(Содержание разделов 1.8 и 1.9 составлено по книге Ильченко В.Р. Формирование естественнонаучного миропонимания школьников).
Закономерности психического развития учащихся позволяют определить основной принцип формирования ЕНМП как принцип межпредметного процесса интеграции, обоснования, уплотнения знаний о природе на основе ее фундаментальных закономерностей (сохранения, направленности процессов в природе и их периодичности).
- Принципы формирования ЕНКМ:
- 1) принцип интеграции и обоснования знаний в работе (знания о природе в 7-11 классах должны объединяться в единое целое посредством объяснения их на основе фундаментальных законов природы (ФЗП).
- Этот принцип раскрывается при помощи следующих принципов:
- 2) принцип структурности знаний (программы естественнонаучных предметов должны проектировать при изучении каждой темы, раздела естествознания уровни обобщения знаний, учитывающие иерархию законов природы);
- 3) принцип идейной сквозной взаимосвязи естественнонаучных знаний (знания о ФЗП должны входить в состав содержания каждого из предметов (физика, химия, биология) в таком виде, чтобы их можно было использовать в 7-11классах в качестве основы для систематизации и обоснования внутрипредметных и межпредметных связей);
- 4) диалектический принцип установления логической структуры учебного материала в исследовании;
- 5) принцип непрерывности (от класса к классу, от предмета к предмету);
- 6) информатизация естественнонаучных знаний на основе ЭВМ.
- Черты фундаментальных законов природы:
- 1) они стационарны и непрерывны в действии (максимальная степень общности);
- 2) самодостаточны, то есть предопределяют всё многообразие явлений природы, объясняют их;
- 3) они образуют единство, детерминируемое единством материального мира. Таким образом, эти закономерности можно отнести к фундаментальным, так как
- они объясняют существование мира природы, его неуничтожимость и несотворимость,
- движение и развитие объектов, им охватываемых.
- Фундаментальные законы природы:
- 1) законы сохранения - энергии, массы, электрического заряда;
- 2) законы, отражающие направленность природных процессов - второй закон термодинамики, принцип минимума потенциальной энергии, закон естественного отбора;
- 3) идея периодичности процессов в природе - периодический закон Менделеева, понятие круговоротов в материальных системах, закономерности колебательных движений, ритмов в живой природе;
- 4) идея симметрии в природе.
Теоретические основания ЕНКМ служат и теоретической базой учебного курса естествознания. Это общие закономерности мира природы, представляющие собой предмет изучения физики, поскольку именно физический уровень исследования целостного материального мира - самый глубинный. Переход на этот уровень, где действуют ФЗП, и означает построение теоретических основ естественной науки. Но он не является сведением химических и биологических закономерностей к физическим, отрицанием качественного различия закономерностей, изучаемых разными науками. Такой переход означает признание качественной специфичности высшей формы движения материи при наличии неразрывной связи высшей и низших форм. Картина мира не должна являться итогом обобщения учебного материала на основе физических теорий; формирование ее должно предшествовать изучению теорий и начинаться с рассмотрения обобщенных естественнонаучных идей.
- Этапы формирования ЕНКМ:
- 1) изучение естествознания в 7 классе, включающим физику, биологию, физическую географию;
- 2) изучение естествознания в 8 классе ( физика, биология, химия);
- 3) изучение естествознания в 9 классе;
- 4) изучение естествознания в 10-11 классе, создание картины мира;
- 5) рассмотрение исторического процесса и эволюции ЕНКМ в интегрированном курсе "Эволюция ЕНКМ", в результате которого создается представление о ЕНКМ как элементе культуры, отражающем стиль мышления людей, их позицию по отношению к природе, взаимоотношения природы и общества.
Руководящим принципом изменения учебных программ с целью ориентации их на формирование ЕНКМ является положение о том, что при конструировании содержания образования мировоззренческий его элемент выполняет четыре функции: части самого содержания, цели, ориентира и средства его построения. "" Уменьшение объема учебного материала по физике, химии, биологии в базовых курсах не может быть сведено к механическому сокращению содержания программ, исключению теоретических вопросов, которые почему-либо трудны для учащихся. С развитием науки сложность материала, изучаемого в школе, возрастает; увеличивается объём информации, а потому нужно искать способы увеличения емкости изучаемых сведений о природе посредством их фундаментализации...Применение ФЗП в качестве оснований ЕНКМ для систематизации естественнонаучных знаний при выделении их ядра, для установления логической структуры учебного материала, управления учебной деятельностью учащихся не требует добавочного учебного времени, но повышает уровень усвоения фактического материала.
Реализация принципа интеграции и обоснования знаний на основе ФЗП требует изменения программ предметов естественнонаучного цикла, ориентирующих учебный процесс на формирование целостности знаний и сознания учащихся. Изменения можно свести к следующим.
- 1) Раздел "Основные требования к знаниям и умениям учащихся" должен содержать требования:
- Знать: - содержание обобщенных естественнонаучных идей, основных законов природы;
- - иерархию законов природы;
- - содержание ядра естественнонаучного знания;
- - содержание интегрального образа природы. Уметь: - различать понятия по степени их общности, разделять законы на фундаментальные и специфические;
- - объяснять понятия, факты, частные законы и закономерности на основе общих, фундаментальных законов;
- - составлять структурно-логические схемы и устанавливать ядро естественнонаучных знаний, интегральный образ природы.
- 2) Понятия, составляющие основания ЕНКМ, включаются в содержание естественнонаучных предметов за счет переформулировки изучаемых в действующих программах понятий. Объём учебного материала и бюджет времени на его изучение остаются в тех же пределах.
- 3) Всестороннее изучение знаний, составляющих ЕНКМ, теоретические основы естествознания, происходят в процессе структурирования и обоснования знаний на основе частных и фундаментальных закономерностей природы.
- Для этого необходимо:
- а) учебный материал тем, предлагаемых программами, структурировать в отношении законов природы. В каждой теме выделить систему законов (закономерностей), являющихся ядром теоретических обобщений в данном отрезке учебного материала. Указать варианты идей (понятий), при помощи которых материал темы может быть структурирован и введен в систему знаний по предмету ("мир" физических, химических, биологических явлений) и в ЕНКМ; предложить перечень средств обучения, используемых в процессе формирования целостных знаний, по каждой теме целесообразно планировать урок "Структурирование и информатизация знаний";
- б) включить в программы систему интегративных дней и сопутствующих им занятий (межпредметных консультаций, контрольных работ, практикумов, конференций).
В интегративные дни уроки физики, биологии, химии (физич. географии) ставятся в школьном расписании один за одним и посвящаются обобщению материала этих предметов на основе одного из важнейших естественнонаучных понятий. В зависимости от того, какой предмет несет наибольшую ответственность за изучение данного понятия, под руководством того учителя и проводится "день" (в подготовке участвуют все учителя). Целесообразны циклы, включающие пять интегративных дней в каждом классе: вводный, физический, химический, биологический, заключительный (посвященный защите "образа природы"). Тематика интегративных дней составляется учителями на основе анализа программ. Выявляются те понятия, которые играют большую роль в интеграции и обосновании (аксиоматизации) знаний о природе; обсуждается, какие из них должны быть вынесены на рассмотрение во время интегративных дней, а какие использованы для систематизации знаний во время обобщающих уроков.
4) Программы должны содержать элементы знаний, входящих в основания ЕНКМ.
Большинство из них есть в программах, но не в качестве знаний о ФЗП. Придать такое качество этим элементам знаний (законы сохранения энергии, массы...) можно простым способом: они должны входить в программу каждого предмета как фундаментальные знания, используемые для обоснования всех остальных. Дублирования одного и того же материала на уроках разных предметов это не вызовет, потому что применение законов будет определяться особенностями каждой дисциплины.
Специфичность методов, применяемых при формировании целостного ЕНМП учащихся в том, что средством его создания является ЕНКМ. На каждом этапе ее формирования она проявляется как исходная основа изучения естественнонаучных знаний и его итог, а ФЗП - как инструмент установления ориентировочной основы действий при построении доказательств, формирования обобщений.
- Стадии формирования ЕНКМ на каждом этапе:
- 1) вводный интегративньш день (общее теоретическое обозрение целей и объема работы по интеграции и концентрации знаний на данном этапе; планирование всех видов деятельности учащихся и учителей в процессе формирования ЕНКМ);
- 2) выделение программных вопросов в изучаемых темах физики, химии, биологии, при рассмотрении которых используется дедуктивное и индуктивное их объяснение на основе ФЗП;
- 3) практическое применение знаний о единстве природы (решение задач межпредметного характера, выполнение лабораторных и исследовательских заданий, рефераты и др.);
- 4) установление структурно-логических схем;
- 5) интеграция и концентрация знаний во время обобщающих уроков и интегра-тивных дней;
- 6) систематизация знаний во время подготовки и проведения заключительного интегративного дня "Мой образ природы".
Действующие программы по физике, химии, биологии предлагают учащимся за время обучения в школе усвоить более 1000 понятий, которые выступают как разрозненные элементы знаний. Нельзя требовать, чтобы все эти понятия были усвоены глубоко и прочно. Выделенное в данной работе ядро естественнонаучных знаний содержит около 50 частных закономерностей, связанных с ФЗП. На протяжении обучения в 7-11 классах содержание ядра усваивается постепенно. Частные законы многократно обосновываются при помощи фундаментальных законов, а знания о явлениях, фактах - при помощи специфичных, частных законов и через них - на основе ФЗП. В этом смысле фундаментальные законы можно принять за аксиомы естественнонаучных школьных знаний, так как при помощи их доказывается истинность этих знаний.