представления о том, как устроен природный и социальный мир в целом) не может быть разорванным, половинчатым. Поэтому гуманитарные и естественнонаучные знания вынуждены координироваться, взаимосогласовываться, как бы мучительно (вспомним хотя бы многовековую войну религии с наукой) это порой не происходило.

B. Естественнонаучный и гуманитарный типы культур и наук имеют массу ";пограничных"; проблем, предметная область которых едина для того и другого. Решение таких проблем заставляет их идти на сотрудничество друг с другом. Это, например, проблемы экологии, антропосоциогенеза, генной инженерии (применительно к человеку) и т.д.

Г. Известно, что общественное разделение труда повышает его эффективность и порождает взаимозависимость людей. Этот ";разделительный"; процесс стягивает, консолидирует социальные общности гораздо сильнее, нежели выполнение одинаковых трудовых функций. Нечто подобное происходит и с размежеванием гуманитарной и естественнонаучной культур. Разделение их ";труда"; порождает необходимость ";обмена продуктами и услугами";, а значит, работает в целом на единство, общность человеческой культуры.

В частности, естествознание нуждается в ";гуманитарной помощи"; по следующим проблемам:

– интенсивное развитие естественных наук и создаваемых на их базе технологий способно порождать объекты, ста вящие под угрозу существование всего человечества (ядерное оружие, генно-инженерные монстры и пр.);

– по этому необходима гуманитарная экспертиза (проверка на совместимость с главной общественной ценностью – жизнью человека), а также этические, юридические и другие ограничители такой научной экспансии; вполне ";законным"; объектом естествознания является и сам человек в качестве элементарной ";химической машины";, биологической популяции или нейрофизиологического автомата; обойтись при этом без экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез естественные науки не могут, но определять пределы допустимости таких экспериментов лучше поручить наукам гуманитарным;

– главное оружие естественных наук заключено в их методах – способах, правилах, приемах научного исследования; учение о методах науки, а также их системная организация называются методологией; и как ни парадоксально, но методология естествознания (анализ системы используемых методов, их эволюции, границ применимости и пр.) составляет также и предмет науки гуманитарного профиля;

– основным критерием истинности всякого знания является, как известно, практика; однако ее порой бывает недостаточно для подтверждения той или иной гипотезы, и тогда в ход идут дополнительные критерии истины: например, внутренняя красота теории, ее стройность, гармоничность и т.д.; в таких случаях естествознание охотно пользуется гуманитарным инструментарием;

– и, наконец, самое главное: все, что делает человек (в том числе и в сфере естественнонаучного знания и культуры), должно быть наполнено смыслом, целесообразностью; а постановка целей развития естественнонаучной культуры не может быть осуществлена внутри нее самой, такая задача неизбежно требует большей широты обзора, позволяющей учитывать и основные гуманитарные ценности. Гуманитарное знание, со своей стороны, также по мере возможности пользуется достижениями естественнонаучной культуры: рассуждая, допустим, о месте человека в мире, разве можно не принимать во внимание естественнонаучные представления о том, что этот мир собой представляет;

– чего стоило бы гуманитарное знание без современных средств его распространения, которые являются плодами развития естественнонаучных отраслей знания;

– достижения естествознания важны гуманитариям и в качестве примера, образца строгости, точности и доказательности научного знания;

– там, где возможно, гуманитарное знание с удовольствием пользуется количественными методами исследования, например, – экономические науки, лингвистика, логика и т.д.;

– гуманитарное знание имеет дело в основном с идеальными объектами (смыслами, целями, значениями и пр.);

– но идеальное само по себе не существует, оно возможно только на какой-либо материальной основе; поэтому многие особенности социального поведения человека необъяснимы без обращения к такой материальной основе, а это – сфера компетенции естественнонаучного знания; ведь даже сама склонность человека к гуманитарным или естественным наукам предопределяется, в частности, функциональными различиями правого и левого полушарий его головного мозга!

Д. Любопытно также, что единство обоих рассматриваемых типов культур и наук проявляется не только в стремлении к истине, но и в схожести заблуждений. Например, в целом равновесная, статичная картина мира времен классического естествознания, а точнее, наполненный ею ";дух эпохи"; заставил даже такого гуманитарного революционера, как Карл Маркс провозгласить целью исторического развития социально однородное, бесклассовое общество.

Е. Не менее очевидна и корреляция между радикальными поворотами в судьбах естественнонаучной и гуманитарной культур. Так, переход естествознания в начале XX в. от классического к неклассическому этапу своего развития соответствует аналогичной трансформации гуманитарной культуры. ";Модернизм"; как отрицание и ";преодоление"; классики в искусстве, архитектуре, религии, гуманитарных науках не случайно утверждается в своих правах в тот же самый период. Поворот естествознания от описания реальности ";как она есть"; к ее ";реконструкции"; в соответствии с целями и возможностями субъекта познания удивительнейшим образом напоминает борьбу авангардизма с ";реализмом"; в искусстве, экспансию релятивизма и субъективизма в историю, социологию, философию и т.д.

Ж. Неклассический этап развития естественных и гуманитарных наук выявил, между прочим, и относительность критериев их разграничения. Так, в частности, выяснилось, что строгое разделение субъекта и объекта познания невозможно не только в обществознании, но и в исследованиях микромира (теоретическое описание квантового объекта обязательно включает ссылку на наблюдателя и средства наблюдения). Под вопросом оказалось и безразличие естествознания к социальным ценностям: возрастание роли науки в жизни общества неизбежно привлекает внимание к вопросам ее общей социальной обусловленности, во-первых, и социальных последствий ее применения, во-вторых. Но и то, и другое неминуемо затрагивает область человеческих ценностей.

Задание: Перечислите одним-двумя словами критерии единства и взаимосвязи естественнонаучной и гуманитарной культур

Таким образом, перечисленные выше аргументы единство естественнонаучной и гуманитарной культур подтверждают достаточно очевидно. Их строгая демаркация, характерная для XIX – первой половины XX вв., в наши дни все больше ослабевает. Тенденция к преодолению пугающего разрыва двух типов культур формируется объективно, ";естественным"; ходом развития событий в социокультурной сфере.

Итак, единство и взаимосвязь естественнонаучной и гуманитарной культур и соответствующих типов наук реально проявляется в последней четверти XX в. в следующем:

– в изучении сложных социоприродных комплексов, включающих в качестве компонентов человека и общество, и формировании для этой цели ";симбиотических"; видов наук: социальной экологии, социобиологии, биоэтики и др.;

– в осознании необходимости и реальной организации ";гуманитарных экспертиз"; естественнонаучных программ, предусматривающих преобразования объектов, имеющих жизненное значение для человека;

– в формировании общей для гуманитарных и естественных наук методологии познания, основанной на идеях эволюции, вероятности и самоорганизации;

– в гуманитаризации естественнонаучного и технического образования, а также в фундаментации естествознанием образования гуманитарного;

– в создании дифференцированной, но единой системы ценностей, которая позволила бы человечеству четче определить перспективы своего развития в XXI в.

В заключение стоит отметить, что, несмотря на всю неоспоримость тенденции сближения естественнонаучной и гуманитарной культур, речь вовсе не идет о полном их слиянии в каком-либо обозримом будущем. Да и нет в том особой нужды. Вполне достаточно разрешения конфликта между ними в духе принципа дополнительности.

Задание: Объясните, почему противостояние естественнонаучной и гуманитарной культур обострилось именно в XX в.? Почему в XX в. появились синтетические области научного знания: социальная экология, социобиология, биоэтика и др.?

Проверьте себя

Рекомендуемая литература

Кассирер Э. Естественнонаучные понятия и понятия культуры // Вопр. философии. – 1995. – № 8.

Риккерт Г. Науки о природе и науки о культуре / Пер. с нем. – М.: Республика, 1998.

Степин В. С, Горохов В. Г., Розов М. А. Философия науки и техники. – М.: Гардарика, 1996.

Философия и методология науки. – М.: Аспект Пресс, 1996.

Концепции современного естествознания: Учебник для вузов // Под ред проф. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. – 2-е изд. – М: ЮНИТИ-ДАНА, 1999.

Эволюционная теория. Век XX / Концепции современного естествознания. Учебное пособие. – СПб.: Лань, 1999.

Тема 3 Основные этапы в развитии отечественной методики преподавания естествознания

План занятия

Обучение естествознанию в допетровскую эпоху

Появление научных методических идей в преподавании естествознания в России

Введение естествознания в русскую школу. В.Ф. Зуев – первый русский методист

Состояние школьного естествознания в XVIII – начале XIX века

Любеновское направление в отечественной школе

А.Я. Герд – основатель эволюционно-биологического направления школьного естествознания

Развитие школьного естествознания в России в ХХ веке

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы

Информационный блок

Слово «методика» происходит от греческого слова «methodos», что в переводе означает «путь к чему-либо», «путь исследования» или «способ познания». Значение его не всегда было одинаковым, оно менялось с развитием самой науки методики, с формированием ее научных основ. Первоначальные элементы методики обучения естествознанию зародились в практике обучения как ответ на вопросы о целях знаний о живой природе их значении в культуре общества, об отборе содержания и приемах его раскрытия.

Обучение естествознанию в допетровскую эпоху

Начало истории становления методики естествознания можно проследить с глубокой древности. Оно связано с первоначальным познанием растений, животных, условий окружающей среды и фактически совпадает с развитием ботаники и зоологии, с практическим освоением природы людьми. Материалы о природных явлениях с давних пор включались в содержание образования. Об этом хорошо свидетельствует вся история школьного естествознания России.

На первых этапах содержание школьного естествознания характеризовалось существенной отсталостью от истины, носило религиозно-поучающий характер и было более нравоучительным, чем научным. Дело в том, что свои первые представления о природе Московская Русь и Россия на протяжении многих веков получала из библии, и из рукописной литературы, преимущественно церковно-богослужебного содержания, изложенного монахами по разным переводам. Последнее наблюдалось особенно в XVI–XVII вв. Источником для переводов и заимствований обычно служили византийские писатели. Переводы и многочисленные переписывания от руки приводили в итоге часто к полной потере научности некогда ценного (для того времени) первоисточника. Все это было обычным для произведений натуралистического содержания.

На Руси с древнейших времен школы создавались при домах священников и монастырях. Так в 1648 г. боярин Федор Ртищев в Москве открыл при монастыре училище для чтения и письма, в 1682 г. ученик Симеона Полоцкого Сильвестр Медведев также при монастыре открывает другую школу. В ней, наряду с «грамматикой и риторикой» преподавали «математику и физику». Интересно, что в Медведевской школе, где работали вызванные из Греции ученые братья Ионакий и Софроний Лихуды, получившие образование в Венеции и в Падуе, под именем «физики» преподавали «Естественную философию». В ней они раскрывали вопросы натуралистического порядка – о строении земли и неба, о различных метеорологических явлениях, о свойствах животных, трав, камней и человека.

Наиболее ранней книгой, используемой в образовании детей на Руси, часто применялся рукописный сборник рассказов – «Физиолог». Это безымянный труд, был составлен на греческом языке во II–III вв. на основе античных писаний и сказаний египетской старины. В славянском переводе «Физиолог» проник на Русь в XII–XIII вв. и пользовался большим авторитетом до конца XVIII в. До этого же времени в России и многих других странах в качестве учебника служило ортодоксальное сочинение монаха Василия Великого (329-379 гг.) – «Шестоднев», проникшее на Русь в ХV в. В нем излагается библейский рассказ сотворения мира в течение шести дней. В этой книге даются некоторые натуралистические пояснения и приводится много географических, зоологических и ботанических сведений: о разнообразии животных, растений, целесообразности их свойств. Помимо Шестоднева, в ХV в. на Руси имел хождение и другой труд византийского происхождения – «Толковая Палея», составленный из различных церковных сочинений и творений античных писателей - Аристотеля, Плиния, Оппиана и др., своеобразно обработанных с религиозными целями. При изложении ветхозаветной истории сотворения мира, авторы Толковой Палеи приводят много сведений по естествознанию: о солнце, луне, звездах, о различных животных и растениях, но, как и в Шестодневе, многое дано в далеко не научном, искаженном виде. Причем натуралистические факты сопоставляются с человеческими добродетелями или пороками и отсюда делаются поучительные выводы.

В XVI в. в Россию проникла латинская книга «Луцидариус», написанная в XII в. и переведенная на славянский язык в XVI в. В ней в виде диалога между учителем и учеником представлено много материалов натуралистического характера. В том числе: о дне и ночи, о разных странах, зверях, живущих в их пределах, о воде, воздухе и др. Наряду с этими книгами, на Руси , особенно в XVI–XVII вв., имели хождение «Азбуковники» и «Алфавиты» как учебники и книги для чтения. В них по алфавиту излагались сведения «обо всем» в том числе и по естествознанию. Однако новых или более научных сведений в них нет, так как составители, - отмечает Б.Е. Райков, списывали их с «Физиолога» и «Толковой Палеи». Все эти книги были широко распространены в России на протяжении всего XVIII в.

В XVII в. появилось в России и стало очень популярным сочинение «Проблемата», написанное неизвестным латинским автором в начале XVI в. Это многотомный трактат в трех частях, с большими искажениями списанный с Аристотеля и Гиппократа. Другим памятником XVII в, содержащим только зоологические сведения, был трактат «Бестиарий» греческого архиерея Дамаскина Студита переведенного на русский язык. Характерно, что при изложении фактического материала о животных, в отличие от Физиолога, Толковой Палеи и др., в Бестиарии нет нравоучительных сравнений и поучений. Однако в нем, как и во всех выше названных трудах, предназначенных для натуралистического просвещения, истина очень густо перемешана с вымыслом, с баснословными сведениями без анализа и проверки фактов, без соотнесения с современного им состояния науки, а часто списанных с очень древних источников и с большими их искажениями.

Интересным для России XVIII века является труд «Зерцало естествозрительное», изданное в Москве в июле 1713 г. по заказу и на средства купца Ивана Короткого. Изложенный на 218 листах этот труд представлял собой курс «Естественной философии» для учащихся старших ступеней школы. В нем говорилось: о строении Вселенной, неорганических веществах, растениях, животных и человеке. Курс излагался в свете аристотелевской философии, а знания о природе были очень поверхностны и перемешаны с вымыслами и суеверными фантазиями, так как выражали сведения очень древнего происхождения.

Как видим, в России вплоть до XVIII в. натуралистическое просвещение протекало на основе устаревших средневековых и доисторических источников. Сдвинуть это удалось только стараниями Петра Первого. Он впервые на Руси ввел светское образование. Помимо грамотности в его содержании светского образования отражались и естественные науки, но они служили лишь приложением, обеспечивающим профессиональную готовность использования природных ресурсов и организации различных производств в связи с развитием промышленности в России.

Задание: Дайте краткую характеристику российскому образованию на начальном этапе (до XVII в.)

Появление научных методических идей в преподавании естествознания в России

Отечественная методика естествознания имеет более чем двухсотлетнюю историю. В ее создании принимало участие большое количество ученых, методистов, учителей, которым принадлежат многочисленные методические пособия и учебники, созданные в различных социально-экономических условиях.

История методики преподавания естествознания дает богатый материал для установления методических закономерностей. Анализируя методические работы в различные отрезки времени, можно выявить определенные тенденции развития методической мысли.

В развитии методики преподавания естествознания характерны противоречия, которые нельзя не учитывать. Они далеко не всегда совпадают с этапами развития науки. Новые научные и методические идеи входят в школьную практику десятилетиями и еще более длительное время сохраняются явно устаревшие.

История методики преподавания естествознания по характеру ведущих идей, закономерностям и состоянию школьного естествознания подразделяется на 3 этапа:

– первый этап с 1786 по 1828 гг.;

– второй этап с 1852 по 1878 гг.;

– третий этап с начала ХХ века до 1933 г.

Первый период начинается введением естествознания в школу по времена царствования Екатерины II и продолжается до начала правления Николая I. Характеризуется как описательно-систематический. Отмечен именами В.Ф. Зуева, А. Теряева, И. Мартынова.

Второй период мы выделяем с момента восстановления школьного естествознания в гимназиях (май 1852 г.) по новому школьному уставу, до внедрения в школу биологического направления. Характеризуется как любеновский. Отмечен именами Д.С. Михайлова, К.К. Сент-Илера, А.Н. Бекетова, А.Я. Герда и др.

Третий период: характеризуется критической переоценкой содержания школьного естествознания, методов и организационных форм, разделением естествознания на самостоятельные предметы: биологию, географию, физику и химию. Отмечен именами Д.Н. Кайгородова, В.В. Половцова, Б.Е. Райкова, Л.С. Севрука, К.П. Ягодовского, В.А. Герда, Б.В. Всесвятского, П.И. Боровицкого, И.И. Полянского, С.А. Павловича и других.

Вторая классификация, отражающая социально-экономические преобразования общества в связи с Великой Октябрьской революцией, подразделяет историю развития отечественной методики преподавания естествознания на 2 периода:

– дореволюционный;

– советский.

Введение естествознания в русскую школу. В.Ф. Зуев – первый русский методист

В 1725 г. по велению Петра I в Петербурге открывается Российская Академия Наук. Трудами ее академиков в XVIII в. было сделано много крупных естественнонаучных открытий и собрано много научных фактов. Ученые-натуралисты: С.П. Крашенинников (1711-1755), И.Г. Гмелин ( 1709-1765), Г.В. Стеллер ( 1709-1746), М.В. Ломоносов (1711-1765), И.И. Лепехин (1740-1802), П.С. Паллас (1741-1811), В.Ф. Зуев (1752-1794) и другие своими экспериментальными исследованиями, путешествиями по России открыли для науки и практики животный, растительный мир, описали почвы, рельеф, климат, богатство недр нашей страны. К концу XVIII в. наукой, в том числе в трудах отечественных ученых, накоплено много ценных фактов, описаний природных богатств России.

Многие выдающиеся ученые того времени ратовали за введение всенародного просвещения в России, за необходимость приближения знаний к жизни. Одним из них был М.В. Ломоносов, который видел в природе основной источник знания:

";...мне натура – мать... знания и в оной тщусь искать";. Исходя из этого, он предлагал молодым людям прилагать ";...крайнее старание к естественных вещей познанию...";.

";Науки юношей питают,

Отраду старым подают,

В счастливой жизни украшают,

В несчастной случай берегут;

В домашних трудностях утеха,

И в дальних странствах не помеха.

Науки пользуют везде:

Среди народов и в пустыне,

В покое сладке и труде";.

Для использования природных богатств и развития экономики страны Россия нуждалась в грамотных людях, и правительство Екатерины II было вынуждено открыть народные училища и учительскую семинарию.

В народных училищах и учительской семинарии впервые стало преподаваться естествознание. Оно было вызвано необходимостью обучать подрастающее поколение основам естествознания, при котором оно получало бы знания о минералах, растениях, животных, знакомилось с их практическим применением.

Датой введения школьного естествознания является 1786 год, год выхода первого учебника по естествознанию ";Начертание естественной истории, изданное для народных училищ Российской империи";. Автором первого русского учебника по естествознанию является Василий Федорович Зуев (1754-1794 гг.), который был приглашен для чтения лекций в учительской семинарии и проведения уроков в народном училище.

В.Ф. Зуев родился в семье солдата Семеновского полка в Петербурге. В 12-летнем возрасте, на основании льгот, предоставляемых детям служащих гвардейских полков, он был принят в гимназию. По ее окончании был зачислен в состав экспедиции под руководством Палласа по изучению Восточной Сибири, где проводил самостоятельное исследование природы, впервые составил научное описание белого медведя и одного из видов рыб, названных позже зубаткой. По возвращении из экспедиции были написаны научные отчеты, на основании которых ему было предложено продолжить образование в Европе, где он защитил диссертацию, что позволило ему после возвращения в Россию начать научную исследовательскую деятельность в Российской академии наук.

В этот период В.Ф. Зуев активно занимается педагогической деятельностью, что позволило ему написать учебник по естествознанию.

Перед Зуевым, как автором учебника, стояла задача очень трудная. Ведь это был первый на русском языке труд такого рода, для которого не было готовых образцов, а иностранные руководства не подходили к русским условиям и не годились для этой цели. Не было также никаких методических инструкций для учителя о том, как надо преподавать новый предмет.

Учебник В.Ф. Зуева состоял из 2 частей. Первая часть представлена отделами:

– ";Ископаемое царство"; (неживая природа);

– ";Прозябаемое царство"; (ботаника).

Вторая часть содержит описание ";Животного царства"; (зоология).

Распределение природы на три ";царства"; – минеральное, растительное и животное, которое Зуев провел в своем учебнике, утвердилось с той поры в школьном естествознании и дожило до ХХ века.

Восходящий порядок, который Зуев предложил для изучения природоведческого материала, был для своего времени также новым и необычным.

Учебники начального естествознания, выходившие до Зуева, строились совершенно иначе: курс начинался изучением животных, затем переходили к растениям и под конец - к минералам.

Новаторство Зуева в этом отношении имеет то существенное значение, что он впервые применил к учебному материалу план постепенного усложнения тел природы, в связи с различным их появлением во времени, а такая постановка является одной из предпосылок эволюционного мировоззрения.

Остановимся более подробно на структуре учебника:

";Прозябаемое царство";

";Прозябание"; – старинное слово, употреблявшееся в XVIII в. и равнозначное слову ";растение";. Отсюда ботаника называлась ";прозябословием";. Зуев употреблял слово ";прозябание"; наряду со словом ";растение";.

В.Ф. Зуев ясно противопоставляет две возможные системы изложения ботанического материала: научную систему К. Линнея, с делением растений на 24 класса по строению цветка и принятый Зуевым по педагогическим соображениям порядок, при котором растения разделяются по ";внешнему виду и по употреблению";, т.е. по легко доступным наружным признакам и применительно к потребностям и пользе человека.

Для элементарного школьного учебника, каким является ";Начертание естественной истории";, Зуев смело высказался за второй путь, отказавшись от научной систематики. В его учебнике появилось простое деление на следующие группы:

– древесные растения (пальмы, хвойные деревья, лиственные деревья, кустарники);

– травянистые цветковые растения (цветущие травы, огородные растения, злаки, луговые растения);

– бесцветковые растения (мхи, папоротники, лишайники, грибы).

Главное внимание Зуев обратил на деревья и те из травянистых растений, которые имеют преимущественное значение в хозяйстве человека. Бесцветковым автор уделил только 6 страниц, остановившись на описании съедобных грибов.

В.Ф. Зуев иначе, чем ученые того времени, объясняет особенности растительного мира. Если у большинства ученых при рассмотрении вопроса о происхождении растений имеет место телеологическое объяснение, ";создавая растения, бог желал показать людям свою благость и всемогущество";, то Зуев это разнообразие объясняет научно - как следствие великого разнообразия климатических и почвенных условий.

";Животное царство";

Первые 12 параграфов этого отдела содержат краткий анатомо-физиологический очерк строения тела высших животных. Зуев использовал классификацию Линнея, упростив ее. Он поместил человека среди животного царства, а не выделил в особую категорию.

Все описания животных построены по одному плану. Сначала указывается русское название животного, причем приводятся и народные, местные наименования, затем описывается внешний вид и образ жизни животного. Образ жизни всегда дается подробно с меткими характеристиками биологических особенностей животного, тем более что многих животных Зуев лично наблюдал в природе. Затем следует описание приносимой животными пользы и их хозяйственного применения.

Таким образом, при решении проблемы содержания естественнонаучного образования В.Ф. Зуев руководствовался принципом полезности знаний, выдвигал на первый план сведения о полезных для человека ископаемых, растениях и животных с указанием их хозяйственного значения, проявлял преимущественный интерес в связи с этим к местному материалу, использовал тематический порядок изложения, т.е. описывая отдельные виды растений и животных.

Во введении к учебнику В.Ф. Зуев решает ряд вопросов по методике преподавания. Этому же посвящены и его рукописные методические рекомендации. Автор дает указания, каких приемов должен придерживаться учитель: он рекомендует строить урок в виде беседы с демонстрацией наглядных пособий. С этой целью он издает атлас ";Фигуры по естественной истории"; как приложение ко второй части учебника. Атлас содержит 193 изображения животных. Таблицы с изображением животных (от 2 до 5 на одном листе) во время урока раздавались учащимся. В.Ф. Зуев выделяет графическую и натуральную наглядность (натуральные объекты), причем натуральную наглядность он ставит выше графической. При этом он рекомендует использование оригинальных методических приемов: распознавание объектов в природе, отыскание на географической карте мест, откуда происходят изучаемые растения и животные.

Таким образом, решая практические вопросы преподавания ";естественной истории";, В.Ф. Зуев приступил к решению важнейших проблем методики преподавания естествознания:

– отличие науки от учебного предмета;

– отбор учебного содержания;

– использование наглядности;

– формирование мировоззрения учащихся.

Все это дает основание считать В.Ф. Зуева первым русским методистом, основателем методики преподавания естествознания.

Задание: Оцените содержание учебника В.Ф. Зуева с позиции логики развития науки.

Состояние школьного естествознания в XVIII – начале XIX века

Состояние школьного естествознания в конце XVIII – начале XIX века определяется описательно-систематическим характером. Основная его задача заключается в познании природных богатств страны, полезных ископаемых, растительных и животных ресурсов с целью их практического использования. Утилитарный характер обучения естествознанию – основное назначение школьного естествознания данного периода.

Реформа образования 1804 года преобразовала народные училища в гимназии. Одновременно появляются реальные училища и открываются частные школы. Правительство Александра I сочло необходимым пересмотреть содержание школьного естествознания и ввести преподавание естественных наук на уровне, соответствующем морфолого-систематическому направлению науки.

В этой связи возникла проблема написания новых учебников по естествознанию.

В 1809 году ученик В.Ф. Зуева А.М. Теряев получил ответственное поручение написать для гимназий учебник естественной истории (ботаники). Он был выпущен под названием ";философия ботаники";. Новый учебник был, по существу, сводкой ботанических терминов (например, для различных видоизменений корня приводится более 200 морфологических обозначений, для стебля – 65, для листа – 139 и т.д.). Сравнительно небольшой по объему, учебник, тем не менее, был очень сложным для восприятия учащимися. В школу пришла голая наука, линнеевская систематика в неадаптированном для учащихся варианте.

Несколько позднее, в 1821 г., появился учебник И. Мартынова под оригинальным названием ";Три ботаника";. Филолог по образованию, ботаник по случаю, И. Мартынов решил, что одной системы Линнея для школьников недостаточно. И он предлагает параллельно три системы: систему Линнея, основанную на числе и расположении тычинок и пестиков в цветке, систему ботаника XVII века Иосифа Турнефора, который делил растения по форме венчика, и систему знаменитого французского ботаника Антуана-Лорана Жюсье, основанную на совокупности всех наружных признаков растения.

Таковы те руководства, которыми школьные деятели александровской эпохи думали ";поставить в уровень с веком изучение природы";.

Сами педагоги, критикуя эти учебники, отмечали следующее:

";Вглядитесь, как проходят у нас естественные науки, – с огорчением восклицает преподавательница Анастасия Дювуар. – Преподаватель часто сам недостаточно, только теоретически знакомый с преподаваемой им наукою, берет учебник ботаники, зоологии или минералогии или составляет записки по одному из них, и вот бедные мальчики принимаются учить их машинально, заучивать бессознательно; учат они и сколько зубов у кенгуру, и какого они цвета, и что за минерал циркон, и какие листья у семейства лютиков. Бедные дети, а спросить их, показал ли им учитель чучело или рисунок кенгуру, циркон или сушеное лютиковое растение? - Нет...

...Курс естественной истории, набитый латинскими терминами, названиями предметов, которых ученик никогда не видал, да, может быть, не увидит во всю жизнь, становится для него тяжелой пыткой...

Он ждал веселого, увлекательного рассказа о жизни растений и животных, он думал, что ему объяснят, отчего цветы перед непогодою печально опускают свои головки, отчего денная красавица распускает свой венчик, едва ударит на нее живительный луч солнца – и увы – как жестоко обманулся он...";.

Однако даже такой уровень преподавания естествознания у царского правительства вызвал отрицательное отношение, вызванное развитием революционных идей после Отечественной войны 1812 года. Восстание декабристов приводит к тому, что по уставу 1828 года школьное естествознание исключается из программы учебных заведений и остается только в элитарных школах, какими являлись кадетские училища.

В этот период наблюдается переосмысление многих методических вопросов, развитие новых методических закономерностей. Это связано с появлением новых ученых, естествоиспытателей, разрабатывавших новые направления науки.

Остро встал вопрос о воспитании молодого поколения на естественнонаучном материале, материалистическом объяснении закономерностей развития органического мира.

Вновь остро встала проблема школьных учебников по естествознанию, учитывающих настроение времени и уровень развития естествознания. Согласно уставу 1852 г. естествознание было вновь введено в курс гимназии. Новым был только порядок распределения курса: зоология – ботаника – минералогия.

Появляется новый учебник по зоологии, написанный Юлианом Симашко. Учебник Симашко – это подробнейший систематический обзор классов, отрядов, семейств, родов и видов, изложенный в нисходящем порядке. Одних семейств было описано около 400, а число родов – свыше 2000.

";Этот учебник известен всей России, и горе было учителям и ученикам, которым приходилось иметь с ним дело, – писал впоследствии известный педагог 60 годов Д.С. Михайлов. – Это не мое мнение, а мнение почти всех русских учителей естественной истории в гимназиях, потому что учебник этот составлен вопреки всем педагогическим правилам";.

Учителя в большинстве случаев отказывались от мысли проходить курс по учебнику и вели его по запискам.

В этот же период появляется учебник по ботанике, написанный профессором ботаники Петербургского университета Шиховским.

Шиховский не ограничился только описанием систематики, а пошел еще дальше.

Его учебник преследует решение трех задач:

– первая: религиозно нравственная: научить учащихся богопочитанию.

– вторая: лингвистическая: ";Так как возраст, в котором полагается начальное обучение в гимназиях, преимущественно отличается преобладанием памяти над прочими умственными способностями, то я полагал неизлишним, – объясняет Шиховский, – к техническим латинским наименованиям присовокупить французские, немецкие и польские...";

– третья: историко-патриотическая: ";Не излишним счел я также наименовать роды растений, установленные в честь трудившихся на поприще ботаники российских ученых, равно как и роды, установленные русскими учеными в память лиц, содействовавших ботанике в нашем отечестве...";

Становится явным, во что был превращен школьный учебник ботаники.

Однако ряд прогрессивных учителей этого периода разрабатывают альтернативные учебники…

Задание: Какие знания вкладывались учеными в понятие «естественная история» в этот период?

Любеновское направление в отечественной школе

Закономерное и плодотворное для науки первой половины XIX века увлечение систематикой, автоматически перенесенное на школьное естествознание, привело к отрицательным последствиям: естествознание стало скучным, неинтересным и трудным для школьников предметом.

К материалам систематики впервые применил дидактические принципы немецкий учитель Август Любен (1804-1873 гг.).

Август Любен, директор учительской семинарии, талантливый немецкий педагог, впервые выступил в качестве реформатора школьного естествознания в 30-х годах минувшего столетия.

Директор бременской семинарии не был ученым-естествоиспытателем, он не мог реформировать содержание школьного естествознания. Но Любен создал метод сообщения этого содержания.

Метод Любена – система обучения естествознания, в основу которой положено наблюдение предметов и явлений окружающей природы, их описание и затем только систематизация.

Остановимся прежде всего на некоторых основных принципах А. Любена.

Он различает две цели обучения естествознанию:

1. Ознакомить ребенка с природой – предметами и явлениями окружающего мира.

2. Способствовать общему развитию ребенка.

Первая задача была ясна предшественникам Любена, а вторая задача, напротив, ими в большинстве случаев опускалась. А между тем Любен именно образовательному значению естествознания отводил важнейшее место.

Основные положения своего метода Любен сформулировал в виде правил:

1. Начинай с природы родины и кончай природой отдаленных стран.

2. Наблюдай, прежде всего, такие тела природы, которые выделяются по своему наружному виду или по другим свойствам: заботься при этом о том, чтобы ребенок знал те из них, которые оказывают значительное влияние на благосостояние человека или служат к вреду его.

3. Начало положи на тех телах природы, которые наиболее доступны детям.

4. Так выбирай объекты природы, чтобы для учеников получилось в каждом курсе законченное целое и в каждом следующем - дальнейшее развитие предыдущего.

5. Начинай с наблюдения отдельных тел природы и научи детей отыскивать в них общее.

6. Показывай ученику как можно больше тел природы и предоставь ему самому их наблюдать, описывать и систематизировать.

7. Чаще возобновляй приобретенные знания.

8. Приучай детей к самостоятельному изучению и наблюдению природы.

Таким образом, система А. Любена представляет собой совокупность правил, которые регламентировали отбор учебного материала из области систематики, логические и психологические требования к структуре учебного материала из области систематики, логические и психологические требования к структуре учебной информации.

Основная методическая идея А. Любена – не догматическое заучивание линнеевской систематики, а последовательное подведение учащихся к ее построению и открытию.

По Любену вместо заучивания голой систематики ребенок должен ознакомиться сначала с отдельными наиболее доступными и выделяющимися своими признаками видами из местной флоры и фауны. На основе самостоятельного описания этих объектов школьники строят сначала упрощенную классификацию, которая по мере обучения постепенно приближается к линнеевской.

Разработанное А. Любеном направление, в преподавании естествознания, было, как установил Б.Е. Райков, ";основным руслом, в котором текла и развивалась мысль большинства педагогов-натуралистов 60-70-х годов XIX века";.

Действительно, любеновское направление получило воплощение в русских учебниках зоологии Д. Михайлова – 1862 г., К.К. Сент-Илера (1862 г.), ботаники Н.И. Раевского (1865 г.).

Распространению любеновского направления в школьном естествознании способствовал Андрей Николаевич Бекетов (1825-1902 гг.), профессор ботаники Петербургского университета. Он был членом учебного комитета министерства народного просвещения, работавшего над уставом гимназий и их программами.

Он обосновал необходимость ";индуктивного метода"; познания, доказав, что ";...индуктивный метод мышления есть именно тот, который чаще всякого другого употребляется... учитель дает каждому ученику по экземпляру растения, минерала или животного...

Затем учитель задает ученикам вопросы, приглашая отвечать на них, осмотревши предмет. Таким образом получается полное и подробное описание. После второго урока сравниваются между собой предметы, уже описанные, и все на тот же лад, при этом заключаются сходства и различия между предметами. Описавши таким образом несколько десятков предметов из разных царств, учитель, вместе с учениками, производит обобщение и выводит некоторые общие правила, касающиеся строения животных, растений, минералов, – писал А.Н. Бекетов в статье о ";Приложении индуктивного метода мышления к преподаванию естественной истории в гимназиях";.

Задание: Дайте характеристику любеновскому методу преподавания естествознания. Выявите положительные и отрицательные стороны этого метода.

Однако в этот период в России широкое развитие получает естественнонаучное направление, связанное с именем Карла Францовича Рулье, который строил изучение школьного естествознания на широкой биологической основе, с привлечением знаний сравнительной анатомии, эмбриологии, биогеографии, т.е. на эволюционной основе.

Первую попытку построить весь курс средней школы на эволюционной основе предпринял знаменитый русский методист Александр Яковлевич Герд.

А. Я. Герд – основатель эволюционно-биологического направления школьного естествознания

В становлении и развитии отечественной методики естествознания ведущее место принадлежит известному русскому педагогу-методисту Александру Яковлевичу Герду (1841-1888 гг.).

Мы вправе назвать Александра Яковлевича классиком в методике естествознания, т.к. его мысли были обращены на многие годы вперед, они актуальны и для современной и будущей школы.

Б.Е. Райков, первый исследователь творческой деятельности А.Я. Герда, писал:

";Своеобразие этой личности в том, что он (Герд) был в высшей степени ";несовременным человеком"; - несовременным для своего времени. В самом деле, когда читаешь мысли А.Я. Герда, высказанные им в 60-х годах XIX века, кажется, будто они написаны вчера: настолько они полны интересом настоящего, настолько близко подходят они к самым жгучим вопросам нашего времени";.

А.Я. Герд четко и доказательно раскрыл значение естественных наук в системе учебных предметов и определил роль в школьном образовании. Высказывая и доказывая педагогические положения, он определял содержание, средства и методику преподавания естествознания.

Герд отмечал, что

";самый действительный источник для развития любви к природе представляет органический мир, и в особенности, мир животных. Не говоря уже о полях, лесах и болотах, которые можно найти в очень небольшом расстоянии от города, весьма обильный материал представляют домашние животные и растения небольшого сада. Ребенок изучает их не только в данный момент, но и в их происхождении и смерти. Каждый ребенок должен тщательно проследить все развитие нескольких, хотя бы самых простых, растений с момента их произрастания и до самой смерти, и уже один этот труд принесет ему несравненно более пользы, чем знание отличительных признаков целой сотни семейств";.

Эти установки давали возможность развивать методическую мысль об использовании окружающей ребенка природы по организации наблюдений за ростом и развитием растений или животных, в ходе которых учащиеся могли увидеть количественные и качественные изменения в жизни наблюдаемого объекта. А это очень важно в формировании мировоззрения учащихся, их отношения к природе.

В этой связи А.Я. Герд видел конечную цель курса естествознания в общеобразовательном заведении – привести учащегося к определенному мировоззрению, согласно с современным состоянием естественных наук. Мировоззрение это ни в коей мере не должно быть навязано ученику, а истекать как естественный вывод из всего курса.

А.Я. Герд предложил линейную последовательность изучения учебных предметов (неорганическая природа – минералогия, ботаника, зоология), необходимость установления между ними преемственных связей. что способствует формированию у учащихся научного понимания природы.

";Знакомство с минеральным царством, – писал Герд, – доставляет детям сведения, необходимые для полных наблюдений над растениями и животными. Животные необходимо рассматривать в связи со всей их обстановкой, растение – в связи с почвой, на которой оно произрастает; поэтому-то прежде всего следует ознакомить детей с минеральным царством, по крайней мере, насколько это необходимо для полных наблюдений за растениями";.

В его учебнике зоологии отражена картина исторического развития органического мира в восходящем порядке.

Однако в начальных классах Герд считал целесообразным начинать изучение с объекта, широко распространенного, более понятного и доступного детям. Поэтому в ботанической части ";Краткого курса естествознания"; (1878 г.) дан нисходящий порядок изучения растений.

Заслуживает глубокого изучения творческое наследие Герда об отборе природных объектов, порядке их описания и методике преподавания, которую он строил от легкого к более трудному, от простого к сложному, от фактов к выводам.

Такой подход остается актуальным и при создании современных учебников по природоведению и другим предметам естественнонаучного цикла, а также для методических пособий по этим предметам.

Так, к написанному А.Я. Гердом учебнику по природоведению ";Мир божий"; было написано методическое пособие ";Предметные уроки. Земля. Воздух и вода";. Эта триада стихий (триада А.Я. Герда) надолго определила содержание природоведения.

В этом образце методического руководства разработана содержательная система знаний по курсу неживой природы и дана методика начального обучения естествознанию.

В первой части ";Предметных уроков"; Герд предлагал ";ознакомить детей со строением Земли и ее оболочками, воздушной и водной, по крайней мере настолько, насколько это необходимо для изучения органических тел; возбудить в детях интерес к окружающему, а также способствовать развитию в них самодеятельности и способности наблюдения";.

Давая оценку ";Предметных уроков";, Б.Е. Райков писал: ";...со времени появления этой важной книги А.Я. Герда, методических работ по курсу школьного естествознания, в частности по курсу неживой природы, появилось много, но до сих пор ";Предметные уроки"; заменить нечем. И, вероятно, они надолго еще останутся лучшей практической школой для преподавателей, которые на конкретных примерах пожелали бы усвоить общие приемы преподавания естественной истории";.

А.Я. Гердом даны педагогические обоснования и методика проведения экскурсий, опытов, самостоятельных наблюдений учащихся над живыми объектами, демонстраций наглядных пособий, организации практических работ.

Во всех организационных формах работы с учащимися Герд предъявлял большие требования к учителю, его педагогическому мастерству.

Значение методических идей А.Я. Герда можно в полной мере оценить высказыванием Никонова, видного ученого-методиста того времени:

";...По мере удаления от горной цепи становится ясна истинная высота ее вершин: чем дальше уходишь, тем лучше видишь наиболее крупную вершину. Она все выше и выше поднимается над другими, а они мало-помалу сливаются в общую массу. Так бывает и с крупными людьми: только после их смерти мы начинаем верно ценить их, и чем дальше от них, тем яснее становится нам их значение и их величина...";

Задание: Перечислите методические идеи А.Я. Герда, которые остаются актуальными сегодня.

Развитие школьного естествознания в России в ХХ веке

В начале ХХ века перед школьным естествознанием стоят те же самые проблемы – отбор содержания, выбор методов и форм обучения.

Решение этих проблем связано с бурным развитием капитализма в России. Насущная потребность общества в грамотных и квалифицированных кадрах поставила важную задачу – реформирование школы. Классическое образование не удовлетворяло потребностей общества, в котором наметились тенденции борьбы против классического образования. Передовые биологи, объединившись в естественноисторическое отделение педагогического общества России, провели съезд учителей естественной истории, наметивший основные направления улучшения методической науки, преподавания методики естествознания в городских училищах и средних школах.

Кроме того, участники съезда единогласно высказались за введение естествознания как обязательного учебного предмета во все классы средних учебных заведений.

Правительство под влиянием революционного движения в стране было вынуждено пойти на уступки. В области народного образования планировалась новая школьная реформа.

Естествознание было вновь возвращено в гимназии. Остро встал вопрос о разработке новой программы. Ее разработка была поручена профессору кафедры лесного инженерного искусства Петербургского лесного института Дмитрию Никифоровичу Кайгородову (1846-1924). Следует отметить, что Д.Н. Кайгородов был крупнейшим популяризатором биологической науки, основоположником отечественной фенологии, пропагандистом изучения родной природы. Однако, если в области биологии Кайгородов – крупный ученый то в области идеологии – он ярый идеалист, антидарвинист.

Идеалистическое и антропоморфическое понимание природы он стремился ввести в школу. Он отмечал, что

";Изучение божьих творений вообще составляет для человека как необходимость, так и одну из лучших обязанностей, потому что изучая и познавая эти творения, он получает возможность извлекать для себя из них и наибольшую пользу и в то же время научается познавать и всю бесконечную премудрость сотворившего их";.

В основу программы естествознания для начальных классов русской гимназии им был предложен ";принцип общежития";:

";...Ознакомление с природой должно вестись по ее составным частям, составляющим каждая нечто целое в самой себе: лес, луг, поле, степь, сад (парк), пруд, река, болото и др., как общежития тех или других растений и животных, с их разнообразным взаимодействием друг на друга, в связи с неорганической природой (почва, берега, дно) и в связи с временами года...";

И основную задачу школы, работающей по изучению общежитий природы он видел в том, чтобы ";научить своих питомцев ведать природу";. Само собой разумеется, что краеугольным камнем в преподавании такого природоведения должны быть экскурсии.

То есть автор программы отказывался от систематического изучения природы, а предлагал заменить его экскурсиями по изучению сообществ природы.

Однако идеи Д.Н. Кайгородова не встретили одобрения со стороны учителей-естественников. Через год эта программа была отменена. Вновь остро встала проблема разработки новых программ, учитывающих достижения биологической науки, обогатившейся эволюционными идеями Ч. Дарвина.

Проводником эволюционных идей в содержание школьного естествознания был Валериан Викторович Половцов (1862-1919 гг.).

Прежде всего, он обстоятельно разработал вопрос об образовательном значении естественных наук, изучение которых, по его мнению, должно не только привести к пониманию явлений внешнего мира, отправлений собственного организма, развитию органов чувств, но и способствовать развитию методов мышления, самостоятельности, т.е. развитию личности школьника.

В.В. Половцов, призывал широко использовать в школьном преподавании биологический метод: изучать не только внешние признаки организмов, но и их жизнь, их взаимоотношения с другими организмами, со средой.

С целью предостеречь учителя от возможности ";впасть в самое примитивное телеологическое направление"; при использовании биологического метода Половцов разработал три принципа:

1. Формы должны изучаться в связи с отправлением.

2. Образ жизни должен изучаться в связи со средой обитания.

3. В школе должен изучаться ";наиболее ценный"; материал.

Разрабатывая содержание школьного естественнонаучного образования, Половцов впервые вводит понятие ";учебный предмет";, показывает его отличие от науки и разрабатывает основные принципы отбора учебного материала:

1. От простого и легкого переходить к более трудному и сложному, от конкретного к отвлеченному.

2. Учебный предмет следует излагать научно, выбирать из науки для учебного предмета самое существенное, необходимое для правильного понимания явлений природы и методов их исследования.

3. Учитывать возраст учащихся, для которых создается учебный предмет.

В.В. Половцов впервые выдвинул проблемы дидактического анализа логической структуры научного знания, а также ознакомления школьников с самим процессом научного познания.

Таким образом, анализируя особенности развития отечественной методики преподавания естествознания дореволюционного периода, важно отметить, что основными проблемами школьной методики являлись:

– проблема отличия школьного предмета от науки;

– задачи школьного естествознания;

– структура учебного предмета;

– принципы отбора содержания школьного естествознания;

– принципы отбора организационных форм обучения;

– методика практических и лабораторных работ;

– методика организации экскурсионной работы с учащимися.

Октябрьская революция, свершившаяся в 1917 г. открыла новый качественно отличный период в развитии народного образования в России. Многочисленные сословные школы царского времени сменила единая трудовая общеобразовательная школа. Естествознание в ней стало одним из основных учебных предметов. Изучаемый предмет естествознания стали называть предметом биологии. Уже в 1918-1920 гг. Были созданы первые программы по биологии, переизданы многие учебники и общая методика В.В. Половцова. В новых программах особенно большое внимание уделяется методам обучения.

Задание: Как Вы считаете, почему советским правительством была выбрана программа предложенная В.В. Половцовым, а не Д.Н. Кайгородовым.

Основной задачей содержания естествознания стало воспитание диалектико-материалистического и атеистического мировоззрения, обучение в тесной связи с производительным трудом и воспитание самостоятельности учащихся в приобретении знаний. Проявлялось стремление включить в трудовую деятельность учащихся, в школьное обучение элементы научного исследования. При этом подчеркивалось, что органическое сочетание труда и исследования вызывает мощные этические и эстетические переживания, готовит к новым исканиям и к новой работе.

Новые задачи, поставленные перед школой советской властью, вызвали необходимость коренного пересмотра всего содержания обучения, в том числе и по естествознанию. В его основу легла идея исторического (эволюционного) развития органического мира, способствующая формированию материалистического миропонимания. При этом для выяснении сущности вопросов эволюции используется экологические материалы о взаимоотношениях организма со средой.

Усилия методистов и учителей в этот период были направлены на укрепление преподавания предмета естествознания, как важного для образования и воспитания подрастающего поколения. В теории и практике обучения шла напряженная творческая работа отдельных ученых и целых коллективов в деле развития школьного естественнонаучного образования и методики обучения естествознанию. Активно заявили себя методисты Москвы и Петрограда. Все лучшее и прогрессивное из опыта дореволюционной отечественной школы было учтено и использовано. Многое открывалось заново. Особенно широко пропагандировались идеи дарвинизма, теперь они в незавуалированном виде были представлены в программах содержания изучаемого предмета. По свидетельству Б.Е. Райкова, учащихся дореволюционной школы в лучшем случае можно было только исподволь готовить к восприятию эволюционного учения путем рассмотрения разнообразных приспособлений (адаптаций) организмов к среде.

Все 20-е годы в России велись активные поиски новой структуры содержания естествознания, которая отвечала бы целям воспитания материалистического мировоззрения. Большое влияние на обучение и воспитание учащихся оказывала организованная в 1918 г. Московская биостанция юных любителей природы (с 1920 г. она называется Биостанция юных натуралистов им. К.А. Тимирязева, или сокращенно БЮН), где развернулась деятельность видных педагогов-естественников – Б.В. Всесвятского, Ю.В. Рычина, П.П. Смолина, Е.А. Флеровой и других, а также Биосад, созданный В.Ф. Натали. Ленинградская педагогическая станция, которая славилась экскурсиями, проводимыми П.И. Боровицким, В. Л. Комаровым, И.И. Полянским, С.А. Павловичем, Б.Е. Райковым, Н.М. Римским-Корсаковым, В.Н. Сукачевым и другими учеными и методистами.

Период с 20-го по 30-й гг. ХХ в. ведущей проблемой естественнонаучного образования становится отражение единства теории и практики. В связи с этим Государственный ученый совет (ГУС) Народного комиссариата просвещения издал в 1923 г. программы для советской трудовой школы, В них содержание учебного предмета распределялось не по предметам, а по трем производственным темам: природа, труд, общество. Учебный материал должен был изучаться комплексно, объединяемый общими для всех предметов стержневыми темами года. Для V класса такой темой была «Связь деревни с городом», для VI класса – «Индустриализация СССР и интенсификация сельского хозяйства» и т.д. Материалы тем «Жизнь растений» и «Строение и жизнь животных» включались в выше названные стержневые темы каждого класса. В комплексной теме VII класса «Империализм и борьба рабочего класса» изучали некоторые материалы эволюционного учения, в VIII классе – жизнь Земли и физико-химические основы жизненных процессов. В последнем – IX классе средней школы изучался предмет «Основы эволюционного учения», как самостоятельный курс, в качестве завершающего образование школьников.

Кроме того, по установкам ГУСа считалось, что уроки, где сообщаются лишь «готовые знания», являются отжившей формой работы школы. В учебном процессе центральное место отводилось самостоятельной работе учащихся. Явно переоценивались силы учащихся и недооценивалась роль учителя, в частности изложение им материала урока. Закрепление знаний в памяти школьников рассматривалось как вредная зубрежка. Учащиеся самостоятельно (без учителя) должны добывать себе знания исследовательским путем на экскурсиях, на опытных участках, в общественно полезной работе и по заданиям научных учреждений. То есть, фактически, форма систематического обучения в школе заменялась методами и формами внешкольной и политико-просветительской работы.

Многие методисты отнеслись сдержанно и даже отрицательно к подобным нововведениям «исследовательского метода обучения» в работу школы и «комплексной системе преподавания» по программам ГУСа и продолжали работать по ранее опубликованным или своим программам.

В 1929 г. на смену исследовательскому методу в отечественную школу по рекомендации теоретиков-педагогов пришел «метод проектов», согласно которому школьники должны были изучать материалы естествознания попутно, в процессе выполнения работ по животноводству или растениеводству. Совсем упразднялась предметная и классно-урочная система обучения. Практиковалось «бригадное» обучение, при котором один ученик сдавал зачеты и экзамены за всю бригаду. В бригаде дети сами, составляли проект выполнения какой-либо работы. Например, выполняя проекты «Вырастим цыплят» или «Уничтожим всех сусликов с наших полей», дети добывали сведения из справочников, из бесед со специалистами, делали расчеты, принимали непосредственное участие в работе и получали вещественный результат. В проектах предусматривались «дела», которые бригада выполняла и отчитывалась по этим «делам» о своей работе по проекту.

Стремление педагогов и методистов укрепить связи школы с жизнью дали некоторый и положительный результат, например, подобная форма обучения привела к широкому использованию краеведческого материала, большое распространение получили экскурсии и походы по родному краю. Это воспитывало патриотические чувства и чувства ответственности за порученное дело. Кроме того, в содержание обучения был включен материал, ранее не изучаемый, но имеющий важное образовательно-воспитательное значение: природа родного края, сезонные явления в развитии живой природы, охрана природных объектов.

Тем не менее школьное естественнонаучное образование в эти годы имело серьезные недостатки. Главным из них было то, что учащиеся не получали систематических знаний о природе.

Таким образом, в 20-х годах в соответствии с программами ГУСа содержание обучения сначала подменялось воспитанием, а затем то и другое – подчинилось методу проектов, в итоге – разрушился нормальный образовательно-воспитательный учебный процесс, что привело к разрыву между получением знаний, формированием мировоззрения и развитием мышления, т.е. привело к невыполнению основных задач, стоящих перед общеобразовательной школой, в том числе задач естественнонаучного образования учащихся.

История школьного образования 20-х годов оказалась весьма поучительной. Она показала, что без нормально организованного образовательного процесса, школу оканчивали неграмотные люди в области естествознания (то же и по другим предметам). Это совершалось в то время когда стране были нужны новые высокограмотные специалисты, поскольку страна вступила в период индустриализации. Безусловно такое состояние школы не могло быть продолжительным. И правительственными постановлениями 1931-1932 гг. «О программах и режиме работы школы» было предложено Наркомпросу создать программы, «обеспечив в них точно очерченный круг систематизированных знаний». В Постановлении отмечалось, что основной формой организации учебной работы в школе должен являться урок, по руководством учителя, с данной группой учащихся, со строго определенным расписанием занятий и с твердым составом учащихся. На уроке учитель обязан систематически и последовательно излагать преподаваемую дисциплину, всемерно приучая детей к работе над учебником и книгой. Надо систематически приучать детей к самостоятельной работе, широко практикуя различные задания в меру овладения определенным курсом знаний.

В Постановлении много было сказано о целях и содержании образования, о формах организации и методах обучения применительно к возрастным особенностям учащихся. Поэтому, начиная с 1933 г. отечественная школа восстановилась и стала развиваться на научно обоснованных принципах организации учебного процесса, выбора содержания и его структуры, методов и средств обучения. В школе возобновилось предметное обучение, вместе с этим стимулировалось и развитие методик обучения естественнонаучным предметам как отдельным научным дисциплинам.

Задание: Обсудите, какие преимущества многопредметной программы обучения естествознанию (биология, география, физика и химия) в 1933 году показались советскому правительству предпочтительнее, в сравнении с однопредметной (интегрированное естествознание). Чем похожа и в чем отличие ситуации 1933 года в образовании от современной ситуации?

Проверьте себя

Рекомендуемая литература

Верзилин Н.М., Корсунская В.М. Общая методика преподавания биологии. – М., 1983.

Пономарева И.Н., Соломин В.П., Сидельникова Г.Д. Общая методика обучения биологи // Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – М.: Издательский центр ";Академия";, 2003.

Тема 4 Профильное обучение и естественнонаучное образование

Ссылки на файлы:

ДокПО, КПО, ФБУП, Пан, Кузнецов, Пинский, ПО за рубежом, ПО_рек_дир, Ойстачер_ПО, ООО, Широкова_ПШ

План занятия

Концепция профильного обучения

Базисный учебный план профильного обучения

Механизм формирования содержания обучения в отдельном профиле

Рекомендуемые учебные планы примерных профилей

Возможные направления профилизации и структуры профилей

Требования к процедуре организации профильного обучения

Государственный стандарт общего образования и его назначение

Порядок ввода федерального компонента государственного стандарта общего образования

Место учебного предмета ";Естествознание"; в федеральном базисном учебном плане

Федеральный компонент образовательного стандарта по естествознанию

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы

Информационный блок

Концепция профильного обучения

Изменения, происходящие в нашем обществе, ведут к тому, что в современной социальной жизни и деятельности наиболее значимыми и востребованными становятся следующие качества: инициативность, креативность, коммуникативность, гибкость мышления, диалогичность, умение делать выбор, умение поиска информации и активной работы с нею, личная ответственность, способность к смене видов деятельности, адаптивность и т.п. Но формирование таких качеств практически не предусмотрено традиционной школьной системой.

Образование, которое мы имеем сейчас, не отвечает реальным потребностям развития нашего государства, общества, потребностям людей.

Проблемы современного школьного образования можно выразить просто: жизни нужно одно – школа учит другому. Жизнь требует, чтобы человек сам умел искать информацию – школа ему преподносит ее готовой, только запомни. Без уверенного знания компьютера на приличную работу просто не берут, это уже стало полноправным компонентом элементарной функциональной грамотности – школа же этим не обеспечивает.

Жизнь требует способностей работать в команде, понимать людей, вести диалог, а в школе все сидят молча и в затылок с учебниками и тетрадями. Мы многократно признавались в ценности индивидуальности, ";особенности"; каждого школьника, а школа продолжает учить всех всему, одинаково, фронтально и невзирая на различия склонностей и интересов.

Одним из эффективных путей решения этих и ряда других проблем школьного образования является профильное обучение. Профильное обучение пришло на смену углубленному обучению отдельному предмету или группе смежных предметов, которое в значительной степени базируется на знаниевой парадигме. Профильное обучение по существенным признакам не совпадает с углубленным изучением предметов.

В настоящее время в высшей школе сформировалось устойчивое мнение о необходимости дополнительной специализированной подготовки старшеклассников для прохождения вступительных испытаний и дальнейшего образования в вузах. Традиционная непрофильная подготовка старшеклассников в общеобразовательных учреждениях привела к нарушению преемственности между школой и вузом, породила многочисленные подготовительные отделения вузов, репетиторство, платные курсы и др.

Основная идея обновления старшей ступени общего образования состоит в том, что образование здесь должно стать более индивидуализированным, функциональным и эффективным.

В современной ситуации цели школьного образования заключаются в том, чтобы научить школьников:

– учиться определять цели и задачи своей образовательной деятельности, выбирать средства их реализации и применять на практике, взаимодействовать с другими людьми в достижении общих целей, оценивать достигнутые результаты;

– понимать и объяснять явления действительности (природной, социальной, культурной, технической среды) – выделять их существенные признаки, систематизировать и обобщать, устанавливать причинно-следственные связи, оценивать их значимость.

– ориентироваться в мире социальных, нравственных и эстетических ценностей – сравнивать оценочные выводы, видеть их связь с критериями оценок и связь критериев с определенной системой ценностей, формировать собственную позицию, развивать способность обосновывать ее;

– постигать причины и сущность ключевых проблем современной жизни (глобальных, национальных, региональных) – уметь сравнивать различные подходы к их решению, определять собственное отношение к данным подходам;

– решать проблемы, связанные с выполнением человеком определенной социальной роли (избирателя, потребителя, пользователя, жителя определенной местности и т. д.), – выработать способность анализировать конкретные жизненные ситуации и выбирать способы поведения, адекватные этим ситуациям;

– разрешать универсальные проблемы, существующие в различных сферах деятельности (коммуникативные, информационные, организационные, принятия решений и др.), – сформировать ключевые компетентности;

– разбираться в проблемах профессионального выбора, быть готовым к решению этих проблем – ориентироваться в мире профессий, ситуации на рынке труда, системе профессионального образования, а также в собственных интересах и возможностях; подготовить к условиям обучения в профессиональном учебном заведении, сформировать у учащихся знания и умения, имеющие опорное значение для последующего профессионального образования.

Для достижения поставленных целей обновления школьного образования группой ученых была разработана Концепция профильного обучения, которая утверждена приказом Минобразования России от 18.07.02 № 2783 и другие руководящие документы. (ссылка на файлы КПО и ДокПО)

В соответствии с Концепцией профильного обучения: профильное обучение – средство дифференциации и индивидуализации обучения, позволяющее за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитывать интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия для обучения старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования. Профильная школа есть институциональная форма реализации этой цели. Это основная форма, однако перспективными в отдельных случаях могут стать иные формы организации профильного обучения, в том числе выводящие реализацию соответствующих образовательных стандартов и программ за стены отдельного общеобразовательного учреждения.

Рубрика Мнение (ссылки на файлы: Пинский, Ойстачер_ПО)

Профильное обучение направлено на реализацию личностно-ориентированного учебного процесса. При этом существенно расширяются возможности выстраивания учеником индивидуальной образовательной траектории.

Переход к профильному обучению преследует следующие основные цели:

– обеспечить углубленное изучение отдельных предметов программы полного общего образования;

– создать условия для существенной дифференциации содержания обучения старшеклассников с широкими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальных образовательных программ;

– способствовать установлению равного доступа к полноценному образованию разным категориям обучающихся в соответствии с их способностями, индивидуальными склонностями и потребностями;

– расширить возможности социализации учащихся, обеспечить преемственность между общим и профессиональным образованием, более эффективно подготовить выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования.

Профильная школа – институциональная форма реализации этой цели, естественно форма основная, но не единственная. Вполне перспективными в отдельных случаях могут стать иные формы организации профильного обучения, фактически выводящие реализацию соответствующих образовательных стандартов и программ за стены отдельной школы. Вполне реальны ситуации, когда отдельная школа, а также сеть школ и иных образовательных учреждений, будут реализовывать не только содержание выбранного профиля, но и предоставлять учащимся возможность осваивать интересное и важное для каждого из них содержание других профильных курсов. Такая возможность может быть реализована как посредством разнообразных форм организации образовательного процесса (дистанционные курсы, факультативы, экстернат), так и за счет кооперации (объединения образовательных ресурсов) различных образовательных учреждений (общеобразовательные школы, учреждения дополнительного, начального и среднего профессионального образования, Малые Академии, заочные физико-математические школы и др.). Это позволит старшекласснику одной школы при необходимости воспользоваться образовательными услугами других школ или учреждений НПО и СПО. Речь, следовательно, идет о целенаправленном создании сети школ, учреждений дополнительного образования, НПО и СПО, обеспечивающей наиболее полную реализацию интересов и образовательных потребностей учащихся.

Рубрика Мнение (ссылка на файл Широкова_ПШ)

Анализ зарубежного опыта (ссылка на файл ";ПО за рубежом";) позволяет выделить следующие общие для всех изученных стран черты организации обучения на старшей ступени общего образования:

1. Общее образование на старшей ступени во всех развитых странах является профильным.

2. Как правило, профильное обучение охватывает три, реже два последних года обучения в школе.

3. Доля учащихся, продолжающих обучение в профильной школе, неуклонно возрастает во всех странах и составляет в настоящее время не менее 70%.

4. Количество направлений дифференциации, которые можно считать аналогами профилей, невелико. Например, два в англоязычных странах (академический и неакадемический), три во Франции (естественнонаучный, филологический, социально-экономический) и три в Германии (“язык – литература – искусство”, “социальные науки”, “математика – точные науки – технология”).

5. Организация профильной подготовки различается по способу формирования индивидуального учебного плана обучающегося: от достаточно жестко фиксированного перечня обязательных учебных курсов (Франция, Германия) до возможности выбора из множества курсов, предлагаемых за весь период обучения (Англия, Шотландия, США и др.). Как правило, школьники должны выбрать не менее 15 и не более 25 учебных курсов продолжительностью до одного семестра. Аналогами таких курсов в России можно было бы считать учебные модули, из которых возможно строить множество самостоятельных курсов.

6. Количество обязательных учебных предметов (курсов) на старшей ступени по сравнению с основной существенно меньше. Среди них присутствуют в обязательном порядке естественные науки, иностранные языки, математика, родная словесность, физическая культура.

7. Как правило, старшая профильная школа выделяется как самостоятельный вид образовательного учреждения: лицей – во Франции, гимназия – в Германии, “высшая” школа – в США.

8. Дипломы (свидетельства) об окончании старшей (профильной школы) обычно дают право прямого зачисления в высшие учебные заведения за некоторыми исключениями: например, во Франции прием в медицинские и военные вузы проходит на основе вступительных экзаменов.

9. Весь послевоенный период количество профилей и учебных курсов на старшей ступени школы за рубежом постоянно сокращалось, одновременно росло число обязательных предметов и курсов. При этом все более отчетливо проявлялось влияние и возрастающая ответственность центральной власти за организацию и результаты образования. Это отразилось на всех этапах проведения экзаменов, в разработке национальных образовательных стандартов, уменьшении разнообразия учебников и др.

Направление развития профильного обучения в российской школе в основном соответствует мировым тенденциям развития образования.

На уровне учебного плана содержание профильного обучения формируется, используя школьный компонент, за счет увеличения часов определенной образовательной области, которую назовем профильной – это позволит различать следующие основные виды профилей: гуманитарный, физико-математический, естественнонаучный.

Профильные предметы определяют направление, в рамках которого осуществляется профилизация. Так, например, если приращение содержания произведено к учебным предметам химии и биологии, то следует говорить о проектировании естественнонаучного профиля химико-биологического направления. Или, если профильными предметами определены ";языки";, то речь идет о гуманитарном профиле филологического направления.

На уровне учебных программ приращение содержания к профильным предметам должно осуществляться с целью решения следующих задач:

– увеличения научности: обогащение и уточнение понятийного аппарата; увеличение количества рассматриваемых базовых законов; усиление системности излагаемого материала;

– усиления практической направленности образования, его насыщение практико-ориентированными жизненными ситуациями;

– включения в содержание учебного материала заданий, требующих исследовательских работ учащихся; постановки эксперимента, проекта, конструкторских работ и т. д.;

– обеспечения содержанием, направленным на профессиональную ориентацию.

Изучение профильных предметов должно осуществляться не обязательно на углубленном уровне, достаточно на повышенном по сравнению с базовым (в проекте стандарта общего среднего образования – это профильный уровень).

Задание: Назовите цели профильного обучения. Опишите характерные особенности структуры профильной школы.

Базисный учебный план профильного обучения

Федеральный базисный учебный план старшей ступени школы (ФБУП) предусматривает возможность разнообразных вариантов комбинаций учебных курсов, которые должны обеспечивать гибкую систему профильного обучения. Эта система включает в себя курсы следующих типов: базовые общеобразовательные, профильные общеобразовательные, элективные курсы.

Рубрика Мнение (файл Кузнецов)

Базовые общеобразовательные курсы – курсы, обязательные для всех учащихся во всех профилях обучения. Набор этих курсов должен быть функционально полным (с точки зрения реализации задач общего образования), но минимальным. Безусловно, набор базовых общеобразовательных курсов, обеспечивающих минимальный уровень общего образования для каждого старшеклассника – это в определенной мере консенсус, зона взаимного пересечения мнений, взглядов, отражающих наиболее значимые цели, задачи, функции общего образования.

Предлагается следующий набор обязательных общеобразовательных курсов (образовательных областей): математика, русский язык и литература, иностранный язык, история, физическая культура, а также интегрированные курсы обществознания для естественно-математического, технологического профилей, естествознания – для гуманитарного, филологического, социально-экономического профилей. Этот состав базовых курсов получил практически единогласную поддержку при обсуждении ";Концепции профильного обучения"; на заседаниях ФКС, Комитета по образованию и науке Государственной Думы, двух Всероссийских и целом ряде региональных совещаний по профильной школе, не встретил он и возражений в ходе специально организованного Минобразованием опроса органов управления образованием регионального и муниципального уровней. Отметим, что все чаще учебные предметы, вошедшие в этот перечень, стали называться федеральными.

Отметим также, что некоторые учебные предметы могут не стандартизироваться, – в рамках федерального компонента образовательного стандарта, – на профильном уровне. К их числу следует, видимо, отнести ОБЖ и физическую культуру (помимо специальных спортивных школ). Разумеется, отказ от стандартизации по минимуму содержания и по требованиям к выпускникам не означает исключение данных предметов из федерального базисного учебного плана. Одновременно такой учебный предмет, как технология, на наш взгляд, не может быть представлен в старшем звене школы единым базовым, т.е. инвариантным по содержанию, курсом. Курс технологии изучается только в рамках Технологического профиля;. При этом его содержание дифференцируется в зависимости от выбираемой специализации (информационные технологии, индустриальные технологии, агротехнологии и др.) в рамках этого профиля.

При определении содержания базовых общеобразовательных курсов должно в равной мере учитываться мнение специалистов по этому учебному предмету и мнение специалистов по другим предметам (межпредметные связи, оценка общеобразовательной значимости учебного материала с позиций содержания образования в целом, а не только потребностей, внутренней логики построения каждого отдельного учебного предмета). Это и позволит, на наш взгляд, более обосновано определить минимальный базовый уровень по каждому предмету.

Профильные общеобразовательные курсы – курсы повышенного уровня (фактически углубленные курсы для старшей ступени школы), определяющие направленность каждого конкретного профиля обучения. Например, физика, химия, биология - профильные курсы в естественнонаучном профиле; литература, русский и иностранные языки – в филологическом профиле; право, экономика и др. – в социально-экономическом профиле и т.д.

Отметим еще две важные характеристики профильных курсов. Во-первых, в их состав входят только курсы, углубляющие содержание базовых общеобразовательных предметов. Во-вторых, на профильном уровне базовые предметы (образовательные области) могут быть представлены совокупностью отдельных профильных курсов. Например, курс ";Естествознание"; на профильном уровне может быть представлен совокупностью естественнонаучных курсов – физики, химии, биологии, физической географии. Обществознание – курсами экономики, права, социологии, культурологии и т.д.

Задание: Найдите отличие профильного курса от традиционного? Обсудите, можно ли провести прямую параллель между классами с углубленным изучением естественнонаучного предмета (биологии, физики, химии) и профильными классами естественнонаучного профиля?

Элективные курсы – обязательные курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы. Элективные курсы выполняют, по крайней мере, три основных функции. Одни из них могут выступать в роли ";надстройки";, дополнения содержания профильного курса. В этом случае такой дополненный профильный курс становится в полной мере углубленным, а школа (класс), в котором он изучается, превращается в традиционную спецшколу с углубленным изучением отдельных учебных предметов. Например, элективный курс по физике в классе физико-математического профиля.

Другой тип элективных курсов может развивать содержание одного из базисных курсов, изучение которого в данной школе (классе) осуществляется на минимальном общеобразовательном уровне. Это позволяет интересующимся школьникам удовлетворить свои познавательные потребности и получить дополнительную подготовку. Например, элективный курс по химии в гуманитарном профиле (при изучении естествознания вместо химии) для сдачи ЕГЭ по этому предмету на профильном уровне.

Третий тип элективных курсов направлен на удовлетворение познавательных интересов отдельных школьников в областях деятельности человека как бы выходящих за рамки выбранного им профиля. Например, вполне естественной выглядит ситуация, когда школьник, обучающийся в классах гуманитарного профиля, проявит интерес к курсу ";Информационный бизнес"; или ";Экология";, а школьник из класса технологического направления захочет расширить свои знания в области искусства или изучить элективный курс ";Зарубежная литература XX века";.

Число элективных курсов, предлагаемых в составе профиля, должно превышать количество таких курсов, которые обязан выбрать учащийся.

Механизм формирования содержания обучения в отдельном профиле

Каков предлагаемый в ";Концепции профильного обучения"; механизм формирования содержания отдельного профиля? Для ответа на поставленный вопрос есть несколько отправных точек.

Во-первых, максимальный объем недельной аудиторной нагрузки школьников старших классов, установленный СанПиНами – 36 часов.

Во-вторых, распределение учебных часов методу базовыми, профильными и элективными курсами, установленное ФБУП (ссылка на файл ФБУП) – 18 час./нед. на базовые, 8 – на профильные, 6 – на элективные.

В-третьих, каждый общеобразовательный предмет может быть представлен в учебном плане конкретной школы (класса) или выбран для изучения отдельным школьником либо на базовом, либо на профильном уровне.

Выбирая различные сочетания базовых и профильных курсов в пределах нормативов учебного времени, установленного СанПиНами и ФБУПом, каждая школа, а в принципе и каждый ученик вправе формировать собственный учебный план.

Концепция профильного обучения предлагает следующее примерное соотношение объемов базовых, профильных и элективных курсов: 50%:30%:20%. Это соотношение было поддержано более, чем половиной респондентов в ходе обсуждения концепции в субъектах РФ.

Таким образом, предполагаемая система не ограничивает школу в организации того или иного профиля обучения (или нескольких профилей одновременно), а школьника в выборе различных наборов базовых общеобразовательных, профильных и элективных курсов, которые в совокупности и составят его индивидуальную образовательную траекторию.

Задание: Предложите 1-2 темы элективного курса по Вашему предмету. Сравните соотношения объемов базовых, профильных и элективных курсов, предложенные Концепцией профильного обучения(ссылка на файл КПО) и Федеральным базисным учебным планом(ссылка на файл ФБУП).

Возможные направления профилизации и структуры профилей

Важнейшим вопросом организации профильного обучения является определение структуры и направлений профилизации, а также модели организации профильного обучения. При этом следует учитывать, с одной стороны, стремление наиболее полно учесть индивидуальные интересы, способности, склонности старшеклассников (это ведет к созданию большого числа различных профилей), с другой – ряд факторов, сдерживающих процессы такой во многом стихийной дифференциации образования: введение единого государственного экзамена, утверждение стандарта общего образования, необходимость стабилизации федерального перечня учебников, обеспечение профильного обучения соответствующими педагогическими кадрами и др.

Очевидно, что любая форма профилизации обучения ведет к сокращению инвариантного компонента. В отличие от привычных моделей школ с углубленным изучением отдельных предметов, когда один–два предмета изучаются по углубленным программам, а остальные – на базовом уровне, реализация профильного обучения возможна только при условии относительного сокращения учебного материала непрофильных предметов, изучаемых с целью завершения базовой общеобразовательной подготовки учащихся.

Рубрика Мнение (файл Пан)

Модель общеобразовательного учреждения с профильным обучением на старшей ступени предусматривает возможность разнообразных комбинаций учебных предметов, что и будет обеспечивать гибкую систему профильного обучения. Эта система должна включать в себя следующие типы учебных предметов: базовые общеобразовательные, профильные и элективные.

Базовые общеобразовательные предметы являются обязательными для всех учащихся во всех профилях обучения. Предлагается следующий набор обязательных общеобразовательных предметов: математика, история, русский и иностранные языки, физическая культура, а также интегрированные курсы обществоведения (для естественно-математического, технологического и иных возможных профилей), естествознания (для гуманитарного, социально-экономического и иных возможных профилей).

Профильные общеобразовательные предметы – предметы повышенного уровня, определяющие направленность каждого конкретного профиля обучения. Например, физика, химия, биология – профильные предметы в естественнонаучном профиле; литература, русский и иностранные языки – в гуманитарном профиле; история, право, экономика и др. – в социально-экономическом профиле и т.д. Профильные учебные предметы являются обязательными для учащихся, выбравших данный профиль обучения.

Содержание указанных двух типов учебных предметов составляет федеральный компонент государственного стандарта общего образования.

Достижение выпускниками уровня требований государственного образовательного стандарта по базовым общеобразовательным и профильным предметам определяется по результатам единого государственного экзамена.

Элективные курсы – обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы. Элективные курсы реализуются за счет школьного компонента учебного плана и выполняют две функции. Одни из них могут ";поддерживать"; изучение основных профильных предметов на заданном профильным стандартом уровне. Например, элективный курс ";Математическая статистика"; поддерживает изучение профильного предмета экономики. Другие элективные курсы служат для внутрипрофильной специализации обучения и для построения индивидуальных образовательных траекторий. Например, курсы ";Информационный бизнес";, ";Основы менеджмента"; и др. в социально-гуманитарном профиле; курсы ";Химические технологии";, ";Экология"; и др. в естественнонаучном профиле. Количество элективных курсов, предлагаемых в составе профиля, должно быть избыточно по сравнению с числом курсов, которые обязан выбрать учащийся. По элективным курсам единый государственный экзамен не проводится.

Напоминаем, примерное соотношение объемов базовых общеобразовательных, профильных общеобразовательных предметов и элективных курсов определяется пропорцией 50%:30%:20%.

Предлагаемая система не ограничивает общеобразовательное учреждение в организации того или иного профиля обучения (или нескольких профилей одновременно), а школьника в выборе различных наборов базовых общеобразовательных, профильных предметов и элективных курсов, которые в совокупности и составят его индивидуальную образовательную траекторию. Во многих случаях это потребует реализации нетрадиционных форм обучения, создания новых моделей общего образования.

В качестве примера реализации одной из моделей профильного обучения предлагаются варианты учебных планов для четырех возможных профилей: естественно-математического, социально-экономического, гуманитарного, технологического. Следует отметить, что возможно такое построение образовательного процесса, когда комбинации общеобразовательных и профильных предметов дадут самые различные формы профилизации: для общеобразовательного учреждения, для отдельных классов, для групп учащихся. Результаты обсуждения примерных учебных планов отдельных профилей, представленных в ";Концепции профильного обучения";, позволили скорректировать распределение учебного времени и в ряде случаев уточнить состав профильных курсов.

Задание: Выделите и назовите базовые и профильные естественнонаучные курсы в физико-математическом профиле и в физико-химическом профиле в соответствии с примерными учебными планами(ссылка на файл Планы).

Требования к процедуре организации профильного обучения

В настоящее время от школы требуется создание условий для формирования у подростка индивидуального образовательного запроса, личностной потребности во взвешенном выборе направления продолжения образования, готовности к последующей самореализации в избранном образовательном профиле и профессиональной самоидентификации в новых экономических и социокультурных условиях. Стратегия модернизации образования задает строго определенные требования к процедуре организации профильного обучения в старшей, общеобразовательной школе. Эта процедура включает:

– организацию в образовательном учреждении на средней ступени обучения предпрофильной подготовки учащихся, целью которой является выявление интересов учащихся, проверка возможностей учащихся на широком спектре факультативных и элективных курсов (обязательных или по выбору);

– диагностику образовательных запросов старшеклассников, на основе которых (не без учета возможностей педагогического коллектива школы, структуры образовательной системы, традиций и особенностей социокультурной среды) можно сформировать профильные классы;

– формирование профильных классов с учетом следующих признаков:

– ";направление образования"; (например, если направление образования – ";гуманитарное";, то ему соответствуют следующие профили: филологический, социально-педагогический, художественный, экономический и проч.);

– ";образовательная область"; (филология, биология, физика, обществознание и проч.). В этом случае профили возможны следующие: филологический, социально-гуманитарный, физико-математический, химико-биологический и т. д.;

– ";предмет труда"; (техника, природа, человек, художественный образ, и т.д.) В этом случае возможны следующие профили: технический, художественный, сервисный, социально-гуманитарный, эстетический и др. В многопрофильной школе при наличии соответствующего социального заказа со стороны учащихся и их родителей могут быть использованы все три признака).

Осуществление перехода к профильному обучению возможно при наличии ряда педагогических, ресурсных и организационных условий, созданных в общеобразовательном учреждении.

Первая группа условий – педагогические:

– наличие опыта работы по программам углубленного изучения предмета;

– наличие опыта предоставления ученикам выбора (курсов, программ, заданий, форм оценивания, форм контроля);

– наличие у учащихся опыта построения своего образовательного маршрута; осознание личной значимости образования;

– знание учащимися своих познавательных возможностей и интересов, понимание смысла своего образования и его взаимосвязи с будущей профессиональной карьерой и личным жизненным успехом;

– наличие опыта диагностики познавательных интересов и возможностей учащихся, их склонности к тем или иным профессиям.

Вторая группа условий – ресурсные:

– обеспечение равного доступа к получению образовательных услуг (в том числе дополнительных, платных) для всех желающих учащихся;

– наличие высококвалифицированных педагогических кадров, имеющих опыт инновационной деятельности;

– учебно-методическое сопровождение (наличие учебно-методических комплексов по профильным предметам и элективным курсам, готовность учителя к их адаптации на профильный и базовый уровень);

– связь с учреждениями профессионального образования, с иными учреждениями образования, культуры, которые могут содействовать реализации профильного обучения;

– материально-техническое обеспечение программ профильного обучения (наличие библиотеки, современного оборудования предметных кабинетов, кабинета информационных технологий, обеспечивающего доступ к современным базам данных).

Третья группа условий – организационные:

– наличие опыта организации предпрофильной подготовки учащихся, в частности, через введение предпрофильных курсов по выбору (курсы должны носить краткосрочный характер, быть чередующимися, обеспечивающими возможность выбора учащимися);

– наличие внутришкольных механизмов комплектования 10-х профильных классов;

– наличие опыта введения накопительной оценки (портфолио учащегося), учитывающей разнообразные достижения учащегося, подтверждающей его учебные успехи и ориентацию на освоение того или иного профиля;

– наличие внутренних нормативных документов (приказов, распоряжений, положений, договоров и т.п.) для организации предпрофильной подготовки и профильного обучения).

Наличие условий перехода к профильному обучению может быть выявлено на основе анализа данных мониторинга образовательной деятельности и аттестационного обследования учреждений, собеседования с их руководителями.

При разработке содержания профильного обучения возникает еще одна проблема – это создание профильных учебных планов, обеспечивающих весь спектр социальных запросов вплоть до построения индивидуальной образовательной программы. В содержании профильного обучения выделяются следующие компоненты:

– федеральный базовый инвариантный компонент;

– профильный вариативный компонент (обязательный для изучения), определяемый школой;

– элективный компонент, содержащий ряд модульных курсов, расширяющих базовые и профильные курсы, и выбираемых в соответствии с интересами учащихся;

– региональный компонент (по усмотрению региона).

Итак, в начале XXI века перед руководителями и методистами школ возникла новая смысловая, организационная и аналитическая задача: в рамках реализации идей Концепции модернизации российского образования спроектировать и осуществить в своем образовательном учреждении переход в старшей ступени на профильное обучение. Принятие этой задачи как действенной и реализуемой отразится (не может не отразиться) на самом облике образовательного учреждения, на судьбе ее учеников и педагогов, на перспективах развития социокультурной среды, с которой связана школа.

Задание: Перечислите условия, при выполнении которых можно считать, что образовательное учреждение перешло к профильному обучению.

Государственный стандарт общего образования и его назначение

Государственный стандарт общего образования – нормы и требования, определяющие обязательный минимум содержания основных образовательных программ общего образования, максимальный объем учебной нагрузки обучающихся, уровень подготовки выпускников образовательных учреждений, а также основные требования к обеспечению образовательного процесса (ссылка на файл Стандарт).

Назначением государственного стандарта общего образования являетсяобеспечение:

– равных возможностей для всех граждан в получении качественного образования;

– единства образовательного пространства в Российской Федерации;

– защиты обучающихся от перегрузок и сохранение их психического и физического здоровья;

– преемственности образовательных программ на разных ступенях общего образования, возможности получения профессионального образования;

– социальной защищенности обучающихся;

– социальной и профессиональной защищенности педагогических работников;

– прав граждан на получение полной и достоверной информации о государственных нормах и требованиях к содержанию общего образования и уровню подготовки выпускников образовательных учреждений;

– основы для расчета федеральных нормативов финансовых затрат на предоставление услуг в области общего образования, а также для разграничения образовательных услуг в сфере общего образования, финансируемых за счет средств бюджета и за счет средств потребителя, и для определения требований к образовательным учреждениям, реализующим государственный стандарт общего образования.

Государство гарантирует общедоступность и бесплатность общего образования в образовательных учреждениях в пределах, определяемых государственным стандартом общего образования.

Государственный стандарт общего образования является основой:

– разработки федерального базисного учебного плана, образовательных программ начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования, базисных учебных планов субъектов Российской Федерации, учебных планов образовательных учреждений, примерных программ по учебным предметам;

– объективной оценки уровня подготовки выпускников образовательных учреждений;

– объективной оценки деятельности образовательных учреждений;

– определения объема бюджетного финансирования образовательных услуг, оказание которых гражданам на безвозмездной основе гарантируется государством на всей территории Российской Федерации;

– установления эквивалентности (нострификации) документов об общем образовании на территории Российской Федерации;

– установления федеральных требований к образовательным учреждениям в части оснащенности учебного процесса, оборудования учебных помещений.

Государственный стандарт общего образования включает три компонента: федеральный компонент, региональный (национально-региональный) компонент и компонент образовательного учреждения.

Федеральный компонент государственного стандарта общего образования разработан в соответствии с Законом Российской Федерации ";Об образовании"; (ст. 7) и Концепцией модернизации российского образования на период до 2010 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации № 1756-р от 29 декабря 2001 г.; одобрен решением коллегии Минобразования России и Президиума Российской академии образования от 23 декабря 2003 г. № 21/12; утвержден приказом Минобразования России ";Об утверждении федерального компонента государственных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования"; от 5 марта 2004 г. № 1089.

Федеральный компонент государственного стандарта общего образования разработан с учетом основных направлений модернизации общего образования. В соответствии со стратегией модернизации он выстроен как средство развития отечественного образования, системного обновления его содержания.

Федеральный компонент – основная часть государственного стандарта общего образования, обязательная для всех государственных, муниципальных и негосударственных образовательных учреждений Российской Федерации, реализующих основные образовательные программы общего образования и имеющих государственную аккредитацию. Он устанавливает обязательный минимум содержания основных образовательных программ, требования к уровню подготовки выпускников, максимальный объем учебной нагрузки обучающихся (Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (СанПиН 2.4.2. 178-02)), а также нормативы учебного времени.

Федеральный компонент структурирован по ступеням общего образования (начальное общее, основное общее, среднее (полное) общее образование); внутри ступеней – по учебным предметам.

В соответствии с Конституцией Российской Федерации основное общее образование является обязательным, и оно должно иметь относительную завершенность. Поэтому федеральный компонент стандарта общего образования выстроен по концентрическому принципу: первый концентр – начальное общее и основное общее образование, второй – среднее (полное) общее образование.

Федеральный компонент государственного стандарта среднего (полного) общего образования представлен на базовом и профильном уровнях.

Задание: Охарактеризуйте основные задачи, решаемые Государственным стандартомобщего образования. Кем определяется содержание федерального компонента ГСОО?

Порядок ввода федерального компонента государственного стандарта общего образования

В соответствии с концепцией профильного обучения Федеральный компонент вводится с 2005/2006 учебного года в IX классах для организации предпрофильной подготовки; с 2006/2007 учебного года в I, V и X классах. Поэтапный период ввода стандарта завершается в 2010 году. Образовательные учреждения по мере готовности и по решению учредителя имеют право вводить федеральный компонент с 2004/2005 учебного года. Кроме того, уже с 2004 года федеральный компонент становится основой для развития системы переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров, деятельности Федерального экспертного совета, групп по подготовке Единого государственного экзамена, авторов рабочих учебных программ и учебников.

Место учебного предмета ";Естествознание"; в федеральном базисном учебном плане

Федеральный базисный учебный план для образовательных учреждений Российской Федерации, реализующих программы общего образования (ФБУП, ссылка на файл ФБУП), разработан в соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта общего образования; одобрен решением коллегии Минобразования России и Президиума Российской академии образования от 23 декабря 2003 г. № 21/12; утвержден приказом Минобразования России ";Об утверждении федерального базисного учебного плана для образовательных учреждений Российской Федерации, реализующих программы общего образования"; от 9 марта 2004 г. № 1312.

ФБУП вводится в том же порядке, что и федеральный компонент государственного стандарта общего образования.

В федеральном компоненте ФБУП определено количество учебных часов на преподавание учебных предметов федерального компонента государственного стандарта общего образования. При этом установлено годовое распределение часов, что дает возможность образовательным учреждениям перераспределять нагрузку в течение учебного года, использовать модульный подход, строить рабочий учебный план на принципах дифференциации и вариативности. В качестве примерных приводится расчетный (не нормативный) объем учебных часов в неделю.

Согласно ФБУП, ";Естествознание"; относится к числу обязательных базовых общеобразовательных учебных предметов на ступени среднего (полного) образования. На его изучение отводится 210 учебных часов, по 3 часа в неделю в 10 и 11 классах.

";Естествознание"; вводится в профилях гуманитарной направленности (и ряде других профилей). Введение этого интегрированного учебного предмета позволяет:

– значительно экономить учебное время, высвободившийся резерв которого целесообразно использовать на расширение и углубление профильных учебных предметов (литературы, языков, истории и т.д.);

– снять малоэффективные ";одночасовые"; предметы, на которые фактически распадается ";Естествознание"; в условиях, когда на их совокупность (";Биология";, ";География";, ";Физика";, ";Химия";) в учебном плане реально выделяется не более 4 часов учебного времени.

Федеральный компонент образовательного стандарта по естествознанию

Федеральный компонент стандарта по естествознанию представлен только на базовом уровне среднего (полного) общего образования. Он ориентирован на формирование общей культуры и в основном связан с мировоззренческими, развивающими и воспитательными задачами общего образования, задачами социализации.

Стандарт по естествознанию включает:

– цели изучения естествознания;

– обязательный минимум содержания основных образовательных программ по естествознанию;

– требования к уровню подготовки выпускников по естествознанию.

Структура целей изучения естествознания, как и других учебных предметов, отражает необходимость всестороннего развития личности и включает освоение знаний, овладение умениями, развитие, воспитание и практическое применение приобретенных знаний и умений (ключевые компетенции). При этом все представленные цели равноценны по значимости.

Обязательный минимум содержания основных образовательных программ – обобщенное содержание образования, которое каждое образовательное учреждение обязано предоставить обучающимся для обеспечения их конституционного права на получение общего образования. Обязательный минимум по естествознанию представлен в виде набора предметных тем, включаемых в обязательном порядке в основные образовательные программы среднего (полного) общего образования по естествознанию. Обязательный минимум не устанавливает порядок (последовательность) изучения предметных тем и не определяет нормативы учебного времени, отводимые на изучение данной темы в рамках учебной программы.

В обязательном минимуме прямым шрифтом выделено содержание, изучение которого является объектом контроля и оценки в рамках итоговой аттестации выпускников. Курсивом выделено содержание, которое подлежит изучению, но не является объектом контроля и не включается в требования к уровню подготовки выпускников. Такой способ представления обязательного минимума обеспечивает вариативность подхода к изучению учебного материала, расширяет возможности разноуровневого обучения.

Требования к уровню подготовки выпускников – установленные стандартом результаты освоения выпускниками обязательного минимума, необходимые для получения государственного документа о достигнутом уровне общего образования. Требования разработаны в соответствии с обязательным минимумом и целями изучения естествознания.

Требования задаются в деятельностной форме (что в результате изучения естествознания учащиеся должны знать, уметь, использовать в практической деятельности и повседневной жизни).

Требования служат основой разработки контрольно-измерительных материалов по естествознанию для государственной аттестации выпускников образовательных учреждений, реализующих программы среднего (полного) общего образования.

При введении интегрированного учебного предмета ";Естествознание"; следует иметь в виду:

а) Федеральный базисный учебный план предназначен не только для общеобразовательных учреждений, но и для учреждений начального и среднего профессионального образования, где реализуется как общее, так и профессиональное образование, и где проблема дефицита учебного времени стоит еще более остро.

б) Федеральный базисный учебный план предполагает необязательность выбора именно этого варианта изучения ";Естествознания";. Вполне допустимо и в рамках профилей гуманитарной направленности выбрать изучение учебного предмета ";Естествознание"; или самостоятельных учебных предметов (";Физика";, ";Химия";, ";Биология";) на базовом уровне за счет времени, отводимого на элективные учебные предметы.

в) Предлагаемый интегрированный учебный предмет ";Естествознание"; не является суммой знаний по физике, химии, биологии. Он призван решать задачу формирования целостной естественнонаучной картины мира и ознакомления обучающихся с методами познания, характерными для естественных наук. Эта задача в большей степени соответствуют назначению изучения естествознания в профилях гуманитарной направленности – формированию современного научного мировоззрения, самоопределению личности в окружающем мире.

Учебный предмет ";Естествознание"; может не изучаться в случаях если:

– три учебных предмета естественнонаучного цикла (";Физика";, ";Химия"; и ";Биология";) изучаются на базовом уровне;

– один учебный предмет естественнонаучного цикла изучается на профильном, два – на базовом уровне;

– два учебных предмета естественнонаучного цикла изучаются на профильном, один – на базовом уровне;

– все три учебные предмета естественнонаучного цикла изучаются на профильном уровне.

При проведении практических занятий по ";Естествознанию"; осуществляется деление классов на две группы: в городских образовательных учреждениях при наполняемости 25 и более человек, в сельских – 20 и более человек.

Интегрированные курсы естествознания являются системообразующими для дисциплин естественнонаучного цикла. На каждом этапе школьного образования они выполняют свою миссию. В начальной школе – это пропедевтика естественнонаучных знаний; в основной школе – формирование ориентировочной основы системного мышления учащихся; в старшей школе – концептуальное обобщение естественнонаучных знаний как основы миропонимания.

Задание: Оцените два предложения по внедрению курса ";Естествознание"; в профильную школу: преподавание предметниками ";посменно"; (сначала учитель физики, затем учитель химии, и затем учитель биологии) или преподавание интегрированного курса одним из предметников. Предложите, кто из учителей мог бы преподавать такой интегрированный курс. Постарайтесь предложить свои варианты преподавания нового курса.

В соответствии с базисным учебным планом ";Природоведение"; изучается в 5-м классе (2 часа). Этот учебный курс обеспечен нескольким программами и УМК. Программы имеют разные названия, но все ориентированы на действующий стандарт. Однако не все из этих программ отвечают миссии интегрированного курса естествознания в основной школе. Часть из них носит ярко выраженный пропедевтический характер по отношению к одному из предметов естественнонаучного цикла, например, биологии. Проблема адекватного выбора УМК – одна из определяющих в обеспечении качества естественнонаучного образования в основной школе.

Профессиональные затруднения учителей, начинающих преподавать интегрированные курсы, связаны не только с выбором программы и УМК, но и с освоением интегративного подхода в естественнонаучном образовании, а также овладением содержанием и методикой преподавания интегрированных курсов, отражающих отличную от предметной логику развития естественнонаучного знания.

Государственный стандарт основного общего образования(ссылка на файл ООО) так определяет роль предмета ";Природоведение";: ";Учебный предмет Природоведение изучается в V классе и является пропедевтической основой последующего изучения блока естественнонаучных предметов. В VI классе по решению образовательного учреждения допускается интеграция учебных предметов Биология и География и продление изучения курса Природоведение";.

В соответствии с концепцией профильного обучения, среди базовых учебных предметов появляется интегрированный курс ";Естествознание"; (10-й класс – 3 часа, 11 класс – 3 часа). В настоящее время разработан стандарт этого учебного предмета, несколько авторских коллективов работают над программой и УМК. Завершение этой работы планируется к 2006-2007 уч. г.

Рубрика: Памятка: Кафедра теории и методики естественнонаучного образования АППО проводит курсы и консультирует учителей по проблемам преподавания интегрированных курсов естественнонаучной направленности. Целевые курсы кафедры ";Естествознание в профильной школе"; нацелены на осознание учителями ценностно-смысловых ориентиров интегрированного курса естествознания в старшей школе и осмысление подходов к разработке его содержания. Оперативную помощь учителям естествознания оказывает новый профессиональный журнал ";Естествознание в школе"; (подписной индекс – 82635).

Проведенный анализ позволяет определить некоторые общие направления поиска, некоторые общие условия реализации профильного обучения:

– относительное сокращение содержания образования по непрофильным общеобразовательным предметам, изучаемым на базовом уровне, их возможная интеграция (физика, химия, биология – естествознание в гуманитарном классе или история, обществоведение, экономика – обществознание в физико-математическом классе);

– усиление практической, деятельностной направленности образования, соединение теоретических знаний учащихся с их практическими потребностями, поиск путей расширения возможностей применения теоретических знаний в практической деятельности, непосредственно в процессе обучения;

– организация и развитие психолого-педагогической диагностики школьников, расширение профессионально-трудового опыта;

– ориентация не на накопление знаний, а на создание условий для приобретения опыта познавательной деятельности в различных профессиональных сферах;

– интеграция учреждений общего образования с учреждениями профессионального образования, дополнительного образования детей и другими образовательным ресурсами в целях расширения спектра образовательных услуг и выбора профессиональной деятельности;

– заметное сокращение преподавания в классно-урочной предметной системе.

Современный этап информатизации общего образования (этап глобального информационного мышления) является объективной предпосылкой межпредметной интеграции биологии, географии, физики и химии в содержании курса ";Естествознание"; на основе ";этажей"; или уровней интеграционных процессов.

Рис. ";Этажи"; или уровни интеграции учебных дисциплин

Успешность интегративно-модульного обучения естествознанию обеспечивается реализацией следующих методических условий:

– использование модулей – дидактически законченных информационно-функциональных узлов;

– дидактическая значимость модулей;

– комплексное формулирование и реализация интегративных дидактических целей в учебных модулях;

– общенаучная и профессионально-пропедевтическая направленность учебно-образовательного процесса;

– отбор и реализация интегративного (инвариантного и вариативного личностно-значимого содержания обучения естествознанию);

– реализация интегративно-модульной технологии, предусматривающей синтез традиционных и инновационных методов и средств обучения;

– многоуровневая оценка результатов образовательного процесса: (в форме новообразований в свойствах личности) системных знаний, интегративных умений, социально и познавательно значимых мотивов, необходимых слагаемых общенаучной и допрофессиональной компетентности, готовности к дальнейшему образованию и самообразованию.

Связи между учебными предметами могут осуществляться по различным направлениям:

– по линии образовательных функций обучения (соответственно разным видам научных знаний может быть последовательно осуществлен межпредметный синтез содержания учебных предметов);

– по линии развивающих функций обучения (общих способов действий, умений и навыков);

– по линии воспитательных функций обучения (общих учебно-воспитательных задач и соответствующих им видов знаний, элементы которых включены в различные предметы).

Основными требованиями к подготовке интегрированных уроков в рамках интегративного подхода обучения естествознанию в школе являются следующие:

– выбор комплексной учебной проблемы, включающей межнаучные и межпредметные знания и умения, значимой для учащихся;

– отражения принципов интеграции в планировании урока и его задачах;

– комплексное учебно-методическое обеспечение с использованием дидактических средств из нескольких учебных предметов;

– разработка механизма организации взаимодействия учителей и учеников в процессе подготовки и проведения урока;

– тесное сотрудничество учителей-предметников в процессе разработки и проведения урока;

– использование разнообразных методических приемов и уровней усвоения учебного материала.

Основными задачами таких уроков являются:

– возбуждение интереса учащихся к переносу и синтезу знаний из нескольких учебных предметов;

– выявление и устранение пробелов в знаниях учащихся по интегрируемым предметам;

– овладение интегрированными знаниями по межпредметным проблемам;

– интеграция познавательных и учебных интересов учащихся.

Результат внутренней логики развития естественных и технических наук приводит к интегрированным научным знаниям, ориентированным на проблемы человека и поиск путей альтернативного развития ";человек-общество-природа";. Интеграция знаний из разных областей познания вокруг проблемы взаимодействия человека и природы является механизмом реализации гуманитаризации естественнонаучного образования и направлена на формирование у учащихся системности знаний как средства целостного восприятия мира и условия дальнейшего образования и самообразования. Как следствие работы в этом направлении возникают интегрированные учебные курсы, которые содержат ";компоненты, позволяющие актуализировать либо создать интеграционные связи внутри новой целостности"; и позволяют перейти от ";наукоучения к диалогу";.

В связи с реализацией интеграции шире, чем объединение только естественнонаучных знаний требует рассмотрения подходов, сложившихся в современном образовании (его естественнонаучной области) с позиций проявления и эволюции методологического принципа интеграции.

Провести четкую границу между уроком с межпредметными связями и интегрированным уроком нельзя, однако можно выделить три основных критерия, которые характеризуют интегрированный урок:

– наличие основания для интеграции (проблема, теория, метод или объект изучения);

– интегрированный подход в отборе содержания образования: знаний, умений, ценностной ориентации на основе разных форм постижения действительности (наука, философия, искусство, религиоведение, мифология);

– выбор адекватной содержанию формы проведения урока, обеспечивающей развитие разных сфер личности учащихся.

Итак, теоретический анализ и практика развития образовательных систем, структуры образования ";школа-вуз"; позволяют считать интеграцию одним из действенных способов изменения качества педагогической реальности; позволяет обновить содержание образования с учетом психолого-физиологических особенностей учащихся; использовать инновационные формы и методы в образовательном процессе; способствует обеспечению оптимальной организации учебно-воспитательного процесса по курсу ";Естествознание";.

Задание: Обсудите концепцию профильного обучения(ссылка на файл КПО) в России и сравните ее с опытом других стран(ссылка на файл «ПО за рубежом»). Найдите положительные и отрицательные стороны российской концепции профильного обучения, учитывая специфику российского образования, его истории. Предложите свое видение переходного этапа к профильному обучению в России.

Проверьте себя

Рекомендуемая литература

Концепция модернизации российского образования до 2010 года

Концепция профильного обучения

Государственный образовательный стандарт общего образования

Государственный образовательный стандарт среднего (полного) образования

Тема5 Общая характеристика учебного предмета

Ссылки на файлы:

План занятия

Концептуальные основы образовательного стандарта по естествознанию

Ведущие идеи курса ";Естествознание";

Цели курса ";Естествознание";

Принципы разработки содержания курса ";Естествознание";

Задачи курса ";Естествознание";

Методические особенности построения содержания курса ";Естествознание";

Основное содержание предмета ";Естествознание"; (в соответствии с примерным учебным планом)

Средства обучения естествознанию

Результаты обучения

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы

Информационный блок

Концептуальные основы образовательного стандарта по естествознанию

Стандарт по естествознанию разработан с учетом основных задач модернизации общего образования, из которых непосредственное отношение к данному учебному предмету имеют:

– введение профильного обучения на старшей ступени школы;

– нормализация учебной нагрузки учащихся;

– соответствие содержания образования возрастным закономерностям развития учащихся, их особенностям и возможностям на каждой ступени образования;

– личностная ориентация содержания образования;

– деятельностный характер образования, направленность содержания образования на формирование общих учебных умений и навыков, обобщенных способов учебной, познавательной, коммуникативной, творческой деятельности;

– усиление социально-гуманитарной направленности содержания образования, способствующей утверждению ценностей гражданского общества;

– формирование ключевых компетенций – готовности учащихся использовать усвоенные знания, умения и способы деятельности в реальной жизни для решения практических задач;

– обеспечение вариативности и свободы выбора в образовании для субъектов образовательного процесса (учащихся и их родителей, педагогов и образовательных учреждений).

Следует подчеркнуть, что стандарт по естествознанию является нормативной основой для введения нового интегрированного предмета ";Естествознание"; в старшей школе, который может стать оптимальным решением задачи естественнонаучного образования для учащихся, выбравших профили гуманитарной направленности. Стандарт объединяет в себе материал основных естественнонаучных дисциплин (физики, биологии, химии), однако не является простой ";суммой"; стандартов по этим предметам. Содержательные элементы этих дисциплин отобраны по тому принципу, чтобы они представляли в самом сконцентрированном виде ключевые идеи каждой из наук, ставшие основными составляющими естественнонаучной картины мира и оказавшие определяющее влияние на развитие современных технологий. Наряду с этим в стандарте присутствует материал мета- и междисциплинарного содержания, который прежде не входил в обязательные минимумы ни по одному из предметов естественнонаучного цикла.

Стандарт по естествознанию способствует решению одной из важных задач модернизации – нормализации учебной нагрузки учащихся. Количество предметных тем в обязательном минимуме стандарта примерно вдвое меньше, чем общее число аналогичных по объему предметных тем, входящих как в Обязательные минимумы, утвержденные приказом Минобразования России в 1998/99 г.г., так и в новые стандарты по физике, химии и биологии для старшей школы (базовый уровень).

В содержании стандарта учтены особенности учащихся, выбравших профили гуманитарной направленности в старшей школе. Стандарт, в первую очередь, ориентирован на то, чтобы обеспечить необходимый уровень естественнонаучной грамотности выпускников, которые в дальнейшем не предполагают продолжать образование и работать в области естественных наук. Среди отличительных особенностей этих учащихся, как правило, можно выделить невысокий уровень естественнонаучной и математической подготовки после окончания основной школы и недостаточную мотивацию к дальнейшему изучению этих дисциплин. В соответствии с этим, отбор содержания для стандарта по естествознанию отвечает, прежде всего, требованиям актуальности и доступности. Это означает, что, с одной стороны, содержание предусматривает знакомство с ключевыми достижениями естественных наук и их определяющим влиянием на развитие современных технологий, наше материальное окружение, а с другой, предполагает наглядный, качественный уровень освоения этого материала.

Реализованный подход к отбору содержания стандарта можно назвать прагматическим. Смысл его в том, чтобы учащиеся приобрели хотя бы минимально необходимые знания и умения, обеспечивающие культурный кругозор выпускника в области естественных наук. Обладание таким кругозором не обязательно предполагает глубокую академическую подготовку по естественнонаучным дисциплинам, владение сложным математическим аппаратом. Вместе с тем оно должно позволить выпускнику:

– ориентироваться в естественнонаучной информации на уровне сообщений СМИ и научно-популярных источников;

– иметь представление о естественнонаучном методе познания и использовать знакомство с этим методом для получения фактов, оценки достоверности информации, построения аргументации;

– использовать естественнонаучные знания и умения в повседневной жизни и практической деятельности, особенно когда это касается вопросов питания, медицины, применения соединений бытовой химии, экологии, экономии энергии.

Другая сторона прагматизма – прямая заинтересованность гражданского общества в человеке, способном оценить значение науки для создания новых технологий, улучшения качества жизни, охраны окружающей среды. Оказавшись в роли избирателя, чиновника, политика, такой человек сможет определить свою позицию и принять обоснованное решение по вопросам поддержки крупных научно-технических проектов, осознанно участвовать в общественной дискуссии по спорным проблемам, связанным с использованием научных достижений.

Данные образовательные ориентиры нашли отражение в целях, обязательном минимуме и требованиях стандарта по естествознанию.

Обязательный минимум построен в следующей логике. Он разбит на три крупных раздела: ";Современные естественнонаучные знания о мире";, ";Естественные науки и развитие техники и технологий";, ";Естественные науки и человек";. Большая часть первого раздела включает в себя наиболее важные идеи и открытия физики, химии, биологии, в основном определяющие современную естественнонаучную картину мира. Вот примерный ";список"; таких идей. Дискретное строение вещества. Реальность иной сущности, чем вещество, – поля. Квантовая природа света (и энергии). Направленность изменений в макросистемах, которая подчиняется 2-му началу термодинамики. Нестационарность (и эволюция) Вселенной. Все это вклад физики. Зависимость химических свойств веществ от строения атомов и молекул. Химическая реакция как причина превращений веществ. Это фундаментальный вклад химии. Клеточное строение организмов. Молекула ДНК как носитель наследственной информации. Биологическая эволюция. Биосистемная организация жизни и необходимость биоразнообразия. Это вклад биологии.

Предметные темы второго раздела отражают практическую реализацию фундаментальных идей и открытий, представленных в первом разделе, – в энергетике, технологиях, синтетических материалах.

Третий раздел обязательного минимума посвящен тому, как фундаментальные открытия естествознания помогают объяснять процессы, происходящие в человеческом организме, и непосредственно используются в быту.

Важной характеристикой обязательного минимума являются степень интеграции его содержания, предлагаемый в нем баланс между предметным и межпредметным материалом. Здесь существуют определенные ограничения, накладываемые на возможные масштабы интеграции. Главное из них – кадровые проблемы по обеспечению преподавания интегрированного курса. В условиях временного отсутствия специальности ";учитель естествознания"; содержание стандарта должно оставлять возможность для совместного преподавания курса традиционными учителями-предметниками. Этим, в первую очередь, объясняется то, что обязательный минимум, в основном, составлен из предметных тем физического, химического и биологического содержания. Другая существенная причина такого предметного деления заключается в том, что именно фундаментальные достижения физики, химии и биологи (главных и исторически сложившихся естественных наук) в дальнейшем находят применение в технике и технологиях.

Вместе с тем в стандарте обеспечивается необходимая степень интеграции. Она представлена, главным образом, предметными темами первого и последнего абзацев раздела ";Современные естественнонаучные знания о мире";. Это, прежде всего, темы, посвященные методу научного познания; пространственно-временным характеристикам микро-, макро- и мегамира; преобразованиям и сохранению энергии в живой и неживой природе; случайным процессам и вероятностным закономерностям; эволюции на физическом, химическом и биологическом уровнях; процессам самоорганизации; информационным процессам в биологических, технических и социальных системах; проблемам глобальной экологии. Межпредметные темы (использование электромагнитных волн в медицине, электрические ритмы сердца и мозга, роль макромолекул в человеческом организме и др.) представлены и в двух других разделах обязательного минимума. Наконец само рассмотрение в рамках единого предмета (и в единой логике) фундаментальных достижений физики, биологии, химии и их прикладного значения также можно считать формой интеграции, способствующей формированию современной естественнонаучной картины мира.

Деятельностный характер стандарта реализуется как в обязательном минимуме, так и в требованиях к уровню подготовки выпускников. В двух первых разделах обязательного минимума имеется рубрика ";Проведение простых исследований и/или наблюдений";, представляющая процессы и явления, которые должны быть объектом экспериментальной деятельности учащихся. В третьем разделе обязательного минимума выделена деятельность по ";анализу ситуаций, связанных с повседневной жизнью человека";, и приводится перечень ситуаций, подлежащих анализу. Содержание деятельностных рубрик является полноправной частью обязательного минимума и точно так же, как предметные темы, должно в обязательном порядке включаться в основные образовательные программы по естествознанию.

Требования к уровню подготовки выпускников практически полностью сформулированы в деятельностной форме. Рубрика ";знать/понимать"; включает не просто перечень знаний, которые должны усваиваться и воспроизводиться учащимися. Контрольно-измерительные материалы, соответствующие этому виду требований, будут также выявлять уровень понимания этого материала, способность учащихся приводить образцы объектов и явлений, проясняющие смысл тех или иных естественнонаучных понятий.

В ходе преподавания естествознания, отвечающего духу стандарта, содержание фундаментального характера целесообразно давать в том объеме и на том уровне, которые позволяют понять сущность естественнонаучной идеи и наиболее общие принципы ее практического применения. Как правило, для этого достаточно качественного уровня рассмотрения, далекого от академической полноты, без использования серьезного математического аппарата. Это сложная методическая задача, в корне отличная от задачи систематического изучения теоретического материала. Так, для понимания принципов, на которых основано получение электроэнергии, достаточно наблюдения и качественного изучения явления электромагнитной индукции, даже без точной формулировки закона Фарадея или заучивания правил, по которым определяется направление индукционного тока. Для понимания принципов генной инженерии достаточно наблюдать объемную модель ДНК, иметь представление о связи участков ДНК (генов) с синтезом тех или иных соединений в клетке, но совсем не обязательно знать химические формулы нуклеиновых и аминокислот или решать традиционные генетические задачи. Подобные рекомендации диктуются особенностями учащихся в классах гуманитарных профилей и целями изучения естествознания, как они сформулированы в стандарте.

Эти же особенности определяют особую роль наглядности при изучении естествознания. Поэтому в учебном процессе, авторских и рабочих программах должны быть широко представлены демонстрации, эксперименты, несложные исследования, позволяющие учащимся увидеть, ";пощупать своими руками"; объекты и явления. При этом, по возможности, надо как можно шире использовать современные мультимедиа, обращение к ресурсам Интернета.

Работа с информационными источниками должна стать важнейшей составляющей учебного процесса. Анализ научно-популярных текстов (из журналов, газет, Интернета) не только способствует формированию информационной компетентности учащихся, но делает по-настоящему современным содержание предмета ";Естествознание";, дополняет, а возможно и заменяет, материал учебника.

В преподавании естествознания, наряду с реализацией предметных целей и задач, необходимо уделять особое внимание формированию у учащихся общеучебных умений, навыков, универсальных способов деятельности, таких как:

умения исследовательского характера (постановка проблемы, изучение взаимосвязей, выдвижение гипотез и осуществление их проверки);

поиск, критическое оценивание, передача содержания информации (сжато, полно или выборочно); перевод информации из одной знаковой системы в другую (из графиков, формул в текст, из текста в таблицу, из аудиовизуального ряда в текст и др.);

использование мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий для обработки и передачи информации, презентации результатов деятельности;

умения развернуто обосновывать суждения, давать определения, приводить доказательства, подтверждать примерами сделанные утверждения;

навыки организации и участия в коллективной деятельности, включая постановку общей цели и определение средств ее достижения, конструктивное восприятие иных мнений и идей, учет индивидуальных черт партнеров по деятельности, объективную оценку своего вклада в общий результат.

Ведущие идеи курса ";Естествознание";

Идея единства, целостности и системной организации природы.

Идея взаимозависимости человека и природы.

Идея гармонизации системы ";природа–человек"; на основе осознания космического предназначения человека и необходимости научно обоснованного природопользования.

Цели

Изучение естествознания на ступени среднего (полного) общего образования на базовом уровне направлено на достижение следующих целей:

– освоение знаний о современной естественнонаучной картине мира и методах естественных наук; знакомство с наиболее важными идеями и достижениями естествознания, оказавшими определяющее влияние на представления человека о природе, развитие техники и технологий;

– овладение умениями применять полученные знания для объяснения явлений окружающего мира, критической оценки и использования естественнонаучной информации, содержащейся в СМИ, ресурсах Интернета и научно-популярной литературе; осознанного определения собственной позиции по отношению к обсуждаемым в обществе проблемам науки;

– развитие интеллектуальных, творческих способностей и критического мышления в ходе проведения простейших исследований, анализа явлений, восприятия и интерпретации естественнонаучной информации;

– воспитание убежденности в возможности познания законов природы и использования достижений естественных наук для развития цивилизации; стремления к обоснованности высказываемой позиции и уважения к мнению оппонента при обсуждении проблем; осознанного отношения к возможности опасных экологических и этических последствий, связанных с достижениями естественных наук;

– использование естественнонаучных знаний в повседневной жизни для обеспечения безопасности жизнедеятельности; охраны здоровья, окружающей среды; энергосбережения.

Принципы разработки содержания курса ";Естествознание";

Принцип гуманитаризации, понимаемый как интеграция естественнонаучных и гуманитарных знаний в системе ";природа–человек";.

Принцип формирования личности Землянина через осознание учащимися объективно существующих связей в природе в системе ";природа–человек";.

Принцип приоритета формирования стиля мышления учащихся по отношению к конкретным знаниям о природе.

Принцип отбора изучаемого материала из разных областей знания в соответствии с их ролью в научном познании с последующей дидактической адаптацией.

Принцип отбора и структурирования учебного материала по схеме ";человек—природа";.

Задачи курса ";Естествознание";

– сформировать у учащихся знания об объектах и явлениях природы, закономерностях процессов и законах природы в системе учения о единстве природы;

– развить у учащихся ориентировочную основу системного мышления в контексте современной естественнонаучной картины мира;

– развить у учащихся способности к наблюдению как специфическому методу познания в естествознании, экспериментальные умения и навыки выполнения лабораторных работ;

– развить умственную самостоятельность учащихся как способность формулировать проблемы и находить пути их решения, способность к абстрактному мышлению и обобщению знаний (анализ и синтез, сопоставление, аналогия, установление причинно-следственных связей), системность мышления;

– развить эстетическое восприятие природы учащимися как средство духовного развития и как одну из форм постижения природы;

– выработать у учащихся систему знаний и убеждений, дающих четкую ориентацию в системе отношений ";природа–человек";, как основу экологического образования и воспитания учащихся – важнейшего звена в понимании сущности глобальных проблем современности;

– сформировать гуманистические, нравственные идеалы как основу экологического мышления и ценностного отношения к природе.

Методические особенности построения содержания курса ";Естествознание";

– отказ от систем понятий в логике предметного обучения линейных курсов;

– использование дедукции (рассмотрение природы как целостной системы) как ведущего подхода к формированию основ современной естественнонаучной картины мира;

– переход от классической системы формирования понятий к использованию уровня общих представлений для интегрального обобщения;

– минимизация знаний с использованием элементов исторического подхода;

– при изучении объектов природы ориентация не на усвоение конкретных фактов, а на осознание взаимосвязей (функциональный подход).

Особенности восприятия учебного материала учащимися обеспечиваются широкой опорой на лабораторные и практические занятия, сбор коллекций, экскурсии в природу, музеи, планетарий, зоопарк, ботанический сад (либо заменяющие их видеоматериалы).

Основное содержание предмета ";Естествознание"; (в соответствии с примерным учебным планом)

Программа разбита на разделы, большинство из которых посвящено той или иной ключевой идее физики, химии или биологии, например, ";Физические поля";, ";Химическое вещество и химическая реакция";, ";Генетическая информация";. При этом два основных содержательных ";пласта"; обязательного минимума стандарта – фундаментальный и прикладной – находятся уже внутри каждого из таких разделов. Вводный и заключительный разделы программы в наибольшей степени отражают идеи интеграции естественных наук, однако межпредметные связи широко представлены и в других разделах.

Деятельностная составляющая обязательного минимума стандарта в программе реализуется лабораторными и практическими работами, имеющими исследовательский характер и предполагающими обращение к различным информационным ресурсам.

Примерная программа служит ориентиром для разработки авторских программ и учебников, может использоваться учителем при тематическом планировании курса. При этом авторы учебных программ и учебников могут предложить собственный подход в части структурирования учебного материала, последовательности его изучения, а также путей формирования системы знаний, умений и способов деятельности, развития и социализации учащихся.

Ссылка на файл ТабСодЕст

Средства обучения естествознанию

В условиях введения нового предмета ";Естествознание"; для проведения учебных занятий возможно и целесообразно использование существующих учебных кабинетов физики, химии и биологии, в том числе имеющейся там спецмебели. Выбор помещений для этих кабинетов и их рациональная планировка определяются Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами (СанПиН 2.4.2. 178-02).

Рубрика Мнение (ссылка на файл Склярова)

";Естествознание"; является принципиально новым предметом на ступени среднего (полного) общего образования, поэтому до сих пор для него не существовало перечней технических средств обучения и учебного оборудования. По этой причине настоящий перечень в значительной мере является комбинацией объектов и средств материально-технического обеспечения, взятых из имеющихся перечней по физике, химии и биологии. Вместе с тем перечень по естествознанию не сводится к сумме фрагментов из перечней по этим предметам. В нем учитывается интегрированный характер курса естествознания, присутствие большого количества межпредметных тем в обязательном минимуме стандарта и разделах примерной программы. Поэтому, например, средства и объекты, взятые из перечня по химии, могут использоваться при изучении тем физического или биологического содержания, и наоборот. А объекты, традиционно используемые в основной школе или на профильном уровне старшей школы, могут входить в настоящий перечень для иллюстрации каких-то общих закономерностей. Кроме того, в перечень включены и новые объекты, например, набор реактивов для демонстрации явлений самоорганизации (реакция Белоусова – Жаботинского).

К настоящему моменту не существует учебников и УМК по естествознанию, которые бы соответствовали стандарту. Появление первых УМК ожидается к началу 2006/2007 учебного года. В их состав будут входить авторская программа, учебник, методические рекомендации для учителя и, возможно, мультимедийное приложение.

Образовательным учреждениям и учителям, предполагающим введение естествознания, начиная уже с 2005/2006 учебного года, можно рекомендовать составление авторской программы на основе примерной программы и подготовку временного учебного пособия для учащихся в жанре конспекта лекций. В качестве дополнительных пособий и информационных источников, удачно раскрывающих отдельные темы стандарта, возможно использование различных школьных учебников по физике, химии и биологии, а также научно-популярных публикаций (Ссылка на файл Таблица учебники).

Результаты обучения

Примерная программа предусматривает формирование у учащихся общеучебных умений и навыков, универсальных способов деятельности и ключевых компетенций. В этом направлении приоритетными для учебного предмета ";Естествознание"; являются:

– умения, относящиеся к исследовательской деятельности (постановка проблемы, изучение взаимосвязей, выдвижение гипотез и осуществление их проверки);

– поиск, критическое оценивание, передача содержания информации (сжато, полно или выборочно); перевод информации из одной знаковой системы в другую (из графиков, формул в текст, из текста в таблицу, из аудиовизуального ряда в текст и др.);

– использование мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий для обработки и передачи информации, создания баз данных, презентации результатов познавательной и практической деятельности;

– умения развернуто обосновывать суждения, давать определения, приводить доказательства, подтверждать примерами сделанные утверждения;

– навыки организации и участия в коллективной деятельности, включая постановку общей цели и определение средств ее достижения, конструктивное восприятие иных мнений и идей, учет индивидуальных черт партнеров по деятельности, объективная оценка своего вклада в общий результат;

– оценивание и корректировка своего поведения в окружающей среде, выполнение экологических требований в практической деятельности и повседневной жизни.

В самом сконцентрированном виде ожидаемые результаты изучения курса ";Естествознание"; могут быть сформулированы как:

– способность выпускников ориентироваться в современных научных понятиях и информации естественнонаучного содержания;

– овладение некоторыми элементами исследовательского метода;

– умение использовать естественнонаучные знания в повседневной жизни и ситуациях общественной дискуссии.

Ожидаемые результаты изучения курса ";Естествознание"; полностью соответствует требованиям стандарта.

В результате изучения естествознания ученик должен знать и понимать (перечень знаний, которые должны усваиваться и воспроизводиться учащимися):

– смысл понятий: естественнонаучный метод познания, электромагнитное поле и электромагнитные волны, квант, эволюция Вселенной, большой взрыв, Солнечная система, галактика, периодический закон, химическая связь, химическая реакция, макромолекула, белок, катализатор, фермент, клетка, дифференциация клеток, ДНК, вирус, биологическая эволюция, биоразнообразие, организм, популяция, экосистема, биосфера;

– вклад великих ученых в формирование современной естественнонаучной картины мира;

– уметь (требования по овладению более сложными видами деятельности: приводить примеры, объяснять, выдвигать гипотезы и предлагать пути их проверки, делать выводы, работать с естественнонаучной информацией):

– приводить примеры экспериментов и/или наблюдений, обосновывающих: атомно-молекулярное строение вещества, существование электромагнитного поля и взаимосвязь электрического и магнитного полей, волновые и корпускулярные свойства света, необратимость тепловых процессов, разбегание галактик, зависимость свойств вещества от структуры молекул, зависимость скорости химической реакции от температуры и катализаторов, клеточное строение живых организмов, роль ДНК как носителя наследственной информации, эволюцию живой природы, превращения энергии и вероятностный характер процессов в живой и неживой природе, взаимосвязь компонентов экосистемы, влияние деятельности человека на экосистемы;

– объяснять прикладное значение важнейших достижений в области естественных наук для: развития энергетики, транспорта и средств связи, получения синтетических материалов с заданными свойствами, создания биотехнологий, лечения инфекционных заболеваний, охраны окружающей среды;

– выдвигать гипотезы и предлагать пути их проверки; делать выводы на основе экспериментальных данных, представленных в виде графика, таблицы или диаграммы;

– работать с естественнонаучной информацией, содержащейся в сообщениях СМИ, ресурсах Интернета, научно-популярных статьях: владеть методами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации;

– использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для (требования, выходящие за рамки учебного процесса и нацеленные на решение разнообразных жизненных задач, способствуют формированию ключевых компетенций, относящихся к обеспечению безопасности, улучшению качества жизни, работе с информацией):

– оценки влияния на организм человека электромагнитных волн и радиоактивных излучений;

– энергосбережения;

– безопасного использования материалов и химических веществ в быту;

– профилактики инфекционных заболеваний, никотиновой, алкогольной и наркотической зависимостей;

– осознанных личных действий по охране окружающей среды.

Проверьте себя

Рекомендованная литература

Алексашина И.Ю., Орещенко Н.И. Программа и методические рекомендации к курсу ";Естествознание";. – СПб: СпецЛит, 2000.

Тема6 Введение в проблему отбора содержания курса “Естествознание”
в классах различных профилей

Ссылки на файлы:

Планы, ПБио, ПБиоБаз, ПБиоПроф, ПГео, ПГеоБаз, ПГеоПроф, ПФиз, ПФизБаз, ПФизПроф, ПХим, ПХимБаз, ПХимПроф

План занятия

Суть проблемы отбора содержания курса естествознания

Дидактические основания отбора содержания

Поурочное планирование курса ";Естествознание"; в 10 классе (105 час., 3 час./нед.)

Поурочное планирование курса ";Естествознание"; в 11 классе (105 час., 3 час./нед.)

Особенности отбора содержания курса ";Естествознание"; для классов физических профилей (физико-математический, информационно-технологический и др.)

Особенности отбора содержания курса ";Естествознание"; в классах с профильной географией (социально-экономический профиль и др.)

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы

Информационный блок

Суть проблемы отбора содержания курса естествознания

Говоря об особенностях отбора содержания курса естествознания в разных профилях стоит разделить эту проблему на две принципиально разные составляющие: проблема процесса организации межпредметных связей при сочетании курса ";Естествознание"; с естественнонаучными предметами в разных профилях и проблема содержания курса ";Естествознание";.

Анализ примерных учебных планов, предлагаемых ФБУП (ссылка на файл Планы) позволяет выявить количество часов, выделяемых на естественнонаучное образование при разных профилях обучения (Е – ";Естествознание";, Ф – ";Физика";, Г – ";География";, Б – ";Биология";, Х – ";Химия";):

Физико-математический профиль Е+Ф5 = 8 ч./нед.

Индустриально-технологический профиль Е+Ф5= 8 ч./нед.

Социально-экономический профиль Е+Г3= 6 ч./нед.

Информационно-технологический профиль Е+Ф2= 5 ч./нед.

Универсальное обучение (непрофильное обучение) ФБХГ = 5 ч./нед.

Социально-гуманитарный профиль Е = 3 ч./нед.

Филологический профиль Е = 3 ч./нед.

Художественно-эстетический профиль Е = 3 ч./нед.

Оборонно-спортивный профиль Е = 3 ч./нед.

Эти обобщенные данные раскрывают суть обозначенных проблем.

Во-первых, примерная программа по ";Естествознанию"; предполагает изучение вопросов физики (70 часов из 210), которые дублируют аналогичные вопросы программы по физике (как профильной, так и базовой). Это создает прецедент, когда при обучении в параллели с физикой естествознанию, его программу следует коренным образом поменять, чтобы не дублировать физику. Освобождается треть учебного времени для других областей естествознания.

Таблица. Сопоставление учебных тем программ по курсам ";Естествознание";, ";Физика"; (профильная) и ";География"; (профильная) соответственно.
Учебная тема
час
Учебная тема
час
Учебная тема
час

Система наук о природе и естественнонаучная картина мира

10

Физика как наука. Методы научного познания природы

6

География как наука

30

Дискретное строение вещества

22

Механика. Физический практикум

68

Введение в общую географию

30

Физические поля

24

Молекулярная физика. Физический практикум

40

Введение в физическую географию

30

Кванты

12

Электростатика. Постоянный ток. Физический практикум

44

Введение в геологию

10

Эволюция Вселенной

12

Магнитное поле. Физический практикум

26

Введение в экономическую и социальную географию

50

Химическое вещество и химическая реакция

16

Электромагнитные колебания и волны. Физический практикум

63

Природопользование и геоэкология

30

Природные и синтетические соединения

14

Квантовая физика. Физический практикум

40

Резервное время

30

Клеточное строение живых организмов

16

Строение Вселенной. Экскурсии

16

Итого

210

Генетическая информация

18

Обобщающее повторение

20

Эволюция и биосистемная организация жизни

14

Резервное время

27

Наиболее общие свойства и закономерности природных систем

22

Итого

350

Обобщающее повторение

2

Резервное время

28

Итого

210

Задание: проанализируйте таблицу, выявите темы в содержании физики, изучение которых дублируется курсом естествознания, а в содержании географии – не изучаемые и оставленные без внимания курсом естествознания.

Установление межпредметных связей поможет организовать достаточно полное естественнонаучное образование в социально-экономическом профиле, где на него отводится больше учебного времени, чем при универсальном обучении.

Подводя предварительный итог, можно сделать вывод, что содержание предмета ";Естествознание"; должно коренным образом отличаться в различных профилях, а при правильной организации межпредметных связей можно устранить недостатки примерной программы по ";Естествознанию";.

Во-вторых, при разработке ФБУП предполагалось, что предмет ";Естествознание"; включает ";три учебных предмета естественнонаучного цикла (";Физика";, ";Химия"; и ";Биология";)";. Однако если проанализировать предлагаемые ФБУПом примерные программы для среднего (полного) общего образования, то выясняется, что вместе с этими тремя предметами при введении интегрированного ";Естествознания"; из учебного плана пропадает и ";География";. Это вполне логично, поскольку ";География"; также естественнонаучный предмет. Но в примерной программе по ";Естествознанию"; отсутствуют многие знания географической области.

Например, следующие темы оказываются нераскрытыми, при обучении ";Естествознанию"; без ";Географии"; (в скобках приведено время, отведенное для изучения данной темы в ";Примерной программе для среднего (полного) общего образования (базовый уровень) по географии";, всего 39 ч.):

– современные методы географических исследований. Источники географической информации (4 часа);

– население мира (5 часов);

– география мирового хозяйства (10 часов);

– регионы и страны мира (не менее 20 часов).

Следующие темы отражены в программе по естествознанию (11 ч.):

– природа и человек в современном мире (6 часов);

– географические аспекты современных глобальных проблем человечества (5 часов).

Учебные вопросы темы ";Россия в современном мире (10 часов)"; изучаются в курсе обществознания.

Таким образом примерная программа по естествознанию не предполагает изучение большей части базовых вопросов географии.

Решение этой проблемы может быть различным.

В социально-экономическом профиле такой проблемы не стоит, поскольку параллельно с естествознанием изучается география. В профилях, где естествознание изучается параллельно с физикой, можно заменить физические вопросы недостающими знаниями по географии и расширить другие учебные темы. В других случаях необходимо либо вводить базовый курс географии дополнительно к естествознанию (как региональный или школьный компонент), либо вводить географические вопросы в программу по естествознанию сокращая другие предметные области (например, учебные темы области физики).

Дидактические основания отбора содержания

Таблица. Уровни структурирования учебного материала
Виды учебных курсов профильной школы
Уровни дифференциации учебной деятельности
Требования к усвоению учебного материала

Базовый

общекультурный

понимание основных, ведущих идеи курса, умение их объяснять, умение применять теоретические знания в практической ситуации

Профильный

прикладной

глубокое знание системы понятий, умение решать проблемные ситуации в рамках курса

Элективный

творческий

умение решать проблемы в рамках курса и смежных курсов посредством самостоятельной постановки цели и выбора

Процессуальный блок включает комплекс вспомогательных знаний (логических, методологических, философских, историко-научных, межпредметных, оценочных); способы деятельности; определенные формы организации процесса обучения (лабораторные работы, демонстрации, экскурсии и т.д.)

Поурочное планирование курса ";Естествознание"; в 10 классе (105 час., 3 час./нед.)

Предлагаемое планирование не претендует на законченность. В каждой школе оно должно быть рассмотрено на педагогическом совете с участием методических объединений по биологии, географии, физике и химии. Количество часов на каждую тему отводится в соответствии с примерной программой курса ";Естествознание";. Возможно разделение учебного времени между учителями-предметниками, такая возможность предусмотрена и авторами ФБУПа.

Система наук о природе и естественнонаучная картина мира (10 часов)

1. Наука как процесс познания.

2. Праязык науки.

3. Закономерности развития науки и научных революций.

4. Проблема взаимодействия человека и природы.

5. Естествознание – система наук о природе.

6. Системный подход в естествознании.

7. Единство законов природы во Вселенной.

8. Профанация научных знаний и научный дилетантизм.

9. Структурные уровни организации материи.

10. Современная естественнонаучная картина мира.

Дискретное строение вещества (22 часа)

1. История атомистических учений.

2. Ядерная модель атома. Опыт Резерфорда.

3. Квантовые постулаты Бора. Строение атома по Бору.

4. Строение атома (планетарная модель) и атомного ядра.

5. Протонно-нейтронная модель ядра атома. Нуклоны.

6. Элементарные частицы и античастицы. Классификация элементарных частиц.

7. Энергия связи.

8. Связь массы и энергии.

9. Взаимные превращения частиц. Законы сохранения в микромире.

10. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Решение задач.

11. Стабильные и радиоактивные ядра. Изотопы. Типы излучений.

12. Действие излучений на человека. Использование радиоактивности в технике и медицине.

13. Практическая работа: Биологическое действие радиоактивного излучения. Основы биологической защиты.

14. Закономерности расположения атомов в таблице Менделеева. Принцип Паули.

15. Соединение атомов в молекулы. Свойство молекул. Строение вещества.

16. Масса и размеры молекул. Количество вещества. Постоянная Авогадро.

17. Влажность воздуха и ее измерение. Точка росы. Решение задач.

18. Фазовые переходы.

19. Жидкие кристаллы.

20. Диэлектрики, металлы, проводники.

21. Электрический ток в полупроводниках. Сверхпроводимость. Микроэлектроника.

22. Электрический ток в газах.

Физические поля (24 часа)

1. Взаимодействие тел на расстоянии.

2. Графический вид поля. Поле точечного заряда, сферы, шара, пластины.

3. Гравитационное поле Земли.

4. Механические волны. Виды волн.

5. Характеристика волн. Звуковые волны. Ультразвук.

6. Взаимодействие заряженных тел и электрическое поле.

7. Взаимодействие токов и магнитное поле.

8. Взаимосвязь электрического и магнитного полей.

9. Электромагнитные волны.

10. Явление электромагнитной индукции.

11. Практическая работа: Исследование явления электромагнитной индукции.

12. Электрогенератор и способы получения электроэнергии.

13. Трансформатор. Устройство и принцип действия.

14. Проблемы энергосбережения.

15. Электромагнитная передача, запись и хранение информации.

16. Принципы радиосвязи. Радиоприемник и телевизор.

17. Практическая работа: Возможности энергосбережения в повседневной жизни (с использованием различных информационных ресурсов).

18. Магнитное поле Земли. Атмосферные явления.

19. Электрическое поле Земли. Атмосферные явления.

20. Влияние физических полей на организм человека.

21. Электромагнитные явления в живых организмах.

22. Фундаментальные взаимодействия. Проблема «великого объединения» взаимодействий.

Кванты (12 часов)

1. Зарождение квантовой теории. Внешний фотоэффект.

2. Границы представления классической физики. Гипотеза де Бройля.

3. Квантовые постулаты Бора. Строение атома по Бору.

4. Фотоны. Энергия и импульс фотона. Решение задач.

5. Теория фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.

6. Давление света. Опыты Лебедева.

7. Волновые свойства электронов. Интерференция, дифракция электронов.

8. Квантование энергии.

9. Химическое действие света. Лазеры. Поляризация света. Голография.

10. Оптические явления в атмосфере.

11. Оптическая спектроскопия как метод изучения состава вещества.

12. Действие света на живые организмы. Фотосинтез.

Эволюция Вселенной (12 часов)

1. Эффект Доплера и обнаружение ";разбегания"; галактик.

2. Модели эволюции Вселенной.

3. Большой взрыв.

4. Термоядерный синтез.

5. Эволюция и энергия горения звезд.

6. Теория черных дыр.

7. Возникновение химических элементов и синтез веществ на звездах и планетах.

8. Образование планетных систем.

9. Солнечная система.

10. Эволюция Земли.

11. Строение Земли.

12. Солнечная активность. Солнце и жизнь на Земле.

Химическое вещество и химическая реакция (14 часов)

1. Методы познания в химии.

2. Строение электронных оболочек атома и свойства химических элементов.

3. Природа и виды химической связи.

4. Свойства металлов.

5. Свойства неметаллов

6. Химическое вещество.

7. Классификация и свойства неорганических соединений

8. Механизм химической реакции.

9. Скорость реакции и факторы, от которых она зависит (концентрация, температура, катализаторы).

10. Химическое равновесие.

11. Тепловой эффект химической реакции, горение.

12. Использование энергии химической реакции в энергетике и технике.

13. Экологические проблемы, связанные со сжиганием химического топлива.

14. Практическая работа: Исследование зависимости скорости химической реакции от различных факторов.

Резервное время 11 часов

Желательна организация экскурсий в естественнонаучный исследовательский институт, на электростанцию, электрораспределительную станцию, телестудию, радиостанцию, химическое производство и т.п.

Поурочное планирование курса ";Естествознание"; в 11 классе (105 час., 3 час./нед.)

Природные и синтетические соединения (16 часов)

1. Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова.

2. Строение атома углерода. Валентные состояния атома углерода.

3. Связь между строением молекул и свойствами веществ.

4. Классы органических соединений.

5. Природные и синтетические полимеры.

6. Наиболее распространенные синтетические полимерные материалы: пластмассы, каучуки, волокна, лаки, клеи.

7. Возможность получения новых материалов с заданными свойствами.

8. Соединения бытовой химии и безопасное обращение с ними.

9. Практическая работа: Эффективное и безопасное использование средств бытовой химии.

10. Проблемы использования и переработки новых материалов.

11. Химический состав клетки.

12. Белки как важнейшие природные полимеры. Денатурация белка.

13. Химическая структура молекулы ДНК.

14. Биохимическая основа никотиновой, алкогольной и наркотической зависимостей.

15. Круговорот и превращение веществ в биосфере. Химический синтез у бактерий.

16. Абиогенное образование органических веществ. Химическая эволюция.

Клеточное строение живых организмов (18 часов)

1. Сущность живого, его основные признаки

2. Клеточная теория.

3. Строение клеток прокариот. Вирусы.

4. Строение клеток эукариот. Характерные особенности одноклеточных организмов.

5. Биохимические основы многоклеточности. Строение клеточных мембран.

6. Превращение энергии в клетке. Пластиды, митохондрии и АТФ.

7. Реакции матричного синтеза. Пластический обмен.

8. Проблемы рационального питания и диеты.

9. Бесполое размножение.

10. Жизненный цикл клетки.

11. Митоз. Деление клетки.

12. Мейоз, его биологическое значение.

13. Оплодотворение. Двойное оплодотворение у растений.

14. Дифференциация клеток в процессе онтогенеза.

15. Влияние экологических факторов на рост и развитие зародыша.

16. Ферменты и ферментативные реакции.

17. Влияние гормонов на клеточном уровне. Гормональные заболевания.

18. Цитологические основы наследственности.

Генетическая информация (14 часов)

1. ДНК – носитель наследственной информации.

2. Ген, генетический код.

3. Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем.

4. Хромосомная теория наследственности.

5. Мутации и мутагены.

6. Геном человека. Определение группы крови.

7. Наследование пола. Наследование сцепленное с полом.

8. Генетически обусловленные заболевания.

9. Механизм вирусных заболеваний.

10. Методы генетических исследований.

11. Практическая работа: Средства профилактики некоторых вирусных заболеваний (с использованием различных информационных ресурсов)

12. Принцип действия некоторых лекарственных веществ.

13. Биотехнологии: микробиологический синтез, клеточная и генная инженерия.

14. Евгеника. Клонирование. Биоэтика.

Эволюция и экология (16 часов)

1. Экологический фактор.

2. Правило экологического оптимума.

3. Практическая работа: Постановка опытов, иллюстрирующих влияние экологических факторов на развитие растений.

4. Саморегуляция численности популяции.

5. Закономерности превращения энергии в экосистемах. Пищевые сети.

6. Биоразнообразие и устойчивость экосистем.

7. Теории происхождения жизни.

8. Идея эволюции органического мира. Современные эволюционные представления.

9. Наследственность и изменчивость организмов, естественный отбор.

10. Концепция прогресса живой природы.

11. Естественная история развития органического мира.

12. Происхождение и биологическая эволюция человека.

13. Социальная эволюция человека.

14. Теории биосферы и ноосферы В.И. Вернадского. Концепция ноогенеза Т. де Шардена.

15. Экологический кризис: история и современность.

16. Основы рационального природопользования.

Наиболее общие свойства и закономерности природных систем (22 часа)

1. Преобразование и сохранение энергии в природе и технике.

2. Случайные процессы и вероятностные закономерности.

3. Второе начало термодинамики и необратимый характер изменений в замкнутых системах.

4. Энтропия как мера беспорядка.

5. Принцип всеобщего эволюционизма.

6. Физический, химический, биологический, социальный уровни эволюции.

7. Кибернетика.

8. Информация.

9. Общность информационных процессов в биологических, технических и социальных системах.

10. Орган зрения человека как пример информационной системы.

11. Процессы самоорганизации.

12. Общие представления о синергетике.

13. Теория диссипативных структур.

14. Взаимосвязь космоса и живой природы.

15. Биосфера, роль человека в биосфере.

16. Глобальные экологические проблемы.

17. Концепция устойчивого развития.

18. Личная ответственность человека за охрану окружающей среды.

19. Практическая работа: Формы личного участия в охране окружающей среды (с использованием различных информационных ресурсов).

20. Природоохранные организации и политические движения России.

21. Демографическая проблема и пути ее решения в России.

22. Природные топливные ресурсы и альтернативные источники энергии.

Обобщающее повторение (2 час)

1. История естественнонаучных открытий.

2. Современные направления изучения окружающей среды.

Резервное время 17 часов

Резервное время целесообразно использовать для организации школьных конференций, семинаров, учебных научных диспутов по актуальным проблемам естественных наук.

Задание: Обсудите предлагаемое планирование. Выявите плюсы и минусы синтетического подхода: когда механически объединяются темы разных предметов. Предложите свои варианты решения проблемы. Найдите темы, которые требуют от Вас дополнительных знаний.

Особенности отбора содержания курса ";Естествознание"; для классов физических профилей (физико-математический, информационно-технологический и др.)

В физических классах физика преподается либо на профильном (5 час./нед.), либо на базовом (2 час./нед.) уровне. Это создает прецедент полного дублирования содержания 33% (70 часов) курса естествознания. В связи с этим рекомендуем в таких классах курс ";Естествознание"; для 10 класса проводить как полноценный курс химии (по программе 2 часа в 10 кл. + 1 час в 11 кл.), а курс ";Естествознание"; для 11 класса – как полноценный курс биологии (по программе 2 часа в 10 кл. + 1 час в 11 кл.). Тему ";Наиболее общие свойства и закономерности природных систем"; следует частично включить в курс физики, а частично, с обобщающим повторением, провести на последних уроках по естествознанию.

Особенности отбора содержания курса ";Естествознание"; в классах с профильной географией (социально-экономический профиль и др.)

В классах с профильной географией дублирования материала естествознания практически не происходит. Тему ";Физические поля"; можно расширить за счет двух уроков, посвященных атмосферным явлениям. Также можно расширить и большинство других тем, за счет уроков, посвященных рациональному природопользованию и экологическим проблемам, поскольку эти вопросы освещаются в курсе географии.

Рекомендуемая литература

Бруновт Е.П., Бровкина Е.Т. Формирование приемов умственной деятельности учащихся. На материале учебного предмета биологии. – М., 1981.

Пономарева И.Н., Соломин В.П., Сидельникова Г.Д. Общая методика обучения биологии: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. – М., 2003.

Тема 7 Контрольно-измерительные материалы по естествознанию

Ссылки на файлы:

Пинский_портфолио, Портфолио_реком

План занятия

Тестирование

Основы тестирования

Педагогические тесты и их характеристика

Основные положения модульно-рейтинговой технологии обучения

Компьютерное тестирование

Основные положения модульно-рейтинговой технологии обучения

Цели и сущность портфолио

Портфолио в основной и старшей (профильной) школе

Основные типы ";портфолио";

Комплексный портфолио

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы сможете

– перечислить основные функции оценки;

– назвать критерии оценивания;

– определить понятие педагогического теста;

– оценить направленность педагогических тестов;

– охарактеризовать типы компьютерных тестов;

– перечислить виды тестовых заданий;

– охарактеризовать основные методы экспериментальной проверки тестов;

– дать определение модульно-рейтинговой технологии обучения.

Информационный блок

Одной из главных задач в работе учителя биологии является планирование контроля за качеством знаний, разработка его содержания, форм и методов его проведения, анализ результатов этого контроля, с целью коррекции содержания образования, методических приемов, форм организации деятельности учащихся на уроках и вне урочное время.

При проведении анализа контроля особенно важным является накапливание информации о динамике качества знаний, выработка мер по устранению типичных ошибок, некоторых трудностей при усвоении материала. Существенным являются умения обобщать опыт педагогов.

В планировании контроля и отслеживания качества знаний по биологии есть свои особенности . Качество знаний не всегда определяется объемом выученного материала, скорее это умение пользоваться этим материалом. Учащиеся должны иметь адекватное представление о тех материальных процессах которые совершаются в молекулах, клетках, биоструктурах, глубже понимать и объяснять объективные закономерности микромира, живых объектов.

Необходимо в аналитико-синтетической деятельности учащихся повысить роль разного рода сравнений, поиска причинно-следственных связей, абстрагирования, обобщения и др. логических операций.

Это все требует определенной системы контроля. Существует несколько видов и форм контроля:

(по деятельности)

1. Урочные - традиционные: контрольные работы, в том числе индивидуально-дифференцированные (трехуровневые); практические работы и лабораторные работы; тесты; самостоятельные задания; зачеты; самостоятельные работы (обучающие и контролирующие); рефераты.

2. Внеурочные: интеллектуальный марафон; олимпиады; экскурсии и работа с экскурсионным материалом; защита рефератов.

3. Урочные нетрадиционные: КСО. круглые столы; дидактические игры;

(по функциям)

1. Констатирующий - отслеживание фактического усвоения материала.

2. Формирующий - констатация изменений. Анализ соответствия полученных результатов ожидаемым, выявление факторов, влияющих на результат.

3. Корректирующий - исправление недостатков.

Такое поэтапное отслеживание результатов, поэлементарный анализ, проводимый учителями биологии, дают хорошие результаты.

Контроль знаний и умений учащихся — обязательное условие результативного учебного процесса. О требованиях к уровню подготовленности учащихся должен знать не только учитель, но и ученик и его родители, ибо при правильно организованной системе учета успеваемости оценочные баллы должны быть объективными сигналами к доработке обязательного учебного материала.

Организация проверки знаний и умений при изучении биологии связана с рядом специфических особенностей данного учебного предмета:

1) Учебный курс биологии представляет единую систему, в которой биология растений, животных, человека и общая биология тесно взаимосвязаны; из класса в класс постепенно с поднятием планки раскрываются биологические понятия и закономерности, отражающие суть живых организмов (уровни организации жизни, свойства живого, взаимосвязь организма и среды и др.), формируется системное мышление. Поэтому особое внимание при контроле знаний следует уделить проверке усвоения системы биологических понятий, раскрытию взаимосвязей и взаимозависимостей между биологическими системами разного уровня организации, а также с окружающей их средой.

2) Биология как учебный предмет дает большие возможности реализовать учебные задачи через разнообразные подходы: наблюдения (в том числе летние), эксперимент, практические и лабораторные работы, решение логических задач и др. Эта особенность биологии отражена в программных требованиях к практическим умениям учащихся. При проверки знаний и умений следует учитывать оценку не только теоретических знаний, но и практических умений. В целях индивидуального подхода в обучении предлагать учащимся разноуровневые задания, а также задания, учитывающие разную скорость работы учащихся.

При организации и планировании проверки знаний по биологии нельзя не учитывать возрастные особенности учащихся, так как именно разнообразие методических приемов, используемых в биологии, дает возможность побудить учащихся к активной учебной деятельности.

Вопросы и задания для учащихся составляются с учетом следующих возрастных особенностей:

– любознательность, наблюдательность;

– интерес к динамическим процессам;

– желание общаться с живыми объектами;

– предметно - образное мышление;

– быстрое овладение умениями и навыками;

– эмоциональная возбудимость.

Для контроля знаний можно предложить лабораторные работы, самостоятельные работы, отчеты о проведенных опытах, экскурсиях в природу, программированные опросы, биологические диктанты, биологические задачи.

Реализация проверки знаний в учебном процессе может осуществляться по-разному. Наиболее распространёнными приёмами являются: устный опрос, контрольные и самостоятельные работы, однако часто учителя сталкиваются со следующими проблемами:

необходимость контроля знаний у большого количества учащихся

недостаток времени для проведения и последующей проверки работ

вынужденное применение однотипных форм контроля знаний

Опыт показывает, что наиболее важно развивать у учащихся такие умения как:

– работать сосредоточенно и целенаправленно

– удерживать в памяти одновременно несколько фактов (связанных или несвязанных между собой)

– находить сходства и различия на некотором множестве объектов

– грамотно описать выделенную группу объектов, используя при этом правильные речевые конструкции

Для развития этих умений необходимо использовать средства новых информационных технологий.

Тестирование

Основы тестирования

Современный образовательный процесс должен быть ориентирован на отдельного ученика, на его личностный рост. Реализация этого возможна при следующих условиях:

– всестороннем изучении личности учащегося;

– организации учебного процесса, направленного на развитие каждого ученика;

– объективном оценивании учащихся.

В реализации учебного процесса это трудно достижимо вследствие следующих причин:

недостатка часов для изучения базовой программы

большого количества учащихся в классах

ограниченности учебного времени

привычки учителей работать стандартно

незнания учителями или нежелания применять инновационных методик в обучении школьников

субъективного подхода к каждому ученику (нравится - не нравится, симпатичен - не симпатичен)

Всё вышеперечисленное является проблемой, которую решает педагогическое тестирование. Рассмотрим критерии оценивания, функции оценки, негативные особенности существующей (принятой сегодня) системы оценивания, инновационные формы оценивания.

Под сущностью контроляпонимают соотнесение полученных результатов с поставленной целью обучения. Выделяют следующие функции оценки:

контролирующая

стимулирующая

диагностическая

фиксирующая

ориентирующая

информирующая

воспитательная

Выставляя оценку, учитель, должен учитывать следующие критерии (Фридман, 1991):

– нормативный критерий, когда результат контроля оценивается с точки зрения установленной нормы, образца проверяемого объекта;

– сопоставительный, когда результат контроля одного ученика сравнивается с аналогичным результатом другого ученика;

– личностный, когда результат контроля ученика сравнивается с прошлыми результатами этого же ученика и тем самым устанавливается динамика его продвижения в овладении оцениваемыми знаниями, умениями и навыками.

В современной теории оценивания выделяют следующие формы оценок в соответствии с вышеперечисленными критериями:

– нормо-относительная оценка – используется для того, чтобы оценить насколько знания и умственные способности ребёнка соответствуют тому уровню, который принят за нормативный для его возраста;

– критериальная оценка – используется для определения содержания знаний ученика или для выявления его конкретных предметных учебных навыков;

– процессуальная оценка – осуществляется для того, чтобы понять, как протекает учебная деятельность ребёнка, насколько интенсивны его усилия.

Необходимо отметить, что нормо-относительная и критериальная оценки основываются на измерении результата и способны нарисовать картину способностей ученика к выполнению определённых заданий, но ограничены в возможности оценить внутренние процессы (например, когнитивный), включённые в эту деятельность, эту функцию берёт на себя процессуальная оценка.

Существующая на сегодняшний день отметочная система имеет негативные особенности:

1. Различные виды познавательной деятельности, выполняемые учеником и являющиеся неравноценными по своей значимости для развития личности ученика, оцениваются по единой оценочной шкале, т.е. на первом месте стоит нормо-относительная и критериальная, а не процессуальная оценки.

2. Существующая пятибалльная система предназначена в основном для отражения факта знания или незнания, умения или неумения, и практически не учитывает тот путь, те усилия, которые стоят за каждым из оцененных фактов.

3. Существующая система оценивания очень часто имеет характер травмирующий, давящий на психику ребёнка.

Педагогические тесты и их характеристика

В настоящее время педагогические тесты используются как оптимальное средство контроля знаний, навыков и умений и как метод научного исследования. По своей структуре они близки к тестам специальных способностей, но выявляют то, что учащимися усвоено: конкретные знания, умения, а не обобщённые умения, не имеющие конкретного содержания и возникающие в итоге разнообразного жизненного опыта. В отличие от психологических, педагогические тесты направлены не столько на выявление влияний накопленного опыта, общих способностей на поведение и решение определённых задач, сколько определяют влияние программ обучения на эффективность обучения тому или иному комплексу знаний, умений и навыков. Педагогические тесты нацелены на измерение в момент оценивания, но не направлены на прогнозирование дальнейшего интеллектуального развития.

При использовании тестов до минимума сокращена возможность постороннего влияния на оценки. Последние не зависят от отношений между испытуемым и исследователем, на них не влияет состояние исследователя и различного рода побуждения, поощрения, наказания.

В педагогике тест можно определить как стандартизованную систему контрольных знаний, проверяющих в одинаковых условиях уровень обученности или готовность к обучению.

Выделяют следующие понятия (Пак, Филиппов, 1997):

Тестирование – это процесс оценки соответствия личностной и педагогической моделей знания.

Главная цель тестирования – обнаружение взаимного несоответствия этих моделей и оценка уровня их несоответствия.

Тестовое задание – это чёткое и ясное задание по конкретной предметной области, требующее однозначно определяемого ответа или выполнения определённого алгоритма действий.

Тест – набор взаимосвязанных тестовых заданий, позволяющих оценить соответствие знаний ученика экспертной модели знаний предметной области.

Класс эквивалентности – множество тестовых заданий, таких, что выполнение учащимися одного из них гарантирует выполнение других.

Тестовое пространство – множество различных тестовых заданий по всем модулям модели знаний.

Полный тест – подмножество тестового пространства, обеспечивающего объективную оценку соответствия между личностной и экспертной моделями знаний.

Эффективный тест – оптимальный по объёму и времени полный тест.

По направленности педагогические тесты делят на:

– широкоориентированные, направленные на диагностику разных сторон знаний, умений, навыков;

– узкоориентированные, позволяющие диагностировать знания, умения и навыки учащихся в отдельных предметах и темах.

Конструирование педагогических тестов производится с учётом их деления на:

Тесты действия – используются для определения умения выполнять действия с механизмами, материалами, инструментами

Тесты письменные - предполагается работа со специальными бланками, схемами, рисунками

Тесты устные - используется система вопросов, на которые учащиеся должны дать ответ

Задания, которые составляются для педагогических тестов, могут быть подобраны из различных источников, в том числе и зарубежных. При этом необходимо помнить о принципе, лежащем в основе подбора заданий - принцип выделения концепта, который позволяет утверждать о том, что подобранные задания являются не просто эклектическим набором заданий, а их определённой системой, т.к. сначала определялся концепт, а затем только подбиралась задача, ему соответствующая.

Конструирование заданий для педагогических тестов вполне может основываться на разработанных в психологии подходах к видам заданий.

Виды тестовых заданий:

1 – задания на аналогии - задания направленные на определение знаний, предлагающих продолжить аналогии;

2 – задания на исключение лишнего - задания на знания основных терминов, необходимо вычеркнуть лишнее слово в смысловом ряду;

3 – задания на определение последовательности - предлагается начать или продолжить последовательность;

4 – задания на преобразование учебного материала - задания на переконструирование материала (так называемые задачи на преобразование). Например, учащимся может быть предложена некая последовательность, которая не совпадает с действительностью;

5 – задания на нахождение ошибок - учащиеся анализируют предложенные им схемы, планы, карты, высказывания и определяют имеющееся соответствие, например, излагаемого устного рассказа учителя и предложенной ему схемы, или имеющегося текста и выведенных из него закономерностей;

6 – задания на доказательство – задания, направленные на выявление понимания предложенного понятия и умения построить логическое умозаключение;

7 – задания по типу ";открытой книги"; – задание, для решения которого потребуется грамотное использование справочной литературы;

8 – логические задачи – задания, в которых учащемуся необходимо сначала определить нарушение законов логики в условии задачи и только после этого приступить к её решению.

В результате экспериментальной проверки выявляется степень трудности и дифференцирующая способность задания. Трудность или лёгкость определяется по процентному отношению правильных ответов к общему числу возможных. Достаточной трудности будет вопрос, на который ответило не более 75% опрашиваемых. Чтобы окончательно решить вопрос о корректности задания, определяют его дифференцирующую способность, которая выражается индексом дифференциации, предложенным Э.Инграм. Испытуемых по результатам выполненных заданий делят на три группы - сильную, среднюю и слабую. Если общее число не делится на три, то сильную и слабую делают по количеству одинаковыми.

Индекс дифференциации Е =,

где К1 - количество правильных ответов сильной группы, К3 -количество правильных ответов в слабой группе, n - число учащихся в группе, Е имеет пределы от -1 до +1. Допустимым считается значение Е = +0,4. Меньшее значение Е говорит о том, что такая формулировка задания не позволяет различать испытуемых по уровню подготовки. Отрицательное значение Е - что слабо подготовленные учащиеся лучше справились с заданием, чем сильные. Необходимо задание переделать или отказаться от него. Можно предложить следующую карточку для анализа заданий, выполняемых учащимися сильных и слабых групп:

Задания

К1

К3

К1 - К3

Е

1

25

10

15

0,5

2

10

25

-15

-0,5

3

20

15

5

0,16

Из этой карточки, заполненной произвольно, видно, что первое задание следует включать в тест; второе - нет (вероятно оно сформулировано нечётко); третье задание - тоже нет, так как почти одинаковые результаты имеют учащиеся сильной и слабой групп. После проведения экспериментальной проверки заданий приступают к конструированию теста.

Задания необходимо располагать таким образом, чтобы ответ на вопрос не вытекал из предыдущего. Начинать тест лучше с небольшой дифференцирующей способностью (0,4  Е  0 ). Аналогично проверяются и предложенные варианты ответов. Корректность выбранных вопросов проверяют затем ещё путём вычисления коэффициента корреляции между одним заданием и тестом в целом. Следующий этап - стандартизация тестов.

Одним из важнейших параметров теста является его надёжность. В тестовой методике различают, по крайней мере, три вида коэффициента надёжности:

коэффициент стабильности или постоянства, который представляет собой коэффициент корреляции между результатами тестирования при первом и повторном испытании одного и того же контингента обучаемых

коэффициент эквивалентности, представляющий собой коэффициент корреляции результатов тестирования одного и того же контингента испытуемых вариантами одного и того же теста

коэффициент внутреннего постоянства, или внутренней однородности, являющийся коэффициентом корреляции результатов частей теста, показанных одними и теми же испытуемыми

При определении надёжности чаще всего используется коэффициент внутреннего постоянства.

Валидность, или пригодность, показывает, измеряет ли тест заданные величины. Однако, как показала практика, достаточно определения перепроверочной надёжности. Последняя выражается коэффициентом корреляции между результатами тестирования и результатами оценивания этого знания компетентными судьями, опытными преподавателями и методистами.

Необходимо также отметить, что в том случае, когда ученик сам оценивает тест, данная методика может являться и методикой самодиагностики (при наличии соответствующей инструкции со стороны учителя).

Компьютерное тестирование

Построение компьютерных тестов можно осуществить по следующим последовательным шагам:

– формализация экспертной целевой модели знаний;

– нисходящее проектирование тестового пространства;

– формирование и наполнение тестовых заданий;

– формирование полного компьютерного теста;

– тестовый эксперимент;

– выбор эффективного теста;

– анализ, корректировка и доводка теста до вида эксплуатации.

Как правило, основной задачей педагогического использования компьютерных тестов является определение объёма и качества знаний, уровня навыков и умений. В связи с этим удобно выделить три класса компьютерных тестов знаний, умений и навыков. Типы компьютерных тестовых заданий определяются способами однозначного распознавания ответных действий тестируемого.

1. Типы тестовых заданий по блоку ";знания";:

– альтернативные вопросы (требуют ответа ";да";/";нет";);

– вопросы с выбором (ответ выбирается из готового набора вариантов);

– информативные вопросы на знание фактов (где, когда, сколько);

– вопросы, ответы на которые можно контролировать по набору ключевых слов;

– вопросы, ответы на которые можно распознавать каким-либо методом однозначно.

2. Типы тестовых заданий по блоку ";навыки"; (распознание деятельности - манипуляций с клавиатурой, по конечному результату):

– задания на стандартные алгоритмы (альтернативные ";да";/";нет";, выбор из набора вариантов);

– выполнение определённых действий.

3. Типы тестовых заданий по блоку ";умения";. То же самое, что по блоку ";навыки";, но с использованием нестандартных алгоритмов и задач предметной области при контроле времени их решения:

– задания на нестандартные алгоритмы (альтернативные ";да";/";нет";, выбор из набора вариантов);

– выполнение определённых действий.

Выбор типа тестов определяется:

– особенностями инструментальных тестовых программ (тестовые оболочки);

– особенностями предметной области;

– опытом и мастерством экспертов.

Многое зависит от мастерства и изобретательности эксперта по тестированию. При создании тестов важно учитывать многие обстоятельства, например личность тестируемого, вид контроля, методику использования тестов в учебном процессе и т.п.

Хорошим считается тест, когда он:

– чувствителен к угадыванию тестируемого;

– восприимчив к невнимательности и ошибочным действиям тестируемого;

– положительно влияет на тестируемого и педагога, который использует тест.

Пример теста для контроля знаний по биологии

Открытая форма тестового утверждения требует сформулированного самим индивидом корректного заключения. Имеет вид неполного суждения, в котором отсутствует один элемент, обычно тестируемый подставляет число или слово (допустимо словосочетание, состоящее не более чем из двух слов)

1. Возникновение любых барьеров, ограничивающих свободное скрещивание - ……

2. Результатом действия естественного отбора является формирование ……

3. Фундаментальные свойства живых организмов, наследственность и изменчивость изучает наука ……

4. Способность живых организмов и их клеток адаптивно реагировать на изменения во внешней и внутренней среде— ……

5. Совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе – экологическая ……

Закрытая форма предполагает выбор тестируемым правильного заключения из предложенных. Такое тестовое суждение состоит из неполного утверждения с одной вакансией и совокупности элементов, один или несколько из которых являются истинными. Тестируемый должен выбрать корректные выводы из предложенного множества. Дистракторы тестового задания закрытой формы должны быть корректно подобраны и не содержать подсказок. Содержание дистракторов необходимо семантически согласовывать с исходными посылками тестового суждения

6. Пищеварительный тракт выполняет следующие основные функции:

[1] моторную;

[2] секреторную;

[3] газообмена;

[4] всасывающую;

[5] мочеобразования;

[6] экскреторную.

7. Частными случаями конкуренции являются:

[1] квартиранство;

[2] соперничество;

[3] агрессия;

[4] нахлебничество;

[5] антогонизм

8. Значение генетики для практической деятельности человека состоит в том, чтобы:

[1] обеспечивать диагностику наследственных заболеваний;

[2] проводить мониторинг потенциальных мутагенов окружающей среды;

[3] предотвращать техногенные катастрофы;

[4] изучать последствия техногенных катастроф;

[5] разрабатывать методы пренатальной диагностики наследственных патологий.

9. Схема иллюстрирует правило эволюции:

[1] чередования главных направлений биологической эволюции;

[2] прогрессирующей специализации организмов;

[3] адаптивной радиации;

[4] усиления интеграции биологических систем;

[5] необратимости эволюции.

10. Органоид, в котором происходит полное окисление низкомолекулярных органических соединений до неорганических, перенос электронов в окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся образованием большого количества АТФ:

[1] лизосома;

[2] хлоропласт;

[3] микротрубочка;

[4] эндоплазматическая сеть;

[5] митохондрия;

[6] пищеварительная вакуоль;

[7] комплекс Гольджи;

Задание на установление соответствия предполагает необходимость определения тестируемым истинных пар из двух приведенных множеств объектов. Соответствие из множества А в множество В. Тестируемый должен связать каждый элемент первой группы с одним элементом из второй группы

11. Соответствие между организмом и типом покровительственной окраски и формы

1. прыткая ящерица

2. божья коровка

3. бабочка-стеклянница

4. олень

5. самцы райских птиц

6. бегемот

А) мимикрия

Б) демонстрация (предупреждающая)

В) маскировка (скрадывающая)

Г) маскировка (криптическая)

Д) демонстрация (привлекающая)

12. Соответствие межвидовых биотических отношений и примера

1. аменсализм

2. мутуализм

3. комменсализм

4. конкуренция

5. нейтрализм

А) черный и рыжий тараканы

Б) орех подавляет рост многих растений

В) гиены и шакалы питаются объедками львов

Г) бобовые растения и клубеньковые бактерии

13. Соответствие между структурным уровнем организации тела и конкретным живым организмом

1. доклеточный

2. клеточный – предъядерный (прокариотный)

3. клеточный – ядерный (эукариотный)

4. предтканевый двуслойный

5. тканевый трехслойный

6. системный

А) амеба обыкновенная

Б) молочнокислая бактерия

В) минерал

Г) вирус бешенства

Д) дождевой червь

Е) гидра стебельчатая

Ж) человек разумный

14. Соответствие между названиями стадий митоза и рисунками, обозначенными буквами (А, Б, В, Г):

1. интерфаза

2. телофаза

3. анафаза

4. метафаза

5. профаза

6. диплофаза

15. Соответствие вида пищевой цепи и живых объектов ее составляющих

цепь хищников

цепь паразитов

цепь детритная

А) нематода – томат – лисица

Б) клевер – гусеница – муравей

В) комар - колибри – нектар

Г) человек – комар – жгутиконосец

Д) листовой опад – дождевой червь - бактерии

Задание на установление правильной последовательности (порядка) требует от тестируемого определения порядка следования предложенных объектов (символов, слов, формул, рисунков). Дано множество неупорядоченных элементов, необходимо установить заданный в посылках порядок между ними

16. Правильная последовательность фаз клеточного цикла:

[1] анафаза

[2] S

[3] телофаза

[4] G1

[5] G2

[6] профаза

[7] метафаза

17. Правильная последовательность событий при видообразовании:

[1] специализация групп

[2] расчленение вида на группы

[3] прекращение конкуренции и стабилизация видов

[4] межгрупповая конкуренция

[5] индивидуальная конкуренция

[6] расхождение групп по экологическим нишам

18. Правильная последовательность типов растительности с севера на юг:

[1] степной

[2] тундровый

[3] пустынный

[4] лесной

19. Правильная последовательность факторов загрязнения среды антропогенного происхождения в порядке значимости:

[1] углекислый газ

[2] тяжелые металлы

[3] пестициды

[4] сточные воды промышленных предприятий

[5] разливы нефти

20. Правильная последовательность уровней организации живой материи по возрастанию:

[1] организменный

[2] биосферный

[3] молекулярный

[4] видовой

[5] тканевый

[6] клеточный

[7] биоценотический

[8] органный

[9] популяционный

Ответы на тест:

1 – изоляция; 2 – адаптация (приспособление); 3 – генетика; 4 – раздражимость; 5 – ниша; 6 - 1, 2, 4, 6; 7 - 2, 3, 5; 8 -1, 2, 4, 5; 9 - 1, 2, 3, 5; 10 – 5; 11 - 1-Г, 2-Б, 3-А, 4-В, 5-Д;12 - 1-Б, 2-Г, 3-В, 4-А; 13 - 1-Г, 2-Б, 3-А, 4-Е, 5-Д, 6-Ж; 14 - 2-Г, 3-В, 4-Б, 5-А; 15 - 1-Б, 2-Г, 3-Д; 16 - 4-5-2-6-7-1-3; 17 - 5-2-6-4-1-3; 18 - 2-4-1-3; 19 - 3-2-1-5-4; 20 - 3-6-5-8-1-4-9-7-2.

Модульно-рейтинговая технология

Основные положения модульно-рейтинговой технологии обучения

Одним из методов организации обучения и контроля знаний учащихся может служить модульно-рейтинговая технология.

Модульная информационная технология обучения и система рейтинга (модульная технология рейтинга – МТР) базируется на системных принципах. Для успешного ее функционирования необходима адекватная целям МТР модель учебной системы знаний, включающая модульные структуры знаний по отдельным разделам дисциплины, а также системные описания модулей, содержащие постановки целей каждого модуля, поддающиеся контролю. Подсистема контроля в МТР основана на объективном измерении знаний обучаемых. Систематическое измерение знаний принципиально отличает МТР от традиционной технологии, опирающейся на субъективное оценивание знаний. Измерение знаний в МТР производится по многобалльной шкале. Сумма баллов, заработанная обучаемым при измерении знаний, равна его индивидуальному рейтингу.

Важной процедурой МТР является разбалловка – распределение баллов по всем контрольным мероприятиям учебного курса. Общий принцип разбалловки – число баллов пропорционально времени, отводимому на выполнение задания. Этот принцип исключает возможные споры по поводу сравнительной ";важности"; отдельных разделов дисциплины: на более ";важные"; (объемные) разделы в учебном плане и отводится больше времени. Максимальную сумму баллов (максимальный рейтинг - Рmax) нужно распределить по всем видам отчетностей, включая текущей контроль по каждому модулю, рубежный контроль после группы модулей и итоговый контроль после группы модулей и итоговый контроль в конце курса. Затем баллы, отведенные на контроль в конце курса. Затем баллы, отведенные на контроль, распределяются по отдельным заданиям, задачам, этапам и т.д. Часть баллов можно отвести на экспертную оценку.

Принцип рейтинга – центральный принцип МТР. Рейтинг обучаемого по отдельной дисциплине в любой момент времени равен сумме баллов, заработанной обучаемым к этому моменту за все прошедшие контрольные мероприятия.

Рейтинг обучаемого Р по отдельной дисциплине в любой момент времени можно перевести в обычную четырехбалльную шкалу, установив ";цены"; за тройку, четверку и пятерку. Например:

";цена оценки 3";

=

0,5 * Pmax

";цена оценки 4";

=

0,6 * Pmax

";цена оценки 5";

=

0,75 * Pmax

Здесь установлены пороги: ";5"; - 75% от максимальной суммы баллы, ";4"; - 60%, ";3"; - 50%. Эти пороги (";цены";) должны быть стабильными (не могут меняться в течение всего учебного цикла).

Шкала оценок за тестирование может немного отличаться от шкалы, используемой для выставления оценки за тему и за курс. Рекомендуется шкала оценок за тесты с учетом количества вопросов в тесте:

Количество вопросов
Оценка 5
Оценка 4
Оценка 3

30

20

16

12

25

18

15

11

20

14

12

10

15

12

10

8

При выставлении итоговой оценки можно использовать экспертный балл (так называемый балл за прилежание), величина которого варьируется в пределах 5-10% от Pmax. Экспертный балл учитывается только при выставлении оценки, но не влияет на индивидуальный рейтинг обучаемого.

Портфолио

В материалах, обсуждавшихся на заседании Российского Общественного Совета Развития Образования (РОСРО) 18.06.2004 г., подчёркивалась важность задачи ";создания системы мониторинга достижений школьников, документирующей результаты, полученные ими за рамками обычной классной работы (олимпиады, конкурсы, выставки, проекты и др.), и позволяющей отследить индивидуальную траекторию развития каждого ученика, как-либо проявившего себя";.

Сегодня в мире растёт понимание того, что стандартная процедура экзамена, опирающаяся, как правило, на тестирование, не позволяет отразить многие умения и навыки, которые необходимо формировать у учащихся для обеспечения их успешных жизненных и профессиональных стратегий после окончания школы. Наиболее часто используемые, стандартизированные тесты не могут оценить как ";продвинутые навыки"; учащихся, так и их умения выполнять задания в реальной жизненной ситуации. Широкое применение тестов как арбитров многих школьных и вузовских решений является ограничением для развития важнейших поведенческих навыков и ключевых компетенций, которые сегодня востребованы в профессиональном образовании, на большинстве рабочих мест и в повседневной гражданской жизни. И, конечно, менее всего они настроены на выявление индивидуальных возможностей и склонностей учащихся.

Анализ зарубежного опыта и российской практики показывают, что важным инструментом решения подобных образовательных задач является портфель индивидуальных образовательных достижений (";портфолио";) школьника (письмо ГУ ВШЭ от 28.12.04 № 31-17/12-2929 Б.Л. Рудника и Приложение к письму ГУ-ВШЭ руководителя проекта, зам. председателя координационной группы Минобрнауки России по организации введения профильного обучения А.А. Пинского).

Рубрика: Мнение (ссылка на файл Пинский_портфолио)

Рекомендации по построению различных моделей и использованию ";портфолио"; учащихся профильной школы (ссылка на файл Портфолио_реком)

Цели и сущность портфолио

Портфолио ныне широко применяется в зарубежной практике, причём диапазон его применения постоянно расширяется: от начальной до высшей школы и на рынках труда. Активно используются новые формы портфолио, основанные на применении современных информационных технологий – ";электронный портфолио";, а также формы, ориентированные на новые образовательные цели – ";паспорт компетенций и квалификаций";. Характерным явлением, лежащим в русле Болонского процесса, стало создание единых европейских образцов портфолио, таких как принятый Советом Европы ";Европейский языковой портфолио";.

Портфолио является формой аутентичного оценивания образовательных результатов по продукту, созданному учащимся в ходе учебной, творческой, социальной и других видов деятельности. Таким образом, портфолио соответствует целям, задачам и идеологии практико-ориентированного обучения. Существенное значение портфолио придаёт планированию и оцениванию учащимся своих образовательных результатов.

Традиционный портфолио представляет собой подборку, коллекцию работ, целью которой является демонстрация образовательных достижений учащегося. Являясь, по сути, альтернативным способом оценивания по отношению к традиционным формам (тест, экзамен), портфолио позволяет решить две основные задачи:

1. Проследить индивидуальный прогресс учащегося, достигнутый им в процессе получения образования, причем вне прямого сравнения с достижениями других учеников.

2. Оценить его образовательные достижения и дополнить (заменить) результаты тестирования и других традиционных форм контроля. В этом случае итоговый документ портфолио может рассматриваться как аналог аттестата, свидетельства о результатах тестирования (или выступать наряду с ними).

В соответствии с разными задачами использования портфолио, строится система его оценивания. Одной тенденцией является неформальное оценивание (экспертное), включающее коллективную оценку педагогов, родителей и соучеников. Другой - формализация и стандартизация критериев оценивания, согласованных с общепринятыми учебными показателями, например такими основными учебными умениями (компетенциями) как решение проблем, коммуникативные и мыслительные умения, информационно-компьютерная грамотность и др.

Портфолио не только является современной эффективной формой оценивания, но и помогает решать следующие важные педагогические задачи:

– поддерживать и стимулировать учебную мотивацию школьников;

– поощрять их активность и самостоятельность, расширять возможности обучения и самообучения;

– развивать навыки рефлексивной и оценочной (самооценочной) деятельности учащихся;

– формировать умение учиться – ставить цели, планировать и организовывать собственную учебную деятельность;

– содействовать индивидуализации (персонализации) образования школьников;

– закладывать дополнительные предпосылки и возможности для успешной социализации.

Портфолио в основной и старшей (профильной) школе

Указанные особенности портфолио делают его перспективной формой представления индивидуальной направленности учебных достижений конкретного ученика, отвечающей задачам предпрофильной подготовки и, далее, профильного обучения. Введение портфолио может повысить образовательную активность школьников, уровень осознания ими своих целей и возможностей, что делает выбор дальнейшего направления и формы обучения со стороны старшеклассников более достоверным и ответственным.

Портфолио может использоваться в качестве одной из составляющих образовательного рейтинга выпускника основной школы, наряду с результатами итоговой аттестации, и учитываться при комплектовании 10-х классов, а также является эффективным рабочим инструментом при оценивании образовательных результатов и построении индивидуальных учебных планов.

Целесообразность создания портфолио учащегося старшей (профильной) школы обусловлена следующим:

– портфолио позволяет наиболее полно отразить способы и результаты профилизации учащегося 10-11 класса: содержит информацию о предметах и курсах, пройденных в ходе профильного обучения, а также практиках, проектно-исследовательской деятельности и др.;

– портфолио, отражая результаты индивидуальной образовательной активности, наиболее адекватен для отслеживания и оценивания результатов обучения по индивидуальному учебному плану, при реализации его как внутри школы, так и в (муниципальной) образовательной сети, особенно в учреждениях системы дополнительного образования;

– портфолио выпускника может служить дополнением к результатам ЕГЭ - или каких-либо иных форм экзаменов - при поступлении в вуз, поскольку наиболее полно покрывает тот дефицит информации об абитуриенте, который неизбежен при любой экзаменационной процедуре;

– портфолио в качестве накопительной оценки отражает устойчивые и долговременные образовательные результаты, компенсируя эффект случайного успеха или неуспеха в ситуации экзамена, тестирования. Кроме того, он может служить альтернативой ";натаскивания";, спровоцированного этой ситуацией, дающего краткосрочный и поверхностный результат;

– портфолио, представляющий наряду с результатами олимпиад результаты проектно-исследовательской деятельности, социальных практик, творческие работы, свидетельствует не только о способностях абитуриента, но и умении их реализовать, о его самоорганизации и коммуникативных навыках.

Таким образом, портфолио, являясь формой полного и разностороннего представления выпускника школы вузу, может использоваться вузами в качестве дополнительной информации об абитуриенте, рассматриваться при собеседовании либо учитываться наряду с результатом экзаменов в качестве составляющей суммарного рейтинга абитуриента.

Портфолио также отвечает интересам ученика, школы, вуза и системы дополнительного образования и может стать для них средством связи и взаимодействия, по существу – одним из центральных документов, отражающим в себе сетевые формы получения образования школьниками.

Основные типы ";портфолио";

Опыт использования различных моделей ";портфолио";, накопленный в эксперименте по предпрофильной подготовке, позволяет предложить следующие рекомендации.

При разработке ";портфолио"; целесообразно ориентироваться на три основных его типа:

А) ";Портфолио документов"; – портфель сертифицированных (документированных) индивидуальных образовательных достижений. Подобная модель предполагает возможность как качественной, так и количественной оценки материалов ";портфолио";. Информация о различных мероприятиях и их результатах заносится в творческую (зачётную) книжку ученика. Документы или их копии могут быть помещены в приложении к портфолио.

Материалами, включенными в данный вариант могут быть диплом, грамота, свидетельство и другие документы подтверждающие достижения ученика.

Преимуществом данного варианта является то, что итоговая балльная оценка делает портфолио этого типа действенным механизмом определения образовательного рейтинга ученика, так как может стать значимой составляющей этого рейтинга (наряду с оценками, полученными при итоговой аттестации). Однако ";Портфолио документов"; даёт представление о результатах, но не описывает процесса индивидуального развития ученика, разнообразия его творческой активности, его учебного стиля, интересов и т.п.

Оценка портфолио выпускника полной средней школы может быть произведена вузом или каким-либо иным адресатом портфолио по месту предъявления.

Б)";Портфолио работ"; - представляет собой собрание различных творческих, проектных, исследовательских работ ученика, а также описание основных форм и направлений его учебной и творческой активности: участие в научных конференциях, конкурсах, учебных лагерях, прохождение элективных курсов, различного рода практик, спортивных и художественных достижений и др.

Данный вариант портфолио предполагает качественную оценку, например, по параметрам полноты, разнообразия и убедительности материалов, качества представленных работ, ориентированности на выбранный профиль обучения и др.

Количественная оценка требует разработки чёткой критериальной базы и принятия её на уровне муниципальной (региональной) образовательной сети.

Текущим документом является творческая (ученическая) книжка школьника с приложением его работ, представленных в виде текстов, электронных версий, фотографий, видеозаписей.

Портфолио этого типа даёт широкое представление о динамике учебной и творческой активности ученика, направленности его интересов, характере предпрофильной подготовки. Качественная оценка ";портфолио работ"; дополняет результаты итоговой аттестации, но не может войти в образовательный рейтинг ученика в качестве суммарной составляющей. Однако в ряде случаев она может быть педагогически весьма значимой, поскольку есть много учеников, для которых ";портфолио работ"; служит дополнительной формой выражения успешности, ";состоятельности"; подростка в его образовательной карьере.

В)";Портфолио отзывов"; – включает оценку школьником своих достижений, проделанный им анализ различных видов учебной и внеучебной деятельности и её результатов, резюме, планирование будущих образовательных этапов, а также отзывы, представленные учителями, родителями, возможно, одноклассниками, работниками системы дополнительного образования и др.

Портфолио может быть представлен в виде текстов заключений, рецензий, отзывов, резюме, эссе, рекомендательных писем и пр. Эта форма портфолио дает возможность включить механизмы самооценки ученика, что повышает степень осознанности процессов, связанных с обучением и выбором профильного направления, однако возникает сложность формализации и учета собранной информации.

Комплексный портфолио

На основании вышеописанных вариантов портфолио предлагается конструировать и апробировать либо ";комплексные"; модели портфолио (включающие названные типы в качестве разделов), либо ";простые"; (реализующие один из названных типов). Например:

– портфолио, состоящий из трех разделов (наиболее объемный и комплексный): ";раздел документов"; + ";раздел работ"; + ";раздел отзывов";;

– портфолио, состоящие из двух разделов: ";раздел документов"; + ";раздел работ";; либо ";раздел документов"; + ";раздел отзывов";; либо ";раздел работ"; + ";раздел отзывов";;

– портфолио ";простые"; (3 варианта – то есть либо ";в чистом виде"; портфолио документов, либо портфолио работ, либо портфолио отзывов).

Ниже приводится возможная структура портфолио выпускника полной средней школы, в которой отражены все основные материалы и элементы структуры портфолио.

Итоговый документ по портфолио выпускника основной школы
Профиль (профильный компонент)

Название

Предмет

Уровень

Результат

Дата

Олимпиады

Название

Предмет

Уровень

Результат

Дата

Конкурсы

Название

Область знаний

Уровень

Результат

Дата

Достижения в системе дополнительного образования,
довузовской подготовки и иных образовательных учреждениях

Название

Сфера учёбы

Учреждение

Результат

Дата

Практики, проектные и творческие работы

Название

Содержание деятельности

Учреждение

Результат

Дата

Настоящий лист составлен на основании оригиналов официальных документов, представленных в портфолио (фамилия, имя, отчество ученика)

Резюме, отчёты, рефераты и другие материалы представлены в приложении к итоговому документу.

Дата

Подпись директора школы

Место для Печати

Проверьте себя

Основные функции оценки

Критерии оценивания

Понятие педагогического теста

Направленность педагогических тестов

Виды тестовых заданий

Основные методы экспериментальной проверки тестов

Модульно-рейтинговая технология обучения

Типы компьютерных тестов

Тема 8 Обзор элективных курсов по естествознанию

Ссылки на файлы:

Суматохин, Склярова, ЭлНФПО, Эл1, Эл2, Эл3, Эл4, Эл5

План занятия

Общие положения

Требования к программам курсов по выбору

Анализ элективных курсов по естествознанию

Федеральные программы элективных курсов по естествознанию

Возможные темы для разработки элективных курсов

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы

Информационный блок

Существенным моментом в организации универсального (непрофильного) обучения является реализация элективных курсов. Набор элективных курсов на основе базисного учебного плана определяется самой школой (школьный компонент). При этом количество предлагаемых образовательным учреждением элективных курсов должно быть избыточно по сравнению с числом курсов, которые обязан выбрать учащийся. Единый государственный экзамен по элективным курсам не проводится. Элективные курсы выполняют следующие функции:

– развивают содержание одного из базисных курсов, изучение которого осуществляется на минимальном общеобразовательном уровне, что позволяет поддерживать изучение смежных учебных предметов на профильном уровне или получить дополнительную подготовку для сдачи единого государственного экзамена по выбранному предмету на профильном уровне;

– обеспечение внутрипрофильной специализации и построение индивидуальной образовательной траектории;

– способствуют удовлетворению познавательных интересов в различных областях деятельности человека.

Элективные курсы (лат. electus избранный) характеризуется тем, что из предложенного их набора ученик может выбрать те, которые ему интересны или нужны. То, что набор элективных курсов определяют сами школьники, ставит учащихся в ситуацию самостоятельного выбора индивидуальной образовательной траектории, профессионального самоопределения.

Для элективных курсов (курсов по выбору) в предпрофильной подготовке характерны:

– нестандартизованность

– вариативность

– краткосрочность

– оригинальное содержание

– избыточность.

Рубрика Мнение (файл Суматохин)

Общие положения

1. Элективные курсы – обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы.

2. Элективные курсы реализуются за счет школьного компонента учебного плана, предназначены для содержательной поддержки изучения основных профильных предметов или служат для внутрипрофильной специализации обучения и для построения индивидуальных образовательных траекторий.

3. Количество элективных курсов должно быть избыточно по сравнению с числом курсов, которые обязан выбрать учащийся (отношение количества предложенных курсов к количеству выбираемых должно быть равно или более двух).

4. Элективные курсы должны быть направлены на решение следующих задач:

– способствовать самоопределению ученика и/или выбору дальнейшей профессиональной деятельности;

– создавать положительную мотивацию обучения на планируемом профиле;

– познакомить учащихся с ведущими для данного профиля видами деятельности;

– активизировать познавательную деятельность школьников;

– повысить информационную и коммуникативную компетентность учащихся.

Базовые требования к содержанию программ элективных курсов

Программы элективных курсов разрабатываются, принимаются и реализуются образовательными учреждениями самостоятельно.

Базовыми требованиями к содержанию программ элективных курсов являются следующие:

– ориентация на современные образовательные технологии;

– соответствие учебной нагрузки учащихся нормативам;

– соответствие принятым правилам оформления программ;

– наличие пособия, содержащего необходимую информацию;

– краткосрочность проведения курса (не более 72 часов).

Правила оформления программ

Программа элективного курса должна включать следующие структурные элементы:

– титульный лист;

– пояснительную записку;

– учебно-тематический план;

– содержание изучаемого курса;

– методические рекомендации;

– литературу.

Титульный лист включает:

– наименование образовательного учреждения;

– сведения о том, где, когда и кем утверждена программа;

– название элективного курса;

– класс, на который рассчитана программа;

– ФИО, должность автора (авторов) программы;

– название города, населенного пункта;

– год разработки программы.

Пояснительная записка включает:

– обоснование необходимости введения данного курса в школе;

– указание на место и роль курса в профильном обучении;

– цель и задачи и задачи элективного курса;

– сроки реализации программы (продолжительность обучения, этапы);

– основные принципы отбора и структурирования материала;

– методы, формы обучения, режим занятий;

– предполагаемые результаты;

– инструментарий для оценивания результатов.

Учебно-тематический план включает:

– перечень разделов, тем;

– количество часов на изучение каждой темы;

– вид занятий.

Содержание изучаемого курса включает перечень тем и их реферативное описание.

Методические рекомендации включают:

– основные содержательные компоненты по каждому разделу или теме;

– описание приемов и средств организации учебно-воспитательного процесса, форм проведения занятий;

– дидактические материалы.

Литература включает список литературы, а также других видов учебно-методических материалов и пособий, необходимых для изучения курса.

Условия выбора курсов по выбору

Курсы по выбору должны быть представлены в количестве, позволяющем ученику осуществить реальный выбор. Эти курсы должны помочь ученику оценить свой потенциал с точки зрения образовательной перспективы (";Пойду на социально-гуманитарный профиль не потому, что имею тройки по математике, а потому, что намерен стать юристом или журналистом, а для этого буду поступать в университет";).

Курсы должны способствовать созданию положительной мотивации обучения на планируемом профиле. Помочь ученикам проверить себя, ответить на вопросы: ";Могу ли я, хочу ли я учить это, заниматься этим?";. Вместе с тем, надо помнить, что чрезмерная перегруженность курса новым содержанием, может не позволить ученику ответить на эти центральные вопросы.

Отбирая содержание, учитель должен ответить на вопросы: ";Чем будет полезен ученику данный курс для совершения осознанного выбора профиля обучения в старшей школе?";.

Перспективным является использование современных образовательных технологий, роль которых будет возрастать при профильном обучении на третьей ступени средней школы.

Следует использовать возможности преподавания курсов предпрофильной подготовки другим педагогом, реализующим базовый курс по данному или родственному предмету.

Курсы должны познакомить ученика со спецификой видов деятельности, которые будет для него ведущими, если он совершит тот или иной выбор (историк, филолог, физик и т.д.), то есть повлиять на выбор учеником сферы профессиональной деятельности. Они должны включать пробы по ведущим для данного профиля видам деятельности (чтобы показать специфику данного профиля через деятельность – работа с текстами, анализ источников, использование правовых документов и т.п.)

Курсы, по возможности, должны опираться на какое-либо пособие. Это позволит исключить ";монополию учителя на информацию";.

Курсы предпрофильной подготовки не должны дублировать базовый курс. Они должны подготовить ученика не только к сдаче экзаменов, но и к успешному обучению в профильной школе.

Рубрика Мнение (файл Склярова)

Содержание элективного курса в профильной школе

Можно условно выделить следующие типы элективных курсов.

I. Предметные курсы, задача которых – углубление и расширение знаний по предметам, входящих в базисный учебный школы.

В свою очередь, предметные элективные курсы можно разделить на несколько групп.

1) Элективные курсы повышенного уровня, направленные на углубление того или иного учебного предмета, имеющие как тематическое, так и временное согласование с этим учебным предметом. Выбор такого элективного курса позволит изучить выбранный предмет не на профильном, а на углубленном уровне. В этом случае все разделы углубляются курса более или менее равномерно.

2) Элективные курсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы основного курса, входящие в обязательную программу данного предмета.

3) Элективные курсы, в которых углубленно изучаются отдельные разделы основного курса, не входящие в обязательную программу данного предмета.

4) Прикладные элективные курсы, цель которых – знакомство учащихся с важнейшими путями и методами применения знаний на практике, развитие интереса учащихся к современной технике и производству.

5) Элективные курсы, посвященные изучению методов познания природы.

6) Элективные курсы, посвященные истории предмета, как входящего в учебный план школы (история физики, биологии, химии, географических открытий), так и не входящего в него (история астрономии, техники, религии и др.).

7) Элективные курсы, посвященные изучению методов решения задач (математических, физических, химических, биологических и т.д.), составлению и решению задач на основе физического, химического, биологического эксперимента.

IIМежпредметные элективные курсы, цель которых - интеграция знаний учащихся о природе и обществе.

III. Элективные курсы по предметам, не входящим в базисный учебный план.

Элективные курсы, хотя и различаются целями и содержанием, но во всех случаях они должны соответствовать запросам учащихся, которые их выбирают.

Итоговая аттестация по элективным курсам

По элективным курсам и курсам по выбору нет стандартов, а, следовательно, и итоговой аттестации. Администраторам, учителям надо помнить, что содержания и правила его освоения (включая определение форм отчетности) школа устанавливает самостоятельно. Система оценивания может быть безотметочная, но могут быть текущие баллы в рейтинге.

Если строить элективный курс, исходя из интересов ученика, а не с позиции ";учащиеся должны усвоить";, то вопрос о формах аттестации и критериях оценки должен решаться совместно с учащимися. Возможные варианты отметок:

– прослушан курс;

– защищен реферат;

– разработан проект;

– выполнены творческие задания.

Требования к программам курсов по выбору

Рубрика Примеры программ элективных курсов (ссылка на файлы Эл1, Эл2, Эл3, Эл4, Эл5, ЭлНФПК)

По соответствию положению концепции профильного и предпрофильного обучения. Программа позволяет учащимся осуществить пробы, оценить свои потребности и возможности и сделать обоснованный выбор профиля обучения в старшей школе.

По степени новизны для учащихся. Программа включает новые для учащихся знания, не содержащиеся в базовых программах.

По мотивирующему потенциалу программы, программа содержит знания, вызывающие познавательный интерес учащихся и представляющие ценность для определения ими профиля обучения в старшей школе.

По полноте содержания Программа содержит все знания, необходимые для достижения запланированных в ней целей подготовки.

По научности содержания. В программу включены прогрессивные, научные знания и наиболее ценный опыт практической деятельности человека.

По инвариантности содержания. Включенный в программу материал может применяться для различных групп (категорий) школьников, что достигается обобщенностью включенных в нее знаний; их отбором в соответствии с общими для всех учащихся задачами предпрофильной подготовки, а также модульным принципом построения программы.

По степени обобщенности содержания. Степень обобщенности включенных в программу знаний соответствует поставленным в ней целям обучения и развития мышления школьников.

По практической направленности курса. Программа позволяет осуществить эвристические пробы и сформировать практическую деятельность школьников в изучаемой области знаний.

По связности и систематичности учебного материала. Развертывание содержания знаний в программе структурировано таким образом, что изучение всех последующих тем обеспечивается предыдущими, а между частными и общими знаниями прослеживаются связи.

По соответствию способа развертывания учебного материла стоящим в программе задачам. Способ развертывания содержания учебного материала соответствует стоящим в программе целям обучения: формирования теоретического или эмпирического мышления обучающихся и определяется объективным уровнем развития научных знаний.

По выбору методов обучения. Программа дает возможность проведения эвристических проб, что обеспечивается ее содержанием и использованием в преподавании активных методов обучения.

По степени контролируемости. Программа обладает достаточной для проведения контроля:

– операциональностью и иерархичностью описания включенных в нее знаний,

– конкретностью определения результатов подготовки по каждой из ведущих тем или по программе в целом.

По чувствительности к возможным сбоям. Программа дает возможность установить степень достижения промежуточных и итоговых результатов и выявить сбой в прохождении программы в любой момент процесса обучения.

По реалистичности с точки зрения ресурсов. Материал программы распределен во времени с учетом его достаточности для качественного изучения знаний и получения запланированных результатов; устранения возможных при прохождении программы сбоев; использования наиболее эффективных (активных) методов обучения.

По эффективности затрат времени на реализацию учебного курса. Программой определена такая последовательность изучения знаний, которая является наиболее "; коротким путем"; в достижении целей. Это последовательность, при которой на восстановление забытых или уже утраченных знании не нужно будет тратить много времени; изучение новых знаний будет опираться на недавно пройденный и легко восстанавливающиеся в памяти учебный материал.

Элективные курсы должны учитывать возможные специализации в рамках профиля обучения. Например, химико-биологическое направление естественнонаучного профиля может включать следующие специализации: медицинскую, аграрную, педагогическую, ветеринарную.

При профильном обучении обязательна профессионально-ориентированная практика, которая является составляющей элективных курсов второго вида и должна способствовать приобретению школьниками первоначальных профессиональных умений. Она организуется на соответствующих предприятиях, организациях и т.д.

Анализ элективных курсов по естествознанию

Первая группа курсов – практические, лабораторные работы с элементами исследования –– самая многочисленная. Программы курсов этой группы отличает то, что они построены модульно. Каждый из модулей, составляющих программу (обычно модуль и введение), может выступать как самостоятельный курс. Это позволяет использовать программу и для обобщающего повторения (вся программа), и для предпрофильной подготовки (одна ее часть). Во всех этих программах содержатся практикумы, которые могут использоваться учителем для преподавания базового курса. К этой группе можно условно отнести следующие программы:

";Исследовательские задачи на стыке наук (биологии, физики, химии)"; (А. Пентин)

";Измерения физических величин"; (С. Кабардина, Н. Шефер)

Авторы выстроили свой курс таким образом, что ученики, его посещающие, получат возможность удовлетворить индивидуальный интерес к физике, технике при проведении самостоятельных экспериментов.

Практические работы, составляющие курс, подобраны так, что учащийся сможет познакомиться с видами деятельности, являющимися ведущими во многих инженерных и технических профессиях. Такой подход, по мнению авторов, должен помочь ученику сделать обоснованный выбор профиля дальнейшего обучения и/или профессиональной деятельности.

";Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование"; (А. Сорокин, Н. Торгашина, Е. Ходос, А. Чиганов)

Курс выстроен таким образом, что ученик, его посещающий, будет самостоятельно выполнять демонстрационные эксперименты, лабораторные и практические работы, заниматься компьютерным моделированием физических процессов.

Это должно позволить ему не только расширить и углубить знания по физике, но и развить универсальные способности: научиться грамотно вести наблюдение; получать, обрабатывать и систематизировать данные, строить на их основе теоретические модели – другими словами, проводить самостоятельно полный цикл учебного исследования.

";Практикум по экологии города"; (Г. Бойко, А. Захлебный, Н. Скалон)

";Экологический практикум"; (С. Алексеев, Н. Груздева, Э. Гущина)

Данная программа позволит творческому учителю организовать занятия по весьма актуальной проблеме – экологии окружающей среды. Современные старшеклассники слышат об экологических проблемах много абстрактных разговоров, но не могут оценить остроты проблемы. Содержание же практических работ, составляющих настоящий курс, предусматривает реальную практико-ориентированную деятельность учащихся по экологической оценке окружающей среды, саморазвитию учащихся. Предполагается и выполнение учащимися социально значимых проектов, направленных на реальное улучшение экологического состояния своего непосредственного окружения.

";Экология в экспериментах"; (Е. Федорос, Г. Нечаева)

Цель его – освоение методологии и методики биоэкологического эксперимента, приобретение учащимися представлений о профессиях, связанных с деятельностью в сфере ";человек – природа";. Впрочем, этот курс можно отнести и к третьей группе.

Во вторую группу можно отнести курсы, наличие которых в учебном плане помогает решить проблему обобщения материала, изученного учениками в базовых предметах. На первый взгляд это программы, весьма не похожие друг на друга.

";Что мы знаем о небесных телах?"; (В. Комиссаров)

";Тайны живой природы"; (Е. Бровкина, Т. Иванова, Г. Калинова, А. Мягкова, В. Резникова)

";История химии"; (Е. Савинкина, О. Логинова, С. Плоткин)

Основным содержанием курса является знакомство с историей открытий в области химии, оказавших определяющее влияние на развитие человеческой цивилизации.

На семинарских и практических занятиях, в процессе подготовки рефератов и докладов по избранным темам, выполнения опытов с использованием простых приборов и инструментов, анализа полученных экспериментальных результатов старшие школьники делают выводы относительно значимости отдельных теорий, экспериментов для развития химии как науки.

";Фундаментальные эксперименты в физической науке"; (Н. Пурышева, Н. Шаронова, Д. Исаев)

Очень плодотворной представляется идея авторов построить обобщающее повторение базового курса физики на изучении фундаментальных опытов. Это должно позволить ученику познакомиться, с одной стороны, с историей развития физики, становлением и эволюцией физической науки, а с другой – с биографиями ученых и тем самым представить физику в контексте культуры.

Их изучение должно также помочь ему сознательно выбрать профиль дальнейшего обучения или профессиональной деятельности. Материалы, представленные в них, помогут учителю обогатить занятия учащихся по обязательной программе примерами из истории естественнонаучных открытий, дают конкретные предложения (темы) для проведения индивидуальных занятий по интересам с учащимися.

Третья группа – ориентирующие, и/или аспектные, курсы.

";История отечественной физики"; (В. Орлов)

";Биофизика: история, открытия, современность"; (А. Брильков, 3. Холостова, В. Фишов)

Начинается курс с того, что ученикам рассказывается о зарождении биофизики, первых попытках количественных измерений характеристик и параметров биологических объектов и систем, применения физических законов для объяснения физиологических функций в организме, использования физических приборов для изучения живых организмов.

Затем речь идет о становлении и развитии биофизических исследований и, наконец, о формировании самостоятельных биофизических дисциплин.

На этой базе учитель может весьма эффективно провести обобщение знаний, полученных учениками на всех предметах образовательной области.

";Клетки и ткани"; (Д. Обухов, В. Кириленкова)

Предлагаемый элективный курс поддерживает и углубляет базовые знания по определенному аспекту биологии.

Авторы программы выстраивают ее так, что конкретные знания, приобретаемые учеником при изучении данного курса, являются ключом к получению новых знаний, причем речь идет не об отдельных знаниях, а об их системе.

";Плазма – четвертое состояние вещества"; (В. Орлов, С. Дорожкин)

Изучение этого элективного курса направлено на развитие представлений школьников о физической картине мира, расширение, углубление и обобщение знаний о строении вещества, развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей.

И наконец, еще об одной программе, которая составляет исключение, скорее подтверждающее правило. Эта программа занимает совершенно особое место в ряду элективных курсов.

";Химия, история, искусство: перекрестки и взаимодействия"; (И. Титова)

Содержание курса имеет интегрированный характер. Он может рассматриваться и как поддерживающий изучение основного курса химии в рамках естественнонаучного профиля, и как курс, служащий выстраиванию индивидуальной образовательной траектории учащегося, обучающегося по любому из профилей, в первую очередь – гуманитарному.

Курс направлен на развитие общей культуры, расширение и углубление предметных знаний по химии, на развитие общих приемов интеллектуальной деятельности и познавательной активности и т.д. и т.п.

Мы думаем, что если учитель решится преодолеть сложности, связанные с подготовкой к преподаванию этого курса, то он сможет решить многие как предметные (например установление специфики взгляда химика на процессы, происходящие в окружающем мире), так и образовательные задачи.

Федеральные программы элективных курсов по естествознанию

Тема элективного курса
Вид программы
час.
Авторы программы
Где опубликована

1

Исследова­тельские задачи на стыке наук (биологии, физики, химии)

Межпредметная

20

А. Пентин

Предпрофильная подготовка учащихся основной школы: Учебные программы элективных курсов по естественно-математическим дисциплинам / Сост. А.Ю. Пентин. – М.: АПКиПРО, 2003

2

Что мы знаем о небесных телах?

Межпредметная

16

В. Комис-саров

Предпрофильная подготовка учащихся основной школы: Учебные программы элективных курсов по естественно-математическим дисциплинам / Сост. А.Ю. Пентин. – М.: АПКиПРО, 2003

3

История отечественной физики

Предметная

16

В. Орлов

Предпрофильная подготовка учащихся основной школы: Учебные программы элективных курсов по естественно-математическим дисциплинам / Сост. А.Ю. Пентин. – М.: АПКиПРО, 2003

4

Практикум по экологии города

Межпредметная

-

Г. Бойко, А. Захлебный, Н. Скалон

Предпрофильная подготовка учащихся основной школы: Учебные программы элективных курсов по естественно-математическим дисциплинам / Сост. А.Ю. Пентин. – М.: АПКиПРО, 2003

5

Тайны живой природы

Предметная

10

Е. Бровкина, Т. Иванова, Г. Калинова, А. Мягкова, В. Резникова

Предпрофильная подготовка учащихся основной школы: Учебные программы элективных курсов по естественно-математическим дисциплинам / Сост. А.Ю. Пентин. – М.: АПКиПРО, 2003

6

Измерения физических величин

Предметная

62

С. Кабардина, Н. Шефер

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

7

Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование

Предметная

34

А. Сорокин, Н. Торгашина, Е. Ходос, А. Чиганов

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

8

Экологический практикум

Межпредметная

35

С. Алексеев, Н. Груздева, Э. Гущина

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

9

Экология в экспериментах

Межпредметная

68

Е. Федорос, Г. Нечаева

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

10

История химии

Предметная

70

Е. Савинкина, О. Логинова, С. Плоткин

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

11

Фундаментальные эксперименты в физической науке

Предметная

34

Н. Пурышева, Н. Шаронова, Д. Исаев

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

12

Биофизика: история, открытия, современность

Межпредметная

70

А. Брильков, 3. Холостова, В. Фишов

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

13

Клетки и ткани

Предметная

32 (65)

Д. Обухов, В. Кириленкова

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

14

Плазма – четвертое состояние вещества

Предметная

35

В. Орлов, С. Дорожкин

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

15

Химия, история, искусство: перекрестки и взаимодействия

Межпредметная

68

И. Титова

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

Возможные темы для разработки элективных курсов

Спортивная психология

Физиология человека (узнай свои возможности)

Психология лидера

В здоровом теле здоровый дух

Как питаются насекомые

Экология и жизнь

Генетика человека. Составление родословной

Рекомендуемая литература

Предпрофильная подготовка учащихся основной школы: Учебные программы элективных курсов по естественно-математическим дисциплинам / Сост. А.Ю. Пентин. – М.: АПКиПРО, 2003

Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область ";Естествознание";/ Министерство образования РФ – Национальный фонд подготовки кадров. – М.: Вита-Пресс, 2004

/Text/t20_28.htm

Тема 9 Мультимедийное обучение естествознанию

Ссылки на файлы:

План занятия

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы

Информационный блок

Принципы мультимедийного обучения

Алгоритмизация педагогического процесса определяется рядом принципов, которые являются обязательными для реализации методики использования средств мультимедиа в обучении общей биологии. Принцип - это исходное положение теории, инструментальное, данное в категориях деятельности выражение педагогической концепции, это методологическое отражение познанных законов и закономерностей; это знание о целях, сущности, содержании, структуре обучения, выраженные в форме, позволяющей использовать их в качестве регулятивных норм практики.

Проблемой разработки принципов программированного и мультимедийного обучения, автоматизации процесса обучения занимались ученые А. И. Берг, А. А. Вербицкий, Р. Вильямс, Д. П. Гольнева, И. Б. Горбунова, А. П. Ершов, В. М. Зеленин, В. А. Извозчиков, Г. М. Клейман, В. В. Лаптев, К. Маклин, А. Г. Молибог, Н. Д. Никандров, И. В. Роберт, И. А. Румянцев, A. Bork, L. Rageda, G. Ronald, S. Weip и др.

Академик А. И. Берг определяет важнейший в теории мультимедийного обучения принцип рациональной последовательности учебных операций, который диктует необходимость разработки структурно-логической схемы темы, раздела, курса, соблюдение последовательности элементов учебного содержания и выявление последовательности учебных операций в его изучении при алгоритмизации учебно-воспитательного процесса. Этот принцип основывается на положениях кибернетики и является развитием принципа научной организации труда с позиций теории программированного обучения.

Важная роль принципа рациональной последовательности учебных операций проявляется в логическом построении структуры процесса мультимедийного обучения при усвоении знаний, формировании умений, в выборе новых форм, методов и средств обучения, в основе которых лежит использование средств мультимедиа.

Структурно-логической схемой (СЛС) А. В. Прокофьев называет описание логического построения учебных занятий. Структурно-логическая схема включает алгоритмы программы обучения и группы понятий, находящиеся между собой и соответствующими разделами других предметов в логических взаимосвязях, образуя систему понятий. При разработке СЛС курса необходимо выявление наиболее эффективных методов усвоения материала, а также определение способов его контроля и самоконтроля.

По данным Д. П. Гольневой, СЛС помогает систематизировать учебно-воспитательный процесс, поскольку определяет иерархию понятий, форм учебной деятельности и взаимовлияние элементов.

Принцип индивидуализации подразумевает, что мультимедийное обучение эффективно только если оно ориентированно на индивидуальность учащегося, с учетом его психологических, физиологических и нравственных особенностей. Соблюдение принципа индивидуализации возможно при постоянном анализе качества усвоения знаний, умений, психологического состояния, физиологического состояния учащегося в учебной среде. Такой анализ позволяет строить процесс обучения в наиболее благоприятных условиях и вовремя выявлять и корректировать отклонения.

Реализация принципа индивидуализации в мультимедийном обучении возможна не только благодаря использованию специальных программных педагогических средств, направленных на организацию индивидуальной деятельности учащихся, но и за счет применения средств мультимедиа как средств обучения биологии.

При организации индивидуальной деятельности учащихся программные педагогические средства должны максимально использовать компьютер для определения индивидуальных качеств учащегося. Наиболее полная информация об учащемся позволяет максимально использовать его интеллектуальные возможности в учебно-познавательной, самостоятельной деятельности.

Применение средств мультимедиа в узком плане – как средств обучения биологии, также обеспечивает реализацию принципа индивидуализации, поскольку каждый учащийся имеет возможность работать с компьютером в необходимом режиме. В. А. Смирнов отмечает, что при организации групповой деятельности, когда за одним компьютером работает группа учащихся (в группе может быть до 4 человек), только тогда каждый учащийся сможет обеспечить свои потребности в компьютере, как средстве обучения.

Педагогический опыт и исследования, проводившиеся по определению темпа усвоения учебного материала различными категориями учащихся показали, что скорость усвоения учебной информации у хорошо успевающих примерно в 3 раза выше, чем у отстающих. Специальная логическая и методическая обработка учебного материала в условиях программированного обучения дает возможность каждому ученику усваивать учебный материал со скоростью, соответствующей его индивидуальным способностям. Идеальной моделью обучения в этом случае становится индивидуальная учебная работа учителя с одним учеником. Учитель в данной ситуации может четко определить дозу учебной информации для обучаемого и время на ее усвоение в зависимости от психологических особенностей восприятия ее каждым учащимся, определить логическую последовательность подачи информации и осуществлять контроль за ее усвоением, регулируя не только темы изучения материала курса, но и расширяя их знания за счет введения дополнительной информации.

Принцип доступности в условиях мультимедийного обучения предполагает необходимость строгого отбора учебной информации, определения рациональной дозировки подачи учебного материала и выявления основного канала восприятия информации.

При отборе учебной информации необходимо исходить из целей биологического образования, образовательного стандарта и существующих учебных программ.

При определении рациональной дозировки подачи учебного материала необходимо исходить из индивидуальных особенностей учащегося: объема и качества усвоенных знаний, уровня овладения умениями, психо-физиологических особенностей усвоения информации.

Слишком малая дозировка учебной информации нарушает последовательность изложения и непригодна при прохождении разделов курса, требующих обобщений и логических рассуждений. Следовательно, говоря о необходимости дозировки учебной информации, необходимо подчеркнуть важность строгого отбора материала для программирования. Ошибочным является стремление запрограммировать весь учебный материал, обладающий различной степенью сложности.

Деление материала на слишком большие дозы усложняет его усвоение обучаемыми и, кроме того, затрудняет его контроль и осуществление обратной связи. Определение правильной дозы изучаемого материала устраняет скачкообразность его усвоения в процессе обучения. При определении дозировки учебной информации следует учитывать возрастные особенности учащихся, а также степень их подготовки к усвоению материала.

Принцип доступности взаимосвязан с принципом немедленной обратной связи. Доступность нового материала напрямую зависит от качества усвоения предыдущего учебного материала и уровня овладения умениями, от своевременного и постоянного контроля. По данным И. В. Роберт, соблюдение принципа немедленной обратной связи обеспечивает повышение мотивации учащихся к приобретению новых знаний и овладению учебно-познавательными умениями. Психологические эксперименты, которые проводились с большими группами школьников показали, что даже незначительная задержка в подтверждении правильности их действий резко снижает эффективность обучения. Отсутствие постоянной обратной связи нередко приводит к закреплению в памяти учащихся ошибочных действий и навыков. В связи с этим, в условиях мультимедийного обучения необходимо осуществлять немедленное подтверждение правильности усвоения знаний и освоения умений учащимися.

В первую очередь, при использовании автоматизированных обучающих систем на базе компьютера, контроль позволяет постоянно индивидуально корректировать работу компьютерной обучающей программы, а также помогает учителю постоянно следить и за качеством подготовки учащимися домашнего задания, и за степенью усвоения ими излагаемого на уроке нового материала.

Принцип активизации учебной деятельности является одним из важнейших принципов, реализуемых средствами мультимедиа. Активное участие в педагогическом процессе способствует развитию самостоятельности учащихся, умению применять полученные в процессе обучения знания, умения и навыки. Специальные исследования показывают значительное повышение эффективности обучения при повышении активности учащихся.

Мультимедийное обучение предоставляет учителю средства активизации учащихся на всех этапах обучения. В первую очередь, это интерактивная среда обучения, которая позволяет учащемуся в любой момент получить любую необходимую учебную информацию. Кроме того, активизирует учащихся постоянная проверка знаний, направленность мультимедийного обучения к увеличению доли самостоятельной деятельности учащихся в приобретении учебных знаний и умений.

Принцип алгоритмизации учебного процесса требует разработки оптимальных алгоритмов обучения. В условиях программированного обучения подразумевается выполнение учащимися оптимальной совокупности операций в строго определенной последовательности, необходимой для решения поставленной перед ними задачи. Отдельные логически связанные алгоритмы собираются в алгоритмические блоки, которые входят в состав программированного задания и его структурно-логическую схему.

В условиях мультимедийного обучения под оптимальной алгоритмизацией понимается построение системы структурно-логических схем в соответствии со сложившейся методикой и с учетом психо-физиологических особенностей усвоения информации каждым учащимся.

Прогнозировать и своевременно корректировать учебно-воспитательный процесс позволяет соблюдение принципа рационального распределения времени в педагогическом процессе.

Следует установить рациональное соотношение времени на подачу тщательно отобранной и рационально дозированной учебной информации. При этом следует определить время, необходимое для ее восприятия, усвоения и запоминания и также на закрепление воспринятого материала в памяти каждого ученика при большом количестве аналогичных примеров. При анализе необходимого времени на решение различных учебных задач следует считать затраты его учащимися при практическом применении знаний, умений и навыков, а также определение рационального времени, необходимого при организации систематического контроля усвоения учащимися учебной информации, осуществляемого одновременно с закреплением и повторением ранее изученного материала.

Только правильное планирование педагогического процесса с определением временных рамок каждого учебно-воспитательного воздействия позволяет алгоритмизировать контроль за ходом обучения.

Принцип смены информационных сред чрезвычайно важен, поскольку позволяет снизить утомляемость учащихся (за счет переключения деятельности с одного анализатора информации на другой), сократить время работы, облегчить работу зрения, давая ему отдых от текста. Этот принцип диктует следующие условия:

– чем младше обучаемый, тем большая часть диалога должна быть представлена в графической форме;

– при прочих равных условиях в организации общения предпочтение должно отдаваться графическим формам;

– графические образы и пиктограммы должны быть интуитивно понятны учащемуся и интерпретироваться однозначно;

– текстовые сообщения обоих участников общения должны быть по возможности краткими и не допускающими неоднозначности понимания.

Принцип виртуализации является исключительным и характерным для мультимедийного обучения. Предполагает осуществление при использовании средств мультимедиа эффекта присутствия учащегося в условиях природной среды. По данным, приведенным И. Б. Горбуновой, при соблюдении этого принципа учащийся осваивает исследовательские, практические, учебно-познавательные, интеллектуальные умения непосредственно в виртуально созданной модели природы, что значительно повышает эффективность приобретения способов умственной деятельности. Это положение подтверждается также результатами нашего исследования.

В данном параграфе рассмотрены принципы построения и реализации системы мультимедийного обучения. Каждый принцип обуславливает отбор содержания, построение учебно-воспитательного процесса; требования к установлению взаимосвязей между компонентами системы. Взаимодействие принципов дает целостную характеристику процесса построения системы мультимедийного обучения. Подбор и описание действия принципов проводились с целью системного, функционального рассмотрения процесса обучения и особенностей реализации системы мультимедийного обучения общей биологии.

Требования к педагогическим программным средствам

Поскольку применение компьютера напрямую воздействует на здоровье и психику учащегося, при создании и использовании педагогических программных средств (ППС) необходимо учитывать психолого-педагогические, физиолого-гигиенические, эргономические, эстетические требования к оформлению, структуре и содержанию компьютерных учебных программ.

Психолого-педагогические требования к ППС – совокупность психолого-педагогических, дидактических и методических норм и условий, обеспечивающих оптимальный порядок структурирования учебной информации и ее предъявление с помощью компьютера, рациональную организацию управления самостоятельной познавательно-практической деятельностью учащихся в режиме диалога, согласно поставленным целям и задачам на основе дидактических принципов.

Исследованием психолого-педагогических, дидактических и методических принципов проектирования и использования ППС занимались А. А. Вербицкий, Р. Вильямс, П. Я. Гальперин, Б. С. Гершунский, Ю. А. Даринский, В. А. Извозчиков, В. Н. Каптелинин, К. Маклин, Е. И. Машбиц, Л. Ю. Невуев, А. И. Печников, Н. И. Повякель, И. В. Роберт, Н. Ф. Талызина, М. С. Шехтер и другие ученые.

Принцип научности предполагает передавать ППС такие функции, которое наиболее эффективно могут быть выполнены только с помощью компьютера. Одно из основных психолого-педагогических требований, предъявляемых к разработке ППС, заключается в учете специфики содержания учебного материала. Содержание ППС должно достоверно отражать современное состояние научных знаний. Появление новых биологических данных, положений, теорий, отраженных в образовательной программе, должно быть своевременно включено в содержание ППС. Способы учебной деятельности, предусмотренные компьютерной программой, должны быть адекватны современным методам познания (метод моделирования и системного анализа).

Графические формы представления информации (таблицы, диаграммы, схемы, рисунки, анимация) должны удовлетворять с педагогической точки зрения двум принципам: наглядности и дидактической целесообразности.

Принцип наглядности предполагает максимальное использование возможностей средств мультимедиа в ППС для наглядного представления содержания. В программе при рисованном отображении объекта не следует увлекаться натурализмом; схему, содержащуюся в программе, следует предъявить в форме, позволяющей наиболее четко раскрыть существенные признаки и отношения изучаемых предметов и явлений; существенные признаки, связи должны быть однозначно зафиксированы. Лишние детали, несущественные для усвоения учебного материала, отвлекают внимание учащихся и способствуют замедлению их умственной деятельности. Однако при создании модели природной среды следует стремиться к реализация принципа виртуализации, для чего детализация является необходимой.

Например, при изучении пищевых цепей важными являются понятия о видах взаимоотношений между звеньями цепи и о роли каждого звена в функционировании экосистемы. Демонстрируется схема, отображающая звенья пищевой цепи с одним-двумя примерами видов живых организмов. Мы опустили все остальные взаимодействия (с окружающей средой, несущественные биотические факторы и т.д.), чем реализовали принцип научности. Но если необходимо создать эффект присутствия с целью реализации принципа виртуализации, то необходимо включить элемент натуральности, ";фотографичности"; отображаемого материала. При этом нет необходимости соблюдать абсолютное соответствие. Например, при организации виртуальной экскурсии в модель природной среды не нужно включать несущественные для данной темы объекты: проезжающие машины, пешеходы и т.п.

Принцип научности также требует соблюдения соответствия виртуальных моделей естественным прототипам. Необходимо следить, чтобы при создании модели листопада условия, воздействующие на растения, соответствовали нормальной осени. Недопустимо, чтобы в одной модели одновременно присутствовали живые объекты разных природных зон.

Принцип дидактической целесообразности предполагает, что должно быть соответствие между формой представления информации, содержанием учебного материала и дидактическими задачами и приемами его изучения с применением компьютера.

Например, для изучения понятий о явлениях или объектах, таких как ";популяция";, ";клетка";, ";ген";, ";белок";, ";изменчивость";, ";наследственность"; и т.п., нет надобности использовать динамические возможности средств мультимедиа (анимация, мультипликация, видеоролик и т.п.), и для демонстрации этих понятий используются схемы или рисунки. Для демонстрации биологических процессов, таких как смена биогеоценоза, биосинтез белка, видообразование, влияние фактора и т.п. это необходимо.

Из принципа полноты, систематичности и последовательности следует требование к законченности учебной программы, т.е. ППС должно содержать систему понятий и их последовательное развитие для полного раздела курса. Каждый отдельный блок ППС должен быть завершенным, единым. Недопустимо разрывать систему понятий на отдельные части внутри раздела, это может привести к несистемности усвоения знаний учащимися, к отсутствию логики усвоения учебного материала, к нарушению целостности развития сложных понятий. Каждая ППС в начале обучения должна выявить базовый уровень подготовки учащихся и построить систему понятий для каждого ученика, вплоть до последнего предполагаемого занятия. ППС должна прогнозировать результат мультимедийного обучения и исходить из конкретных задач по его достижению, адаптироваться к каждому учащемуся.

Требование адаптивности предполагает учет индивидуальных особенностей учащихся в соответствии с принципом дифференциации процесса обучения.

ППС при опоре на результаты контроля знаний, умений и навыков, индивидуальные психофизиологические особенности каждого учащегося должно выбирать качество и количество представляемого учебного материала. Должно быть предусмотрено несколько вариантов организации учебной деятельности и программа должна иметь возможность их корректировки в ходе работы. В ППС должно быть предусмотрено несколько вариантов заданий различной степени сложности. Выбор того или иного варианта может осуществляться либо самим учеником, либо автоматически.

Принцип непрерывности и модифицируемости диктует необходимость предусматривать возможность модификации обучения при непрерывном развитии понятий и умений с соблюдением требований государственного образовательного стандарта к содержанию биологического образования. Контроль знаний и умений должен быть направлен на определение необходимости модификации предполагаемого процесса обучения. Под модификацией понимается изменение последовательности в изучении учебного материала в случае возникновения затруднений с его усвоением у учащегося. Для достижения этих требований в ППС должен быть предусмотрен блок коррекции.

Принцип интеграции и дифференциации знаний предполагает связь биологического содержания с системой общенаучных понятий и содержанием других курсов. Обучающая программа должна предусматривать установление межпредметных связей.

Принцип технологичности предусматривает поддержку со стороны ППС методического аппарата: от целевого компонента до результативного. Должны использоваться все возможности компьютера – от структурирования и хранения информации до искусственного интеллекта.

Синтез и структурирование учебного материала определяют кадровую структуру программы. Под кадром подразумевается элемент программы, содержащий логически завершенную дозу информации, контролирующую сеть заданий. Деление на кадры является условным: кадры не являются статичными, они могут изменяться во время демонстрации, перестраиваться. По текстовому и графическому характеру кадры можно разделить на статические и динамические.

Компьютерные программы используют следующие виды кадров:

1. Информационные – несут в себе ту или иную учебную информацию и подразделяются, в свою очередь, на вводные, обучающие, обзорные, контрольные.

2. Справочные – выдают на экран справку по запросу ученика.

3. Разъясняющие – дают подсказки, комментарии.

4. Инструктивные – предоставляют сведения о том, как работать с программой.

5. Оценивающие – содержат отдельные реплики и комментарии, оценивающие то или иное действие ученика, а также всю работу в целом.

6. Операционные – организуют обработку полученной информации, определяют последовательность заданий.

Требования по организации деятельности учащихся определяются принципом самостоятельной активности. От вида самостоятельной деятельности ученика зависят и требования, предъявляемые к отбору учебного материала, заданиям для контроля знаний и умений ученика. Так, задания репродуктивного уровня деятельности характеризуются тем, что:

– учебный материал построен на уровне конкретных примеров, и отражает условие выполнения действий по заданному алгоритму;

– задания включают сжатый объем знаний, образцы выполнения или готовые варианты ответов, требуют анализа и систематизации имеющихся знаний и их осмысление, позволяют воспроизводить действия по образцу;

– вопросы и задания конкретны, предполагают исполнительскую самостоятельность, привлечение дополнительной помощи (учебник, записи в тетради).

При продуктивном характере деятельности:

– побуждают учащихся к активно-познавательной самостоятельности;

– направлены на сопоставление факторов, сравнение и понимание причины взаимодействия между процессами;

– материал включает небольшой объем знаний.

При творческом уровне деятельности:

– учебный материал включает большой объем знаний изучаемого предмета с учетом межпредметных связей;

– задания достаточно трудны, вызывают потребность в творческой познавательной активности у учащихся, способствуют активизации самостоятельной творческой исследовательской деятельности, применению знаний на новом учебном материале, моделированию условий задания;

– учебные приемы указывают направление поиска, предусматривают трансформацию знаний в убеждения.

Принцип когнитивности коммуникации. В ППС обязательно наличие диалогового режима, обеспечивающего усиление интеллектуальных способностей учащегося. Правильная организация и построение общения между учеником и компьютером является необходимой предпосылкой эффективного применения обучающих компьютерных систем. Особенности компьютера как технической системы накладывают ряд ограничений на характер общения. Это в частности:

– минимум словаря, жесткость синтаксиса, ограниченность и стандартность оборотов речи. Общение в рамках ограниченного лексического запаса, как правило, лишено подтекста и смысловых нюансов;

– ограниченность предметного содержания диалога. Даже в тех случаях, когда язык системы приближен к естественному, ее словарь ограничен рамками некоторого круга предметных областей, решаемых задач и заложенных способов взаимодействия;

– отсутствие средств выразительности, которыми обладает диалог между людьми – мимика, интонация, жесты. Основную роль играет языковая структура сообщения. Одно из условий облегчения восприятия информации с дисплея компьютера – более широкое использование графики и цвета;

– средства мультимедиа обеспечивают диалог в режиме реального времени с использованием клавиатуры, манипулятора ";мышь"; или микрофона для ввода информации и дисплей или звуковую карту для вывода информации.

Вместе с тем компьютер открывает новые возможности в организации общения, заключающиеся в том, что компьютер:

– превосходит человека как источник информации объемом базы знаний;

– неизменно доброжелателен, терпелив, неутомим в диалоге;

– демонстрирует различные стили общения и меняет их в зависимости от задач обучения, учебной ситуации, индивидуальных способностей ученика;

– общение с компьютером имеет положительный психотерапевтический эффект, если учащемуся созданы условия для самоутверждения в процессе работы с программой.

Поскольку диалог ";ученик–компьютер"; в какой-то степени моделирует общение ";ученик–учитель";, он должен строиться с учетом основных требований построения педагогического общения. Ниже перечислены эти требования.

Требование педагогической направленности диалога определяет то, что компьютерный диалог не самоцель, его применение должно определяться педагогической целесообразностью:

– вовлекать учащихся в диалог нужно лишь в том случае, если у ученика возникла в этом потребность;

– помощь учащемуся должна соответствовать его затруднениям и не быть чрезмерной или недостаточной;

– не следует выдавать учащемуся как можно больше сведений в одном сообщении – лучше ограничиться необходимыми сведениями, предусмотрев возможность получения учеником уточняющей информации;

– после констатации системой ошибки учащегося, ему должна быть предоставлена возможность провести правильное решение (кроме контролирующего режима).

Диалог должен способствовать развитию мышления учащегося – доказательности, аргументированности, умению сопоставлять факты. При этом диалог внешний должен порождать диалог внутренний, то есть компьютерные сообщения должны заставлять учащегося думать и доказывать самому себе:

– компьютер не должен инициировать внешний диалог, если он нарушает ход рассуждений учащегося, их внутренний диалог;

– хорошим средством стимулирования внутреннего диалога являются вопросы и формулировки типа: ";Как Вы полагаете…";, ";Каково Ваше мнение…";, ";Этот вопрос до сих пор неразрешен…";;

– развитию внутреннего диалога способствует постановка проблемных учебных ситуаций.

Поскольку одним из участников общения является ученик, можно прогнозировать появление грамматических и смысловых ошибок, связанных как с недостаточным знанием правил грамматики, так и невнимательностью и ошибками при работе с клавиатурой. Программа должна обладать устойчивостью к подобным действиям:

– с технической точки зрения диалог должен предусматривать минимум работы с клавиатурой;

– при необходимости ввода учащимся на запрос компьютера целой фразы, желательно либо предоставить возможность ее выбора из экранного меню, либо предусмотреть ее построение на экране из предлагаемого набора фрагментов;

– в случае ошибочных операционных действий учащегося система обязана либо игнорировать их, либо вывести предупреждающее сообщение.

Немаловажным аспектом при проектировании диалога выступают лингвистические особенности общения в системе ";ученик–компьютер";. Лингвистические аспекты включают особенности языка общения, формы, стиля и синтаксиса сообщений. Особенность диалога ";ученик–компьютер"; в том, что его содержание и форма за обоих участников предусматривается заранее на этапе разработки ППС. Рекомендуется при этом учитывать ряд рекомендаций:

– язык общения должен быть корректен; недопустимо использование жаргонных слов; словесную схему действий учащийся не должен воспринимать как обидную, издевательскую или вульгарную;

– следует учитывать возраст учащихся при проектировании обращений. В ППС для старших классов следует употреблять обращение на ";Вы";, а для младших на ";Ты";;

– использование какого-либо термина при проведении контроля возможно только в том случае, если имеется уверенность что учащийся с ним знаком;

– сообщение для учащегося следует строить из коротких, желательно простых по синтаксису фраз. Оптимальное количество слов в предложении – 7 14 слов;

– трудность текста для восприятия и понимания зависит от соотношения в нем различных частей речи. Установлено, что обилие в тексте прилагательных и наречий усложняет его. Частое применение глаголов в спрягаемых формах облегчает запоминание и понимание текста. Понимание глаголов в активной форме требует на 0,5 1,5 с меньше времени, чем в пассивной. В тексте должно быть не менее 15% глаголов в личной форме;

– при составлении текста желательно избегать скопления фраз одинакового объема. Считается, что чередование длинных и коротких фраз создает эффект передышки после некоторого напряжения;

– эффективным средством улучшения восприятия и понимания текста на экране является использование в нем вопросительных предложений. Они активизируют мышление учащихся, стимулируют их самостоятельный поиск;

– восприятие текста облегчается при уменьшении его абстрактности. Например, помощь и консультации не должны содержать эвристических рекомендаций, а, напротив, должны быть конкретными и относиться к существу затруднений учащегося;

– оптимальным соотношением между основными и вспомогательными предложениями считается один к четырем-пяти.

Проектируя общение учащегося с компьютером, следует стремиться к осуществлению возможности для ученика строить свое сообщение таким образом, чтобы основные усилия затрачивались на содержание ответа, а не на техническую сторону его ввода. В этом требовании средства мультимедиа играют значительную роль, поскольку способны воспринимать и понимать речь человека, рукописный текст.

Принцип соответствия педагогическому такту диктует соблюдение условий терпеливости, вежливости со стороны ППС; компьютер не отключаться по своей инициативе; язык общения должен быть корректен, для чего ППС должна соответствовать требованиям:

– ученик должен иметь возможность в любой момент прервать диалог и выйти из программы, в то же время компьютер не должен ";бросать"; ученика – он обязан помочь ему довести решение учебной задачи до конца;

– оценочные суждения, выносимые системой, не должны быть категоричными – недопустимы сообщения типа ";Ты ошибся";; машина не должна демонстрировать ученику своего превосходства и осуждать его;

– похвала повышает положительную мотивацию обучения, однако она должна соответствовать уровню трудностей, преодоленных учеником при выполнении задания; получение похвалы за действие, не требующее умственных затрат, ведет к выработке снисходительного отношения к учебе; неумеренная похвала, полученная после цепи ошибок, воспринимается как издевательство;

– лингвистические аспекты и содержание общения должны удовлетворять требованиям педагогического такта.

Принцип симметричности общения обоснован нецелесообразностью монополии компьютера в определении темы, направления, содержания диалога, когда от ученика требуется только пассивное ответное реагирование. Эффект обучения обычно тем выше, чем в большей степени управление обучением предполагает встречную активность и самостоятельность учащегося. Мера достижения в диалоге симметричности является одним из показателей интеллектуальности педагогической обучающей системы.

Наиболее важные психолого-педагогические принципы определяют требования, предъявляемые к оценке результатов контроля. Важно правильно организовать обратную связь – учитывать как причину ошибки, так и ее характер, в связи с этим при создании сценария программы необходимо заложить возможность определения типов ошибок, а так же подготовить банк правильных ответов.

Эстетические, физиолого-гигиенические и эргономические требования к построению ППС определены в работах A. Борк, А.И. Липановой, Р. К. Липперта, О. И. Нестеренко, Г. Н. Сердюковской, А. В. Соловова, Б. Е. Стариченко, О. Таирова, С. Р. Троллипа, В. Труша и других ученых, а также приведены в Государственном стандарте к рабочему месту оператора ЭВМ и в Санитарных нормах и правилах. Разработкой конструктивно-технических норм и правил создания ППС занимались ученые В. А. Смирнов, В. М. Зеленин, Ю. И. Лобанов и другие.

Эстетические требования – нормы и условия, предъявляемые к целостности композиции и цветовому решению предъявляемой на экране дисплея информации, дизайну программного продукта.

Эргономические требования – совокупность физиолого-гигиеничес­ких и психофизиологических характеристик, показателей, параметров и норм, обеспечивающих сервисные и безопасные условия деятельности обучаемого.

Мы рассмотрим более подробно требования к организации интерфейса, так как именно интерфейс пользователя определяет уровень физиологического и умственного комфорта учащегося при работе с ППС. Интерфейс в значительной степени определяет утомляемость ученика при работе с программой, мотивацию обучения, эффективность работы с программой и представление учебного материала. Выделяются несколько составных частей пользовательского интерфейса:

– размещение информации для учащегося при выводе ее на экран;

– организация диалога ";ученик–компьютер";;

– организация ввода информации учащимся в компьютер;

– организация анализа ответа учащегося и реакции системы.

При использовании ППС часть задач по организации интерфейса решает сама система. В частности, именно она определяет набор возможных форм предъявления информации, идущей от ученика в компьютер, устанавливает способ и порядок ее ввода, задает время реакции системы на действия ученика, определяет степень использования мультимедийных возможностей компьютера. Поэтому мы более подробно затронем лишь те аспекты построения интерфейса, с которыми непосредственно сталкивается разработчик–пользователь ППС, а именно организация дизайна экрана и построение диалога.

Дизайн экрана, то есть порядок размещения информации на экране компьютера, можно рассматривать как частный специфический случай дизайна и, следовательно, использовать его общие принципы, установленные О. И. Нестеренко. Рассмотрим основные принципы, определяющие требования к размещению информации на экране:

Принцип пропорции – касается соотношения между размерами объектов и их размещением в пространстве. Объектами на экране могут являться тексты, картинки, графики, таблицы. Принцип пропорции требует, чтобы различные объекты не были хаотично разбросаны по экрану, а сгруппированы в определенных зонах, которые должны отделяться друг от друга. При этом необходимо учитывать следующие требования:

– функциональные зоны должны быть отделены друг от друга полями, ограничительными линиями, цветом, яркостью;

– количество зон на экране не должно превышать 5-7, для младших школьников – 3-х. Для записи различных групп данных можно использовать различные шрифты, подчеркивание, цвет символов;

– связанные по смыслу, но разнесенные территориально зоны должны оформляться одинаково.

Принцип порядка элементов означает такую организацию расположения объектов на экране, которая учитывает движение глаз. Установлено, что глаз, привыкший к чтению, начинает движение от левого верхнего угла экрана построчно взад-вперед по экрану к правому нижнему углу.

– тексты для быстрого чтения (оглавления, инструкции, важные сообщения) должен располагаться в левом верхнем углу, занимать по ширине ¼ экрана и быть выровненным по правой и левой границе, должен быть статичен (не перемещаться и не мигать);

– графическую информацию лучше располагать в правой части экрана;

– имеет смысл разработать и применять постоянные цвета, шрифты и места на экране для всех типов сообщений и реакций системы – инструкций по работе, сообщений об ошибках, помощь и т.п.; желательно пользоваться стандартными формами и настройками системы.

Принцип единства элементов изображения требует, чтобы элементы выглядели взаимосвязанными, правильно соотносились по размеру, форме, цвету. С этой целью необходимо упорядочить данные и фрагменты изображения. Идентичные данные должны быть представлены однотипно, разноплановые – по-разному. Для передачи разграничения можно использовать контрастные цвета, а для передачи подобия – похожие, но различные. В целом для достижения единства изображения используются рамки, оси, поля. Впечатление единства группы создает свободное пространство вокруг нее.

Принцип акцента определяет требование выделения наиболее важного объекта, который должен быть воспринят в первую очередь (сообщение об ошибке, инструкция по выполнению действий и т.п.). Средствами акцентирования являются:

– размещение важных сообщений в центре экрана;

– отделение важной информации от остальной свободным пространством;

– применение яркого цвета, большого шрифта;

– подчеркивание;

– применение окон, различающихся с фоном по цвету.

Важная информация должна быть краткой и выразительной. Она не должна быть пестрой по раскраске – необходим один, но яркий, контрастный по отношению к фону цвет. Сильное акцентирование достигается использованием двигающихся объектов и звуковых сигналов. Однако звук и изображение должны не дублировать, а дополнять друг друга.

Принцип равновесия требует равномерного распределения по экрану оптической тяжести изображения. Считается, что уравновешенное изображение создает у пользователя ощущение стабильности и надежности, а неуравновешенное может вызвать стресс. В связи с этим можно привести ряд рекомендаций по размещению объектов на экране, предложенных М. С. Шехтер:

– информация не должна скапливаться на одной половине экрана – оптическая тяжесть должна быть распределена равномерно;

– общий заголовок должен быть центрирован относительно вертикальной оси экрана;

– любой хроматический цвет воспринимается значительно тяжелее ахроматического (черного и белого);

– объекты неправильной формы воспринимаются тяжелее, чем объекты правильной формы; большие объекты на экране воспринимаются тяжелее, чем маленькие;

– светлые линии и объекты на темном фоне кажутся приближенными к зрителю, темные на светлом фоне – удаленными.

Появление компьютеров с цветным монитором с одной стороны, расширило графические возможности, с другой, породило проблему оптимального сочетания цветовой гаммы. Поэтому при разработке ППС, необходимо учитывать особенности цветовых сочетаний. В противном случае это приводит к затруднению восприятия изображения и повышенному утомлению зрения. Наиболее важным при выработке цветового решения экрана можно считать следующие принципы, предложенные О. И. Нестеренко:

– необходимость учета психофизиологического воздействия цветов на человека;

– глазу приятнее, если при оформлении используются нечетное число цветов (3 или 5);

– при использовании нескольких цветов большую роль играет их правильное сочетание.

Современные мультимедийные средства позволяют воспроизводить 4 294 967 296 (4,3 млрд) цветов и цветовых оттенков. Но недавно наиболее распространенным в школе являлся монитор использующий 16-цветную палитру, входящую в графические стандарты EGA, VGA и SVGA. На ее использование ориентированы большинство устаревших ППС, предусматривающих работу с графикой.

Для подбора приемлемых комбинаций цветов удобно пользоваться кругом естественных цветов Гете.

Хроматические цветовые тона с ахроматическими наиболее гармоничны в следующих сочетаниях: красный, оранжевый, желтый с черным; голубой, синий, фиолетовый с белым. Неконтрастные сочетания фона и переднего плана приводит к повышенному напряжению глаз, вызывает утомляемость и понижение работоспособности. К цветовым сочетаниям, активизирующим восприятие информации, относятся: ";желтый-красный";, ";белый-синий";, ";черный на оранжевом";, ";красный-желтый-зеленый";, ";белый-красный";, ";красный-белый-синий";.

Весьма важным аспектом использования СНИТ в обучении выступает эргономическая безопасность. Несмотря на то, что существуют многочисленные Государственные стандарты и Санитарные нормы и правила, содержащие требования по эргономической безопасности СНИТ, наши наблюдения показали многочисленные нарушения и просто незнание данных правил некоторыми учителями информатики (37%), не говоря уже об учителях биологии (100%). Хотя именно последние должны быть в полной мере знакомы с содержанием данных требований, являющимися важным валеологическим аспектом биологических знаний.

Главным фактором, вызывающим большинство проблем психики и зрения, является излучение дисплея. Так, например, красный люминофор, которым покрывают экраны, усугубляет естественную для глаза хроматическую аберрацию, что увеличивает нагрузку на систему наведения глаза на резкость. Кроме этого дисплеи являются основным источником электромагнитного излучения. В школьной практике использования компьютера необходимо применение защитных экранов, позволяющих защититьучащихся от электромагнитного излучения, снять статическое электричество, устранить блики и отражение, повысить контрастность изображения и его качество. Особое внимание должно быть обращено на параметры и устройства освещения в рабочих помещениях. Экраны дисплеев не должны быть расположены на фоне окон, на них не должен падать прямой свет от окон и осветительных приборов, в них не должны быть видны отражения светильников. Лучше всего, если в комнате используется освещение рассеянным светом, отраженным, например, от потолка, на который направлены экранированные снизу источники света. Освещенность помещения не должна быть высокой, однако работа в темноте не допускается из-за большой нагрузки на глаза. Оптимальный уровень освещенности, как установлено исследователями, является 500 лк.

Большое распространение в настоящее время получают современные мультимедийные экраны на основе активных матриц (полупроводниковые). Эти экраны являются потомками жидкокристаллических дисплеев (как в электронных часах). Структура, качество и контрастность изображения таких современных мониторов позволяют говорить о максимальной их безопасности для здоровья. Работу за таким дисплеем можно сравнить с чтением книги.

При проведении компьютерных уроков необходимо учитывать рекомендации по продолжительности работы с компьютером. Непрерывная длительность занятий непосредственно с электронно-лучевым дисплеем для учащихся 10-11-х классов не должна превышать на первом часу занятий – 30 минут, на втором часу – 20 минут, в последующее время – 15-20 минут. Данные временные параметры позволяют проводить компьютерные уроки, однако учителю необходимо согласовывать с преподавателями других дисциплин общее время работы с компьютером.

Таким образом, наряду с содержанием, оформление экрана и характер диалога в системе ученик-компьютер, оказывает положительное влияние на восприятие, работоспособность и утомляемость учащегося и, в конечном счете, на эффективность применения программного средства.

Нами был проведен анализ мультимедийных ППС, который показал, что в настоящее время в их разработке существуют две противоположные тенденции:

прямое программирование – использование языков программирования высокого уровня (Borland Delphy, Visual Basic, C++, Java, HTML и др.);

– применение универсальных инструментальных средств (ToolBook, PowerPoint, FrontPage и др.).

Способ разработки компьютерных программ с помощью языков программирования высокого уровня обладает существенными недостатками. С одной стороны, очень часто программы, созданные непрофессионалами, имеют примитивный вид. С другой стороны, профессиональные программисты, способные создавать сложные по структуре программы, испытывают очевидные затруднения, связанные с особенностями предметного содержания и методикой его изложения. Единственный выход – это содружество высококвалифицирован­ных преподавателей и программистов с целью совместной разработки качественных мультимедийных программ. Подобная работа очень трудоемкая, поэтому разработка некоторых компьютерных программ растягивается на несколько лет.

Наиболее перспективным направлением считаем разработку инструментальных систем, предназначенных для создания мультимедийных программ, представляющих собой оболочку, которую учитель наполняет конкретным содержанием используя мультимедийные средства.

Поскольку отсутствовали программные средства удовлетворяющие требованиям к методике обучения биологии, мы разработали мультимедийный программно-методический комплекс, который включает обучающую экспертную мультимедиа программу ";Основы экологии";.

Анализ существующих контролирующих ППС показал так же, что многие из них проектируются без учета психолого-педагогических особенностей протекания учебной деятельности. Практически все они построены по принципу гипертекстового учебника, не содержащего учебного пути обучаемого, контроль знаний типа ";вопрос–ответ"; ориентирует на заученное, вербальное знание, то есть воспроизводимое словесно по памяти. Тем временем, исследования современных педагогов и психологов показывают, что такое знание оказывается недейственным функционально, то есть практически неприменимо ни в разрешении конкретных проблем, ни в понимании нового материала. Другие ППС построены по линейному типу алгоритма, т.е. переход к следующему блоку (уроку, теме) осуществляется только после ответа на вопросы по предыдущему, а в случае отсутствия ответа отправляет к началу предыдущего блока или повторяет необходимую информацию. В таком варианте обучения сильно снижается эффективность применения средств мультимедиа за счет потери во времени.

Созданная нами компьютерная среда позволяет, во-первых, использовать различные формы передачи содержания (звук, видео, анимация, рисунок, фотография и т.п.), что дает возможность пояснять упущенный материал иначе, используя другие каналы передачи информации, а во-вторых, программа позволяет корректировать упущенные понятия в ходе изучения материала следующего урока, если есть такая возможность, поэтому нашу компьютерную среду мы относим к ППС линейно-независимого типа.

Значение и функции средств мультимедиа в учебно-воспитательном процессе по биологии

Термин multimedia происходит от английского multi – много, media – среда. По мнению D. Esterson (1985), мультимедиа – это сумма технологий, позволяющих компьютеру вводить, обрабатывать, хранить, передавать и отображать (выводить) такие типы данных, как текст, графика, анимация (динамическое изображение: с перемещением текста, объекта, части рисунка и т.п., например, мультфильм), оцифрованные неподвижные изображения, видео, звук, речь. J. M. Wilson и E. P. Redish (1989) определяют понятие ";мультимедиа"; как современную компьютерную информационную технологию, позволяющую объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию (мультипликацию).

";Мультимедиа–технологии являются одним из наиболее перспективных и популярных направлений информатики. Они имеют целью создание продукта, содержащего ";коллекции изображений, текстов и данных, сопровождающихся звуком, видео, анимацией и другими визуальными эффектами (simulation), включающего интерактивный интерфейс и другие механизмы управления";. Данное определение сформулировано в 1988 году Европейской Комиссией, занимающейся проблемами внедрения и использования новых технологий.

Проанализировав современную литературу по средствам новых информационных технологий, мы пришли к выводу, что наиболее правильным будет такое определение понятия ";мультимедиа"; как средства новых информационных технологий, позволяющие одновременно использовать различные каналы обмена информацией между компьютером и окружающей средой.

Всего лишь тридцать лет назад мультимедиа ограничивалась пишущей машинкой ";Консул";, которая не только печатала, но и могла привлечь внимание заснувшего оператора мелодичным треском. Нашествие радиолюбителей в компьютерную область дало новый толчок развития мультимедиа. Примерно в это время появился и сам термин мультимедиа.

Появление систем мультимедиа связано как с требованиями практики, так и с развитием теории. Однако, резкий рывок в этом направлении, произошедший за последние несколько лет обеспечен прежде всего развитием технических и системных средств. Это и прогресс в развитии ПЭВМ: резко возросшие объем памяти, быстродействие, графические возможности, характеристики внешней памяти, и достижения в области видеотехники, лазерных дисков – аналоговых и CD-ROM, а также их массовое внедрение. Важную роль сыграла так же разработка методов быстрого и эффективного сжатия/развертки данных.

Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний стереофонический Hi-Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и приводом для оптических компакт–дисков. Кроме того, внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство – аудиоадаптер, позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через акустические колонки со встроенными усилителями.

Идейной предпосылкой возникновения технологии мультимедиа считают концепцию организации памяти ";MEMEX";, предложенную еще в 1945 году американским ученым Ваннивером Бушем. Она предусматривала поиск информации в соответствии с ее смысловым содержанием, а не по формальным признакам (по порядку номеров, индексов, по алфавиту и т.п.). Эта идея нашла свое выражение и компьютерную реализацию сначала в виде системы гипертекста (способ организации работы с системой ссылок для текстовых материалов), а затем и гипермедиа (способ организации работы с системой ссылок между графикой, звуком и анимацией), и, наконец, в мультимедиа, соединившей в себе обе эти системы. Однако всплеск интереса в конце 80-х годов к применению мультимедиа-технологии в естественнонаучной области связан, несомненно, с именем выдающегося американского программиста-бизнесмена, основателя компании Microsoft Билла Гейтса, которому принадлежит идея создания и успешной реализации на практике мультимедийного (коммерческого) продукта на основе служебной музейной инвентарной базы данных с использованием в нем всех возможных ";сред";: изображений, звука, анимации, гипертекстовой системы.

Именно этот продукт аккумулировал в себе три основные свойства мультимедиа:

– представление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых человеком сред;

– наличие нескольких сюжетных линий в содержании продукта (в том числе и выстраиваемых самим пользователем на основе ";свободного поиска"; в рамках предложенной в содержании продукта информации) – интерактивность;

– художественный дизайн интерфейса.

Несомненным достоинством и особенностью технологии являются следующие возможности мультимедиа, которые активно используются в представлении информации:

– хранения большого объема самой разной информации на одном носителе (до 20 томов авторского текста, около 2000 и более высококачественных изображений, 30-45 минут видеозаписи, до 7 часов звука);

– увеличения (детализации) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов, иногда в двадцатикратном увеличении (режим ";лупа";) при сохранении качества изображения. Это особенно важно для демонстрации микропрепаратов тканей, при увеличении участков которых можно увидеть особенности строения клетки;

– сравнения изображений и обработки их разнообразными программными средствами с научно- исследовательскими или познавательными целями;

– выделения в сопровождающем изображение текстовом или другом визуальном материале ";горячих слов (областей)";, по которым осуществляется немедленное получение справочной или любой другой пояснительной (в том числе визуальной) информации (технологии гипертекста и гипермедиа);

– осуществления непрерывного музыкального или любого другого аудиосопровождения, соответствующего статичному или динамичному визуальному ряду;

– использования видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т.д., функции ";стоп-кадра";, возврата, повтора, покадрового ";пролистывания"; видеозаписи;

– включения в содержание диска баз данных, методик обработки образов, анимации (к примеру, сопровождение рассказа о структуре биогеоценоза графической анимационной демонстрацией круговорота веществ в нем);

– подключения к глобальной сети Internet;

– работы с различными приложениями (текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией);

– создания собственных ";галерей"; (выборок) из представляемой в продукте информации (режим ";карман"; или ";мои пометки";);

– ";запоминания пройденного пути"; и создания ";закладок"; на заинтересовавшей экранной ";странице";;

– автоматического просмотра всего содержания продукта (";слайд-шоу";) или создания анимированного и озвученного ";путеводителя-гида"; (инструкции пользователя) по продукту; включение в состав продукта игровых компонентов с информационными составляющими;

– возможность ";свободной"; навигации по информации и выхода в основное меню (укрупненное содержание), на полное оглавление или вовсе из программы в любой точке продукта.

Основные направления применения мультимедиа продуктов это:

– популярно-развлекательное (игры, видеофильмы, студии звукозаписи);

– образовательное (используются в качестве домашних библиотек по биологии и географии, в качестве методических пособий, хрестоматий, энциклопедий и т.д.;

– научно-исследовательское (используются для вычислений, построения моделей, как базы знаний, как одни из наиболее совершенных носителей и ";хранилищ"; всех видов информации).

В 1992 году в Госкомвузе была развернута первая научно-техническая программа ";Мультимедиа технологии";, создана первая профессиональная инфостудия (";ЭКОН";), выпущены первые российские мультимедиа продукты. В 1995 году открыт второй этап - программа ";Мультимедиа в образовании"; объединяет уже около 20 организаций на базе крупнейших университетов и научных центров, работу которых координирует Республиканский мультимедиа центр (РМЦ) - первая государственная специализированная организация в России.

Практически все (около 10) возникшие за последние годы в частном секторе российской экономики компании-разработчики мультимедиа в той или иной степени сотрудничают с РМЦ. Многие крупные торговые компьютерные компании консультируются в РМЦ, рассматривая его как лидера мультимедиа технологий в России.

Если в 1994 году в рамках государственной программы разработано 3 мультимедиа CD-ROM с качеством, соответствующим требованиям рынка, то в 1995 году - 12. Выпущены первые тиражи, причем учебные мультимедиа продукты передаются в высшие учебные заведения безвозмездно.

Анализ результатов госпрограммы в компьютерной периодике (";Компьютер пресс";, ";Мир ПК";, ";КомпьюТерра";, ";Софт-маркет"; и т.д.), в других средствах массовой информации (телевидение, журналы ";Коммерсант";, ";Наука и бизнес";, ";Финансовые известия"; и др.) позволяет сделать однозначный вывод – российские мультимедиа продукты рассматриваются как одни из наиболее перспективных в мире, а российская школа является самой благодатной почвой для развития мультимедиа технологий в стране.

На сегодня имеется около 20 производственных площадок на базе университетов и их количество постоянно растет. Но пока только 4-5 организаций из 20 способны разработать полный мультимедиа продукт, лишь 1-2 делают разработки действительно профессионально, которые можно представлять на рынок и которые могут быть куплены. Даже, если вузам учебные продукты передаются бесплатно, их стоимость является лишь критерием качества.

Проведя простую аналогию между электронными и традиционными полиграфическими изданиями, можно сказать, что в данном случае разрабатывается ";книга";. Книга продается. Остальные коллективы пока выпускают продукцию класса ";методические указания"; – оперативные, полезные издания, но не товарного качества.

На ежегодной отчетной выставке ";Мультимедиа в образовании"; все коллективы представляют свои разработки за год. Но государственный заказ на разработку в следующем году получает примерно половина из них – в соответствии с результатами демонстрации.

Быстро возникают фирмы, специализирующиеся на производстве изданий гипермедиа-книг, энциклопедий, путеводителей.

Среди известных продуктов ";энциклопедического"; плана - изданный во Франции обществом Act Informatic ";Электронный словарь";, ";Электронная энциклопедия"; Гролье, Information Finder фирмы World Book .Всеми свойствами мультимедиа обладает полная энциклопедия ";Птицы Америки";. Все цветные изображения и сопровождающий текст были взяты из оригинального первого издания. Пользователь слышит голоса птиц, записанные на диск при участии Библиотеки природных звуков Корнеллского университета.

Сравнительно большой объем компакт диска делает его идеальным носителем для энциклопедических изданий. Пользователь ";путешествует"; по энциклопедии с помощью клавиатуры либо с помощью графических образов, которые включают в себя фотографии, карты, экраны подсказок, электронные закладки и словарь состоящий из 150000 статей.

Помимо ";информационных"; применений должны проявиться и ";креативные";, позволяющие создавать новые мультимедийные продукты. Автор такой настольной системы собирает, ";оранжирует";, создает произведения из заранее подготовленных (нарисованных, отснятых, записанных и т. п.) фрагментов. Он имеет практически мгновенный доступ к каждому кадру отснятого материала, возможность диалогового ";электронного"; монтажа с точностью до кадра. Ему подвластны всевозможные видеоэффекты, наложения и преобразования изображений, манипуляции со звуком, ";сборка"; звукового сопровождения из звуков от различных внешних аудиоисточников, из банка звуков, из программ звуковых эффектов. Далее, применение обработанных или сгенерированных компьютером изображений может привести к появлению новой изобразительной техники в живописи или кино.

В научных разработках активно используется программное обеспечение, применяемое и в продуктах, созданных на основе мультимедиа технологии. Однако сама эта технология вряд ли может удовлетворять условиям и процессу научного поиска, подразумевающему динамичное развитие процесса познания, поскольку она фиксирует одномоментное состояние или достигнутый результат, не давая возможности что-либо изменить в нем. В этом смысле, данные средства могут применяться лишь на этапе публикации итогов исследования, когда вместо привычных ";твердых"; полиграфических изданий выпускают мультимедиа продукт. Наиболее очевидная область применения мультимедиа продуктов в научно-исследовательской области - это электронные архивы и библиотеки – для документирования коллекций источников и экспонатов, их каталогизации и научного описания, для создания ";страховых копий";, автоматизации поиска и хранения (данных о местонахождении источников, справочной информации), для обеспечения доступа к внемузейным базам данных, для организации работы ученых не с самими документами, а с их электронными копиями и т.д.

Деятельность по разработке и осуществлению этих направлений архивно-музейной научной работы координируется Международным комитетом по документации (CIDOC) при Международном совете музеев. Музейной компьютерной сетью при Комитете по компьютерному обмену музейной информации (CIMI), а также Международной программой Гетти в области истории искусства (AHIP). Кроме этого, названные организации занимаются разработкой единых международных стандартов документирования и каталогизации музейных и архивных ценностей, осуществлением возможностей обмена информационными компонентами исследовательских систем.

Очень большие перспективы перед мультимедиа в медицине: базы знаний, методики операций, каталоги лекарств и т.п.

Весьма перспективными выглядят работы по внедрению элементов искусственного интеллекта в системе мультимедиа. Они обладают способностью ";чувствовать"; среду общения, адаптироваться к ней и оптимизировать процесс общения с пользователем; они подстраиваются под читателей, анализируют круг их интересов, помнят вопросы, вызывающие затруднения, и могут сами предложить дополнительную или разъясняющую информацию. Системы, понимающие естественный язык, распознаватели речи еще более расширяют диапазон взаимодействия с компьютером.

Еще одна быстро развивающаяся, совершенно уже фантастическая для нас область применения компьютеров, в которой важную роль играет технология мультимедиа – это системы виртуальной, или альтернативной реальности, а также близкие к ним системы ";телеприсутствия";. С помощью специального оборудования – системы с двумя миниатюрными стереодисплеями, квадранаушниками, специальных сенсорных перчаток и даже костюма можно ";войти"; в сгенерированный или смоделированный компьютером мир (а не заглянуть в него через плоское окошко дисплея), повернув голову, посмотреть налево или направо, пройти дальше, протянув руку увидеть ее в этом виртуальном мире; можно даже взять какой либо виртуальный предмет, почувствовав его тяжесть, и переставить в другое место; можно таким образом строить, создавать этот мир изнутри.

Термин ";виртуальный"; происходит от латинского слова ";virtualis";, что означает ";возможный; такой, который может или должен появиться при определенных условиях"; (Словарь иностранных слов. – М.: Рус. яз., 1990. – С. 106). Данный термин применяется во многих областях человеческой деятельности, которые косвенно подготовили условия для его введения и в область образования.

В физике виртуальными частицами (виртуальными фотонами, бозонами и др.) называют такие частицы, которые существуют только при взаимодействии других элементарных частиц. Благодаря виртуальным частицам происходит взаимодействие реальных элементарных частиц, которые как бы обмениваются между собой этими виртуальными частицами.

Понятие виртуальности применяется также в метеорологии, например, существует виртуальная температура, то есть температура, которую имел бы при данном давлении сухой воздух той же плотности, что и данный влажный воздух.

В компьютерной технике применяется так называемая виртуальная память – кажущаяся память ЭВМ, которой не соответствует ни один физический носитель памяти. Виртуальная память существует только в результате функциональных отношений между элементами компьютера. С помощью программных средств, обеспечивающих создание виртуальной памяти, человек может пользоваться большим объемом информации, чем тем, который позволяют вместить реальные физические носители. Практически все современные компьютеры оснащаются специальной виртуальной машиной (Java).

Наибольшую популярность сегодня прибрел термин ";виртуальная реальность"; по отношению к компьютерному моделированию. В данном случае человек взаимодействует с искусственной трехмерной визуальной или другой сенсорной средой, производя в ней виртуальные действия. Для этого он использует диалоговые устройства – виртуальный шлем, перчатки или целый костюм. С их помощью человек погружается в генерируемую машиной среду, в которой он может совершать определенные действия: перемещаться в пространстве, управлять объектами, которые он видит в виртуальной среде, испытывать различные ощущения от изменяющихся точек зрения или вызываемых им виртуальных событий.

В психологии используются термины ";виртуальный образ";, ";виртуальный объект";. Например, виртуальным объектом считается объединение человека и машины. Функции этого виртуального объекта не сводятся ни к функциям человека, ни к функциям машины, а сам такой виртуальный объект возможен только при взаимодействии реальных объектов – человека и машины. С психологической точки зрения Н. А. Носовым выделены следующие специфические свойства виртуальной реальности: порожденность, актуальность, автономность, интерактивность. Психологические виртуальные реальности порождаются, на его взгляд, психикой человека. Виртуальная реальность существует только пока активна порождающая ее реальность; в виртуальной реальности свое время, пространство и законы. Виртуальная реальность может взаимодействовать со всеми другими реальностями, в том числе и с порождающей ее.

В учебных целях виртуальные технологии стали применяться еще в 1960-х годах, когда с помощью специальных тренажеров пилоты осваивали способы управления самолетом. С 80-х годов в США стали создаваться принципиально новые системы диалогового управления машинно-генерируемыми образами, прежде всего для решения задач подготовки военного персонала.

Виртуальная действительность имеет приложения во многих областях человеческой деятельности: в медицине, биотехнологии, проектных разработках, маркетинге, искусствоведении, эргономике, индустрии развлечений и т.д. Технологии создания виртуальной реальности используются в компьютерных играх, выставках и коммерческих представлениях, в космических тренажерах и иных видах деятельности, где требуется моделирование реальных и виртуальных процессов.

Перечисленные примеры позволяют обозначить причины и уточнить признаки виртуальности, необходимые для определения понятия ";виртуальное образование";. Причиной виртуальных процессов является взаимодействие реальных объектов. В случае, если один или несколько взаимодействующих объектов выступают в роли субъектов деятельностного взаимодействия (ученика, компьютера), то это взаимодействие становится источником их виртуального состояния, отличающегося от состояния этих же субъектов до данного взаимодействия. Изменения и приращения внутренних качеств реальных субъектов, возникающие в результате их виртуального состояния, характеризуют процесс и результат образования.

Ключевыми признаками виртуального процесса являются:

– его предварительная неопределенность для субъектов взаимодействия;

– уникальность для каждого рода их взаимодействия, в том числе и с образовательными объектами;

– существование только на протяжении самого взаимодействия.

Виртуальный процесс происходит в виртуальном пространстве, свойства которого характеризуются виртуальными признаками, а также особыми виртуальными объектами. Возможность средств мультимедиа в создании виртуального образовательного пространства представляют сегодня наибольший интерес. Возможно, следующей ступенью мультимедийного обучения станет виртуальное обучение.

Для выявления функций средств мультимедиа в учебно-воспитательной деятельности мы взяли за основу основные профессиональные функции деятельности учителя биологии, описанные Н. Д. Андреевой:

– социальная – трансляция социального опыта человечества в области знаний о живой природе: данная функция не может быть осуществлена компьютером, поскольку нет алгоритмов такой трансляции, социальную функцию может выполнить только человек;

– экологическая – распознавание отчужденности личности ученика от природы и социума, оценивание меры деструктивности системы ";личность – среда";, обеспечение психологической и педагогической коррекции становления личности в ее тесном взаимодействии с природой и обществом: выполнение данной функции компьютером мы считаем возможной после разработки психологических тестов; автоматизированные обучающие программы, снабженные такими тестами и наделенные алгоритмами коррекции в связи с результатами тестов, по примеру коррекции знаний и умений в существующих программах, могли бы обеспечить выполнение данной функции;

– информационная – умение корректно выражать и аргументировано обосновывать положения предметной области знания – биологического и экологического знания: уже сегодня компьютеры, имеющие широкие базы знаний и наделенные искусственным интеллектом, способны убеждать и аргументировать;

– воспитательная – направленность на воспитание личности ученика на основе понимания гуманистической ценности биологии и экологии как науки и явления культуры: данная функция может быть обеспечена АОС, но для этого необходимо данную направленность включать в содержание предмета;

– развивающая – формирование научно-гуманистического мировоззрения, интеллектуального развития учащихся, стремления учащихся к умственному и физическому саморазвитию: для выполнения этой функции АОС снабжаются комплексом развивающих практических работ и заданий;

– организационная – организация творческого педагогического процесса путем использования всех форм обучения биологии в их взаимосвязи, возможностей разных видов деятельности, информационного и воспитательного влияния социальной среды; организация материально-технической базы обучения биологии: эту функцию выполняют автоматизированные обучающие системы. Используя средства мультимедиа АОС может использовать все формы обучения биологии, алгоритмизация позволяет осуществлять взаимосвязи между формами, АОС применяет возможности информационного и воспитательного влияния социальной среды через глобальную сеть Интернет и подобные;

– творчески-конструктивная – проектировочная деятельность на основе системного подхода: проектирование педагогического процесса, учебно-программной документации; конструирование содержания уроков, экскурсий и других форм обучения, разработка современных технологий обучения биологии; способность к педагогической интерпретации социальных явлений, перевод общественных целей и задач на язык целей и задач педагогических: эта функция не может быть осуществлена полностью без участия человека, поскольку предполагает свободное творчество, наличие умений интеллектуальной деятельности, не поддающихся алгоритмизации;

– контрольно-оценочная – анализ достигнутых результатов и их соотнесение с поставленными задачами; психолого-педагогическая диагностика; оценивание и корректирование компонентов учебно-воспитательного процесса: в этой функции возможности компьютера и средств мультимедиа максимально проявляются и наиболее применяются. Существует большое количество тестирующих, контролирующих программ;

– прогностическая – прогнозирование результатов учебно-воспитательного процесса по биологии; изменений, происходящих на уровне личности, коллектива учащихся: выполнение этой функции запрограммировано в МПМК ";Основы экологии";, в основе лежит алгоритм сопоставления информации в базе данных по каждому учащемуся – изменения за период времени и по группе (классу) – изменения за период времени и сравнение учащихся между собой, программа постоянно проводит аналогии прогнозируя развитие учащегося. В широком смысле МПМК осуществляет мониторинг учебного процесса;

– научно-исследовательская – исследовательская деятельность учителя в целях повышения эффективности учебно-воспитательного процесса по биологии с применением современных методов поиска, обработки и использования информации; личностная позиция учителя по отношению к педагогическим инновациям: МПМК выполняет такую функцию, поскольку обладает искусственным интеллектом и способностью к обучению. Кроме того есть возможность изменения алгоритмов обучения как с клавиатуры учителем, так и с сайта в Интернет;

– коммуникативная – построение взаимоотношений с учащимися, коллегами, родителями учеников на основе знаний о закономерностях общения и способах управления индивидом и группой, на основе педагогического такта: эта функция выполняется МПМК при соблюдении требований принципов педагогической направленности диалога и соответствия педагогическому такту. В компьютерной программе запрограммированы алгоритмы диалога, возможность сообщения результатов учащемуся, родителям, в центральную базу данных школы;

– самообразовательная – изменение собственных позиций, выбор новых форм, методов и средств биологического образования в условиях развивающейся науки и изменяющейся социальной и педагогической практики. Самоанализ в целях развития своих творческих способностей и повышения квалификации: в некотором роде к самоанализу компьютерная программа способна, в результате взаимодействия обучающего и контролирующего блоков программы возможна модификация обучения, но это будет смена одного заложенного при программировании алгоритма другим заложенным. Изменять собственные алгоритмы компьютерная программа не способна;

– методологическая – использование методологических знаний и умений в преподавательской, научно-методической, социально-педагогической и культурно-просветительской деятельности: эта функция выполняется создателем МПМК при разработке структуры программы, сама программа к методологии не способна.

Немаловажной задачей, помимо выявления функций, задач и возможностей средств мультимедиа, является выявление их места в обучении общей биологии.

Средства мультимедиа можно отнести к средствам обучения, поскольку учитель может использовать их в ходе урока для учебных целей. Но поскольку под термином мультимедиа понимается технология, говоря о средствах мультимедиа можно подразумевать и программные продукты, построенные на основе этой технологии, а следовательно и рассматривать автоматизированные системы обучения иначе, чем средства обучения.

Программные средства мультимедиа способны руководить учебным процессом, в то время как средства обучения биологии являются лишь средой. Видеозаписи лекций, которые используются при дистанционном обучении, видеомагнитофон и видеокассета являются средством обучения, поскольку руководить учебным процессом не способны (не обладают свойством обратной связи) в отличии от средств мультимедиа, способных осуществлять контроль учебного процесса.

Мультимедиа можно рассматривать как комплекс средств обучения, технологически заключенный в одной оболочке (в компьютере), но возможности этой технологии превышают возможности известных средств обучения биологии. Средства мультимедиа, в отличие от традиционных средств обучения, способны подстраиваться под индивидуальность ученика, так как обладают системой искусственного интеллекта, интеллектуальными базами знаний, программным механизмом определения психо-физиологических особенностей учащегося.

Технологии мультимедийного обучения также можно отнести к методам обучения биологии, т.к. мультимедийное обучение – это способ передачи знаний и одновременно способ усвоения их учащимися. Благодаря специфике средств мультимедиа – мультисредности, можно говорить о комплексном методе, который одновременно сочетает в себе различные источники знания (слово, звук, наглядный объект, практическую работу), обладает всеми видами деятельности (словом, звуком, демонстрацией, инструктажем и т.п.) и способен организовать все виды деятельности (слушание, осмысливание, ответ, наблюдение, практическая работа). Таким образом, мультимедийное обучение обладает признаками метода и при соответствующей организации учебного процесса может быть названо мультимедийным (или компьютерным) методом.

Некоторые авторы выделяют специальный вид урока – компьютерный урок, обосновывая это тем, что на компьютерном уроке, в отличие от традиционного, функции учителя частично выполняет компьютер. Мы считаем, что обособление компьютерного урока нецелесообразно. Компьютерный урок не является основной формой обучения.

В случае если компьютер все же заменит учителя во всех его функциях, нет смысла нагромождать систему форм обучения. Компьютер с соответствующей экспертной системой и организацией учебной деятельности на уроке будет выполнять функции учителя, и такая форма принципиально не отличается от традиционной. Можно говорить о компьютерном уроке как разновидности урока (по аналогии с игровым уроком).

Мы считаем, что на данном этапе развития теории компьютерного обучения технологии мультимедиа обучения можно рассматривать как средства обучения и как новый метод обучения на основе средств мультимедиа.

Для большей наглядности методики использования средств мультимедиа приведем собственные разработки разных форм интегрированных уроков (экологии).

Школьная мультимедийная лекция на тему
";Агроценозы. Рациональное использование видов";.

На первом кадре размещается информация о задачах лекции, план и задания для работы в тетради, далее приводим содержание первого кадра:

Тема лекции: ";Агроценозы. Рациональное использование видов";.

Задачи: определить понятие о многообразии видов; выявить причины изменения многообразия в прошлом и настоящем; найти пути сохранения видового многообразия; выявить особенности агроценоза, как искусственно созданной экосистемы; выявить лимитирующие факторы в агроценозе; найти пути повышения производительности агроценозов.

План лекции:

1. Условия устойчивого развития. Значение биоразнообразия.

2. Причины изменения видового многообразия.

3. Влияние человека на многообразие видов.

4. Понятие об агроценозе.

5. Взаимодействия в агроценозах и условия их устойчивости.

6. Влияние агроценозов на окружающую среду.

Задания для работы в тетради:

Запишите основные условия устойчивого развития, запишите компоненты агроценоза, схематично установите взаимосвязи между его компонентами, выпишите основные отличия агроценоза от природного биогеоценоза.

Учитель объясняет задание, следит за работой учащихся с тетрадью в течении 2 минут, программа автоматически меняет кадр.

На втором кадре размещается учебная информация: определение понятия ";видовое разнообразие";, цифровая информация о количестве видов различных систематических групп. Следующий кадр содержит определение понятия ";саморегуляция";, изображение схемы взаимоотношений в экосистеме, обеспечивающих саморегуляцию. На следующем кадре понятие ";устойчивое развитие";. По ходу объяснений учителя строится схема факторов, влияющих на устойчивое развитие. Во время смены кадров учитель знакомит учащихся с ролью биологического разнообразия в устойчивости экосистемы и ее саморегуляции, отражает важность сохранения многообразия видов для устойчивого развития (3 мин).

В это время начинается видеоролик (4 мин), демонстрирующий учащимся многообразие жизни на планете с пояснениями диктора.

После видеоролика появляется новый кадр и учитель переходит к причинам изменения видового многообразия. На экране смена кадров, демонстрирующих влияние глобальных факторов на исчезновение или появление новых видов. Учитель рассказывает о роли человека в этом процессе (4 мин).

Следующий кадр содержит определение понятия ";агроценоз"; и анимацию (компьютерная мультипликация), демонстрирующую появление агроценоза. Учитель дает пояснения, приводит примеры (2 мин).

Видеоролик (5 мин) демонстрирует разнообразные агроценозы и их влияние на окружающую среду (пояснения учителя).

С последним кадром учитель закрепляет и обобщает пройденный материал. На экране основные понятия урока и домашнее задание (2 мин).

Затем учащимся отводится 10 минут на работу с кадрами в ручном (не автоматическом) режиме: каждый ученик самостоятельно просматривает всю последовательность кадров, выполняет задания, более подробно рассматривает кадры, содержание которых не успел усвоить во время лекции и выбирает наиболее сложный, непонятный. По окончании этого времени у каждого ученика на экране изображен самый сложный кадр (обычно их 1-3 на класс) и учитель раскрывает их содержание более подробно (5-10 мин).

В оставшееся время учащиеся обсуждают решение задач, поставленных в начале лекции, пользуясь записями в тетради.

В ходе эксперимента нами выявлены положительные стороны такой методики использования средств мультимедиа:

– несомненная эффективность организации школьной лекции за счет точного распределения времени на каждом ее этапе. Учитель не отвлекается и не тратит время на работу с учебной доской, видеомагнитофоном, диктовку терминов и их определений и т. д.;

– средства мультимедиа делают наглядность ";более наглядной";, т. е. повышается образовательная эффективность демонстрации;

– у учителя появляется возможность индивидуально работать с отстающими учащимся во время самостоятельной работы большей части класса.

Выявленные нами недостатки методики использования средств мультимедиа в школьных лекциях проявляются в том, что:

– при подготовке такого урока современными средствами без полной медиатеки (библиотеки мультимедиа материалов) учитель сегодня должен потратить во много раз больше времени, чем при подготовке традиционной лекции;

– для проведения мультимедийной лекции необходимо задействовать большое количество компьютеров (не менее чем один компьютер на двух учеников) или дорогостоящее оборудование (видеопроектор);

– учитель должен уметь использовать новые информационные технологии для подготовки материала.

Автоматизированный урок по теме ";Экологические системы";

Другим вариантом использования средств мультимедиа в обучении биологии является подготовка автоматизированных учебных программ, которые полностью или частично автоматизируют учебный процесс.

Задачи: сформировать понятия ";экологическая система";, ";биоценоз";, ";биогеоценоз";, ";продуценты";, ";консументы";, ";редуценты";, ";пищевые связи";, ";круговорот веществ";, ";использование энергии";, ";биомасса";, ";устойчивость экосистемы";, ";экологическая пирамида";; продолжить развитие понятия о популяции, ее плотности, регуляции численности; развить умения анализировать количественные соотношения различных уровней пищевой цепи, обобщать сведения о состоянии экосистем, прогнозировать их развитие, оценивать устойчивость экосистем.

В начале урока учащиеся рассаживаются по рабочим местам за компьютером в заранее продуманной учителем последовательности. Ученики, нуждающиеся в дополнительной помощи учителя, садятся ближе к месту учителя.

Каждый учащийся самостоятельно выбирает из списка манипулятором ";мышь"; свою фамилию и вводит с клавиатуры пароль (который необходим для избежания случайной ошибки). В начале урока учащиеся вкратце знакомятся с задачами урока, планом работы (контроль знаний и умений, понятие о экологической системе, круговорот веществ в биогеоценозе, пищевые цепи и сети, правило экологической пирамиды, заключение, домашнее задание к следующему уроку), записывают в тетрадь тему урока и ставят дату (1 мин, инструкции на экране).

Урок начинается с контроля знаний и умений (5 мин.), в ходе которого программа выясняет усвоение знаний и овладение необходимыми умениями по пройденному материалу. В случае отсутствия результатов домашнего задания ученик получает оценку ";1"; – ";не работал"; (эта отметка влияет на итоговую оценку, прогноз которой сообщается ученику) и программа помогает ученику выполнить его предоставляя необходимый материал и подсказки (эта работа оценивается).

После оценки выполнения домашнего задания под руководством программы ученик вспоминает материал об экологических факторах, автотрофных и гетеротрофных организмах, о популяции, биогеоценозе (из разделов ";Растения"; и ";Животные";), используются средства анимации. На экране фрагмент леса: растения и животные, грибы и лишайники. По мере демонстрации происходит акцентуация на факторах неживой природы: свет, кислород и углекислый газ в составе воздуха, состав и структура почвы, влажность. Учащийся отвечает на вопрос: ";Какое значение имеют абиотические факторы для живых организмов? (выберите в первом поле абиотический экофактор, а во втором – живой организм, для которого этот фактор является ограничивающим)";, используя манипулятор ";мышь"; и два поля выбора. Первое поле содержит перечень экологических факторов: свет, температура, хищничество, химический состав почвы, количество углекислого газа, паразитизм, структура почвы, влажность, симбиоз, количество кислорода. Второе поле содержит перечень живых организмов: растения, почвенные животные, грибы-паразиты растений, птицы, почвенные лишайники, норные животные, болезнетворные бактерии. Учащиеся могут составлять пары, сначала выбирая экофактор в первом поле, а затем реагента во втором. Например, для экофактора химический состав почвы выбирая реагентом болезнетворные бактерии учащийся получит сообщение: ";Средой обитания болезнетворных бактерий является организм, поэтому твой ответ не верен";, а выбрав растения: ";Ты прав, попробуй объяснить свой ответ";. В появившемся окне учащийся выбирает из предложенных вариантов: ";почва для растения является опорой";, ";транспирация";, ";растворенные в воде минеральные вещества";, ";дыхание корней";, ";фотосинтез";. При ответе ";почва для растения является опорой"; программа комментирует ";химический состав почвы влияет на ее структуру, однако напрямую на устойчивость растения не влияет"; и даст возможность исправиться. При правильном ответе появится подтверждение ";Действительно, растения получают из почвы растворенные в воде минеральные вещества и поэтому для них важен ее химический состав. Молодец";. При такой организации беседы вероятность бездумного ответа ученика исключается, поскольку количество ошибок влияет на оценку, а исправляться можно не более одного раза. Далее следует вопрос ";Какой способ питания используют организмы? (выберите в первом поле способ питания, а во втором – живой организм, для которого этот способ характерен)";, в первом поле на выбор предлагаются: автотрофный, гетеротрофный, а во втором: растения, почвенные животные, грибы-паразиты растений, птицы, почвенные лишайники, норные животные, болезнетворные бактерии. Затем: ";Выберите компоненты продемонстрированного биогеоценоза:";, в окне предложен список: свет, температура, озоновый слой, хищничество, почва, почвенные лишайники, углекислый газ, паразитизм, влажность, симбиоз, водоем, количество кислорода, растения, почвенные животные, автомобиль, грибы-паразиты растений, птицы, норные животные, болезнетворные бактерии. Получив необходимое для выставления оценки количество ответов, программа выставляет оценку (";неудовлетворительно";, ";удовлетворительно";, ";хорошо"; или ";отлично";) и комментирует ее. От оценки зависит уровень комментария (чем выше оценка, тем короче комментарий), а от преобладающего канала восприятия ученика его форма (речь, текст или анимация).

На основе результатов первой части урока (максимум 10 мин.) программа составляет первую часть домашнего задания в виде рекомендаций к повторению плохо усвоенного материала.

Далее, в зависимости от канала восприятия ученика, работа организуется по одному из путей (15 20 мин.).

При преобладании вербального канала учащийся знакомится со схемой биогеоценоза и экосистемы, с примерами гетеротрофных экосистем и выделяет их сходства и различия, заполняя таблицу. В вербальном построении изучения нового материала преобладают абстрактные объекты (схемы, рисунки, мультипликации), хотя в качестве примеров обязательно демонстрируются видеофрагменты натуральных прообразов. Опираясь на мультиплицированную (динамичную) схему круговорота веществ в биогеоценозе, учащийся ";мышью"; выделяет производителей, потребителей и разрушителей органического вещества.

При аудиальном построении содержательной основой является речь диктора, поясняющего видеофрагменты, задающего вопросы. К сожалению, мы не имели возможности запрограммировать восприятие компьютером речи учащегося, но предполагаем использование такой возможности в будущем. В нашем варианте учащийся заполняет таблицу и достраивает рисованную схему цепи питания, опираясь на знания, полученные из прослушанного материала.

При визуальном построении видеофрагменты речью не сопровождаются, а учащийся находит соответствия между видеоизображением и схематичным рисунком, следуя инструкциям на экране. Предполагает роль (производитель, потребитель, разрушитель органического вещества) каждого предложенного компонента экосистемы, выбирая соответствующий видеофрагмент из набора. Видеофрагменты демонстрируют роль участников пищевых цепей в круговороте веществ.

Приводятся примеры различных экологических систем (луг, река, океан, организм травоядного животного, тропический лес, пустыня). Учащемуся предлагается сделать записи в тетради, рисунки и схемы по теме урока остаются на домашнее задание.

К данному этапу урока развиваются умения выделять части целого, наблюдения, составления таблиц, построения схем; учащиеся должны усвоить понятия ";продуцент";, ";консумент";, ";редуцент";, ";пищевая цепь";, ";пищевые сети";, ";круговорот веществ в экосистеме";, ";поток энергии"; и программа проверяет их усвоение (максимум 3 мин), предлагая составить схему цепи питания на примере аквариума (для каждого из живых организмов: водоросли, рыбы, улитки, бактерии, в случае необходимости программа поясняет способ питания). По результатам этой работы строятся рекомендации к домашнему заданию.

Далее (5 мин.) вводится понятие ";экологическая пирамида"; и объясняется правило экологической пирамиды на примере луговой пищевой цепи (зеленые растения -> травоядные животные -> хищники -> грибы и бактерии).

В заключение урока программа поясняет оценку за урок и предлагает домашнее задание (2 3 мин.)

В ходе урока программа может корректировать содержание в зависимости от успехов учащегося на каждом этапе. Например, при затруднениях в составлении схемы пищевой цепи подсказывать учащемуся верное решение, задавая наводящие вопросы или даже завершить схему снизив оценку за урок, аргументируя такое действие завершением времени отведенного учащемуся на ответ (время отведенное на ответ постоянно на экране, в нижнем правом углу).

Учитель в ходе урока следит за дисциплиной в кабинете, наблюдает за деятельностью учащихся, помогает в работе с программой. Нельзя давать оценку действиям учащихся, препятствовать попыткам найти ответы на вопрос в дополнительной литературе (тетради, учебнике, книге); подсказывать учащимся правильный ответ, поскольку это может способствовать снижению познавательной деятельности и интереса.

В случае, если ученик не удовлетворен оценкой, учитель должен пояснить объективность программы, но изменять оценку и обещать ";помочь в следующий раз"; нельзя.

Виртуальная практическая работа в теме
";Основные абиотические факторы среды и их значение для живой природы";

Большую роль в усвоении понятий и умений, а также в появлении навыков играет личный познавательный опыт учащегося, появлению и развитию которого способствуют практические работы.

В ходе этой практической работы учащиеся знакомились с понятиями о влиянии абиотических экофакторов; об оптимуме действия экофакторов; пределе выносливости; приспособленности; роли света, температуры и влажности для жизни. Для усвоения этих понятий и развития практических умений постановки и анализа результатов опыта учащиеся работали с компьютерными моделями, демонстрирующими закономерности воздействия факторов среды на растения и животных.

Модели, разработанные нами для проведения практических работ, построены на основе материалов научной литературы.

Программа предлагает на выбор изучение нескольких самых значимых абиотических факторов: свет, температура и влажность. Кроме того, в случае выполнения практической работы, появляется возможность выбрать другие экофакторы: химический состав почвы, физические воздействия, рельеф и воздух. Для примера рассмотрим практическую работу учащегося с компьютерной мультимедийной моделью по выявлению влияния света на растительные организмы.

Роль света для растительного организма можно выяснить, поместив два растения в различные световые условия. На выбор учащегося предлагаются компьютерные модели растений различных экологических групп по отношению к свету (светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые) и жизненных форм (однолетники, многолетники, кустарники, деревья), характерные для природных условий Ленинградской области.

Учащемуся дается задание: ";Выяснить оптимальную освещенность для растений различных экологических групп";. Программа дает возможность смоделировать природные условия различной освещенности (от 0 до 10 000 люкс увеличивается от края поля к центру) на территории экспериментального поля, засаженного изучаемым видом растения, и наблюдать происходящие изменения с помощью ";машины времени"; (машина времени позволяет установить масштаб времени 1 сек.=1 час, 1 сек.=1 день или 1 сек.=1 мес.). Кроме задаваемых условий освещенности все остальные условия на экспериментальном поле соответствуют природным.

После ответа учащегося о значении освещенности для различных экологических групп ему дается новое задание, направленное на развитие понятий о комплексном действии экофакторов: ";Выяснить, какие изменения происходят с хвойными и широколиственными деревьями при изменении длинны светового дня";. Модель позволяет поместить выбранные растения на экспериментальном поле и смоделировать природные условия изменения длинны светового дня (от 5 до 22 часов). Учащиеся наблюдали изменения физиологических процессов (сокодвижение, развитие почек, появление вегетативных и генеративных органов). По окончании этого эксперимента учащиеся отвечали на вопросы, например: ";Какой экологический фактор вызывает перечисленные ниже явления?"; (листопад, опад хвои, начало активного движения органических веществ, начало активного движения воды и минеральных веществ, появление листьев).

Похожим образом, с помощью моделей, учащиеся выявляют действие температуры и влажности. После соответствующих выводов о роли абиотических факторов и закономерностях их влияния на живые организмы учащиеся получают вопрос для домашней работы: ";В чем механизм влияния каждого из изученных абиотических факторов окружающей среды на живой организм?";

После работы с предложенными моделями (при наличии времени) учащийся самостоятельно может поставить эксперимент в экологической системе. В смоделированной экосистеме (леса или пруда) возможно планомерное изменение как одного, так и нескольких экологических факторов в целях выяснения закономерностей комплексного, косвенного или прямого воздействия факторов окружающей среды на живые системы.

С помощью моделирующей программы в экспериментальные условия можно помещать не только растения, но и животных. Можно выяснять оптимальные и пессимальные значения экофакторов; строить графики и составлять таблицы на экране или в тетради; проводить необходимую статистическую обработку полученных данных под руководством мультимедийной программы.

Виртуальная экскурсия по теме
";Природные биогеоценозы. Сезонные изменения в биогеоценозах";

Психологической, педагогической, методической наукой уже достаточно полно рассмотрены вопросы влияния учебных кино- и видеофильмов на отношение к окружающей среде и к себе. Многочисленные исследования показывают, что средства массмедиа (газеты, радиоприемники, телевизоры, видеомагнитофоны, компьютеры) способны активно влиять на отношение к окружающей действительности. Существуют данные о психических расстройствах, вызванных переживаниями, полученными из СМИ. Технологии мультимедиа в формировании отношения могут также играть большую роль, поскольку способны реалистично моделировать природные условия, создавая эффект присутствия. Кроме того, с помощью средств мультимедиа можно смоделировать и близко к реальности продемонстрировать процесс, который наблюдать в природе сложно или невозможно за короткий промежуток учебного времени (сукцессии, взаимодействия, поток веществ и энергии и т.д.).

Для экскурсии, по определению Н. М. Верзилина и В. М. Корсунской, характерно ";передвижение от объекта к объекту в их естественной среде или искусственно созданных условиях вне школы";. В созданной виртуальной природной среде учащиеся также могут передвигаться от объекта к объекту, при этом у учащихся создается эффект присутствия. От простой демонстрации видеофильма по необходимой теме виртуальная экскурсия отличается интерактивностью, т.е. слабо ограниченной (только задачами) возможностью ученика самостоятельно действовать в созданной модели природы.

Занятие в компьютерном классе, за компьютером один учащийся. Используется программа Дарлинг Кингдом ";Энциклопедия природы";, раздел ";Природные зоны";, тема ";Наиболее характерные экосистемы";. Это необходимо для полноценного выполнения всех заданий. В течении всего занятия учащиеся работают самостоятельно и только в конце (последние 5 мин.) обсуждают результаты всей группой.

Перед началом экскурсии учащийся знакомится с правилами поведения в природе, программа демонстрирует видеоролик о последствиях неправильного поведения туристов в лесу. Учащемуся предлагается ответить на вопрос: ";Разделите предложенные ниже действия на вредные, безвредные и полезные для лесного биогеоценоза: бросать мусор, жечь костер, играть в футбол, лазить по деревьям, ломать сухие деревья, топтать несъедобные грибы, собирать валежник, рвать цветы, слушать громкую музыку";. Например, в случае ответа ";топтать несъедобные грибы"; – ";полезно"; или ";безвредно";, учащийся знакомится с пищевой сетью, где такие грибы являются одним из звеньев. В случае ответа ";собирать дрова"; – ";вредно";, учащийся получает информацию о загрязнении леса и действии лесников по его предотвращению и т.п.

Затем появляется кадр с текстом:

";Цель экскурсии: развитие понятий о биологических связях организмов, о связях между ними и неживой природой, об охране природы и рациональном лесопользовании.

Задания для учащихся (подчеркнутые слова являются гиперссылками, т.е. подведя к ним курсор и нажав кнопку ";мыши"; можно получить дополнительную информацию, в тексте эта информация приведена в скобках):

1. Сделайте почвенный разрез (используйте инструменты из набора учебного инвентаря) глубиной 30-40 см. Зарисуйте его в тетради. Определите мощность гумусового (название интересующего объекта можно узнать подведя к нему курсор) слоя.

2. Определите механический состав (используйте инструменты из набора учебного инвентаря) почвы, влажность. После выполнения задания закопайте (используйте инструменты из набора учебного инвентаря) разрез.

3. Подсчитайте количество ярусов в данном лесном сообществе.

4. Дайте описание древесного яруса: определите видовой состав (используйте определитель из набора учебного инвентаря) древостоя, выявите доминирующий вид (наведите курсор на интересующее растение); определите степень сомкнутости крон (примерное процентное соотношение затененных участков к освещенным).

5. Определите высоту деревьев (наведите курсор на интересующее растение) доминирующего вида.

6. Сделайте описание кустарникового яруса, его общее обилие по видам (используйте определитель из набора учебного инвентаря).

7. Опишите травяно-кустарниковый ярус. Обратите внимание на степень покрытия почвы растениями. Выявите количество подъярусов и их видовой состав. Отметьте характер распределения (равномерно, группами, куртинами, пятнами) растений по площади. Определите фенологическое состояние (вегетация, бутонизация, цветение, плодоношение; определите стадию: начало, середина, завершение) растений.

8. Дайте характеристику лихено-моховому ярусу: выявите общее покрытие почвы лишайниками и мхами, определите их виды (используйте определитель из набора учебного инвентаря).

9. Опишите внеярусную растительность – мхи и лишайники, располагающиеся на стволах, ветвях, пнях деревьев, на камнях и т.п.

10. Найдите растения, относящиеся к разным жизненным формам. Охарактеризуйте их по этому критерию.

11. Оцените санитарное состояние (степень захламленности, наличие бурелома, ветровала, сухостоя) леса.

12. Найдите листья, галлы, части коры или древесины со следами жизнедеятельности насекомых. Охарактеризуйте биотические связи, о которых свидетельствует этот материал.

13. Проведите наблюдение за насекомыми (используйте определитель из набора учебного инвентаря), живущими в лесу. Определите их связи с растениями, грибами, животными. Каково их значение?

14. Выкопайте (используйте инструменты из набора учебного инвентаря) одно растение с корнем, обследуйте его на наличие животных. Ответьте на вопросы: чем и как питаются обнаруженные вами животные? Каково их значение в биогеоценозе?

15. Определите, на каких деревьях (используйте определитель из набора учебного инвентаря) селятся птицы, белки, какими растениями они питаются? Постарайтесь найти следы ";столовой"; дятла.

16. Проведите наблюдения и обнаружьте следы деятельности птиц. В чем они могут проявляться? Какие виды птиц (используйте определитель из набора учебного инвентаря) живут в данном биоценозе?

Далее начинается интерактивный видеоролик. Интерактивный видеоролик отличается от обычного тем, что его можно в любую секунду остановить и получить учебную информацию, необходимую для выполнения заданий. В созданной нами модели смешанного леса (сосняк-березняк-разнотравник) учащийся может управляя курсором приближать различные объекты, поворачиваться вокруг оси, наклоняться или поднимать взгляд, в соответствии с его действиями меняется картинка на экране.

После выполнения всех заданий программа предлагает домашнее задание: ";На основе наблюдений и результатов практических работ составьте цепи питания, характерные для данного биогеоценоза";.

Программой предусмотрено полное руководство действиями учащегося в созданной модели, вплоть до выполнения всех заданий, в случае, если учащийся не хочет или не может сделать это самостоятельно. Однако, в практике проведенного нами эксперимента таких ситуаций не возникало. Учащиеся с интересом работали с программой и выполняли все задания.

В результате субъективного анализа проведенных уроков мы можем сделать вывод, что работа с МПМК ";Основы экологии"; вызывает большой интерес учащихся, активизирует познавательную деятельность, стимулирует к самостоятельной деятельности, зарождает желание овладеть большим объемом знаний.

Рекомендуемая литература

Тема 10 Дистанционная поддержка обучения естествознанию

Ссылки на файлы:

КДО, Полат, ХуторскойВирт, Шарапков

План занятия

Дистанционная поддержка обучения физическим законам

Дистанционная поддержка изучения вопросов биологии

Дистанционная поддержка изучения географических вопросов

Дистанционная поддержка химических знаний

Ваша работа может считаться успешной, если в конце занятия Вы

Информационный блок

Обучение Естествознанию в профильной школе предполагает самостоятельную работу учащихся, которая может быть организована с применением программно– педагогических средств и средств сети Интернет.

Примеры организации и реализации дистанционной поддержки профильного обучения разработаны применительно к сформированному и описанному аннотированному каталогу, размещенному на сайте Российского общеобразовательного портала по адресу (/profil/).

Отсутствие учебников по Естествознанию создает определенные проблемы для качественного преподавания его в школе, однако в сети Интернет есть сайты, посвященные концепциям современного естествознания. С определенной долей профанации эти электронные ресурсы могут быть рекомендованы для учащихся. Ознакомиться с дистанционными учебниками по естествознанию можно по адресам:

/edu/ref/kse/siparov/

/Popular/index.html

/our/kse/txt.htm

/est/sod.html

http://www.philsci.univ.kiev.ua/biblio/naydish-title.html

Поскольку на начальном этапе преподавание естествознания в школе будет осуществляться учителями–предметниками, для повышения эффективности обучения целесообразно использовать электронные ресурсы.

Рубрика Мнение (ссылка на файлы Полат, ХуторскойВирт, Шарапков)

Методические рекомендации по их использованию рассмотрим далее.

Дистанционная поддержка обучения физическим законам

Характеристика Интернет-ресурсов для дистанционной поддержки обучения физике:

Электронные учебники. Программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его раздел. Объединяет в себе: учебник, справочник, задачник и лабораторный практикум (контент), информационно-коммуникативные средства.

Предметно-ориентированные среды. Учебный пакет программ. Компьютерные системы математического моделирования реальных физических явлений.

Лабораторные практикумы. Программы служат для проведения наблюдений за объектами, за их взаимосвязями или их свойствами. Должны содержать аппарат обработки результатов, их наглядного представления.

Тренажеры. Программы служат для отработки и закрепления определенных навыков. Должны содержать теоретический и справочный материал, возможность тренировки на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль.

Контролирующие программы. Предназначены для проверки и оценки качества знаний. Должны быть обеспечены фиксация результатов контроля, их сбор, распечатка и статистический анализ.

Справочники. Они предназначены для хранения учебной информации. Программы характеризуются иерархической организацией материала и возможностью быстрого поиска информации по различным основаниям.

Частно-дидактические методы обучения физике с использованием Интернет-ресурсов:

Метод целесообразно подобранных задач (метод циклов). «Обучение через задачи» - один из методов проблемного обучения, реализуемый на основе системы задач, объединенных между собой одной общей идеей исследования (проблемой), ориентированной на получение новых теоретических знаний.

В современной методике решения физических задач, ориентированных на развитие умений математического и компьютерного моделирования можно выделить несколько циклов задач:

– Задачи, ориентированные на развитие умений моделирования физических явлений.

– Задачи, иллюстрирующие иерархический подход в математическом моделировании.

– Задачи, ориентированные на развитие умений построения физических моделей сложных явлений и трудно формализуемых объектов.

– Задачи, ориентированные на установление границ применимости используемых физических моделей.

– Задачи, ориентированные на изучение свойств математической модели.

– Задачи, ориентированные на последовательное использование строго определенных физических понятий и величин.

– Компьютерные задачи по физике, связанные с проведением учебного вычислительного эксперимента для достижения конкретной дидактической цели.

– Компьютерные задачи межпредметного характера с применением компьютерной графики, численного анализа, статистических методов (интегративный цикл задач).

Принципы составления циклов задач в профильном обучении на основе Интернет-ресурсов:

– Необходимо учитывать общую ориентацию школы и специфику контингента учащихся конкретного профильного класса.

– Задачи цикла должны быть связаны между собой не однозначной линейной логической связью, а допускать возможность различной последовательности рассмотрения предлагаемых задач, позволяя тем самым, достичь необходимого уровня понимания изучаемого вопроса не единственным образом.

– Возможность для продолжения и развития анализа ситуаций, выходящие за рамки традиционного школьного курса физики, переходя, таким образом, на следующий уровень физического понимания путем изменения проблемы и спектра вопросов, переосмысления имеющихся знаний и их реструктуризация.

– Индивидуализация обучения на основе доступности задач для наиболее способных учащихся, которые являются выразителями творческого потенциала своего поколения.

– Сочетание задач, относящихся к различным разделам физики, но предоставляющие возможность обратить особое внимание на какой- то определенный компонент действий в цикле математического моделирования.

– В условии задачи особое внимание обращается не на исчерпывающую постановку вопроса, а на поиск круга вопросов, на которые можно найти ответы в рамках рассматриваемой модели изучаемого явления.

– Установление области справедливости ответа (границ применимости модели) еще до получения его в явном виде.

– Применения физических законов разных методологических уровней.

– Направленность на творчество, характеризующая стремление к нестандартным действиям, критичность мышления, отражающая способность к анализу, синтезу, рефлексии и чувство новизны как психоэмоциональное состояние обучаемого, стимулирующее поисковую эвристическую деятельность.

Метод демонстрационных примеров. Компьютерное моделирование является наиболее адекватным современным требованиям к системе образования методом включения компьютера в обучение, обеспечивающим активный вид учебной деятельности. Преимущества учебного компьютерного моделирования связаны с преодолением формальности усвоения знаний, развитием исследовательских и конструкторских навыков, развитием интеллектуальных способностей учащихся. Использование компьютерного моделирования в учебном процессе (исследование явлений на основе готовых моделей (simulation), построение моделей самими учащимися (modelling) позволяет повысить интенсивность обучения в рамках деятельностного подхода. В учебном компьютерном моделировании учебные информационные модели являются демонстрационными примерами, а метод обучения с их использованием – методом демонстрационных примеров. Демонстрационные примеры включают исходные тексты программ на языках программирования. Поэтому часто компьютерные средства обучения для поддержки метода демонстрационных примеров минимальны: необходимы лишь текстовый процессор (желательно с поддержкой гипертекста) и система программирования на выбранном языке (например, BASIC, Pascal, С или MAPLE). Впервые данный метод предложен В.В. Лаптевым и М.В. Швецким, и описан в монографии «Методическая система фундаментальной подготовки в области информатики: теория и практика многоуровневого педагогического университетского образования» (СПб: Изд-во СПбГУ, 2000. – 508 с.). Развитие данного метола было предложено И.И. Рыжовой в монографии «Методическая теория обучения информатике аспекты фундаментальной подготовки» (В.В. Лаптев, Н.И. Рыжова, М.В. Швецкий. СПб: Изд-во СПбГУ, 2003. – 352 с).

Метод учебно-игрового моделирования (компьютерные игры). Компьютерные алгоритмические игры физического содержания, основанные на информационном, математическом моделировании, как и другие дидактические игры, должны способствовать решению учебной задачи урока, например закреплению знаний, лучшему усвоению методов решения задач, развитию алгоритмической культуры. С помощью компьютерных игр становится достижимой интенсификация обучения, за счет чередования информационного и практического обучения с включением эмоциональных моментов. Такое сочетание является удачным способом повысить эмоциональную привлекательность и удовлетворенность учебной деятельностью. В игре могут принимать участие от одного до нескольких игроков Соревнование (особенно в группе) в полной мере усиливает познавагельный интерес.

Метод учебных моделей научного исследования. Сложный, комплексный характер современных научных исследований в сочетании с ограниченным временем, отпускаемым на их решение, требует качественного скачка в подготовке специалистов, способных справиться с решением подобного рода задач. Это, в первую очередь, означает необходимость раннего выявления лиц, обладающих соответствующими способностями, и развития навыков к исследовательской деятельности на раннем этапе развития личности. С развитием новых информационных технологий обучения можно говорить об определенных универсальных исследовательских умениях и навыках, связанных с возможностью реализации цикла научного творчества, независимо от конкретного объекта исследования. Развитие исследовательской компетенции учащихся рассматривается применительно к проведению комплексных теоретико-экспериментальных исследований по разработке физических и математических моделей явлений природы с последующим проведением вычислительного эксперимента.

Метод проектов. Применение метода проектов способствует зарождению новых отношений знания-умения, необходимых для жизни. Логика проектов не подчинена ни логике преподавания предмета, ни требованиям экзаменов, она более гибкая и прагматичная. Проектная технология имеет особую ценность, так как закладывает основы проектной культуры учащихся. Проектная культура субъекта имеет двойственную природу. Это и совокупность взглядов и представлений об искусственном мире, другими словами, картина искусственного мира и, одновременно, это обобщенный личностный механизм, который используется для «изобретения» этого мира. Опыт приобретения способов деятельности и опыт творчества, приобретаемый при работе над проектами. Содержание включает в себя не только опыт практического применения методологических, предметных, межпредметных или над-предметных знаний, а опыт коллективной деятельности, опыт процедурного мышления.

Метод натурно-вычислительного эксперимента. Интеграция физического эксперимента основывается на определенной аналогии между вычислительным и натурным экспериментами. На компьютере (экспериментальной установке) проводятся вычисления (измерения), которые в дальнейшем анализируются для постановки новых экспериментов. Изучая на ЭВМ поведение модели, исследователь как бы испытывает саму природу (конструкцию, процесс), задавая ей вопросы и получая достаточно полные достоверные ответы. Учебный натурно-вычислительный эксперимент, как научный метод обучения, включает как репродуктивную, так и творческую деятельность школьников, т.к. без воспроизведения определенных знаний о моделировании, программировании (репродуктивная деятельность учащихся) затруднительно написать даже самую простую программу (творческая деятельность учащихся).

Формы организации учебных занятий

Лабораторный компьютерный физический практикум Целью лабораторных работ на основе метода демонстрационных примеров и натурно-вычислительного эксперимента является закрепление и углубление теоретических знаний, приобретение школьниками практических навыков в области методологии вычислительной физики.

Методические рекомендации для лабораторных работ включают:

1) гипертекстовый документ, содержащий:

– формулировку темы, основную цель, требования к подготовке школьников, планируемые результаты обучения;

– краткое изложение теории (понятий, моделей и алгоритмов), необходимой для выполнения заданий;

2) демонстрационные примеры. При составлении и подборе демонстрационных примеров программы представляются в их окончательном виде на том языке, на котором они могут реально выполняться на компьютере;

3) задания для самостоятельного выполнения.

Межпредметные деловые игры. Методика развития универсальных умений и навыков исследовательской деятельности в рамках рационально-научного подхода основывается на рассмотрении комплексных задач методами математического моделирования и вычислительного эксперимента.

Деловая игра, позволяющая разрабатывать гибкие стратегии решения сложной проблемы. Каждый участник игры может выступать в различных ролях, выявляя свои интересы и склонности.

Форма занятий проблемного обучения должна учитывать комплексный характер выбранной научной проблемы, поэтому одним из наиболее целесообразных способов реализации учебной модели научного исследования является организация длительной межпредметной деловой игры, проводимой учителем физики при участии преподавателей других учебных дисциплин. Комплексный характер научной проблемы представляет собой главное отличие предлагаемого подхода к развитию навыков исследовательской деятельности по сравнению с традиционными методами развития творческих способностей на основе решения учебных задач в определенной области знания.

Деловая игра позволяет наилучшим образом реализовать принцип учебной модели научного исследования в рамках дидактики межпредметной интеграции позволяющей максимально индивидуализировать учебный процесс. При этом одним из главных достоинств является радикальное сокращение времени накопления опыта.

Технология деловой игры – это конкретная методика проблемного обучения: игровая проблемная ситуация возникает как бы произвольно, она предопределена правилами самой игры, что, в свою очередь, способствует возникновению новых проблем. Это помогает возникновению положительного эмоционального настроя, заинтересованности в разрешении проблемы и формирования не только творческих умений, но и определенных черт личности. Ведущими способами деятельности при этом должны стать сложные интеллектуальные операции, соответствующие научно-значимым умениям исследовательской деятельности.

Семинары по решению задач на компьютере. Учебный вычислительный эксперимент (термин впервые введен Н.И. Рыжовой и подробно описан в рамках методики обучения информатике, использовался для определения понятия «задача по информатике» и их классификации) можно считать методологией решения школьных задач по физике с использованием ПК.

Учитывая тот факт, что практически все школьные задачи являются разрешимыми (задачами класса Р), учебный вычислительный эксперимент является подграфом вычислительного эксперимента, не включающий неразрешимые или трудноразрешимые задачи (задачи классов Е или NP соответственно). Учитывая, что существенная часть вычислительного эксперимента, его ядро представлено триадой «модель-алгоритм-программа», то можно считать, что вычислительный эксперимент содержит три основных этапа:

1 этап – Построение математической модели, которая включает в себя: постановку задачи (выделение исследуемого объекта), построение предметной модели (качественной описание выделенного объекта) и построение концептуальной информационной модели, а это все приводит к формулированию некоторой математической задачи, а конкретнее к построению математической модели в виде формальной системы (исчисления).

2 этап – Выделение из математической модели алгоритма, т.е. построение алгоритма решения сформулированной на предыдущем этапе математической задачи, а именно, построение абстрактного вычислительного алгоритма, который может быть выражен либо задачей класса Р, либо задачей класса NP, либо задачей класса Е.

3 этап — Реализация алгоритма. На этом этапе производится построение логической информационной компьютерной модели и реализация алгоритма либо с помощью вычислительной системы (с использованием систем программирования (в частности, написание программы на конкретном языке программирования) и без них, или с помощью метода эвристического поиска), либо без вычислительной системы (тогда реализация построенного алгоритма сводится к ";обычному"; решению математической задачи). Здесь же происходит построение физической компьютерной информационной модели, а затем анализ результатов (тестирование программы) и принятие решения (фаза прогноза).

Исследовательские занятия и творческие конкурсы-конференции Основным средством приобщения учащихся к творческой деятельности на уроках физики являются исследовательские технологии. При решении различных дидактических задач урока самостоятельные исследования учащихся, построенные на цикле научного познания, являются индикатором не только заинтересованности учебным предметом, но источником научных знаний и методологической компетентности. Оценивание школьных исследовательских проектов осуществляется в ходе творческих конкурсов экспертами по результатам собеседования и защиты на практической конференции.

Дискуссии В современной школе дискуссионные технологии, по праву, считаются инновационными. Они позволяют решать триединую задачу зна-ниевого научения, в ходе которого развиваются различные качества личности: интеллект, самостоятельность решений и суждений, коммуникативность, корректируются интересы школьников с воспитательными и дидактическими целями. Возможности дискуссионных технологий обусловлены рядом психолого-дидактических особенностей школьного возраста: биологически врожденными предпосылками к поисковой активности- основному условию включения ученика в активный творческий и умственный труд; особенностями внутренней мотивации в деятельности и поведении в школьном возрасте: сильно развитым инстинктом общительности, легко возбуждаемым любопытством.

Оценка деятельности учащихся

Приведем типологию форм контроля и оценки достижений учащихся:

Контрольные работы на ПК, с помощью которых определяется относительный уровень знаний и умений учащихся в классах (К-критерий). В работе предполагается выполнить несколько заданий, анализ выполнения и оценка отдельных знаний и умений определяется следующим образом:

знает, умеет, владеет – 1 балл;

не знает, не умеет, не владеет – 0 баллов;

частично знает, умеет, владеет – 0,5 балла.

Задачи оцениваются по следующим позициям, выбор которых зависит от профиля (уровня) обучения (i=l…k):

– обоснование физической модели, границы применимости;

– построение математической модели, ее свойства;

– выбор (анализ) оптимального алгоритма решения (точность, сходимость и устойчивость);

– выбор компьютерных инструментов (систем программирования, математических пакетов, Интернет-ресурсов);

– компьютерная программа (физическая компьютерная информационная модель), тест программы;

– анализ и визуализация результатов вычислительного эксперимента;

– возможность модификации цикла информационного моделирования.

Составляется матрица «успеха» и определяется сумма ее элементов,

далее находится предметная компетентность - число решенных задач, n - общее число задач цикла, k - позиционное число.

Метод знакового критерия – используется для анализа динамики познавательных интересов учащихся по результатам контрольных работ.

Компьютерным тестированием – проверяются знания основных понятий, законов и формул.

Наблюдения умственной активности

Для регистрации внимания и активности используется метод наблюдений за их внешним проявлением. Во время изложения учебного материала учителем внимание учащихся и их деловая активность являются преимущественно перцептивными (внешне-направленными). Проявление деловой активности легко прослеживается в мимике учащихся, их внешней деятельности. Внешним выражением внимания и деловой активности является всматривание, прислушивание, задержка лишних движений, сосредоточенность и быстрое точное выполнение указаний учителя.

Поминутно отмечая количество внимательных и активных учеников в классе, и параллельно регистрируя форму и содержание обучения в классе, программно-педагогические средства, Интернет-ресурсы получаем данные о внимании и деловой активности на уроке физики, которые обрабатываются методами математической статистики.

Структура деятельности учителя

Предкоммуникативный этап - знакомство с содержанием, оценка Интернет-ресурса, определение целевого назначения и форм организации, разработка дидактического инструментария сопровождения- задания, рабочие листы и пр., мотивация учащихся.

Коммуникативный этап - сопровождение (поддержка), консультирование учащихся.

Посткоммуникативный этап - организация анализа и обсуждения результатов работы, тестирование, оценка выполненных заданий, анализ эффективности использования Интернет-ресурса, рекомендации по совершенствованию для авторов и дальнейшему использованию.

Примеры методических рекомендаций для учителей по работе с Интернет-ресурсом

Оборудование - Интернет-класс, видео-проектор, экран, акустическая система, микрофон, звуковая карта, принтер.

1. Дистанционная поддержка уроков по «Оптике» с использованием Интернет-ресурса «Открытая физика» (/).

Рекомендуется для базового и профильного уровней.

Информационная часть уроков по темам «Поляризация света», «Интерференция света», «Дифракция света», «Разрешающая способность оптических приборов» или обобщающий урок по теме «Волновая оптика».

Учитель: С помощью интерактивных учебных программ демонстрирует виды поляризации света в зависимости от сдвига фаз между двумя взаимно перпендикулярными составляющими электромагнитной волны, опыты по интерференции и дифракции (см. Приложение 2, рис. 1а, б, в, г). Отмечает дидактические преимущества программы: высокая степень наглядности, возможность показать в динамике изменение вида поляризации электромагнитной волны в зависимости от сдвига фаз между двумя взаимно перпендикулярными составляющими электромагнитной волны.

Ученики: Работают с программой, изучая свойства поперечной световой волны. Экспериментируют с компьютерной моделью и отвечают на вопросы, поставленные учителем в ходе урока, а также формулируют собственные вопросы, касающиеся получения и применения поляризованного света и записывают их в тетрадь. Картинки схематично зарисовывают в тетрадь, проводя аналогию с фигурами Лиссажу.

Учитель: В зависимости от цели и задач урока включает интерактивную программу, наглядно демонстрируя двухлучевую интерференцию- опыт Юнга: распределение интенсивности света в интерференционной картине в зависимости от параметров (расстояния между щелями, длины волны излучения). Отмечает, что трудности наблюдения интерференции света в таком опыте связаны с тем, что длина волны видимого света мала. При Д = 5 10 5см и расстоянии между отверстиями, равном всего 0,5 мм, ширина интерференционных полос составляет только 1 мм при удалении экрана на 1 м от отверстий.

Ученики. Проводят виртуальные опыты с когерентными световыми пучками, определяя ширину интерференционной полосы в зависимости от параметров эксперимента. Картинка зарисовывается в тетрадь или распечатывается на принтере. Самостоятельная работа сопровождается ответами на вопросы учителя.

Учитель. Демонстрирует интерференционные полосы равной толщины (Кольца Ньютона) в зависимости от длины волны света и радиуса линзы. Показывает, что подобные демонстрации могут служить необходимым дополнением к натурному эксперименту, требующему определенных навыков юстировки оптических систем.

Ученики- Изучают особенности интерференции света в тонких пленках. Зарисовывают картинку в тетрадь, уточняя ход лучей и условия наблюдения интерференции в отраженном и проходящем свете, записываю (или выводят) формулы для радиусов колец.

Учитель. Компьютерные демонстрации по дифракции света также важны при изучении оптики. Теория дифракции света дает строгое обоснование геометрической оптике и определяет условия ее применимости. В теории дифракции получают свое решение и многие вопросы инструментальной оптики, требующие выхода за рамки геометрической оптики, такие как предельное разрешение оптических систем и спектральных приборов или структура оптического изображения. Удобный интерфейс программы позволяет легко наблюдать дифракцию Фраунгофера на щели и дифракционной решетке, оценивая соотношения интенсивности максимумов. При дифракции на щели высота максимума интенсивности пропорциональна квадрату ширины щели; относительная интенсивность остается неизменной: распределение света по максимумам разных порядков не зависит от ширины шели и быстро убывает с увеличением порядка. При сужении щели картина расширяется, а ее яркость уменьшается. Когда ширина щели приближается к длине волны, центральный максимум охватывает все поле зрения; освещенность экрана уменьшается от центра к краям монотонно.

Важное практическое применение в спектроскопии имеет явление дифракции Фраунгофера на системе из большого числа одинаковых параллельных щелей, находящихся на равных расстояниях друг от друга (дифракционная решетка) Учитывая, что современные дифракционные решетки обладают очень большим числом штрихов N~200 тыс., изучать образование и свойства дифракционного спектра, не прибегая к сложной для школьников математике, возможно только на компьютерной модели при малых N-10.

Полная напряженность поля световой волны в точке экрана от N периодических элементов решетки представляется суммой геометрической

прогрессии:

Умножая правую часть на комплексно-сопряженное выражение, получаем интенсивность в данной точке экрана: I(Ө) = I1(Ө)*. Здесь I1(Ө) – интенсивность света от одной щели. В результате многолучевой интерференции N когерентных вторичных волн происходит перераспределение светового потока по направлениям и наблюдается существенно отличающееся от I1(Ө) распределение интенсивности в фраунгоферовой дифракционной картине. Структура отдельного элемента (штриха) решетки сказывается лишь на виде функции I1(Ө), которая меняется при изменении угла дифракции значительно медленнее, чем второй (интерференционный) сомножитель. Поэтому при большом числе штрихов огибающая функция I1(Ө) модулирует многолучевую интерференционную картину и определяет относительную интенсивность главных максимумов разных порядков, но практически не влияет на положение и ширину главных максимумов, которая  1/N. Для простой решетки с щелями шириной а и постоянной решетки d интенсивность главного максимума определяется выражением .

Ученики Изучают (повторяют) условия наблюдения дифракции и вид дифракционных картин от разных препятствий Наглядно демонстрируются результаты изучения теоретического материала Отвечают на вопросы учителя о применении дифракции в науке и технике Проводят расчет разрешающей способности дифракционной решетки с возможной проверкой вычислений в натурном эксперименте. Создают проблемную ситуацию для исследования работы оптических приборов (телескопа, микроскопа, спектроскопа), их аппаратных функций.

Учитель Рассмотрим пример из техники спектроскопии. Реальные возможности спектрального прибора, позволяющие более или менее детально исследовать оптический спектр, в значительной степени определяются шириной и формой его инструментального контура. Для характеристики этих возможностей вводится понятие разрешающей способности прибора. Возможность разделить две близкие монохроматические линии зависит от точности, с которой измерен инструментальный контур и может быть измерен наблюдаемый контур. Поэтому количественный критерий разрешающей способности можно сформулировать только условно в предположении определенной точности энергетических измерений распределения интенсивности.

В ходе демонстрационных экспериментов учитель подчеркивает, что детальное изучение фундаментальных вопросов экспериментальной физики в школе невозможно без использования имитационно-моделирующих программ. Весьма убедительно в программе «Открытая физика» демонстрируется условный критерий Рэлея, удобный для сравнения разрешающей силы различных спектральных приборов, для случая, когда инструментальный контур имеет дифракционную форму, т.е. учитываются дифракционные эффекты в оптической системе.

3. Парадоксы как средство развития физического мышления

(см. учебные ресурсы на сайтах по адресам. /physics/index.php, ).

Последовательная реализация концепции «образование как учебная модель науки» требует адекватного представления в процессе обучения физике всех основных компонентов; методологического и научного исследования; отражения модельного характера научных представлений о реальном мире; развития физического мышления как способности анализировать любую непонятную ситуацию. Особое место занимает умение разбираться в физических парадоксах, которыми усеян весь исторический путь развития физики от гидростатического парадокса известного с давних времен, до парадоксов в современной квантовой физике (см. Приложение 2, рис. 5).

Учитель: Рассказывает о сути научных парадоксов, дает их классификацию. При всей условности классификации физических парадоксов можно выделить два основных класса парадоксов:

1) парадоксы, возникающие в результате логических или методологических ошибок в рассуждениях или интерпретации результатов,

2) парадоксы, не связанные с какими-либо ошибками в рассуждениях, а возникающие вследствие выхода за рамки применимости использования физической модели или ее внутренней противоречивости.

Парадокс является непременным атрибутом любой физической теории, и вопрос может стоять только о педагогической и математической целесообразности явного представления определенного парадокса, или его адекватных методов рассмотрения. При этом разбор парадокса и выявления причин его появления является одним из наиболее эффективных средств развития физического понимания.

(Примечание Оригинальность и наглядность необходимы для того, чтобы максимально заинтересовать учащихся предложенным парадоксом, вызвать у них глубокие эмоциональные переживания, удивление каким - либо несоответствием. Примером, подтверждающим данное требование, может служить парадокс Паскаля и гидростатический парадокс, изучаемый в теме: ";Гидро- и аэростатика";).

Ученики Выводят формулу гидростатического давления методом размерностей. Решают задачи на закон Архимеда

Учитель Модельный характер научных знаний убедительно подтверждает история развития квантовой физики.

Парадокс, связанный с корпускулярно-волновым дуализмом квантовой механики, требует ответа на вопрос, что же всё-таки такое свет или электрон - частица или волна? Некоторые оптические явления свидетельствуют в пользу волновых представлений, другие могут быть объяснены только с корпускулярной точки зрения. Наконец, существует целый ряд оптических явлений, которые допускают объяснение как с точки зрения волновых, так и с точки зрения корпускулярных представлений о свете. Рассматривая несколько конкретных примеров - явление интерференции, когерентность света, эффект Доплера и т д., мы можем убедиться, что при анализе этих конкретных явлений двойственная природа света никак не мешает нашим рассуждениям и не приводит к логическим противоречиям. Нужно только выбрать, на волновом или корпускулярном языке вести рассмотрение, и последовательно придерживаться выбранного способа описания Противоречие возникает только тогда, когда делается попытка составт ь общее представление о свете. (Примечание Методика рассмотрения парадокса, связанного с корпускулярно-волновым дуализмом, должна подчеркивать принципиальный характер этого обстоятельства и демонстрировать неизбежность отказа от представлений классической физики).

Ученики Изучают компьютерные опыты и решают задачи по темам: «Тепловое излучение», «Фотоэффект», «Эффект Комптона», «Атом водорода и постулаты Бора».

(Примечание: Краткость и простота решения парадокса, как и требование наглядности, основаны на особенностях развития познавательных процессов детей подросткового возраста: высокая концентрация внимания, но низкая устойчивость; наиболее развита образная и эмоциональная память, словесно-логическая только начинает развиваться. В силу этого учащимся очень трудно следить за логико-математическими доказательствами какого-либо закона, явления, если его приводит учитель. А еще труднее сделать этот вывод им самостоятельно).

Развитие мышления учащихся в процессе решения физических парадоксов, так же как и во всякой умственной деятельности, требует применения всей совокупности форм и методов научного познания: наблюдений, эксперимента, сравнений, выдвижения гипотез, использования аналогий, индукции и дедукции, анализа и синтеза. При этом суть парадокса, как решения некоторой проблемы заключается в установлении причинно-следственных связей и зависимостей. Физические парадоксы должны занять особое место в компьютерной поддержке учебного процесса, т.к. они являются одной из наиболее эффективной формой углубленного изучения и закрепления теоретического материала, развития физического понимания.

4. Автоматизация учебного физического эксперимента. Опыты со звуком на основе компьютерного мультимедийного комплекса.

(см. Интернет-ресурс по адресу /soft/editor/sound forge.htm).

Учитель: Рассказывает основы автоматизации физического эксперимента. Современный мультимедийный компьютер при наличии соответствующего оборудования (hardware и software) может превратиться в измерительный комплекс весьма удобный для организации и проведения учебного физического практикума. Клавиатура ПК и экран монитора предоставляют большие возможности по сравнению с теми, которые могут дать физические приборы, например, гальванометр или осциллограф, а дисковод и принтер прекрасно подходят для регистрации изучаемых процессов. Кроме того, вычислительная мощность компьютера позволяет подвергать собранные с его помощью информационные данные достаточно сложной обработке, например, спектральному анализу колебаний струны.

Ученики: Наблюдают сигнал и амплитудный спектр колебаний струны, а также зависимость колебаний от способа возбуждения. По «осциллограмме» определяют частоту основного тона, рассчитывают обертона и сравнивают с экспериментальными данными Самостоятельно работают с демонстрационным комплексом по акустике, выполняя задания учителя.

(Примечание Демонстрационный комплекс по акустике включает программы Analysis center, Audio Tester, Sound Forge, WaveLab).

Демонстрационный комплекс включает в себя оснащенный звуковой картой компьютер, микрофон, колонки и компьютерную программу, выполняющую функции управления комплексом, обработки аудио сигналов и демонстрации результатов. Программа работает в операционной системе Windows и использует только ее стандартные функции, что позволяет легко переносить программу с одного компьютера на другой.

«Гаммы». Демонстрируются спектры и осциллограммы звуков, различной высоты, извлекаемых из различных музыкальных инструментов. Музыкальный инструмент для проигрывания гаммы выбирается из выпадающего списка, скорость проигрывания может регулироваться.

«Анализ звуков». Демонстрируются спектры и осциллограммы различных звуков, в частности, гласных и согласных звуков человеческой речи Для демонстрации необходимо подключить к входу звуковой карты компьютера микрофон.

«Фазовый состав». Демонстрируется нечувствительность человеческого уха к фазовому составу звука, т е. к соотношению между фазами отдельных гармоник, синтезируется звук, состоящий из двух гармоник одинаковой мощности, отличающиеся друг от друга по фазе. Сдвиг фаз между гармониками регулируется при помощи мыши или клавиатура. В то время как осциллограмма заметно меняется при изменении разности фаз между гармониками, спектр и слышимый звук остаются неизменными

«Бинуаральный эффект». Демонстрируется бинуаральный эффект, позволяющий человеку определять направление на источник звука на низких частотах основную роль играет сдвиг фаз между сигналами, воспринимаемыми ушами. Генерируются два гармонических сигнала одинаковой частоты и мощности с регулируемой разностью фаз, каждый из которых подается на свой стереоканал При изменении сдвига фаз у наблюдателя создается ощущение смещения источника звука.

«Эквидистантные частоты» Демонстрируется результат сложения гармоник одинаковой мощности с эквидистантными частотами. Задавая различные значения базовой частоты и шага и изменения число гармоник, можно получать биения, короткие импульсы и т.д. При этом наблюдатель видит спектр, осциллограмму и слышит соответствующий звуковой сигнал.

Физический практикум по акустике может быть дополнен рядом других опытов и демонстраций, например, для физико-математического профиля — «Фигуры Лиссажу», «Измерение скорости звука в воздухе», элективный курс для физико-биологического профиля «Психофизика слуха».

Инновационное обучение физике (Проекты и деловые игры для старшеклассников)

Приведем несколько адресов Интернет-ресурсов по данной тематике (, www , http7/pascal dax ru)

Компьютерные проектные и игровые технологии значительно расширяют возможности вариативной школы в плане формирования индивидуальных образовательных маршрутов учеников. Учащимся, увлекающимся компьютерной графикой и теоретической физикой, можно предложить задачи компьютерно-графического моделирования в классической или квантовой механике с использованием пакетов символьной математики.

«Квантовая модель атома» Рекомендуется для профильного уровня или для элективного курса (физико-математический, химико-физический профили).

Учитель Излагает теорию вопроса, демонстрируя конфигурации атомов при разных квантовых числах.

Многоэлектронные атомы представляют собой сложную систему взаимодействующих друг с другом электронов, движущихся в поле ядра. Последовательный квантово-механический подход требует рассматривать атомную систему как единое целое и использовать для ее описания многопараметрическую волновую функцию. Тем не менее, оказывается, что в атоме можно с хорошей точностью ввести понятие о состояниях каждого электрона в отдельности как о стационарных состояниях движения электрона в некотором эффективном центрально-симметричном поле, созданном ядром вместе со всеми остальными электронами. Для различных электронов в атоме эти поля, вообще говоря, различны, причем определяться они должны одновременно все, поскольку каждое из них зависит от состояний всех остальных электронов. Такое поле называется самосогласованным. Данная квантовая модель атома в приближении Хартри-Фока может рассматриваться, как обобщенная задача об атоме водорода.

Ученики Знакомятся с демонстрационными моделями квантовой механики и методами программирования в компьютерной среде Maple. Выполняют дифференцированные самостоятельные задания по компьютерному моделированию электронных оболочек атома с использованием прикладных математических и графических пакетов.

4 «Измерение кровяного давления (гемодинамика капилляров)».

Учитель: Осуществляет постановку задачи и контролирует ход ее решения.

Сердечно-сосудистая система предназначена для доставки обогащенной кислородом крови к тканям организма. Непосредственный обмен веществ между кровью и тканями осуществляется через стенки капилляров. Транскапиллярный обмен определяется, прежде всего, гемодинамическими параметрами кровотока и ультраструктурой капиллярной стенки. В общем случае гемодинамические функции давления, объемной скорости потока, завися друг от друга, являются нелинейными. Для того, чтобы найти функции Р(х), Q(x), q(x) воспользуемся методами математического моделирования в рамках ньютоновской гидродинамики. Рассмотрим два одновременно протекающих процесса в системе «капилляр-ткань»: движение жидкости вдоль капилляра и поперек через поры в его стенке. При этом капилляр рассматриваем как жесткую трубку с гидравлическими порами в ее стенке. Допустим, что по такой трубке течет ньютоновская жидкость с растворенными в ней солями. Будем считать, что пульсации кровотока в микрососудах отсутствуют.

Ученики. В ходе теоретического исследования получают аналитическое решение

(коэффициенты А и В находятся из граничных условий). В ходе вычислительного эксперимента убеждаются в том, что численный метод Эйлера оказывается неустойчивым в классе краевых задач. А это означает, что для получения достоверных результатов необходимо прибегнуть к более сложным алгоритмам или воспользоваться возможностями прикладных математических пакетов. Используя асимптотику L/  0 (квазисплошной сосуд) из общего решения приходят к линейному закону Пуазейля знакомому из гидродинамики.

5. «Изучение эпидемии гриппа в школьном классе».

Учитель: Осуществляет постановку трудно формализуемой задачи биофизики с использованием метода балансовых соотношений на примере одной из линейных моделей детских эпидемий.

Модель состоит из трех компонент: 1) детей, восприимчивых к заболеванию x(t) - «группа риска», 2) инфекционные, больные дети, являющиеся источником распространения болезни y(t), 3) выздоровевшие дети и обладают иммунитетом к данной болезни z(t). Причем, в замкнутой системе x(t)+y(t)+z(t)=N. Предполагается далее, что в случае, когда число инфекционных людей превосходит некоторое значение у(t)>у* (много инфекционных детей в школе), скорость изменения числа детей в «группе риска» пропорциональна числу детей, т.е. x(t) = -*x(t), в противном случае y(t)  у* , x(t) = 0.

Таким образом, принимается во внимание факт изоляции инфекционных детей (карантин). Теперь, поскольку заболевший человек, является инфекционным, то скорость изменения числа инфекционных детей представляет разность за единицу времени между заболевшими и теми, которые уже выздоравливают. Итак, y(t) = *x(t)-*y(t), если y(t)>y* и y(t) = -*y(t), если y(t) £ у*, где постоянные  и  – коэффициенты заболеваемости и выздоровления соответственно. Наконец, скорость изменения числа выздоравливающих детей задается уравнением z(t) = *y(t). Для простоты выберем начальные условия z(0) = 0 и у(0) = у0 и положим  = .

В случае «карантина» у0 £ у* (много инфекционных детей в изоляции) решение система дифференциальных уравнений имеет простые аналитические решения:

На начальном этапе эпидемии у0 > у* (много инфекционных детей в школе) анализ модели для учащихся связан с математическими трудностями, поэтому для решения задачи необходимо воспользоваться численными методами

Ученики Изучают предельные случаи задачи аналитическими и численными методами в распространенных средах компьютерного моделирования Обсуждают результаты вычислительного эксперимента

Дидактические игры

Рекомендуются для организации самостоятельной работы (поисковые системы Интернет Yandex, Yahoo, Rambler Апорт1 AltaVista).

«Компьютерное домино» (молекулярная физика, термодинамика) – для 10-11 класса, «Опыт Резерфорда» и математическое домино на тему «Типы функций».

«Спираль слов» Правило игры следующее: нужно распутать спираль слов, где последняя буква каждого слова служит первой буквой следующего. Игру «Спираль слов» можно использовать на одном из этапов урока – закрепление изученного материала, для того, чтобы разнообразить урок и для лучшего усвоения материала, так как игра всегда создает положительный эмоциональный фон и желание учащихся самоутвердиться

«Игра Баше» Смысл игры заключается в следующем пусть имеется, например, 30 предметов (спичек, пуговиц и т.д.) Играют двое (ученик и компьютер) и берут поочередно любое количество предметов, например, от 1 до 6. Именно Баше, французский ученый-энциклопедист (1581–1638), открыл выигрышную стратегию для того, кто начинает игру первым. Имеется два варианта игры Баше: 1) проигрывает тот, кому приходится брать последний предмет, 2) выигрывает тот, кому приходится брать последний предмет. Проигравшим предлагается тест на компьютере по физике из Интернет-ресурсов. Игра необходима для того, чтобы между учащимися и компьютером установились доверительные отношения, чтобы ученик понимал, что ПК - интеллектуальная машина, которую сложно обмануть.

В Интернет-тестировании (см Интернет-ресурсы по адресам , , ) используются, как правило, традиционные формы диалога с компьютером закрытый (ответ «да» или «нет»), ограниченный (наличие нескольких альтернатив ответа, обычно k=2-5)/ В проектировании и использовании «быстрых» тестов необходимо учитывать математическую статистику диалога. Моделируя диалог с компьютером независимыми испытаниями Бернулли, можно оценить вероятность «случайного успеха» Pn(m) =Сnmрmqn-m (биномиальный «успех»). Здесь n - число задач, m - общее число случайных правильных ответов, р=1/k вероятность правильного ответа при решении одной задачи (в одном испытании), q=l-p При больших n пользоваться формулой Бернулли затруднительно, поэтому удобнее воспользоваться асимптотикой Лапласа

«Алгоритмическая игра «Ванька-встанька» Учебно-игровое моделирование расширяет дидактический арсенал учителя физики созданием проблемных ситуаций на уроке при изучении теоретического материала в старших классах, при углубленном изучении физики Алгоритмические игры могут быть реализованы с помощью распространенной математической системы Maple Эта система удобна использованием интерфейса типа «рабочего листа» команды пишутся красным цветом, результат выполнения команд -синим, присутствует качественная интерактивная графика, эффекты анимации, средства «помощи», комментарии

Учитель: Рассказывает кинематику математического маятника в качестве физической модели игрушки «Ванька-Встанька», приводящей к формуле для периода колебаний в виде

- эллиптический интеграл первого рода является стандартной спецфункцией популярной компьютерной системы Maple. Программирование итерационных алгоритмов позволяет оценить точность вычислений В частности, для n=10 (0=45 град.) погрешность численного метода составляет n~0.5%, а при n=45 n ~ 0.05 %.

Ученики: Исследуют временную зависимость угла отклонения «маятника» и его фазовую траекторию в зависимости от начальных условий и параметров задачи. Моделируют натурный эксперимент по измерению ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Дистанционная поддержка изучения вопросов биологии

Мультимедийная лекция (демонстрация)

Обширный мультимедийный материал представленный в Интернете может быть использован при проведении школьной лекции. В первую очередь, интересны уникальные видеокадры биологических микропроцессов (деление клетки /biology/modules.php?name=models&func=show_model&model_id=11, http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e09/centrom.htm, всасывание воды корневыми волосками /online/repldisp.asp?sid=2&page=0000002A.htm) и мультипликация (анимация: движение крови по сосудам /cardio/index.html) макропроцессов. Интерес представляет и богатый выбор фотографий, рисунков, схем

Интернет-ресурсы: /online/disp.asp?10;2, , /, http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e09/09.htm и др.

Виртуальная лаборатория

На практических занятиях по биологии есть возможность применять виртуальные Интернет-лаборатории, позволяющие упростить процесс практического изучения биологического материала. Отсутствие лабораторного оборудования позволяет меньше времени тратить на организационные вопросы. Хотя для проведения виртуальной лаборатории необходим достаточно высокий уровень навыков владения компьютером, как со стороны преподавателя, так и со стороны учащихся. Для примера можно предложить следующие темы: строение растительной клетки ( http://www.life.uiuc.edu/cgi-bin/plantbio/cell/cell.cgi )

Интернет-ресурсы: /, /, http://gslc.genetics.utah.edu/, http://www.life.uiuc.edu/plantbio/cell/,

Виртуальная экскурсия

По организации виртуальные экскурсии могут быть похожи на мультимедийную лекцию (если экскурсию проводит педагог) или на самостоятельную работу (если учащиеся сами знакомятся с объектами). Организация виртуальных экскурсий возможна в природу или в исследовательский институт, музей. При организации виртуальной экскурсии необходимо определить основные точки остановок (интернет-адреса) и информацию, которую учащиеся должны вынести из каждой остановки. Самостоятельная экскурсия должна сопровождаться голосом или текстом комментатора (например, экскурсия в природу Нижнего Поволжья /kino/popov/film01/index.html, или экскурсия в зимний лес приморского края /PRIMORYE/BIOLOGY/WIN_LES/exhibit.htm). Экскурсия в исследовательский институт может содержать элементы самостоятельной работы (или даже виртуальной лаборатории: (http://gslc.genetics.utah.edu/units/biotech/gel/).

Интернет-ресурсы: /culture/museum/zoom/, /index.php?l=0&act=links.

Организация самостоятельной работы учащихся

Для формирования навыков самостоятельной обработки учебной и научной информации, ее анализа и обобщения, можно организовать поиск и сбор информации учащимися в Интернете. Для такой работы необходимо предложить тему работы (отчета), которая может быть сформулирована в рамках одного или нескольких уроков. Не стоит давать расплывчатые темы, охватывающие целый раздел биологии или большую школьную тему. Например, можно предложить следующие темы для самостоятельного поиска в Интренет:

– Систематические категории растительного царства

– Основные представители насекомых

– Птицы красной книги

– Особо охраняемые природные зоны Ленинградской области

– Цитологические основы митотического деления

– Эволюционная теория в свете современных достижений науки

– Природоохранные организации России

– Методы и достижения генной инженерии

– Методы современных биотехнологий

– Методы селекции сельскохозяйственных животных

Интернет-ресурсы: /r/about.shtml, /index.php, , http://www.rdb.or.id/, , /index.htm и др.

Кроме того, есть возможность в качестве закрепления материала давать учащимся несложные задания в виде тестов (самооценки, /repetitor.asp?subj=99), головоломок и игровых ситуаций (например, по данной ссылке необходимо выстроить последовательность систематических категорий /organize-it/index.php?quiz=taxa).

Организация проектной и творческой деятельности учащихся

Творческие проекты учащихся могут выполняться в виде презентации (портфолио). Для этого учащиеся во время практических и самостоятельных работ, в течение года, должны собирать информацию по теме проекта и сохранять материалы в презентации (например, Power Point).

Учитель в данном случае корректирует и направляет творческую деятельность учащихся. В отличие от самостоятельной работы по какой-либо теме, такая форма организации деятельности учащихся дает свободу творчеству и, соответственно, темы проектов должны звучать широко. Примерами могут быть следующие темы проектов:

– Флора России

– Фауна Австралии

– Инфекционные болезни человека

– Мои достижения в биологии (по результатам творческих работ)

– Особенности внешнего и внутреннего строения склерофитов

– Эволюционные учения в истории биологии

– Горизонты биотехнологий

– Достижения и провалы современной генетики

– Биоэтика вчера и сегодня

Достижения учащихся в ходе изучения биологии по выбранной теме оцениваются родственниками, одноклассниками и учителями в ходе выступлений с презентациями на уроках и школьных конференциях.

Дистанционная поддержка изучения географических вопросов

Сравнение типов климата. Сравните климатограммы Санкт- Петербурга и Пятигорска (http//www.khmadiagramme.de/) и объясните различия.

Определение отраслей специализации для какой-либо страны. Используя данные базы данных ФАО (http //apps fao org/) определите глубину специализации (соотношение доли страны в производстве и доли страны в населения мира) Китая, России и США в производстве а) пшеницы, б) риса в) картофеля в 2003 году

Анализ тематических карт. Сравните территориальные различия в распределении доли сельского населения и дохода на душу населения по странам мира (выявите причину) http //center fio ru/som/RESOURCES/KRYLOVAI/1.02/ARTUH/DATAGRAF.HTM

Работа с демографическими пирамидами. С помощью анализа демографических пирамид (http//www.census.gov/ipc/www/idbpyr.html) выявите страны с наиболее характерными демографическими волнами.

Построение графиков на основе статистических данных. На основе данных переписи населения России 2002 г. (/) постройте круговые диаграммы (возможно средствами EXCEL), иллюстрирующие этнический состав России и вашего субъекта федерации.

Выполнение заданий на определение соответствия. Примером такого задание может быть поиск соответствия между формами рельефа, типом растительности и т п и соответствующими фотоизображениями (/index-r.html). Этот же сайт можно использовать для проведения урока-путешествия.

Организация самостоятельной работы учащихся с дистанционной поддержкой

Создание тематических карт

На основе статистической информации fhttp //www who ore, http //unstats un org/unsd/, /) создание тематических карт средствами простейших картографических редакторов, например Micro soft Map

Подготовка сообщения по заданной теме

Использование справочного сайта (/peoples/) при изучении этнолингвистической классификации народов мира. Подготовка сообщений по теме «Религии мира».

Использование космических снимков при изучении природных объектов и природных явлений (/atlas/allas.htm, http://photoioumal.ipl.nasa.gov/targetFafnily/Earth).

Организация проектной и творческой деятельности учащихся с дистанционной поддержкой

Создание электронной презентации по заданной теме

Создание электронной web-странички по заданной теме

Оценка деятельности учащихся Формы представления отчетных материалов учащимися: авторские карты; презентации; графики и диаграммы.

Оценка достижений: Публикация удачных проектов (карт, презентаций, web-страничек) на школьном сайте, Допуск удачно выполненных проектов до публичной защиты и др.

Тема «Глобальная демографическая проблема». С помощью анализа демографических пирамид выявите страны с наиболее характерными демографическими волнами http.V/www.census.gov/ipc/www/idbpyr.html.

Используя данные http://www.odci.gov/cia/publications/factbook/ заполните (вписав названия государств в соответствующие ячейки) матрицу, группирующую уровни демографического развития (см Таблица 4). По результатам выполните картограмму. Обратите внимание на региональные различия.

Таблица 4. Матрица уровней демографического развития

Общий коэффициент рождаемости

Общий коэффициент смертности