Биология в XXI веке – вызов системе преподавания



страница1/4
Дата31.01.2019
Размер3,07 Mb.
Просмотров42
Скачиваний0
  1   2   3   4

Биология в XXI веке — вызов системе преподавания

С.М. Глаголев


Опубликовано: Глаголев С.М. Биология в XXI веке – вызов системе преподавания. – Творчество учителя как необходимое условие совершенствования учебного процесса. Вып.9. – М.: Карпов Е.В., 2006, с.52-83
За 15 лет — срок, который наша команда биологов работает в гимназии № 1543 — мир сильно поменялся. Распалась великая сверхдержава — СССР — и приказала долго жить «единственно верная идеология» марксизма-ленинизма. В реальный обиход вошли персональные компьютеры, электронная почта и сотовая телефонная связь. Туристы начали не только ездить в Турцию, но и летать в космос.

Однако два события изменили мир, в котором мы живем, действительно радикально. Первое из них очевидное — это появление Интернета. Второе, не столь очевидное — досрочное завершение международного проекта «Геном человека» и сопутствующий этому гигантский прогресс молекулярной биологии и ее практических приложений.

Оба эти события — серьезнейший вызов сложившейся системе преподавания биологии в средней школе и в особенности в профильных биологических классах. В данной статье я изложу свою точку зрения на суть этого вызова и возможные ответы на него.

* * *


Одно из главных изменений, которое произошло за эти годы в биологии как науке — переход многих разделов, связанных с клеточным и организменным уровнями (клеточная биология, физиология, эмбриология), на «язык» молекулярной биологии. Основной поток научных исследований и в фундаментальных, и в прикладных областях этих наук — будь то изучение механизмов памяти или развития зародыша, получение новых сортов растений или разработка новых лекарств — это изучение генов и белков. Из присужденных за эти 15 лет Нобелевских премий по «физиологии или медицине» практически все присуждены за работы в области молекулярной биологии (исключения — премия 2005 г. за открытие бактерии — возбудителя язвы желудка и еще пара премий — за метод магнитного резонанса и трансплантацию органов).

Оказалось, что путь «от гена к признаку» клетки и тем более организма сложен и часто неоднозначен. На этот путь влияют различные механизмы регуляции активности генов, межбелковые взаимодействия, компенсаторные реакции при «порче» отдельных звеньев сигнальных или метаболических цепей. Клетка на молекулярном уровне устроена и работает гораздо сложнее, чем нам хотелось бы. По этой причине многие данные, полученные в течение этих 15 лет, уже необратимо устарели.

Возможно, полностью происходящие в организме процессы и не сводимы к взаимодействиям молекул. Но понимание механизмов этих процессов благодаря успехам молекулярной биологии, несомненно, стало более глубоким и более детальным. Это привело к немедленному (и до конца не осознаваемому нами) прогрессу в медицине. Появились сотни новых, более специфично действующих на организм лекарств. Были разработаны и начали применяться методы генной терапии наследственных болезней.

В полной мере огромный объем накопленной информации о генах и белках ученые не успевают систематизировать и осмысливать. Очень непросто бывает соотнести эту информацию с более ранними описаниями физиологических явлений и эмбрионального развития. Лишь за последние годы постепенно складывается впечатление, что многие базовые процессы, управляющие жизнью клеток, и отвечающие за них гены принципиально сходны (гомологичны) по крайней мере в пределах животного царства. Это такие процессы, как регуляция клеточного деления, программируемая гибель клеток (апоптоз), возникновение передне-задней и спинно-брюшной осей тела у зародышей, дифференцировка половых клеток и нервной системы и др.

В то же время поиск, распространение и хранение информации ускорились и упростились существеннее, чем вырос ее объем. То, на что раньше в лучшем случае уходили часы (поход в библиотеку, заказ журнала, конспектирование или ксерокопирование статей), а в худшем — недели (ожидание оттиска от коллеги), теперь, при наличии Интеренета, происходит за минуты. Гигантские базы данных о генах и белках доступны любому пользователю Интеренета.

Отметим, что 99% научной информации публикуется на английском языке. Так, при наборе слова «адренорецепторы» (о которых пойдет речь в этой статье) появилось в поисковой системе Google около 13.000 ссылок, а при наборе английского «adrenoceptors» — около 1.300.000 ссылок.

Еще одно важное изменение — появление областей биологии, где получение научных результатов принципиально невозможно без использования сложных компьютерных программ. Это такие области, как геномика и биоинформатика в целом. Развитие этих областей, во многом посвященных эволюции макромолекул, сильнейшим образом влияет на развитие эволюционной теории и систематики — казалось бы, весьма далеких от молекулярной биологии разделов.

* * *


Преподавание биологии за те же 15 лет мало в чем изменилось как в нашей стране, так и в нашей гимназии.

Основное изменение в структуре преподавания в стране– переход на концентрические курсы, при котором изучение базового курса биологии должно заканчиваться к 9 классу. По этим курсам созданы учебно-методические комплекты разными коллективами. При этом биохимия и генетика, ранее изучавшиеся в 10 классе, теперь изучаются в начале 9 класса. Естественно, материал этих разделов упрощен, а никакие новые научные данные в учебники не включены. Заметим, что этот вариант ближе к программе, разработанной нами для непрофильных классов гимназии (см. материалы настоящего сборника). Однако, как и прежде, анатомия и физиология человека изучаются до знакомства с биохимией и цитологией.

В рекомендациях МИОО по преподаванию биологии [1] справедливо указано, что «этот материал сложен и для учеников 10–11 класса, а для того, чтобы его освоили девятиклассники, нужны принципиально новые методические разработки, основанные на качественно новых психолого-педагогических подходах». Что это за подходы, не уточняется. Зато указывается, что главная цель усилий учителя в этом классе (где по идее должна проводиться предпрофильная подготовка) — добиться четкого усвоения таких общебиологических понятий, как клетка, живая система (?), обмен веществ, строение белков и нуклеиновых кислот (ничего себе понятие! — С.Г.) и др.

Справедливости ради отметим, что в этих же материалах МИОО подчеркивается необходимость развивать умения «вариативно применять полученные знания в реальной жизни» и «ориентироваться в потоках информации», а также рекомендуется вводить в биологический контекст такие общенаучные понятия, как информация или отрицательная обратная связь.

Характерно, что в документе МИОО (кстати, анонимном!) по существу ничего не написано о профильном обучении. Кроме его общих целей, учебного плана и желательности элективных курсов — ни слова! В качестве основного учебника рекомендуется учебник А.О. Рувинского и др. [2]. Этот учебник написан в начале 1990-х годов (первое издание — 1993) и переиздавался четырежды, но в новых изданиях в основном выправлялись замеченные ляпы и опечатки. Единственный относительно современный учебник, который может использоваться в профильных старших классах — учебник М.Б. Беркинблита и др. [3], который охватывает материал 10 класса по старой программе. Но предназначался этот учебник для обычных классов и по объему рассчитан на 2 часа биологии в неделю. В нашей гимназии он используется как пособие по цитологии, генетике и эмбриологии для 8 и частично 10 биологических классов.

В большинстве профильных школ используется переводной учебник Грина, Стаута и Тейлора [4], причем как правило — его старое издание, написанное в 1989 г.

Таким образом, современных учебников биологии, которые бы охватывали курс 10-11 класса и были предназначены для профильного обучения, в России не существует. Отметим, что таких учебников на английском языке полно [напр., 5]. Дело в том, что в английских университетах есть общий вводный курс биологии, предназначенный для биологов-первокурсников и для студентов других специальностей, которые хотят «взять» этот курс. По уровню он вполне соответствует старшим классам нашей профильной школы. В российских вузах подобный курс обычно не практикуется. Правда , учебник для мединститутов В.Н. Ярыгина и др. [6] включает большинство разделов школьного курса, но из всей клеточной биологии в нем достаточно подробно разбирается только молекулярная генетика (ни собственно цитологии, ни биохимии нет).

Общая проблема, которая при этом возникает — углубление пропасти между содержанием школьного и вузовского биологического образования. Заполнение этой пропасти — одна из главных задач профильного обучения в 10–11 классах.

Это означает, что выпускник биологического класса, поступая в университет и другое высшее учебное заведение, должен быть в курсе новых научных открытий и должен уметь разбираться в их сути.

* * *


Как же на практике преподается большинство курсов в классах биологического профиля? Они преподаются по стандартной схеме. Учитель читает лекции, пользуясь при этом доской и мелом. Дети записывают их. Вопросы они задают, как правило, если не успели что-то записать. Затем, самостоятельно читая конспекты дома, ученики должны их запомнить (выучить), а затем воспроизвести их содержание на контрольной работе. Изданное учебное пособие, в полной мере соответствующее курсу, которым ученики могут пользоваться, есть только по курсу «История Земли и жизни на ней».

Конечно, в большинстве случаев эта работа слегка разнообразится. Так, при изучении генетики практикуются семинары по решению генетических задач, в ходе курса ботаники каждый ученик готовит доклад по одному из видов культурных растений и т.п. Но общая схема остается прежней. Более существенные отклонения от нее представляют только курсы Д.В. Ребрикова (см. ниже) и отчасти П.Н.Петрова.




* * *


Далее на примере одной темы — механизмов влияния вегетативной нервной системы на работу органов — я покажу, насколько «школьный» уровень отличается от «научного» и какие требования это предъявляет к методикам преподавания. Эта «стандартная» тема школьной программы достаточно ярко иллюстрирует путь объяснения физиологических процессов на основе современных данных о молекулярных механизмах работы клеток. Преполагается, что читатель знаком с основными механизмами работы нервной и мышечной клеток и регуляцией сокращения поперечнополосатой мышцы (в биологических классах гимназии этот материал входит в программу курса цитологии 8 класса). Дальнейший текст можно рассматривать как учебное пособие для учеников и учителей по одной из тем курса физиологии для биологических классов.
История про вегетативную нервную систему, рецепторы нейромедиаторов и любознательного школьника
Один умный, любознательный, склонный задавать вопросы ученик биокласса (это был настоящий уникум!) лекции про вегетативную нервную систему проболел. Конспект все никак не успевал переписать, а ко всем своим достоинствам он был еще и сознательный и понимал, что готовиться к экзамену за 9 класс надо начинать заранее.

В школьной библиотеке в начале учебного года ему выдали учебник Батуева, а сам он по случаю купил учебник Сапина и Брыксиной (увидел, что это учебник для 9 класса школ с углубленным изучением биологии — и купил).

В учебнике Батуева [7] вегетативному отделу нервной системы (ВНС) посвящен отдельный параграф. Довольно подробно описано ее строение и выделены три отдела — симпатический (СО), парасимпатический (ПО) и метасимпатический. (Последний — периферические нервные сплетения в стенках кишечника, миокарде и ряде других органов, его функции до последнего времени были мало изучены, и о нем дальше речь не пойдет.) Указано, что внутренние органы имеют минимум двойную иннервацию (симпатическую и парасимпатическую). СО способствует мобилизации ресурсов организма в экстремальных условиях. Она стимулирует сердечную деятельность, повышает кровяное давление, усиливает кровоток в мышцах, увеличивает в крови содержание веществ, необходимых для жизнедеятельности. «Нежизненноважные» в данной ситуации функции (деятельность пищеварительной и выделительной систем) она тормозит. ПО «изменяет деятельность внутренних органов в противоположном направлении и отвечает за возобновление …ресурсов организма». В конце параграфа приводится следующая таблица (приводится со стилистической правкой):

Таблица 1 (по [7])





Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©biolobo.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница