Вполне ожидаемым следствием проявившегося социокультурного динамизма выступает предъявление к любой современной общеобразовательной организации иных требований в частях обновления целей и задач, содержания материала, подлежащего освоению молодыми людьми в школьные годы, совершенствования организационно-процессуальных основ образовательной деятельности. Такое положение дел не является случайным: на пока еще сидящих сегодня за партами обучающихся общество уже в недалеком завтра в полной мере возложит ответственность за свое поступательное развитие. Президент страны В.В.Путин во многих выступлениях не раз обозначал приоритетный вектор образовательной политики в целом, изменения существующей системы общего образования в частности. По его заявлениям смеем предположить, что в обозримой перспективе Россия нацелится на вхождение в первую десятку стран мира по качеству именно общего образования. Доподлинно известно: сделать это можно только, если будет проявлено результативное участие обучающихся в исследованиях PIRLS, PISA и TIMSS, материалы кейсов которых направлены не столько на диагностику специальных (предметных) знаний, умений и навыков, сколько на выявление общей способности адекватно их использовать при решении возникающих насущных задач, иначе говоря, функциональной грамотности [1;2]. Но даже если говорить о специальных знаниях, умениях и навыках, то и с ними картина не такая радужная, как хотелось бы. К сказанному приведем данные о пятилетней динамике результатов выполнения заданий единого государственного экзамена по биологии, интересующей нас в рамках данной статьи, в сравнении с другими предметами естественно-научного цикла. Именно этот экзамен вне зависимости от моделей развертывания содержания учебного материала наиболее полно вбирает разделы указанного систематического курса (табл. 1).
Таблица1
Слайд «Округленные данные о количестве выпускников и средний балл ЕГЭ по предметам естественно-научного цикла»
Предметы |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
2023 |
Общее количество выпускников (округленные данные) |
|||||
Физика |
139500 |
139600 |
128000 |
100000 |
89000 |
Химия |
92300 |
81700 |
93000 |
95000 |
74000 |
Биология |
128600 |
124600 |
127000 |
109000 |
105000 |
Средние баллы |
|||||
Физика |
54,4 |
54,5 |
55,1 |
54,11 |
54,85 |
Химия |
56,7 |
54,4 |
53,8 |
54,3 |
56,23 |
Биология |
52,2 |
51,5 |
51,1 |
50,16 |
50,87 |
По материалам таблицы видим, что прослеживается тенденция отчетливого снижения количества выпускников, в разные годы выбравших биологию в качестве сдаваемого экзамена. Средние баллы у них сравнительно низкие, и они ниже средних баллов по другим предметам естественно-научного цикла. Используемые в контрольных измерительных материалах задания так или иначе касаются интерпретации биологической информации, что непосредственно отражено в их спецификации. Речь идет о применении знаний при объяснении биологических процессов и явлений, решении биологических задач, планировании и проведении биологических опытов и экспериментов, объяснении полученных в ходе них результатов, использовании умений работы с биологической информацией через представление ее различными способами – в виде рисунков, схем, таблиц, графиков или диаграмм. Можно с уверенностью констатировать: применение интерпретации в обучении биологии носит спорадический характер, что в полной мере относится к уровню основного общего образования.
Цель исследования – обоснование и характеристика компонентов методики обучения интерпретации в биологической подготовке обучающихся общеобразовательных организаций для повышения эффективности познания ими живых объектов.
Материалы и методы исследования. Источниковая база, актуализирующая необходимость повышения эффективности изучения детьми и подростками многообразия живых объектов при задействовании научного инструментария, среди которого особое положение занимают интерпретация как теоретический метод и логическая процедура познания, в работе послужили в качестве основных материалов. Для лучшего их представления также были важными данные о главных компонентах предметных методик при соответствующем содержательном наполнении. В ходе работы над материалами статьи задействовались разные теоретические и эмпирические методы. В первом случае авторами использовались анализ научных данных (работа с источниковой базой), их обобщение и формулирование умозаключений, а во втором – педагогическое наблюдение, проведение с обучающимися уточняющей беседы по поводу выяснения освоенности ими интерпретации как особых научного метода и познавательной процедуры, проведение с учителями-предметниками уточняющей беседы по поводу выяснения их мнения об эффективности/неэффективности предложенной методики и каждого из ее отдельных компонентов.
Результаты исследования и их обсуждение. Грамотность (функциональная грамотность) во всей изученной авторами при подготовке статьи научной литературе характеризуется вполне однозначно: «Это способность обучающихся школьного возраста применять освоенные знания и умения из различных предметных областей в решении повседневных задач в ситуациях, которые отличаются от учебных» [3]. Причем диагностировать ее нужно с использованием какого-то «особого» инструментария, в идеальном случае не дублирующего учебные ситуации, когда оцениваемые знания и умения обучающимися приобретались. «Одним из значимых компонентов функциональной грамотности выступает естественно-научная грамотность, в основном объединяющая подготовку обучающихся по таким предметам, как физика, астрономия, химия, биология и экология. Сравнительно-сопоставительный анализ диагностических кейсов, использованных в международных исследованиях, указывает, что доля заданий по биологии в них в разные годы составляла не менее 40%» [4].
Блок «Живые системы» в составе кейсов на оценивание функциональной грамотности как раз и содержит интересующие нас задания по биологии. Подробное изучение авторами содержания заданий этого блока позволяет сделать объективный вывод: при работе с ними обучающиеся должны продемонстрировать способность к обработке предложенной научной информации, объяснению и пониманию ее смысла. Как известно, различные виды объяснения и понимания, а также множество прикладных приемов работы с информацией являются выразителями интерпретации, одновременно выступающей в качестве теоретического метода и логической процедуры познания. «Значит, при обучении биологии дети и подростки должны обязательно освоить интерпретацию. Они должны научиться ею пользоваться в учебных ситуациях, а также при необходимости в повседневной жизни» [5–8]. В указанной фразе в явном виде «высвечен» новый для методико-биологической науки ориентир приложения педагогических усилий – обучение интерпретации, для чего требуется специальная разработка предметной методики.
Полагаем, что такая методика должна состоять из связанных друг с другом компонентов: целевого (ориентирован на повышение эффективности познания обучающимися живого при вовлечении в обозначенный процесс интерпретации как метода и процедуры для последующего использования освоенных знаний и умений в решении учебных задач и в повседневной жизни); содержательного (дополняет учебный материал сведениями об интерпретации как методе, его месте среди других методов познания живого, видах объяснения и понимания, прикладных приемах как инструментарии интерпретации, интерпретации как процедуре в составе определенных этапов); организационного и процессуального (обеспечивают осознанное и управляемое освоение содержания учебного материала, расширение его возможностей в овладении обучающимися интерпретацией); критериально-диагностического (дает возможность осуществить объективную оценку результатов обучения интерпретации на основе задачной технологии и разработанных критериев с показателями к каждому из них); результативного (представлен ожидаемым педагогическим эффектом от реализации предметной методики).
Анализ литературы и собственный поисковый опыт позволили разработать оптимальное содержание обучения биологии в 5–9 классах при задействовании в нем интерпретации [9;10]. Основой его разработки стала концепция содержания общего образования как социально адаптированного опыта в структурной полноте знаний, умений, ценностей и творчества. Знания: теория – объекты для познания в биологии, интерпретация как метод и процедура познания; умения: практика – интерпретация как метод и процедура познания; ценности: практика – интерпретация для определения ценностей и норм науки как компонента культуры, осмысления ценностей живого вещества; творчество: практика – интерпретация для преобразования информации о живом веществе, обретения опыта творческой деятельности.
Вся теория и часть практики обучения интерпретации должны быть сконцентрированы и реализованы в урочной деятельности. Часть практики, акцентирующую внимание на повышении познавательной самостоятельности, обучающимися предстоит освоить имплицитно на протяжении всего периода подготовки как в урочное, так и во внеурочное время, включая работу дома. Необходимость задействования временного ресурса внеурочной деятельности объясняется авторами широким спектром представленных в программном материале живых объектов, а также постепенным накоплением каждым из обучающихся индивидуального опыта интерпретации, позволяющего осуществлять независимое от учителя-предметника и одноклассников познание живого. Примерная тематика уроков, посвященных целенаправленному обучению интерпретации, следующая: «Роль научной информации в познании живого», «Интерпретация в составе методов познания живого», «Разнообразие объектов познания в биологии и научные основания для их выделения», «Инструментарий, который использует интерпретация при познании живого», «Возможности объяснения в познании живого», «Возможности понимания в познании живого», «Разнообразие прикладных приемов интерпретации и их возможности в познании живого», «Логика процедуры интерпретации при познании живого».
Средствами освоения содержания учебного материала служат скорректированная программа систематического курса биологии для 5–9 классов, методические рекомендации к урокам и внеурочным занятиям для учителей-предметников, технологические карты учебных занятий, описание процедуры интерпретации, обучающие и контролирующие задания.
В качестве форм организации обучения авторами выдвигаются: а)уроки формирования и совершенствования знаний и умений, контроля и коррекции; б)уроки деятельностной направленности: общеметодологические (интерпретация, исследование, проблемный, познавательно-процедурный), рефлексия (выявление собственных затруднений и их исправление; в)формы организации деятельности на уроке: индивидуальная, групповая, фронтальная; репродуктивная, частично-поисковая, поисковая, исследовательская; самостоятельная и под руководством учителя-предметника; г)виды внеурочной деятельности: конкурсы, конференции, экскурсии, познавательные игры.
При этом методами обучения и технологиями служат: 1)методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности (перцептивные, логические, гностические, управленческие); 2)методы стимулирования и мотивации учения: создание ситуаций заинтересованности, опоры на жизненный опыт, познавательной новизны; 3)методы контроля и самоконтроля: устный и письменный контроль, выполнение контролирующих заданий; 4)технологии: задачная, смысловое чтение.
В рамках данной статьи обратим внимание и приведем примеры заданий на обучение объяснению (табл.2), пониманию (табл.3), использованию прикладных приемов работы с биологической информацией (табл.4), а также фрагмент технологической карты, в которой целостно реализована процедура интерпретации (табл.5).
Таблица2
Пример задания на обучение объяснению
Общая биология (9 класс) Интерпретация содержания биологического материала с опорой на причинное объяснение |
|
Мотивационная часть Если внимательно изучить исходные данные и вспомнить сущность объяснения как инструмента интерпретации биологической информации, то можно установить причину взаимоперехода лейкопластов и хлоропластов, а также объяснить происходящие при этом процессы |
|
Содержательная часть (исходные данные) Лейкопласты – не содержащие хлорофилла бесцветные пластиды, в которых накапливаются запасные питательные вещества, в основном крахмал. Они содержатся в неосвещенных частях растения. Лейкопласты имеют двумембранную оболочку, бесструктурную строму – цитоплазму, ДНК, рибосомы 70-s типа (мелкие, единичные), а также ферменты (для синтеза и гидролиза запасных веществ). Внутренняя мембрана образует немногочисленные тилакоиды. За недоразвитость их сравнивают с пропластидами (предшественниками пластид). Хлоропласты – развитые зеленые пластиды, тилакоиды у них собраны в стопки – граны. В тилакоидах идет активное образование фотосинтезирующего пигмента – хлорофилла. Ферменты в них другие, они отвечают за осуществление процесса фотосинтеза. Как и в лейкопластах, в них есть собственная ДНК и рибосомы 70-s типа. Обучающийся в экспериментальных целях зеленое комнатное растение с подоконника убрал на время в темный шкаф, а через некоторое время достал и снова поставил на подоконник |
|
Деятельностная часть |
|
Задания |
Эталон ответа |
1.Объясните, какие изменения произойдут с хлоропластами в растении при его перемещении на время в темный шкаф.
2.А из него на освещенный подоконник.
3.Установите причину обнаруженных изменений |
1.В комнатном растении при его перемещении в темный шкаф хлоропласты «превратятся» в лейкопласты: в их тилакоидах перестанет синтезироваться хлорофилл, ферменты для фотосинтеза исчезнут за ненадобностью, будут образовываться ферменты для синтеза и гидролиза запасных веществ. 2.Перемещение комнатного растения из темного шкафа на освещенный подоконник «запустит» обратные описанным выше процессы, и лейкопласты вновь «превратятся» в хлоропласты. 3.Причиной взаимоперехода лейкопластов и хлоропластов является освещенность растения |
Таблица3
Пример задания на обучение пониманию
Биология человека (8 класс) Интерпретация содержания биологического материала с опорой на понимание |
|
Мотивационная часть Если внимательно изучить исходные данные и вспомнить сущность понимания как инструмента интерпретации биологической информации, то можно осмыслить природу проявления атавизмов у человека и невозможность «освобождения» вида Homo sapiens от них |
|
Содержательная часть (исходные данные) Термин «атавизм» с латинского языка переводится как «отдаленный предок». К атавизмам относятся аномалии развития у человека, которые были у его далеких предков. Они должны были быть полностью утрачены в ходе эволюции, но их «отголоски» все еще встречаются у некоторых людей. К часто встречающимся атавизмам относятся: наличие хвостовидного придатка, сплошной волосяной покров тела, развитие добавочных пар молочных желез, сильное развитие клыков, второй ряд зубов, неполное сращение предсердной перегородки. У некоторых людей с рождения имеется шейная фистула – жаберная щель, а у других микроцефалия – головной мозг значительно меньше, чем он должен быть, в пропорциональном отношении к разным частям тела |
|
Деятельностная часть |
|
Задания |
Эталон ответа |
1.Используя открытые базы знаний, докажите, что шейная фистула – это атавизм человека, а микроцефалия – его заболевание.
2.Предположите, о чем свидетельствует проявление атавизмов у человека |
1.Ученые считают, что в процессе эмбрионального развития человек заново проходит свой эволюционный путь. Наличие жаберных щелей у эмбриона, которые в дальнейшем эмбриогенезе исчезают, является прямым доказательством связи человека и всех млекопитающих с далекими предками – рыбами и амфибиями. Шейная фистула – несращение жаберной щели, и поэтому она атавизм. Микроцефалию же могут вызвать внешние (например, радиация, лекарства, внутриутробные инфекции – краснуха, цитомегаловирус или токсоплазмоз) или внутренние (генетические нарушения) факторы. Поэтому микроцефалия – это заболевание человека, а не атавизм. 2.Атавизмы у человека доказывают единство происхождения всего живого на Земле, эволюционно обусловленную генетическую связь всех проявлений жизни |
Таблица4
Пример задания на обучение использованию прикладных приемов работы с биологической информацией
Биология растений (6 класс) Интерпретация содержания биологического материала при преобразовании информации способом «таблица в текст» |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Мотивационная часть Если внимательно изучить исходные данные и вспомнить прикладные приемы интерпретации биологической информации, то можно выразить ее в любом удобном виде и дать правильные ответы на поставленные вопросы |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Содержательная часть (исходные данные) Таблица «Количество устьиц на 1 мм2 поверхности листа»
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Деятельностная часть |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Задания |
Эталон ответа |
|||||||||||||||||||||||||||||||
1.Вспомните, какую роль у разных растений играют устьица на поверхностях листьев. 2.Составьте текст, характеризующий особенности размещения и количество устьиц на верхней и нижней поверхностях листа у разных видов растений |
1.Устьица растениям нужны для испарения воды (выведение излишков, охлаждение) и газообмена с окружающей средой (дыхание – поглощение О2 и выделение СО2, фотосинтез – поглощение СО2). 2.Большинство растений на поверхностях листьев имеют устьица. Одни виды, например кувшинка белая, имеют устьица только на верхней поверхности, другие – овес и пшеница – на разных поверхностях, третьи – маслина, дуб, репа, слива, яблоня – только на нижней поверхности. Их количество у разных видов сильно варьируется. Больше всего устьиц на нижней поверхности на 1 мм2 имеют маслина (625) и репа (716), среднее их количество содержится у яблони (246), сливы (253) и дуба (346), а меньшее – у овса (27) и пшеницы (32). Зато у них устьица в количестве 40 и 47 шт. на 1 мм2 соответственно есть и на верхней поверхности. Среди представленных растений, рекордсменом по количеству устьиц на верхней поверхности листа является кувшинка белая (406) |
Таблица5
Фрагмент технологической карты учебного занятия «Особенности протекания жизненных циклов представителей отрядов насекомых с полным превращением»
Биология животных (7 класс) Интерпретация содержания биологического материала с опорой на генетическое объяснение |
|
Мотивационная часть (исходные данные) Жизненным циклом в биологии животных называется закономерная смена всех поколений (онтогенезов), характерных для представителей конкретного вида. Большинству отрядов насекомых свойственно развитие с полным превращением, при котором личинки совершенно не похожи на взрослых особей. Например, у них отсутствуют сложные глаза (есть только простые глазки или органы зрения совсем отсутствуют), нет усиков и крыльев, тело чаще всего червеобразное. Эти личинки обитают совсем в других местах и питаются иной пищей, чем взрослые насекомые. Личинки развиваются из яиц, отложенных взрослой особью по завершении полового размножения. Достигнув некоторого состояния развития, личинки превращаются в куколки, в которых происходит метаморфоз (глубокое преобразование строения организма или его отдельных органов). Только затем они становятся взрослыми особями с типичными видовыми признаками |
|
Методологическая часть Основания для выделения объекта и предметов познания: уровни организации живой природы, процессы в живых системах, основные систематические таксоны. Объект познания: организм животного. Предметы познания: стадии цикла и их назначение в развитии насекомых с полным превращением, представители отрядов класса насекомых с полным превращением. Цель интерпретации: раскрытие связи между изучаемыми разновременными живыми объектами (предметами, процессами, явлениями). Приемы в составе интерпретации: смысловое чтение текста, подписывание «немых» рисунков, установление последовательности этапов жизненного цикла и причинно-следственных связей в нем, самостоятельный поиск информации из различных источников и ее сворачивание в текстовую таблицу свободной конструкции, подбор примеров из заданной текстовой информации, формулирование умозаключений и выводов свободного содержания |
|
Деятельностная часть |
|
Задания |
Эталоны ответов |
1.Прочитайте исходные данные |
|
2.Изучите серию «немых» рисунков «Жизненные циклы насекомых с полным превращением» |
|
3.Изучите текст учебника, установите названия и последовательность стадий развития в жизненном цикле насекомых с полным превращением |
|
4.Изучите материалы открытых баз знаний и кратко охарактеризуйте каждую из стадий развития в жизненном цикле насекомых с полным превращением. Свой ответ выразите в таблице |
|
5.Пользуясь рисунками и текстом учебника, перечислите отряды и представителей насекомых с полным превращением в жизненном цикле |
|
6.Сделайте вывод, характеризующий назначение стадий развития в жизненном цикле насекомых с полным превращением |
|
Выводы. Использование учителем-предметником представленной методики обучения интерпретации в систематическом курсе биологии должно привести к следующим планируемым результатам: 1)знание научных оснований выделения объектов познания в биологии и умения ими пользоваться в учебных ситуациях; 2)знание инструментария метода интерпретации и умения им пользоваться при познании живого; 3)знание этапов процедуры интерпретации и умения ими пользоваться при познании живого; 4)умение целостно использовать инструментарий интерпретации при познании живого.
Библиографическая ссылка
Маркинов И.Ф., Якунчев М.А., Семенова Н.Г., Каменева Ю.Ф. ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОНЕНТОВ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ В БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ ОБУЧАЮЩИХСЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ // Современные проблемы науки и образования. 2024. № 1. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=33187 (дата обращения: 05.04.2025).
DOI: https://doi.org/10.17513/spno.33187