Проблемное обучение биологии

Во всем мне хочется дойти До самой сути:

В работе, в поисках пути, В сердечной смуте, До сущности протекших дней, До их причины, До оснований, до корней, До сердцевины…

Б. Пастернак

Проблемное обучение — обучение, при котором преподаватель, систематически создавая проблемные ситуации и организуя деятельность учащихся по решению учебных проблем, обеспечивает оптимальное сочетание их самостоятельной поисковой деятельности с усвоением готовых выводов науки.

По вопросам проблемного обучения до сих пор ведутся острые дискуссии: одни авторы рассматривают его широко, определяя как новый тип обучения (М. Н. Скаткин, И. Я. Лернер, М. И. Махмутов), другие — как метод обучения (В. Оконь), третьи относят проблемное обучение к категории принципа (Т. В. Кудрявцев), четвертые называют видом обучения. Некоторые (методисты-географы) рассматривают проблемное обучение как дидактический подход, учитывающий психологические закономерности самостоятельной мыслительной деятельности человека. В связи с технологизацией обучения проблемное обучение определяют как проблемную технологию.

Несмотря на разные точки зрения на проблемное обучение, общим для всех исследователей является следующее: радикальное изменение роли учителя, который из основного источника информации превращается в создателя учебных проблемных ситуаций, разрешая которые школьник формирует у себя творческое мышление.

Основная идея проблемного обучения — знания в значительной своей части не передаются учащимся в готовом виде, а приобретаются ими в процессе самостоятельной познавательной деятельности в условиях проблемной ситуации.

Теория проблемного обучения объясняет психолого-педагогические пути и способы организации обучения, развивающего интеллектуальные силы ученика. Важнейший показатель всесторонне развитой личности — наличие высокого уровня мыслительных способностей. Если обучение ведет к развитию творческих способностей, то его можно назвать развивающим.

Развивающим обучением можно считать только такое, при котором учитель, опираясь на знание закономерностей развития мышления, специальными педагогическими средствами ведет целенаправленную работу по формированию мыслительных способностей и познавательных потребностей своих учеников в процессе изучения ими основ наук. Такое обучение является проблемным.

Психологи четко различают понятия: «активное мышление», «самостоятельное мышление», «творческое мышление».

Мышление всегда активно и имеет разные уровни. Любой процесс учения активен. Но активное мышление может быть не самостоятельным и не творческим.

Обучение учащихся готовым приемам умственной деятельности — это путь достижения обычной активности, а не творческой. В проблемном обучении активность заключается в том, что ученик, анализируя, сравнивая, обобщая, конкретизируя фактический материал, сам получает из него новую информацию. Цель активизации мышления при проблемном обучении — обучить системе умственных действий для решения нестереотипных задач.

Подлинная активизация учащихся характеризуется поиском путей решения проблем. Если поиск имеет целью решение теоретической или практической проблемы, он превращается в проблемное учение.

Цель проблемного обучения — усвоение не только результатов научного познания, системы знаний, но и самого пути, процесса получения этих результатов, формирование познавательной самостоятельности ученика и развитие его творческих способностей.

Проблемное обучение направлено на формирование познавательной самостоятельности учащихся, развитие их логического, рационального, критического и творческого мышления и познавательных способностей. Опираясь на закономерности психологии мышления, логику научного исследования, проблемное обучение способствует развитию интеллекта учащегося, его эмоциональной сферы и формирования на этой основе мировоззрения. В этом и заключается главное отличие проблемного обучения от традиционного объяснительно-иллюстративного. Проблемное обучение предполагает не только усвоение результатов научного познания, но и самого пути познания, способов творческой деятельности.

При проблемном обучении принцип поисковой деятельности доминирует над объяснениями учителя и репродуктивной деятельностью учащихся.

При проблемном обучении деятельность учителя состоит в том, что он, давая в необходимых случаях объяснение содержания наиболее сложных понятий, систематически создает проблемные ситуации, сообщает учащимся факты и организует их учебно-познавательную деятельность. Так, на основе анализа фактов учащиеся самостоятельно делают выводы и обобщения, формулируют (с помощью учителя) определения понятий, правила, теоремы, самостоятельно применяют известные знания в новой ситуации.

Проблемное обучение дает возможность учителю варьировать учебный материал и приемы преподавания. Наличие различных типов учебных проблем обеспечивает поисковую, частично-поисковую, конструкторско-изобретательную, художественную учебно-познавательную деятельность или их сочетание.

Важнейший элемент данной технологии — это самостоятельный поиск учеником учебной информации, недостающей для эффективного решения поставленной учебной проблемы. Важными технологическими приемами являются проблемные вопросы и проблемные задачи, яркий пример проблемного вопроса предлагают финские педагоги: представьте себе, что ваши соседи уехали в отпуск и попросили вас поухаживать за своим любимым крокодилом, забыв при этом дать вам инструкцию. Как вы будете это делать?

Пример проблемного задания почерпнем из опыта американских учителей, работающих в фермерских школах: ученикам поручается вырастить домашнее животное и проследить за его развитием на протяжении нескольких месяцев, составив при этом подробное описание объекта наблюдения. Эти примеры являются довольно экзотическими.

Приведем другие.

Урок на тему «Значение опорно-двигательной системы. Общий обзор скелета человека», 8-й класс.

Как вы думаете, почему в Средние века изучение трупов и скелетов беспокоило церковь?

Урок на тему «Состав и строение костей», 8-й класс.

Учитель создает проблемную ситуацию. Он отмечает высокую прочность некоторых костей и обращает внимание на рисунок. По просьбе учителя учащиеся пытаются установить массу скелета человека средней комплектации. Как правило, они завышают это число. Учитель сообщает, что у человека массой 70 кг средняя масса скелета составляет 8—9 кг. Возникает проблемная задача: чем объяснить высокую прочность скелета при относительной его легкости?

Урок на тему «Эритроциты и лейкоциты».

Учитель создает проблемную ситуацию следующим положением. В крови, как в жидкости, физически растворяется значительно меньше кислорода, чем нужно для удовлетворения потребности организма. Как же достигается то, что организм получает достаточное количество кислорода?

Какие группы животных в процессе эволюции могли дать начало человеку?

Урок на тему «Приспособленность организмов и ее относительность».

Гусеницы одного из видов бабочек встречаются на листьях двух видов — ярко-зеленого и сероватого цветов. На зеленых листьях намного чаще встречаются зеленые гусеницы, а на сероватых — серые. Предложите возможные объяснения этого факта.

Следует иметь в виду, что не всякая проблемная ситуация становится проблемой. Нередко в практике обучения встречаются вопросы учителя, создающие у учащихся интеллектуальные затруднения, но поиск ответа на которые учащимся недоступен, так как они не обладают необходимыми исходными знаниями и умениями. В этом случае создается проблемная ситуация, не переходящая в проблему. Если же школьники уже имеют проблемные исходные знания для размышления, проблемная ситуация перерастает в проблему, принимаемую школьниками к решению.

Основные понятия проблемного обучения:

Проблемное преподавание—деятельность учителя по созданию системы проблемных ситуаций, изложение учебного материала с его (полным или частичным) объяснением и управлением деятельностью учащихся, направленной на усвоение новых знаний как традиционным путем, так и путем самостоятельной постановки учебных проблем и их решения.

Проблемное учение — это учебно-познавательная деятельность учащихся по усвоению знаний и способов деятельности путем восприятия объяснений учителя в условиях проблемной ситуации, формулировки проблем и их решения посредством (логического и интуитивного) выдвижения предложений, гипотез, их обоснования и доказательства, а также путем проверки правильности решения.

Рис. 18.1. Проблемный вопрос, проблемная задача или проблемное задание как форма выражения проблемы.

Для осуществления проблемного обучения необходимо четко соблюдать его структуру. Компоненты структуры проблемного обучения представлены на рис. 18.2.

Рис. 18.2. Структура проблемного обучения.

Первый вопрос, который встает перед учителем, — это определение проблем и формулирование проблемных заданий.

Источники для постановки учебных проблем.

• 1. Наука.
• • Ключевые вопросы науки, их интерпретация с позиции основных методологических положений;
• • сопоставление теории и практики;
• • противоречия реальной действительности;
• • аспектные научные проблемы;
• • различные толкования того или иного явления, различные научные точки зрения с позиций различных научных школ;
• • понятие в науке и житейские представления;
• • история научного открытия;
• • соотнесение теоретических и эмпирических знаний, связь науки с жизнью.
• 2. Учебный материал.

Выдвинутый учебный проблемный вопрос имеет четкий ответ в науке, некоторую искусственность.

3. Учащиеся.

Основной дидактический источник для выдвижения учебных проблем — разрыв между известным и неизвестным; противоречие между тем, что знают и тем, что должны получить. Противоречие — основное средство активизации мыслительной деятельности учащихся.

Уровни проблемности:

• 1) проблемное изложение,
• 2) частично-поисковый,
• 3) исследовательский метод.

Этапы решения проблемы.

• • Постановка проблемы, создание проблемной ситуации.
• • Осознание проблемной ситуации.
• • Формулирование проблемы.
• • Применение известных способов действия.
• • Формулирование гипотезы.
• • Проверка гипотезы (организация учащихся на решение проблем).
• • Решение проблемы (в процессе которого усваиваются новые знания и познаются способы решения).
• • Общие выводы.

Общие функции проблемного обучения:

• • Усвоение учениками системы знаний и способов умственной и практической деятельности.
• • Развитие познавательной самостоятельности и творческих способностей учащихся.
• • Формирование диалектико-материального мышления.

Специальные функции проблемного обучения:

• — воспитание навыков творческого усвоения знаний (применения логических приемов или отдельных способов творческой деятельности);
• — воспитание навыков творческого применения знаний (применения усвоенных знаний в новой ситуации);
• — формирование и накопление опыта творческой деятельности (овладение методами научного исследования, решения практических проблем).

Современные уроки подразделяются на проблемные и непроблемные. Их отличия в структуре, методах и средствах обучения. В проблемном уроке выделяют внешнюю и внутреннюю структуру. Она отражена на рис. 18.3.

Рис. 18.3. Структура проблемного урока.

Чем объясняется легкость при одновременной прочности скелета?

Вероятно, это противоречие можно объяснить каким-то особенным строением и составом костей.

Рис. 18.4. Пример решения проблемы на уроке «Состав, строение.

и рост костей".

Прочность костям придают плотная поверхность, особое расположение костных перекладин, противодействующих линиям максимальной нагрузки. Трубчатая форма, губчатое строение и наличие полостей в трубчатых костях облегчат вес без уменьшения прочности. Сочетание органических и минеральных веществ делает кость достаточно прочной и вместе с тем легкой.

Проблемное обучение стимулирует проявление у учащихся активности, инициативы, самостоятельности и творчества, развивает их мышление и учит трудному искусству решать разного рода научные и практические задачи. Проблемное обучение часто используется на уроках биологии. Однако исследования, проведенные рядом ученых (Н. М. Верзилин, Л. В. Реброва, Г. Ф. Федорец, В. Н. Максимова), показали, что не всегда на уроках биологии можно использовать этот вид обучения. Например, такие темы, как строение организмов, структура клетки, свойства нуклеиновых кислот, требуют конкретных знаний по рассматриваемым объектам. К тому же организация проблемного обучения сопряжена с большими затратами времени, что ограничивает его массовое использование.

Проблемное обучение имеет несравненно более высокую трудоемкость по сравнению с технологиями репродуктивного характера, ведет к перегрузкам школьников учебной работой и требует квалификации от учителя, самостоятельно создающего методическую оснастку, т. е. выступающего в роли технолога. По нашему мнению, проблемное обучение должно использоваться учителями биологами более широко, чтобы составить конкуренцию страшно устаревшему, но все еще преобладающему в школах объяснительно-иллюстративному виду обучения.