Естественнонаучные понятия политехнической направленности и их роль в формировании у сельских школьников общетрудовых умений
Сущность естественнонаучных понятий политехнической направленности. Понятие - это одна из форм отражения мира на ступени познания, связанной с применением языка, форма (способ) обобщения предметов и явлений. В научном понятии обобщаются в сжатой форме человеческие знания и опыт. Поэтому понятия составляют «основной логический каркас» научных систем. Понятия, являясь продуктом познания, представляют собой также высшую форму мышления. Как процесс обобщенного теоретического мышления понятия служат средством дальнейшего познания конкретных предметов и явлений, действенной силой практической и теоретической деятельности человека.
Основными характеристиками понятия являются: 1) содержание; 2) объем; 3) связи и отношения с другими понятиями (Н. Ф.Талызина, А. В. Усова и др.).
Содержание понятия есть совокупность существенных свойств класса предметов или явлений, отражаемых в сознании с помощью данного понятия. Под объемом понимается количество объектов, охватываемых данным понятием. По объему понятия подразделяются на единичные, общие и категории. Отношения между понятиями определяются, прежде всего, по их характеристикам (содержанию и объему). С учетом этих характеристик и их взаимосвязи различают родовые и видовые понятия.
Исследованиями отечественных ученых-педагогов, психологов, методистов установлено, что формирование у учащихся системы научных понятий занимает центральное место в учебно-воспитательном процессе: в форме понятий происходит усвоение учащимися системы научных знаний. От качества усвоения научных понятий зависит понимание законов, теорий, научной картины мира, а также осуществление трудовой подготовки и политехнического образования школьников (П.Р.Атутов, Н.М.Верзилин, Л.И.Дроздов, И.Д.Зверев, Л.В. Загрекова, А.Н.Мягкова, А.В. Усова, С.М.Шабалов, С.Г.Шаповаленко, А.А.Шибанов и др.). Исследования П.Р.Атутова показали, что сущность политехнических знаний составляет взаимосвязь законов и понятий наук, раскрывающих общие научно- технические стороны современного производства. Так, научные основы сельскохозяйственного производства раскрываются в школе в процессе комплексного применения естественнонаучных понятий различного уровня сложности и обобщенности на уроках по сельскохозяйственному труду. Политехническими знаниями П.Р.Атутов называет естественнонаучные, технические, экономические и другие знания, если их усвоение школьниками связано с осмыслением роли науки в современном производстве, с характеристикой научных основ техники, технологии, организации производства.
Научные основы общих производственных процессов для растениеводства (полеводство, овощеводство, садоводство) и животноводства раскрываются в школе в процессе комплексного применения на уроках по сельскохозяйственному труду и трудовой деятельности различного уровня сложности и обобщенности естественнонаучных понятий политехнической направленности. В этом случае естественнонаучные понятия политехнической направленности являются объектом интеграции в учебном познании школьников.
В исследовании Л.В. Загрековой выделены следующие существенные признаки естественнонаучных понятий политехнической направленности: 1) широкое использование понятий в современном сельскохозяйственном производстве; 2) обоснование с их помощью научных основ агротехники и технологии сельскохозяйственного производства; 3) формирование у учащихся на их основе трудовых умений (общетрудовых и специальных) в различных сферах сельскохозяйственного производства; 4) научная оценка на их основе результативности труда учащихся в различных отраслях сельскохозяйственного производства.
В основе выделения опорных понятий как объектов интеграции в учебном познании школьников в процессе трудовой подготовки служат ведущие биологические понятия, законы, теории, основополагающие факты, на базе которых строится сельскохозяйственное производство, функционирующее за счет использования живых систем. Такими общебиологическими знаниями являются:
- закономерности обмена веществ, роста, развития и размножения особей, специфика их проявления в зависимости от генетической природы организма и характера взаимосвязи с условиями окружающей среды как научные основы продуктивности культурных растений и домашних животных с помощью разнообразных агро - и зоотехнических приемов;
- учения о движущих силах, направлениях и результатах эволюции, закономерностях наследственности и изменчивости организмов как научные основы создания новых форм (сортов растений, пород животных, штампов организмов), управления процессом эволюции живой природы и ее охраны;
- учение о виде, популяции, биогеоценозе, взаимосвязях в экосистемах и изменениях в них под влиянием движущих сил эволюции и особенно антропогенных и других экологических факторов как теоретических основах охраны экосистем, оптимального влияния антропогенного фактора на биосферу, использования и воспроизводства живых систем, создания высокопродуктивных агроценозов и безотходных или малоотходных технологий;
- основные анатомо-морфологические понятия, учение о высшей нервной деятельности человека как научные основы рациональной организации труда и сохранения здоровья человека (В. С.Анисимова, Л.В.Загрекова, И.Д.Зверев, А.Н.Мягкова, Н.В.Падалко, В.Н. Федорова и др.).
Научные основы сельскохозяйственного производства раскрываются также и агрономией - науки о законах полеводства. В исследовании В.К.Комарова, А. А. Жученко, А. Д.Урсула выделяются в агрономических науках фундаментальное знание и прикладное. Фундаментальное знание - это, прежде всего знание об объективных законах земледелия как специфической форме человеческой деятельности. Земледелие и вообще сельскохозяйственное производство соединяют в себе все формы движения материи. Сельскохозяйственная наука сформировала и фундаментальные понятия: «агробиогеоценоз (агроэкосистема)», «урожай», «почва», «плодородие почвы», «культурное (сельскохозяйственное) растение», «система земледелия». Эти понятия усваивают учащиеся на уроках трудового обучения (образовательная область «Технология») в VI-IX классах. Таким образом, научные основы сельскохозяйственного производства раскрываются в курсе трудового обучения при формировании у учащихся общеагрономических понятий политехнической направленности, которые являются основой интеграции в учебном познании школьников, т.к. овладение их содержанием осуществляется на основе и в тесной связи с усвоением школьниками предметных естественнонаучных понятий на уроках биологии.
Основой естественнонаучных понятий политехнической направленности являются базовые предметные научные понятия (общие и частные) и общепредметные научные понятия, признаки которых усваиваются учащимися на уроках природоведения в начальной школе, биологии в VI-VII классах, географии в VI-VII классах. Это, прежде всего, базовые предметные понятия: биологические - «корень», «побег», «лист», «семя», «цветок», «плод», «растение - целостный организм», «обмен веществ», «рост и развитие растений», «условия жизни растений», «растительное сообщество» и др. (биология в VI-VII кл.); особенности среды обитания, внешнего строения, системы органов, процессы жизнедеятельности класса членистоногих, млекопитающих, птиц и их учет в сельскохозяйственном производстве (зоология в VII кл.); географические - «погода», «климат», «природный комплекс», «природные компоненты», «почва как особое естественно-историческое тело», «классификация почв» (география в VI-VII кл.) и др.
Примером общепредметных естественнонаучных понятий являются общебиологические понятия «биогеоценоз», «агробиогеоценоз», а также тождественные им общегеографические понятия «природный комплекс», «антропогенный природный комплекс».
Л.В.Загрековой установлено, что естественнонаучные понятия политехнической направленности отличаются от предметных научных понятий функцией. Функция естественнонаучных политехнических понятий заключается в раскрытии научных основ сельскохозяйственного производства, управления ростом и размножением возделываемых растений и разводимых животных. Поэтому наличие в учебном материале понятий, закономерностей, лежащих в основе процессов сельскохозяйственного производства, не может само по себе вооружить учащихся политехническими знаниями и общетрудовыми умениями, обеспечить формирование понятий политехнической направленности. Для решения этой задачи Л.В.Загрековой выделены условия, при которых естественнонаучные понятия приобретают политехническую функцию: 1) направленность формирования естественнонаучных понятий к сельскохозяйственному объекту изучения и приложения; 2) осуществление связи в процессе формирования естественнонаучных понятий с жизненным опытом учащихся, различными видами трудовой деятельности в сельскохозяйственном производстве.
Применение естественнонаучных понятий в учебно-познавательной и практической деятельности способствует формированию у учащихся общетрудовых сельскохозяйственных умений, а также успешному решению практических задач по выращиванию сельскохозяйственных культур. Таким образом базовые предметные понятия приобретают политехнический характер.
Примером может служить формирование понятия «почва» в условиях меж предметных связей физической географии, биологии (ботаники VI кл.), сельскохозяйственного труда, при изучении которых обозначенное понятие выступает в качестве объекта интеграции в учебном познании школьников. Учащиеся начинают знакомство с понятием «почва» на ступени начального общего образования в интегрированном курсе природоведения в III-IV классах, в котором дается общее представление о почве, ее составе и свойствах. Углубление знаний о почве осуществляется на уроках интегрированного учебного курса «Природа» в V классе.
В обозначенном курсе учащиеся развивают понятие о почве, ее отличии от горной породы, составе, структуре почв, ее свойствах (плодородие, воздухопроницаемость, влагопроницаемость), типах (подзолистые, торфяные, черноземные и др.), роли живых организмов в образовании почв, охране почв. Углубление знаний о почве на основе понимания ее образования как своеобразного природного тела в природных условиях местности происходит в курсе физической географии (VI кл.). Это позволяет дать характеристику особенностям почв своей местности, оценить возможности их использования в сельском хозяйстве, пути повышения их плодородия, рационального использования, охраны. Школьники узнают, что почва - это особое природное тело, тонкий слой земной коры, обладающий естественным плодородием. Почва - сложный органоминеральный комплекс, образующийся в результате действия факторов почвообразования: материнских горных пород, рельефа, климата, вод, растений и животных. Учащиеся углубляют знакомство о типах почв. Параллельно сведения о почве, ее плодородии и охране даются учащимся в курсе биологии (раздел «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники») при изучении тем «Общее знакомство с растениями», «Основные процессы жизнедеятельности растений».
Дальнейшее углубление и расширение понятия «почва» происходит в курсе географии материков и океанов в VII классе, при изучении которого школьники изучают почву как компонент природно-территориальных комплексов. Параллельно учащиеся на уроках биологии в VII классе (раздел «Зоология») углубляют знания о почве как компоненте биогеоценоза.
Политехнический характер понятие «почва» приобретает только тогда, когда будет показано, что оно является важным фактором и средством сельскохозяйственного производства. Почва, ее структура, состав, плодородие определяют специализацию сельского хозяйства.
Понятие «почва» после усвоения его учащимися выступает для них не только как географическое и биологическое понятие, но и как понятие, помогающее уяснить научные основы сельскохозяйственного производства, обосновать выбор определенных сельскохозяйственных культур, приемы и комплекс агротехнических мероприятий по их выращиванию. Это овладение связано с применением понятия к объектам производства. В этом случае программное научное понятие становится не только базой для понимания сущности научных основ техники и технологии сельскохозяйственного производства, но и научной основой формирования общетрудовых сельскохозяйственных умений.
Прикладные понятия характеризуют непосредственную практическую деятельности школьников, служат учащимся руководством к действию, овладению при этом общими для различных видов труда приемами деятельности.
К общим прикладным понятиям, которыми школьники оперируют и на основе которых осуществляют трудовую деятельность по выращиванию сельскохозяйственных культур на уроках труда, можно отнести следующие понятия: «посев и посадка», «внесение удобрений», «уход за посевами культурных растений», «уборка урожая» и др. Частные прикладные понятия являются видовыми по отношению к общим - родовым. Например, частными понятиями прикладного общего политехнического понятия «уход за посевами культурных растений» являются «прополка», «полив», «прореживание», «окучивание».
Общепредметные понятия о «биоценозе» и «агробиоценозе» характеризуются наивысшим уровнем обобщенности. Овладение содержанием этих понятий позволит учащимся рассматривать посевы и посадки культурных растений не просто как искусственно сформированные человеком группы растений, а экологически допустимое включение в сложную природную систему. Формирование этих важных общепредметных понятий «биогеоценоз» и «агробиогеоценоз» подробно рассмотрено в работе Л. В. Загрековой.
На основе анализа действующих учебных программ по естественнонаучным дисциплинам и сельскохозяйственному труду в VI-VII классах нами определена система естественнонаучных и сельскохозяйственных понятий (общих, частных и специальных) политехнической направленности, раскрывающие научные основы сельскохозяйственного производства и сельскохозяйственной трудовой деятельности и подлежащие усвоению школьниками при изучении обозначенных дисциплин в условиях действия меж предметных связей.
Формирование политических меж предметных понятий при изучении биологии, географии и сельскохозяйственного труда часто не совпадает во времени: занятия по сельскохозяйственному труду в VI- VII классах проводятся в I и IV четверти учебного года и в летний период в порядке общественного полезного, производительного труда. По этой причине синхронное изучение учебного материала, имеющего общепонятийную структуру и содержание, не может быть обеспечено: необходимо определять меж предметные связи этих учебных предметов не только по горизонтали, но и по вертикали, в плане преемственности, т.е. по временному фактору (хронологические связи). По этому поводу Н.М. Верзилин считает, что программам преподавание по ней должны обеспечить логичность, постепенность, преемственность из урока в урок, из темы в тему. Следовательно, формирование знаний учащихся предполагает также связь предшествующего с настоящим и последующим.
Психолого-педагогические основы формирования понятий и их учет при усвоении школьниками естественнонаучных понятий политехнической направленности. При изучении проблемы формирования у учащихся общетрудовых сельскохозяйственных умений мы опирались на результаты исследований отечественных психологов о том, что овладение знаниями находится во взаимодействии с овладением действиями, приемами, умениями и навыками; усвоение и применение знаний осуществляется определенными приемами, а овладение приемами опирается на усвоенные знания; овладение знаниями и приемами связано с целеполаганием и с мотивационными факторами.
Идея комплексности и единства формирования знаний и умений развивается в исследовании Н.Ф. Талызиной. Согласно концепции Н.Ф. Талызиной, процесс учения необходимо рассматривать как деятельность. Это означает, что в процессе обучения стоит задача формирования определенных видов деятельности, - прежде всего познавательной, а не абстрактных функций памяти, мышления, внимания и т.д. Такой подход к учению как деятельности потребовал принципиально другого рассмотрения соотношения знаний, умений, навыков. «Знания не должны противопоставляться умениям и навыкам, представляющим собой действия с определенными свойствами, а рассматриваться как их составная часть. Знания не могут быть ни усвоены, ни сохранены вне действий обучаемого. Качество знаний определяется содержанием и характеристиками той познавательной деятельности, в состав которой они вошли. Вместо двух проблем - передать знания и сформировать умения и навыки их применения - перед обучением теперь стоит одна: сформировать такие виды деятельности, которые с самого начала включают в себя заданную систему знаний и обеспечивают их применение в заранее предусмотренных пределах», - пишет Н. Ф. Талызина.
В работах отечественных психологов обосновываются различные точки зрения на способы формирования научных понятий у учащихся. В русле нашего исследования наибольшее внимание заслуживают способы, разработанные П.Я. Гальпериным и Н.Ф. Талызиной, Н.А. Менчинской, В.В. Давыдовым, Е.Н. Кабановой-Меллер. Принципиальное отличие подхода к формированию понятий, разработанного Н.Ф. Талызиной, состоит в том, что: 1) этот процесс рассматривается со стороны деятельности, действий, связанных с формированием и функционированием понятий; 2) становление действий, связанных с понятием, прослеживается не в условиях стихийного усвоения, а в условиях всестороннего управления ходом их формирования.
Исследования Н.Ф. Талызиной показали, что становление понятий - это процесс формирования определенной системы действий, составляющих собственно психологический механизм понятий. Без них понятие не может быть ни усвоено, ни применено в дальнейшем к решению задач.
Опираясь на понимание психики как деятельности, Н.Ф.Талызина рассматривает понятие как «процесс формирования не только особого образа как картины мира, но и определенной операционной системы, имеющей свою внутреннюю структуру. Действия, операции и составляют собственно психологический механизм понятий».
В исследовании Н.Ф.Талызиной определена и сущностная характеристика содержания понятий: понятие это всегда образ каких-то предметов и явлений объективного мира, но эти предметы и явления имеют бесконечное множество различных свойств, различных сторон. Какие из этих свойств, сторон войдут в содержание образа - это определяется не самим по себе предметом, а характером взаимодействия субъекта с этим предметом. Решающим является то, что выступает в предметах в качестве собственного объекта действия человека, то, по какому образцу снимается с этого объекта образ.
Основными действиями, которые лежат в основе понятий являются: 1) действие подведения под понятие, которое состоит из двух частей: а) общелогической и б) специфической; 2) действие выбора системы необходимых и достаточных признаков для распознавания объекта; 3) действие выведения следствия.
На основе теории поэтапного формирования умственных действий П.Я.Гальперин и Н.Ф.Талызина предлагают следующую последовательность формирования понятий: 1. Практическое оперирование (материализованные действия) с объектами, понятия о которых должны быть сформированы у учащихся. 2. Определение в громкой речи (внешнее проговаривание). 3. Внутреннее проговаривание (умственное оперирование понятием).
П.Я Гальпериным в результате исследований был выделен в процессе формирования действия такой важный компонент, как ориентировочная основа действий. Действие включает ориентировочную, исполнительскую, контрольную и корректировочную части (Н.Ф.Талызина). Решающую роль в формировании действия играет ориентировочная часть, которая определяет быстроту и качество формирования действий (П.Я.Гальперин, А.С.Пантина, Н.Ф.Талызина). Ориентировочная часть действия направлена: а) на правильное и рациональное построение исполнительской части; б) на выбор одного из возможных исполнений.
Понятия выступают перед учеником как элементы социального опыта, в которых зафиксированы достижения предыдущих поколений. Учащиеся должны сделать этот социальный опыт своим индивидуальным опытом (Н.Ф.Талызина), элементами своего умственного развития. Исследованиями Н.А. Усовой установлено, что формирование понятия представляет собой этап, завершающийся образованием понятия. Этот этап, начинающийся с первоначального восприятия предмета, понятие о котором формируется, завершается образованием абстрактного понятия. Момент образования понятия характеризуется выявлением основных существенных признаков понятия, составляющих ядро понятия. В дальнейшем происходит развитие понятия, включающее выявление новых свойств, признаков, связей и отношений данного понятия с другими, включение понятия в теоретическую систему понятий.
АВТОР: Кривдина И.Ю.