Системный подход к биологическому образованию в современной школе

В системе всеобщего среднего образования определенное место занимают предметы биологического цикла. Изучение главных компонентов содержания – основных биологических законов, теорий, ведущих понятий о структурно-функциональной организации от молекулярно-цитологического до биосферного уровня, об онтогенезе и эволюции – направлено на формирование у школьников целостного представления о живой природе и биологической науке. Содержание биологического образования обеспечивает раскрытие понятий с учетом возрастных особенностей, общей подготовки и уровня развития учащихся. В статье излагаю свой вариант подхода к этой проблеме, опираясь на методики Н.В. Подалко, А.И. Мягковой, Д.И. Зверева, И.Н. Пономаревой, Р.Д. Маша и др. По отношению к биологическому циклу образования выделяю ряд понятий, последовательно развивающихся на протяжении изучения ботаники, зоологии, физиологии и гигиены человека и окончательно оформляющихся в курсе общей биологии. Одно из основополагающих понятий всего цикла школьных биологических курсов – понятие о клетке. В статье хочу поделиться опытом изложения и раскрытия данного материала. В каждой теме курса прежде всего выделяю её учебно-познавательные задачи и определяю основные научные понятия, которые должны быть усвоены учащимися в процессе изучения данной темы, устанавливаю межпредметные связи, намечаю знания, подлежащие развитию в последующих темах, одновременно выявляю умения, которые должны формироваться при изучении темы, разрабатываю систему контроля полученных знаний. Планирование тем веду с учетом подготовленности и возможностей ребят. Понятие о клетке, её размножении и росте, о ткани начинаю закладывать и формировать во второй теме курса ботаники 6 класса “Клеточное строение растительного организма”. Это понятие является для учащихся новым. Вследствие малых размеров клетки её приходится рассматривать под микроскопом. Всё это ново, а новизна вызывает живой интерес. Поэтому уроки темы носят характер лабораторно-практического, исследовательского и иллюстративного методов обучения. В ходе раскрытия темы учащиеся изучают строение клетки, её части, видимые в школьный микроскоп. При этом требую от учащихся знания не только названий частей живой клетки, но и их взаимного расположения. В этой теме даю первоначальное понятие о жизненных явлениях клетки, делении и росте. Учащиеся получают навыки приготовления простейших микропрепаратов, пользования лупой и микроскопом. Таким образом, организованная работа по изучению понятия “клетка” позволяет сформировать мне в курсе биологии 6 класса понятие о клетке, начиная с единичных её представлений до системно-структурных. В последующих темах раздела биологии растений постепенно расширяю и углубляю представление о клетке не только как структурной единице, но и функциональной единице живого растения. Далее продолжаю знакомить учащихся с особенностями строения клеток, в частности бактерий, водорослей, грибов, лишайников. В теме “Бактерии” впервые ввожу понятие прокариотическая клетка. Для более детального знакомства и изучения невидимых простым глазом живых существ прибегаю на уроках к постановке эксперимента, для этого беру в баклаборатории чашки Петри с питательными средами и предлагаю учащимся прикоснуться пальцами к застывшей среде, на следующем уроке ребята отыскивают на субстрате разросшиеся колонии бактерий. Это вызывает определенный интерес к данной теме. Изучение дальнейшего строения и жизнедеятельности бактерий как одноклеточных организмов провожу с использованием таблиц, микроскопов, микропрепаратов, ИКТ, обращаю внимание не только на их малые размеры, но и отличия, примитивность строения по сравнению с растениями. Требую от учащихся четкого усвоения строения бактериальной клетки. Ввожу понятия гетеротрофности и автотрофности питания, знакомлю с бактериофагами. Заканчиваю изучение темы выяснением роли бактерий в природе и жизни человека. По окончании изучения каждой группы организмов использую с целью обобщения знаний самостоятельную работу по заполнению сводных таблиц:

Изучение царства грибов начинаю с выяснения особенностей строения и жизнедеятельности организмов, постоянно использую прием сравнения, что вызывает логическое мышление у детей. Привлекаю внимание учащихся к таким особенностям строения грибной клетки, как отсутствие пластид, наличие мицелия, состоящего из гиф. Более детально изучаю строение и функции клетки дрожжей – цитоплазму, ядро, роль нуклеиновых кислот, белков и ферментов в обмене веществ. Затем на этой основе расширяю знания о процессах жизнедеятельности грибов: питании, дыхании, брожении, росте, размножении. Провожу углубляющую беседу, знакомлю ребят с использованием дрожжей, грибов в микробиологической промышленности для производства БВК, разнообразных ферментных препаратов и антибиотиков. Изучая “Лишайники”, не ограничиваю познания ребят лишь их морфологическими формами, анатомией, а рассматриваю в системе с функциями на уровне симбиотических взаимоотношений, состоящих из клеток грибов и водорослей. В то же время в ходе изучения показываю целостный характер организма, нуждающегося в определенных, довольно скудных условиях. При переходе к изучению курса зоологии согласую структуру содержания раздела биология животных со структурой биология растений, в которой основные биологические категории: клетка и организм, вид и биоценоз – получают дальнейшее развитие. В водной теме “Основные сведения о животном мире” включаю рассмотрение вопроса о сходстве и различиях растительного и животного организмов с учетом особенностей их клеточного строения, тем самым закладываю основы для последующего развития о животном организме в направлении клетка-----ткань-----орган-----система органов-----организм. В теме “Одноклеточные животные” продолжаю знакомство с микроскопическим миром живых существ, имеющим клеточное строение. В ходе изучения простейших учащиеся поэтапно заполняют обобщающую таблицу, где четко прослеживается строение клеток одноклеточных животных организмов:

Заканчиваю изучение темы показом роли простейших в природе и жизни человека. Изучение кишечнополостных животных позволяет показать учащимся усложнение внутреннего строения многоклеточных животных, появление двухслойности и дифференциации клеток. При дальнейшем изучении типов и классов животных рассматриваю их в восходящем (эволюционном) порядке, акцентируя внимание на усложнение организации, от одноклеточных к многоклеточным, от низших многоклеточных к высшим, заканчивая млекопитающими (приматами). Системный подход в изучении разделов школьного курса биологии позволяет сформировать знания детей в динамике развития организма, показать влияние факторов эволюции на совершенствование живой природы. Развитие понятий о строении и функциях организма человека начинаю с клетки, отмечаю качественные особенности её клеточного строения и функций по сравнению с животными. На уроках вводной темы “Общий обзор организма человека” формирую понятие об организме человека как целостной относительно устойчивой живой системы клеток, тканей и органов, согласованно функционирующих под воздействием нервной и гуморальной систем. Последовательность изучения темы строится в соответствии с построением уровней организации живых систем: молекулы > органеллы > клетки > ткани > органы > системы органов > организм – единое целое. При таком подходе обучения обеспечивается возможность более последовательного развития основных биологических понятий, начатых с изучения биологии растений и продолжающихся на последующих уровнях биологии, а именно клетка и организм, вид и популяция, биогеоценоз и биосфера. Таким образом, база для изучения курса “Общей биологии” заложена. Повторение, углубление и обобщение материала тем начинаю с раздела “Биологические системы: Клетка, Организм”. На вводном уроке обобщаются знания об уровнях организации живой природы. Для систематизации знаний использую наглядные пособия с изображением разных биологических систем, провожу беседу, итоги которой обобщаю в таблице:

Рассматривая первый подраздел – Химический состав клетки, опираюсь на знание курсов химии, физики, географии, использую межпредметные связи. Все полученные знания по теме учащиеся фиксируют в свободных таблицах:

Завершаю рассмотрение подраздела формированием понятия о единстве элементарного состава клеток и окружающей неживой природы. Во втором подразделе – Клеточные структуры и их функции – внимание учащихся сосредотачиваю на взаимосвязи структурных элементов клетки и процессах их функционирования. В этих целях более глубоко изучаю структуру мембранных и немембранных органелл клетки. Изучая третий подраздел – Обеспечение клеток энергией, особо выделяю два сложнейших процесса – фотосинтез в хлоропластах клеток автотрофных организмов и биосинтез белка в клетках всех организмов. На этой основе даю представление об обмене веществ и превращении энергии в клетке. В четвертом подразделе изучаю реализацию наследственной информации клетки. Эти свойства обнаруживаются уже при самоудвоении молекулы ДНК, являющейся носителем наследственности. В этой связи формирую понятия ген, геном, диплоидный и гаплоидный наборы хромосом. На этой основе перехожу к рассмотрению пятого подраздела – Воспроизведение биологических систем. Изучая самовоспроизведение клетки, митотический цикл, митоз, уделяю внимание особенностям воспроизведения у бактерий и вирусов. Далее перехожу к воспроизведению организма, рассматриваю бесполое и половое размножение, мейоз (с полным изучением фаз), гаметогенез, оплодотворение, используя таблицу:

Завершаю рассмотрение подтемы изучением индивидуального развития многоклеточных организмов, поэтапно формируя знания о том, что сложнейшая структура организма не возникает сразу, а постепенно развивается от клетки к эмбриону, проходя длительный путь развития до зрелого возраста, показываю процесс старения и отмирания клеток. Углубляю тему рассмотрением дополнительных сведений о функционировании и воспроизведении клетки, практическим использованием человеком культивирования клеток вне организма. Знакомлю с клеточными культурами, генной инженерией, биотехнологией, клонированием, имеющими большое научное и практическое значение. Системный подход обучения позволяет сформировать конкретное представление об основных целостных системах живой природы в их взаимной связи и постепенном усложнении.