Статья "Использование проблемного обучения на уроках биологии"
статья по естествознанию на тему

Использование проблемного обучения на уроках биологии

Развивающим и воспитывающим современное обучение может быть только принадлежащей активизации мышления учащихся.

Чем активнее протекают у ученика познавательные процессы (ощущение, восприятие, представление, запоминание, воображение, мышление), тем выше эффективность его обучения. Поэтому умение учителя активизировать, т.е. пробуждать, стимулировать, направлять мышление и другие познавательные процессы учащихся, относится к числу важнейших признаков педагогического мастерства.

Активизация мышления играет большую роль в повышении качества знаний учащихся, в интеллектуальном развитии и формировании у них научного мировоззрения, в воспитании активности как положительной черты характера личности. Активизации мышления учащихся способствует, в частности, проблемное обучение.

Под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение знаниями, умениями, навыками и развитие мыслительных способностей

        Учебную проблему школьники решают в процессе рассматривания раздаточного материала и логического рассуждения. Они сами, хотя и под руководством учителя, сравнивают и находят общие и отличительные признаки изучаемых объектов. Здесь есть не большой, но самостоятельный поиск учащихся, добывание новых знаний; есть и небольшой элемент исследования, используемый с целью решения учебной проблемы – наблюдение, целенаправленное рассматривание объекта, а также логические операции (анализ и синтез, сравнение и обобщение).

При традиционном построении в начале урока на эту же тему все необходимые знания учитель сообщает сам, чередуя рассказ с беседой и используя те же наглядные пособия; сам сравнивает изучаемые объекты, лишь после этого проводит лабораторную работу.

Методы обучения при обоих вариантах одни и те же (беседа, рассказ, демонстрация наглядных пособий, лабораторная работа) и оборудование урока одинаковое. Но при традиционном варианте не создаётся проблемной ситуации и отсутствует самостоятельный поиск учащимися ответа на поставленную учебную проблему. Нет так же элемента исследования, поскольку лабораторная работа проводится после сообщения учителем готовых знаний. В этом случае лабораторная работа не служит цели добывания новых знаний, а применяется лишь в качестве иллюстрации, подтверждения достоверности тех знаний, информации, которые до этого были сообщены самим учителем. При этом наличие наглядности, проведение лабораторной работы и вопросы учителя в какой – то степени активизируют восприятие и некоторые другие познавательные процессы у учащихся, но в значительно меньшей мере, чем при проблемном подходе, когда возникшая в классе проблемная ситуация создаёт наиболее благоприятные условия для активизации мыслительных процессов.

Познавательные процессы при проблемном обучении носят преобразующий (продуктивный, творческий) характер. При традиционном же обучении познавательные процессы носят воспроизводящий, репродуктивный характер: ученик воспроизводит в своей памяти лишь то, что воспринимал и запомнил со слов учителя. Следовательно, при традиционном обучении познавательная деятельность учащихся опирается главным образом на память и мышление. В этом внутреннее отличие двух способов обучения.

Психологи давно установили, что потребность мыслить появляется тогда, когда возникает проблема, необходимость узнать и понять что–либо новое, неизвестное. При отсутствии проблемы мышление субъекта выключается. “Начальным моментом мыслительного процесса обычно является проблемная ситуация, - пишет русский психолог С.А.Рубинштейн.  – Мыслить человек начинает, когда у него появляется потребность что–то понять. Мышление обычно начинается с проблемы или вопроса, с противоречия. Этой проблемной ситуацией определяется вовлечение личности в мыслительный процесс; он всегда направлен на разрешение какой–то задачи… Разрешение задачи является естественным завершением мыслительного процесса”. С.Л. Рубинштейн. Основы общей психологии.

Конечно, воспроизводящая и преобразующая умственные виды деятельности учащегося взаимосвязаны и дополняют друг друга. Процесс усвоения знаний включает в себя и то и другое, поэтому противопоставлять их не следует. Но не надо и отождествлять, ибо между ними есть качественное, причём существенное, отличие, приводящее к различным результатам обучения и воспитания. Разумеется, невозможно требовать, чтобы все знания по основам наук школьник усваивал только в результате своей преобразующей познавательной деятельности. И не только из – за обилия все возрастающей научной информации и лимита времени, но и потому, что человек мыслит понятиями, значит, для преобразующей деятельности требуется то, что подлежит преобразованию, определённый запас наличных знаний, представлений и понятий, усвоенных при других способах обучения. Но и какую-то часть научных знаний каждый учащийся может и должен добывать в процессе самостоятельного решения учебных проблем, осуществляя преобразующую мыслительную работу, развивая свой интеллект и приучаясь к творчеству.

Внешним признаком проблемного обучения является наличие учебной проблемы и проблемной ситуации. Учебной проблемой можно назвать любой учебный вопрос, на который учащиеся не могут ответить сразу из – за недостаточного наличия у них ранее усвоенных знаний, поэтому требующий поиска и добывания недостающих знаний.

Проблемный вопрос, в отличие от информационного, обязательно содержит в себе ещё нераскрытую учащимися область субъективно новых для них знаний. Один и тот же вопрос может быть и информационным и проблемным, в зависимости от того, когда он задан: до сообщения учителем соответствующих знаний или после этого.

Следовательно, для учебной проблемы характерно несколько особенностей: наличие одной или нескольких трудностей, требующих от учащихся напряжения собственных умственных сил и способностей, мобилизации и применения наличных знаний; свойство возбуждать у учащихся интерес к решению проблемы; свойство вызывать чувство удовлетворённости результатами своего умственного труда, чувство радости от успешного решения проблемы; наличие в формулировке некоторой информации, указывающей направление поиска решений.

Проблемная ситуация – ситуация интеллектуального затруднения, т.е. такое состояние в классе, когда учащиеся, уяснив учебную проблему, пытаются её самостоятельно решить, но чувствуют затруднение в силу недостаточности у них наличных знаний. Проблемная ситуация создаёт в классе особое психическое “поле интеллектуального напряжения”, индуцирует активную умственную деятельность учащихся, направленную на преодоление учебных трудностей. Проблемная ситуация – не только особое состояние, но и процесс, имеющий своё начало, развитие и конец. Начинается она чаще всего с момента постановки учителем учебной проблемы, иногда и до этого, если учитель проводит преднамеренную подготовительную работу (например, вводную беседу). Важно не только создать проблемную ситуацию, но и включить в неё всех учащихся. В связи с этим нужно выявить, все ли учащиеся уяснили и приняли проблему, задумались над ней, на всех ли распространилось “поле интеллектуального напряжения”. Труднее и важнее всего “втянуть” в проблемную ситуацию отстающих учащихся и тех, у которых менее развиты способности, духовные потребности и у которых медленно протекают мыслительные процессы.

В зависимости от характера постановки проблемы различают несколько ситуаций: ситуацию неожиданности, ситуацию конфликта, ситуацию неопределённости, ситуацию несоответствия и др.

При проблемном изложении подобного материала учащиеся учатся логике научного познания. Перед ними как бы встаёт процесс познания в миниатюре, его логическая структура: постановка проблемы – формулирование гипотезы – её экспериментальная проверка – выводы (или новая проблема). Учащиеся видят, каким путём добываются научные знания, убеждаются в познаваемости мира.

Можно использовать несколько вариантов изложения учебного материала в сочетании с  постановкой проблемных вопросов.

Ситуация 1. В ходе изложения нового материала учитель чётко выделяет главную мысль, раскрывает суть биологической закономерности, но не иллюстрирует её примерами. Затем он формулирует проблемный вопрос, требующий от учащихся сознательного применения полученной информации для объяснения конкретной ситуации, в которой проявляется изучаемая закономерность, или поиска практического использования этой закономерности.

Так, при изучении факторов, обусловливающих сезонные явления в живой природе, учитель сообщив о том, что продолжительность светового дня является для растений и животных сигналом наступающих сезонных изменений в природе, предлагает 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? Отвечая на этот вопрос, учащиеся обычно указывают на то, что продолжительность светового дня в зимнее время недостаточна для того, чтобы культивируемые в теплице растения цвели и плодоносили. Чтобы вызвать цветение и плодоношение, необходимо увеличить продолжительность светового дня, применяя искусственное освещение.

Ситуация 2. При изложении нового материала учитель сообщает лишь часть сведений, основную мысль формулирует не полностью, не приводит также никаких примеров и фактов, характеризующих отсутствующие элементы основной мысли материала. Завершают формулирование главной мысли учащиеся в ходе поиска ответа на проблемный вопрос.

Так, при изучении условий существования экосистемы учитель, рассказывая о влиянии деятельности человека на природные сообщества, предлагает учащимся ответить на вопрос: Как может отразиться на обитателях пресноводного водоёма нерациональное применение азотных и фосфорных удобрений на сельскохозяйственных угодьях, расположенных поблизости от водоёма? Решая поставленную проблему, учащиеся высказывают предположение о возможности возникновения нарушений в природных сообществах в результате непродуманных действий человека, делают вывод о необходимости предвидеть конечные результаты этой деятельности и предотвращать нежелательные её последствия.

В ходе поиска ответов на вопросы описанного варианта школьники учатся устанавливать причинно – следственные связи между отдельными фактами, явлениями, выдвигать предположения на основе неполных сведений, высказывать гипотезы.

Для решения учебных проблем существует несколько способов, которые можно использовать.

1. Демонстрацию объектов изучения в натуральном виде или его изображения.
2. Самостоятельное наблюдение учащимися, рассматривание и расчленение натурального раздаточного материала в процессе лабораторной работы или на экскурсии.
3. Демонстрацию эксперимента. Например, на уроке зоологии для решения проблемы “Каким воздухом дышат дождевые черви – атмосферным или растворённым в воде? Как это доказать?” Демонстрируется опыт: 3-4 червя помещают в мокрый стакан без воды, столько же – во второй стакан с сырой водой, столько же – в третий стакан с охлаждённой кипячёной водой (закрытые стаканы ставят рядом при одинаковых условиях температуры и освещения).
4. Решение проблемы путём самостоятельного выполнения учащимися учебного лабораторного эксперимента, например: изучение состава семян и почвы, обнаружение крахмала в клубнях картофеля.
5. Самонаблюдение, например, на уроках анатомии для выяснения влияния физических упражнений на сердце, пульс и дыхание.

Проблемное обучение активизирует познавательные процессы у учащихся, приучает к самостоятельной работе, самообразованию, самостоятельному поиску и добыванию знаний; способствует тому, что школьники учатся применять свои знания, поскольку каждая новая учебная проблема разрешается на основе ранее усвоенных знаний. Усвоенные “вчера” знания включаются “сегодня” в состав новых знаний, из цели превращаются в средство добывания новых знаний. Сочетая рациональное с эмоциональным, проблемное обучение способствует развитию интереса к учению, превращению любознательности в постоянно действующий мотив.

Несмотря на преимущества и большую роль проблемного обучения в повышении эффективности уроков и всего учебного процесса в современной школе, его нельзя признать универсальным и единственным способом активизации познавательной деятельности учащихся. Не на всех уроках биологии можно применять проблемное обучение, не во всех случаях оно оказывается наиболее рациональным и эффективным.

Ведь лишь часть знаний может быть усвоена проблемно. Приходится считаться с содержанием учебного материала, временем и другими факторами учебного процесса. Следовательно, проблемное обучение целесообразно применять по возможности , но в оптимальном соотношении с другими способами активизации познавательной деятельности.