Использование идеографических изображений на уроках биологии при изучении курса «Животные»
учебно-методический материал по биологии (7 класс) на тему

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа  №23 с. Новозаведенного,   Георгиевского района Ставропольского края

  Использование  идеографических изображений

 на уроках биологии при изучении курса «Животные»

                                           Автор:  Писаренко Надежда Ивановна,

                                                  учитель биологии МБОУ СОШ №23

                    с. Новозаведенного

                          Георгиевского района

                           Ставропольского края

В практике моей работы большой педагогический эффект дало использование в обучении идеографических изображений.

Отображение основного содержания материала последовательным рядом знаков, символов, так называемое идеографическое письмо, т.е. письмо при помощи идеограмм, а не букв,- один из древнейших способов передачи информации, известный с эпохи образования государств и развития торговли. Идеографическое письмо, впервые появившееся в Древнем Китае и Египте, представляло систему графических форм, где последовательность знаков соответствовала порядку слов в речи. Одним письменным знаком (идеограммой), как правило, обозначалось целое понятие или слово. В наше время в процессе обучения идеографическое письмо используется мало. Однако можно перечислить целый ряд положительных сторон его применения.

По идеограммам учащиеся практически дословно воспроизводят полученные знания; почти с такой же степенью подробности они пересказывают материал, не имея перед собой идеограмм. Эффект связан с запечатлеванием, "впечатыванием" в память учащихся изображенных учителем сигналов, которые в виде зрительных образов выполняют роль опор при построении рассказа и служат источником определенной информации для учащихся. Наблюдаемое явление полностью согласуется с данными психологов о восприятии памяти, свидетельствующими о необходимости тренировки работы всех анализаторов человека, в первую очередь зрительного и слухового.

        Использование в обучении идеографических изображений получает определенную опору в представлениях о функциональной специализации левого и правого полушарий мозга человека (правое полушарие - средоточие образов, эмоций, визуального мышления, первых сигналов, опыта, прошлого времени, а левое - речи, логики, счета, второй сигнальной системы, будущего времени, прогноза).

Ряд последовательных идеограмм, по существу является своеобразным планом воспроизведения полученных сведений, позволяет ученику преодолеть некоторую трудность во время ответа, о чем говорить и в какой последовательности излагать материал. Как отмечает Л.М.Фридман: "Ценность листков опорными сигналами как раз и состоит в том, что ученику представить их себе мысленно для припоминания значительно легче, чем страницу учебника". Использование в обучении идеограмм и составление с их помощью своеобразного идеографического портрета изучаемой группы животных позволяет говорить об определенной знаковой грамматике, значительно облегчающей усвоение нового материала и экономящей время урока при повторении пройденного. Резерв времени позволяет значительно повысить информативность уроков, расширяет возможности для уточнения и лучшего закрепления полученных знаний, создаёт условия для интересной творческой работы по внепрограммному материалу.

Идеограммы по смыслу и содержащейся в них информации можно объединить в логические части и крупные блоки. Это позволяет иначе структурировать учебный материал и изучать его укрупненными дидактическими единицами (УДЕ) с последующими упражнениями по уточнению этого материала и закреплению.    Изложение материала большими блоками позволяет лучше его осмыслить, осознать логические взаимосвязи там, где раньше были лишь отдельные теоремы, правила, параграфы. Идеограммы целесообразно использовать на уроках в процессе сообщения новых знаний и обобщения изученного материала, так как частое применение идеографического письма приводит к снижению его обучающего эффекта.

Идеограммы изображаются учителем  на слайде в процессе сообщения, учащимся новых знаний. Назовем их   динамическими   сигналами. По ходу составления рисунка учитель поэлементно поясняет каждый сигнал и отдельные его части. Составленный из таких сигналов идеографический портрет изучаемой группы животных является своеобразной учебной графической моделью, созданной на глазах учащихся. Этот принцип составления и использования идеограмм следует считать центральным в обучении с применением опорных сигналов. Учитель фиксирует графическую учебную модель  на слайде - планшете, сделанном заранее до урока. Планшет представляет собой сгруппированные в единое целое идеограммы, используемые при объяснении нового материала. Назовем эти идеограммы   статическими  сигналами. Для лучшего зрительного восприятия они изображается белыми на цветном фоне. Белый цвет изображения напоминает учащимся о динамических сигналах и указывает на прямую связь с ними статических сигналов. Цвет фона отдельных фрагментов планшета, на которых изображаются идеограммы, зависит от выполняемой смысловой нагрузки. Так, идеограммы экологического содержания изображаются на фиолетовом фоне, идеограммы, отображающие внешнее строение животных,- на сером, системы внутренних органов - соответственно условным  обозначениям принятым в школьном учебнике зоологии (органы пищеварения - золеный фон, органы кровообращения - красный, дыхания - голубой, выделения - черный, нервная система и органы чувств - желтый, органы размножения-коричневый).    После того   как учитель изложил новый материал, изобразив и продемонстрировав динамические и статические опорные сигналы, проводится закрепление полученных знаний. Учащиеся, как правило, по желанию или по вызову учителя воспроизводят устно рассказ. Для лучшего усвоения эту работу целесообразно повторить несколько раз. При этом следует учесть, что повторение свыше 2-3 раз в одной и той же форме резко снижает продуктивность воспроизведения вследствие развивающегося утомления. Между отдельными воспроизведениями учебного материала   учитель вместе с классом исправляет допущенные в рассказе ошибки и неточности. На последующих уроках по теме учитель проверяет знания учащихся (как устно, так и письменно) по изучаемой группе животных, используя для этого рисунки на слайдах. Воспроизведение самих опорных сигналов (идеограмм), на наш взгляд, неоправданно. Многие понятия, которые закодированы в сигналах в таком случае не раскрываются нужным образом и не обсуждаются всесторонне. Учащиеся по сути дела при таком изучений материала стараются запомнить не сущность зашифрованных в идеограммах понятий, а только их графическое изображение в виде идеограмм. Для разработки системы идеографических изображений, первоначально необходимо провести тщательный отбор содержания ученого материала, и выделить в нем сведения, необходимые для развития биологических и частных понятий. Как отмечает Л.Я.Зорина: "Характерной особенностью того содержания, которое передается на основе листов с опорными сигналами, является его схематизация и связанная с ней суженность теоретического материала... все учебное содержание нельзя закодировать даже по естественнонаучным дисциплинам..."  поэтому в идеографический портрет той или иной группы животных должны быть "ключены в первую очередь идеограммы, отображающие главные, ведущие теоретические сведения темы. Например, к таким сведениям в теме "Тип хордовые. Класс земноводные" относятся: полуназемный и полуводный образ жизни; большое видовое разнообразие представителей класса в теплом и влажном климате; голая кожа, с многочисленными железами, выделяющими на поверхность кожи слизь; трехчленные передние и задние конечности, состоящие соответственно из плеча, предплечья, кисти или бедра, голени, стопы; полуподвижное соединение "головы с туловищем посредством одного шейного позвонка; трехкамерное сердце и два круга кровообращения и др. Такая предварительная переработка учебного материала создает условия для реализации очень важных в познавательном отношении операций сравнения, выделения общих черт объектов, явлений и характерных особенностей животных той или иной систематической группы. Следовательно, при изучении следующей темы курса "Тип хордовые. Класс пресмыкающиеся" учащиеся используют графическую учебную модель предыдущей темы и сравнивают ее с учебной моделью новой темы, отмечая те существенные отличия, которые характеризуют пресмыкающихся. В идеограммы слайда - планшета данной темы будут включены сведения о тонкой коже пресмыкающихся, лишенной желез; роговой чешуе, периодически сбрасываемой во время линьки; парных конечностях, расположенных по бокам тела животных ,и их отсутствии как вторичном явлении; подвижном соединении головы с туловищем посредством двух первых шейных позвонков; появление неполной перегородки в желудочке сердца и т.д.      

Характер трудностей, которые должны преодолевать учащиеся в процессе обучения, как отмечает ряд авторов связан с "...теоретическим осмыслением изучаемых явлений, выявлением их внутренних существенных связей". Особое значение в этом приобретает операция сравнения "... она имеет значение не только как необходимо условие для осуществления аналитико-синтетической деятельности на первичном этапе выделения свойств изучаемых явлений, но и для правильного обобщения знаний. Материальной основой для такого сравнения и обобщения служат графические учебные модели - идеограммы, объединенные в логические части на слайде.

При разработке идеограмм следует учитывать некоторые основные принципы, лежащие в основе их составления и изображения.

1. Географические изображения должны быть   содержательными, т.е. в достаточно полной мере передавать закодированную в них информацию. Символ "...не просто что-то замещает, но символизирует нечто определенное, указывает на то, что именно Им символизируется, и, чтобы быть понятым... он должен содержать в себе черты,... родственные, созвучные тому, что им вскрывается...

2. Идеограммы должны быть   компактными, т.е. не содержать в своем изображении второстепенные "нерабочие" элементы, загромождающие рисунок. "Компактные, необычные опорные сигналы, вызывая живой интерес у учащихся, побуждают их к активному труду, к поиску, обостряют внимание по всем проблемам, которые оказываются в поде их активного восприятия".

3. Для идеографических изображений следует использовать привычные стереотипы и ассоциации, т.е. идеограммы должны быть запоминаемыми. Так, с изображением Солнца и Луны связаны наши представления о дне и ночи и соответственно о дневном и ночном образе жизни; изображение летящей "галочки" сигнализирует нам о передвижении в воздухе; изображение водоема или волн моря указывает на водный образ жизни и т.д.

  4. Изображение идеограмм не должно представлять сложность для повторения его всеми учащимися без исключения, даже не умеющими рисовать, т.е. идеограммы должны быть доступными. В них целесообразно использовать различные геометрические фигуры (окружность, треугольник, квадрат и т.п.) и унифицированные биологические и небиологические символы (знаки скрещивания, знаки мужского и женского пола и др.).

 5.  Большинство идеографических изображений следует делать; подвижными, т.е. при незначительных изменениях они должны подходить для составления характеристики (идеографического портрета) различных систематических групп животных. Кроме того, целый ряд идеограмм может быть универсальным для многих тем, например, изображение зеркальной симметрии тела (идеограмма "Планария"), дневного и ночного образа жизни, сред жизни, наружного и внутреннего скелетов, что позволит с их помощью осуществить индуктивно-дедуктивный подход в обучении  заключающийся, прежде всего  в заданиях учащимся на анализ-синтез, сравнение, выявление общего и специфичного.

6. Выше отмечалась целесообразность объединения идеограмм, отображающих родственные сведения, в логические части и блоки. Поэтому идеографические изображения должны быть легко   группируемыми   по тем или иным признакам, т.е. в их разработке следует учитывать и полнее использовать известную алгоритмизацию последовательности изучения той или иной темы.

Ниже    рассматриваются применяемые   идеографические изображения, а также намечаются возможные пути их использования на уроках зоологии.

Отображение в идеограммах ведущих понятий курса зоологии

При изучении курса зоологии рассматриваются ведущие биологические понятия, без которых невозможно сформировать у учащихся целостное представление о многообразии строения и жизнедеятельности живых объектов: связи формы и выполняемой функции, внешнего и внутреннего строения, биологических явлений с их практическим применением в интересах человека. Представляется значимым отображение в идеограммах в первую очередь, ведущих биологических понятий, таких, как:  "среда обитания", "местообитание", "географическое распространение",  "уровень организации", "симметрия тела" и др. Идеограммы, посредством которых можно отобразить эти сведения, должны быть подвижными с тем, чтобы при незначительных изменениях и дополнениях они могли использоваться практически во всех темах курса. Например, характеристика любой систематической группы животных начинается со среды жизни и местообитания данных животных. Условно изобразим водную среду обитания в виде ковша
с водой. Наземно-воэдушная среда обитания соответственно будет представлена сигналом в виде ручки этого ковша и пространства над ней, обозначенного тремя точками. Пространство под ручкой ковша примем за условное обозначение почвенной среды обитания (рис. 1а).

 .

Данный сигнал, как и все сигналы, отображающие основные биологические понятия курса, является подвижным. Для условного обозначения животных, которые шире освоили водную среду обитания, достаточно уменьшить ручку ковша (рис. 16)и, наоборот, для условного обозначения животных, населяющих шире наземно-воздушную среду обитания, ручка изображается длиннее самого ковша (рис. 1в).

К особой среде обитания относят организм животного. Эту среду, как правило, широко освоили различные паразитические животные, живущие в органах (внутренние паразиты) и на поверхности тела животных (наружные паразиты). Организм животного можно условно обозначить окружностью, соответственно паразитических животных, живущих в нем, обозначим тремя точками внутри окружности (рис. 2а), наружных паразитов - тремя точками за Пределами окружности (рис. 26).

Для обозначений местообитаний животных используем широко известные учащимся топографические знаки из курса географии: лес, открытые  ландшафты, озеро, река, болото, моря, пустыни, горы и др. (рис.3). Эти знаки информативны и хорошо запоминаются учащимися.

Экологическая характеристика той или иной группы животных будет неполной, если ограничиться только перечислением местообитаний и  сред обитания животных. Большой интерес представляют для учащихся сведения о характере передвижения животных в этих средах. Для условного обозначения способов передвижения животных мы используем отрезки прямых и волнистых линий со стрелками: животные могут шагать (рис.4а), бегать (рис.46), плавать по поверхности водоемов (рис. 4в), в толще     воды (рис. 4г), ползать по дну водоемов (рис.4д), нырять (рис.4е), прокладывать ходы в почве (рис.4ж). Они могут передвигаться в воздухе (рис.4з). Эти идеограммы можно использовать при изучении многих тем курса зоологии.

Географическое распространение животных условно может быть показано в виде двух взаимно перпендикулярных отрезков прямых, оканчивающихся стрелками (рис. 5). Например, идеограмма, отображающая информацию о широкой и повсеместной распространенности некоторых групп животных (членистоногие, птицы, млекопитающие), имеет вид взаимно перпендикулярных отрезков прямых равной длины (рис.5а). Если речь идет о животных, которые распространены преимущественно в, теплых, областях, то стрелка, направленная вниз, удлиняется (рис. 5б).

Идеограммы, обозначающие уровень организации животных типа или класса, изображаются нами в виде трех отрезков прямых, два из которых взаимно перпендикулярны, а третий делит образуемый ими угол пополам (рис.6). При составлении характеристики животных, имеющих высокую организацию, стрелка обозначается на свободном конце отрезка вертикальной прямой (рис.6а), в характеристике животных сравнительно невысокой организации - на свободном конце отрезка средней прямой (рис. 6б), низкой организации - на конце отрезка горизонтальной прямой (рис.6в).

Для составления характеристики например, животных класса ракообразных, представители которых в типе членистоногих (беспозвоночных животных высокой организации) имеют низкий уровень организации, это подвижный сигнал будет иметь другой вид (рис. 7а). На конце отрезка прямой, обозначающей высокий уровень организации членистоногих; класс ракообразные "занимает" отрезок горизонтальной прямой. Идеограммы, отображающие уровень организации животных классов паукообразные и насекомые, соответственно будут иметь следующий вид (рис.76,

В характеристике внешнего строения животных любой систематической группы рассматривается симметрия тела. Для условного обозначения лучевой и двусторонней (зеркальной) симметрии тела нами вводятся следующие идеограммы.

Лучевая симметрия тела, например, кишечнополостных животных изображается в виде окружности с лучами, по которым проведены плоскости симметрии, условно обозначаемые прерывистой линией с точками (рис.8). Предлагаемая схема напоминает общий план строения тела любого кишечнополостного животного, имеющего на поперечном разрезе круглое тело с отходящими от него лучами.

Двустороннюю (зеркальную) симметрию Тела имеют большинство беспозвоночных и все позвоночные животные. Впервые с такой симметрией учащиеся знакомятся при изучении свободноживущих плоских червей - планарий. Поэтому его понятие отражено в идеограмме (рис. 9), где через условное изображение планарии проведена прерывистая линия, обозначающая плоскость симметрии.

Отсутствие плоскостей симметрии, например, у большинства простейших

и некоторых моллюсков (животных с асимметричным телом) удобнее всего показать, перечеркнув ось плоскости симметрии наклонной линией (рис. 10).

Удачны на наш взгляд идеограммы, помогающие учащимся запомнить особенности покровов тела различных беспозвоночных и позвоночных животных.

Голая кожа, лишенная каких-либо образований и богатая железами, выделяющими слизь, обозначена нами отрезком прямой и схематическим изображением под ней железы (рис. И). Информативность сигнала можно увеличить двумя стрелками, проходящими через кожу. Эти стрелки сигнализируют об осуществляющемся через кожу процессе газообмена. Если в коже или над ней есть какие-либо образования, например хитиновый покров у членистоногих, раковина у моллюсков, чешуя у рыб и пресмыкающихся, перья у птиц и волосы у млекопитающих, то в идеограмму вносятся соответствующие изменения и дополнения.

Плотный покров, непроницаемый для воды и газов, изображается в виде отрезков двух прямых с наклонной штриховкой между ними (рис. 12). Изображение стрелок, но перечеркнутых, сигнализирует об отсутствии газообмена и поступления воды через покров тела. Изобразив дополнительно стрелку, направленную вниз, учащимся сообщается о периодическом сбрасывании хитинового покрова во время линьки.

Внесенные в данную идеограмму дополнения в виде волнистой линии, условно обозначающей особую кожную складку у моллюсков - мантию, и стрелок, идущих от нее к раковине, показывают, что у моллюсков раковина образуется благодаря этой кожной складке (рис. 13).

Для отображения особенностей кожных покровов рыб, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих на прямой линии сверху условно обозначаются соответственно костная и роговая чешуя, перья И волосы. Изображенные, но перечеркнутые железы сигнализируют о том, что кожа этих животных бедна или совсем лишена желез (рис.14-17). В последнею идеограмму внесены дополнения в виде обозначения многослойности кожи млекопитающих и двух видов желез кожи: потовых и сальных.

Наружный скелет беспозвоночных и внутренний скелет позвоночных животных мы условно обозначаем в виде овала с штриховкой, по его периферии или овала,

имеющего внутри отрезок прямой с штриховкой        (рис. 18 а, б).

Системы органов тела животных отобразить в виде обобщенных сигналов несколько труднее, так как их строение сложно упрощать. Поэтому чаще приходится ограничиваться схематическим изображением отдельных органов. Например, общий план строения пищеварительной системы позвоночных животных (ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник и пищеварительные железы - поджелудочная и печень) может быть отображен в следующей идеограмме (рис. 19), где буквами обозначены соответствующие отделы пищеварительного канала и пищеварительные железы. Гроздевидными образованиями с протоками, открывающимися в ротовую полость, условно показаны парные слюнные железы, присутствующие у большинства позвоночных животных. Пунктиром на рисунке отображено наличие у некоторых позвоночных животных особого расширения заднего отдела кишечника - клоаки.

Информация о строении и расположении зубов передается посредством трех следующих идеограмм. Зубы прирастают к челюстям (рис.20а,б) или расположены в особых ячейках челюстей (рис. 21). У некоторых животных, например у птиц, зубы отсутствуют (рис. 20 б).

Различия в строении кровеносной системы можно представить, изобразив схематически сердца разных типов: сердца - кольцевые сосуды, трубчатое, мешкообразное, двухкамерное, трехкамерное и четырехкамерное сердце (рис. 22-55). Незамкнутая кровеносная система изображается сплошными и прерывистыми полукольцами (рис.26), замкнутая с одним кругом кровообращения - кольцом со стрелками (рис.27а), с двумя кругами кровообращения - двумя кольцами со стрелками (рис. 276).

Сигналом раздельнополости животных нами выбраны употребляемые в биологии знаки обозначения пола (рис. 28); раздельнополые животные обозначаются двумя знаками, обоеполые (гермафродиты) - этими же знаками, но слитыми в один.

Если речь идет о самце или самке, то знак пола изображается в окружности (условное обозначение организма). Изобразив самца и самку рядом, можно знаком скрещивания показать, где происходит процесс оплодотворения: внутри организма или вне его (рис. 29а, б).

Нетрудно заметить, что эта идеограмма может с успехом быть использована для составления характеристики процесса оплодотворения у обоеполых животных, т.е. взаимного обмена половыми продуктами или самооплодотворения (рис. 30а, б).

Развитие животных, происходящее без превращения (прямое развитие), мы обозначаем схемой: "маленький треугольник - стрелка - большой треугольник" (рис. 31); развитие с превращением (непрямое развитие) - "маленький треугольник - стрелка - большой квадрат" (рис. 32). Под маленьким треугольником условно подразумевается молодая особь или личинка, под большим треугольником или квадратом - взрослое животное. Зигзагообразная стрелка в идеограмме развития с превращением способствует лучшему запоминанию учащимися, что такой тип развития называется непрямым.

Явление регенерации - восстановления поврежденных или утраченных частей тела удобно обозначить условным изображение планарии с двумя головами, развившимися после продольного рассечения передней части тела(рис.ЗЗ)

Для отображения сведения практического характера, например роли животных в природе, нами выбрана идеограмма, состоящая из большой буквы "П" (питание) и стрелок, отходящих от нее (животное питается) или направленных к ней (животным питаются) (рис. 34).

Варьируя количество стрелок с той и другой стороны, мы передаем информацию о значимости роли животных как объектов пищи или как хищников (рис. 34а, б).

Опыление растений в природе и распространение животными семян показываем при помощи следующих идеограмм (рис. 35, 36); вред, наносимый некоторыми животными хозяйственной деятельности человека и растениям - (рис. 37, 38).

Хозяйственную ценность некоторых животных удобно отобразить идеограммами, включающими изображение тех веществ и продуктов, ради которых ведется промысел этих животных в природе или их содержании в неволе. Например, некоторые насекомые (медоносная пчела) разводятся для получения ценных технических и пищевых продуктов (рис. 39); яд ядовитых змей человек использует в медицине (рис.40).