статья "Технология проблемного обучения"
статья по биологии

Технология проблемного обучения

Много  лет назад, когда я только начала работать в школе, в одном из методических журналов я прочла статью, которая произвела на меня огромное впечатление. В ней говорилось о «комплексе Маугли». Если ребенок в определенном возрасте и на точно отмеренном природой отрезке своего развития по тем или иным причинам не получил "причитающейся" ему именно в это время информации, не приобрел необходимых навыков, восполнить этот пробел в дальнейшем будет уже невозможно. 
   Сегодня мы знаем, что практика образования опровергает это утверждение.

Однако, тогда для меня как учителя этот факт показался не просто любопытным, он стал руководством к действию.  

      Осознав, что познавательная активность учащихся, их внутренняя учебная мотивация являются обязательным условием повышения эффективности образовательного процесса, я начала осваивать активные методы обучения (технологию групповой деятельности, кейс-метод, метод проектов и др.).

    В 2000г. в рамках курсов повышения квалификации я познакомилась с  технологией проблемного обучения.

С тех пор ведущим направлением моей   педагогической деятельности  является организация работы обучающихся на уроках с помощью проблемного обучения в целях формирования учебно-познавательной компетенции обучающихся.

     В своей педагогической деятельности  я столкнулась со следующим противоречием:

между необходимостью качественной подготовки обучающихся (в том числе  к ГИА и ЕГЭ), необходимостью  формирования полезных практических навыков и умения самостоятельно применять их на практике.  и  низкой мотивацией обучающихся к изучению биологии и химии.

    Эта проблема является актуальной для многих педагогов, так как в  настоящее время педагогическая практика в целом испытывает определённые затруднения: образование является предметным, монофункциональным; у школьников не развито рефлексивное мышление, адекватность самоанализа и самооценки;  они не умеют применять полученные знания в жизненных ситуациях.

Анализ имеющегося противоречия позволил сформулировать ведущую педагогическую идею опыта: создание необходимых условий для повышения учебно-познавательной активности обучающихся  посредством использования проблемного обучения

Приемы создания и решения проблемных ситуаций на уроках биологии и химии.

1. Подвожу школьников к противоречию и предлагаю им самим найти способ его решения.

Биология, 6 кл. Тема: "О жизни растений". В начале урока ставлю проблему: «Почему корень и стебель растут в противоположные стороны?»  Я не даю готового ответа, а рассказываю, как наука шла к этой истине, сообщаю о гипотезах и опытах, которые делались учеными для  проверки этих гипотез.

      2. Излагаю различные точки зрения на один и тот же вопрос.                                       Например, в 10 классе курса биологии  тема  «Происхождение человека»: представляю разные точки зрения на проблему происхождения человека (научная, религиозная, уфологическая-инопланетная).

      3.    Сталкиваю противоречия практической деятельности.

Так, при изучении факторов, обусловливающих сезонные явления в живой природе, сообщив, что продолжительность светового дня является для растений и животных сигналом наступающих сезонных изменений в природе, я предлагаю  учащимся ответить на вопрос: «Почему в условиях естественного освещения в зимнее время многие овощные культуры в теплицах не образуют плодов, несмотря на оптимальные температурные условия и полив?»

    4.  Предлагаю классу рассмотреть явление с различных позиций (эксперты, ученые, экологи, агрономы).

Так при изучении материала о достижениях в области селекции растений я перед селекционерами (обучающимися) ставлю задачу создания сортов овощей, пригодных для машинной уборки. Затем задаю вопрос: «Каким комплексом свойств должны обладать сорта томатов, пригодных для машинной уборки?»

5.  Побуждаю обучаемых делать сравнения, обобщения, выводы из ситуации, сопоставлять факты (в ходе побуждающего диалога).

Урок биологии, 9 класс, тема  «Клетка - биологическая структура». Перед учащимися была поставлена проблемная  задача: «Предположим, что у клетки появился поверхностный аппарат, полностью изолирующий ее содержимое от внешней среды. Какие преимущества и какие трудности при этом возникли бы? К каким последствиям для самой клетки привело бы это событие? Почему?»

6. Ставлю конкретные вопросы (на обобщение, обоснование, конкретизацию, логику рассуждения).

Общая биология. На уроке в 9 классе о естественном отборе и других движущих силах эволюции, сообщаю учащимся  сущность представлений Ч. Дарвина о естественном отборе, о проявлениях естественного отбора в популяциях каких–либо животных при изменениях условий внешней среды.

    Затем предлагаю учащимся ответить на вопрос: «Почему постоянно приходится создавать новые ядохимикаты против насекомых–вредителей сельскохозяйственных культур?» Учащиеся, решая поставленную проблему, выявляют особенности проявления естественного отбора в популяции насекомых, подвергающихся длительному воздействию какого–то ядохимиката, и дают обоснованный ответ.

     7.   Определяю проблемные теоретические и практические задания (например,

            исследовательские).

Биология.  7 класс, тема «Простейшие»: демонстрация эксперимента.

Амёб поместили в две колбы: одну с родниковой водой, а другую с кипячёной. В одной из

колб через некоторое время амёбы погибли. Как вы объясните, почему в одной из колб погибли амёбы?

     8.   Формулирую проблемные задачи: например,

- с недостаточными или избыточными данными;

- с неопределенностью в постановке вопроса;

- противоречивыми данными;

- заведомо допущенными ошибками;

- ограниченным временем решения и др.

Биология.  6 класс. При изучении темы «Лишайники» учащиеся из моего рассказа узнают, что долгое время ученые принимали лишайники за обычное растение и относили их к мхам. Лишь в 1867г. русским ученым А.С. Фаминцыну и О.В. Баронецкому удалось выделить зеленые клетки из лишайника ксанории и установить, что они не только могут жить вне тела лишайника, но и размножаться делением и спорами. Следовательно, зеленые клетки лишайника - самостоятельные растения, водоросли. Формулируется проблемная задача: что же такое лишайники? К какой группе растений их нужно было отнести?

    При подготовке к уроку я стараюсь учитывать реальные возможности и индивидуальные особенности учащихся, отобрать такую совокупность приемов создания проблемных ситуаций, которая создает оптимальные условия для включения каждого ученика в активную познавательную деятельность. Активная работа ученика на уроке – залог успешного обучения. На своих уроках я стремлюсь создать такие условия, при которых ученик испытывал бы настоящий азарт в стремлении докопаться до самой сути проблемы.

1 этап проблемного урока - Постановка учебной проблемы.

Учебная проблема – это возникший или поставленный перед учеником вопрос, ответ на который заранее неизвестен и подлежит творческому поиску, для осуществления которого у обучающегося имеются некоторые исходные знания. Как известно, учебная проблема существует в двух основных формах:

1. как тема урока;

2. как не совпадающий с темой урока вопрос, ответом на который и будет новое знание.

    Следовательно, поставить учебную проблему, значит помочь ученикам самим сформулировать либо тему урока, либо не сходный с темой урока вопрос для исследования. Для того, чтобы учащиеся смогли сформулировать тему урока, использую  приём   «Яркое пятно».

В качестве «яркого пятна» использую сказки, легенды, фрагменты из художественной литературы, случаи из истории науки.

        А в 10 классе при изучении раздела «Генетика» привожу отрывок из произведения И. Ильфа и Е.Петрова «Двенадцать стульев»: На заседании   «Союза меча и орала» Остап Бендер заявил, что он является законным наследником Российского престола, ибо его матушка состояла в гражданском браке с Государем Императором. В подтверждение этого великий комбинатор сказал, что он, как и его сводный брат Алексей, страдает гемофилией. Убедительны ли претензии гражданина О. Бендера на Российский престол?

    Момент возникновения проблемной ситуации определяю так: у класса должен появиться эмоциональный отклик: удивление, озадаченность (как же так?) или чувство затруднения (как же это объяснить?), в основе которого лежит противоречие между необходимостью выполнить задание и невозможностью это сделать.

Для того чтобы из проблемной ситуации выйти к учебной проблеме, я выполняю с классом определенную мыслительную работу, которая заключается в осознании ими противоречия и формулировании проблемы.

Здесь возможны варианты:

• провожу диалог, побуждающий учеников к осознанию противоречия.

Я предъявляю факты, научные теории или взаимоисключающие точки зрения. Так на уроке биологии в 10-м классе по  теме «Ткани растений и животных» предлагаю задание: «Из маленького кусочка растительной ткани ученым удается вырастить несколько тысяч взрослых растений. Как вы думаете, какую ткань растения ученые берут для этих опытов? Почему не удаются подобные опыты на животных?»

     Ученики предлагают свои версии учебной проблемы.  Если их мысль оформлена не грамотно или не относится к теме, я предлагаю другим учащимся  переформулировать учебную проблему  («Кто еще хочет сказать?», «Кто думает иначе?», «Кто может точнее выразить эту мысль?»).

• использую прием «Противоречие»

Этот прием выполняется в два шага: сначала (1шаг) я даю возможность ребенку, на основе его жизненного опыта, сделать предположение, высказать гипотезу. Затем (шаг 2) предъявляю научный факт. При изучении темы «Бактерии» в 7 классе ставлю проблему: «Важнейшую роль в разложении погибших животных и растений играют бактерии гниения. (Шаг 1) Все ли трупы животных и остатки растений разрушаются бактериями? Ответ ученика – да, так как бактерии встречаются повсюду.  (Шаг2) Пояснения учителя – в очень сухой почве, например, в песке пустынь, хорошо сохраняются трупы животных».

    Ученику необходимо дать объяснение этому явлению на основе анализа 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.

• Эффективно работает прием «Практическое задание, не сходное с предыдущими»

Даю практическое задание, с которым ученик до настоящего момента не сталкивался. Так, на уроке «Наследование признаков, сцепленных с полом» в 10 классе предлагаю решить генетическую задачу. «В семье здоровых родителей рождается мальчик больной гемофилией (не свертываемость крови). В семье паника, откуда взялась болезнь, ведь последним кто ей болел, был прадед по материнской линии».  Не зная способа выполнения нового задания, ученики испытывают  затруднение и ищут способы решения проблемной ситуации..

• Иногда несмотря на все педагогические усилия, проблемная ситуация так и не возникает. Тогда использую подводящий диалог – систему посильных вопросов и заданий, которые шаг за шагом приводят ученика к осознанию темы урока. .

Подводящий к знаниям диалог не требует выдвижения гипотез. Это логическая цепочка вопросов, которая приводит к новому знанию. Тема “Соцветие” (6 класс)):

- «Где лучше находиться цветку, чтобы эффективнее произошло опыление? Почему?»

- «А если размер цветка мал? Что необходимо для эффективного опыления?»

- Составьте определение: «Соцветие – это …».

2 этап проблемного урока -  Поиск решения.

На этом этапе помогаю ученикам открыть новое знание.

Я предлагаю открыть его самостоятельно «методом проб и ошибок» или  без гипотез подвожу учеников к новому знанию. Во втором случае я использую побуждающий к гипотезе диалог или подводящий диалог, который может разворачиваться как от сформулированной проблемы, так и без нее.

    Различие способов заключается в той мыслительной работе, которую выполняют ученики, и, следовательно, в их развивающем эффекте. Результатом побуждающего диалога служит развитие творческих способностей учащихся, а результатом подводящего диалога – развитие умения логически мыслить.

    Поскольку в любом случае поиск решения, должен завершиться ответом на исходный проблемный вопрос,  мы с ребятами обязательно возвращаемся к началу урока и снимаем  проблему-вопрос, применив новое знание.

    На этом этапе я также использую методы, которые, являются наиболее оптимальными в решении учебной проблемы. Это проблемное изложение, эвристический и исследовательский методы.

Метод проблемного изложения универсален, использую его как в среднем, так и в старшем звене на уроках изучения нового материала, обобщающих лекциях. Обозначив проблемную ситуацию, я раскрываю учащимся логику движения к её решению, показываю противоречия и источники их возникновения, аргументирую каждый шаг к решению проблемы.

Эвристическая беседа - это система логически взаимосвязанных вопросов учителя и ответов учащихся, конечной целью которой является решение целостной проблемы или ее части. Поэтому значительную часть вопросов  в беседе представляю в виде маленьких подзадач на пути к решению основной проблемы беседы.

Эвристическая беседа облегчает процесс творческой деятельности, способствует непроизвольному формированию памяти, ученики способны не только воспроизводить формулировки понятий, но и анализировать и преобразовывать их, а также удовлетворяет потребность личности в желании общаться, быть причастным к решению задач, работе всего коллектива.

   Исследовательский метод обучения – один из самых эффективных способов организации проблемного обучения, т.к. именно он обеспечивает  наиболее высокий уровень познавательной самостоятельности учащихся. Его использую при организации лабораторно-практических занятий, обобщающих уроков в старших классах, когда учащиеся имеют достаточную теоретическую базу и определенный уровень мировоззрения, что позволяет им самим поставить задачу и найти ее решение.

    Характер заданий при исследовательском методе может быть самым разным: классные лабораторные работы и домашние практические задания; решение аналитических проблем; задания кратковременные и предполагающие определенный срок (неделю, месяц); задания групповые и индивидуальные.

    В ряде случаев для разрешения предлагаемых учителем проблемных ситуаций требуется предварительная отработка учащимися этапов мыслительных действий в соответствии со схемой «Алгоритм решения поисковых задач».

Алгоритм решения поисковых задач

Процесс решения какой-либо проблемной задачи – не одномоментный акт, а поэтапное мыслительное действие, в результате которого достигается поставленная цель.

В  8-х классах я использую следующие проблемные задачи:

Задача 1. Трудно найти писателя без странностей: Шиллер, работая, держал ноги в холодной воде; Бальзак работал босиком, стоя на каменном полу, Прус нюхал крепкие духи; Якобсен – гиацинты, а Руссо стоял под солнцем с непокрытой головой. Чем можно

объяснить такие писательские странности?

Задача 2. Всем известно, что обыкновенная кукушка гнезда не строит. Она подкидывает по одному яйцу в гнезда других птиц. Подбрасывают яйца в чужие гнезда не только кукушки. Сходное поведение орнитологи наблюдали у некоторых ласточек, скворцов и уток, у которых самка нередко несется в гнезде другой птицы, принадлежащей к ее же виду. В чем может быть смысл подобного поведения?

    В процессе разрешения такого рода проблемных ситуаций школьники углубленно изучают реальные жизненные проблемы, принимают решения и учатся умению отстаивать свою позицию. Выполнение таких заданий не только способствует закреплению теоретических знаний и совершенствованию умений учащихся, но и развивает умение устанавливать пространственные взаимосвязи, модели биологической действительности, формирует творческое мышление.

    Таким образом, в ходе решения задач 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. Но самое главное - это не просто правильно решить задачу, а понять путь к ее 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.

    Наиболее эффективной формой организации учебной деятельности учащихся при решении исследовательских задач считаю групповую работу. Она обеспечивает индивидуальное развитие каждого учащегося, формирование межличностного интеллекта, а это в первую очередь означает высокое развитие коммуникативных способностей.

    Использование различных методов решения учебной проблемы в работе с учащимися позволяет решить следующие задачи: обеспечить освоение учениками творческой деятельности – выполнение исследований, проведение экспертиз, составление прогнозов, разработку проектов, что формирует теоретическое мышление и технологическую культуру учащихся, создаёт условия для самовыражения, признания, самоутверждения каждого ученика как личности.  

3 этап проблемного урока -  Выражение решения. 

Академик А.М.Матюшкин подметил: «Мысль рождается голенькой и понятной только одному исследователю. Только в «одетом» виде она может стать достоянием других людей». Поэтому полученное детьми новое знание необходимо выразить соответствующим научным (биологическим или химическим) языком в общественно

принятой форме. Чтобы помочь ученикам сделать это, я предлагаю им различные продуктивные задания:

- текст правила  или какого-то определения, или закона, в которые они должны вставить пропущенные слова:

Функциональной единицей нервной ткани является __________.

Это клетка, состоящая из тела и отходящих от неё отростков.

Короткие отростки называют __________, они проводят сигнал к телу нейрона, а длинный отросток называют __________. Он проводит нервный сигнал от тела нейрона. В местах многочисленных контактов нервных клеток образуются __________.

- или использую более сложный вариант – на основе опорных ключевых слов

сформулировать правило, определение, составить алгоритм.

    Другая форма используемых мной  продуктивных заданий – формулирование вопросов для взаимопроверки. Эту работу провожу  в парах или в группах,  как постоянного, так и переменного состава. Школьники учатся перекидывать мостики от изучаемого материала к пройденному, устанавливать причинно-следственные связи. Такая организация воспроизведения знаний с использованием индивидуального подхода, приемов развития саморегуляции, самоконтроля, самооценки способствует формированию способностей к рефлексивному мышлению, а в целом, - развитию личностного интеллекта.

Процесс усвоения понятий считаю успешным, если ученик:

- дает правильное определение понятия, воспроизводя его по памяти;

- приводит примеры, иллюстрирующие данное понятие;

- демонстрирует знание всех элементов данного понятия;

- видит место понятия в общей системе знаний по конкретной теме;

- способен применять усвоенные знания в известной ситуации, а также переносить их в новые условия.

4 этап проблемного урока - Этап воспроизведения полученных знаний. 

Он   является обязательным, поскольку развивает активную речь, углубляет понимание нового материала. Я предлагаю детям выполнить творческое задание по изучаемой теме: написать стихотворение, сочинить сказку, рассказ, придумать загадку, составить кроссворд, начертить схему, выписать опорные слова и т.д.
Например, на уроке в 8- м классе по теме «Терморегуляция организма» предлагаю на выбор задания следующего плана:

- Составить памятку «Правила закаливания» из 5 пунктов;

- Составить кроссворд по изученной теме;

- Подготовить сообщение или презентацию на темы «Уход за кожей, волосами, ногтями», «Гигиена одежды и обуви», «Болезни кожи и их профилактика».

5. Заключение.

Технология проблемного обучения, конечно, не являются универсальным средством решения всех педагогических проблем и затруднений. Она имеет свои достоинства и недостатки. Анализируя  собственный опыт проведения проблемных уроков, я могу выделить плюсы и минусы использования проблемных ситуаций в образовательном процессе.