В условиях быстро меняющегося мира и научно-технического прогресса требуется не только знание фактов, но и умение критически мыслить, анализировать информацию и применять её на практике. Биология, как наука о жизни, требует от учащихся понимания сложных взаимосвязей в экосистемах, процессов жизнедеятельности организмов и их взаимодействий. Проблемное обучение способствует формированию глубоких аналитических навыков, необходимых для осмысления биологических процессов. Проблемное обучение способствует формированию ключевых компетенций: критического мышления, умения работать в команде, находить решения в нестандартных ситуациях. Эти навыки становятся основой для дальнейшего обучения и профессиональной деятельности. внедрение стратегий проблемного обучения на уроках биологии является актуальным и необходимым шагом для повышения качества образования и подготовки учащихся к современным вызовам.
Цель исследования — «Развитие навыков анализа у учащихся через стратегии проблемного обучения на уроках биологии».
Причинами затруднения учащихся при выполнении заданий были недостаточные способности и навыки устанавливать причинно-следственные связи, анализировать, исследовать и делать правильные выводы.
В своей практике я использую стратегию проблемного обучения, т. к. суть проблемного обучения заключается в построении проблемной ситуации, умению находить оптимальное решение выхода из нее. Проблемная ситуация заставляет учащихся осознавать недостаточность своих знаний, побуждает к поиску новых знаний и умений. Такое построение урока работает на развитие аналитических способностей и мотивации к обучению.
К формулировке цели исследования я пришел, когда стал активно применять стратегию проблемного обучения и оценивать деятельность учащихся на уроках с применением данной методики. Первоначально возникали трудности, с определением актуальных, интересных проблем, которые будут мотивировать учащихся и соответствовать учебной программе, может быть сложно. С созданием качественных и разнообразных материалов для поддержки проблемного обучения требует значительных временных и интеллектуальных ресурсов. Проблемное обучение часто подразумевает работу в группах, что может привести к трудностям в управлении классом, особенно если некоторые учащиеся не участвуют активно в процессе.
Для успешного проведения урока необходимо, чтобы учитель был хорошо подготовлен и знал, как вести дискуссии и направлять учащихся в поиске решений.
Проблемное обучение может занимать больше времени, чем традиционные методы, что может быть проблемой при ограниченном количестве учебных часов.
Уроки проходили не всегда по строго заданному курсу, но я не останавливался, так как понимал, что эта стратегия помогает в формировании навыков аналитической деятельности у учащихся, связывать материал изучаемых тем в единое целое.
При совместном планировании урока с коллегами была выбрана тема: «Рефлекс. Рефлекторная дуга», при планировании я учитывал возрастные и психологические особенности учащихся класса. Для повышения эффективности качества преподавания, совместно с коллегами психологами был проведен анализ результатов тестирования на определение способностей восприятия учащихся. По результатам методики С. В. Ефремцева на определение ведущего канала восприятия в классе было определено, что у 14 учащихся преобладает аудиальный канал восприятия, у 3 — дигитический канал восприятия. Работая в классе с ведущим каналом восприятия «аудиал», можно использовать вариации голоса (громкость, паузы, высоту). У данных учащихся преобладает линейное мышление: одна мысль следует за другой. Их работоспособность повышается в условиях тишины, лучше воспринимают информацию на слух, с большей охотой говорят и слушают, читают вслух.
По результатам теста на определение множественного интеллекта Г. Гарднера, у этих учащихся доминирует внутриличностный и логические интеллекты: предпочитают работать самостоятельно, на уроке используют индуктивное и дедуктивное умозаключения, решают абстрактные проблемы, умеют классифицировать, прогнозировать, выделять важное.
Личностный опросник EPI Г.Айзенка показал следующие результаты на определение типа темперамента: в классе преобладает тип темперамента сангвиник — 10 и холерик — 7.
Тема урока связана с темой «Особенности зрительных и слуховых органов восприятия, изученной в 8 классе, в 10 классе связан с темой «Функции нервной ткани и ее структура».
Целью обучения является: исследовать рефлекс и рефлекторную дугу. Эта цель позволяет сформировать навыки анализа изучаемого материала через стратегии проблемного обучения. Ожидаемым результатом урока является способность учащихся составлять и анализировать рефлекторные дуги рефлексов от разных органов чувств.
Совместно с коллегами мы посчитали, что метод проблемного обучения и деятельностный подход считаются самыми эффективными для данного урока, позволяющими активизировать познавательную деятельность учащихся, развивать навыки анализа.
Учитывая психологические особенности класса, полученные от психологов результаты тестов Г.Гарднера, Г.Айзенка, я решил, что при изучении новой темы успешным будет прием ДЖИГСО, так как он предполагает многократное прочтение, проговаривание и прослушивание материала, а также совместный синтез и анализ информации. Сильной стороной данного приема является то, что у учащихся возникает взаимосвязь и взаимозависимость друг от друга и коллективная ответственность за выполняемую работу. Работая в группах, необходимо будет систематизировать и анализировать уже имеющиеся знания о строении нейрона, исследовать значение всех звеньев рефлекторной дуги.
В качестве учебного ресурса для реализации целей урока и повторения изученного материала я запланировал использовать https://learningapps.org/. Это позволяет за достаточно короткое время опросить 100 % учащихся, сразу оценить качество знаний по предыдущей теме урока. Определяющим моментом при изучении новой темы были навыки поиска информации и выделения главного в тексте. С этой целью я планирую использовать ресурсы (текстовая информация и видеоматериал), это соответствует особенностям восприятия информации в данном классе. Многократное прочтение и озвучивание материала позволит эффективно изучить его, просмотр видеоматериала и совместный анализ будет способствовать развитию аналитических способностей.
Оценивание навыков работы с ресурсами, умения анализировать пути передачи импульса осуществлялось с использованием таблиц, в которых содержались дескрипторы для успешного выполнения задания. Эти таблицы удобны тем, что экономят время, позволяют осуществлять взаимооценивание по дескрипторам. Будут использованы таблицы на соотнесение для закрепления изученного материала. Это позволит определить, насколько был усвоен материал учащимися, а ученикам увидеть свои ошибки.
Мною запланированы стратегии формирующего оценивания для оценки потребностей учащихся: проверочная работа, анализ графических средств визуализации и мозговой штурм. Они помогают оценить знания и полученные ранее и вновь приобретенные в наиболее полном объёме и соответствуют рекомендациям психологов. После изучения темы я предложил учащимся заполнить сравнительные таблицы, в которых были прописаны дескрипторы, ставшие опорой для успешного выполнения задания, а также позволяющие справиться с этим заданием всему классу.
На данном уроке я применил репродуктивный метод технологии проблемного обучения, при котором уроки строятся по аналогии с образцами. При постановке проблемной ситуации привел пример проблемных ситуаций (протекание коленного рефлекса и мигательного) и указал, как найти противоречия. То же самое и с формой организации поиска: сначала привел пример, объясняющий, что нужно делать, чтобы найти ответ на вопрос, к каким материалам обращаться.
Нужно отметить, что все группы, следуя моим примерам, успешно справились с предложенными заданиями.
Выбранные методы обучения и ресурсы направлены на достижение целей и ожидаемых результатов урока, соответствуют развитию аналитических способностей учащихся данного класса. Они способствуют формированию у учеников навыки анализа через стратегии проблемного обучения.
Для успешного развития аналитических навыков необходимо создать проблемную ситуацию, ситуацию противоречия, так как именно противоречие ставит в положение исследователя. Для развития этих навыков нужны умения работать с источниками информации. С этой целью для перехода к новой теме был поставлен проблемный вопрос: почему при травме позвоночника человек не ощущает тепло, холод, прикосновения? Учащиеся должны определить, как мы воспринимаем и отвечаем на различные раздражители внешней среды.
Репродуктивный метод в технологии проблемного обучения, который я использовал на уроке при постановке проблемного вопроса, создает ситуацию, непосредственно связанно с жизненной ситуацией, побуждающую к ее решению. Материал, предложенный для самостоятельного изучения, направляет учащихся к решению проблемы.
Сильной стороной является наличие примера или алгоритма действия для учащихся, который минимизирует потерю времени и направляет учащихся к правильному поиску решения проблемы.
Слабой стороной является сложность в управлении временем при изучении нового материала в групповой работе с использованием ДЖИГСО.
Поисковый метод применялся на этапе усвоения новых знаний при работе с терминами. Учащиеся с помощью достоверных интернет ресурсов, ориентируясь на имеющиеся знания, выбрали из списка и выписали новые понятия и термины. Целенаправленная систематическая работа с биологическими терминами и понятиями является одним из путей повышения качества знаний обучающихся. Сложность возникает из большого количества терминов и трудности их запоминания.
Работа в парах и выступление организовано методом ДЖИГСО, который дал возможность, динамично провести исследование.
Использование на уроке данного приема сделало урок более продуктивным. Учащиеся лучше стали понимать содержание материала, повысился уровень обученности, совершенствовались навыки работы в группе. Но самое главное данный прием способствовал развитию аналитических способностей (вычленение частей целого, выявление взаимосвязей между ними, осознание принципа работы рефлекторной дуги).
Считаю, что выбранные мной методы обучения и ресурсы были эффективными и соответствовали целям урока. Через стратегию проблемного обучения учащиеся, проанализировав конкретную ситуацию, смогли сопоставить факты и, сделав выводы на основе полученных данных, исследовать рефлекторную дугу. Учащиеся продемонстрировали аналитический навык раскладывать информацию на составляющие, структурировать данные и соотносить между собой, установили все звенья рефлекторной дуги и успешно справились с заданием на закрепление новых знаний (86 % учащихся выполнили задание более чем на 75 %). Выбранные приемы и методы способствовали формированию навыка анализа и систематизации знаний, так как при моем наблюдении за ходом выполнения самостоятельной работы в группах я смог оценить ход логических мыслей учащихся, что отразилось в дальнейшем на этапе рефлексии, когда учащиеся сформулировали ответ на проблемный вопрос к теме урока.
Выбранная стратегия и инструменты формирующего оценивания были направлены на достижение цели урока, на продолжение формирования навыков анализа учебного материала.
Оценивание через приложение https://learningapps.org/ позволило проверить, насколько хорошо усвоили предыдущий материал. У учеников, которые испытывали затруднения, появилась возможность повторить прошлую тему.
Взаимооценивание навыков работы с новым материалом с использованием таблиц помогло увидеть, насколько хорошо они усвоили материал и позволило это сделать с минимальными затратами времени, а самое главное — способствовало формированию навыков анализа.
Поскольку в задании предлагались дескрипторы, это позволило учащимся наиболее объективно оценить друг друга и правильность выполнения работы.
Стратегии оценивания были эффективными, способствовали развитию у учащийся умения анализировать, делать выводы, все учащиеся достигли цели урока и были вовлечены в процесс обучения.
Технология проблемного обучения со своими методами и стратегиями позволяет в различной степени формировать и развивать эти навыки. Считаю, что они мной были правильно и рационально подобраны и соответствовали моей теме профессионального развития.
Анализируя преподавание, можно сделать вывод, что выбранные стратегии и методы обучения при планировании были эффективными. Преподавание помогло увидеть как сильные, так и слабые стороны запланированных методов и приемов. Поставленный проблемный вопрос в начале урока позволил заинтересовать учащихся в изучении новой темы для поиска ответа на него. Прием «ДЖИГСО», самостоятельная работа с источниками, взаимообучение, взаимооценивание позволили достичь учениками цели урока, поскольку все это требовало от учащихся навыков аналитического мышления, сравнения и синтеза. К концу урока все обучающиеся знали понятия «рефлекс», «рефлекторная дуга», смогли описать этапы передачи нервного импульса, анализировать пути его передачи от разных органов. Слабой стороной было то, что в реальности при использовании приема «ДЖИГСО» уходит очень много времени, возникли проблемы необъективности при взаимооценивании. Работа с таблицами на соответствие позволила проанализировать степень усвоения материала, была очень удобна в использовании.
Анализируя процесс оценивания, необходимо отметить, что оно было успешным, так как приложение https://learningapps.org/ позволило проверить, насколько хорошо усвоили предыдущий материал.
Спикеры оценивали каждый этап в таблице, что позволило увидеть, на каких этапах усвоение темы было успешным, на каких были затруднения. Для решения спорных ситуаций учителю приходилось контролировать и корректировать данный процесс. Использованные инструменты оценивания позволили развивать навыки умения работать в коллективе и аналитические способности учащихся.
Анализируя и оценивая все этапы урока, можно сделать вывод, что урок был достаточно эффективным, построен методически верно, поставленной цели достиг. Совместное планирование помогло посмотреть на цель урока с разных сторон и составить план урока в соответствии с темой моего профессионального развития, с учетом психологических особенностей класса.
Методы и стратегии проблемного обучения на уроке оправдали себя, так как на разных этапах в той или иной степени «заставляли» анализировать и делать выводы. Ученики показали хорошие навыки работы в группе и хорошие знания по пройденным темам, развивали аналитические способности, работая самостоятельно с ресурсами, взаимообучая и оценивая друг друга, получили новые знания.
На основе проведенного урока могу сказать, что применение технологии проблемного обучения с целью развития навыков анализа и синтеза информации вполне оправдано, так как при правильном подборе методов и стратегий и при соответствии содержанию изучаемой теме можно очень успешно развивать требуемые навыки (учащиеся показали умение расчленять информацию на составные части, выявлять взаимосвязь между ними, выделять отдельные существенные стороны процесса, открывать новые знания за счет мыслительной деятельности, выполнять задания за счет предварительных знаний, изучать каждую часть (сторону) в отдельности как элемент единого целого, находить причинно-следственную связь). Положительная обратная связь от учащихся и коллег после урока убедила в правильности выбора темы профессионального развития и побуждает использовать данную технологию на своих уроках.
Таким образом было определено несколько эффективных стратегий проблемного обучения, которые можно использовать на уроках биологии:
- Проблемные ситуации:
Создание реальных жизненных сценариев, связанных с темой урока. Учащиеся анализируют ситуацию, выявляют проблемы и предлагают решения.
- Кейс-метод:
Использование конкретных примеров (кейсов), чтобы учащиеся могли исследовать сложные биологические явления, анализируя информацию и принимая решения на основе данных.
- Групповая работа:
Разделение учащихся на группы для обсуждения и решения поставленных проблем. Это развивает навыки сотрудничества и коммуникации.
- Дебаты и дискуссии:
Проведение обсуждений по спорным вопросам в биологии (например, генетические модификации, биоэтика). Это стимулирует критическое мышление и аргументацию.
- Проектная деятельность:
Организация проектов, где учащиеся исследуют заданную тему, собирают данные и представляют свои выводы. Это углубляет понимание и практическое применение знаний.
- Метод «Обратного обучения»:
Учащиеся сначала изучают материал, а затем обсуждают проблемы, возникающие на основе этого материала, что помогает активизировать предшествующее знание.
- Ролевые игры:
Моделирование ситуаций, где учащиеся принимают на себя роли (например, исследователей, экологов), что помогает углубить понимание предмета через эмпатию и участие.
- Использование технологий:
Включение цифровых инструментов и платформ для создания интерактивных заданий и симуляций, что делает процесс обучения более увлекательным и современным.
Эти стратегии способствуют развитию критического мышления, навыков анализа и активного участия учащихся в процессе обучения, что делает изучение биологии более увлекательным и эффективным.
Литература:
- Методика профессионального обучения, Скибицкий Э. Г., Толстова И. Э., Шефель В. Г., Новосибирск: НГАУ,2008, стр166–167.
- Аналитический отчет по итогам внешнего суммативного оценивания в Назарбаев Интеллектуальных школах в 2022–2023 учебном году, 10–11 класс, Уральск, 2023г, стр 112.
- Личностный опросник EPI (методика Г.Айзенка) / Альманах психологических тестов — М., 1995. С.217–224.
- Problem-based learning skills and reflection skills of biology education students through the problem-based online tutorial M Sekarwinahyu, N Y Rustaman, A Widodo and Riandi
- Aryulina, D., & Riyanto, R. (2016). A problem-based learning model in biology education courses to develop inquiry teaching competency of preservice teachers. Cakrawala Pendidikan, 35(1), 47–57.
- Chin, C., & Chia, L. G. (2006). Problem-based learning: Using ill-structured problems in biology project work. Science Education, 90(1), 44–67.
- Etherington, M. B. (2011). Investigative primary science: A problem-based learning approach. Australian Journal of Teacher Education, 36(9), 53–74.
