Технология проблемного диалога на уроках биологии
методическая разработка по биологии по теме

МОУ «Темповская средняя общеобразовательная школа»

«Технология проблемного диалога на уроках биологии»

Учитель биологии и химии

Огурцова И.Г.

2012 год

              Часто на уроках биологии используется технология проблемного обучения.

Психологи отмечают, что проблемная ситуация  является начальным моментом мышления, источником творческого искания. Мотивация  или познавательная потребность возникает у учащихся в том случае, когда они не могут достичь цели с помощью известных им способов действия, знаний. Эта познавательная потребность является «двигателем» в обучении.

Проблемный урок она делит на два блока: проблемное введение нового материала и воспроизведение субъективно новых знаний. Первый блок подразделяется на два этапа: постановка учебной проблемы и поиск решения этой проблемы.

В чем состоит суть проблемной ситуации? В ней содержится неизвестное  (это может быть новое усваиваемое отношение, способ или условие действия). Я думаю, что сам факт столкновения с трудностью, невозможностью выполнить предложенное задание с помощью имеющихся знаний и способов действия рождает потребность в новом знании. Эта потребность и является основным условием возникновения проблемной ситуации.

В качестве еще одного компонента проблемной ситуации выделяются интеллектуальные возможности учащегося в анализе условий поставленного задания и усвоении (открытии) нового знания. Ни слишком трудное, ни слишком легкое задание не способствуют возникновению проблемной ситуации. Степень трудности задания должна быть такова, чтобы с помощью имеющихся знаний и способов действия учащиеся не могли его выполнить, однако этих знаний было бы достаточно для самостоятельного анализа содержания и условий выполнения задания.

Приемы создания проблемной ситуации.

Проблемные ситуации могут быть с удивлением и с затруднением. Не случайно Луи де Бройль сказал: «Знания - это дети удивления и любопытства». Проблемную ситуацию можно создать  разными приемами.

1прием.

Учитель может предъявить классу противоречивые факты, научные теории или взаимоисключающие точки зрения. Так на уроке биологии в 8 классе по теме «Форменные элементы крови» привожу такие данные: « Всем клеткам живого организма нужны питательные вещества и кислород. Кислород поступает через органы дыхания в кровь, а потом к каждой клетке. Потребность организма в кислороде не всегда одинакова. Когда человек сидит, он потребляет за 1 час 10-12 литров кислорода, а во время усиленной работы-60-100 литров. Известно, что в 5 литрах воды может раствориться 0,1 л кислорода. В нашем организме 5 л крови. В состав кровяной плазмы входит 90% воды. Стало быть, в таком объеме крови может раствориться примерно 0, 1 л кислорода. Налицо явное противоречие: минимальное потребление кислорода в 100 раз больше того, которое содержится в крови. Каким образом организм обеспечивается столь большим количеством кислорода?»

2 прием.

Учитель сталкивает разные мнения своих учеников, а не предлагает детям чьи-то чужие точки зрения. Для этого классу предлагается вопрос или практическое задание на новый материал. На уроке в 8 классе при изучении темы «Поведение и психика» предлагаю следующую задачу:  «Известный литературный герой Маугли вырос среди зверей. При этом он был высокоразвитым мыслящим существом: руководил стадами диких животных, умел разговаривать на языках разных зверей и обладал всеми человеческими качествами. Оцените реальность описанного Киплингом облика Маугли с позиций современной науки».

Другая задача на уроке, тема которого - «Пищеварительная система» 8 класс:  В настоящее время широкое распространение получило вегетарианство, то есть употребление в пищу только растительных продуктов. Как вы относитесь к идее вегетарианского питания и почему? Дайте обоснованный ответ».

3 прием.

Этот прием выполняется в два шага: сначала(1шаг) учитель обнажает житейское представление учеников вопросом или практическим заданием «на ошибку». Затем «шаг 2» сообщением, экспериментом предъявляет научный факт. При изучении темы «Бактерии» в 7 классе ставится проблема: «Важнейшую роль в разложении погибших животных и растений играют бактерии гниения.( Шаг 1 ) Как вы думаете, все ли трупы животных и остатки растений разрушаются бактериями? Ответ учеников – да, так как бактерии встречаются повсюду.(Шаг2) Пояснения учителя – в очень сухой почве, например, в песке пустынь, хорошо сохраняются трупы животных. Дайте объяснение этому явлению». В основе рассмотрения данной проблемы лежит анализ причинно-следственных связей (причина бактерии гниения - разрушители погибших животных и растений, следствие - их благоприятная среда влага). Ответ: сухой раскаленный песок пустынь безводен и является малоподвижной средой для развития бактерий гниения. Поэтому трупы животных высыхают (мумифицируются), но не разрушаются..

4 прием.

Роль проблемной ситуации может выполнить «яркое пятно». В качестве «яркого пятна» могут быть использованы сказки, легенды, фрагменты из художественной литературы, случаи из истории науки, из повседневной жизни. Например: на уроке биологии в 8 классе на тему « Иммунитет» пользуюсь историческими фактами «Илья Ильич Мечников сидел один за своим микроскопом и наблюдал жизнь подвижных клеток в теле прозрачных личинок морской звезды. Под микроскопом видно, как собираются клетки вокруг занозы, у них вытягиваются ложноножки, охватывают непрошеных гостей, и вскоре те оказываются внутри клетки, как бы пожираются ею. Мечников так и назвал эти клетки - фагоцитами, что значит клетки – пожиратели. Он обнаружил фагоциты у самых разных животных - у червей, лягушек, кроликов и, конечно, у человека. Вот он вводит в ткани лягушки возбудителей сибирской язвы. К месту введения микробов стекаются фагоциты, каждый захватывает одну, две, десяток бактерий .Клетки пожирают эти бациллы, переваривают их. В то же время в 80-е гг. 19 века ученые Германии по-иному расшифровали механизм иммунитета. Пауль Эрлих считал, что микробы, оказавшиеся в организме, уничтожаются вовсе не клетками, а специальными веществами, находящимися в крови. Эта теория получила название жидкостной, гуморальной. И начался спор, дискуссия, которая длилась 15 лет. Кто же оказался прав? Как объясняет современная наука образование иммунитета?

Поиск решения проблемы.

У учащихся есть три пути от проблемной ситуации к учебной проблеме. Если класс сильный, нужен побуждающий от проблемной ситуации диалог, в результате развиваются творческие способности учащихся, и они сами формулируют учебную проблему. Если дети не могут самостоятельно сформулировать проблему, необходим подводящий диалог, то есть учитель задает стимулирующие вопросы, которые помогают выдвигать гипотезы. Порой учителю на первых порах приходится самому создавать проблему, на этом пути творчество детей отсутствует. 

               Практикум проблемного диалога

Проблемная ситуация – это познавательная задача, которая характеризуется противоречием между имеющимися знаниями, умениями, отношениями и предъявляемым требованием.  Проблемная ситуация — это интеллектуальное затруднение человека, когда он не находит объяснения какому-то факту, явлению, процессу. Таким образом, проблемная ситуация — это ситуация конфликта между знаниями как прошлым опытом и незнанием того, как объяснить новые явления. Это затруднение и является условием возникновения познавательной потребности. Проблемная ситуация содержит такие основные компоненты: 1) неизвестные знания; 2) противоречие, когда прошлого опыта недостаточно для выхода из затруднения; 3) познавательная потребность как внутреннее условие, стимулирующее мыслительную деятельность; 4) интеллектуальные возможности учащегося к “открытию” нового. Как видим, в структуре проблемной ситуации есть внешние факторы и внутренние условия.

1. Проблемные ситуации должны отвечать целям формирования системы знаний.
2. Быть доступным для учащихся.
3. Должны вызывать собственную познавательную деятельность и активность.
4. Задания должны быть таковыми, чтобы учащийся не мог выполнить их, опираясь на уже имеющиеся знания, но достаточными для самостоятельного анализа проблемы и нахождения неизвестного.

    Таким образом, при проблемном изложении преподаватель сам формулирует проблему, выдвигает проблемную задачу, излагает сложные пути ее решения, как бы ведет поиск и выдает результат. Учащиеся — активные и заинтересованные слушатели.
     Частично-поисковый метод предполагает частичное вовлечение учащихся в процесс поиска. Проблему формулирует преподаватель, но в процессе изложения темы он постоянно обращается к учащимся с просьбой сформулировать и оценить гипотезы, предложить методы решения задач, дать объяснение и сделать вывод.
    Проблемные ситуации, проблемные задачи, можно включать в любую  тему уроков биология. В зависимости от содержания учебного материала, психолого-возрастных особенностей учащихся выделяют различные способы создания проблемной ситуации. Рассмотрим их:

1. Индуктивный,  аналитико-синтетический способ.

          Учащиеся самостоятельно исследуют явления и факты и делают необходимые научные выводы. Так, при изучении темы «Грибы» учащиеся из рассказа учителя узнают, что долгое время грибы относили к растениям, с которыми их сближает способность к неограниченному росту, наличие клеточной стенки,  питание, для чего у них имеется очень большая внешняя поверхность и неспособность к передвижению. Но из-за отсутствия хлорофилла грибы лишены присущей растениям способности к фотосинтезу и обладают характерным для животных гетеротрофным типом питания, откладывают гликоген, а не крахмал в качестве запасающего вещества, основой клеточной стенки является хитин, а не целлюлоза, используют в обмене мочевину — всё это сближает их с животными.

           Формулируется проблемная задача: кто же такие грибы? К какой группе организмов  их нужно было отнести?

       А при  изучении темы  «Стебель»  можно включить следующие проблемные  задачи:

      У деревьев умеренных широт за год образуется одно годичное кольцо, но у известного растения среднеазиатских пустынь саксаула в некоторые годы образуется 3, а то и более колец. У тропических растений они могут вообще отсутствовать. Объясните, с чем это связано?

      Или еще одна проблемная  задача по той же теме:

    У растений кукурузы и подсолнечника срезали верхушки стеблей. Что будет с этими растения, погибнут они или будут продолжать расти?  

                 2. Способ аналогий.

      В этом случае мы опираемся на имеющийся у учащихся житейский опыт или же актуализируем ранее полученные знания для решения новых задач.  При  изучении темы
«Цитология» ученикам можно предложить такую задачу:

      Предположим, что Р. Гук не открыл клеточное строение организмов. Как  это отразилось бы  на развитии биологической науки? Почему вы так думаете?

      А при изучении   темы «Происхождение человека»  включить задачу:  Дриопитек в основном питался  растительной пищей, а неандерталец – преимущественно  животной. Каким образом можно объяснить такие различия?

3. Отыскание причин, обусловливающих явление, анализа изучаемого материала.

Приведем примеры таких заданий: учащиеся посадили черенки смородины в два ящика, наполненные один песком, другой – черноземом. В  первом ящике  черенки быстрее образовали корни, и пошли в рост. Чем это можно объяснить?

Простейших поместили в две колбы: одну с родниковой водой, а другую с кипячёной. В одной из колб через некоторое время простейшие  погибли. Как вы объясните, почему в одной из колб погибли  простейшие? 

При   изучении темы  «Класс Птицы» можно включить и такую проблемную задачу:

Обыкновенная чайка после вылупления птенцов относит осколки яичной скорлупы далеко от гнезда и выбрасывает. Так же поступают скворцы, хотя они гнездятся в скворечниках, а вот куриные птицы (куропатки, тетерева и другие) обычно оставляют скорлупу яиц в гнезде. Объясните этот факт.

4. Выдвижение проблемного вопроса.

Этот прием используется тогда, когда для решения проблемы и овладения новыми знаниями нужно творчески применить какой-то ранее изученный принцип или закономерность. Примеры заданий:

          При изучении темы «Насекомые».
Почему  сильно обеспокоен пчеловод,  обнаружив осенью в пчелиной семье трутней?
     При изучении темы «Пищеварение».

Почему возникает изжога при приеме большого количества пищи или при принятии алкоголя?

При изучении темы «Птицы».

В результате наблюдения установлено, что при ухудшении погоды взрослые стрижи улетают далеко от своих гнезд иногда на 2-3 и более суток. При этом за время отсутствия взрослых птиц их птенцы не погибают от голода и холода. Почему удается выжить птенцам?

При изучении темы «Опыление».

Почему деревья, растущие на открытых пространствах, вступают в пору плодоношения  раньше по  сравнению с теми , что растут в лесу?

Объясните, почему истребление волков может привести к сокращению численности кустарников и подроста деревьев?

Данный вопрос можно включить при изучении темы «Экология».

 5. Способ нахождения учащимися в излагаемом учителем материале познавательной проблемы, четкое формулирование и аргументирование ее решения.

Например, при объяснении  темы  «Индивидуальное развитие» в 10 классе,  ученики могут сами найти познавательную проблему  и сформулировать ее при  рассказе учителя о том что: Развитие насекомых с неполным превращением проще и, как правило, менее длительно, чем  развитие с неполным превращением. Однако для очень многих видов насекомых характерно  именно последнее.  Чем это можно объяснить?  И начинают высказывать свое мнение.         

1. Создание проблемной ситуации на основе высказывания учёного.

     Данные проблемные ситуации можно включать при изучении экологии и при изучении  учения Дарвина.

Известный географ и путешественник А. Гумбольдт утверждал, что “человеку предшествуют леса, а сопровождают пустыни”. Почему так считает ученый?

По словам Ф.Энгельса «Клеточная теория - одно из 3-х великих открытий». Какие еще два великих открытия подразумевал Ф. Энгельс?

7. Сообщение парадоксального факта, выдвижение гипотез, предположений.

 При изучении  дыхательной системы в 8 классе  можно использовать такой факт:

 В больницу был доставлен человек, грудная клетка которого была пробита с двух сторон, легкие, при этом, остались не поврежденными. Через некоторое время больной умер от удушья. Почему это произошло?

             А при изучении темы «Простейшие» в 7 классе использовать такой факт:

             Во время военных действий на Кавказе в 19-ом веке, укрепляя крепость Адлер, окруженную болотами, за 5 лет вымер весь гарнизон русских солдат, численностью 922 человека. Убитых горцами среди них почти не было. Причина гибели в чем-то другом. В чем?

            В 9  и 11 классах при изучении темы «Экология» использовать факт:

            В 1906 году Теодор Рузвельт учредил на плато Кайбаб заповедник чернохвостых оленей. Он отдал приказ истребить на этом плато всех хищников: пум, волков, рысей. Первые результаты были превосходными: численность особей с 3000 голов в течении 15 лет возросла до 50000 голов. Однако, в последующие годы численность оленей резко сократилась. К 1940 году осталось стадо из 10000 особей. Почему так случилось?

        8. Сообщение противоположных точек зрения на один и тот же факт.

              Проблемное обучение может быть связано с подчеркиванием противоречивых положений, заключенных в содержании учебного материала, и их объяснении учащимися:  При изучении тем  «Насекомые»  или  темы  «Простейшие» в 7 классе  можно включить такую проблемную ситуацию:

           Рассудите спор:

Термиты, как известно, питаются древесиной, протачивая ходы в деревянных постройках. Однако, сами переваривать клетчатку входящую в состав древесины, они не могут. Если к пище термитов добавить немного антибиотиков, то они погибают от голода. Объясните этот факт?

1-й ученик: «Это происходит потому, что  термины чувствуют антибиотик и , перестают  есть древесину»

2-й ученик: «В пищеварительной системе термитов, живут простейшие, которые расщепляют клетчатку, при попадании  в пищеварительную систему  термитов антибиотиков простейшие погибают»

Кто прав в споре?

  Используя проблемные ситуации, создается осознанное затруднение учащегося, преодоление которого требует творческого поиска, заставляет ученика мыслить, искать выход, рассуждать, что способствует развитию познавательных  компетенций.

Диалоговые упражнения

«Два, четыре – вместе»

        Учащимся предлагается проблема или информация, которую они сначала отрабатывают самостоятельно, затем обговаривают в парах, далее объединяются в четверки. После принятия совместного решения в четверках происходит совместное обговаривание вопроса.

  «Микрофон»

        Учащимся предлагается высказать свою точку зрения по поставленному вопросу или проблеме. По классу пускают предмет, имитирующий микрофон. Каждый, получивший такой «микрофон» обязан четко и лаконично изложить свою мысль и сделать вывод.

«Синтез идей»

        Данное упражнение предусматривает выполнение группами поэтапно всех видов заданий урока: на отдельных листах бумаги первая группа выполняет первое задание, вторая – второе и т.д. После выполнения первая группа отдает свой листок для доработки второй группе, вторая – третьей и т.д. Когда доработанный листочек возвращается к «хозяевам», каждая группа презентует свои исследования с учетом дополнений одноклассников.

        Можно перед началом работы создать экспертную группу, которая будет оценивать продуктивность работы каждой группы.

«Мозговой штурм»

        Для решения проблемного вопроса учащимся предлагается найти как можно больше путей, идей, предложений, каждое из которых фиксируется на доске или листе бумаги. После создания такого «Банка идей» проводится анализ и обговаривание.

  Метод « ПРЕСС»

        Это упражнение развивает умение формулировать высказывание по определенному дискуссионному вопросу в сжатой форме, выразительно, аргументировано, лаконично. «Метод ПРЕСС» состоит из четырех этапов:

1. – Высказывание собственной точки зрения («Я считаю, что…»)
2. – Обоснование своей мысли («… Так как…»)
3. – Примеры и аргументы для поддержания своей точки зрения («… например…»)
4. – Обобщение, выводы («Итак…»).

«Выбери позицию»

Предлагается проблемный вопрос, две противоположные точки зрения и три позиции: «Да» (за первое предложение), «Нет» (за второе предложение), «Не знаю, не определил собственную позицию». Учащиеся класса выбирают определенную позицию, формируют три группы, обговаривают правильность своей позиции. Один или несколько членов каждой группы аргументируют свою позицию, после чего происходит коллективное обсуждение проблемы и понятие правильного решения.

Литература:

1. В.Оконь.Основы проблемного обучения. М., “Просвещение”, 1968 г.

2. М.И.Махмутов. Проблемное обучение. М.: Педагогика, 1975 г.

3. И.Г.Коноваленко. Создание проблемных ситуаций на уроках биологии. “Биология в школе”, 1971 г., №2.

4. Разумная Е. В. Использование элементов проблемного обучения на уроках биологии [Текст] / Е. В. Разумная // Молодой ученый. — 2011. — №10. Т.2. — С. 175-177.
5. Бондарук М.М.Занимательные материалы и факты по общей биологии в вопросах и ответах 5-11 классы -Изд. Учитель: Волгоград, 2007
6. Высоцская М.В. нетрадиционные уроки по биологии в 5-11 классах -Изд. Учитель: Волгоград, 2004
7. Дмитров Г.Н. Познавательные задачи по ботанике и их решения. –Арктоус, 1996.
8. Леонтьева О.М. Биология. 6 класс. Пособие для учителя. –М.: 1998.
9. Муртазин Г.М. Активные формы и методы обучения биологии. –М.: Просвещение, 1989.
10. Пустохина О.А. Урок в современной школе- Изд. Учитель: Волгоград, 2009
11. Скаткин М.Н. Проблемы современной дидактики.–М.:Педагогика, 1980.