Опубликовано: Глаголев С.М. Концепция биологического образования Московской гимназии на Юго-Западе N 1543. – Творчество учителя как необходимое условие совершенствования учебного процесса. Вып.9. – М.: Карпов Е.В., 2006, с. 4-29.

4.1. Общие принципы построения курсов биологических дисциплин

Вводные замечания

Кроме принципов отбора содержания, подробно обсуждаемых ниже, необходимо затронуть одну из методических проблем построения курсов биологии — о соотношении общего и частного.

Большинству курсов биологии в наиболее широко распространенных учебниках предпослано чрезвычайно краткое введение. Основной объем учебника (особенно это касается курсов ботаники и зоологии) касается рассмотрения конкретных групп организмов (в физиологии — систем органов), и лишь в одной из последних глав учебника дается обобщающий материал (в учебнике зоологии обобщение касается экологии и эволюции, но не физиологии и анатомии, чему посвящена львиная доля содержания).

Этот принцип построения — «от частного к общему», «от конкретного к абстрактному» — страдает существенными недостатками.

Общие представления (в первую очередь, об основных жизненных функциях организма и о физиологических механизмах, в частности, о механизмах регуляции) — именно то цементирующее начало, которое должно соединять в систему знания по зоологии, ботанике и физиологии. Когда это начало слабо, знания невозможно систематизировать, а зачастую оказывается трудно и понимать отдельные фрагменты выученного материала. Представляется поэтому более оправданным использовать другой принцип — «от общего к частному». Каждому разделу курса должно предпосылаться обширное введение, которое на доступном уровне знакомит с основными закономерностями процессов, происходящих в живой природе. Такому принципу в большей степени соответствуют учебники по биологии, изданные МИРОС, которые и используются в среднем звене гимназии.

Несколько иной принцип построения курса, который в настоящее время также апробируется в гимназии — исторический (история развития идей и концепций в биологии). В этом случае, однако, представляется целесообразным тоже предварять изучение биологии в ту или иную эпоху рассмотрением общей картины развития науки.

4.1.1. Структуры курсов биологии

Важная характеристика любого школьного курса — принцип его построения (линейный, циклический и др.), а также последовательность изучения различных разделов, связанная с возрастными особенностями учеников.

В настоящее время в гимназии существует три этапа изучения биологии:

1. 5 классы — курс естествознания, который примерно на 20% посвящен биологической тематике;
2. средняя школа (6–7 кл.) — курсы ботаники и зоологии;
3. старшие классы (8–11 кл.) — курс общей биологии в небиологических классах и полный курс биологических дисциплин в биологических классах.

На каждом из этих этапов принципы построения курсов биологических дисциплин, с нашей точки зрения, различны.

1. На начальном этапе (5 класс) ставится задача формирования научного мировоззрения. Поэтому в курс естетсвознания включены основные представления о клеточном строении организмов, системе живой природы, механизмах эволюции, истории развития жизни и биосфере.
2. В средней школе используется линейное построение курса. По сути дела, в 6-7 классах изучается одна область биологии — науки о разнообразии организмов. При этом возможны «ответвления» — рассмотрение отдельных тем, жестко не связанных с основных материалом курса, но имеющих важное значение для развития и воспитания учеников (в том числе — пропедевтическое). Не исключены (и неизбежны) и некоторые элементы цикличности (они касаются прежде всего вопросов функционирования клеток и органов у разных групп организмов).
3. Построение курса биологии в старшей школе — наиболее сложная проблема, что определяется сложной внутренней структуры современной биологии как науки. По существу, биология разделилась на множество наук со своими объектами, предметами и методами исследования. Между зоопсихологией, биохимией и экологией почти столь же мало общего, как между психологией, химией и экономикой. Обычно рисуемый в учебниках «слоеный пирог» лишь очень приблизительно отражает структуру биологических наук.

В настоящее время предлагается использовать три варианта структуры курса биологии — для математических, гуманитарных и биологических классов.

В математических классах используется в основном линейное построение курса, основанное на изучении уровней организации живой материи. Несомненные достоинства этого варианта — логичная последовательность изложения и возможность в максимальной степени опираться на ранее пройденный материал. Недостаток — необходимость изучения биохимии в 8 классе, при слабом знании химии. Возможный путь преодоления этого недостатка, предусмотренный в программе — возврат к рассмотрению некоторых функций клеток (дыхание, мембранный транспорт, регуляция работы генов и другие способы клеточной регуляции) при изучении организменного уровня в 9 классе.

В гуманитарных классах был апробирован циклический курс, построенный по историческому принципу. Этот вариант предусматривает возврат к рассмотрению большинства разделов биологии как минимум трижды — в каждом из классов. При этом каждый раз изучается более сложный уровень, достигнутый наукой на следующем этапе ее развития. Достоинство этого варианта структуры в том, что он стимулирует активное использование учениками материала большинства разделов в течение всего курса обучения. Основной недостаток — нарушение систематичности, необходимость дробления материала. Нам не удалось найти оптимальный вариант периодизации, который бы позволил свести этот недостаток к минимуму. В то же время изучение основ биохимии и цитологии в 8 классе (которое сейчас практикуется и во многих обычных школах) встречает серьезные сложности у учеников гуманитарных классов. В настоящее время в этих классах принята программа, включающая повторение в течение восьмого класса системы живой природы, основных клеточных функций (включая деление клеток), способов размножения. На этой основе во втором полугодии изучаются основы современные представления о передаче генетической информации на клеточном и организменном уровне. Главный недостаток – нехватка времени в 10 классе (где изучаются история развития жизни, теория эволюции и экология) для возврата к биохимии и цитологии,

В биологических классах изучение биологии построено как система параллельных курсов различных дисциплин. Такой вариант построения многократно апробирован в большинстве биологических школ Москвы и показал свою эффективность. Он позволяет оптимальным образом показать ученикам многообразие современной биологии, специфику ее разделов и взаимосвязи между ними.

4.1.2. Принципы отбора содержания

Одна из основных проблем, с которыми сталкивается любая система обучения — отбор содержания.

Сохранение основных разделов школьного курса и его базовой компоненты в нашей гимназии отчасти диктуется внешними обстоятельствами: достаточно заметный процент учеников сдает биологию в качестве вступительного экзамена при поступлении в вуз.

(Другая причина, которая приводится обычно в оправдание этой необходимости — возможность перехода учеников в другую школу. Однако она не кажется существенной — разделы обычного школьного курса столь слабо связаны между собой, что ученик может включиться в процесс обучения практически с любого класса. Этим биология радикально отличается от математики или химии.)

Кроме того, предполагается контроль за успешностью усвоения базового компонента школьниками в виде государственных или региональных экзаменов. Сразу же следует отметить, что в условиях экспериментальной работы, которой призвана заниматься наша гимназия, такой контроль возможен и необходим на заключительном этапе — на уровне получения полного среднего образования. Что же касается отдельных этапов, то знания учеников при использовании авторских программ могут (и неизбежно будут) отличаться от государственного стандарта.

Среди общих принципов отбора содержания, которые должны использоваться в преподавании биологии, назовем следующие:

1. приоритет сведений, формирующих рациональные практические навыки, связанные с сохранением здоровья;
2. отбор материала, который «работает» на основные идеи курса — идеи развития и регуляции;
3. выбор тем, наиболее значимых для формирования мировоззрения, в частности — для формирования единой картины мира;
4. подробное изучение междисциплинарных проблем, демонстрация взаимосвязей между различными разделами биологии, а также между биологией и другими науками;
5. преодоление свойственного школьному курсу организмоцентризма, рассмотрение на уровне современных достижений клеточного и экосистемного уровней.

Детализация содержания курсов не относится к концептуальным положениям. Тем не менее, представляется важным подробно проанализировать, что же дает тот или иной раздел курса биологии для решения задач развития ученика. Это позволяет избавиться от второстепенного, случайного материала и посвятить большую часть времени изучению действительно важных проблем.

Наряду с оценкой роли разделов, сделана попытка сформулировать нечто вроде «базового минимума» (в настоящий сборник не включен) — основных знаний, которые школьники должны получить в результате изучения курса биологии в нашей гимназии.

4.2. Формы, методы и средства обучения

Формы обучения

Концептуальный подход к формам обучения биологии заключается в следующем:

1. Основной формой обучения биологии в гимназии остается урок.
2. В 5-7 классах наряду с урочной нужно использовать экскурсионно-групповую форму работы.
3. Нужны кружки зоологического, ботанического и иных профилей, в которых обучение строилось бы на основе сочетания индивидуальных и групповых форм работы (экскурсии, наблюдения за животными и растениями, постановка экспериментов, подготовка докладов и рефератов).
4. В рамках урочной системы разработать систему практических и лабораторных работ по биологии для среднего звена и старших классов небиологического профиля.
5. Сохранить разнообразие форм учебного процесса, сложившееся в биологических классах (см. ниже), с усилением роли исследовательских работ в ходе проведения полевых практик и практических занятий в гимназии.
6. При организации факультативов и курсов по выбору для старшего звена стремиться к сочетанию лекционной работы с семинарскими занятиями и самостоятельной работой школьников.
7. Создать систему внеурочных форм работы, направленных на формирование учебной мотивации и увеличивающих востребованность результатов труда, а также способствующих контактам между школьниками разных параллелей и разных отделений (интеллектуальный марафон, олимпиады, выставки рисунков и коллекций, конференции практических работ, защиты курсовых работ и др.).
8. Разработать индивидуальные формы работы с особо одаренными детьми, а также предусмотреть возможность групповых форм работы по различным профилям специализации в 10–11 классах биологического отделения.

Методические принципы обучения биологии

Остановимся лишь на тех принципах, применение которых обладает специфичностью в ходе обучения биологии или которые играют особенно большую роль в системе преподавания этого предмета.

В обучении биологии ведущую роль играют следующие принципы:

1. Наглядность. К обучению биологии в начальной и средней школе в полной мере применим принцип «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». Поэтому одним из основных методических приемов при изучении курсов природоведения, естествознания, зоологии и ботаники должна стать демонстрация. (таблиц и рисунков, экспонатов коллекций, живых объектов, опытов и др.). В старших классах математического и гуманитарного профилей, где курс биологии по необходимости в основном теоретичен, особое значение имеет демонстрация наглядных схем и моделей (в том числе – с помощью компьютерной техники). Дополнительное звучание принцип наглядности приобретает в биологических классах: «Изучайте природу, а не книги». Школьников нужно знакомить с реальными объектами их будущих исследований.
2. Деятельностный характер обучения. В обучении биологии, как и любому предмету, должны использоваться различные формы мыслительной, речевой, познавательной активности учеников (устные ответы и дискуссии, ролевые игры, решение творческих задач, в том числе постановка мысленных экспериментов и интерпретация результатов эксперимента, различные формы работы с текстом — поиск ошибок, составление вопросов к тексту и др., подготовка докладов и рефератов и др.). Специфика биологии как естественнонаучного предмета заключается в том, что в ходе обучения и воспитания особую роль приобретают следующие формы активности:
   а) Наблюдение и различные формы фиксации его результатов — запись, фотография (в биоклассах) и в особенности рисунок. Рисунок в школе используется почти исключительно на уроках биологии, где он играет важнейшую роль. Следует особо подчеркнуть роль этой формы деятельности в развитии таких качеств, как глазомер, пространственное воображение, тонкая моторика.
   б) Самостоятельное планирование и постановка реальных экспериментов.
   в) Уход за животными и растениями.
   г) Конструирование моделей.
   В полной мере деятельностный подход был осуществлен при разработке курса «биолого-физического практикума», который в течение ряда лет мы вели в 6 классе параллельно с основным курсом биологии. К сожалению, от этого курса пришлось отказаться по ряду причин, включив в курс биологии часть разработанных лабораторных работ.
3. Актуализация обучения. Хотя этот принцип можно было бы отнести к принципам отбора содержания, необходимо выделить его, как имеющий ведущий характер. Сюда входит не только приоритет знаний, которые могут найти применение, но и связь обучения с жизненным опытом учеников, их профессиональными и возрастными интересами, с окружающими явлениями. При этом важная задача учителя — показать «удивительное в обычном и обычное в удивительном», помочь школьникам по-новому взглянуть на мир.
4. Использование задач и заданий творческого характера. Этот общий принцип приходится подчеркнуть, поскольку биология в школе — традиционно «нетворческий» предмет. Большинство вопросов в стандартных учебниках носит чисто репродуктивный характер, а задачи (причем тоже стандартные, на применение алгоритма) используются только при обучении генетике.
5. Демонстрация незавершенности познания и неполноты научного знания. Один из важнейших методических приемов в обучении биологии, использование которого особенно целесообразно при работе с сильными учениками — поиски объяснения «первого уровня», затем показ его недостаточности или неполноты («на самом деле все не так»), разбор более сложного и полного объяснения, затем показ его неполноты («науке это неизвестно»).

Сочетание принципов 4) и 5) позволяет придать преподаванию биологии проблемный характер, наиболее полно отвечающий задачам гимназического образования.

Средства обучения

К важнейшим средствам обучения относятся учебники и учебные пособия. В настоящее время в гимназии складываются условия для использования системы учебных пособий, соответствующей применяемым авторским программам, в среднем звене. При этом должно стать обычной практикой использование параллельных учебников, дополняющих друг друга.

Такими учебниками в настоящее время являются (или в ближайшее время станут) следующие:

1. Для курса естествознания 5 класса: «Естествознание 5» и «Естествознание 6» (О.А. Бочкова)
2. Для курса биологии 6 класса: «Биология 6» (Беркинблит, Чуб), «Биология 7. Флора» (Чуб, Малеева), «Биология 6–7» (ред. Серебрякова).
3. Для курса биологии 7 класса: «Биология: Протисты и животные. Учебные материалы для учащихся VII–VIII классов. Часть I. Беспозвоночные. Часть II. Позвоночные.» (Глаголев, Беркинблит).

Значительно сложнее обстоит дело со старшими классами. Стабильные учебные пособия, которые бы соответствовали разработанным программам всех трех профилей, отсутствуют. Здесь могут использоваться следующие учебники:

1. Для 8–10 классов гуманитарного профиля: «Биология 6» и «Биология 7. Флора» (отдельные темы), «Человек. 9» (ред. Батуев), «Общая биология 10–11» (ред. Беляев).
2. Для 8–10 классов математического профиля: «Общая биология 10–11» (ред. Беляев), «Человек. 9» (ред. Батуев) (базовый уровень); «Общая биология 10–11» (ред. Рувинский), «Биология» (Грин, Стаут, Тейлор) в 3-х т. (дополнительные).
3. Для 8–10 классов биологического профиля: «Общая биология 10–11» (ред. Рувинский), «Биология» (Грин, Стаут, Тейлор) в 3-х т., «Формы и уровни жизни» (Медников) (базовый уровень).

(В этот перечень включены лишь те учебники, которыми в настоящее время гимназия обеспечена).

Концептуальные подходы к совершенствованию системы учебных пособий следующие:

1. Кроме учебника, ученик должен иметь возможность (а иногда и испытывать необходимость) использовать обширную дополнительную литературу, которой гимназия обязана его обеспечить.
2. В комплекте с учебником при изучении большинства разделов курса ученикам должны выдаваться задачники, содержащие в основном творческие задачи. В настоящее время такие задачники по ряду разделов имеются, и гимназия ими полностью или частично обеспечена: по зоологии и ботаники — «Биология в вопросах и ответах» (Беркинблит, Глаголев, Голубева и др.), по физиологии человека — «Задачи по физиологии человека и животных» (Беркинблит, Жердев, Тарасова) и «Нейронные сети» (Беркинблит) (последний задачник используется в первую очередь в математических классах); по экологии — компьютерная база данных (Ямпольский и др.); по генетике — «Почти 200 задач по генетике» (Беркинблит, Жердев, Ларина и др.).
3. Силами учителей гимназии должна быть создана система пособий по теоретическим курсам и практикумам для биологических классов. Эти пособия необходимо издать малыми тиражами для использования их учащимися (серьезные шаги в этом направлении уже сделаны — изданы задачи по эмбриологии В.В. Чуба и пособие для определения семейств высших растений А.Б. Шипунова, три пособия по летним практикам, пособия по молекулярной биологии и физико-химическим методам в биологии Л.А. Остермана, книга «История Земли и жизни на ней» по одноименному курсу К.Ю.Еськова, по курсу цитологии, основам биохимии и молекулярной биологии Д.В. Ребрикова учащиеся обеспечиваются пособиями в виде распечаток и в компьютерной форме). Дополнительно для обучения учеников биоклассов используются пособия, издаваемые ВЗМШ при МГУ.

Другая группа средств обучения — живые объекты, коллекции, лабораторное оборудование и помещения, технические средства обучения (ТСО). Подходы к развитию этих средств обучения состоят в следующем:

1. Для повышения наглядности на уроках биологии следует шире использовать ТСО — эпи- и диапроекторы, видеофильмы и др. Особую роль в послдение годы приобрели демонстрации с помощью мультимедийного проектора и ресурсов Интернета. Актуальная задача – создание банка компьютерных демонстрационных материалов и обучающих программ.
2. Необходимо наладить совместное использование оборудования и иных возможностей кабинетов химии, физики и биологии в ходе обучения естественным наукам, в частности — естествознанию, а в перспективе стремиться к созданию учебно-исследовательской лаборатории по естественным наукам.
3. Для развития интереса учеников к предмету и успешного нравственного воспитания в школе необходимо создать живой уголок.
4. На базе стационара на оз. Молдино (Удомельский р-н Тверской обл.) поддерживать функционирование учебной биостанции для проведения многолетних полевых исследований.

Наконец, к средствам обучения могут быть отнесены средства контроля — контрольные работы, тестовые задания и пр. В гимназии имеется обширный компьютерный банк (в перспективе он может превратиться в базу данных), что обеспечивает эффективный обмен технологиями между учителями.

4.3. Структура биологического образования в гимназии

В настоящее время биологическое образование имеет следующую структуру: 5 класс — курс естествознания, 3 ч/нед., 6–7 класс — систематический курс биологии (введение в биологию, разнообразие организмов), 3 ч/нед.; старшее звено — курс общей биологии, учитывающий профиль специализации, 2 ч/нед. в 8–10 небиологических классах (структура курсов биологии в биологических классах описана ниже). В целом эта структура соответствует сложившейся структуре гимназии. Она имеет следующие преимущества и недостатки:

1. В 5 классе биология изучается (в курсе естествознания) лишь в четвертой четверти. Однако эта проблема не слишком серьезна: на наш взгляд, непрерывность образования заключается не в постоянном систематическом изучении того или иного предмета, а в постоянном развитии системы представлений (в данном случае — естественнонаучных), которые должны использоваться при обучении на следующих уровнях. Курс естествознания, существующий сейчас в 5 классе, полностью отвечает этому требованию.
2. В 6–7 классах время, отведенное на изучение биологии, увеличено на 1 час в неделю. Это изменение внесено в учебный план уже около 10 назад. Опыт преподавания по этой схеме показывает, что она позволяет успешно решить две задачи: закончить изучение разнообразия живых организмов к концу 7 класса (в традиционном варианте эта часть курса завершается в концу 8 класса) и повысить интерес учеников к предмету за счет использования дополнительного материала, решения задач творческого характера и существенного увеличения числа практических работ. Основная проблема, возникающая в связи с этим — отсутствие систематических знаний по зоологии у учеников, пришедших в 8 класс гимназии из других школ. Для ее решения в курсе общей биологии старших классов предусмотрено более подробное знакомство с системой органического мира и историей развития жизни на Земле.
3. Завершение курсов ботаники и зоологии позволяет с начала 8 класса ввести в небиологических классах курс общей биологии (обычно преподается в 10–11 классах). Этот курс завершается к концу 10 класса. Концентрация курса позволяет избежать предусмотренных стандартной программой периодов, когда на биологию отводится один час в неделю. Кроме того, снижается учебная нагрузка в выпускном классе. В то же время возникают две проблемы. Во-первых, отсутствие биологии в 11 классе затрудняет подготовку в вуз тех учеников небиологических классов, которым предстоит сдавать этот предмет. Для решения этой проблемы организуются факультативы по подготовке в ВУЗ, если есть желающие их посещать. Во-вторых, наблюдается усиление рассогласованности в преподавании физики, химии и биологии (особенно при нынешней программе математических классов). Эта проблема решаема в сильных классах — необходимые сведения в опережающем темпе вводятся на уроках биологии.

Таким образом, при сохранении структуры гимназии существующая структура биологического образования может быть сохранена и требует, возможно, лишь небольших изменений. Вновь подчеркнем, что мы считаем при этом необходимым и достаточным государственный контроль за освоением базового компонента учениками гимназии лишь по окончании ими полной средней школы.

В то же время существует серьезнейшие проблемы, которые заставляют думать о необходимости в будущем радикально пересмотреть структуру всего естественнонаучного образования:

1. полное отсутствие согласованности в преподавании курсов химии, физики, физической географии и биологии;
2. невостребованность знаний, полученных в ходе изучения природоведения в начальной школе, а также в ходе изучения естествознанию и географии в среднем звене, на последующих этапах обучения;
3. многократное дублирование некоторых тем и разделов в курсах биологии, географии и естествознания в средней школе.

Сейчас по многим причинам невозможно предложить пути решения этих проблем, однако одна из перспективных задач — создание общей концепции естественнонаучного образования, в которой они нашли бы свое разрешение.

4.4. Содержание, задачи и методика биологического образования на основных этапах

4.4.1. Среднее звено

Главные особенности школьников 5–7 классов — начальный этап формирования абстрактно-логического мышления и социализация. Если первая особенность может быть использована в процессе обучения и развита им, то вторая обычно выступает в качестве помехи. На первый план выходят отношения со сверстниками, что часто сопровождается падением авторитета взрослых и интереса к учебе.

Задачи биологического образования в 5–7 классах

Среди содержательных задач биологического образования в среднем звене нашей гимназии на первый план выходят следующие:

1. участие (наряду с физической географией и естествознанием) в создании первоначальных представлений об общей картине мира;
2. формирование на биологическом материале навыков работы с идеальными моделями действительности;
3. освоение основ экспериментального научного метода;
4. формирование интеллектуальных навыков работы с разнообразием (освоение процедур классификации, сравнения, работы с определителем и др.);
5. формирование начальных представлений о биологии как части общечеловеческой культуры (на материале ее исторического развития и взаимодействия с другими областями знания);
6. развитие начальных представлений об основных идеях курса (идеи развития и регуляции).

Биологи, наряду с другими учителями, должны решить на этом этапе две важнейшие общие задачи:

1. Не дать угаснуть интересу к окружающему миру (в частности — к живой природе), который характерен для младших школьников, и в целом достичь сохранения учебной мотивации и формирования более сознательного ее уровня.
2. Помочь ученику в выборе профиля дальнейшего обучения (важный элемент в решении этой задачи — помощь в выработке адекватной самооценки).

На решение этих главных задач должна быть ориентирована прежде всего структура обучения (требования к ней сформулированы в разделе 4.1.1). Особую роль в этой структуре играет вечерняя биологическая школа. Опыт предшествующих лет свидетельствует, что сложившаяся на ней система (лекция и семинар как основные компоненты каждого занятия) позволяет достаточно надежно выявить способности школьников к занятиям биологией, а их достаточно адекватно знакомит с перспективами обучения. Однако она не в полной мере соответствует возрастным особенностям и интересам большинства школьников. Поэтому одна из актуальных задач — перестройка программы и методики вечерней школы (в частности, необходимо предусмотреть на ней практические занятия, экскурсии, индивидуальные формы работы).

Содержание и методика

Решение упомянутых задач должны соответствовать конкретное содержание, методы, формы и средства обучения. В связи с этим особую актуальность приобретают следующие принципы:

1. обязательное привлечение дополнительного материала занимательного характера, повышающего интерес к предмету (в первую очередь — в виде докладов учеников);
2. увеличение доли практических работ, постановка экспериментов в занимательной форме вместе с учениками и силами самих учеников;
3. особое внимание к востребованности результатов труда;
4. повышенная роль индивидуальной работы с учениками, учет исходного уровня их знаний при поступлении в гимназию.

Вообще следует заметить, что на этом этапе обучения форма играет все еще не менее важную роль, чем содержание (это касается, например, формы задач и вопросов; формы и стиля общения с учениками, их оценивания).

4.4.2. Старшие классы гуманитарного профиля

Задачи биологического образования в гуманитарных классах

Главные специфические задачи преподавания биологии в гуманитарных классах: показать на примере биологии закономерности исторического развития науки, ее основных идей и методов, взаимосвязи этого развития с общим ходом развития общества, с развитием естествознания, философии и математики.

Эта общая задача распадается на ряд более конкретных:

1. показать разные способы познания действительности, в том числе особенности экспериментального подхода;
2. раскрыть взаимные влияния друг на друга развития науки, техники, философии и общественных отношений;
3. проанализировать общие закономерности развития науки (в частности, смены парадигм);
4. разобрать роль личности ученого, нравственной позиции и нравственного выбора;
   — наиболее полно показать роль биологии в изучении человека, ее взаимодействие на этом поле с философией, общественно-историческими и другими гуманитарными науками;
   — развивать те качества, которые нередко слабо используются при изучении профилирующих предметов (например, решение задач по алгоритму, строгое обоснование доказательств).

Содержание и методика

При решении поставленной задачи очень важно не подменить содержание биологии одной историей ее развития. Подчеркнем еще раз, что сохранение основного содержания школьного курса предусматривается и в гуманитарных классах. (Опыт показывает, что многие ученики этих классов способны осваивать биологию даже на повышенном уровне сложности). С учетом этого поставленные задачи диктуют довольно жесткие рамки в отборе содержания. Приходится:

1. рассматривать в основном лишь ключевые идеи биологии, ключевые моменты их смены и узловые моменты общественного развития;
2. там, где это возможно, демонстрировать все биологические явления и закономерности в основном на примере человека.

Среди методических принципов особое внимание следует уделить принципу демонстрации незавершенности знания. К сожалению, для учеников гуманитарных классов характерна тенденция к зазубриванию и неосознанному воспроизведению материала, преклонение перед авторитетами.

Принципы «Ничего не принимай на веру!» и «Все проверяй (на опыте)!» должны быть в полной мере освоены гуманитариями.

Из методических приемов и форм работы упомянем следующие:

1. везде, где только возможно, аппелировать к знаниям учеников по профильным дисциплинам; разбирать междисциплинарные проблемы и формировать навыки междисциплинарного подхода;
2. персонифицировать науку — не жалеть времени на рассмотрение судеб и личностных качеств ученых, их влиянии на научные открытия;
3. широко применять такие формы, как работа учеников с текстом, поиск и использование дополнительной литературы, подготовка устных докладов, диспут; воспитывать культуру научных дискуссий.

4.4.3. Старшие классы математического профиля

Задачи биологического образования в математических классах

Главная специфическая задача преподавания биологии в математических классах — показ на примере биологии возможных областей и способов приложения математических знаний к изучению природы.

Содержание и методика

В решение сформулированной задачи входит:

1. широкое использование качественных и количественных моделей, в том числе компьютерных (наиболее разработанные классы таких задач — модели динамики численности и нейронные сети); демонстрация условий и границ применимости моделей;
2. решение вероятностных и комбинаторных задач творческого характера и повышенного уровня сложности на материале генетики и эволюционной теории;
3. решение задач и осмысление моделей, развивающих пространственное воображение (в настоящее время наиболее разработанный класс таких задач — задачи по эмбриологии);
4. демонстрация действия законов физики и химии в живой природе. Среди методических принципов главную роль в математических классах играет постоянное использование задач и заданий творческого характера. Среди форм работы повышенное внимание должно уделяться организации групповых форм работы на уроках («мозговой штурм» и др.).

4.4.4. Биологические классы

Задачи биологического образования в профильных биологических классах

Главная цель профильного биологического образования в нашей гимназии — подготовка будущих научных сотрудников в области биологии и смежных наук. Мы ставим своей целью воспитание людей, которые, продолжив обучение в высшем учебном заведении, были бы способны к творческой научной работе.

Достижение этой цели распадается на ряд конкретных задач, главные из которых следующие:

1. Профориентация. Она осуществляется на этапах конкурсного набора; в течение всего периода обучения — в плане выбора будущей профессиональной специализации; в период, предшествующий поступлению в вуз — в виде помощи в выборе учебного заведения, где школьник будет продолжать образование.
2. Обеспечение достаточной широты кругозора в биологии и смежных областях. Школьники специализированного класса должны хорошо представлять себе современное состояние биологии как науки: современные достижения и тенденции развития основных ее разделов, ее внутреннюю структуру, взаимосвязи между разделами биологии и между биологией, медициной, химией, физикой, математикой и др.
3. Формирование биологического мышления. Под этим понимается следующее:
   а) Понимание множественности ответов на большинство биологических задач (прежде всего — возможность разноуровневых объяснений) и стремление к их поиску.
   б) Сравнительный и исторический подход к биологическим процессам и явлениям.
   в) Экспериментальный стиль мышления, в частности — освоение основ планирования эксперимента.
   г) Освоение системы взглядов и основных парадигм различных биологических дисциплин, в первую очередь — принципа редукционизма и системного подхода.
4. Развитие интеллектуальных и практических навыков, необходимых для учебной работы в области изучения естественных наук (в том числе для самообразования), а также некоторых практических навыков, которые в дальнейшем могут быть использованы в профессиональной деятельности. В число этих умений входит:
   а) слушание и конспектирование лекции, составление конспекта по источнику;
   б) планирование мысленного и реального эксперимента, интерпретация его результатов, проведение их статистической обработки;
   в) умение четко и ясно излагать свои мысли в устной и письменной форме, освоение научного литературного стиля, правил оформления научных работ;
   г) ведение длительных наблюдений и фиксация их результатов;
   д) освоение техники биологического рисунка;
   е) освоение основ микроскопирования, изготовление временных препаратов;
   ж) методы сбора и хранения биологического материала, изготовление гербариев;
   з) пользование зоологическими и ботаническими определителями, и др.
5. Развитие качеств личности и интеллектуальных навыков, необходимых для исследовательской работы (см. раздел 3.2), в частности — формирование исследовательской мотивации. Раннее приобщение к научной работе — средство развития и одна из целей обучения в биологических классах.
6. Освоение этических принципов полевых исследований и лабораторной работы с живыми объектами.

Структура и содержание обучения

Перечислим основные принципы, на которых построены структура и содержание билогического образования в биоклассах:

1. Курс биологии строится как система параллельных (или «сетчатых») курсов, что наиболее адекватно отражает сложные взаимосвязи разных разделов биологии.
2. В течение большей части обучения сочетается изучение «полевых» (зоология, ботаника, гидробиология) и экспериментальных дисциплин, что позволяет учесть интересы и склонности большинства учеников.
3. Около половины всего времени (а с учетом летних практик — заметно больше) во всех классах, кроме выпускного, отводится на практические занятия.
4. Не менее половины времени практических занятий отводится на самостоятельную учебную и научную исследовательскую деятельность школьников.
5. Более половины времени теоретических занятий отводится трем ключевым разделам биологии: 1) биология клетки (центральный раздел курса); 2) физиология человека; 3) экология (включая историческое развитие биосферы).
6. Как правило, общие обязательные курсы дополняются курсами по выбору трех «разновидностей»: 1) во всех классах — курсы по выбору вне сетки часов, как правило, направленные на усиление гуманитарной компоненты (напр., «Происхождение человека») или межпредметных связей; 2) в старших классах (10–11) — короткие спецкурсы, посвященные отдельным актуальным проблемам (напр., «Иммунология», «Канцерогенез»), идущие в параллель, на которых класс делится пополам; 3) в выпускном классе — факультатив по подготовке в ВУЗ.

Формы работы

В обучении биологии школьников биоклассов сочетается учебные, учебно-исследовательские и исследовательские формы работы.

Среди своеобразных форм учебной работы отметим следующие:

1. Практикумы достаточно большой продолжительности (минимум 4 часа занятий). Вводимые с 8 класса, они приучают детей к усидчивости, последовательному выполнению большого объема работы. (В ходе такого занятия, как правило, чередуется несколько форм активности, но основное место занимает либо освоение техники рисунка, либо освоение методики постановки эксперимента).
2. Лекционно-семинарская или лекционно-практическая система занятий со сдачей больших фрагментов курса в виде устных зачетов. Используемая в основном в 10–11 классах, эта система приучает детей к самостоятельности, формирует навыки самоподготовки.
3. Учебные экскурсии в ходе проведения полевых практик и выездов. Развивают внимание, наблюдательность, умение фиксировать результаты наблюдений.

Среди своеобразных форм учебно-исследовательской работы главную роль играют следующие:

1. Планирование и выполнение небольшими группами учеников модельного эксперимента в ходе практикума по физиологии человека (9 класс).
2. Выполнение индивидуальной работы по описанию вида животного в ходе летней практики по гидробиологии (8 класс).
3. Выполнение групповых и индивидуальных работ по морфологическому описанию растений, составлению и проверке определительных ключей в ходе практик по ботанике.

Среди форм исследовательской работы главную роль играют:

1. Выполнение самостоятельных работ в ходе прохождения летних практик по орнитологии и гидробиологии.
2. Работа в научных лабораториях под руководством научного руководителя, с последующей защитой курсовой работы.

Отметим, что учебно-исследовательские формы работы преобладают во внешкольной деятельности, в то время как в ходе теоретических занятий на уроках они используются недостаточно.

Методика

Если структура и основные формы обучения биологии в биологических классах гимназии более или менее сложились и образуют, на наш взгляд, достаточно стройную систему, то о методике преподавания этого сказать нельзя. Хотя отдельные методические приемы разработаны очень хорошо, общеметодические принципы, специфичные для углубленного изучения биологии, могут быть сформулированы лишь в самых общих чертах.

Ведущие принципы обучения биологии в биологических классах следующие:

1. Проблемность обучения, использование творческих заданий повышенной сложности;
2. Стимулирование самостоятельной познавательной активности;
3. Высокий удельный вес исследовательской работы, целенаправленное формирование необходимых для нее качеств;
4. Деятельностный характер обучения, высокий удельный вес практических занятий;
5. Создание высокого уровня учебной мотивации;
6. Опора на межпредметные связи с физической географией, химией, физикой и математикой, пропедевтика необходимых сведений этих наук и востребованность знаний по данным предметам.