Formation of the scientific worldview of students in the process of learning biological knowledge about the levels of organization of living matter

The purpose of the study is to theoretically substantiate and experimentally verify the effectiveness of methodological approaches to the formation of students’ scientific worldview in the process of studying biology based on mastering knowledge about the levels of organization of living matter. The study used a complex of complementary methods: analysis, generalization, and systematization of scientific and psychological and pedagogical sources on the problem of forming a scientific worldview. The experimental results confirmed that systematic study of the levels of organization of living matter (molecular, cellular, tissue, organ, organismal, population-species, ecosystem, and biosphere) ensures the formation of a holistic understanding of the interrelationships between biological systems and promotes the development of scientific thinking. It was established that the use of research tasks, laboratory work, interactive methods, digital educational resources, and interdisciplinary connections increases the level of scientific concept formation, the ability to analyze natural phenomena, and the development of ecological thinking. The pedagogical experiment demonstrated positive dynamics in the formation of a scientific worldview, increased cognitive activity, independence, and students’ readiness for research activities. It has been proven that the formation of a scientific worldview in the process of studying biology is effective under the conditions of systematic use of innovative pedagogical technologies, integration of theoretical knowledge with practical activities, and organization of inquiry-based learning. The study of the levels of organization of living matter serves as a methodological basis for forming a holistic scientific worldview and developing a responsible attitude toward the environment.

Метою дослідження є теоретичне обґрунтування та експериментальна перевірка ефективності методичних підходів до формування наукового світогляду здобувачів освіти у процесі вивчення біології на основі засвоєння знань про рівні організації живої матерії. У дослідженні використано комплекс взаємодоповнювальних методів: аналіз, узагальнення та систематизація наукових і психолого-педагогічних джерел з проблеми формування наукового світогляду. Підтверджено, що системне вивчення рівнів організації живої матерії (молекулярного, клітинного, тканинного, органного, організмового, популяційно-видового, екосистемного та біосферного) забезпечує формування цілісного уявлення про взаємозв’язок біологічних систем та сприяє розвитку наукового стилю мислення. Встановлено, що використання дослідницьких завдань, лабораторних робіт, інтерактивних методів, цифрових освітніх ресурсів і міжпредметних зв’язків підвищує рівень сформованості наукових понять, здатність до аналізу природних явищ і розвиток екологічного мислення. У процесі педагогічного експерименту зафіксовано позитивну динаміку сформованості наукового світогляду, підвищення пізнавальної активності, самостійності та готовності здобувачів освіти до дослідницької діяльності. Доведено, що формування наукового світогляду здобувачів освіти у процесі вивчення біології є ефективним за умови системного використання інноваційних педагогічних технологій, інтеграції теоретичних знань і практичної діяльності, а також організації дослідницького навчання. Вивчення рівнів організації живої матерії виступає методологічною основою формування цілісної природничо-наукової картини світу та розвитку відповідального ставлення до довкілля.