Проблемное обучение на уроках биологии

          Проблемное обучение на уроках биологии

В настоящее время в учебных  заведениях все шире применяется  проблемное обучение. Сущность данного  метода состоит в том, что знания обучаемым не сообщаются в готовом  виде, перед ними ставится проблема для самостоятельного решения, в  ходе которого они приходят к осознанным знаниям. Это один из методов активного  обучения, способствующий организации  поисковой деятельности обучаемых, формированию у них навыков продуктивного, творческого изучения дисциплины. Преподаватель  должен исходить из того, что процесс  усвоения знаний не может сводиться  лишь к их простому восприятию, ознакомлению и воспроизведению.

Проблемное обучение предполагает последовательное и целенаправленное привлечение обучаемых к решению  учебных проблем и проблемных познавательных задач, в процессе которого они должны активно усваивать  новые знания, приобретать навыки и умения в самостоятельном формировании задачи (проблемы) исходя из реальных условий.

Функции проблемного  обучения:

1) усвоение учениками системы  знаний и способов умственной практической деятельности;

2) развитие познавательной деятельности  и творческих способностей учащихся;

3) воспитание навыков творческого усвоения знаний;

4) воспитание навыков творческого  применения знаний и умение  решать учебные проблемы;

5) формирование и накопление опыта творческой деятельности.

 

Деятельность учителя при проблемном обучении состоит в объяснение содержания наиболее сложных понятий, систематическом  созданием проблемных ситуаций, сообщение  учащимся фактов и организация их учебно-познавательной деятельности таким  образом, чтобы на основе анализа  фактов учащиеся самостоятельно сделали  выводы и обобщения.

Таким образом, сущность проблемного  обучения составляют:

• организация учителем проблемных ситуаций в учебно-познавательной работе учащихся;
• управление их поисковой деятельностью по усвоению новых знаний и способов действий путем решения проблемных задач.

Несомненные плюсы проблемного  обучения в том, что:

• Новую информацию учащиеся получают в ходе решения теоретических и практических проблем.                                                                                                                                                        
• В ходе решения проблемы учащийся преодолевает все трудности, его активность и самостоятельность достигают здесь высокого уровня.                                                                         
• Темп передачи сведений зависит от учащегося или группы учащихся.                               
• Повышенная активность учащихся способствует развитию позитивных мотивов и уменьшает необходимость формальной проверки результатов.                                                                
• Результаты преподавания относительно высокие и устойчивые. Учащиеся легче применяют полученные знания в новых ситуациях и одновременно развивают свои умения и творческие способности.

 

Центральными понятиями проблемного  обучения являются проблемная ситуация и проблема (задача).

 

Проблемная ситуация – это интеллектуальное затруднение, которое возникает у обучаемого, когда он не знает, как объяснить то или иное явление, факт, процесс действительности, не может достичь цели известным ему способом действия, что побуждает его искать новый способ объяснения или действия.

 

Следовательно, проблемная ситуация – это такая ситуация, в которой  оказывается обучаемый, когда на пути достижения своей цели встречает  какое-то затруднение или препятствие  и его надо преодолеть. Проблемная ситуация служит началом, отправной  точкой проблемного обучения.

Выделяют следующие варианты возникновения  проблемной ситуации:

– несоответствие между имеющимися знаниями у обучаемых, которые требуются для ее решения (разрешения);

– необходимость выбора из системы  знаний тех, которые могут обеспечить решение задачи вообще или оптимальным  образом;

           –  противоречия между теоретической  возможностью известных способов  решения и его практической  возможностью.

Такими ситуациями могут быть:

 

а) ситуация-выбор, когда имеется  ряд готовых решений, в том  числе, и неправильных и необходимо выбрать наиболее правильное, оптимальное  решение;

 

б) ситуация-неопределенность, когда  возникают неоднозначные решения  ввиду недостатка данных;

 

в) ситуация-конфликт, которая содержит в своей основе борьбу и единство противоположностей;

 

г) ситуация-неожиданность, вызывающая удивление у обучаемых своей парадоксальностью и необычностью;

 

д) ситуация-предложение, когда преподаватель  высказывает предложение о возможности  новой закономерности, новой или  оригинальной идеи, что вовлекает  обучаемых в активный поиск;

 

е) ситуация-опровержение, если необходимо доказать несостоятельность какой-либо идеи, какого-либо проекта, решения;

 

ж) ситуация-несоответствие, когда  она «не вписывается» в уже  имеющийся опыт и представления.

 

Таким образом, можно утверждать, что  все проблемно-ситуационные методы как методы активного обучения сводятся, в конечном итоге к способам (методам) решения (разрешения) проблемных ситуаций.

Проблемная ситуация на основе анализа  преобразуется в проблемную задачу. Проблемная задача предполагает постановку вопросов: «Как разрешить возникшее противоречие? Чем объяснить его?». Серия проблемных вопросов трансформирует проблемную задачу в модель поиска решения, где рассматриваются различные пути, способы и средства решения. Итак, проблемный метод предполагает следующие шаги: проблемная ситуация → проблемная задача→модель поисков решения→ решение.

В классификации проблемных задач  выделяются задачи с неопределенностью  условий или искомых ответов, с избыточными, противоречивыми  или частично неверными данными. Главное в проблемном обучении –  сам процесс поиска и выбора верных, оптимальных решений, т.е. путепроходческая работа, а не мгновенный выход на решение. Хотя преподавателю с самого начала известен кратчайший путь к решению проблемы, однако, его задачей является ориентировать сам процесс поиска, шаг за шагом приводя учеников к разрешению проблемы и получению новых знаний и способов действий.

Некоторые авторы определяют проблемное обучение как ряд проблемных задач, последовательное решение которых  ведет к достижению поставленной дидактической цели.

 

Проблемные задачи выполняют тройную  функцию:

 

• они являются начальным звеном процесса усвоения новых знаний;
• обеспечивают успешные условия усвоения;
• представляют собой основное средство контроля для выявления уровня результатов обучения.

 

В задаче необходимо:

 

– уметь сопоставлять знания таким  образом, чтобы прийти к правильному  выводу;

– знание терминов – четко, какой  они несут смысл;

– правильное решение задачи –  это и есть полезный результат.

 

Используя метод проблемного обучения, учитель создает проблемную ситуацию, вдохновляет и включает учащихся в ее разрешение, организует и проверку поиск решения. При этом ученик становится в позицию субъекта обучения, он овладевает новыми знаниями, способами  действий. Трудность управления проблемным обучением заключается в том, что учитель должен дифференцировано подходить к созданию проблемной ситуации и постановке проблемных задач и учитывать индивидуальные особенности учащихся и их готовность к поисковой деятельности.

Но самое главное – это  не просто правильно решить задачу, а понять путь к 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.

Ученик начинает верить в себя –  он может больше, чем сам думает о себе.

 

Таким образом, через задачи 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.

 

 

В 7-8 классах по теме “Тип Членистоногие” необходимо отследить причинно-следственные связи: функция –> строение –> среда.

 

Задача.

 

1. Планария имеет сильно уплощенное тело толщиной 0,06 см.

 

2. Рак и беззубка имеют жабры.

 

3. У пауков и насекомых есть  трахеи, благодаря чему воздух  поступает прямо к тканям.

 

А. О каком физическом процессе, происходящем в живых организмах, можно судить по приведенным данным?

Б*. Какой должна быть дыхательная поверхность, для того, чтобы диффузия могла происходить?

 

Ответ:

 

А. Процесс, о котором идет речь – газообмен, который осуществляется у всех организмов путем диффузии.

Б*. Для того, чтобы могла происходить диффузия, дыхательная поверхность должна быть:

 

– проницаемой;

– достаточно тонкой, потому что диффузия эффективна на расстоянии не более 1 см;

– влажной;

– достаточно большой, чтобы обеспечить потребность организма в кислороде.

 

В воздухе в единице объема содержится во много раз больше О2, чем в таком же объеме воды. В том случае, когда отношение поверхности к объему велико, организм получает достаточное для поддержания жизни количество О2.

 

7-8 класс. Тема: Тип  Хордовые. Класс Млекопитающие.

 

Задача.

 

Самое маленькое млекопитающее  – землеройка съедает за день пищу, превосходящую по массе в 2-4 раза ее собственную массу. А тигр, имеющий  массу 250-300 кг, довольствуется 10-12 кг мяса в сутки. Объясните такое несоответствие.

 

Ответ:

 

Потеря тепла происходит всегда с поверхности. Запас тепла в  теле пропорционален объему тела. При  уменьшении размеров поверхность убывает  медленнее, чем объем, поэтому малые  организмы менее экономичны в  сохранении тепла, чем крупные.

 

К этому ответу можно подвести учащихся через математические расчеты.

 

Строим три куба с ребром равным 1 см, 2 см, 3 см. Находим соотношение  площади и объема.

 

 

На единицу объема у куба со стороной 1 см приходится 6 единиц площади; 2 см –  три единицы площади; 3 см – две  единицы площади, значит тело меньших размеров будет остывать быстрее, Если это перенести на животных: маленькому животному будет требоваться больше пищи для поддержания постоянной температуры тела, значит, обмен веществ должен быть более активным, иначе животное замерзнет (если на севере) или не сможет обеспечить жизнедеятельность своего организма (ложится в спячку).

 

На этом основании учащиеся лучше  усваивают правило Алена и  правило Бергмана, экологические закономерности.

 

 

В данном случае учитель ставит проблему, ученики самостоятельно или под его руководством находят решение. Учитель направляет ученика на самостоятельные поиски путей решения (частично-поисковый метод). Здесь наблюдается отрыв от образца, открывается простор для размышлений.

Биология 7 класс «Животные».

Тема: «Класс Насекомые».

Этап урока: Изучение нового материала.

Содержание проблемной ситуации.	Действия ученика по решению.	Развиваемые УУД.
Насекомые - самый процветающий в  настоящее время класс живых  организмов. Целый комплекс приспособлений позволил им стать неотъемлемой составной  частью экосистем суши и пресных  вод. Каковы же причины необычайного процветания класса насекомых?	Учащиеся самостоятельно заполняют  таблицу, используя материал учебника (учащимся с высоким уровнем подготовленности предлагается таблица, в которой  заполнен только 1-й столбец, учащимся со средним уровнем подготовленности предлагается заполнить только 2-й  столбец при заполненных 1-м и 3-м). После самостоятельной работы проводится беседа, в результате которой учащиеся выявляют причины процветания класса насекомых.  Ответ: Наличие большого количества эволюционно закреплённых признаков позволило насекомым достигнуть необычайного процветания.	I. Познавательные УУД:   1. Общеучебные УД:   - поиск и выделение необходимой информации;   - смысловое чтение, извлечение необходимой информации из прочитанного текста, определение основной и второстепенной информации.2. Логические УД:   - анализ объектов с целью выделения признаков (существенных и несущественных);   - установление причинно-следственных связей;   - синтез как составление целого из частей.             II. Коммуникативные УУД:   - умение достаточно полно и точно выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;   - владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами родного языка.

Биология 8 класс «Человек».

Тема: «Расы человека».

Этап урока: Изучение нового материала.

Содержание проблемной ситуации.	Действия ученика по решению.	Развиваемые УУД.
Всё человечество принадлежит к одному виду - Homo sapiens, который имеет следующие признаки:   1) сходство строения тела (единство строения черепа, мозга, внутренних органов и т.д.);   2) физиологическое сходство (одни и те же группы крови, болезни, защитные реакции и т.д.);   3) возможности для неограниченного скрещивания, в результате появляется плодовитое потомство;  4) все едины по происхождению. Таким образом, к единому виду принадлежат и двухметровый чернокожий баскетболист, краснокожий индеец и миниатюрная вьетнамка. Как можно объяснить причины такого многообразия нашего вида?	Учитель обращает внимание учащихся на таблицы, рисунки с изображением людей различных рас (в учебнике рис.10, страница 2), предлагает сравнить их между собой и выявить черты  сходства и различия, вспомнить их географическое распространение. Признаки рас учащиеся самостоятельно отражают в виде схемы, опорные блоки которой  находятся в конверте (работа в  малых группах). После завершения работы по составлению схемы организуется обсуждение проблемной ситуации, в  результате которого учащиеся формулируют  вывод - расы отчётливо различаются между собой по ряду наследственных признаков: цвету кожи, цвету и форме волос, глаз, форме носа, губ, но сохраняют главные общевидовые особенности.	I. Познавательные УУД:   1. Общеучебные УД:   - поиск и выделение необходимой информации;   - умение структурировать знания;   - смысловое чтение, извлечение необходимой информации из прочитанного текста, определение основной и второстепенной информации.2. Логические УД:   - анализ объектов с целью выделения признаков (существенных и несущественных);   - выбор оснований и критериев для сравнивания и классификации объектов;   - установление причинно-следственных связей;   - синтез как составление целого из частей.                       II. Коммуникативные УУД:   - умение достаточно полно и точно выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;   - владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами родного языка.