Проблемное обучение на уроках биологии
статья по биологии по теме

Проблемное обучение на уроках биологии.

“…благодаря истинному знанию
ты будешь гораздо смелее и совершеннее
в каждой работе, нежели без него”.

Альбрехт Дюрер немецкий живописец XVв.

Любой учебный курс имеет свои внутрикурсовые проблемы. И каждый преподаватель ищет свои пути их разрешения. Определим проблемы курса биологии.

1. Изменившееся качество жизни требует от выпускника не столько умений выполнять указания, сколько решать проблемы жизни самостоятельно. Требуется человек, который:

начинает воспринимать себя по-иному;

более полно принимает себя и свои чувства;

становится более уверен в себе и автономен;

ставит перед собой реальные цели, ведет себя более зрело;

становится более похожим на человека, которым хотел бы быть;

начинает принимать и понимать других людей.

Отсюда очевидна главная задача учителя – принять ученика таким, каков он есть: положительно относится к нему, понимать его чувства, сопутствующие восприятию нового материала. И на этой основе создать атмосферу, помогающую возникновению учения значимого для ученика. [4 ]

Т.о. первая проблема – изменившийся социальный заказ школе (от человека знающего, к человеку умеющему).

2. Снижение интереса к предмету. Обилие информации, в которой пребывает сейчас школьник, отнюдь не воспитывает в нем потребности к расширению и углублению своих знаний: надо – услышу по телевизору, скажут сверстники, расскажет учитель. Школьник чаще принимает роль пассивного слушателя. Современная система образования предоставляет учителю возможность выбрать среди множества инновационных методик “свою”, по-новому взглянуть на привычные вещи, на собственный опыт, на возможность нести ученику информационную культуру действенных знаний. Карл Роджерс, американский психолог, выделил два типа обучения: информационное, обеспечивающее простое знание фактов и значимое учение, которое дает знания, необходимые обучающимся для самоизменения и саморазвития. При всем разнообразии методических подходов на первый план выдвигается идея развивающего обучения, т.к. воспитательно-образовательный процесс должен всемерно способствовать развитию интеллекта и способностей обучающихся, а просто транслируемое знание не выполняет роли развивающего личность средства, это обычная ориентация урока на подготовку исполнителя, что уже не соответствует новому социальному заказу общества. [5 ]

3. Новые учебники. Издательским центром “Вентана-Граф” выпущены учебники по биологии нового поколения для 5-9 классов, в которых последовательно раскрывается целостная система основных биологических понятий, а усвоение знаний предполагает активную самостоятельную работу ученика, способствующую развитию его интеллектуальных сил и умения понимать явления природы в их причинно-следственных связях и отношениях. [10]

Учебный курс биологии представляет единую систему, в которой биология растений, животных человека и общая биология взаимосвязаны. Из класса в класс перед учащимися постепенно раскрываются биологические понятия и закономерности, отражающие суть живых организмов и жизни в целом.

Поэтому особое внимание должно уделяться усвоению системы биологических понятий, раскрытию взаимосвязей и взаимозависимостей между биологическими системами разного уровня организации, а также с окружающей их средой.

При организации и планировании занятий по биологии необходимо учитывать возрастные особенности учащихся. В 6-8 классах – любознательность, наблюдательность; интерес к динамическим процессам; желание общаться с живыми объектами; предметно-образное мышление; быстрое овладение умениями и навыками; эмоциональная возбудимость. В 9-11 классах – стремление понять, обобщить, предпочтение активности, самостоятельным формам обучения, выбор значимых для них предметов, определение своего места в жизни. [10]

Биология как учебный предмет дает большие возможности для решения учебных задач через использование методов:

наблюдения (в том числе и летнее),

эксперимента, практических работ и лабораторных,

решения логических задач,

просмотр видеофильмов, таблиц, рисунков,

сообщения учащихся,

рефераты,

участие в научно-исследовательской работе,

использование знаний, приобретенных на уроках химии, физики, математики, географии, экологии, литературы.

Большей эффективности в решении учебных задач с использованием перечисленных методов можно добиться, используя проблемное обучение.

Проблемное обучение на уроках биологии.

Согласно словарю русского языка С.И. Ожегова ПРОБЛЕМА – сложный вопрос, задача, требующие разрешения, исследования. [7]

Что подразумевается под проблемным обучением?

1. Метод проблемизации.

Проблемные задания имеют, как правило, личностно-развивающий характер и естественно возникают из опыта и потребностей самих учеников. Поставив ученика в проблемную ситуацию, интересную и для всего класса, учитель получает возможность “растормозить” механизм его мышления. Включение учащихся в ходе проблемного занятия в формулирование проблемы, выдвижение гипотез по ее решению – углубляет интерес к самостоятельному процессу познания, открытия истины:

факт –> гипотеза –> теория –>знание (истина).

Задача учителя – направить изучение учебного материала путем ухода от прямого, однозначного ответа на вопросы учеников, от подмены их познавательного опыта своим.

2.Самостоятельное выдвижение гипотез по решению проблемы.

На этапе выдвижения гипотез необходимо, чтобы учащиеся научились прелагать свои варианты решений, первоначально анализировать их, отбирать наиболее адекватные, учиться видеть пути их доказательства. Активизация механизма мышления на этом этапе происходит при применении приема размышление вслух, при использовании активизирующих вопросов.
Создание ситуации, в которой ученик как бы идет на один, два шага впереди учителя. Учитель, подготовив логикой своего доказательства какой-либо вывод, отдает права его “открытия” классу.

3. Метод уяснения готового знания из печатного источника.

Учащимся предлагаются тексты из газет, журналов, книг, словарей и т.д. по определенной теме и вопросы к ним. По этим материалам организуется работа по группам, парам или индивидуальная, а затем проходит коллективное обсуждение вопросов.

4. Методы проблемного обсуждения и эвристической беседы.

Эти методы предполагают сочетание устного изложения материала учителем и постановку проблемных вопросов, выявляющих личностное отношение учеников к поставленному вопросу, его жизненный опыт, знания, полученные вне школы. [5]

Формы учебных занятий, где можно использовать проблемный метод:

1. На основе дискуссионной деятельности:

– семинары (индивидуальная работа);
– структурированные дискуссии (групповая работа);
– проблемно-практические дискуссии (коллективная работа)

2. На основе исследовательской деятельности:

– практические занятия (коллективная работа)
– проблемно- лабораторные занятия (групповая работа)
– исследовательские уроки (индивидуальная работа)

3. Традиционные уроки с новыми аспектами:

урок-лекция;

урок-семинар;

урок решения задач;

урок-конференция;

урок-экскурсия;

урок-консультация;

урок-зачет и т.д.

4. Нестандартные уроки:

урок-аукцион;

рок-пресс-конференция;

урок-защита диссертации;

урок-суд;

урок-посвящение;

учебный мозговой штурм;

мозговая атака;

урок-интервью;

урок-медицинский консилиум.

Периоды подготовки и проведения нестандартных уроков.

1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ.

В нем активное участие принимают и учитель, и учащиеся. Учащиеся делятся на группы (команды, экипажи), получают или набирают определенные задания, которые необходимо выполнить до урока: подготовка сообщений на тему предстоящего урока, составление вопросов, кроссвордов, викторин, изготовление необходимо дидактического материала и т. д.

2. СОБСТВЕННО УРОК.

Выделяется три основных этапа:

Первый этап. Ставятся проблемы, выясняется степень готовности к их решению, к нахождению путей достижения целей урока. Намечаются ситуации, участие в которых позволит решать познавательные, развивающие и воспитательные задачи.
Качество выполнения учащимися предварительных заданий влияет на их интерес к предстоящей работе. При проведении урока учитель учитывает отношение учащихся к оригинальной форме урока; уровень их подготовленности; возрастные и психологические особенности.

Второй этап. Сообщение нового материала, формирование знаний учащихся в различных "нестандартных" формах организации их мыслительной активности.

Третий этап. Он посвящен формированию умений и навыков. Контроль обычно не выделяется во времени, а "растворяется" в каждом из предшествующих этапов.

3. АНАЛИЗ.

В период анализа данных уроков целесообразно оценить как итоги обучения, воспитания, развития учащихся, так картину общения – эмоциональный тонус урока: не только общении учителя с учащимися, но и в общении учащихся руг с другом, а также отдельных рабочих групп.

Очевидно, что рассмотренные частности – это только ориентиры, наметки для педагогического творчества. Но они помогают начать, устанавливая некоторые "точки опоры". Более подробное ознакомление с не совсем обычными методами обучения и уроками, которые мы распределили в соответствии с известной классификацией, позволит вам выбирать все новые и новые основания учебной деятельности. [5 ]

Проблемное обучение на уроках биологии через решение задач.

Что такое задача? Это возникшая в естественных условиях или искусственно сформированная ситуация, в которой требуется получить определенный полезный результат.

Чем отличается контрольный вопрос от задачи?

Часто вопрос требует простого воспроизведения какой-то порции известной информации: откройте учебник, прочитайте соответствующий раздел, запомните – ответ готов.

В задаче необходимо:

– уметь сопоставлять знания таким образом, чтобы прийти к правильному выводу;
– знание терминов – четко, какой они несут смысл;
– правильное решение задачи – это и есть полезный результат.

Но самое главное – это не просто правильно решить задачу, а понять путь к решению.
Задача – это тренажер мыслительной деятельности.
Самостоятельное решение задачи – это маленькое открытие для каждого учащегося, это чувство удовлетворенности, положительные эмоции, не утомительная нагрузка, а интересная работа.
Ученик начинает верить в себя – он может больше, чем сам думает о себе.

Таким образом, через задачи можно определить, умеет ли учащийся использовать свои знания и насколько успешно он это делает. Опираясь на них, решать многочисленные задачи, которые ставит перед нами жизнь.

В 5-6 кл. по теме “Транспорт веществ в растении” учащиеся впервые должны усвоить такие понятия как диффузия, осмос, концентрация веществ, транспирация, корневое давление и прочие. Для этого им необходимо знать особенности строения молекулы воды как диполя, что разноименно заряженные частицы притягиваются, как происходит испарение, и они движутся, как вещества растворяются и что такое концентрация веществ. Здесь требуются знания из физики, химии, чтобы суметь представить как молекулы воды “карабкаются” по тоненьким трубочкам – сосудам корней, стеблей, листьев, проникают в каждую клеточку.

В 6-7 классах в разделе “Животные” по теме “Тип Простейшие” необходимо решить вопрос взаимосвязи функции и строения органа (организма) и средой обитания. Этому способствует решение следующих задач:

1. Почему у морских простейших сократительные вакуоли очень редко сокращаются или отсутствуют вообще?

2. Какая опасность грозила бы пресноводным простейшим в случае отсутствия у них сократительных вакуолей?

б) произошло бы её отравление продуктами распада. [8]

Необходимые знания учащихся по процессам диффузии, осмоса, концентрации веществ, обмена веществ у животных, вводится понятие Гомеостаз и механизмы его поддержания.

В 7-8 классах по теме “Тип Членистоногие” необходимо отследить причинно-следственные связи: функция –> строение –> среда.

Задача.

1. Планария имеет сильно уплощенное тело толщиной 0,06 см.

2. Рак и беззубка имеют жабры.

3. У пауков и насекомых есть трахеи, благодаря чему воздух поступает прямо к тканям.

А. О каком физическом процессе, происходящем в живых организмах, можно судить по приведенным данным?
Б*. Какой должна быть дыхательная поверхность, для того, чтобы диффузия могла происходить?

Ответ:

А. Процесс, о котором идет речь – газообмен, который осуществляется у всех организмов путем диффузии.
Б*. Для того, чтобы могла происходить диффузия, дыхательная поверхность должна быть:

– проницаемой;
– достаточно тонкой, потому что диффузия эффективна на расстоянии не более 1 см;
– влажной;
– достаточно большой, чтобы обеспечить потребность организма в кислороде.

В воздухе в единице объема содержится во много раз больше О2, чем в таком же объеме воды. В том случае, когда отношение поверхности к объему велико, организм получает достаточное для поддержания жизни количество О2. [8]

7-8 класс. Тема: Тип Хордовые. Класс Млекопитающие.

Задача.

Самое маленькое млекопитающее – землеройка съедает за день пищу, превосходящую по массе в 2-4 раза ее собственную массу. А тигр, имеющий массу 250-300 кг, довольствуется 10-12 кг мяса в сутки. Объясните такое несоответствие.

Ответ:

Потеря тепла происходит всегда с поверхности. Запас тепла в теле пропорционален объему тела. При уменьшении размеров поверхность убывает медленнее, чем объем, поэтому малые организмы менее экономичны в сохранении тепла, чем крупные.

К этому ответу можно подвести учащихся через математические расчеты.

Строим три куба с ребром равным 1 см, 2 см, 3 см. Находим соотношение площади и объема.

На единицу объема у куба со стороной 1 см приходится 6 единиц площади; 2 см – три единицы площади; 3 см – две единицы площади, значит тело меньших размеров будет остывать быстрее, Если это перенести на животных: маленькому животному будет требоваться больше пищи для поддержания постоянной температуры тела, значит, обмен веществ должен быть более активным, иначе животное замерзнет (если на севере) или не сможет обеспечить жизнедеятельность своего организма (ложится в спячку).

На этом основании учащиеся лучше усваивают правило Алена и правило Бергмана, экологические закономерности. [3 ]

9 класс. Тема: “Внутренняя среда организма. Кровь”.

Через решение этой задачи лучше усваивается значение гомеостаза, что жизнедеятельность клеток организма зависит от нормального солевого состава крови.

Демонстрация опыта.

Заполним три пробирки раствором NaCl различной концентрации: 0,9%, 0,2%, 2% и добавим туда небольшое, но одинаковое количество крови. Наблюдая за цветом жидкости в пробирках, спустя 10-15 минут можно заметить, что в растворах NaCl различной концентрации эритроциты ведут себя по-разному. Они не изменяются, где концентрация 0,9%. Эритроциты осядут на дно пробирки, и жидкость останется прозрачной. В пробирке с более низким (0,2%), чем в плазме, содержание NaCl эритроциты набухнут, их оболочка разрывается. Гемоглобин выходит наружу и окрашивает жидкость в пробирке в розовый цвет.

В пробирке с более высоким содержанием NaCl (2%) эритроциты сморщиваются, оседают на дно, т.к. вода из них выходит наружу. Учащиеся должны объяснить на основе знаний осмоса, осмотического давления, увиденное. [1]

Наглядно видна роль гомеостаза для человеческого организма.

10-11 класс. Тема: “Основы экологии”.

Без навыков математического расчета и знаний биологии животных, некоторые задачи решить нельзя.

Например:

Задача 1. На основании правила экологической пирамиды, определите, сколько нужно планктона, чтобы в море вырос один дельфин массой в 300 кг.

Задача 2. Самки различных животных в течение всей жизни производят разное количество оплодотворенных яиц: мышь – 50,акула -20, слон – 5, треска – 9 • 106, устрица – 100 • 106.Сколько оплодотворенных яиц от одной самки в среднем должно выжить, чтобы численность популяции каждого из названных видов не уменьшилось?

Ответы:

№ 1. 300 т (300 т планктона –>30 т нехищной рыбы –> 3 т хищной рыбы –> 0,3 т дельфина).

№ 2. От каждой самки в среднем должно выжить 2 яйца. [9]

Литература: 

Батуев А.С. и др. Биология. Человек. Учебник 9 кл. М.: “Просвещение”, 1994.

Дмитров Е.Н. Познавательные задачи по зоологии позвоночных и их решения.– Тула: “Родничок”, 1999.

Кемп П. Армс К. Введение в биологию. – М.: “Мир”, 1988.

Кульневич С.В., Лакоценина Т.Н. Не совсем обычный урок. Практическое пособие для учителей и классных руководителей, студентов средних и высших педагогических учебных заведений, слушателей ИПК. – Ростов-на-Дону: издательство “Учитель”, 2001.

Кульневич С.В., Лакоценина Т.Н. Совсем необычный урок: практическое пособие.– Ростов-на-Дону: издательство “Учитель”, 2001.

Маркосян А.А. Вопросы возрастной физиологии.– М.: “Молодая гвардия”. 1986.

Ожегов С.И. Словарь русского языка.– М.: Рус.яз.,1985

Сухова Т.С. Контрольные и проверочные работы по биологии 6-8 кл. Методическое пособие. – М.: “Дрофа”, 1996.

Сухова Т.С. Контрольные и проверочные работы по биологии 9-11 кл. Методическое пособие. – М.: “Дрофа”, 1997.

Сухова Т.С.Уроки биологии : технологии развивающего обучения. – М.: “Вентана-Графф”, 2001.