Формирование естественнонаучных представлений и понятий у младших школьников

1.1. Сущность категорий «представление», «понятие», «естествознание»

Мышление лежит в основе познания. В процессе отражения окружающей действительности различают познание чувственное и логическое, причем первым этапом усвоения знаний является восприятие отдельных фактов или явлений. В применении к познанию младшими школьниками природы процесс восприятия предметов или явлений природы осуществляется через формирование у них ощущений на основе деятельности органов чувств ребенка.

Предмет или явление могут восстанавливаться в памяти, вспоминаться. Тогда формируются представления. Представления в науке определяются как чувственно-наглядный образ предметов и явлений действительности, сохраняемый в сознании и без непосредственного воздействия самих предметов и явлений на органы чувств. Они возникают не мгновенно и не в законченном виде, а формируются, постепенно совершенствуются, изменяются под влиянием новых, целенаправленных актов восприятия.

Представления возникают у детей в сознании в виде наглядных образов, носят конкретный характер, тем не менее, эти образы могут отражать несущественные признаки, так как часть ощущений упускается. Они могут формироваться не только на основе непосредственного наблюдения, но и в результате воображения ребенка, работы с учебником и наглядными пособиями [20].

В педагогике понятие – это «форма научного познания, отражающая объективно существенное в вещах и явлениях и закрепляемая специальными терминами или обозначениями. В отличие от чувственных образов (ощущений и восприятия) понятие не есть нечто непосредственное, взятое во всем многообразии его качественных особенностей. Из всего этого многообразия понятие отвлекает существенное и тем самым получает значение всеобщности, в чем и состоит его главная отличительная черта» [19].

Большая Советская Энциклопедия дает следующее определение этой категории: «Понятие – форма мышления, отражающая существенные свойства, связи и отношения предметов и явлений в их противоречии и развитии, мысль или система мыслей, обобщающая, выделяющая предметы некоторого класса по определенным общим и в совокупности специфическим для них признакам» [4].

В системе знаний об объектах и явлениях окружающего мира понятия играют важную роль, так как они служат опорным моментом в познании реальной действительности и являются своеобразным итогом познания ее.

В школьном курсе начального естествознания формируются в основном первоначальные понятия, которые впервые вводят детей в понимание закономерностей окружающего мира, опираются на чувственный опыт младшего школьника и обеспечивают переход представления в понятие.

Главная особенность первоначальных понятий состоит в том, что независимо от возраста учащихся осуществляется первоначальное усвоение закономерностей, сущности объекта или явления окружающей действительности на имеющейся у школьников чувственной основе. Например, в 1 классе учащиеся уже имеют определенные представления о природе, о многообразии представителей живой природы. Но только во 2 классе они изучают первоначальные научные понятия «природа неживая», «природа живая», т.е. впервые начинают осознавать, что все многообразие природы можно четко разделить на две категории: неживое и живое. Таким образом, усвоение первоначальных научных понятий обусловливает переход младших школьников к научному познанию объектов и явлений реальной действительности.

Природоведческие понятия в зависимости от различного количества предметов и явлений, отраженных в них, взаимосвязи с другими понятиями имеют свою характеристику: для них характерно содержание, объем, связи и отношения с другими понятиями.

Естествознание – это система наук о природе, совокупность естественных наук, взятая как целое.

Естествознание возникло до образования отдельных естественных наук. Оно активно развивалось в XVII–XIX веках. Ученых, занимавшихся естествознанием или накоплением первичных знаний о природе, называли естествоиспытателями.

К естественным наукам относят разделы науки, отвечающие за изучение природных (естественных – от «естество», природа) явлений, в отличие от гуманитарных и социальных наук, изучающих человеческое общество [22].

В широком смысле понятие «природа» определяется философией как все сущее, весь мир в многообразии его форм. Природа – это окружающий нас мир во всем бесконечном многообразии своих проявлений, это объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания. Природа не имеет ни начала, ни конца, бесконечна во времени и пространстве, находится в непрерывном движении и изменении.

В планетарном значении природой называют лишь ее часть – биосферу, т.е. земную оболочку, населенную живыми организмами. Понятие природа как совокупность естественных условий существования человека характеризует место и роль природы, в системе исторически меняющихся отношений к ней человека и общества. Это отношение определяется, прежде всего, изменением характера и масштабов человеческой деятельности.

В более узком смысле природа – это объект науки, а точнее, совокупный объект естествознания. Природа делятся философией на неорганическую, изучающую неживую природу, и органическую, изучающую живую природу. Неживая природа является объектом изучения таких наук как астрономия, химия, физика, геология и др. Биология изучает живую природу [23].

Будучи составной частью науки и культуры, естествознание имеет такую же длительную и сложную историю. Естествознание нельзя понять, не проследив историю его развития в целом. Согласно мнению историков науки, развитие естествознания прошло три стадии и в конце XX в. вступило в четвертую. Этими стадиями являются древнегреческая натурфилософия, средневековое естествознание, классическое естествознание Нового и Новейшего времени и современное естествознание XX в.

Развитие естествознания подчиняется данной периодизации. На первой стадии происходило накопление прикладной информации о природе и способах использования ее сил и тел. Это так называемый натурфилософский этап развития науки, характеризующийся непосредственным созерцанием природы как нерасчлененного целого. При этом идет верный охват общей картины природы при пренебрежении частностями, что характерно для греческой натурфилософии.

Позднее к процессу накопления знаний добавляется теоретическое осмысление причин, способов и особенностей изменений в природе, появляются первые концепции рационального объяснения изменений природы. Наступает так называемый аналитический этап в развитии науки, когда идут анализ природы, выделение и изучение отдельных вещей и явлений, поиски отдельных причин и следствий. Такой подход характерен для начального этапа развития любой науки, а в плане исторического развития науки – для позднего Средневековья и Нового времени. В это время методики и теории объединяются в естествознание как целостную науку о природе, происходит череда научных революций, каждый раз кардинально меняющих практику общественного развития.

Итогом развития науки становится синтетическая стадия, когда ученые воссоздают целостную картину мира на основе уже познанных частностей.

Историю развития естествознания можно проследить с VI в. до н.э. Начиная с эпохи Коперника история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы [22].

Содержание школьного курса естествознания включает в себя основы знаний разных наук: биологии, ботаники, зоологии, анатомии, физиологии и гигиены человека, географии; поэтому в системе понятий начального естествознания следует выделять понятия биологические (растения: василек полевой, рис, пшеница, камыш; корень, стебель), географические (горизонт, формы земной поверхности, полезные ископаемые), физические (тело, вещество, явление), геологические (горные породы, полезные ископаемые), сельскохозяйственные (овощи, фрукты, сорняки), экологические (природное сообщество, условия жизни) [2].

Процесс обучения в начальной школе завершается образованием преимущественно элементарных понятий. В них отражен определенный уровень изученности учебного материала об окружающем мире, обобщены существенные признаки изучаемых объектов и явлений, с помощью этих понятий младшие школьники проникают в сущность изучаемых предметов и явлений; данные понятия выражены терминами, имеют определения, а содержание их раскрыто определенными приемами объяснения и описания.

1.2. Процесс формирования естественнонаучных представлений и понятий в начальной школе

Представление, с одной стороны, связано с чувственным опытом, с другой – с обобщением образа в процессе мышления, а затем и в речи. Вместе с тем это пока еще образ, эмпирический уровень образования понятия. Понятно, что чем полнее, точнее восприятие, тем полнее и точнее представление.

Роль представлений в познании велика. Представления о многообразных предметах и явлениях окружающего мира являются необходимой основой мыслительных процессов, а значит и условием развития мышления и воображения школьников. Поэтому целенаправленная работа над образованием в сознании детей отчетливых, точных представлений о предметах и явлениях природы – одна из важных задач работы учителя.

Учителю надо специально руководить процессом формирования представлений, добиваться возможно полной их точности, разносторонности, яркости [1].

Как уже отмечалось, в основе представлений лежат восприятия. Обеспечению образования правильных восприятий способствует учет уже имеющихся по данному вопросу представлений, выявление их правильности или ошибочности.

Следующий этап работы – организация общения детей с предметами и явлениями природы. Это прежде всего непосредственные наблюдения и эксперимент, выполняемые детьми самостоятельно во внеурочное время или на уроках в ходе практических и лабораторных работ с натуральными объектами природы. Однако по разным причинам не всегда удается организовать работу с натуральными объектами природы. В таком случае объект или явление природы заменяется его плоскостным или объемным изображениями, т. е. изобразительным наглядным пособием.

Третий путь образования восприятий – это создание образа словом, когда нет возможности организовать работу ни с натуральными объектами, ни с их изображениями. Такие восприятия создаются силой творческого воображения. При этом полезно опираться на уже имеющиеся восприятия и представления. Например, чтобы создать образ карликовой березки у учащихся, никогда не видевших это растение, можно пойти таким путем: дети рассматривают лист обыкновенной березы. Учитель говорит, что по форме лист карликовой березки такой же, но величина его примерно с ноготь среднего пальца руки. А как растение выглядит в целом? Чтобы представить себе его, можно взять каком-нибудь кривой прутик и показать на нем толщину и положение в пространстве стебля березки. При этом важную роль играет описание растения словами. Понятно, что в этом случае восприятие березки будет не такое точное, как если бы учащиеся смогли воспринимать облик самого растения [10].

Результативность того или иного вида общения с объектами и явлениями природы усиливается путем постановки перед детьми ясной цели общения, последовательной системы вопросов, направляющих внимание детей на те или иные особенности, свойства объекта, заставляющие учащихся всматриваться, вслушиваться. Закреплению и уточнению представлений способствуют зарисовки по памяти, упражнения по различению, узнаванию [6].

Понятие приобретает доказательный и убедительный характер, если существенные признаки его подтверждены оптимальным количеством фактов, и, если рассмотрены взаимосвязи его с другими понятиями. Это указывает на важность построения логически связанной системы понятий.

Методика формирования понятий есть отражение в учебном процессе методологии: «от живого созерцания – к абстрактному мышлению, а от него – к практике». Отсюда вытекает важнейший педагогический вывод – вести детей к знанию общего надо через изучение единичного, особенного. Такой подход особенно важен применительно к младшим школьникам. Нельзя понять, что такое растение вообще, не зная конкретных растений. Нельзя также сводить усвоение понятия к заучиванию словесных формулировок, что, к сожалению, еще имеет место в школьной практике. Если учащийся запомнил термин «растение», но никогда не видел конкретное растение, он не владеет этим понятием. В этом случае его знания о растении формальны. Трудность, которую испытывает ребенок на этом этапе образования понятий, заключается еще и в том, что он не может, например, увидеть, потрогать дерево или животное, понюхать цветок и т. п. Поэтому необходимо продуманно и систематически руководить образованием понятий, что и составляет задачу учителя.

Процесс образование понятий проходит определенные этапы. Начнем с того этапа, на котором у детей имеется запас конкретных представлений. Далее учитель с помощью целого ряда вопросов как бы вынуждает учащихся выделять сначала общие свойства, признаки, связи изучаемых предметов и явлений.

Образованное понятие должно быть закреплено. Для этого используется этап практикования. На данном этапе можно предложить детям работу в тетрадях на печатной основе для закрепления знаний. На нем важную роль играют различные упражнения, зарисовки по памяти, вопросы и задания, позволяющие выявлять применение знаний в практической деятельности. Например, в процессе осмысления представлений о грибах выявляются существенные признаки грибов вообще, строение, питание, размножение. На этапе практикования учитель предлагает классу определить части гриба, провести опыт посадки грибов в домашних условиях. Практикование понятий имеет большое значение в обучении, так как закрепляет и углубляет знания, развивает у учащихся умения самоконтроля, самооценки.

Важным этапом в развитии понятий является повторение знаний, выяснение, оживление имеющегося опыта. При этом психологами (С.Л. Рубинштейн) доказано, что наиболее эффективным для развития понятий является повторение, которое проводится через 2-3 дня.