Актуальность формирования естественнонаучных понятий в реализации экологического образования на уроках географии

Проблема реализации экологического образования на уроках географии в общеобразовательной школе в последнее время носит эмпирический и узкоспециализированный характер. Наиболее важные вопросы экологии: переэксплу-атации природных ресурсов, различные формы загрязнения воды и воздуха – рассматриваются исключительно с позиций их отрицательного влияния на здоровье человека и условия его жизни, лишь как дополнение к более объемным темам географии. Однако, такой подход, который предполагает обращение учеников только на конкретные, локальные вопросы охраны окружающей среды, оставляет без внимания фундаментальные закономерности развития материального мира. В тоже время многие специалисты в области экологического образования (Н.М. Мамедов [3], Ю.Н. Похомов [4], И.Т. Суровегина [7] и др.), указывают на исключительную важность глубокого и детального рассмотрения экологических вопросов на основе более общих естественнонаучных знаний, поскольку без знания всеобщих фундаментальных законов существования и развития при- роды все наши усилия направляются на борьбу с последствиями, а не с причиной глобального экологического кризиса. Как подчеркивает академик РАО А.В. Усова, «дальнейшее развитие общества невозможно без решения экологических проблем, которые требует коренного изменения всего естественнонаучного образования» [9, с. 3].

Фундаментализация школьного экологического образования может быть достигнута, если приоритетными станут методологические основы содержания обучения географии, которые предполагают не только овладение учениками основных географических и экологических понятий, законов, концепций, но и познавательных средств, методов и научных приемов, необходимых для непрерывного самообразования и самосовершенствования. Важна не столько полнота приобретенных на уроках географии экологических знаний, сколько освоение самого гносеологического фундамента этих знаний, способов их развития, а так-же способностей понимать и использовать поток новой информации в своей деятельности.

Актуальность формирования естественнонаучных понятий в реализации экологического образования на уроках географии

М.Г. Ваганов

Овладение гносеологическими принципами получения знаний становится особенно актуальным в условиях реализации Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования, где установлены требования к результатам освоения обучающимися основной образовательной программы, в том числе, на метапред-метном уровне, включающем: «… освоенные обучающимися межпредметные понятия и универсальные учебные действия (регулятивные, познавательные, коммуникативные), способность их использования в учебной, познавательной и социальной практике….» [10, с. 5]. Среди данных метапредментых умений, подчеркнем лишь несколько, наиболее актуальных: «…умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе, альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности; умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы; формирование и развитие экологического мышления, умение применять его в познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации…» [там же, с. 7].

Формирование данных метапредмен-тых умений возможно лишь на основе онтологических и гносеологических знаний, и предполагает развитие у школьников понятийного аппарата с опорой на общие естественнонаучные принципы существования и эволюции окружающего мира. Только глубокое понимание и осмысление механизмов организации и функционирования сложных геогра- фических и экологических систем позволит эффективно решать практические учебные задачи, рассматривая их через призму физико-химических и биологических основ географии и экологии.

Подробный анализ ключевых положений учёных (М.Д. Даммер [1], С.М. Похлебаева [5], М.Ж. Симоновой [6], А.В. Усовой [9], О.А. Яворука [11] и др.), имеющих дело с проблемами естественнонаучного образования, позволяет утверждать, что важнейшим условием формирования и развития фундаментальных знаний в естествознании, в том числе, географии и экологии выступают естественнонаучные понятия. Фундаментальные естественнонаучные понятия занимают крайне важное место в системе знаний, поскольку эти понятия являются некими «клеточками» знаний, одновременно интегрируя в себе и итог, и процесс познания, и рефлексивные процессы мышления. Данная интеграция возможна благодаря огромному содержательному объему, который позволяет раскрыть сущность взаимодействия объектов живой и неживой природы, что является крайне актуальным вопросом именно в курсе географии, где постоянно приходится обращаться к физике, химии и биологии. В определенном смысле естественнонаучные понятия выступают ядром естественнонаучной картины мира, которая позволяет интегрировать в себе базовые естественнонаучные дисциплины (физику, химию, биологию, географию и экологию).

Проблема формирования естественнонаучных понятий у школьников широко представлена в работах С.М. Похлебаева [5], им были выделены и методологически обоснованы пять наиболее общих естественнонаучных понятий: «вещество», «энергия», «диффузия», «информация», «форма». Данный автор разработал целостную концепцию в области школьного биологического образования, где выделенные выше фундаментальные естественнонаучные понятия позволяют раскрыть всю сущность процессов, протекающих в биологических системах различного уровня организации (от клетки до биосферы). Эти же понятия были выбраны нами для дальнейшего развития и ретрансляции их из области преимущественно биологических знаний в географическое и экологическое образование школьников. Именно через данные понятия можно раскрыть глубокий физико-химический смысл круговорота вещества и организации потоков энергии. Так, К.А. Тимирязев заверял, что все проявления жизни сводятся к трем явлениям: к превращению вещества, превращению энергии и превращению формы [8]. Академик Н.П. Дубинин утверждал, что триадой жизни являются: вещество, энергия и информация [2]. Понятие «диффузия», помогает более полно раскрыть механизмы превращения вещества и энергии на всех уровнях организации географических систем, вплоть до географической оболочки (малый и большой круговорот веществ). Ключевая стратегия обозначенной нами системы фундаментальных естественнонаучных понятий проявляется в том, что они конкретизируют и раскрывают сущность такой важнейшей диалектической пары категорий, как содержание и форма.

Разнообразие форм материи является итогом процесса эволюции, формируя гомеостаз геосистем и экосистем разного уровня. Форма – есть внешнее выражение какого-либо содержания. Отсюда следует, что любая форма – есть внешнее выражение внутренних процессов, в основе которых лежат явления превращения вещества, энергии и информации. Ключевую роль в этих превращениях играет диффузия, обеспечивающая взаимодействие между элементами как внутри живой системы, так и между ее элементами и окружающей средой. Таким образом, обозначенные нами фундаментальные естественнонаучные понятия находятся в генетической связи и позволяют наблюдать эволюцию формы и содержания на разных уровнях организации живых и неживых систем.

В дальнейшем нами были включены в уроки географии различные методы формирования и развития фундаментальных естественнонаучных понятий в темах, отражающих вопросы экологического образования. Ключевым методом стал метод моделирования . Значительное внимание, уделяемое данному методу в методике развития понятий, обусловлено гносеологической функцией моделей, которые явились связующим звеном между наглядно-образным, понятийным и практико-действенным типом мышления. Нами была разработана система образно-знаковых моделей, которая с помощью естественнонаучных понятий отражает основные принципы организации и функционирования географических и экологических систем. В них, с опорой на естественнонаучные понятия «вещество», «энергия», «информация», «диффузия», «форма» были раскрыты такие базовые принципы, как открытость, целостность, структурированность, иерархичность, нелинейность развития, неравновесность, информационность, вероятность. Применение метода моделирования позволяет упростить и ускорить процесс решения учебных задач в случае, если ученики самостоятельно создают модели. Это связано с тем, что конструирование моделей предполагает, с одной стороны, выделение наиболее значимых и существенных свойств объекта и его динамических характеристик в развитии, что способствует развитию абстрактного, с другой – полученные модели конкретизируются в процессе их проекции на конкретные экологические объекты, за счет чего достигается проспективная рефлексия. Кроме моделирования в предлагаемой нами методике, были применены и другие методы развития естественнонаучных понятий, в частности, исследовательский метод (использовался при решении учебных задач, которые требовали от учеников обобщения и поиска причинно-следственных связей содержания естественнонаучных понятий); метод проблемного изложения

Актуальность формирования естественнонаучных понятий в реализации экологического образования на уроках географии

(применялся в процессе определения взаимосвязей между естественнонаучными понятиями посредством решения продуктивно-познавательных вопросов и задач, содержащих противоречия); эвристический метод обучения (применялся при самостоятельном поиске учениками естественнонаучных и географических, экологических понятий). В ходе проведения исследования к учебным занятиям нами было разработано мультимедийное сопровождение, призванное наглядно показать физико-химические, биологические и географические основы организации и функционирования экосистем.