Теория развития биологических понятий

В России наиболее глубоко проблема развития понятий в области биологии изучалась в середине XX в. коллективом ленинградских методистов под руководством Н.М. Верзилина. В итоге была создана «Теория развития биологических понятий» (1956).

Основные ее положения таковы:

1) учебный предмет «Биология» является системой основных понятий науки и практики;

2) в понятиях выражается содержание предмета «Биология»;

3) понятия выполняют ведущую роль в процессе развития мышления и воспитания учащихся;

4) понятия не дают ученикам в готовом виде, их развивают в процессе обучения;

5) формирование и развитие биологических понятий происходят в поэтапном процессе;

6) существуют типы понятий: специальные, локальные и общебиологические;

7) сложные понятия формируют в процессе их развития путем обобщения простых понятий, слияния, интеграции и во взаимосвязи с понятиями других учебных дисциплин;

8) вводят понятия: «межпредметные и внутрипредметные связи», «перспективные и ретроспективные линии», «развитие понятий»;

9) межпредметные и внутрипредметные связи являются важными условиями развития понятий;

10) существуют разные типы развития понятий: непрерывное, прерывистое, сквозное и приуроченное к небольшим отрезкам учебного материала и времени его изучения;

11) при непрерывном формировании и развитии понятий происходит преемственное и более осознанное их усвоение;

12) движение понятий в школьном предмете сопровождают все более полным отражением, адекватным природе вещей и явлений.

В школьной биологии имеют место специальные понятия, развиваемые в пределах одного курса (ботаника, зоология и другие) и общебиологические, развиваемые во всех курсах предмета. Каждое понятие постепенно развивается, усложняется. Простое понятие, объединяясь с другими простыми понятиями, образует сложное. Например, понятие о листе на первом уроке биологии по теме – простое. Учащиеся узнают, что лист имеет зеленую пластинку с жилками и черешок, то есть приобретают понятие о внешней форме. К концу изучения темы (на 11–12-м уроке) понятие «лист» становится сложным. Учащиеся знают о разных формах листа, о его анатомическом строении, образовании органического вещества в листе путем усвоения углекислого газа на солнечном свету, дыхании листа, испарении воды листьями, приспособительных признаках листьев у разных растений (сокращение площади листовой пластинки, опущение и другие). Сложное понятие «лист» обобщает понятия морфологии, анатомии, физиологии, экологии листа. Аналогичное усложнение, развитие претерпевают понятия о семени, корне, цветке и т.д. Так образуется система понятий о целом растении.

В курсе зоологии понятие о каждом животном объединяет понятия о его морфологии, анатомии, физиологии и экологии. Одновременно развивается понятие об эволюционном усложнении организмов. В курсе анатомии, физиологии и гигиены человека простые понятия дают в совокупности сложные понятия об анатомии каждого органа. Они, в свою очередь, связаны с понятием о функциональных процессах в клетках, тканях, целом организме и во всей системе, в которую входит изучаемый орган. Понятие об органе постепенно преобразуется в более сложное анатомо-физиологическое понятие о системе органов. Далее понятие о системе углубляется, так как она рассматривается во взаимосвязи с другими системами.  

Специальными называются понятия, развивающиеся в пределах одного курса. Среди них можно выделить локальные, развивающиеся в пределах одной темы или отдельных уроков.

Общебиологическими называются понятия о биологических закономерностях, относящихся ко всем живым организмам и обобщающих специальные понятия отдельных биологических курсов. Например, клетка как единица жизни, единство строения и функции организмов, взаимосвязи организма и среды, организм как саморегулирующаяся система, обмен веществ и превращение энергии, самовоспроизведение организмов, эволюционное развитие мира, биологическая система и уровень организации живой материи. Эти понятия образуются из специальных понятий и развиваются во всех курсах школьной биологии на материалах каждого из них.

Каждое понятие в своем развитии должно быть усвоено учащимися настолько, чтобы они могли им свободно оперировать. Это позволяет избегать пробелов в знаниях учащихся.

Экологические понятия в школьном предмете «Биология»

Современная экология изучает жизнь организмов в природе, проявление их свойств, отношения организмов друг с другом и со средой. Помимо этого, экология уделяет большое внимание вопросам взаимоотношений общества и природы. Научные экологические понятия вошли во все курсы школьной биологии. Особенно широко в школьном предмете «Биология» отражены понятия экологии организмов, биогеоценологии, популяционной экологии и социальной экологии. Сложные экологические знания обусловили в школьном предмете «Биология» появление системы экологических понятий. В ней различают пять рядов экологических понятий:

1) о среде и экологических факторов среды;

2) об экологии организмов;

3) об экологии популяций;

4) о биогеоценологии (или экологии экосистемы);

5) о социальной экологии.

Каждый ряд представляет собой одну из главных линий в овладении основами экологии и включает простые и сложные экологические понятия, развиваемые в ходе изучения биологии.

В курсе биологии 6 класса «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники» развиваются экологические понятия первого, второго, четвертого и пятого рядов. Понятия третьего ряда не изучаются, так как нет еще основы для этого в учебном содержании.  

В 7 классе находят отражение (курс «Зоология») все пять рядов экологических понятий.

В 8 классе (курс «Человек») в системе экологических понятий представлены широко первый, второй, третий и четвертый ряды. Понятий пятого ряда здесь значительно меньше.

В 9, 10, 11 классах («Общая биология») система экологических понятий своеобразна. В каждом ее ряду – множество сложных экологических понятий. Их подавляющее большинство представлено в обобщенном виде. Кроме того, наряду с конкретными понятиями здесь много абстрактных (например, экосистема, цепи питания, экологические ниши, экологическая пирамида, численность, плотность, биомасса, саморегуляция, глобальная проблема, правило 10% и другие), позволяющих рассматривать общие закономерности природы со значительной степенью научности.

В курсе общей биологии, в отличие от других, изучается специальная тема «Основы экологии», поэтому экологические понятия курса становятся более обобщенными и сложными. В системе экологических понятий курса общей биологии преобладают понятия четвертого ряда, важное место занимают понятия пятого ряда.

Овладение системой знаний по экологии в процессе обучения подводит учащихся к пониманию закономерностей живой природы на разных уровнях ее организации, законов зависимости организмов, популяций и сообществ от факторов среды, воздействия организмов и сообществ на всю природу нашей планеты.