Формирование методологических знаний у будущих учителей биологии на занятиях по физике

УДК 378.147

Л. И. ГОВОРКОВА

Курганский государственный университет

ФОРМИРОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ У БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ БИОЛОГИИ НА ЗАНЯТИЯХ ПО ФИЗИКЕ_

Анализ литературы и проведенное исследование позволили выделить наиболее эффективные направления формирования методологических знаний при обучении физике будущих учителей биологии. Внедрение такого материала в преподавание физики способствует повышению эффективности учебно-познавательного процесса.

Научно-технический прогресс, стремительное развитие науки, увеличение доли интеграционных направлений оказывают влияние на систему образования и требуют новых подходов к ее совершенствованию, развитию и обновлению. При этом главной задачей высшей школы остается повышение качества подготовки специалиста. Одним из направлений в решении поставленной проблемы, по мнению отечественных дидактов (С.И. Архангельского, А.А. Вербицкого, М.Н. Скаткина, А.В. Усовой и др.), является внесение изменений в содержание и методы высшего образования. Это обусловлено, в первую очередь, усилением внимания к интеграционным направлениям в науке. В условиях предметной системы обучения интеграционные процессы могут отражаться через реализацию межпредметных связей на занятиях и повышение роли смежных дисциплин.

Особое внимание межпредметным связям необходимо уделять в процессе преподавания предпрофиль-ных дисциплин, поскольку знания по этим предметам должны применяться как при дальнейшем обучении, так и в процессе последующей профессиональной деятельности.

Эффективным способом осуществления интеграции предметов естественнонаучного цикла и формирования на этой основе современного стиля мышления и обобщенных умений, обладающих свойством широкого переноса, является изучение методов познания.

Еще В.А.Сухомлинский писал: «О межпредметных связях говорится очень много. Каждому учителю ясно, что надо искать в своем предмете точки соприкосновения с материалом других предметов. Но межпредметные связи заключаются не только в этом. Наиболее глубокие связи - я в этом твердо уверен - лежат не столько в содержании фактического материала, сколько в характере умственного труда» [3, с.489]. Это же отмечает И.Я. Лернер: «...некоторые знания будут межпредметными — общеметодологические знания, общие методы науки, способы умственных действий, логика. В случае полноценного их усвоения на материале одного учебного предмета учащемуся легче будет осуществить перенос усвоенных видов деятельности на содержание других дисциплин» [2, с.40].

В условиях быстрого развития науки и техники проблема формирования методологических знаний становится все более актуальной, поскольку с увеличением объема знаний возрастает потребность в их приобретении. В связи с этим необходимо изменять соотношение между двумя сторонами процесса обучения: сообщение знаний и формирования навыков их получения.

Формирование методологических знаний на занятиях по физике у будущих учителей биологии является важным звеном профессионально-предметной подготовки будущих специалистов, поскольку одной из тенденций современной биологии является проникновение на самые глубокие, элементарные уровни, составляющие основу структурной организации живого. На этом уровне уже трудно выделить объекты физического, химического или биологического исследования, а значит, еще в большей степени, возрастает роль фундаментальных знаний и методов их получения.

В настоящее время биологи используют широкий арсенал физических методов исследования, в частности:

а) методы для определения молекулярных масс и форм (центрифугирование, рассеяние света и рентгеновских лучей растворами исследуемых веществ);

б) методы спектроскопии;

в) методы калориметрии;

г) методы электронной микроскопии ;

д) методы математического моделирования и т.д.

Необходимость знаний и умений использовать

различные методы исследования биологических систем накладывает на образовательный процесс требование формирования у студентов умений и навыков экспериментальной работы, методология которой у физики и биологии имеет много общего.

Осознавая необходимость методологических знаний по физике для будущих учителей биологии, следует выделить три направления методики их формирования:

1. Отражение в содержании учебного предмета исторического влияния физических знаний и методов исследования на развитие биологии.

2. Формирование знаний о физических методах исследования биологических систем и способах их применения.

3. Формирование деятельностной компоненты методологических знаний, которая заключается в умении студентов планировать и проводить основные этапы эксперимента.

Первая составляющая методологических знаний имеет ценностное значение и направлена на осознание важности физических знаний в историческом развитии биологической науки.

Формирование этой составляющей может быть осуществлено на примере исторических фактов и изучения материала, основанного на принципе историзма, которые доказывают важность единого подхода к объяснению явлений и законов природы.

Исторически сложилось так, что классическая физика с первых шагов своего развития стала применять

Таблица 1

Распределение материала методологического содержания

Раздел физики Физические методы исследования, опирающиеся на данный материал

МЕХАНИКА Механические свойства клетки и методы их изучения. Изучение упругих свойств костной ткани. Методы оценки параметров гемодинамики: измерение артериального давления, измерение скорости крови и производительности сердца. Методы измерения вязкости в биологических исследованиях.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Определение калорийности продуктов.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Регистрация биоэлектрических потенциалов. Биофизические принципы исследования электрических полей в организме. Использование метода электропроводности в биологии и медицине.

ОПТИКА Фотометрические измерения в биологии. Применение спектрального анализа в биологии. Измерение оптических параметров биологических объектов. Люминесцентный анализ тканей.

АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Радиоактивное мечение и радиоавтография в изучении растений. Использование радионуклидов в физиологии, генетике, селекции.

свои теоретические достижения и экспериментальную технику для изучения биологических объектов и рационального объяснения процессов жизнедеятельности. Благодаря взаимному проникновению наук происходила активизация научного мышления, в связи с чем были сделаны великие открытия в области физики и биологии. Существует множество примеров, доказывающих величайшую роль физиков для развития биологии. Достаточно вспомнить Вильема Гарвея исследовавшего систему кровообращения, работы Германа фон Гель-мгольца по физиологической акустике, исследования «животного тепла» Лавуазье, работы Гальвани и Вольта по изучению животного электричества и т.д.

Использование исторического материала должно вносить доказательность в изложение, показывать, как возникают и как решаются проблемы в науке. Кроме этого необходимо углублять представления у студентов о взаимосвязи физики и биологии, ее роли в развитии естествознания.

Вторая компонента, составляющая методологические знания, предполагает ознакомление будущих учителей биологии с методами и средствами изучения биологических объектов. Формирование компоненты происходит при теоретическом изучении материала межпредметного содержания. С этой целью на лекционных занятиях после изучения основного материала предлагается в качестве примера использования полученных знаний рассмотреть физические методы исследования биологических процессов.

Некоторый материал методологического, профессионально-направленного содержания приведен в таблице 1.

Следует отметить, что помимо основной функции, теоретическая компонента методологических знаний, способствует активизации учебно-познавательной деятельности, поскольку содержание занятий приобретает профессионально-направленный характер и получаемые знания ориентированы на дальнейшую профессиональную деятельность.

Однако теоретического ознакомления с методологическими знаниями недостаточно для подготовки квалифицированного специалиста. Очень важной проблемой остается подготовка студентов к экспе-

риментальной работе, поскольку как для физики, так и для биологии эксперимент является основой получения знаний.

Формирование деятельностной компоненты должно проходить во время занятий, на которых студенты выполняют учебно-исследовательскую и научно-исследовательскую работу.

Эксперимент, как метод познания, и его роль в создании целостного представления о науке имеет огромное значение. Одним из признаков экспериментальной науки является наличие элемента исследования. Поскольку физика изучает природу в целом, то для нее не имеет значения природный это объект или искусственно созданный. В этом плане физику как учебный предмет очень удобно использовать для формирования экспериментальных навыков и изучения методологии эксперимента в целом. С целью повышения эффективности учебного процесса по физике и активизации учебно-познавательной деятельности, формирование методологических знаний у будущих учителей биологии следует проводить через выполнение межпредметных лабораторных работ. Следует отметить, что проблема межпредметных лабораторных работ является недостаточно разработанной. Однако анализ методической литературы, позволил выделить основные типы лабораторных работ, которые могут быть использованы при обучении студентов биологических специальностей. К ним можно отнести:

1) работы, в ходе которых с помощью физических методов исследования изучается непосредственно биологический объект или биологическое явление. Например, лабораторные работы по изучению осмотического давления, определению модуля упругости костной ткани, определению размеров эритроцитов и т.д;

2) изучение физического метода исследования, который можно в дальнейшем применить в профессиональной деятельности. К работам такого типа можно отнести лабораторные по определению температуры малых биологических объектов, определению коэффициента теплопроводности различных видов почв и т.д;

3) моделирование и изучение биологического процесса, например: моделирование и изучения явления аккомодации, моделирование и изучение процесса

передачи звуковой волны в органе слуха и т.д.

Как показывает опыт, выполнение подобных лабораторных работ, вызывает интерес студентов к изучению предмета и способствует пониманию важности и ценности получаемых знаний, что важно при преподавании предпрофильных дисциплин.

Результаты проведенного педагогического эксперимента показали, что формирование методологических знаний по трем вышеуказанным направлениям, способствует повышению качества знаний студентов-биологов по физике, развитию познавательного интереса к предмету, овладению способами логического мышления и методами научного познания, что позволяет рекомендовать включение материала межпредметного в процесс преподавания физики студентам биологических специальностей.

Библиографический список

1. Вербицкий, А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход [Текст] : метод. пособие / А.А. Вербицкий. — М. : Высшая школа, 1991. — 207 с.

2. Лернер, И.Я. Качества знаний учащихся. Какими они должны быть?[Текст] / И.Я.Лернер. — М.: Знание, 1978. - 45 с.

3. Сухомлинский, В.А. Сто советов учителю. Т.2 [Текст] / Избранные произведения : В 5 т., / В.А. Сухомлинский. — Киев, 1979. — 220 с.

4. Усова, А.В. Межпредметные связи в преподавании основ наук в школе [Текс].— 3-е изд., доп. и перераб. /А.В. Усова. — Челябинск : изд — во ГОУ ВПО «ЧГПУ», 2005. — 21 с.

5. Эссаулова, И.А., Блохина, М.Е. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике [Текст] / И.А. Эссаулова, М.Е. Блохина. — М.: Высшая школа. — 1987. — 288 с.

ГОВОРКОВА Людмила Ивановна, старший преподаватель кафедры теоретической физики, компьютерных методов физики.

Дата поступления статьи в редакцию: 10.10.2007 г. © Говоркова Л.И.

УДК 3713 57 Е. Н. АРБУЗОВА

Омский государственный педагогический университет

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ»

В период модернизации педагогического образования реконструкции подвержено ресурсное обеспечение психолого-педагогических дисциплин. Приоритетным направлением совершенствования учебно-методического сопровождения дисциплины «Теория и методика обучения биологии» является внедрение УМК. Методологическими основаниями разработанного УМК являются: системный, синергетический, компетентностный, мультимедийный подходы и ведущие дидактические требования.

Одна из важнейших тенденций модернизации педагогического образования состоит в усилении значимости блока психолого-педагогических дисциплин в структуре содержания педагогического образования. Психолого-педагогические дисциплины все больше рассматриваются как ведущее, проблемное, но и вместе с тем наиболее значительное звено в содержании подготовки учителя. [2].

Особо важная роль в процессе реализации Программы модернизации педагогического образования была отведена ее научно-методическому сопровождению. С начала 1990-х гг., с утверждением личнос-тно-ориентированной парадигмы в педагогическом образовании, появилось множество новых учебников и учебных пособий по базовым психолого-педагогическим дисциплинам. Однако по вузовской дисциплине «Теория и методика обучения биологии» выпущено

ограниченное количество изданий. Так, за этот период вышло три учебных пособия по методике обучения биологии [ 4, 5,7 ].

По результатам анализа методических пособий начала XXI века можно сделать вывод о том, что в настоящее время, отсутствует современный учебник, недостаточно учебных пособий по методике обучения биологии, которые бы являлись полноценными источниками знаний для студентов-биологов, каковыми в свое время были учебник Верзилина Н.М. и Корсунской В.М. (1983) [1] или первый в России учебник по общей методике естествознания В. В. Половцова (1907) [4].

Итак, существующие печатные издания по общей методике обучения биологии не удовлетворяют современным требованиям подготовки специалиста — учителя биологии средней и профильной школы. Изданные учебные пособия в настоящее время могут