Образовательные технологии, развивающие визуальное мышление, в преподавании биологических дисциплин

На современном этапе успешное развитие образование связывается с поиском и внедрением в учебный процесс новых образовательных технологий. Одним из подходов решения данной задачи нам видится в использовании технологий, развивающих визуальное мышление. Впервые этот термин ввел американский психолог Рудоль Арнхейм. В это понятие входить развитие познавательной функции посредством визуальных образов. Визуальной образ является более информативным по сравнению с другими объектами передачи информации, которая в последние годы увеличивается в разы. Визуальное изображение, это может быть рисунок, произведение живописи, схема, юмористический рисунок, мемы, используются наравне с текстом, усиливая и углубляя смысл представляемой предметной области. С одной стороны иллюстративный материал выполняет наглядную функцию, а с другой — позволяет экономить время при подаче учебного материала.

Условиями развития визуального мышления является включение обучающихся в творческий процесс, под которым понимается создание и восприятие образов. Понятия «визуальное мышление» и «искусство» неотделимы. Как наука, так и искусство, по словам А. Коплан, взаимодействуют через художественные образы, только «отображаются эти образы по — разному: танцем, кистью, формулами или уравнениями».

Образ представляет главную тему визуального анализа. В основу технологии познавательного процесса нами положен принцип наглядности, который способствует приобретению осознанных знаний, обеспечивающих их прочность, вызывает познавательную активность обучаемых, оказывает положительное эмоциональное воздействие у студентов.

Мы использовали данный подход в курсе «История и методология научной агрономии», когда интерпретация произведения живописи выступала как самостоятельный элемент визуальных знаний. В основу такого подхода положены три базовых постулата:

• — умение собрать материал в соответствии с поставленной задачей;
• — умение определить базовые акценты и провести через всю работу;
• — умение сопоставлять художественное произведение с выбранной темой исследования.

В качестве объекта для визуального анализа выступали виды сельскохозяйственные растения, представленные в произведениях художников разных период. Конструирование визуальной среды проходило в период с 2012 года по 2016 год, куда вошло порядка 350 иллюстративных материалов. Иллюстративные материалы представлены блоками: «История земледелия», «История селекция», «История агрономии», «История популяризации агрономических знаний». В понятие «конструирование визуальной среды» мы вкладывали следующее: поиск материалов, это произведения живописи, агитационные плакаты по сельскохозяйственной тематике, агитационный фарфор, агитационный текстиль, почтовая открытка, мозаика, юмористический рисунок, пояснение и интерпретации к каждому образу.

Первый опыт по использованию произведений живописи в учебном процессе по истории селекции и генетике сельскохозяйственных растений принадлежит профессору университета Мэдисона, шт. Висконсин (США) Джеймсу Нинхюсу. На основе картин художников различных периодов он показывает студентам в курсе «История научной селекции», как выглядели сельскохозяйственные растения много веков назад и как они менялись под действием селекции. В качестве примера взята картина итальянского художника Джованни Станчи, точной даты написания картины нет, видимо она создавалась в период с 1645 по 1672 годы. Представленный на картине арбуз с бледной мякотью, белыми прожилками, с большим количеством косточек меняется через сотни лет и в результате отбора и дальнейшей селекции мякоть его насытилась ликопином, что предало ягоде насыщенный красный цвет. Процент содержания мякоти к общей доли плода составил 85−90%, косточки стали маленькими и количество их сократилось в разы.

В качестве еще одного примера выступает растение пшеницы. На картине Питера Старшего Брейгель. «Сенокос» 1556 и гравюре А. Мейре. «Уборка пшеницы», 15 век мы видим растения пшеницы с рост человека и даже выше. В результате селекции на скороспелость и низкорослость, механизированной уборки растение пшеницы в результате отбора также претерпело ряд изменений. Сегодня высота растений пшеницы уменьшилась почти вдовое, высокорослые сорта ушли в прошлое.

Визуальный анализ по произведениям живописи основан на познавательной функции обучающихся и в качестве примера могут выступать картины Самуэля Бекка и Карла Шпицверга, отображающих достижения агрономии в Германии в XVII и XVIII веках. На одной картине изображено разнообразие овощных культур, на другой — частный коллекционер экзотических растений, т. е. горшечной культуры.

Еще одним примером визуального анализа является иконография бутылочной тыквы — лагенарии. Через образы этого растения, представленного в живописных полотнах различных художников, через миниатюрную скульптуру, произведение японского декоративно-прикладного искусства, нэцке, собрать информацию о видовом разнообразии лагенарии.

Метод скетчей или визуальных заметок лег в основу создания электронных баз данных, объединяющих образы растений в разных произведениях живописи. Визуальные заметки позволяют визуализировать учебную информацию путем перевода вербальных элементов этой информации в визуальные, т. е. е «уметь мыслить визуально». Созданный информационный электронный фонд образов растений прошлых столетий и современных образов под действии научной селекции позволил сделать процесс обучения актуализированным, насыщенным документальным подтверждением. учебный творческий визуальный Другой блок предметов, связан с использованием визуальной метафоры, как образовательной технологии в курсах дисциплин «Цитогенетика» и «Генетический мониторинг». Метафора позволяет представить исследуемый предмет в сравнении, по аналогии, абстрагировать и визуализировать, а также она еще позволяет экономить время при подачи учебного материала.

Используя образ как опору для зрительного восприятия предметной области, произведения живописи позволяют погружать студента в «объект» изучения. Для этой задачи нами и были сформированы электронные ресурсы образов, позволяющих получить достаточное количество эмпирических сведений на основе произведений искусства.

В нашей работе мы ставили цель показать, как произведения живописи могут выступать в качестве иллюстративного материла по отдельным темам курса «Цитогенетика» и влиять на восприятие знаний о строении клетки, поведении хромосом, типов деления клетки. Учитывая специфику предметной области, когда увиденное в микроскопе нужно еще и представить, и понять, уместным является применение метафоры с помощью произведений живописи. В некоторых случаях иллюстрация может выступать дополнением к освоению новых тем курса.

Например, тема «Деление клетки. Митоз». Деление клетки состоит из деления ядра (митоз или кариокинез) и разделения цитоплазмы (цитокинез, или цитотомия). Клеточное деление уже известно более 150 лет, но на сегодняшний день остается еще не мало вопросов, которые требуют дальнейшего изучения и осмысления. Вербальная соразмерность, аргументы, ссылки, аналогии, метафоры и «идеи» являются мощным механизмом в научном понимании живых явлений природы. В качестве уникальной демонстрационного материала выступает серия картин художницы Джулии Ньюдол. В этой серии, процесс митоза был наложен на произведение Платона «Республика», где есть богиня Ананке. Ананке — в древнегреческой мифологии божество необходимости, неизбежности, персонификация рока, судьбы и предопределённости свыше. Согласно Платону, между колен Ананке вращается веретено, ось которого — мировая ось, мойры (богини Судьбы) время от времени помогают вращению.

Следующая тема — хромосома. Это постоянный компонент ядра, отличающийся особой структурой, индивидуальностью, функцией и способностью к самовоспроизведению, что обеспечивает преемственность и передачу наследственной информации от одного поколения живых организмов к другому. Хромосомы также заточены в клетке, как рыбы в аквариуме. Анри Матисс «Красные рыбки», 1911.

Часто в объяснении деления клетки путем мейоза многие авторы сравнивают его с танцем жизни, танец, который танцуют только вдвоем, однако есть и исключения. Частично схожие хромосомы объединяются в мультивалентные комплексы, состоящие из трех, четырех, пяти, шести и более хромосом. Такие фигуры называются мультивалентами, которые при расхождении хромосом к полюсам на стадии анафазы не всегда расходятся в равном количестве. В этой связи получаются гаметы с неполным набором хромосом. В качестве метафоры могут выступать образы с танцем на картинах Пьера Огюста Ренуара «Танец в Бужиале», 1883; Эдвард Мунк «Танец жизни», 1899; Дженаро Лахуэрто «Танец» 1923.

Автор надеется, что такой подход к подаче материала с помощью картин живописи, поможет понять важность той или иной проблемы, что порождает совершенно новый образ мышления.

Таким образом, использование произведений живописи в курсе «Цитогенетика», как образного ряда, затрагивает несколько процессов: абстрагирования, классификации, идентификации и создание нового, углубленного понимания процессов, происходящих в клетке.

Иллюстрации необходимы в процессе образования студентов, так как приводят в активное состояние все анализаторы и связанные с ними процессы ощущения, восприятия, представления. От этого формируется углубленное осмысление тем, терминов и понятий.

Уровни применения произведений живописи на занятиях по генетическому мониторингу мы рассматриваем в нескольких аспектах:

• — иллюстративный, мотивационный (преподаватель объясняет студентам, что изображено, на что обратить внимание);
• — иллюстрация как источник информации для анализа изучаемого явления (студент должен самостоятельно выделить существенные части изображения, которые могут быть использованы при ответе);

— картины (т. е. произведения искусства) как иллюстрация ответа студента, как результат его самостоятельного поиска.

Деятельность на основе иллюстративных материалов произведений искусства при преподавании дисциплины «Генетический мониторинг» ориентирована на формирование у студентов умений и навыков вести наблюдения, обрабатывать полученную информацию о наблюдаемых объектах, явлениях, процессах. Но главное в этом подходе — активизация самостоятельной работы студентов, их познавательных способностей.

В образовательной технологии мы пока используем два подхода: метод скетчей и визуальной метафоры, которые позволяют узнавать предмет, анализировать, связывать и проводить аналогии с предметной областью и искать новые образы.

Образовательное значение использования произведений искусства на занятиях по биологическим дисциплинам заключается и в эстетическом воспитании студентов, в развитии художественного восприятия окружающих предметов, формировании синтетического мышления, включающего наблюдательность, умение связывать детали в целостное восприятие образа, что так необходимо для формирования восприятия целостной картины мира.