Проблем преподавания биологии в наших школах, на мой взгляд, три.
Первая — устаревшие данные в учебниках. Например, до сих пор в предках человека, согласно учебникам, числится дриопитек, тогда как такая точка зрения устарела как минимум в начале XX века. Примеры можно легко умножать для любого раздела биологии. Современные данные учитываются в учебниках очень редко. Кстати, по этому показателю отечественные учебники резко контрастируют, например, с американскими. Кроме того, расположение разделов по классам достаточно странное. Как известно, первой идет ботаника. Видимо, считается, что про цветочки детишкам понять гораздо проще, чем про зверюшек, а про зверюшек проще, чем про человека и обобщающие теории. Из практики же следует иное. Ботаника в реальности, во-первых, довольно сложна, во-вторых, бывает весьма скучна и отбивает интерес у детей к биологии вообще. Лучше же всего биологические закономерности преподаются на примере человека.
На мой взгляд, весь курс биологии должен строиться не так, как ныне. Не надо бояться, что дети не поймут теорию, ее надо преподавать параллельно фактологии про цветочки, зверюшек и человека. Сейчас же факты идут в отрыве от теорий, в итоге дети не запоминают первых и не понимают вторых. Проблема с учебниками потенциально легко решаема, хотя я не верю, что она будет скоро решена на практике; проблема с программами тоже разрешима легко, но инерция системы, как мне кажется, не позволит ввести перемены еще лет сто, не меньше.
Вторая значительная проблема — квалификация учителей. Биология — одна из самых быстроразвивающихся наук, а учителя сами учились либо много лет назад, либо по учебникам, написанным много лет назад. В итоге они часто не знают новейших достижений, а иногда сами плохо понимают биологические закономерности. Это уже проблема педагогических вузов, причем крайне трудноразрешимая. Помочь могли бы обновленные курсы в таких вузах (эффект скажется лет через 5–10), либо курсы повышения квалификации (только кто будет на них преподавать в масштабах всей страны?).
Третья проблема — низкий имидж науки вообще и биологии в частности и, как следствие, низкий интерес у школьников к предмету. Это уже сложность государственного масштаба. Тут могла бы помочь усиленная популяризация и пропаганда науки. Сейчас вроде бы идет движение в эту сторону, хотелось бы, чтобы оно развивалось и впредь. Как итог: проблем немного, и они решаемы, но в нынешних условиях надежда на кардинальное и быстрое улучшение слаба. Остается порадоваться, что заинтересованных и способных школьников хватает, а возможностей для самообразования ныне больше, чем когда-либо за всю историю.
Как всегда, школьная биология отстает на несколько десятилетий от современного состояния науки. Планирование времени на различные темы не соответствует важности этих тем для обыденной жизни. И даже то, что есть, проходит мимо значительной части учащихся (но это проблема преподавания не только биологии, естественно). Например, к выложенной в интернете лекции о наследовании групп крови мы получили комментарий 10-летней школьницы о том, что если бы ее папа был знаком с этими элементарными сведениями, он не ушел бы из семьи. У девочки в полном соответствии с законами генетики о наследовании рецессивных признаков группа крови была не «мамина» и не «папина». Малограмотный папа из этого сделал вывод, что ребенок не его, и ушел из семьи.
Теория эволюции — основа всей биологии. Но в школе она преподается на уровне состояния XIX века с упоминанием того, что в XX веке появилась синтетическая теория эволюции (объединение дарвинизма с генетикой). Даже если грамотный учитель захочет рассказать о важнейших и интереснейших открытиях последних десятилетий, он скован тем, что в ЕГЭ формулируются исключительно «кондовые» вопросы на уровне XIX века.
Существует также общая проблема, касающаяся не только биологии. В современной школе идет натаскивание, отсутствует развитие логического мышления. Логическое мышление необходимо для понимания наук, да и в жизни полезно. С правилами формальной логики незнакомы не только школьники, но и учителя (по результатам моих опросов половина учителей биологии не способна решить элементарные логические задачи). Без этого понять основы биологии невозможно, можно только принять на веру. А что принимать на веру — проверенные концепции или фантазии, обильно публикуемые нынче в СМИ, — это безразлично. Грамотные люди живут дольше, болеют меньше, работают лучше и чувствуют себя более счастливыми. Я считаю, что перечисленные дефекты преподавания заведомо программируют на недостижимость уровня грамотности, который позволил бы все эти блага получить.
В школьном преподавании биологии существует важная проблема: организация и подача материала в учебниках. Проблема включает не одну задачу. В частности, задачу «научить думать, а не заучивать» — такую же старую, как и задачу повышения мотивации. В современном мире на пути решения подобных задач встают такие трудности, как «клиповое сознание» детей, воспитанных на гаджетах, их рассеянное внимание и их относительно высокая, но чаще всего поверхностная информированность. Квазиинформативность детей, которым кажется, что они много знают, порождает проблему подачи материала и роли учителя. Более реально поскорее создать адекватные учебники, которыми ученики средних и старших классов смогут пользоваться самостоятельно, чем быстро воспитать поколение учителей, проникнутых естественно-научным подходом. Мой коллега рассказывал мне, как студенты педагогического университета, встретившись с ним на остановке автобуса после его лекции по теории эволюции, спросили, «вправду ли он верит, что мы действительно произошли от обезьяны».
Очевидно, что предстоит большая работа по воспитанию поколения пытливых и думающих учителей, для этого нужно повышать престиж профессии; это, конечно, касается любых дисциплин, а не только биологии, и быстро это не получится. Что реально, так это поработать над учебниками. Видимо, в младших классах учебники природоведения должны быть организованы в форме ответов с помощью учителя на «детские» вопросы, систематизированные по разделам. Скажем, вопросы, связанные с временами года («Почему желтеют листья?») или с основами экологии и физиологии животных («Почему у слона большие уши?», «Почему таракан не бывает размером с крысу?»).
Я думаю, что в старших классах форма подачи материала должна быть рассчитана на то, чтобы высокий интерес ученика позволил ему справиться с освоением учебника самостоятельно. Стоит идти не от простого к сложному, а нужна некая система интересных проблем, каждая из которых являлась бы ученику сразу во всем своем великолепии, как некий сверкающий шар, да еще и с высвеченными особым цветом нерешенными вопросами. Поясню на самом близком мне материале — поведении животных. Вот один такой «шар»: «Чему животные учатся сами, что усваивают от родителей и социального окружения и какие формы поведения являются врожденными?» Современник Дарвина Дуглас Сполдинг первым поставил ряд экспериментов с животными, родившимися в неволе или очень молодыми, и был поражен, что ласточкам не надо учиться летать, а цыплятам — распознавать съедобную пищу. Он поставил вопрос: «Каким образом поведение животного разворачивается как пестрая лента из шкатулки?»
За последующие более чем 150 лет исследователи узнали очень много и об инстинктах животных, и об их интеллекте. С некоторыми видами (обезьянами, дельфинами) удалось вступить в прямой диалог, обучив их языкам-посредникам, и получить представление не только об их умственных способностях, но и о «лингвистическом» потенциале. Какое участие принимают гены в формировании и проявлении поведения? Влияет ли поведение в свою очередь на экспрессию генов? Здесь множество нерешенных проблем. Самое интересное, что ученик сталкивается с работой генов много раз, в разных разделах. Поэтому вопросы в каждом разделе могут быть разного уровня. Первый уровень — это вопросы только к тому материалу, с которым ученик познакомился в этом разделе. Вопросы второго уровня побудят его перечитать остальные. Например, «Как интеллект помогает животным находить пищу в меняющейся среде?» (раздел экологии). Конечно, нельзя рассчитывать на поголовный интерес к проблемам биологии. Но мне кажется, что путем такой подачи материала мы уловим больше умов. Как это увязать с системой ЕГЭ, я не знаю. Возможно, переработать вопросы.
Я не знаю, что сейчас преподают в средней школе в России. С новыми подходами в преподавании биологии в США я знаком довольно хорошо. За последние пару десятков лет биология очень сильно продвинулась вперед. В частности, появились возможности проведения очень красивых экспериментов прямо во время школьных уроков и с непосредственным участием учеников. Есть несколько подходов, с помощью которых учителя пытаются привить школьникам интерес и более глубокое понимание биологии.
Во-первых, это попытки дать возможность непосредственно почувствовать красоту биологического эксперимента, сделанного своими руками. Делается это с помощью специальных учебных наборов — по выделению ДНК, трансформации бактерий плазмидами с генами флюоресцентных белков и т. д., — специально разработанных для школ. Это хорошее дело, и оно дает каждому ученику почувствовать себя «исследователем», переливающим жидкости из одной пробирки в другую. В России подобные учебные экспериментальные наборы недавно начала производить компания «Биологика».
Другое направление — это работа школьников, часто вместе с учителями, в течение летних каникул в университетских лабораториях. В этом случае есть несколько возможностей, все они основаны на решении параллельных задач, не требующих высокой квалификации. Каждый школьник решает свою задачу, а результат может иметь научный интерес, и тогда его «подхватывает» университетская лаборатория. Еще одним популярным направлением работы со школьниками является трехмерное прототипирование, которое дает возможность ребятам «создавать» трехмерные модели биологических макромолекул и понимать, как такие модели взаимодействуют друг с другом. Последнее, о чем хочется упомянуть, — это трехмерная визуализация и анимация биологических процессов. Основная идея здесь в том, что один раз увидеть лучше, чем сто раз услышать или тем более прочитать в учебнике.
В целом биология отличается от, например, физики тем, что она не требует специального аппарата для понимания и основные концепции, даже самые современные, может понять очень молодой человек, тем более что многие концепции, например центральную догму молекулярной биологии или эволюционную теорию, можно объяснять «на пальцах». Мне кажется, что в недалеком будущем возникнут совсем новые учебники биологии, которые будут идти не от зверюшек и травок с молекулами, а, наоборот, от молекулы ДНК и ее репликации к эволюции и многообразию жизни на Земле. С точки зрения дидактики это правильнее. И знать это надо даже не потому, что мы хотим, чтобы как можно больше детей стало в будущем генными инженерами, а потому, что в XXI веке не знать принципов передачи генной информации так же зазорно, как было в XX веке не знать второго закона термодинамики.
Что касается России, то у нас работа школьников в биологических лабораториях развита сравнительно слабо. Сказывается как отсутствие соответствующей инфраструктуры в школах, так и малое количество приличных исследовательских лабораторий, а также отсутствие у них интереса в работе со школьниками. Также сильно ограничивает тот факт, что основные ресурсы, доступные удаленно, на английском языке. Это делает почти невозможным занятие биоинформатикой в российских школах, а жаль. Последние лет пять мы привлекали школьников к работе над научными проектами в моих академических лабораториях. Получалось очень неплохо, часть из бывших школьников поступили в МГУ, и теперь они выполняют у нас дипломные работы и даже сами учат новое поколение школьников. Организовать совместную работу школьников и их учителей в лаборатории нам не удалось: учителя разбежались. Мне кажется, им просто было неудобно работать на равных с учениками под руководством моих аспирантов.
При поддержке фонда «Династия» мы обучали учителей биологии из различных российских регионов работе с экспериментальными учебными наборами и давали им возможность проводить занятия в своих школах. Получалось в целом тоже неплохо. Но были и тревожные симптомы, которые показывали, что многие из учителей, несмотря на то что они были отобраны в результате серьезного конкурса, были не вполне готовы к выполнению исследовательских проектов со школьниками. Один тревожный пример — дюжина учителей, проходивших практикум в моей лаборатории в Институте биологии гена в течение недели, были так благодарны за полученные знания, что позвали без моего ведома православного священника и освятили лабораторию. А ведь они, безусловно, из лучших.
