Использование элементов проблемного обучения на уроках биологии

Вариант 3. Объяснение нового материала учитель начинает с изложения нескольких фактов, примеров, но при этом не выделяет чётко основную мысль, не раскрывает полностью суть явления, процесса или закономерности. Затем предлагает учащимся проблемный вопрос, требующий определённой работы в направлении группировки и систематизации знаний, обобщения их и формулирования вывода, отражающего суть изучаемой биологической закономерности.

Например, при изучении материала об эволюции органического учитель рассказывает о разнообразии живой природы, а затем предлагает учащимся вопросы: Почему, несмотря на разнообразие живых организмов, говорят о единстве органического мира? В чём причина разнообразия живых организмов? Для решения поставленных проблем учащимся необходимо привлечь знания о строении растительных и животных организмов, полученные ими ранее, систематизировать, обобщить их и самостоятельно сформулировать ответы на вопросы, выводы о клеточном строении всех живых организмов, о принципиальном сходстве процессов их жизнедеятельности, об историческом развитии органического мира на Земле.

Вариант 4. 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.

Вариант 5. При изложении нового учебного материала учитель сообщает о той или иной нерешённой научной проблеме или народнохозяйственной задаче. Затем предлагает вопрос, побуждающий учащихся в ходе поисковой беседы высказать своё мнение о возможных путях решения конкретной научной проблемы или народнохозяйственной задачи.

Рассматриваемый вариант можно проиллюстрировать следующим примером.

При изучении материала о достижениях в области селекции растений учитель раскрывает школьникам значение селекционной работы для сельского хозяйства. В частности, он сообщает, что в настоящее время в овощеводстве, как и в других отраслях сельскохозяйственного производства, происходит замена ручного труда машинным . В связи с этим перед селекционерами стоит задача создания сортов овощей, пригодных для машинной уборки. Затем ставит вопрос: Каким комплексом свойств должны обладать сорта томатов, пригодных для машинной уборки? В ходе беседы выясняется, что плоды томатов завязываются не одновременно и, следовательно, созревают в разное время. Особенности строения этого растения таковы, что сбор плодов затруднён даже при уборке ручным способом. К тому же зрелые плоды очень нежные и лёгко повреждаются. В результате беседы учащиеся формулируют вывод: сорта томатов, пригодных для машинной уборки, должны обладать как минимум следующим комплексом свойств: стебли растения должны быть более прочными и не должны полегать, плоды должны завязываться одновременно и в большом количестве, иметь одинаковую форму и размеры, прочную кожицу, легко отделяться при сборе. Далее учитель сообщает, что учёными - селекционерами в настоящее время уже выведены сорта томатов с такими свойствами и проведены удачные эксперименты по сбору их урожая уборочной техники.

Для решения учебных проблем существует несколько способов. В своей практике я использую:

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.

Глава 2. Проблемное обучение на уроках биологии как основа процесса, развивающего потребность и умение учиться

Наверное, каждый учитель, приходя на урок, хочет, чтобы его ученики стремились узнавать новое, хотели чему-то учиться, рассуждали и спорили, искали и доказывали, т. е. имели сформированные познавательные потребности. Почему-то большинство педагогов считает, что эти потребности должны образоваться в ходе обучения к определенному возрасту. Для этого ученикам надо слушать внимательно на уроке, читать параграфы, отвечать на поставленные учителем вопросы, выполнять бесконечные упражнения и т. д. Вот и получается, что наше представление об успешном уроке и то, как мы урок организуем, совсем не совпадает. Мы ожидаем от детей познавательного творчества, а обеспечиваем им только репродуктивную деятельность. Как аннулировать подобное противоречие? Мне видится решение проблемы в использовании соответствующих технологий, методов обучения. И это не мое открытие, а доказанный научный факт. В частности в средней и старшей школе на уроках по предметам естественнонаучного цикла потребность и умение учиться формируются при использовании технологии проблемного обучения.

1. Для организации образовательного  процесса, развивающего потребность  и умение учиться, важно первоначально  определиться, что такое потребность  учиться, а что значит умение  учиться. Сформировать потребность  учиться - значит обеспечить развитие  у ребенка личностной ценности  познавательной деятельности. Такому  школьнику интересен сам процесс  учения, познания. Он хочет понять  способы этой деятельности. И  для него умение находить истину - пожалуй, самый значимый результат. Ведь полноценное познание возможно  только при овладении личностью  определенными действиями, навыками, что, собственно говоря, и означает  умение учиться. К таким действиям, необходимым для осуществления  познавательной деятельности, можно  отнести специальные предметные  действия, универсальные познавательные  действия, универсальные коммуникативные  действия. Естественно, что и определенный  объем знаний является важной  составляющей. Только знания эти  должны быть иного качества.

2. Собственно ради достижения  этих целей и применяется проблемное  обучение. Во-первых, чтобы обеспечить  внутреннюю познавательную мотивацию  при изучении определенной темы, формировании конкретного навыка. Во-вторых, для создания условий, при которых учащиеся могут  овладеть познавательными действиями. В-третьих, применение технологии  проблемного обучения на уроках  биологии, как и на уроках по  другим дисциплинам естественного  цикла, позволяет так организовать  освоение понятий, законов, теорий  учащимися, что эти знания в  дальнейшем становятся для них  инструментом познания, а не набором  сложных научных слов.

3. Вышеобозначенные результаты процесса обучения вполне достижимы при реализации проблемного обучения. Но далеко не у каждого педагога это получается, и учитель отказывается от использования этой технологии, ссылаясь на неготовность учащихся работать таким образом, на недостаток учебного времени или неприменимость этой технологии для освоения определенных единиц знаний. И это могут быть вполне объективные причины. Применение проблемного обучения действительно очень затратно по времени. Практически невозможно эффективно организовать процесс на уроке, если учащиеся с необходимостью решения проблемного задания впервые сталкиваются в восьмом, девятом классе. К этому времени у них уже складываются устойчивые способы учебной деятельности репродуктивного характера и переходить на продуктивные способы работы им сложно, да и не очень-то хочется. И совершенно неоправданно использование проблемного обучения при освоении фактов, либо каких-то знаний описательного характера.

4. Эффективность использования  технологии проблемного обучения  определяется значительным объемом  предварительной работы педагога. Во-первых, надо понимать, что проблемное  обучение применимо при освоении  учащимися единиц знания высокого  уровня обобщенности. Либо это  понятия, законы, теории, либо некоторые  самые общие способы деятельности (что реже встречается на уроках  биологии). Поэтому первым шагом  организации такой работы должно  стать выделение тех понятий  курса, качественное освоение которых  является основой дальнейшего  успешного обучения по данному предмету. Далее важно продумать последовательность освоения этих понятий так, чтобы они образовывали некоторую иерархию вложения от самого общего к частным. Например, в курсе “Человек” это могут быть понятия живого организма как саморегулирующейся системы, гомеостаза как постоянство показателей внутренней среды, саморегуляции как процесса автоматического поддержания этого постоянства и т. д.

5. Во-вторых, эффективность проблемного  обучения напрямую зависит от  системности его применения и  возраста учащихся. Мне бы хотелось, чтобы ребята из начальной  школы приходили ко мне на  уроки естествознания (5 класс) с  опытом такой деятельности. Но  и в пятом, шестом классе учащиеся  еще довольно живо откликаются  на предложение поработать в таком режиме. А вот когда предлагаешь проблемное задание в 8 классе в первый раз, то на вопрос чаще слышишь с их стороны не ответ-гипотезу, а предложение сказать, как правильно, ведь я же знаю ответ.

6. Системность применения проблемного  обучения совсем не означает, что его должно быть как  можно больше. С одной стороны  однообразие деятельности быстро  надоест учащимся, с другой - будет  затрачено неоправданно много  времени. Все зависит от наполненности  курса общими понятиями, законами. Проблемных заданий может быть  достаточно много в курсе “Живой  организм”, “Общебиологические закономерности”, “Физиология человека”, но они  практически отсутствуют при  рассмотрении систематики живых  организмов. Методы проблемного  обучения надо использовать каждый  раз, когда требуется освоение  базовых знаний, понятий, законов, теорий, объясняющих широкий круг явлений  и фактов в живой природе. Скажем  в теме “Введение в экологию”  проблемные задания предъявляются  для формулирования определений  таких понятий как “биогеоценоз”  “экологическая система”, “пищевая  цепь”. В то время как определения  более частных понятий (“пастбищная  пищевая цепь”, “хищники”, “симбиоз”  и др.) могут быть взяты уже  из учебника.

7. Третий важный момент успешной  организации проблемного обучения - это конструирование проблемных  заданий, которые необходимы для  выхода на проблемные вопросы. Часто учителя проблемным считают  любой вопрос, вызывающий хоть  какое-то затруднение у школьников. И это - основная ошибка при  использовании данной технологии. Такая подмена проблемного вопроса  просто трудным приводит к выхолащиванию самой сути проблемного обучения и естественно к аннулированию всех возможных положительных результатов. Например, в теме “Сенсорные системы” мы сначала знакомимся с различными классификациями рецепторов (по положению, функциям). Затем ученикам предлагается объяснить, почему терморецепторы кожи не называют органом чувств, а глаз или ухо можно так назвать. На первый взгляд, очень простое задание, но после нескольких высказываний ребята приходят к выводу, что для объяснения им не хватает точного определения понятию “орган чувств”. Вот этот вопрос о сути понятия “орган чувств” и является проблемным. Он отражает внутреннее субъективное противоречие между тем объемом знаний, которые имеются у ребят и недостаточностью этих знаний для объяснения предложенного факта. Возникает необходимость в поиске дополнительного знания - познавательная мотивация. И когда поиск завершается на основе этого нового определения можно уже выполнить первоначальное задание, которое и является проблемным.