Autorka programu: mgr Janina Grzegorek wieloletnia nauczyciela biologii w II Liceum Ogólnokształcącym im. Stefana Batorego w Warszawie, dydaktyk na Wydziale Biologii UW, przewodnicząca Regionu Centralnego w programie Nowa Matura, lider Krajowej Grupy Biologów w programie reformy matury (SMART), autorka podręczników szkolnych, informatorów maturalnych oraz materiałów metodycznych i dydaktycznych dla nauczycieli biologii. Konsultant merytoryczny: prof. dr hab. Andrzej Jerzmanowski profesor na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, kierownik Pracowni Biologii Molekularnej Roślin w Instytucie Biologii Eksperymentalnej Roślin na Wydziale Biologii UW, profesor w Instytucie Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie, ekspert Krajowej Grupy Biologów w programie reformy matury (SMART), autor podręczników szkolnych, akademickich, książek pomocniczych dla nauczycieli, książek popularnonaukowych oraz publikacji w prasie specjalistycznej i codziennej. Projekt okładki i karty tytułowej Janusz Obłucki Rysunki Mariusz Koszuta Redaktor inicjujący Beata Koźniewska Redaktor Mirosława Kwiecińska Redaktor techniczny Bożenna Stępień ISBN 83-02-07322-9 c Copyright by Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna Warszawa 1999 Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna Warszawa 1999 Wydanie pierwsze Arkuszy drukarskich: 5 Papier offset, kl. III, 70 g, 70 100 cm Skład: Input T E X, tel. (0-22) 665-78-18 Druk i oprawa: Pabianickie Zakłady Graficzne S.A.
SPIS TREŚCI I. WSTĘP I.1. Geneza programu / 5 I.2. Ogólna charakterystyka programu / 6 I.3. Adresaci programu / 7 I.4. Warunki realizacji programu / 9 II. CELE NAUCZANIA II.1. Sformułowania zawarte w podstawie programowej / 11 II.2. Program nauczania biologii w gimnazjum: kierunkowe cele nauczania biologii uzupełnione i uszczegółowione w stosunku do celów określonych w podstawie programowej / 12 II.3. Cele wychowawcze / 14 III. MATERIAŁ NAUCZANIA III.1. Treści nauczania określone w podstawie programowej / 15 III.2. Analiza podstawy programowej pod kątem doboru materiału nauczania do programu / 15 III.3. Materiał nauczania uszczegółowiona i uzupełniona treść podstawy programowej / 17 IV. PROCEDURY OSIĄGANIA CELÓW IV.1. Zalecane strategie i metody nauczania biologii / 20 IV.2. Zalecane formy organizacyjne / 25 V. STANDARD KSZTAŁCENIA V.1. Standardy wymagań w ujęciu operacyjnym / 30 V.2. Przykładowe techniki kontroli osiągnięć uczniów / 63 V.3. Przykładowe narzędzia sprawdzania i oceniania osiągnięć uczniów / 65 V.4. Propozycje wewnątrzszkolnych procedur sprawdzania i oceniania osiągnięć uczniów / 75
I. WSTĘP I.1. Geneza programu Prezentowany program nauczania biologii w gimnazjum powstał w związku z reformą polskiego systemu edukacji wchodzącą w życie 1 września 1999 roku. Istotnym elementem reformy (mającej na celu podniesienie poziomu wykształcenia społeczeństwa, wyrównanie szans edukacyjnych oraz zasadniczą poprawę jakości edukacji w Polsce) jest wprowadzenie nowej struktury szkolnictwa. W zreformowanej strukturze systemu szkolnego znajdują się: placówki wychowania przedszkolnego, sześcioletnie szkoły podstawowe, trzyletnie gimnazja, trzyletnie licea profilowane oraz równolegle funkcjonujące dwuletnie szkoły zawodowe i licea uzupełniające, szkoły policealne i szkoły wyższe. Najistotniejszą nowością w zreformowanej strukturze jest to, że dzięki wyodrębnieniu gimnazjum poszczególne etapy kształcenia obejmują grupy dzieci lub młodzieży w jednej i tej samej fazie rozwoju psychicznego i fizycznego. Pozwala to dostosować pracę szkoły do specyficznych potrzeb konkretnych grup wiekowych. Zmiana systemu szkolnego wymaga opracowania programów nauczania do poszczególnych typów szkół. Gimnazjum jest nowym typem szkoły, przeznaczonym dla młodzieży od trzynastego do szesnastego roku życia. Programy nauczania dla tego etapu kształcenia powinny uwzględniać treści umożliwiające nabycie umiejętności kluczowych, które w podstawie programowej zostały określone następująco: planowanie, organizowanie i ocenianie własnego uczenia się, przyjmowanie coraz większej odpowiedzialności za własną naukę oraz naukę rzetelnej pracy; skuteczne porozumiewanie się w różnych sytuacjach; prezentacja własnego punktu widzenia i branie pod uwagę poglądów innych ludzi; poprawne posługiwanie się językiem ojczystym; przygotowanie do publicznych wystąpień; 5
efektywne współdziałanie i praca w grupie; budowanie więzi międzyludzkich; podejmowanie indywidualnych i grupowych decyzji; skuteczne działanie na gruncie zachowania obowiązujących norm; rozwiązywanie problemów w twórczy sposób; poszukiwanie, porządkowanie i wykorzystywanie informacji z różnych źródeł oraz efektywne posługiwanie się technologią informacyjną; odnoszenie zdobytej wiedzy do praktyki oraz tworzenie potrzebnych doświadczeń i nawyków; rozwijanie sprawności umysłowych oraz osobistych zainteresowań; przyswajanie sobie metod i technik negocjacyjnego rozwiązywania konfliktów i problemów społecznych we własnych środowiskach. Ważną funkcją gimnazjum jest także wprowadzenie młodzieży w świat kultury i sztuki oraz w świat nauki, w tym ostatnim wypadku poprzez poznawanie języka pojęć, twierdzeń i metod, właściwych dla poszczególnych dziedzin nauki na poziomie umożliwiającym dalsze kształcenie. Niniejszy dokument zawiera nowy, przygotowany specjalnie dla gimnazjum, program nauczania biologii. Program został tak skonstruowany, by umożliwić w trakcie jego realizacji nabycie i doskonalenie wymienionych wyżej umiejętności kluczowych, a jednocześnie by umożliwić poznanie biologii jako dziedziny wiedzy, która ma coraz większe znaczenie w życiu społeczeństwa. I.2. Ogólna charakterystyka programu Program obejmuje całość biologii, jednak szczególny nacisk kładzie na zagadnienia związane z ekologią, funkcjonowaniem organizmu ludzkiego i wykorzystaniem osiągnięć biologii przez człowieka. Założeniem programu jest przedstawianie zagadnień biologicznych w powiązaniu z praktyką życia codziennego i unikanie nadmiernej szczegółowości. Zadaniem programu jest umożliwienie uczenia umiejętności na podstawie starannie wybranych, najbardziej istotnych wiadomości. Najważniejsze cechy programu przedstawiono poniżej. Program nauczania biologii w gimnazjum: obejmuje wszystkie cele edukacyjne i wszystkie osiągnięcia ucznia określone w aktualnej podstawie programowej dla biologii w gimnazjum (p. rozdz. II); w odniesieniu do treści nauczania w poszczególnych działach zachowuje proporcje zgodne ze znaczeniem i rozwojem współczesnych dyscyplin biologii oraz ich rolą w życiu współczesnego człowieka; uwzględnia elementy edukacji ekologicznej i zdrowotnej bezpośrednio łączące się z treścią nauczania biologii na etapie kształcenia gimnazjalnego; 6
uwzględnia najnowsze osiągnięcia naukowe (aktualizuje wiedzę biologiczną prezentowaną w dotychczasowych programach nauczania dla szkół podstawowych i średnich); wymusza inny sposób postrzegania biologii: nie jako przedmiotu wymagającego wyłącznie pamięciowego opanowania mało przydatnych informacji i terminów, ale jako wiedzy, która jest użyteczna w rozwiązywaniu problemów życia codziennego; dostosowuje stopień trudności treści nauczania do predyspozycji uczniów w przedziale wiekowym 13 16 lat; określa standardy wymagań; treść nauczania jest prezentowana operacyjnie, w formie opisu czynności ucznia, z propozycją podziału standardów na dwa poziomy wymagań (podstawowy i ponadpodstawowy), w celu ułatwienia nauczycielom ewaluacji osiągnięć uczniów; zawiera propozycje metodyczne dotyczące sposobu realizacji; wskazuje obiektywne i skuteczne sposoby sprawdzania i oceniania osiągnięć uczniów w trakcie nauki (ocenianie wewnątrzszkolne) oraz na egzaminie preorientującym (ocenianie zewnętrzne) przewidzianym na końcu kształcenia gimnazjalnego. I.3. Adresaci programu Adresatami programu są w równej mierze uczniowie jak i nauczyciele. Przy tworzeniu niniejszego programu wzięto pod uwagę charakterystyczne cechy grupy wiekowej młodzieży, która będzie jego odbiorcami. Uczniowie, rozpoczynający gimnazjum w wieku 13 lat, są w trakcie dorastania (według faz rozwoju człowieka okres od 11/12 do 14/15 roku życia), a kończący gimnazjum 16-latkowie w okresie wczesnej młodości (według faz rozwoju człowieka okres od 14/15 do 18 roku życia). Okres dorastania wraz z okresem wczesnej młodości jest swoistym pomostem pomiędzy dzieciństwem i dorosłością. Jest to czas bardzo złożonych i burzliwych zmian anatomicznych (przede wszystkim intensywnego wzrostu ciała, rozwoju drugo- i trzeciorzędowych cech płciowych), fizjologicznych (przede wszystkim uczynnienia układu rozrodczego) i psychicznych najbardziej istotnych z punktu widzenia procesu dydaktycznego. U młodzieży z tego przedziału wiekowego: myślenie nabiera charakteru abstrakcyjnego; zaczyna się operowanie nie tylko konkretami, ale także pojęciami i sądami, co umożliwia rozważania filozoficzne, stawianie hipotez, przewidywanie i planowanie sposobów sprawdzania rozwiązań; rozwija się pamięć logiczna, co oznacza, że zapamiętywanie przestaje być mechaniczne, lecz opiera się na rozumieniu docierających informacji; 7
obserwuje się dążność do wieloaspektowego poznawania rzeczywistości, co w połączeniu z rozwijającym się krytycyzmem może wywoływać ostre konflikty z otoczeniem (rodzicami, nauczycielami); dokonują się pierwsze próby syntezy wiedzy o świecie: następuje rozwój procesów poznawczych mający związek z poszukiwaniami systemu wartości, zaczyna się kształtowanie światopoglądu, dochodzi do stawiania pytań zasadniczych (o to, kim jestem, jaki jest sens i cel życia, czy istnieją ostateczne wartości, na czym polega istota zjawisk itp.). Intensywny rozwój psychiczny wpływa na występowanie zróżnicowanych stanów emocjonalnych u młodych ludzi od agresji (złości, nienawiści, wrogości, zazdrości) poprzez stany obronne (strach, niepokój, smutek, żal) aż do stanów pozytywnych (miłości, wzruszenia, podniecenia, przyjemności). Jednocześnie młodzi ludzie odkrywają swoją odrębność (świadomość własnego ja ). Biorąc pod uwagę powyżej wymienione charakterystyczne cechy młodzieży gimnazjalnej, prezentowany program nauczania biologii kładzie szczególny nacisk na: zagadnienia, które umożliwiają zrozumienie istoty zachodzących zmian anatomicznych, fizjologicznych i częściowo psychicznych (treści nauczania dotyczące budowy i funkcjonowania organizmu człowieka); elementy edukacji zdrowotnej, które umożliwią świadome wspomaganie i ewentualne zapobieganie negatywnym skutkom intensywnego rozwoju anatomicznego i fizjologicznego; miejsce człowieka w przyrodzie, szczególną pozycję w stosunku do innych organizmów wchodzących podobnie jak my w skład biosfery, i wynikające stąd obowiązki; najistotniejsze hipotezy i teorie naukowe dotyczące istoty zjawisk biologicznych i rozwoju świata organicznego, które mogą być przydatne w krystalizowaniu poglądów na istniejącą rzeczywistość; doświadczalne sposoby poznawania zjawisk biologicznych (formułowanie problemów badawczych i hipotez, planowanie sposobów sprawdzania hipotez, przeprowadzanie prostych doświadczeń). Dla nauczycieli biologii, którzy zdecydują się nauczać w gimnazjum, program stanowi dokument o istotnym wpływie na organizację ich pracy dydaktyczno-wychowawczej. Nauczyciele, którzy będą posługiwać się tym programem nauczania biologii w gimnazjum, powinni zwrócić uwagę na następujące jego cechy wynikające z założeń zawartych w podstawie programowej: wszystkie zagadnienia są przedstawione nowocześnie zgodnie ze współczesną wiedzą biologiczną; inne, niż stosowane dotychczas w końcowych klasach szkoły podstawowej i pierwszej klasie szkoły średniej, są proporcje treści nauczania z poszczególnych dyscyplin biologicznych, np. skrótowo potraktowano przegląd systematyczny 8
organizmów, a rozbudowano zagadnienia dotyczące ekologii, ochrony środowiska, elementów anatomii i fizjologii człowieka, biotechnologii; stopień szczegółowości materiału nauczania jest mniejszy w porównaniu do stosowanego dotychczas, np. używa się jedynie niezbędnej terminologii naukowej; wyraźnie jest ukazana praktyczna przydatność wiedzy biologicznej; standardy wymagań, czyli operacyjnie ujęta treść nauczania, są zróżnicowane na dwa poziomy wymagań: podstawowy i ponadpodstawowy; wskazuje się konkretne obserwacje i proste doświadczenia biologiczne jako właściwy sposób poznawania świata organicznego; proponuje się sposoby sprawdzania i oceniania osiągnięć uczniów. I.4. Warunki realizacji programu Liczba godzin niezbędna do realizacji programu to 4 godziny w trzyletnim cyklu kształcenia, najlepiej podzielona następująco: 1 godzina tygodniowo w klasie I na realizację działów: Różnorodność organizmów, Ekologia, Człowiek i przyroda, 2 godziny tygodniowo w klasie II na realizację działów: Komórka, Funkcjonowanie roślin, Funkcjonowanie człowieka i zwierząt, 1 godzina tygodniowo w klasie III na realizację działów: Genetyka, Ewolucja, Biotechnologia. Alternatywnie 4 godziny w dwuletnim cyklu kształcenia niezbędne do realizacji programu można podzielić następująco: 2 godziny tygodniowo w pierwszym roku nauczania na realizację działów: Różnorodność organizmów, Ekologia, Człowiek i przyroda, Komórka, Funkcjonowanie roślin, 2 godziny tygodniowo w drugim roku nauczania na realizację działów: Funkcjonowanie człowieka i zwierząt, Genetyka, Ewolucja, Biotechnologia. 9
Liczebność klas nie powinna przekraczać 30 osób. Pożądane jest, w miarę możliwości, prowadzenie niektórych zajęć w mniejszych grupach, dotyczy to przede wszystkim zagadnień realizowanych w klasie II. Wskazane jest, by gimnazja miały pracownie biologiczne wyposażone w podstawowe pomoce dydaktyczne do nauczania i uczenia się biologii, takie jak: mikroskopy świetlne do obserwacji komórek i tkanek (oraz szkiełka mikroskopowe do samodzielnego wykonywania preparatów); zestawy gotowych preparatów mikroskopowych (tkanek roślinnych i zwierzęcych); zasuszone lub zakonserwowane okazy roślin i zwierząt; modele, np. budowy DNA, oka, ucha; tablice graficzne i plansze przedstawiające np. przebieg procesów biologicznych, organizmy chronione, rośliny użyteczne gospodarczo, grzyby jadalne i trujące; sprzęt audiowizualny (rzutniki pisma, magnetowidy, ew. komputery), foliogramy, filmy z zakresu ekologii i ochrony środowiska oraz dotyczące procesów fizjologicznych człowieka, ew. programy edukacyjne na płytach CD; podstawowe szkło laboratoryjne i podstawowy sprzęt do zajęć terenowych. Młodzież powinna mieć możliwość korzystania z prostych kluczy do oznaczania roślin i zwierząt oraz atlasów ukazujących różnorodność organizmów. Należy pamiętać o tym, że wiele pomocy dydaktycznych mogą przygotować nauczyciele wraz z uczniami samodzielnie, np. zasuszone okazy roślin, tablice graficzne, proste foliogramy i modele. Ważna jest także możliwość nauczania i uczenia się biologii poprzez obserwacje flory i fauny bliższej i dalszej okolicy w trakcie krótkich wycieczek, a także dłuższych zajęć terenowych, takich jak: zielone szkoły, ścieżki dydaktyczne, wycieczki np. do lasu, rezerwatu, parku narodowego, oczyszczalni ścieków. Program nauczania powinni realizować nauczyciele po studiach wyższych z zakresu biologii z przygotowaniem pedagogicznym lub nauczyciele z wieloletnią praktyką nauczania tego przedmiotu w dotychczasowych szkołach podstawowych lub średnich, którzy powinni w najbliższym czasie przejść szkolenia aktualizujące ich wiedzę merytoryczną i uzupełniające wiedzę dydaktyczną.
II. CELE NAUCZANIA II.1. Sformułowania zawarte w podstawie programowej W obowiązującej podstawie programowej dla biologii w gimnazjum sformułowano następujące cele edukacyjne oraz osiągnięcia ucznia: Cele edukacyjne 1. Rozwijanie zainteresowań biologicznych i skłanianie do samodzielnego poznawania świata żywego. 2. Poznawanie różnorodności świata żywego i środowisk życia organizmów. 3. Poznawanie i rozumienie podstawowych procesów życiowych organizmów. 4. Zrozumienie zasad funkcjonowania organizmu człowieka i kształtowanie zachowań prozdrowotnych. 5. Kształtowanie zachowań nastawionych na ochronę środowiska przyrodniczego. Osiągnięcia 1. Formułowanie hipotez. Analizowanie i interpretowanie wyników obserwacji i doświadczeń wraz z oceną ich wiarygodności. 2. Gromadzenie, integrowanie, opracowywanie i interpretowanie wiedzy z różnych dziedzin, niezbędnej do wyjaśniania procesów życiowych. 3. Interpretowanie zależności między budową i funkcją układów i narządów w organizmie człowieka. Postrzeganie funkcjonowania organizmu ludzkiego jako integralnej całości. 4. Interpretowanie zależności między środowiskiem życia organizmu a jego budową i funkcjonowaniem. 5. Analizowanie struktury i funkcjonowania wybranych ekosystemów. 6. Ocenianie zmian zachodzących w środowisku przyrodniczym w wyniku oddziaływania człowieka i ich wpływu na jakość życia i umiejętności znajdowania środków zaradczych. 7. Analizowanie przyczyn zakłóceń stanu zdrowia człowieka, przewidywanie skutków własnych decyzji w tym zakresie. Prowadzenie zdrowego trybu życia. 11
II.2. Program nauczania biologii w gimnazjum: kierunkowe cele nauczania biologii uzupełnione i uszczegółowione w stosunku do celów określonych w podstawie programowej W ujęciu zawartym w podstawie zarówno cele ogólne kształcenia (p. podrozdz. I.1), jak i cele specyficzne dla biologii (p. podrozdz. II.1) wskazują generalne kierunki dążeń, ale nie określają dokładnie, co ma być osiągnięte w procesie nauczania uczenia się. Sprecyzowanie, konkretyzacja i uszczegółowienie celów zapisanych ogólnie operacjonalizacja wymaga czynnościowego ujęcia celów, co umożliwia ich formułowanie jako zamierzonych osiągnięć ucznia. Cele operacyjne muszą być uporządkowane i poklasyfikowane. W niniejszym programie nauczania uwzględniamy najbardziej znaną taksonomię celów nauczania, według której wyróżniamy dwa poziomy, a w nich cztery kategorie celów: Poziomy celów I. Wiadomości II. Umiejętności Kategorie celów A. Zapamiętanie wiadomości B. Rozumienie wiadomości C. Stosowanie wiadomości w sytuacjach typowych D. Stosowanie wiadomości w sytuacjach problemowych W tym miejscu podajemy tylko kierunkowe cele nauczania biologii w gimnazjum, z uwzględnieniem ich podziału na dwa poziomy (wiadomości i umiejętności), natomiast szczegółowe kategorie celów zamieszczamy w rozdziale V. Aby przedstawione tu kierunkowe cele nauczania biologii były czytelne, sformułowano je szczegółowiej w porównaniu do formy przyjętej w podstawie programowej oraz powiązano z głównymi zagadnieniami materiału nauczania (p. podrozdz. III.1). Formułując cele, kierowano się także założonymi efektami końcowymi, czyli osiągnięciami określonymi w podstawie programowej (p. podrozdz. II.1). Aby zagwarantować ich osiągnięcie, należało w programie nieco szerzej niż w podstawie potraktować treść nauczania, odpowiednio uzupełniono też cele kierunkowe. Kierunkowe cele nauczania. Poziom I wiadomości W wyniku realizacji programu nauczania biologii uczeń powinien wykazać się wiadomościami dotyczącymi: istoty życia na Ziemi; różnorodności organizmów i zasad ich klasyfikacji; najbardziej charakterystycznych cech budowy i biologii organizmów z poszczególnych królestw świata organicznego; zależności istniejących między organizmami tego samego i różnych gatunków oraz między organizmami i środowiskiem, w którym żyją; 12
znaczenia przyrodniczego i gospodarczego różnych grup organizmów; struktury i funkcjonowania ekosystemów i całej biosfery; działań człowieka w środowisku przyrodniczym, z uwzględnieniem ich wpływu na stan przyrody i egzystencję człowieka; sposobów ochrony przyrody i środowiska; podstaw budowy i funkcjonowania komórek i tkanek; podstaw budowy i przebiegu procesów życiowych roślin kwiatowych i zwierząt; podstaw budowy i przebiegu procesów fizjologicznych człowieka; zasad higienicznego trybu życia; etapów biologicznego i psychicznego rozwoju człowieka; genetycznych i środowiskowych uwarunkowań chorób człowieka, elementów epidemiologii i profilaktyki; podstaw mechanizmu dziedziczenia cech ze szczególnym uwzględnieniem genetyki człowieka; istoty procesu ewolucji; podstawowych zasad metodologii badań biologicznych; zastosowań biotechnologii w życiu codziennym i działalności gospodarczej człowieka. Kierunkowe cele nauczania. Poziom II umiejętności W wyniku realizacji programu nauczania biologii uczeń powinien opanować umiejętności: wykazywania jedności i różnorodności świata organicznego; klasyfikowania organizmów według określonych kryteriów; stosowania atlasów i prostych kluczy do oznaczania roślin i zwierząt żyjących w najbliższym otoczeniu; wykazywania zależności między organizmami tego samego i różnych gatunków; określania potrzeb życiowych organizmów; analizy współzależności między budową i biologią organizmów a ich środowiskiem życia, określania roli poszczególnych grup organizmów w przyrodzie, życiu i gospodarce człowieka; analizy struktury i zasad funkcjonowania przykładowych ekosystemów; wartościowania działań człowieka w środowisku przyrodniczym; oceny stanu środowiska w ujęciu lokalnym i globalnym; uzasadniania konieczności działań na rzecz ochrony środowiska; projektowania działań na rzecz ochrony środowiska w najbliższym otoczeniu; wykazywania zależności między budową i funkcją komórek, tkanek, narządów i układów narządów w organizmach roślin, zwierząt i człowieka; charakteryzowania podstawowych procesów metabolicznych i fizjologicznych; porównywania budowy, procesów życiowych i środowisk życia różnych organizmów; postrzegania organizmu człowieka jako integralnej całości; 13
rozróżniania etapów biologicznego i psychicznego rozwoju człowieka i określania potrzeb z nimi związanych; analizowania czynników warunkujących zdrowie człowieka; wdrażania zasad higienicznego trybu życia; wskazywania genetycznych i środowiskowych przyczyn chorób człowieka z uwzględnieniem elementów epidemiologii i profilaktyki; analizowania roli informacji genetycznej i sposobu jej przekazywania komórkom i organizmom potomnym; wskazywania genetycznych i środowiskowych uwarunkowań zmienności organizmów; uzasadniania roli zmienności mutacyjnej i doboru naturalnego w ewolucji świata organicznego; wykazywania roli biotechnologii w życiu codziennym i działalności gospodarczej człowieka; oceniania pozytywnych i negatywnych skutków wdrażania współczesnych metod biotechnologicznych; posługiwania się sprzętem optycznym i laboratoryjnym; planowania i przeprowadzania obserwacji i prostych doświadczeń zgodnie z metodologią badań biologicznych i wnioskowania na podstawie ich wyników; korzystania z różnych źródeł informacji w uczeniu się biologii; konstruowania różnych form wypowiedzi (słownych, pisemnych, graficznych) dotyczących problemów biologicznych; rozwiązywania testów biologicznych. II.3. Cele wychowawcze Biologia jest przedmiotem, który umożliwia realizację wielu celów wychowawczych. W wyniku realizacji programu nauczania biologii w gimnazjum, uczeń powinien: prowadzić zdrowy tryb życia i stosować zasady profilaktyki zdrowotnej; przewidywać skutki stosowania używek (papierosów, alkoholu, narkotyków); dbać o stan środowiska przyrodniczego; wykazywać właściwą postawę wobec organizmów; podejmować działania na rzecz ochrony środowiska w swoim otoczeniu, skłaniać innych do takich działań; doceniać rolę przyrody w życiu człowieka, być wrażliwym na jej piękno i rozumieć potrzebę zachowania bioróżnorodności; rozwijać zainteresowania przyrodnicze, aktywnie poznawać przyrodę poprzez obserwacje i doświadczenia; umieć krytycznie oceniać rolę człowieka w przyrodzie; odróżniać fakty i uznane teorie naukowe dotyczące problemów biologicznych od subiektywnych opinii i sądów. 14
III. MATERIAŁ NAUCZANIA III.1. Treści nauczania określone w podstawie programowej 1. Struktura organizmu i funkcje, jakim ona służy (komórki, tkanki, organy). 2. Przykłady różnych sposobów pełnienia tych samych funkcji życiowych przez organizmy zależnie od warunków środowiska. 3. Budowa i funkcjonowanie organizmu człowieka. 4. Stan zdrowia i choroby. Przykłady chorób zakaźnych oraz patologii w działaniu narządów; elementy epidemiologii, profilaktyki i leczenia omawianych chorób. 5. Etapy biologicznego i psychicznego rozwoju człowieka i potrzeby z nimi związane. 6. Informacja dziedziczna; cechy organizmu wynikające z wpływu genów i oddziaływań środowiskowych. 7. Relacje wewnątrz- i międzygatunkowe w przyrodzie. Krążenie materii i przepływ energii w różnych układach przyrodniczych. 8. Działania człowieka w środowisku przyrodniczym i ich konsekwencje. III.2. Analiza podstawy programowej pod kątem doboru materiału nauczania do programu Przygotowując materiał nauczania do programu biologii w gimnazjum, wyszliśmy z założenia, że należy: a) nawiązać do treści nauczania określonej w podstawie programowej dla szkoły podstawowej, b) ustalić działy nauczania w kolejności możliwej do realizacji w poszczególnych klasach gimnazjum, c) uszczegółowić materiał nauczania określony w podstawie programowej oraz uzupełnić go o te elementy, które są niezbędne do zrealizowania zawartych w podstawie celów kształcenia. W programie nauczania proponujemy rozpocząć od ukazania różnorodności świata organicznego oraz zasad jego funkcjonowania w ścisłym związku ze środowiskiem dotyczy to zagadnień 2, 7, 8 oraz częściowo 1 z podstawy programowej. Propozycja ta wynika z przekonania, że treść nauczania dotycząca wymienionych 15
problemów jest najłatwiejsza do opanowania, bezpośrednio nawiązuje do zagadnień poruszanych w szkole podstawowej i lepiej ukazuje to, czym całościowo zajmuje się biologia. W związku z tym proponujemy, aby w klasie pierwszej realizować następujące trzy działy: Różnorodność organizmów; Ekologia; Człowiek i przyroda. Realizacja działu Różnorodność organizmów powinna uświadomić uczniom, że fascynująca różnorodność życia na Ziemi wynika z natury procesu ewolucji. Z tego powodu wprowadzamy krótki przegląd królestw świata organicznego, który pokazuje przystosowania do pełnienia podobnych funkcji życiowych u organizmów różniących się stopniem komplikacji budowy i środowiskiem życia. Całościowy, choć skrótowy, przegląd organizmów umożliwia realizację tematyki z zakresu ekologii (zagadnienie 7 z podstawy programowej). Nieco szersze, niż to sugeruje podstawa programowa, ujęcie treści ekologicznych jest niezbędne na tym etapie kształcenia. Młodzi ludzie powinni wynieść ze szkoły przeświadczenie, że istniejąca w otaczającej ich przyrodzie naturalna równowaga, która wynika z obiektywnych zasad jej funkcjonowania, jest wartością wymagającą ochrony. Bezpośrednio z tym zagadnieniem wiąże się wiedza o miejscu i roli człowieka w przyrodzie. Dział Człowiek i przyroda dostarcza informacji o roli człowieka w procesach ekologicznych, jego wpływie na funkcjonowanie przyrody oraz racjonalnym podejściu do jej ochrony. Nacisk na te zagadnienia jest szczególnie istotny ze względu na nasiloną w naszych czasach degradację środowiska. W klasie drugiej proponujemy realizować trzy działy: Komórka; Funkcjonowanie roślin; Funkcjonowanie człowieka i zwierząt, co odnosi się do zagadnień 3, 4, 5 oraz częściowo do zagadnienia 1 z podstawy programowej. Wybierając treść do tej części programu, kierowaliśmy się intencją przekazania podstaw wiedzy pozwalającej zrozumieć, że makroskopowe przejawy życia są w dużej mierze skutkiem tego, co dzieje się na poziomie mikroskopowym. Realizacja tych zagadnień będzie możliwa dopiero w klasie drugiej, ponieważ wyjaśnianie istoty procesów metabolicznych i fizjologicznych wymaga uwzględniania niektórych treści programowych z chemii i fizyki. W tej części programu, zgodnie z założeniami podstawy, najwięcej uwagi poświęcamy zagadnieniom dotyczącym budowy i procesów życiowych człowieka. Uzasadnieniem takiego podejścia jest fakt, że wiedza z tego zakresu wychodzi naprzeciw naturalnej ciekawości, ma bowiem oczywiste praktyczne odniesienie do problemów własnego ciała, z którymi młodzież styka się na co dzień. Uwzględnienie budowy roślin (ograniczone do roślin kwiatowych) i zwierząt pod kątem ich przystosowań do różnych funkcji życiowych (zagadnienie 1 podstawy programowej) ma na celu wyrobienie przeświadczenia, że pod względem biologicznym organizm człowieka nie jest wyjątkiem, a jego budowa, potrzeby i procesy życiowe mają swoje odpowiedniki u innych organizmów żyjących na Ziemi. W klasie trzeciej proponujemy realizację ostatnich trzech działów: Genetyka; Ewolucja; Biotechnologia. Taki dobór treści tej części programu wynika z faktu, że wyjaśnianie podstaw dziedziczenia cech i związanych z tym problemów (zagadnienie 6 z podstawy programowej) jest łatwiejsze, gdy są już przerobione podstawy 16
molekularnej organizacji życia. Uwzględnienie zagadnień dotyczących ewolucji umożliwia podsumowanie dotąd przyswojonych treści programowych; pozwala też zrozumieć pozornie sprzeczny fakt ogromnego zróżnicowania świata organicznego, a jednocześnie uderzających podobieństw organizmów, przede wszystkim na poziomie molekularnym i komórkowym. Tematyka dotycząca biotechnologii wiąże się z zagadnieniem 8 z podstawy programowej. Jej szersze potraktowanie jest podyktowane przede wszystkim tym, że pokazuje ona bardzo wyraźnie praktyczny aspekt wiedzy biologicznej. Wychodzi też naprzeciw powszechnemu dziś zainteresowaniu takimi kierunkami rozwoju biologii, jak: inżynieria genetyczna, rewolucja w rolnictwie i medycynie, klonowanie, i pomaga ustosunkować się do obaw i niepokojów, które się z nimi wiążą. III.3. Materiał nauczania uszczegółowiona i uzupełniona treść podstawy programowej I. Różnorodność organizmów Organizmy i ich klasyfikacja: zjawisko życia; jedność i różnorodność życia na Ziemi; klasyfikowanie organizmów. Królestwa świata ożywionego: wirusy bezkomórkowe formy życia; królestwo bakterii; królestwo protistów; królestwo grzybów; królestwo roślin zielonych; królestwo zwierząt. II. Ekologia Organizm i populacja: adaptacje i nisza ekologiczna; struktura i stosunki ilościowe w populacjach. Zależności wewnątrz- i międzygatunkowe: konkurencja; zjadający i zjadani, symbioza i współbiesiadnictwo; wpływ człowieka na zależności międzygatunkowe. Ekosystem: składniki ekosystemu; zależności pokarmowe; przepływ energii i obieg materii w ekosystemie; przemiany ekosystemów. Geografia życia na Ziemi: biosfera; klimat i biomy; historia kontynentów i organizmów. III. Człowiek i przyroda Myślistwo i hodowla zwierząt: myślistwo i rybołówstwo; pasterstwo i hodowla zwierząt. Rolnictwo: rośliny uprawne; chwasty; szkodniki i choroby roślin; nawożenie; melioracja. 17
Surowce naturalne i energia: lasy i leśnictwo; górnictwo; energetyka. Zanieczyszczenie środowiska: metale ciężkie; tlenki siarki, azotu i kwaśne deszcze; dwutlenek węgla i efekt cieplarniany; związki chlorowcoorganiczne i dziura ozonowa. Ochrona przyrody i środowiska: zagrożona przyroda; ochrona różnorodności biologicznej; rozwój zrównoważony; ochrona środowiska na co dzień. IV. Komórka Budowa komórki: obserwacja komórek; komórki bakteryjne, roślinne i zwierzęce; błona komórkowa; organelle komórkowe; transport przez błony; podział komórki; różne typy komórek. Chemiczne składniki komórki: woda; węglowodany; tłuszcze; białka; kwasy nukleinowe; przemiana materii i energii. V. Funkcjonowanie roślin Podstawowe części rośliny: budowa rośliny kwiatowej; liście; korzenie; łodyga; różnorodność w budowie roślin. Czynności życiowe rośliny: rozmnażanie się roślin; rozwój i wzrost rośliny, ruchy tropiczne roślin. VI. Funkcjonowanie człowieka i zwierząt Odżywianie: znaczenie odżywiania; pokarm jako źródło życiodajnej energii; składniki pokarmu niezbędne do wzrostu, naprawy i regulacji funkcji komórek; zasady zdrowego żywienia; zalecenia zdrowego żywienia; obróbka i przechowywanie produktów spożywczych; układ pokarmowy człowieka trawienie i wchłanianie; układ pokarmowy i odżywianie się zwierząt. Oddychanie: podstawowe wiadomości o oddychaniu; oddychanie komórkowe; wymiana gazowa u człowieka; choroby układu oddechowego; różne formy wymiany gazowej u zwierząt. Układ krwionośny i jego funkcje: krew; układ krwionośny człowieka; choroby serca; układ odpornościowy i odporność człowieka; grupy krwi; układ krążenia u zwierząt. Skóra, kości, mięśnie, ruch: skóra; szkielet człowieka; mięśnie; sposoby poruszania się zwierząt. Wydalanie: wydalanie u człowieka; wydalanie i sposoby osmoregulacji u zwierząt. 18
Narządy zmysłów i koordynacja: układ nerwowy człowieka; układ nerwowy u zwierząt; zmysły i narządy zmysłów; hormony i układ wydzielania wewnętrznego u człowieka; hormony u zwierząt. Zdrowie i choroby: choroby zakaźne, choroby nowotworowe; choroby metaboliczne i alergiczne; choroby psychiczne. Rozmnażanie się i rozwój człowieka: budowa układu rozrodczego i fizjologia zapłodnienia; etapy biologicznego i psychicznego rozwoju człowieka. Rozmnażanie się zwierząt: rozmnażanie bezpłciowe; rozmnażanie płciowe; ochrona zarodka i opieka nad potomstwem. VII. Genetyka Dziedziczenie cech i genetyka mendlowska: zjawisko dziedziczenia; reguły Mendla; genetyka człowieka; choroby dziedziczne. Rola kwasów nukleinowych w dziedziczeniu: struktura DNA a zapis i powielanie informacji genetycznej; synteza białka; biologia molekularna. VIII. Ewolucja Ewolucja i wspólne pochodzenie organizmów: istota ewolucji; dowody ewolucji i wspólnego pochodzenia organizmów; przyczyny ewolucji. Ewolucja i geny: genetyczna zmienność organizmów; ewolucja zachodząca na naszych oczach. Historia życia na Ziemi: ewolucja komórki i procesów przemiany materii i energii; główne etapy ewolucji roślin i zwierząt. IX. Biotechnologia Biotechnologia tradycyjna: klasyczne produkty biotechnologii; współczesne oblicze tradycyjnej biotechnologii. Biotechnologia współczesna: manipulowanie DNA; sekwencja nukleotydów ludzkiego DNA; klonowanie organizmów; bezpieczeństwo i problemy etyczne współczesnej biotechnologii.
IV. PROCEDURY OSIĄGANIA CELÓW IV.1. Zalecane strategie i metody nauczania biologii Osiąganie celów nauczania biologii wymaga odpowiedniej organizacji procesu nauczania tego przedmiotu. Właściwie zorganizowany proces dydaktyczny powinien nie tylko umożliwiać opanowanie przez uczniów wiadomości, ale przede wszystkim nabywanie umiejętności nadających się do zastosowania zarówno w sytuacjach typowych, znanych uczniowi, jak i problemowych, nowych dla ucznia. Spełnienie tego warunku jest możliwe dzięki zastosowaniu odpowiednich strategii, metod nauczania i form organizacyjnych. Przez strategię nauczania rozumiemy celowe zastosowanie określonej metody lub kombinacji metod nauczania. Proces dydaktyczny zostaje podporządkowany regułom przyjętej strategii po to, aby osiągnąć odpowiedni poziom zaangażowania uczniów. W dydaktyce można wyróżnić cztery podstawowe strategie nauczania: asocjacyjną, operacyjną, problemową i emocjonalną. Strategia asocjacyjna Tę strategię, polegającą na przekazywaniu wiedzy, którą uczeń ma przyswoić, powinno się stosować w nauczaniu biologii najrzadziej. Słowne metody nauczania (w szczególności: wykład, pogadanka), reprezentujące strategię asocjacyjną, mogą być stosowane we fragmentach lekcji, które dotyczą zagadnień teoretycznych. Zagadnienia te wymagają definiowania lub wyjaśniania, np. wprowadzania pojęć ekologicznych (biom, ekosystem, biocenoza, populacja, producent, konsument, destruent) lub genetycznych (gen, allel, homozygota, heterozygota); przedstawiania istoty procesów metabolicznych i fizjologicznych; wyjaśniania istoty ewolucji. Stosując taką strategię, nauczyciel musi dbać o to, aby wykład był wspomagany dostępnymi środkami dydaktycznymi, np. ilustracjami książkowymi, foliogramami, tablicami graficznymi. 20
Strategie: operacyjna i problemowa Są to strategie, które w nauczaniu biologii powinno się stosować najczęściej. Model strategii operacyjnej polega na ukierunkowaniu działań ucznia. Na początku poznaje on cel działania, następnie obserwuje wzorowe wykonanie zadania przez nauczyciela lub innego ucznia, a potem samodzielnie wykonuje takie samo lub podobne zadanie pod kontrolą nauczyciela. Strategia problemowa polega na takim zorganizowaniu procesu dydaktycznego przez nauczyciela, by uczniowie samodzielnie zdobywali wiedzę poprzez rozwiązywanie problemów teoretycznych i praktycznych. Do obu tych strategii przede wszystkim nadają się badawcze i obserwacyjne metody nauczania. Te pierwsze umożliwiają stworzenie uczniom sytuacji problemowych, których rozwiązanie wymaga przeprowadzenia doświadczeń, modelowania lub pomiaru i obliczeń, np. statystycznych. Metody obserwacyjne opierają się na poznawaniu w wyniku obserwacji środowiska przyrodniczego, okazów naturalnych roślin i zwierząt, preparatów mikroskopowych, a także w wyniku oglądania i analizy modeli, filmów i innych pomocy dydaktycznych. Przykłady stosowania strategii operacyjnej i problemowej 1. Nauczyciel pokazuje, w jaki sposób ustawia się światło w mikroskopie oraz obraz mikroskopowy w małym i dużym powiększeniu. Następnie uczniowie otrzymują gotowe preparaty mikroskopowe (np. tkanek zwierzęcych) i samodzielnie wykonują podobne operacje. Nauczyciel sprawdza, jak uczniowie sobie radzą, i w razie potrzeby pomaga. 2. Nauczyciel demonstruje przygotowanie preparatu mikroskopowego z wewnętrznej skórki liścia cebuli. Gotowy preparat uczniowie oglądają pod mikroskopem, a następnie samodzielnie wykonują preparat mikroskopowy, np. z liścia moczarki. 3. Nauczyciel rysuje na tablicy schemat hipotetycznej komórki roślinnej z oznaczeniami: ściana komórkowa, błona plazmatyczna, jądro, wodniczka, cytoplazma, chloroplasty. Uczniowie wykonują preparat mikroskopowy z liścia moczarki, oglądają go i rysują w zeszytach jedną komórkę tego liścia. Nauczyciel sprawdza, czy rysunki uczniów oddają kształt i proporcje budowy oglądanej komórki oraz czy struktury komórkowe są właściwie oznaczone. 4. Nauczyciel rysuje na tablicy schemat łańcucha pokarmowego w lesie. Następnie uczniowie oglądają film o biocenozie jeziora i samodzielnie rysują schemat łańcucha pokarmowego tej biocenozy. 5. Na wycieczce uczniowie wraz z nauczycielem zbierają okazy zielnych roślin kwitnących. Po powrocie do szkoły nauczyciel pokazuje na przykładzie jednej rośliny, w jaki sposób należy przygotować rośliny do zasuszenia. Uczniowie przygotowują do zasuszenia pozostałe rośliny. Następnie nauczyciel może udzielić wskazówek, jak wykonać zielnik. 6. Na terenowych zajęciach z ekologii nauczyciel pokazuje, w jaki sposób za pomocą metalowej ramki o wymiarach 1 m 1 m można określić zagęszczenie 21