С учетом мирового и отечественного опыта в современном естественно-математическом образовании реализуются следующие принципы:

преемственность и перспективность развития содержания образования, структуры, организационных форм, методов и средств обучения;

• научность и методологическая направленность содержания, его соответствие нынешнему состоянию наук, современному стилю научного познания;

• систематичность и доступность изложения учебного материала в соответствии с логикой естественных наук и исследовательских приемов;

• дифференциация обучения как условие обеспечения вариативности индивидуальных путей достижения школьниками общественно согласованных целей обучения математике, физике, биологии, химии, географии, кибернетике, информатике и т. д.;

• генерализация учебного материала на основе фундаментальных теорий естественных наук и математики (аксиоматика евклидовой геометрии, дифференциальное и интегральное исчисление, классическая механика, термодинамика, квантовая физика, теория строения вещества, генетика и т. д.);

• политехническая и экологическая направленность изучения предметов естественно-математического цикла с учетом профилей обучения в старшей школе;

• интеграция знаний о природе как на уровне междупредметных связей, так и на уровне общих методологических принципов и фундаментальных идей естественных наук.

Целенаправленное использование достояний национальной и мировой культуры предполагает формирование содержания таким образом, чтобы цели обучения сливались с целями воспитания в одно общее направление – формирование человека и гражданина. Закладывая содержание, следует видеть за ним главное – какого человека и для какой жизни мы хотим подготовить в школе.

Применение новых информационных технологий имеет целью расширить объем знаний, которые получают школьники, за счет более совершенных способов их структурирования, организации и представления и одновременно упростить их восприятие, понимание и усвоение за счет новых способов преподнесения, где превалируют динамические наглядно-образные модели, обеспечивается интерактивная познавательная деятельность.

Содержание учебного процесса как система может иметь различную внутреннюю структуру. Структура содержания – это компоненты содержания и связи между ними. Компонентами здесь являются идеи, законы, принципы, положения, знания, элементы знаний. Между собой они могут соединяться различными способами. Наиболее распространенными являются линейная, концентрическая, спиральная и смешанная структуры изложения содержания.

При линейной отдельные части учебного материала образуют непрерывную последовательность тесно связанных между собой звеньев, прорабатываемых за время школьного обучения, как правило, только один раз. При выборе такой структуры изложения особенно важно придерживаться требований последовательности, систематичности, доступности. Данная структура оправдывает себя при изложении истории, языков, литературы, музыки и т. д.

Концентрическая структура предполагает возвращение к изучаемым знаниям. Один и тот же вопрос повторяется несколько раз, причем его содержание постепенно расширяется, обогащается новыми сведениями, связями и зависимостями. На первых ступенях обучения даются элементарные представления, которые по мере накопления знаний и роста познавательных возможностей углубляются и расширяются. Эта структура широко используется при изложении физики, химии, биологии.

Характерной особенностью спиральной структуры изложения является то, что учащиеся, не теряя из поля зрения исходную проблему, постепенно расширяют и углубляют круг связанных с ней знаний. В спиральной структуре нет перерывов, характерных для концентрической структуры, нет в ней и одноразовости в изучении знаний, которая отличает линейную структуру. Наиболее эффективной она оказывается при организации содержания общественных, педагогических, психологических наук.