Современное общество характеризуется стремительным развитием науки и техники, созданием новых информационных технологий, коренным образом преобразующих жизнь человека. В сложившейся ситуации школа призвана создать условия, при которых обучающиеся осмысливали бы получаемые знания, увязывая их с жизненным опытом на основе овладения умением учиться. Поэтому одной из приоритетных задач общего образования становится не только передача знаний и умений обучающимся, но и развитие у них готовности к самостоятельному выполнению необходимых действий, без которых не представляется возможным достижение планируемых результатов [1, 2]. Признанными результатами общего образования являются предметные, личностные и метапредметные. Если в предшествующей редакции стандартов эти результаты были лишь перечислены, то в новом варианте они выражены в определенных группах по видам универсальных учебных действий. Таковыми являются: 1) овладение познавательными действиями – базовыми логическими, базовыми исследовательскими, способами работы с информацией; 2) овладение коммуникативными действиями – общения, совместной деятельности; 3) овладение регулятивными действиями – самоорганизации, самоконтроля, эмоционального интеллекта, принятия себя и других [3, 4]. Получается, что и в новом варианте стандартов указывается на перечень определенных действий. Содержательная же составляющая метапредметных результатов практически не представлена. Это свидетельствует об актуальности выполнения целенаправленной работы по определению и характеристике собственно учебного материала, с использованием которого обучающиеся могли бы успешно выполнять универсальные учебные действия.
Цель исследования: определение содержания метапредметных знаний и выяснение их потенциала для формирования универсальных учебных действий при изучении биологии на уровне среднего общего образования.
Материал и методы исследования. Исследование проводилось на основе использования методов теоретического уровня, среди которых приоритетными были анализ философской, педагогической и методической литературы [5, 6, 7], систематизация и обобщение материала о метапредметных знаниях и их потенциале для формирования универсальных учебных действий при изучении биологии на уровне среднего общего образования.
Результаты исследования и их обсуждение. Обозначенные выше установки теоретического и прикладного значения о важности обращения к метапредметным знаниям относятся ко всем школьным предметам, изучаемым на разных уровнях общего образования. Среди них мы особо выделяем курс биологии на уровне среднего общего образования, который завершает биологическую подготовку обучающихся и в обобщенном виде отражает представление о живой части природного мира. В сущности, речь идет об овладении общебиологическим материалом, касающимся происхождения жизни и человека, отличительных признаков живого вещества, проявлений его свойств на разных уровнях организации, эволюционных явлений, сконцентрированных в определенных законах, закономерностях, теориях и учениях. Такой материал имеет теоретическую основу и высокий уровень обобщенности. Для современных выпускников он, несомненно, представляется важным, ибо способствует формированию культуры познания живых объектов, становлению научного мировоззрения и пониманию объективной картины мира. Важным такой материал является еще и потому, что имеет выраженную практическую ценность в решении проблем сельского хозяйства, медицины, экологии, здоровьесбережения, продолжительности жизни человека и создания безопасной окружающей среды. Получается, что общебиологический материал имеет сложный состав, и это во многом предопределяет обращение к различным методам и процедурам познания. В практике обучения биологии его можно преодолеть при задействовании способов метапредметной деятельности, тесно связанной с метапредметным содержанием, неотъемлемой частью которого являются знания. Для отечественной педагогики понятие «метапредметное знание» не является новым. В большинстве случаев его сущность представляется как знание о знании, о том, как знание устроено и структурировано, как оно получается, а также применяется в учебных ситуациях и повседневной жизни. В работе А.Н.Звягина к метапредметным знаниям отнесены понятия, законы и теории [8]. В исследовании М.М.Поташника и М.В.Левита в качестве таких знаний представлены понятия, суждения и теории [9]. Соглашаясь с ними, отметим, что такое выражение метапредметных знаний характерно для всех школьных предметов. Для нас же важным является представление этих знаний для естественно-научных предметов, к которым относится и биология. Поэтому мы признаем позицию М.Д.Даммер, представляющей метапредметные знания в достаточно полном составе. В модели знаний автором указан основной блок, включающий научные факты, понятия, законы, основы теорий, методы научных исследований. В ней есть и вспомогательный блок в составе двух компонентов: содержательного – логических, методологических, философских, межпредметных, историко-научных, оценочных знаний – и процессуального – знаний о познавательной, практической, организационной и контрольно-оценочной деятельности [10].
Опираясь на вышеизложенные рассуждения и учитывая приоритетность овладения старшеклассниками наиболее важными метапредметными знаниями, представим их в обобщенном виде с указанием необходимого учебного материала предметного назначения. Как показал педагогический опыт авторов в отношении общебиологического курса, метапредметные знания лучше группировать по уровням – эмпирическому, теоретическому и методологическому. Хотя они различаются по таким признакам, как целевая направленность познания, используемые средства и методы, характер получаемого знания, но в совокупности обеспечивают целостное «схватывание» метапредметного знания при задействовании для этого универсальных учебных действий. Эмпирический уровень является первым в структуре научного знания. Он отражает внешние особенности объектов окружающей действительности, в том числе и объектов живой природы. Эмпирическое знание достигается при непосредственном контакте с реальностью для выявления свойств интересующих объектов, фиксирования внутри- и межобъектных отношений для уверенного установления эмпирических законов. На основе эмпирических знаний строятся знания теоретического, а затем и методологического уровней. Общая картина метапредметных эмпирических знаний для школьной биологии на уровне среднего общего образования и формируемые на их основе универсальные учебные действия представлены нами в таблице 1.
Таблица 1
Метапредметные знания эмпирического уровня при изучении курса биологии в средней общеобразовательной школе
|
Выразители метапредметного знания |
|
1.Научный факт – это форма научного знания, фиксирующая конкретное событие или явление с количественными и качественными характеристиками определенного объекта; научный факт имеет признаки: 1) методологическая контролируемость – факт принимается как достоверный в том случае, если он получен объективными методами; 2) теоретическая значимость – факт изначально имеет для исследователя теоретический интерес; 3) онтологическая универсальность – факт содержит в себе смысл, который можно выяснить и воспроизвести в любых подобных условиях; научных фактов в биологии средней школы множество; примеры: в клеточном ядре содержится вся генетическая информация организма, но в передаче информации потомству участвует лишь незначительная часть клеток; обитающие в холодном климате животные отличаются от своих сородичей из теплых краев менее яркой окраской и меньшим количеством выступающих частей тела; всего на Земле существует не менее 1 млн видов бактерий, но 99% из них до сих пор не изучены; у всех живых существ на Земле биологические ритмы настроены на 24-часовой цикл, и др. |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) выбирать рациональный метод получения научного факта; 2) осуществлять наблюдение за выбранным объектом для получения достоверного факта; 3) анализировать и сравнивать научные факты, полученные при наблюдении, а также факты, отраженные в учебнике и других источниках; 4) осуществлять поиск и систематизацию научных фактов по заданной теме; 5) интерпретировать научные факты и формулировать выводы. Коммуникативные: 1) представлять устно/письменно полученный фактический материал в результате выполненного наблюдения; 2) оценивать содержание фактического материала, представляемого другими и отраженного в различных источниках информации. Регулятивные: 1) формулировать цель, составлять план действий наблюдения для получения научных фактов |
|
2.Эмпирический закон – это форма вероятностного знания, отражающая количественные и иные зависимости, выявленные опытным путем с привлечением органов чувств, особенно в результате наблюдения и эксперимента; отражает наиболее устойчивое, повторяющееся отношение между процессами и явлениями в природе и обществе; закон открывается на основе индуктивных методов при сопоставлении выявленных фактов; примеры: закон зародышевого сходства (К.Бэр), биогенетический закон (Ф. Мюллер, Э. Геккель, А.Н. Северцов), закон экологического оптимума (В. Шелфорд), закон пирамиды энергий (Р. Линдеман), закон минимума (Ю. Либих) |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) определять на основе анализа признаки изучаемого объекта, выбирать из них наиболее существенные для установления между ними устойчивых и повторяющихся отношений; 2) использовать индуктивный метод для доказательства состоятельности смысловых доминантов изучаемого эмпирического закона. Коммуникативные: 1) выстраивать рассуждения в индуктивном ключе; 2) формулировать вывод на основе анализируемого эмпирического материала. Регулятивные: 1) составлять самостоятельно алгоритм выполнения познавательного действия на индуктивной основе |
Теоретический уровень является вторым в структуре научного знания. При этом объект изучают в «мысленном эксперименте», абстрагируясь от реальности. Представляемые материалы в этом случае выстраиваются с явной направленностью на обобщенное описание, систематизацию и объяснение данных эмпирического уровня. Знание при этом чаще всего фиксируется в форме категорий формальной логики – понятий, теорий, учений и гипотез. Получается, что при этом задаются идеальные объекты и взаимоотношения между ними. Следовательно, сила научно-теоретического знания состоит в том, что оно может развиваться без прямого контакта исследователя с объектами действительности. Смысл данного выражения в общем образовании является важным, ибо в процессе предметной подготовки обучающиеся получают возможность выполнения интеллектуальных действий в аспекте учебной реализации приоритетных функций описания, объяснения и предсказания, характерных для естественных наук, включая и биологию. Общая картина метапредметных теоретических знаний для школьной биологии на уровне среднего общего образования и формируемые на их основе универсальные учебные действия представлены в таблице 2.
Таблица 2
Метапредметные знания теоретического уровня при изучении курса биологии в средней общеобразовательной школе
|
Выразители метапредметного знания |
|
1.Понятие – это мысль, отражающая в обобщенном виде существенные, общие свойства объектов окружающей действительности; понятие представляется как минимальный выразитель знания; понятие имеет определенные характеристики – содержание, объем, связи и отношения с другими понятиями; понятия, выраженные в речи отдельным словом, связываются между собой и образуют суждение как знание, утверждающее или отрицающее что-либо об объекте; мысленная связь нескольких суждений образует умозаключение; понятия, суждения и умозаключения важны для освоения универсальных учебных действий; в биологии средней школы понятия: 1) биологические (цитологические, гистологические, анатомические, морфологические, физиологические, эволюционные, генетические, систематические, филогенетические); 2) политехнические (агрономические, зоотехнические, технологические); 3) культурологические (медицинские, гигиенические, валеологические, экологические, ценностные, нормативные) |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) выполнять операции с понятиями – формулировать определение, выделять смысловые доминанты и аргументировать важность их выделения; 2) классифицировать понятия по определенным признакам; 2) выстраивать собственные рассуждения, индуктивные и дедуктивные умозаключения, формулировать вывод в отношении сущности понятия; 3) выбирать оптимальные формы обобщенного выражения содержания и объема понятия; 3) устанавливать и объяснять связи между элементами одного понятия и между разными понятиями, имеющими смысловые и иные отношения. Коммуникативные: 1) демонстрировать владение научным языком на основе понимания особенностей терминологии, принятой в данной отрасли науки; 2) воспринимать и формулировать суждения в соответствии с поставленными задачами. Регулятивные: 1) владеть способами рефлексии обобщенного выражения состава понятия об объекте или нескольких объектов |
|
2.Теория – это форма научного знания, имеющая строгую структуру и принципы построения; она объективно обоснована и концептуально организована; приоритетные функции теории – объяснительная, обобщающая, методологическая, предсказательная, практическая; в биологии средней школы теории: клеточная теория (Т.Шванн, М.Шлейден, Р.Вирхов), хромосомная теория наследственности (Т.Морган), теория антропогенеза (Ч.Дарвин, Ф. Энгельс), эволюционная теория (Ч.Дарвин), синтетическая теория эволюции (С.С.Четвериков, Дж.Холдейн, Р.Фишер). Учение – это форма научного знания, представленная в определенной совокупности теоретических положений о действительности; в естествознании по сущности близка к теории; в биологии для средней школы учения: учение о популяции (С.С.Четвериков, А.В.Яблоков), учение о биосфере (В.И.Вернадский) |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) выполнять операции с положениями теории или учения: формулировать их своими словами, доказывать состоятельность в целом и отдельных положений в частности; подбирать из учебной и иной литературы соответствующие примеры; 2) объяснять объекты, составляющие ядро теории или учения, на основе установления и характеристики причинных связей; 3) выстраивать суждения в прогностическом ключе с опорой на положения теории или учения; 4) выражать практическую ценность теории или учения для преобразования реальной действительности. Коммуникативные: 1) выстраивать рассуждения в дедуктивном ключе; 2) формулировать вывод на основе анализируемого теоретического материала. Регулятивные: 1) составлять и самостоятельно использовать план работы с теорией или учением с обращением к учебной литературе |
Методологический уровень выступает третьим в структуре научного знания. Такое знание позволяет представить изучаемый материал в единстве и определенности. Наиболее адекватным данному уровню является использование принципов, методов и процедур для познания и преобразования объектов окружающей действительности, включая и объекты мира живой природы. Общая картина метапредметных методологических знаний для школьной биологии на уровне среднего общего образования и формируемые на их основе универсальные учебные действия представлены нами в таблице 3.
Таблица 3
Метапредметные знания методологического уровня при изучении курса биологии в средней общеобразовательной школе
|
Выразители метапредметного знания |
|
1.Принцип познания – это основополагающий концепт, обозначающий направленность изучения объектов и позволяющий объяснить сущность полученных знаний о них; в биологии средней школы принципы: объективность, причинность, системность, историзм |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) иметь общепринятые знания о принципе как ориентире для лучшего познания изучаемого объекта и его выразителях – объективности, причинности, системности, историзме; 2) использовать обозначенные принципы при изучении объектов окружающей действительности. Коммуникативные: 1) рассуждать о сущности изучаемого материала на основе использования принципов объективности, причинности, системности, историзма |
|
2.Метод познания – это способ получения информации об объекте для раскрытия его сущности, выявления определенных закономерностей; в биологии средней школы методы: теоретические (изучение литературы и материалов из открытых баз знаний, системный и функциональный анализы, исторический метод, индукция, дедукция, сравнение, описание, обобщение и систематизация); эмпирические (наблюдение, опыт, эксперимент, измерение, фото- и видеосъемка); математические (подсчет эмпирических результатов, табличное и графическое выражение данных, статистические методы), социологические (анкетирование, интервьюирование, тестирование) |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) иметь общепринятые знания о методах как способах изучения объекта; 2) называть и характеризовать выразители теоретических, эмпирических, математических и социологических методов для изучения объектов; 3) выбирать оптимальные методы для изучения конкретных объектов; 4) использовать методы для изучения объектов. Коммуникативные: 1) выражать своими словами сущность теоретических, эмпирических, математических и социологических методов |
|
3.Объект познания – это выделенная часть окружающей действительности, представляющая собой определенную совокупность взаимосвязанных элементов, обладающая признаком целостности и включенная в познавательную деятельность для получения нового знания; в биологии: бионтологические (организмы), эйдологические (популяции) синэкологические (сообщества и экосистемы), таксономические (группы живых существ) |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) иметь общепринятые знания об объектах как частях окружающей действенности, имеющих определенные признаки; 2) называть и характеризовать конкретные объекты изучения; 3) различать и распознавать объекты. Регулятивные: 1) составлять и использовать план изучения определенных групп объектов |
|
4. Знания о структуре системы научных знаний и знания о структуре деятельности по получению научного знания – это знания о том, как построено научное знание, и знание о том, как рационально выполнять процедуру получения научного знания |
|
Формируемые на их основе универсальные учебные действия |
|
Познавательные: 1) выделять элементы научного знания по определенному плану; 2) выражать структуру научного знания с помощью конструкций – логических схем, текстовых таблиц, опорных сигналов, фреймов, синквейнов и др.; 3) преобразовать информацию из одного вида в другой и систематизировать ее по определенным основаниям. Регулятивные: 1) определять и формулировать цель познавательной деятельности; 2)составлять план действий для решения поставленной задачи; 3) выполнять действия по плану при использовании методов изучения объектов; 4) оценивать результаты своей учебно-познавательной и учебно-исследовательской деятельности |
Выводы
На основе представленных рассуждений можно сделать несколько выводов, важных для организации процесса формирования универсальных учебных действий с опорой на метапредметные знания при изучении курса биологии на уровне среднего общего образования.
1. Метапредметные знания имеют сложный состав, выразителями которого являются понятия, суждения и умозаключения из истории науки, философии, в частности таких ее отраслей, как методология, онтология, герменевтика, гносеология, эпистемология, психология, естественные науки и некоторые гуманитарные науки.
2. Метапредметные знания в отношении предметных знаний выполняют интегративную функцию, предоставляющую объективную возможность для формирования при обучении любому предмету универсальных учебных действий познавательного, коммуникативного и регулятивного назначения, выступающих в качестве основы овладения современным поколением обучающихся общей культурой познания, становления научного мировоззрения и развития умения продуктивно учиться.
3. Метапредметные знания при изучении биологии на уровне среднего общего образования будут лучше усваиваться в том случае, если учитель и обучающиеся получат специальные материалы, которые выступают как поурочные разработки для учителя и дидактические материалы для обучающихся, включающие как обучающие, так и контролирующие задания.