статья "Формирование познавательных действий у учащихся через лабораторный практикум"
методическая разработка по биологии (11 класс) на тему

Формирование познавательных действий у учащихся через лабораторный практикум

Одной из важнейших задач, намеченных реформой общеобразовательной школы, является повышение качества образования. В решении этой задачи особое место принадлежит обучению школьников приемам рациональной учебной деятельности.

В связи с этим возникает необходимость систематической работы по формированию, у учащихся умений и навыков учебного труда.

При обучении детей биологии учителю важно развивать у учащихся специальные умения (наблюдать биологические явления, формулировать экспериментальную задачу, составлять план биологического эксперимента).

Важное значение имеет применение метода беседы при изучении материала, известного школьникам из ранее изучаемых курсов. Так, на уроках ботаники при изучении материала о взаимосвязи растений и окружающей среды учитель должен учитывать полученные школьниками из курса природоведения знания и использовать их в качестве опорных.

Лабораторный практикум

как средство развития самостоятельности учащихся

Соотношение обучения и умственного развития детей – одна из важнейших, современных проблем. Она стала особенно актуальной потому, что в последние годы прогресс науки осуществляется чрезвычайно быстро и круг знаний об объектах растительного мира все более расширяется. Поэтому одной из важнейших задач, стоящих перед школой, является организация обучения, при которой совершенствуется умственное развитие учащихся и возможно самостоятельное добывание знаний .

Одним из основных методов школьной биологии считают наблюдение. Наблюдение натуральных объектов и простейшие эксперименты с ними позволяют усилить мотивацию, активизировать эмоциональную сферу личности, вызывать у них желание принять участие в решении разнообразных, в том числе и экологических проблем.

Самостоятельные работы с натуральными объектами, т.е. с живыми системами разной степени сложности, способствуют формированию у школьников первичных исследовательских навыков. Лабораторные работы способствуют развитию творческой инициативы как обучающего, так и обучаемых.

Науку развивает человеческая любознательность, и задача учителя состоит в том, чтобы учащиеся не только запоминали совокупность знаний, но и сводили метод самостоятельного получения их в ходе лабораторного практикума.

Биология - наука экспериментальная, поэтому я по возможности чаще привлекаю учащихся к постановке опытов, проведению наблюдений над живыми организмами. На лабораторных занятиях у учащихся не только повышаются знания, но и развиваются практические умения и навыки, способности каждого к самостоятельному действию.

Нельзя сказать, что учителя биологии не организуют лабораторных занятий. Однако часто, эти занятия не достигают необходимого учебно-воспитательного эффекта, так как не все возможности данной учебной формы используются, особенно в целях развития самостоятельности учащихся.

Необходимо повысить эффективность лабораторных занятий, и нельзя ограничиваться простым рассматриванием раздаточного материала. Зрительное восприятие необходимо сочетать с различными приемами воздействия учащегося на изучаемый объект, т.е. включать мышечные действия и осязание [10].

Психологией доказано, что практический, реальный анализ и синтез представляют первую степень познавательной деятельности. Если учащиеся осуществляют реальный анализ растения – рассматривают и расчленяют цветок, плод, семена, лист, стебель и др., фиксируют растение в целом или его органы, части, то такое действенное наблюдение значительно активизирует познавательную деятельность учащихся, развивает их мышление.

Значение лабораторных работ

Перед биологическим образованием поставлена задача повышения качества усвоения знаний, привития учащимся умений самостоятельно пополнять и углублять знания, формирования умений и навыков использования знаний в учебной работе, на практике, в жизни. Решению этих задач во многом способствует рациональная организация лабораторных занятий, на которых учащиеся самостоятельно, хотя и под руководством учителя, непосредственно изучают натуральные объекты, используя такие специфические для биологической науки методы, как наблюдение и эксперимент.

Лабораторные занятия связаны с различными видами уроков (объяснительно-иллюстративными, проблемными, повторительно-обобщающими). Вместе с ними они составляют систему классных уроков.

Данные уроки оказывают существенное влияние на умственное развитие учащихся, так как в ходе самостоятельного изучения натуральных объектов по заданиям учителя учащиеся приучаются целенаправленно рассматривать их, в результате чего возникает целостное восприятие этих объектов, представление о них, на основе чего формируются различные биологические понятия и умения ими оперировать. Самостоятельно действуя в процессе лабораторных работ, учащиеся постепенно овладевают предметно-действенным анализом, что является неотъемлемым качеством творчески мыслящего человека.

Лабораторные работы помогают показать науку как исследование. Одни из них по традиции даны таким образом, чтобы лучше разъяснять и показать на примере сущность излагаемого в тексте материала. Другие совершенно иного рода. В них затрагиваются вопросы, по которым в учебниках нет ясного и окончательного толкования. Они создают ситуацию, в которой сам учащийся может принять участие в исследовании. Каждая работа является реальным, действительным введением в научное исследование. Она может начинаться с материала, который знаком учащимся, и по вопросу, решение которого уже найдено. Однако по мере углубления в проблему уровень задания все больше и больше приближается к научному исследованию [2].

Методика проведения лабораторных занятий по ботанике

Лабораторные занятия за последние годы привлекают внимание как учителей, так и методистов биологов. Многие учителя успешно проводят лабораторные работы по всем учебным биологическим предметам.

Под лабораторными занятиями подразумевают любой вид самостоятельной деятельности учащихся. Наиболее четкую и аргументированную позицию в этом вопросе занимают В.Ф. Шалаев, В.А. Тетюрев, Б.В. Всесвятский и В.Н. Федорова. Признавая лабораторные занятия самостоятельной организационной формой учебного процесса, они указывают на следующие характерные особенности:

• Занятия проводятся в классных или лабораторных условиях
• Учащиеся работают самостоятельно, используя методы наблюдения и эксперимента
• Учитель направляет и контролирует работу учащихся.

Перечисленные особенности не выявляют отличия лабораторных занятий от других форм педагогического процесса, так как не раскрывают специфики наблюдений, проводимых на этих занятиях. Во-первых, наблюдения ведутся и на экскурсиях, и в процессе демонстрации изучаемых растений; во-вторых, не всякое самостоятельное наблюдение учащихся за изучаемым объектом является характерным для лабораторных занятий [7].

По содержанию лабораторные занятия подразделяются на анатомические, морфологические, связанные с формированием у учащихся понятий о строении растений; физиологические, на которых изучаются процессы жизни растений; систематические, на которых изучается систематика растений.

Педагогический опыт показывает, что при обучении биологии целесообразно выделять два типа наблюдений:

• созерцательное наблюдение, т.е. без воздействия на изучаемый объект,
• действенное наблюдение, т.е. сопровождающееся воздействием на объект изучения.

Например, созерцательное наблюдение на уроках ботаники осуществляется при рассматривании плодов и семян, а также способов их распространения, при рассматривании внешнего вида растения или его органов (цветков, корней, стеблей, листьев, почек, клубней, луковиц), в процессе фенологических наблюдений за погодой, жизнью растений.

Действенное наблюдение при изучении ботаники осуществляется при рассматривании строения растений (например, представителей семейств цветковых) с разделением их на органы или при изучении внутреннего строения органов растений (цветков, корней, стеблей, листьев) и расчленении их на части [3].

Несомненно, созерцательное наблюдение как метод самостоятельной работы, имеет важное значение в обучении биологии, учащиеся непосредственно, целенаправленно воспринимают отличительные особенности изучаемого натурального предмета, хотя и не воздействуют на него. В результате таких наблюдений у учащихся возникают восприятия, формируются представления и понятия о наблюдаемых явлениях и предметах природы, например, на экскурсиях в природу, на классных уроках при работе с натуральным раздаточным материалом, а также при демонстрации учителем опытов и изучаемых объектов. Познавательное значение созерцательного наблюдения возрастает, если оно сопровождается такими методическими приемами, как зарисовка с натуры или прикрепление засушенных растений к гербарным листам.

Наиболее ценным является наблюдение, сочетаемое с воздействием учащегося на изучаемый натуральный объект, например препарирование, применение химических реактивов, испытание на твердость и прочность, расчленение, разрезание, вскрытие, приготовление микроскопического препарата. Существенным отличием действенного наблюдения от созерцательного является восприятие отличительных особенностей изучаемого объекта посредством органов чувств и мышления и путем моторного воздействия на изучаемый объект, в силу чего формирующиеся у учащихся представления и понятия будут значительно полнее.

При созерцательном наблюдении реализуется только дидактический принцип наглядности, то при действенном наблюдении дополнительно реализуется и принцип моторности, положительное значение которого как одного из способов добывания знаний признается физиологией и психологией.

Все формы организации учебного процесса определяются тремя главными факторами:         

Содержанием учебного материала, условиями, в которых протекает учебный процесс (класс, лаборатория, природа, учебно-опытный участок),

применяемыми методами обучения.

Каждая форма может эффективно сочетаться только с определенными методами.

В основу работы с учащимися должна быть положена схема научного познания. Приобретение знаний начинается с анализа фактов, которые закономерно повторяются (факты – события, результаты, обнаруженные в процессе наблюдений, которые могут быть зафиксированы многократно). Факты, собранные по одной проблеме, называются данными. Сбор данных, их качественная и количественная оценка позволяют формулировать гипотезы, которые обязаны объяснить известные факты (гипотеза – предварительное решение или версия, объясняющая все известные факты и предсказывающая другие события, явления, которые могут произойти). Все гипотезы подвергаются проверке, и случается так, что приходится выдвигать новые версии, осуществлять их проверку с помощью новых наблюдений, опытов, экспериментов. Если выдвинутая гипотеза выдерживает все испытания на истинность и признается общественностью, то такая гипотеза становится теорией.

На предлагаемых лабораторных занятиях деятельность учащихся спланирована таким образом, чтобы отражался естественных ход знаний, т.е. от фактов, полученных в ходе проведения опыта, наблюдений, экспериментов, через обсуждение гипотез к знаниям.

Участникам учебного процесса предлагаются различные по содержанию лабораторные работы. В некоторых уже даются готовые результаты исследований, а задача учащихся состоит в том, чтобы объяснить их.

Другая часть работ предполагает участие в исследовательской деятельности, где учащиеся смогли бы собрать или получить результаты для последующего их объяснения.

Действенное наблюдение и эксперимент, применяемые учащимися на лабораторном занятии по ботанике, следует направлять на выявление самых существенных признаков и свойств, которые наиболее ярко выражают функцию изучаемого органа. Например, учащиеся должны понять, что плоская форма листа и прозрачность его кожицы обусловлены функцией поглощения солнечных лучей при фотосинтезе; сочность мякоти подземных побегов связана с их основной функцией – накоплением запаса органических веществ [9].

Тематика и цели лабораторных работ, рекомендованных программой, довольно разнообразны. Структурно почти каждое лабораторное занятие состоит из:

• Вводной части
• Собственно работы
• Итоговой беседы.

Вводная часть ставит целью подготовить учащихся к выполнению самостоятельной работы. Она обычно носит характер краткой беседы или небольшого рассказа с элементами беседы. Задача этой части урока – мобилизация необходимых для занятий знаний учащихся и на основе их либо краткое освещение сущности нового материала, либо использование их в качестве опорных для создания проблемной ситуации и постановки проблемного вопроса, который решается школьниками в процессе выполнения самостоятельной работы.

Содержание самостоятельных работ включает биологические знания о строении растений в связи с их образом жизни. С целью развития мышления учащихся оно должно изучаться в определенной логической последовательности: сначала следует ориентировать внимание учащихся на рассмотрение важнейших черт организации растений, затем на существенные и менее существенные признаки их строения, в конце работы необходимо направить усилия учащихся на установление связи между этими рассмотренными признаками.

Для успешного выполнения самостоятельных работ необходимы:

Предварительная подготовка раздаточного материала (натуральные объекты в живом либо фиксированном виде);

Инструктивные карточки, включающие в себя название работы, ее цель и план (последовательность) выполнения;

Заключительные задания или вопросы, способствующие осознанному пониманию объектов изучения.

Эффективность лабораторных занятий зависит от их методической организации, что достигается выполнением следующих требований:

Восстановление в памяти учащихся запаса знаний, умений, навыков, имеющих непосредственную связь с содержанием предстоящего лабораторного занятия.

Постановка задач предстоящего лабораторного занятия, чтобы учащиеся могли их успешно выполнить.

Проведение учителем инструктажа перед выполнением учащимися предстоящей самостоятельной работы, разъяснение задания, которое им следует выполнить.

Постепенное развитие познавательной самостоятельности учащихся путем последовательного усложнения заданий.

Приучение каждого учащегося к активной работе, полной дисциплине и аккуратности, соблюдение правил безопасности, особенно при работе острыми предметами (иглы, скальпель).

Экономия времени, достигаемая сокращением записей и зарисовок в тетрадях.

Доведение самостоятельной работы учащимися до полного завершения. Оказание учителем своевременной помощи учащимся, допускающим ошибки или затруднения при выполнении задания.

Фиксирование учащимися в особую тетрадь для лабораторных занятий результатов опытов и наблюдений за подопытными растениями в виде записей, схем и т.д.

Воспитание у школьников культуры и эстетики труда посредством предъявления требований к аккуратному выполнению работы, красивому оформлению записей, рисунков, схем, диаграмм, поддержанию чистоты рабочего места.

Объективная оценка выполняемых учащимися заданий.

Осуществление указанных требований происходит постепенно, по мере того как учащиеся овладевают умениями и навыками самостоятельного выполнения заданий учителя для лабораторных работ.

Постепенно задачи и содержание лабораторных занятий усложняются, а самостоятельность учащихся возрастает, поскольку уровень их биолгических знаний, умений и навыков значительно повышается.

Лабораторные работы по усмотрению учителя могут проводиться как для получения новых знаний, так и для их закрепления и проверки уже имеющихся.

Литература:

1. Дьяченко О.М. Обучение по способностям. // Народное образование. 1994, N 2.
2. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. 1998, N 2.
3. Поташник М.М. Школа разноуровневого и разнонаправленного обучения. // Педагогика, 1995, N 6, с. 3 - 11.
4. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т.1. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Колос, 1980.
5. Ченцов Ю.С. Общая цитология. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. С.17-41. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2010.