Обобщение педагогического опыта Использование проблемного обучения на уроках биологии и экологии

МБОУ г. Керчи Республики Крым «Школа № 26»
Обобщение педагогического опыта
«Использование проблемного обучения
на уроках биологии и экологии»
Подготовлен учителем
высшей категорииБарашковой А.В.
2016 г
В жизни нам постоянно приходиться сталкиваться с решением различных задач, проблем. И умело найти выход, позволяет нам стать более адоптированными. Владея стратегиями превращения своего предмета в средство развития ключевых компетентностей учащихся, их успешной социализации использую продуктивные образовательные технологии (проблемное обучение, уровневая дифференциация, развивающие обучение, тестовая диагностика и контроль), соответствующие принципам личностно ориентированной педагогики формы (решение проблемных задач, дискуссии, деловые игры, дебаты, моделирование ситуаций, уроки семинары, конференции и т.п.), сочетание репродуктивных и развивающих методов обучения (частично-поисковый, проблемный, практический, работа в малых группах). На уроках раскрываю роль предметов в познании природы, показываю его значение для правильной ориентации в условиях ухудшения экологической обстановки.
В условиях введения ФГОС наиболее востребованными являются технологии, которые позволяют организовать самостоятельную деятельность учащихся по освоению содержания образования, включать школьников в различные виды деятельности, учить работать с различными источниками информации, работать в группах и др.
Поэтому я применяю также технологии проблемного обучения, организации группового взаимодействия, исследовательской деятельности, ИКТ-технологии. Наиболее подробно остановлюсь на технологии проблемного обучения. Под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение знаниями, умениями, навыками и развитие мыслительных способностей.
В своей работе я использую проблемные ситуации различные по содержанию неизвестного, по уровню проблемности, по виду рассогласования информации, по другим методическим особенностям. По содержанию неизвестного проблемная ситуация может быть нескольких видов: неизвестна – цель, неизвестен – объект деятельности, способ деятельности или условие выполнения деятельности. Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении, закреплении, контроле.
Проблемная ситуация – ситуация интеллектуального затруднения, т.е. такое состояние в классе, когда учащиеся, уяснив учебную проблему, пытаются её самостоятельно решить, но чувствуют затруднение в силу недостаточности у них наличных знаний. Проблемная ситуация создаёт в классе особое психическое “поле интеллектуального напряжения”, индуцирует активную умственную деятельность учащихся, направленную на преодоление учебных трудностей. Важно не только создать проблемную ситуацию, но и включить в неё всех учащихся, особенно отстающих учащихся и тех, у которых менее развиты способности, духовные потребности и у которых медленно протекают мыслительные процессы.
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 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.
6. Решение познавательных задач, в ходе которых необходимо прийти к правильному выводу через умение сопоставлять свои знания. Задача – это тренажер мыслительной деятельности. Это возникшая в естественных условиях или искусственно сформированная ситуация, в которой требуется получить определенный полезный результат. При решении задачи необходимо:
– умение сопоставлять знания таким образом, чтобы прийти к правильному выводу;
– четкое знание терминов;
– правильное решение задачи (полезный результат). Например, задача для 6-классников. Площадь, реагирующая на запахи, у человека равна приблизительно 4,8 см2, собаки – 64,5 см2, у акулы – 130 см2. Почему такая большая разница реагирующей поверхности? (Акуле мешает воспринимать запахи большая плотность воды, у собаки обоняние служит поиску пищи, человеку помогает сохранять здоровье, иногда и жизнь).

Приведу некоторые проблемные ситуации, которые применяю на уроках , например,
так, например, в 6-м классе при изучении темы «Корень» одновременно предъявляю классу противоречивые, вызывающие удивление факты:
Две дачницы произвели пикировку рассады томатов. Но при этом первая - в маленькие горшочки, а затем пересадила в большие, а вторая - сразу пикировала рассаду в большие горшочки. Какая из дачниц права?
В 8-м классе при изучении темы «Группы крови. Переливание крови» постановке учебной проблемы предшествует следующая проблемная ситуация:
Папа римский Иннокентий VIII, удрученный старостью, приказал влить себе кровь от трех юношей - это стало причиной его смерти. Почему?
В этом случае я использую прием столкновения разных мнений своих учеников. Удивление вызывают ситуации, обнажающие противоречия между нашими житейскими представлениями и научными фактами.
Так, например, в 7-м классе при изучении класса «Ракообразные» обращаюсь к басне И.А. Крылова «Лебедь, рак и щука», в которой говорится, что рак пятится назад. Действительно ли это так? Привожу общеизвестные выражения «красный, как рак», и «когда рак на горе свистнет». Ученики удивлены, но научно объяснить, как передвигается рак, когда он бывает красным и может ли он подняться на гору и свистеть, не могут. Возникает учебная проблема - «Изучить внешнее строение и образ жизни речного рака».
В 9-11-х классах создаю проблемные ситуации, в основе которых лежит единственное противоречие - между необходимостью выполнить задание и невозможностью это сделать, что вызывает затруднение у учащихся.
Так, например в 9-м классе при изучении темы «Взаимодействие генов» предлагаю задание, которое невыполнимо на основе ранее полученных знаний.
Известно, что наследование окраски шерсти у кроликов определяют две пары генов. Но применение знаний о наследовании признаков как при дигибридном скрещивании не дает правильного ответа. Учащиеся сталкиваются с ситуацией затруднения.
При изучении тем цитологических в 10 классе использую следующий прием: предлагаю задание, требующее прогнозирования.
Есть мнение, что автотрофное питание более выгодно, чем гетеротрофное. Если эта точка зрения является истиной, то почему не все организмы ныне живущие - автотрофы?
Сделайте прогноз о преимуществе данной группы организмов в будущем.
Для выхода из проблемной ситуации веду с учащимися побуждающий диалог - стимулирующие вопросы, позволяющие ученикам осознать противоречие проблемной ситуации и сформулировать учебную проблему.
Так, например, в 8-м классе при изучении темы «Пищеварение» возможна такая ситуация:
Один мой знакомый страдает заболеваниями печени и поджелудочной железы. Его лечащий врач с удивлением замечает, что на пищеварении пациента это практически не отражается.
Выход из проблемной ситуации в побуждающем диалоге:
Учитель: Как вы думаете, какой вопрос возникает у лечащего врача?
Ученик: Как у пациента переваривается пища, если главные пищеварительные железы функции свои практически не выполняют?
Учитель: Представьте себя в роли лечащих врачей. Как можно ответить на этот вопрос?
Ученик: Так как пищеварение завершается в тонком кишечнике, вероятно, есть какая- то особенность, с ним связанная.
Учитель: Верно. Как бы вы сформировали тему сегодняшнего урока?
Ученик: Особенности пищеварения в тонком кишечнике.
Таким образом, учебная проблема данного урока сформулирована учеником. При изучении совершенно нового раздела наиболее эффективно, на мой взгляд, использование мотивирующих приемов в постановке учебной проблемы. Условно обозначаю их как «яркое пятно» и «актуальность».
В качестве «яркого пятна» использую сказки, легенды, фрагменты из художественной литературы, случаи из истории науки.
Так, например, в 6-м классе при изучении темы «Семейство Лилейные» рассказываю легенду:
По преданию, эти цветы возникли из слез Евы, изгнанной вместе с Адамом из райского сада. Горько плакала Ева, и всюду, куда падали слезы, распускались белоснежные лилии. Именно с лилией явился в день Благовещения архангел Гавриил к Деве Марии, чтоб возвестить ей о рождении Сына. С тех пор у христиан этот цветок считается символом чистоты и непорочности.
Прием «актуальность» состоит в обнаружении смысла, значимости предлагаемой темы урока. Он обеспечивает психологическую подготовку учащихся, создает эмоциональный настрой. Этот прием чаще всего я использую при изучении тем и разделов, значимость которых важна для каждого ученика: это изучение анатомии и физиологии человека, основ генетики, основ цитологии. Этот прием позволяет ученику ответить на вопрос: «Для чего мне это нужно знать?».
Так, например, при изучении в 10-м классе темы «Генетика пола» обращаюсь к учащимся с вопросом:
Несмотря на многочисленные попытки, не удавалось объяснить, почему у раздельнополых видов численность женских и мужских особей приблизительно равна и каким образом одна и та же пара дает потомков разного пола. От чего же зависит рождение мужских и женских особей?
Поиск решения учебной проблемы.
На этом этапе использую методы, которые, на мой взгляд, являются наиболее оптимальными в решении учебной проблемы. Это проблемное изложение, эвристический и исследовательский методы.
Метод проблемного изложения универсален, использую его как в среднем, так и в старшем звене на уроках изучения нового материала, обобщающих лекциях. Обозначив проблемную ситуацию, раскрываю учащимся логику движения к её решению, показываю противоречия и источники их возникновения, аргументирую каждый шаг к решению проблемы.
В качестве примера приведу фрагмент вводного урока по генетике в 9-м классе, на котором изучаются понятия «наследственность» и «изменчивость». Начинается урок с проблемного вопроса: «Кукушка подбрасывает свои яйца в гнезда других птиц. Почему из них вылупляются кукушата, а не птенцы той птицы, которая их высиживала?». Решая проблему в ходе непродолжительной дискуссии, ученики делают вывод, что яйцо - это оплодотворенная яйцеклетка, в ядре которой хранится наследственная информация родителей. Мой следующий вопрос: «Какое же свойство живых организмов обеспечивает передачу потомкам признаков родителей?». Предлагаю учащимся найти в учебнике и записать определение «наследственности» и «изменчивости», а посмотрев фрагмент фильма о работах Менделя, определить закономерности наследования признаков и ответить на поставленный в начале урока вопрос.
В завершение изучения темы или раздела для закрепления знаний провожу обобщающую лекцию. На ней использую таблицы, схемы, алгоритмы, выделяю узловые вопросы. Это позволяет перевести полученные учащимися знания, умения и навыки на более высокий уровень усвоения, способствуя их применению в нестандартных и поисково-творческих ситуациях.
Решая учебную проблему с применением эвристических методов, подсказываю учащимся первый или затруднительный шаг.
Наглядный пример - эвристическая беседа. Её особенность в постановке основной проблемы, в делении её на подпроблемы и в организации поисковой деятельности учащихся. Очень важный момент при ведении эвристической беседы - осуществление перехода от коллективного обсуждения проблемы к индивидуальному выступлению конкретного учащегося.
Предлагаю фрагмент эвристической беседы при изучении в 11-м классе темы: «Борьба за существование».
Постановка проблемы.
В природе рождается гораздо больше особей, чем может выжить. Например, одуванчик дает 100 семян. Из них на следующий год могло бы вырасти 100 растений, каждое из которых дало бы по 100 семян, следовательно, при беспрепятственном размножении число потомков одного одуванчика заняло бы площадь в 15 раз больше всей суши Земли. Но такого числа потомков никогда не бывает. Как вы это объясните?
Решение проблемы.
Ученик: Вероятно, велика гибель организмов.
Учитель: Верно. С чем это связано?
Ученик: Растениям не хватает территории, воды и минеральных веществ.
Учитель: Это одна из причин - недостаток ресурсов. Какие еще причины можете назвать?
Ученик: Растения поедают животные. Их вытесняют другие, более сильные растения.
Учитель: Верно. Вторая причина - отношения с другими видами. Еще есть причины?
Ученик: Может, из-за резкого изменения климата?
Учитель: Таким образом, третья причина - влияние неблагоприятных условий среды. Подведите итог вышесказанному и дайте название процессу, постоянно происходящему в природе, в результате которого большая часть потомства может погибнуть?
Ученик: Борьба за существование.
Учитель: Что же приводит к ее возникновению?
Ученик: К возникновению борьбы за существование приводят отношения особей внутри вида, между видами и неблагоприятными условиями среды.
Учитель: Ч. Дарвин пришел к тем же выводам, на их основе выделил три формы борьбы за существование. Можете ли вы предположить, как он их назвал?
Ученик: Внутривидовая, межвидовая и с неблагоприятными условиями среды.
Учитель: Верно. Какую из этих форм борьбы за существование Дарвин называл самой острой и почему?
Ученики высказывают предположения, а затем приходят к выводу, что самая острая внутривидовая борьба, так как особи одного вида используют одинаковые ресурсы и приспособлены к одинаковым условиям среды.
Таким образом, эвристическая беседа облегчает процесс творческой деятельности, способствует непроизвольному формированию памяти, то есть ученики способны не только воспроизводить формулировки понятий, но и анализировать и преобразовывать их.
На мой взгляд, самой интересной формой групповой деятельности является мозговой штурм. Во время этой работы ученики тренируются кратко и четко выражать свои мысли, учатся слышать и слушать друг друга. В проекте урока выделяю три этапа: выдвижение гипотез, проверка гипотез и их критическое оценивание, представление классу наиболее оптимального способа решения. Группы могут работать по двум вариантам:
Первый вариант: группы одновременно независимо друг от друга штурмуют одну задачу. Затем организуем конкурс идей, и жюри, состоящее из учеников, выбирает лучшее решение. Так, например, в 11-м классе при изучении раздела «Основы экологии» ставлю задачу:
В городе Железногорске собираются строить металлургический комбинат. Партия «зеленых» выступает против этого строительства и предлагает провести в городе референдум, в котором жители выскажут свое мнение. Предположим, что комбинат все же построили. Разработайте предложения по охране природы города Железногорска и здоровья его жителей.
Второй вариант: каждая из групп штурмует свою задачу, но при этом все задачи должны быть объединены одной, более общей проблемой.
Если скрещивание происходит между особями одного вида или родственных видов, то потомство будет плодовитое. Если виды неродственные, тогда либо зигота окажется нежизнеспособной, либо гибриды будут стерильны. Как предотвратить скрещивание между особями разных видов? Предложите разные механизмы.
В этом случае одна группа выдвигает гипотезы на уровне клеток, тканей, органов, другая - на уровне отдельных особей, третья - популяций.
Результатом работы следует считать победителей и призеров конкурсов за последние годы количество участников конкурсов, олимпиад, турниров возросло. В 2014-2015 уч году Болдырев Евгений - призёр олимпиады по экологии, Сорочкина Дарья (11 класс) – призёр олимпиады по биологии. А также учащиеся, которые участвовали в творческих конкурсах: победителями и призерами городских конкурсов «Первоцвет», «Лес боится огня», Биологическом турнире «Юный ботаник» стали учащиеся 7,8 ,11 классов : Тагашова Ксения, Кравченко Игорь, Болдырев Евгений, Костикова Юлия, Засыпкина София, Ковалева Тамара, Питиримов Владислав, Никулина Настя, Шамарова Юлия.
В 2015-2016 учебном году Болдырев Евгений (8класс) - победитель олимпиады по экологии, Зайцева Дарья (7 класс) – призёр олимпиады по экологии. А также учащиеся, которые участвовали в творческих конкурсах: победителями и призерами городских конкурсов «Первоцвет» , «Лес боится огня», «Птица года-2016», Международная олимпиада «Осень-2016» ,«Мириады открытий», «Олимпис-2015» весенняя сессия, «Олимпис-2016. Осенняя сессия», «Осенний марафон. Билогия. Олимпиада стали учащиеся 5,7,8,9,10 классов : Быкова Ольга (9кл), Кузнецов Кирилл(9 кл) , Болдырев Евгений (9 кл), Засыпкина София (9кл), Ковалева Тамара (10 кл), Белорус Любовь (9 кл), Кулик Артем (5 кл), Павлий Павел(5 кл), ПАвлий Евгений (5 кл), Шевчук Алина (5 кл), Мамчиц Артем (10 кл) , Куприненко Владислава (10 кл) , Евтеев Артем (10 кл) , Шамарова Юлия (9 кл) Возросло количество участников в 2014-2015 гг - 23учащихся, а в 2015-2016 гг – 52.