CC BY
16
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
УДК 378
ДЕРЖАВИНА Н.М.
доктор биологических наук, профессор, кафедра ботаники, физиологи и биохимии растений, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: d-nm@mail.ru
UDC 378 DERZHAVINA N.M.
Doctor of Biology, Professor at the Department of Botany, Physiology and Biochemistry of plants, Orel State University
E-mail: d-nm@mail.ru
ОБРАЗОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ПОНЯТИЙ В КУРСАХ СТРУКТУРНОЙ БОТАНИКИ И ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ
У БАКАЛАВРОВ БИОЛОГОВ
FORMATION AND DEVELOPMENT OF CONCEPTS IN STRUCTURAL BOTANY AND PLANT PHYSIOLOGY COURSES
AT BACHELORS OF BIOLOGISTS
Рассмотрено, на основе сравнения программ и учебников, развитие специальных и общебиологических понятий в дисциплинах Ботаника (анатомия и морфология растений) и Физиология растений у бакалавров по направлению 06.03.01Биология на кафедре ботаники, физиологии и биохимии растений ОГУ имени И.С.Тургенева. Показаны примеры относительного «гладкого» движения понятий, существенные пробелы в преемственности ряда понятий и возможности решения возникающих проблем.
Ключевые слова: ботаника, физиология растений, общебиологические понятия, унификация понятий, преемственность, корректировка.
On the basis of comparison of programs and textbooks, development of special and General biological concepts in disciplines of Botany (anatomy and morphology of plants) and Plant Physiology at bachelors in the direction 06.03.01 Biology at Department of botany, physiology and biochemistry ofplants of Orel State University named after I.S. Turgenev is considered. Examples of the relative «smooth» movement of concepts, significant gaps in the continuity of a number of concepts and the possibility of solving emerging problems are shown.
Keywords: botany, plant physiology, general biological concepts, unification of concepts, continuity, correction.
Структурная ботаника или морфология растений, включающая в себя анатомию и другие науки (цитологию, эмбриологию, гистологию растений) и физиология растений - важнейшие разделы современной ботаники, изучаемые бакалаврами биологами в Орловском государственном университете им. И.С. Тургенева.
Исследования в области физиологии и экологии растений тесно связаны с морфологией и анатомией изучаемых объектов. Ведь без знания структуры органов нельзя познать их функции, закономерности развития и жизнедеятельности и т.п. Поэтому очевидно, что между содержанием вузовских программ и учебников по структурной ботанике, изучаемой на первом курсе бакалаврами биологами, и по физиологии растений, изучаемой на третьем курсе, должна быть преемственность, демонстрирующая развитие и логическую последовательность научных понятий. Осознанное усвоение понятий требует унификации терминологического аппарата, т.е. предельной четкости и согласованности в формулировках и определении сущности научных явлений, в применении терминов, научной символики и т.д.
Не секрет, что к точности определения понятий мы подчас относимся без должного внимания и строгости, порой не всегда зная детали содержания учебников по преемственным курсам. Отсюда нередки фактические ошибки в трактовке ряда понятий. Их допускают, если
не учитывают изменение фактологической базы дисциплин, появление современных научных концепций в подстилающем, параллельном или последующем курсах и используют устаревшие сведения.
В этой связи, опираясь на то, что в вузовских учебниках [1], развитие большей части понятий диктуется содержанием программ, логикой последовательности модулей, были поставлены задачи: проанализировать содержание программ и учебников по структурной ботанике [1], и физиологии растений [2], [3], [4]; проследить развитие специальных и общебиологических понятий в этих дисциплинах; выявить не только логические связи, но и разрывы в движении понятий, неточности их формулировок; установить причины этих неточностей и внести необходимые коррективы и рекомендации в их формирование.
Понятно, что формирование многих понятий, лежащих в основе названных дисциплин, начинается еще в младшей школе и продолжается во всех последующих курсах школьной биологии. Однако этих этапов развития понятий мы не касаемся.
Рассмотрим несколько типичных примеров относительно «гладкого» движения понятий из курса в курс.
Такое общебиологическое понятие [5], как «Клетка - единица жизни», в курсе структурной ботаники дается при изучении каждой темы, начиная с
© Державина Н.М. © Derzhavina N.M.
Ученые записки Орловского государственного университета. №1 (86), 2020 r. Scientific notes of Orel State University. Vol. 1 - no. 86. 2020
темы «Введение» (клетка, как основной структурный и функциональный элемент тела растений; особенности морфологической эволюции фототрофных растений и др.) и продолжается, углубляясь, в темах «Клетка», «Ткани», «Семена и проростки», «Корни и корневые системы» и др. Завершается формирование этого понятия в теме «Жизненные формы и экологические группы растений» (морфологические и анатомические особенности ксерофитов, мезофитов, гидатофитов, гидрофитов, гигрофитов и т.п.). Преемственное движение этого понятия логично продолжается в курсе физиологии растений(конкретизируясь и обогащаясь дополнительными сведениями) практически во всех темах.
К числу подобных понятий, носящих «сквозной» характер развития, относится и общебиологическое понятие о «единстве строения и функций». В первый год обучения структурной ботанике оно дается на примере организации и функционирования органелл клетки, тканей и их комплексов, вегетативных и генеративных органов, экологических групп растений. Одним словом, все содержание программы и учебника тесно переплетено с вопросами внешнего и внутреннего строения растений в связи с их функциями.
В физиологии растений это понятие продолжает движение, приобретая больший объем и глубину, на примере тем: «Виды движения устьиц», «Транспирация, ее значение и виды», «Механизм передвижения минеральных и органических веществ в растениях», «Особенности строения хлоропластов мезофилла листа и проводящих пучков обкладки», «Анаэробная и аэробная фазы дыхания» и др.
Сходным образом можно показать и преемственность общебиологического понятия «взаимосвязь организма и среды». В курсе ботаники оно раскрывается на примере темы «Влияние внешних факторов на форму растений», а в курсе физиологии растений продолжает формирование при рассмотрении тем: «С3-путь, С4-путь, САМ-путь усвоения углекислого газа, экология фотосинтеза», «Влияние условий на интенсивность фотосинтеза», «Особенности питания растений азотом», «Адаптивный характер движений у растений», «Сравнение механизмов стресса в растительных и животных организмах» и др.
Некоторые понятия имеют прерывистый характер развития, например:
• понятие о «меристемах». Первокурсники знакомятся с ним в темах «Ткани», «Корень», «Побег», «Цветок», а третьекурсники обращаются к нему лишь в модуле «Рост и развитие растений»;
• общебиологическое понятие «рост и развитие растений» в ботанике дается практически во всех темах, в физиологии растений - в модуле «Рост и развитие растений»;
• специальное понятие «двойное оплодотворение» приводится у первокурсников в темах «Зародыш и проросток - начальные этапы онтогенеза», «Цветок и плод», у третьекурсников, практически не развиваясь, - в модуле «Рост и развитие растений» (образование се-
мян как результат двойного оплодотворения);
• общебиологическое понятие «происхождение эукариот» начинает развиваться в курсе ботаники при рассмотрении в теме «Клетка» гипотезы симбиотиче-ского происхождения пластид и митохондрий, в физиологии растений - к нему возвращаются в модуле «Углеродное питание. Фотосинтез» (гипотезы о происхождении хлоропластов в процессе эволюции).
Движение перечисленных понятий идет, вроде бы, безукоризненно.
Однако в преемственности ряда понятий есть существенные пробелы.
Так, например, у студентов, изучивших структуру клетки на первом курсе и познакомившихся с понятием «фазы морфогенеза растительной клетки», может вызвать недоумение несогласованность в движении этого понятия. Первокурсники знают, что каждой клетке присущи пять фаз морфогенеза: эмбриональная, фаза роста, фаза дифференциации, фаза зрелости или нормальной активности, и фаза старения, заканчивающаяся смертью. В курсе Физиологии растений в теме «Рост и развитие растений» рассматриваются лишь три фазы, которые почему-то считаются фазами роста: эмбриональная, фаза растяжения и фаза внутренней дифференцировки.
На первом курсе при изучении проводящих тканей и анатомии стеблей древесных растений значительное место уделено понятию «эволюция проводящих элементов» в связи с их структурой и функциями. В физиологии растений это понятие не получает развития. При рассмотрении старшекурсниками транспорта элементов минерального питания по ксилеме, не упоминаются такие примитивные проводящие элементы как трахеиды (а также и «сосудистые трахеиды»), присущие не только голосеменных растениям, но и имеющимся в ранней древесине многих цветковых (например, дуба, липы). Ведь скорость транспорта веществ, которой в физиологии растений уделяется большое внимание, по трахеям и трахеидам существенно различается. По аналогии можно учесть особенности транспорта ассимилятов не только по ситовидным трубкам флоэмы (что изучают в физиологии растений), но и по примитивным ситовидным клеткам, о которых забывают.
Хотелось, чтобы понятие об «барьерных тканях» в теме «Корни и корневые системы первого курса, получило свое развитие на третьем курсе при изучении механизма и путей поступления минеральных солей через корневую систему. На старшем курсе в учебниках названа только эндодерма в качестве барьерной ткани и совсем не упоминается экзодерма, выполняющая избирательную функцию в транспорте веществ по сим-пласту в корнях первичного строения. Кроме этого, главные функции эндодермы напрямую зависят от ступеней ее развития, о которых не говорится в физиологии растений.
Подобным образом можно скорректировать движение и суть целого ряда понятий: «строение и функционирование мембран тилакоидов хлоропластов», «пути
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
поступления воды и минеральных веществ в растение», «культура изолированных клеток и тканей растений», «тотипотентность клеток», «структура клеточной оболочки» и др.
Для того чтобы это произошло, нужно учесть целый ряд причин, вызывающих неточности в трактовке ряда понятий, пробелы и разрывы в их развитии и найти пути их устранения.
Нередко причиной может быть просто недосмотр преподавателя и неточность формулировки понятий, то и другое легко можно устранить. Если количество часов не позволяет уделить должное внимание этому понятию на лекциях и практических занятиях, можно вынести эти вопросы (их обсуждение) на круглые столы, коллоквиумы и т.д.
Есть и более глубокие причины, для решения которых одним анализом программ и учебников обойтись нельзя. Эти причины нередко требуют корректировки программ, учета различных точек зрения. На пути исправления этих недочетов неоспорима полезность вза-
имного посещения занятий по темам, интересующим обе стороны, с последующим обсуждением ведущих понятий, а также организация кафедральных и даже межкафедральных методических семинаров, мастер-классов, круглых столов с дискуссиями по выявленным проблемам. Такой обмен информацией побуждает отбирать для лекций главное, существенное, легче воспринимаемое студентами на базе уже полученный знаний и оберегает их от бессистемного и неосознанного запоминания несущественных признаков и явлений, помогает повысить уровень подготовки выпускников в условиях быстро развивающейся науки о растениях.
Это обеспечивает реальную преемственность дисциплин ботанического цикла, всегда держит преподавателей в рабочем тонусе, заставляет следить за новинками научной литературы, регулярно обновлять содержание лекций. Ведь не только в учебной, но и в научной деятельности без знания структуры органов нельзя биологически грамотно объяснить физиологические процессы и их регуляцию в теле растений.
Библиографический список
1. Ботаника с основами фитоценологии: анатомия и морфология растений: учебник / Т. И. Серебрякова [и др.]. М.: Академкнига. 2007. 544с.
2. Кузнецов Вл. В. Физиология растений: учебник / Вл.В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2006. 742 с.
3. Медведев С.С. Физиология растений. С-Пб. : БХВ-Петербург, 2013. 512 с.
4. ЯкушкинаН.И., БахтенкоЕ.Ю. Физиология растений./ Н.И. Якушкина, Е.Ю. Бахтенко М.: Владос, 2005. 449 с.
5. ВерзилинН.М. Проблема развития понятий в процессе обучения // Советская педагогика. 1966. № 12. С. 20-23.
References
1. Botany with the basics of phytocenology: anatomy and morphology of plants: textbook / T.I. Serebryakova [et al.]. Moscow: Akadembook, 2007. 544p.
2. Kuznetsov Vl.V. Plant Physiology: textbook /VL.V. Kuznetsov, G. A. Dmitrieva. Ed. 2nd, rev. and suppl. M.: Higher school, 2006 742p.
3. MedvedevS.S. Plant Physiology / S. S. Medvedev. - S-Pb. : BHV-Petersburg, 2013. 512 p.
4. YakushkinaN.I. andBakhtenko E.Y. Plant Physiology / N. I. Yakushkina, E.Yu. Bakhtenko. M.: Vlados, 2005. 449 p.
5. VerzilinN.M. The Problem of the development of concepts in the process of learning / / Soviet pedagogy. 1966. No. 12. Pp. 20-23.
