Сравнительные признаки традиционного и исследовательского обучения биологии

(мутации в большинстве случаев вредны для особи; каким же об­разом они играют положительную роль в эволюции видов?).

Использование обоих методов оказывает положительное влия­ние на формирование устойчивого интереса к биологии и разви­тие способов интеллектуальной деятельности. В связи с этим учи­телю биологии важно иметь четкое представление об элементах проблемного урока. Таковыми являются: 1) актуализация прежних знаний учащихся; 2) усвоение новых знаний и способов действия; 3) совершенствование имеющихся умений. Подобная структура отражает основные этапы учения и этапы организации современ­ного урока. Поскольку показателем проблемного урока является наличие в его структуре этапов поисковой деятельности (что ес­тественно), они и представляют внутреннюю часть структуры про­блемного урока: 1) возникновение проблемных ситуаций и поста­новка проблемы; 2) выдвижение предположений и обоснования гипотезы; 3) доказательство гипотезы; 4) проверка правильности решения проблемы. Структура проблемного урока (сочетание вне­шних и внутренних элементов процесса обучения) создает воз­можность эффективного управления учебной деятельностью.

• Смысл исследовательского метода заключается в самостоя­тельном решении учащимися новой для них проблемы с приме­нением таких элементов научного исследования, как наблюдение и самостоятельный анализ фактов, выдвижение гипотезы и ее проверка, использование соответствующих методов познания, формулирование выводов, закона или закономерности. Этот ме­тод позволяет приобщить учащихся к творческой деятельности с помощью заданий, которые составят их перед необходимостью «пройти путь ученого». Сущность исследовательского метода пол­ноценно раскрывается при сравнении признаков традиционного и исследовательского обучения биологии (табл. 4.9).

Исследовательский метод требует определенной подготовки учащихся. Важно предусмотреть соответствующее оборудование — справочники, биологическую литературу, гербарный материал, коллекции и др. Этот метод необходим для лучшего познания эволюционных, филогенетических, экологических и генетических явлений. При его реализации осуществляются сбор и обработка фактов, собранных в природе, на производстве, на определенных сайтах Интернета. Учитель заранее дает школьникам задания, кон­сультирует, планирует их выполнение к определенному сроку.

Вопросы для актуализации материала. Вспомните свои школьные годы и скажите: часто ли использовались признаки исследовательского обучения вашими учителями. Да. Нет. Почему?

Практика обучения биологии показывает, что эффективность подготовки учащихся усиливается, если исследовательский метод используется на уроках. Поэтому учителя-новаторы хотя бы один из уроков темы обязательно проводят с исследованием этого ме­тода.

Приведем пример урока исследования на тему «Прокариоты и эукариоты», при изучении которой обязательно выполняется ла­бораторная работа «Строение растительной, животной, грибной и бактериальной клеток под микроскопом». Задачи урока: образо­вательные — выявить особенности строения прокариотических и эукариотических клеток; развивающие — использовать умения самостоятельной работы с микроскопом для сравнения клеток между собой по строению, объяснения процесса эволюции бакте­рий, животных, растений и грибов; воспитательные — способ­ствовать формированию научного мировоззрения.

После вступительного слова учитель предлагает учащимся сфор­мулировать проблему, которая будет решаться на уроке: научное объяснение эволюции органического мира на основании особен­ностей строения клеток представителей различных царств живой природы. Основная цель лабораторной работы — установление особенностей строения клеток различных организмов, цитологи­ческое сравнение бактерий, грибов, животных и растений, фор­мулирование положений об их эволюции. Совместными усилия­ми определяются этапы исследования: 1) расширение и закрепле­ние знаний об органоидах клетки; 2) изучение микропрепаратов клеток под микроскопом; 3) выяснение особенностей строения клеток разных организмов, их сходства и различия; 4) объяснение причин сходства и различия клеток растений, животных, бакте­рий и грибов, формулирование вывода об их эволюции.

Затем учащиеся выполняют исследование. На первом этапе находят по учебнику материал об органоидах клетки и отвечают на вопросы учителя. В ходе беседы учитель подводит учащихся к мысли о том, что не все клетки имеют ядро. По этому признаку организмы делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты). Каковы особенности их строения?

На втором этапе учащиеся выполняют лабораторную работу. Они делятся на четыре группы. Первая группа готовит микропре­парат кожицы лука и с помощью микроскопа выясняет особенно­сти строения растительной клетки. Вторая группа рассматривает дрожжевую клетку и определяет ее особенности. Третья группа изучает культуру сенной палочки и характеризует специфику бак­териальной клетки. Четвертая исследует фиксированный микро­препарат яйцеклетки млекопитающих. Учащиеся каждой группы делают соответствующие рисунки в тетрадях и надписывают их. С помощью учебника и дополнительных текстов указывают фун­кции отдельных органоидов и клеток в целом. По итогам обсуж­дения результатов исследования каждая из групп формулирует вы­воды. При их анализе на доске пишут черты сходства и различия в строении бактериальной, грибной, растительной и животной клеток.

Черты сходства: наличие оболочки, жидкой цитоплазмы с ор­ганоидами, хромосом с наследственной информацией. Черты раз­личия: а) бактериальная клетка имеет простое строение (не со­держит мембранных органоидов, в том числе ядра), жесткую кле­точную оболочку — клеточную стенку, как правило, состоящую из пептидогликанов, одну кольцевую хромосому, расположенную прямо в цитоплазме; б) грибная клетка имеет ядро, твердую кле­точную оболочку (стенку), состоящую из полисахарида хитина, вакуоль, отсутствуют пластиды; в) растительная клетка имеет ядро, пластиды, крупную центральную вакуоль, которая иногда отодви­гает ядро к периферии, толстую и прочную клеточную оболочку (стенку), состоящую в основном из клетчатки; г) животная клетка имеет ядро, очень тонкую и эластичную клеточную оболочку, со­стоящую из полисахаридов и белков, центральная вакуоль отсут­ствует.

На третьем этапе учащиеся формулируют общий вывод: при­знаки сходства позволяют утверждать о едином происхождении клеток, а признаки различия — о разных эволюционных путях развития и формирования клеток прокариот и эукариот. Вместе с тем подчеркивается, что суждения о простом и сложном в биоло­гических системах являются условными, ибо зачастую высокоор­ганизованные существа уступают низкоорганизованным в приспо­собленности к меняющимся условиям окружающей среды.

Итак, исследовательский метод на уроке позволяет учащимся самостоятельно, применив имеющиеся у них теоретические зна­ния и практические умения, получить «новые» сведения о биоло­гических объектах. Такое учебное исследование оказывает поло­жительное влияние на качество обучения.

Для формирования опыта творческой деятельности при обуче­нии биологии учителю необходимо соблюдать некоторые усло­вия: воздерживаться от излишних оценок действий учащихся; показывать им возможность использования метафор и аналогий; поддерживать живость воображения; устранять внутренние пре­пятствия для мышления; расширять фонд знаний; помогать уча­щимся видеть смыслы; обучать использованию мыслительных операций и критическому мышлению.

Вопросы и задания для самоконтроля. 1. Почему современному школь­нику необходимо овладевать опытом творческой деятельности при изу­чении биологии? 2. В чем заключается смысл творческой деятельности учащихся, связанной с изучением живой природы? 3. Какие новые про­дукты могут создавать учащиеся при изучении живых объектов? 4. В чем заключается творческий смысл эвристической беседы и диспута при обу­чении биологии? 5. Почему методы проблемного изложения и проблем­ных ситуаций относят к группе творческих? На его основе составьте тех­нологическую цепочку разрешения проблемной ситуации учащимися. 6. Вам предложено проблемное задание: «Известно, что в листьях зеле­ных растений на свету образуется органическое вещество, которое ис­пользуется в жизнедеятельности растений и откладывается в запасаю­щих органах. Однако в практике выращивания некоторых овощных куль­тур обламывают зеленые побеги». Как обосновать целесообразность это­го приема? 7. В чем заключается смысл исследовательского метода? По­чему передовые учителя биологии все чаще используют его в своей прак­тике?

Глава 5

ВОСПИТАНИЕ В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ БИОЛОГИИ

5.1. Воспитание мировоззрения

Ключевые понятия. Научное мировоззрение, пути и способы воспи­тания мировоззрения.

Результаты профессиональной подготовки. 1. Выражать определение понятия о мировоззрении. 2. Называть и объяснять пути и способы вос­питания мировоззрения при изучении биологии.

В настоящее время воспитание мировоззрения у учащихся яв­ляется одной из актуальных проблем. Это связано с изменением содержания общего образования в контексте новых документов, имеющих государственное значение и ориентирующих учащихся на усвоение научной картины мира. Мировоззрение — система философских, научных, социальных, политических, этических, эстетических и других взглядов и убеждений, отражающих в со­знании человека общую картину мира и определяющих направ­ленность его деятельности. Оно является результатом воспита­ния. Взгляды и убеждения как основные компоненты мировоз­зрения — это принятые человеком достоверные и эмоционально переживаемые представления о мире. Усвоение мировоззренчес­ких аспектов сознания обеспечивается отбором содержания учеб­ного материала, методами преподавания, выделением фундамен­тальных идей в каждой сфере деятельности, а также межпредмет­ными связями. Взгляды и убеждения, как утверждают педагоги и методисты, формируются в коммуникативной, трудовой, обще­ственной, художественной, технической, учебно-познавательной, исследовательской и других видах деятельности.

Современная российская школа ориентирована в целом на формирование у учащихся научно-материалистических взглядов. Однако в новых учебниках и программах возможен отход от мате­риализма к другим мировоззренческим концепциям.

Сейчас при формировании мировоззренческих убеждений, ус­тановок учащихся разумно соблюдать уважение и терпимость к их взглядам, необходимые для самоопределения личности при сво­бодном выборе решений и проявлении ответственности за свои поступки.

Вопросы для актуализации материала. Обратитесь к философским и педагогическим источникам, найдите в них другие определения поня­тия о мировоззрении. Созвучны ли они по содержанию с приведенным определением в тексте? Какому определению вы отдаете предпочтение? Ответ обоснуйте.

Формирование научного мировоззрения — одна из важнейших задач биологического образования. Изучение живой природы во всем ее многообразии с позиции учения об уровнях ее организа­ции и эволюции, раскрытия связей в живых системах и природе в целом, причин преобразования органического мира, показа диа­лектики природы способствуют приобретению учащимися уме­ний логически мыслить при использовании понятий, устанавли­вать материальную суть явлений и процессов, обосновывать их с научных позиций.

На основе диалектического метода природные явления и жи­вые системы представляются как изменяющиеся в результате вза­имодействия согласованных и несогласованных процессов. Бла­годаря этому методу каждое явление живой природы представля­ется в неразрывной связи с другими явлениями, в большинстве своем в развитии, движении от простого к сложному, от низшего к высшему с акцентированием внимания на противоречивости характера жизненных процессов. Учителю биологии важно руко­водствоваться основными положениями материалистического миропонимания при подборе и изложении материала биологи­ческого содержания, используя научное объяснение фактов, за­кономерностей, идей и приучая учащихся правильно осмысли­вать их. Такой подход обеспечивает формирование у учащихся убеждений в том, что биологические явления объективны и про­текают независимо от сознания человека.

Одним из основных положений биологии, имеющих методо­логическое значение, является целостность жизни организма. Она представляется как система взаимосвязанных органов, выполня­ющих определенные функции. Большим мировоззренческим по­тенциалом обладает материал о строении органов в связи с их функциями. Так, например, при рассмотрении морфологических особенностей корня, листа, стебля, семени и микроскопического их строения учителю важно показать целое растение, живое или изображенное в иллюстрациях, сообщить его название и место произрастания. Необходимо установить соотношения органов как корреляционные. В разделе «Животные» при анатомо-морфоло-гическом описании типичных представителей основных групп животных подробное описание отдельных систем органов «зате­няет» организм как целое. Поэтому необходимо постоянно обращать внимание на установление связей между особенностями стро­ения, функционированием как определенной структурной еди­ницы организма.

Положение о целостности жизни организма обязывает учителя к серьезной поурочной подготовке. В разделах «Растения» и «Жи­вотные» необходимо показывать приспособления к факторам среды обитания, филогенетические связи и особенности местообитания в общей. Содержание этого материала обеспечивает научное ос­мысление явлений живой природы. Жизнь любого организма нуж­но показывать в динамике и связях в живых системах более высо­кого ранга — популяциях, биоценозах и экосистемах.

Изучение жизни как биологического явления должно основы­ваться на рассмотрении обмена веществ, превращения их энер­гии, фотосинтеза и хемосинтеза. Это способствует успешной под­готовке учащихся к восприятию представлений о биосфере как целостном образовании и исторически развивающейся живой обо­лочке Земли. Пониманию репродуктивных свойств живого спо­собствует изучение материальных основ наследственности, роли ДНК и РНК, кода наследственности, вопроса о целостности и реальности вида и его относительном постоянстве. Знания о мо­лекулярных механизмах обмена веществ позволяют успешно со­здавать биоинженерные продукты и моделировать биогенные про­цессы. Это способствует мировосприятию учащихся не на орган -но-организменном, а на молекулярно-клеточном уровне.

В разделах «Растения», «Животные», «Человек и его здоровье» важно обобщенно раскрывать особенности не только индивиду­ального, но и исторического развития организма. Изучая таксо­номические группы животных с мировоззренческих позиций, важ­но сравнивать особенности строения и функции органов крово­обращения, дыхания, пищеварения у позвоночных, начиная с рыб и заканчивая млекопитающими, показывать эволюционный ряд в их развитии. Это помогает выявлять причинно-следственные свя­зи и способствует утверждению исторического метода в изучении биологического материала. Важное значение для формирования научного взгляда на природу имеют и многие явления, обеспечи­вающие ее самоорганизацию, саморегуляцию и устойчивое состо­яние.

Большая часть содержания курса биологии основывается на фактическом материале, подтверждающем единство мира. Так, например, клеточная форма жизни, о которой учащиеся узнают с 6 класса, характерна для нашей планеты как элементарная едини­ца живого — целостная система. Единство мира доказывается также общностью химических элементов, входящих в состав живых су­ществ, общностью структур, обусловливающих жизнедеятельность клетки, генетического аппарата, обмена веществ, дискретности, раздражимости и других свойств организма.

Каждый организм в течение жизни развивается, качественно изменяясь под влиянием внутренних и внешних причин. Его раз­витие в целом происходит в борьбе противоположных явлений. Многие явления в жизни организмов становятся понятнее и луч­ше запоминаются при сопоставлении и показе их противоречиво­го характера. Это относится в первую очередь к процессам асси­миляции углекислого газа и дыхания, испарения и поступления воды в растение; изменчивости и наследственности, взаимоотно­шений организма и среды, признаков организации и адаптации, сосуществования высших и низших организмов.

Единство прогресса и регресса, неразрывность во времени и пространстве этих двух сторон в саморазвитии органического мира, органическая целесообразность и одновременно ее относитель­ность, взаимосвязь онтогенеза с филогенезом позволяют учащим­ся понимать развитие в природе через единство и борьбу проти­воположностей.

Один из существенных вопросов в воспитании мировоззрения — связь теории с практикой. Биология является теоретической ос­новой для сельского хозяйства, природопользования, медицины, общественной гигиены, лесоводства, рыболовства, звероводства, биотехнологии, космической медицины, генной инженерии и даже техники. Связь между биологической наукой и практикой рас­крывается при выполнении учащимися лабораторных, практичес­ких и общественно полезных работ. Биологические знания и пред­метные умения в школьных условиях возможно успешно приме­нять при проведении опытно-экспериментальной работы на при­школьном участке, в ходе наблюдений на экскурсиях и полевых практикумах. В результате этого у учащихся будет воспитываться не только понимание связи теории с практикой, но и умение ее устанавливать. Само по себе изучение многих биологических по­нятий не обладает большим мировоззренческим потенциалом. Напротив, об успехе работы учителя по воспитанию научного ми­ровоззрения учащихся скорее служат самостоятельно проведен­ные ими исследования, обсужденные на различных конференци­ях, семинарах, дискуссиях и др.

Таким образом, продумывая всю работу, учитель намечает не только методы передачи учащимся знаний, обусловленных про­граммой, но и организацию системы воспитания научно-матери­алистического мировоззрения.

Вопросы и задания для самоконтроля. 1. Выразите одно из определе­ний понятия о мировоззрении? 2. Назовите некоторые пути воспитания мировоззрения при обучении. 3. Подумайте и приведете примеры тем уроков по разделу «Животные» и «Общая биология», содержание кото­рых будет способствовать формированию научного мировоззрения. 4. С помощью каких методов и средств можно формировать научное мировоззрение? 5. К урокам по темам «Происхождение пресмыкающихся от древних земноводных» (7 кл.), «Разнообразие живых организмов и общие основы жизни» (9 кл.), «Ч.Дарвин — создатель материалистиче­ской теории эволюции» (9 кл.) сформулируйте воспитательные задачи в мировоззренческом ключе.