Проблема биологического образования поднималась не раз. С одной стороны, это, пожалуй, не самый значимый для учащихся предмет в школе. На рынке труда более востребованы юристы, экономисты, менеджеры. С другой – быть образованным в этом смысле оказывается жизненно необходимо и в плане личной безопасности, и с точки зрения современных экологических проблем глобального характера. При этом объем открытий в области биологии лавинообразно нарастает, а количество часов на изучение этого предмета в школе ощутимо сократилось. Поэтому для многих учителей актуален вопрос о том, как ознакомить учащихся с таким объемом информации и обеспечить качественное освоение основных закономерностей существования живых систем. В конечном итоге, общая биологическая безграмотность некоторых людей, неумение ориентироваться в самых очевидных законах жизни иногда поражает.
На мой взгляд, проблема кроется в подходе к основному общему образованию в целом и преподаванию биологии, в частности. Это так называемый “знаниевый подход”, который критиковался уже многократно, но почему-то с маниакальным упрямством воплощается в жизнь. С позиций знаниевого подхода любой школьный предмет – некая копия соответствующей области научного знания, поэтому должен включать по возможности все разделы данной науки, знакомить учащихся с основными теориями, законами, понятиями и фактами этой науки уже к окончанию основной школы. Вот только никто не может точно объяснить, какие же знания надо считать основными, а какие – необязательными. Поэтому, если открыть федеральный компонент государственного стандарта по биологии, то основной объем составляют знания по анатомии, физиологии и гигиене человека. По крайней мере, именно эти разделы содержат наиболее подробное описание вопросов, подлежащих усвоению. Если рассматривать существующие учебники, то почти половина содержащегося в них материала посвящается ботанике, зоологии и в целом многообразию живого мира. Если заглянуть в “Вестник образования”, где даются примерные экзаменационные билеты по биологии за курс основной школы, то мы увидим, что теоретические вопросы в большей степени касаются общебиологических закономерностей эволюционного либо экологического характера. А формирование навыков в процессе изучения биологии часто сводится к умениям наблюдать, систематизировать и классифицировать. Да, это важные умения. Но неужели это все, чему можно научить ребят, изучая Жизнь – самое красивое, неповторимое и уникальное явление во Вселенной? Кроме того, при знаниевом подходе биология предстает перед учащимися как наука все уже открывшая и изучившая. Но в этой области науки на сегодня больше вопросов, чем ответов. Однако изучаемый материал не отражает особенность биологии как науки.
Все эти противоречия и парадоксы школьного образования уже давно привели меня к мысли о необходимости перехода на компетентностный подход в изучении биологии. Этот предмет мною – учителем перестал рассматриваться как набор разделов биологии. Хотя знакомство с разделами биологии не исключается, но эти знания становятся составляющей общекультурного, мировоззренческого представления о жизни как об уникальном, во многом непознанном, сложно организованном процессе и о живом объекте (в широком смысле этого слова) как сложной системе с особыми свойствами, отличающими его от объектов неживой природы. Мне хотелось, чтобы к окончанию школы учащиеся могли рассматривать живое, используя законы химии, физики, положения философии. Видеть эволюцию жизни в истории развития отдельного человека, оценивать социальный опыт человечества с биологической точки зрения. Понимать, что психология человека, его поведение не сводится к совокупности биологических процессов, а современная биология во многом еще не может объяснить уникальность человека. Конечно, это программа-максимум, которая во многом недостижима для каждого учащегося. Скорее, это стратегическое направление, задаваемое учащимся для дальнейшего познания мира и самопознания наряду с другими школьными предметами.
Однако можно выделить и конкретные результаты, вполне достижимые к окончанию основной общеобразовательной школы.
Во-первых, многообразие жизни, обширность проявлений живого в окружающем мире позволяет дать возможность учащимся попробовать себя в решении познавательных проблем различной сложности (“открытие” основополагающего закона, либо некоторого частного понятия) и характера (приобретение теоретического, практического, либо фактического знания). Каждая такая проблема требует от учащегося определения области незнания, выбора адекватных способов достижения результата, обоснование этих способов, решения коммуникативных задач и т. д. Учителю важно так организовать изучение биологии, чтобы опыт такой деятельности был у каждого учащегося максимально обширным в соответствии с его возможностями и склонностями.
Во-вторых, необходимо обеспечить учащимся возможность приобретения опыта познания с использованием методологии естественных наук. Учитель должен ознакомить школьников со способами решения познавательных задач определенного характера, развивая при этом и соответствующие этим способам приемы мышления. Например, для всех естественных наук характерно моделирование изучаемых явлений, объектов в результате анализа, обобщений, в ходе абстрагирования. Построение и изучение соответствующей модели позволяет в дальнейшем объяснять факты жизни. В биологии опыты, эксперименты, специально организованные, и просто жизненные наблюдения занимают строго определенное место в общем процессе открытия истины. А значит, и в курсе школьной биологии они также должны быть необходимыми средствами, применяемыми при решении возникшей познавательной проблемы.
В-третьих, важно, чтобы учащиеся научились рассматривать живые объекты любого уровня организации как важнейшую неотъемлемую часть окружающего мира – сложнейшей системы, существование которой определяется совокупностью законов биологии и в целом законов существования мира.
В-четвертых, изучение таких сложных объектов как живые организмы и таких сложных явлений как явления жизни позволяет привлекать разнообразнейшие источники информации, а значит, и обеспечить учащимся возможность приобретения опыта извлечения необходимой информации из различных источников, ее компоновки и преобразования. Учитель не имеет права ограничивать учащегося рамками учебника, пусть даже самого подробного и объемного. На сегодня в арсенале познающего живую природу есть прекрасные представляющие уникальные факты видеофильмы. Разработаны интересные компьютерные обучающие программы, где текстовая информация дополняется видеофрагментами, динамическими и статистическими таблицами, мультипликационными роликами. Очень велико количество доступных качественных хорошо иллюстрированных энциклопедий, справочников. Я уже не говорю об Internet-ресурсах… Учителю в такой ситуации необходимо научить ребят быстро и целенаправленно в зависимости от потребностей ориентироваться в этом многообразии источников информации и определять лучшие в зависимости от области незнания и склонностей самого учащегося.
В-пятых, нельзя, естественно, отказаться от знаниевой составляющей. Без определенного объема знаний невозможно познание. Но они должны рассматриваться не как цель, но как средство, а объем знаний, особенно фактических, должен определяться уровнем интереса к данной области у каждого учащегося и сложностью тех проблем, к решению которых они готовы в данный момент своего образования.
Естественно, что данный список целей биологии как школьного предмета нельзя считать строго структурированным или полным. Это всего лишь пример того, что при компетентностном подходе школьный предмет должен рассматриваться как средство социализации, введения подрастающей личности в культурное пространство человечества через создание для нее возможности приобретения как можно более обширного опыта деятельности в различных ситуациях.
В соответствии с обозначенными целями предмета изменяется объем и структура материала, подлежащего освоению. При таком подходе нет необходимости рассматривать все разнообразие накопленных биологической наукой знаний. Это может быть целью только для некоторых учащихся, чувствующих готовность и желание участвовать в олимпиадах по биологии. С такими учениками требуется организовывать специальную работу на уроке и во внеурочное время, что при таком подходе не вызывает особых сложностей. В целом же отбирается тот материал, на основе которого можно обеспечить целостное и одновременно многогранное представление о живых системах различного уровня организации и процессах, обеспечивающих их существование. При этом материал отбирается на основе некоторого основополагающего и объединяющего все разделы положения. Это положение – центр, вокруг которого разворачивается спираль познания, захватывая все более обширную область знания. Логика познавательного процесса в этом случае определяется все более глубоким пониманием раскрываемого положения с учетом психических, возрастных возможностей учащихся, объема имеющихся у них знаний.
Таким центральным положением, по-моему, должно быть понятие о живом как сложной системе, отличительным свойством которой является способность к самоорганизации, способность поддерживать порядок, несмотря на разрушающее воздействие факторов окружающей среды, способность увеличивать уровень своей организации в соответствии с условиями этой среды и, в конечном итоге, изменять саму среду согласно своим потребностям. Последовательно раскрывая и углубляя это положение, учащиеся получают целостное представление о живом и жизни. Широта и глубина этого представления будет определяться особенностями детей того или другого класса. Поэтому в каждом классе последовательность изучения некоторых тем, общий объем материала, используемые источники информации будут различными. По сути, учебная программа фиксирует в плане знаний только общую логическую последовательность познавательного процесса, обеспечивая его законченность к окончанию основной школы.
На моих уроках знакомство с предметом начинается с вопроса о том, зачем нужен этот предмет, что может быть основным знанием, полученным на уроках биологии. В результате рассуждений ребята приходят к выводу, что знание законов, по которым существуют живые организмы, важнее, чем простое описание этих организмов. Естественно, что мы приходим и к вопросу о том, как открываются эти законы в науке, рассматривая метод естественных наук, роль вопроса, гипотезы, опытов, наблюдений и экспериментов. Происходит вполне естественное знакомство с правилами проведения опытов и интерпретации их результатов. Рассуждаем, как можно ускорить такое познание в процессе изучения живого на уроках в школе. Таким образом, мы с самого начала определяем и согласуем цели познавательного процесса на уроках биологии, вооружаемся соответствующими способами деятельности, договариваемся о формах работы.
Далее начинается изучение живых организмов. Сначала организую актуализацию имеющихся знаний о признаках живых организмов, их строении. В результате совместной работы формулируем понятия “орган”, “ткань”, “клетка”. Рассматриваем одноклеточные и многоклеточные организмы. Вспоминаем, что узнали о процессах живых организмов на уроках окружающего мира и природоведения. И вот на этом этапе впервые возникает необходимость во введении понятия о самоорганизации как уникальной и отличительной особенности живых организмов, т. к. ребята не могут ответить на довольно простой вопрос – почему живые организмы должны обязательно питаться, дышать, почему только они способны размножаться, расти и развиваться? Что лежит в основе выделяемых отличий живого от неживого?
Сравнивая процессы, происходящие с живыми и неживыми объектами (данная тема представлена в курсе “Естествознание” авторов Чудиновой Е.В., Букваревой Е.Н.), мы с учениками приходим к представлению о том, что живые объекты, в отличие от неживых тел, способны переходить от состояния беспорядка к организованному в соответствии с условиями порядку. Это положение и становится начальным определением понятия “самоорганизация”.
Далее, рассматривая, что же нужно, чтобы обладать такой способностью, мы приходим к понятию “питание”, знакомимся со способами питания, существующими в живом мире. Логично вписывается и тема о питательных веществах, в общем виде дается представление о существовании белков, жиров, углеводов, их значении для живого организма. Ставится вопрос и об энергии как необходимой составляющей для жизни организма. Это выводит нас на представление о процессах преобразования энергии живыми организмами в фотосинтезе и клеточном аэробном и анаэробном дыхании. Естественно, что на этом этапе такие сложнейшие процессы могут рассматриваться лишь в виде самых общих моделей. Но этого вполне достаточно, чтобы ребята после некоторого уточнения знаний о процессах выделения, внешнего дыхания, могли составлять общие схемы метаболизма растений, животных, грибов, т. е. организмов разной формы самоорганизации. Понятие метаболизм, по сути, завершает первый этап биологического образования.
Следующий этап – знакомство с царствами живого как различными формами организации жизни. Изучение этих тем может происходить очень по-разному в разных классах. Однако, мне важно, чтобы учащиеся увидели, что способность живого к самоорганизации проявляется в уникальной приспособленности всех живых организмов к тем условиям, в которых они обитают. Эта способность постепенно совершенствуется в ходе развития жизни на нашей планете и может проявляться в необыкновенно причудливых формах. Естественно, что мы приходим к необходимости систематизации и классификации всего этого разнообразия, поэтому систематика вполне органично вписывается в общий план познания, но не становится самоцелью.
При рассмотрении современной системы живого мира рассматривается понятие вида. Однако на следующем этапе познания оно расширяется и углубляется. Формируется представление о виде как форме проявления более высокого уровня самоорганизации живых организмов, объединяемых общим происхождением, занимаемой территорией, одинаковостью процессов. Вводится понятие популяции. Школьники учатся выделять признаки вида различного характера (морфологические, этологические, географические и т. д.), сравнивать особенности разных популяций одного вида, определять причины выделяемых различий и сходств.
Для организации такой работы оказываются незаменимыми видеофильмы, например из видеоколлекции National Geographic video. Многообразие содержащейся в них информации позволяет выйти на рассмотрение следующего уровня самоорганизации жизни и ввести понятие биогеоценоза. Мы углубляем представление о живом как самоорганизующейся системе, открывая законы экологии. При этом для учащихся становится очевидным положение о живом организме как открытой системе, нуждающейся в пище и энергии. Поэтому любой живой организм – это часть какой-то пищевой цепи и целой пищевой сети. Популяция – это также открытая система, которая нуждается в ресурсах, поэтому в биогеоценозе популяции разных видов занимают определенные территории и экологические ниши. В целом биогеоценоз – открытая система, для существования которой требуется постоянство процессов круговорота веществ и передачи энергии. В конечном итоге в силу своих особенностей любой живой объект любого уровня организации – это часть целого, т. е. окружающего мира, а значит, он подчиняется некоторым общим для этого мира законам.
Уточнение уже сформированных представлений об уровнях организации жизни становится завершающей данный этап обучения темой.
До этого момента живые системы рассматривались как статичные, т. е. какие они есть на момент их изучения. Естественно, что, в конце концов, возникает вопрос об изменении живого во времени. По каким законам это происходит, в связи с какими внутренними или внешними изменениями? Отвечая на эти вопросы, мы выходим на необходимость более глубокого рассмотрения процесса размножения, благо, что фактического материала к этому моменту в головах и тетрадях у ребят уже достаточно. К тому же начинается изучение химии, что позволяет опираться на получаемые там представления о веществах. Поэтому можно в общем виде объяснить принцип кодирования информации, разобраться в законах наследственности, наследования. Проследить самоорганизацию живого в ходе эмбрионального развития. Удивиться тому, насколько все это четко координируется благодаря наследственной информации конкретного вида, и задаться вопросом, как формируется во времени эта наследственная информация.
Вопросы и понятие об эволюции не новы для учащихся к этому моменту. Но здесь возникает благоприятная с познавательной точки зрения ситуация для рассмотрения закономерностей микро- и макроэволюции. Если в классе собираются сильные и заинтересованные вопросами естествознания ученики, то мы рассматриваем общие положения синтетической теории эволюции. Если особенности класса или ресурсы времени ограничивают, то останавливаемся на теории естественного отбора Ч. Дарвина.
Восьмой класс завершается знакомством с развитием жизни на нашей планете в различные геологические эпохи. При этом можно повторить все базовые понятия, вспомнить систематику, уточнить какие-то изученные ранее теории. Хотя для меня это не основная цель данных уроков.
Курс биологии 9-го класса – это не просто изучение еще одного живого организма, пусть и самого для нас важного. Это возможность как бы примерить все ранее открытые законы, теории, понятия на себя самого, применить в познании себя, в открытии принципов сохранения биологического, психического и социального здоровья. Выделив отличительные особенности человека, мы рассматриваем их формирование в ходе эволюции. Далее анализируем состояние изучаемого вида на данный момент и приходим к необходимости рассмотрения понятия “здоровье”, “здоровый организм”, “здоровый человек”. Через это понятие снова возвращаемся к положению о самоорганизации и уточняем его уже с позиций физиологии. Так формируется понятие о гомеостазе. Далее рассматриваются физиологические механизмы поддержания постоянства внутренней среды, для чего мы и знакомимся с принципами работы различных систем органов. Определяем индивидуальные особенности, выделяем гигиенические и валеологические принципы жизнеорганизации. Но человек не только биологическое, но еще и психическое и социальное существо. Поэтому нельзя обойти вопросы самоорганизации человека как существа, обладающего определенными личностными характеристиками, как личности, занимающей определенное место в обществе и в целом необходимой, уникальной части окружающего мира.
Таким образом, мы не учим ботанику, зоологию, анатомию и физиологию человека, общую биологию. Мы совершаем путешествие в мир живого, последовательно отвечая на вопросы. И некоторые из этих вопросов бывают очень сложными, не имеют ответа в современной науке. Но благодаря таким вопросам, ребята видят перспективы развития биологического знания. Часто мы рассуждаем о том, что ответ на тот или другой вопрос может быть темой научной диссертации, либо достоин Нобелевской премии. Иногда мои ученики приходят к выводу, что на некоторые вопросы лучше не искать ответа, пока люди не станут более ответственными и гуманными.
Мне также хочется отметить еще одно следствие такого подхода к построению учебно-тематического плана. При традиционном подходе знания из курса ботаники 6-го класса не используются в курсе зоологии 7-го класса. А в 9-м классе при изучении разделов общей биологии практически нет времени показать взаимосвязи между изучаемым материалом и рассмотренными в предыдущих курсах фактами, понятиями. В лучшем случае материал 6–8-х классов используется как иллюстрация к соответствующим темам общей биологии. Фактически происходит механический переход от одного изучаемого объекта к другому, или группе объектов. При компетентностном же подходе, на мой взгляд, очень важно так структурировать материал, чтобы ранее изученное становилось обязательной основой для получения нового знания. В этом случае создаются условия формирования навыка применения знаний в решении возникающих проблем, знания рассматриваются как единицы, помогающие в учебном процессе. А вместе с тем также оказываются необходимыми и навыки фиксирования этих знаний определенным образом (например, ведение тетради).
В целом, опыт моей работы показывает, что в результате такой системы отбора и структурирования учебного материала достигается важный результат биологического образования – у ребят выстраивается целостное представление о живом как сложной самоорганизующейся, саморегулирующейся системе. Глубина и широта этого представления будет индивидуальна, но обобщенность и целостность одинакова у всех, обеспечивая как минимум общекультурную грамотность.
Для обеспечения обозначенного минимума недостаточно отбора и определенной структуризации материала, подлежащего освоению. Гораздо большее значение имеет организация процесса обучения на уроках. С позиций компетентностного подхода учащимся должна быть обеспечена на уроках возможность не просто знакомиться с новым материалом различными способами, а приобретать опыт решения проблем различного уровня сложности и не только учебных. Поэтому я придерживаюсь принципа максимальной самостоятельности учащихся в познавательном процессе при организации разнообразия видов деятельности, осуществляемых ими. Такая организация образовательного процесса представляет собой некоторую подвижную, изменяемую в соответствии с конкретной учебной ситуацией систему, в которой сочетаются различные технологии и методы обучения, формы организации работы. С одной стороны, материал конкретной темы, источники информации подбираются с учетом необходимости включения учащихся в различные виды деятельности, с другой – изучаемый материал определяет возможности применения той или иной технологии обучения, формы деятельности.
Освоение основных законов, теорий, базовых понятий осуществляется через предъявление учащимся системы проблемных заданий, которые разработаны мною на весь курс биологии с 6-го по 9-й класс. Таким образом, технология проблемного обучения, обеспечивая высокий уровень познавательной активности учащихся, является основной в целостном процессе. Использование этой технологии также позволяет вводить учащихся в различные коммуникативные ситуации на уроках. Становится необходимым обсуждать вопрос в группах, быть оппонентом, критиком, осваивать способы ведения дискуссии. При освоении фактического материала и с целью формирования навыков работы с различными источниками информации, ее преобразования, применения для достижения определенного результата я широко использую модульное обучение. Чаще всего это индивидуальная работа. Но при этом не исключается, что некоторые учащиеся будут выступать в роли консультантов. Не обхожу вниманием также и игровую технологию, применяя ее методы с различными целями. Например, в шестом классе проигрываем изучаемые процессы живого: фотосинтез, клеточное дыхание. Так легче обеспечивается наглядность при изучении очень абстрактных моделей. В восьмом классе проводятся деловые игры по некоторым темам экологии с целью применения полученных знаний в конкретных жизненных ситуациях. На материале систематики растений, животных возможно применение метода проектов, что позволяет учащимся приобрести опыт планирования своих ближайших образовательных целей и способов организации работы. В целом система организации образовательного процесса представляет собой смену продуктивных и репродуктивных технологий и методов обучения, групповой формы работы, работы в парах, либо индивидуальной, но обязательно при максимальной самостоятельности учащихся. При такой организации процесса я не являюсь для учеников носителем или транслятором знаний. Объяснение материала используется мною только в том случае, когда я точно знаю, что наличных знаний у ребят недостаточно для достижения желаемого результата, а под рукой нет необходимого справочника или другого источника информации. Иногда я выступаю в роли рассказчика, потому что хочу поделиться с моими учениками какими-то интересными сведениями, полученными из недоступных для них источников. В конечном итоге, при реализации компетентностного подхода учитель перестает быть транслятором знаний, а становится организатором образовательного процесса, консультантом, помощником. Конечно, хочется, чтобы это касалось не только познавательного процесса, но и процесса контроля и оценивания знаний. Однако при отметочной системе оценки результатов обучения сделать это достаточно трудно.
Я уже отмечала, что при компетентностном подходе учебник теряет свое значение, не определяет последовательность изучения тем и объем рассматриваемого материала. Хотя мною используются учебники из УМК Н.И. Сонина, М.Р. Сапина и др., но по большей части они являются для ребят справочниками, где можно проверить сформулированные понятия, выделенные закономерности. Особенно это проявляется в шестом и восьмом классе, где рассматриваются общебиологические понятия и законы. Понятно, что при изучении многообразия живого мира без учебников не обойтись. Но в дополнение используется много пособий, справочников, видеофильмов. В 9-м классе материал учебника дополняется большим числом практических работ по самонаблюдению, учебными компьютерными программами. Хотя надо отметить, что учебники названных авторов имеют выраженный развивающий характер. Информация в них представлена всеми возможными для бумажного носителя способами и с научной точки зрения очень корректно излагается.
В заключение хочется отметить, что, несмотря на кажущуюся сложность организации биологического образования в средней школе представленным образом, этот процесс происходит настолько естественно и органично, что в моей практике фактически не было учащихся, которые бы не любили биологию, хотя никто не считал ее легким предметом. Двенадцать лет моей работы по такой системе убеждают меня в правоте выдвигаемых положений, в результативности предлагаемого подхода. Однако, на мой взгляд, можно было бы ожидать и более высоких результатов, если бы мы не были так ограничены по времени и объему рамками стандартов, а проверяющие чиновники больше обращали внимание на соответствие учебно-тематического плана особенностям и запросам учащихся, чем на точность его выполнения.