Проблемное обучение на уроках биологии как основа процесса, развивающего потребность и умение учиться



Наверное, каждый учитель, приходя на урок, хочет, чтобы его ученики стремились узнавать новое, хотели чему-то учиться, рассуждали и спорили, искали и доказывали, т. е. имели сформированные познавательные потребности. Почему-то большинство педагогов считает, что эти потребности должны образоваться в ходе обучения к определенному возрасту. Для этого ученикам надо слушать внимательно на уроке, читать параграфы, отвечать на поставленные учителем вопросы, выполнять бесконечные упражнения и т. д. Вот и получается, что наше представление об успешном уроке и то, как мы урок организуем, совсем не совпадает. Мы ожидаем от детей познавательного творчества, а обеспечиваем им только репродуктивную деятельность. Как аннулировать подобное противоречие? Мне видится решение проблемы в использовании соответствующих технологий, методов обучения. И это не мое открытие, а доказанный научный факт. В частности, в средней и старшей школе на уроках по предметам естественнонаучного цикла потребность и умение учиться формируются при использовании технологии проблемного обучения.

Для организации образовательного процесса, развивающего потребность и умение учиться, важно первоначально определиться, что такое потребность учиться, а что значит умение учиться. Сформировать потребность учиться — значит обеспечить развитие у ребенка личностной ценности познавательной деятельности. Такому школьнику интересен сам процесс учения, познания. Он хочет понять способы этой деятельности. И для него умение находить истину — пожалуй, самый значимый результат. Ведь полноценное познание возможно только при овладении личностью определенными действиями, навыками, что, собственно говоря, и означает умение учиться. К таким действиям, необходимым для осуществления познавательной деятельности, можно отнести специальные предметные действия, универсальные познавательные действия, универсальные коммуникативные действия. Естественно, что и определенный объем знаний является важной составляющей. Только знания эти должны быть иного качества.

Собственно ради достижения этих целей и применяется проблемное обучение. Во-первых, чтобы обеспечить внутреннюю познавательную мотивацию при изучении определенной темы, формировании конкретного навыка.

Во-вторых, для создания условий, при которых учащиеся могут овладеть познавательными действиями.

В-третьих, применение технологии проблемного обучения на уроках биологии, как и на уроках по другим дисциплинам естественного цикла, позволяет так организовать освоение понятий, законов, теорий учащимися, что эти знания в дальнейшем становятся для них инструментом познания, а не набором сложных научных слов.

Вышеобозначенные результаты процесса обучения вполне достижимы при реализации проблемного обучения. Но далеко не у каждого педагога это получается, и учитель отказывается от использования этой технологии, ссылаясь на неготовность учащихся работать таким образом, на недостаток учебного времени или неприменимость этой технологии для освоения определенных единиц знаний. И это могут быть вполне объективные причины. Применение проблемного обучения действительно очень затратно по времени. Практически невозможно эффективно организовать процесс на уроке, если учащиеся с необходимостью решения проблемного задания впервые сталкиваются в восьмом, девятом классе. К этому времени у них уже складываются устойчивые способы учебной деятельности репродуктивного характера и переходить на продуктивные способы работы им сложно, да и не очень-то хочется. И совершенно неоправданно использование проблемного обучения при освоении фактов, либо каких-то знаний описательного характера.

Эффективность использования технологии проблемного обучения определяется значительным объемом предварительной работы педагога. Во-первых, надо понимать, что проблемное обучение применимо при освоении учащимися единиц знания высокого уровня обобщенности. Либо это понятия, законы, теории, либо некоторые самые общие способы деятельности (что реже встречается на уроках биологии). Поэтому первым шагом организации такой работы должно стать выделение тех понятий курса, качественное освоение которых является основой дальнейшего успешного обучения по данному предмету. Далее важно продумать последовательность освоения этих понятий так, чтобы они образовывали некоторую иерархию вложения от самого общего к частным. Например, в курсе “Человек” это могут быть понятия живого организма как саморегулирующейся системы, гомеостаза как постоянство показателей внутренней среды, саморегуляции как процесса автоматического поддержания этого постоянства и т. д.

Во-вторых, эффективность проблемного обучения напрямую зависит от системности его применения и возраста учащихся. Мне бы хотелось, чтобы ребята из начальной школы приходили ко мне на уроки естествознания (5 класс) с опытом такой деятельности. Но и в пятом, шестом классе учащиеся еще довольно живо откликаются на предложение поработать в таком режиме. А вот когда предлагаешь проблемное задание в 8 классе в первый раз, то на вопрос чаще слышишь с их стороны не ответ-гипотезу, а предложение сказать, как правильно, ведь я же знаю ответ.

Системность применения проблемного обучения совсем не означает, что его должно быть как можно больше. С одной стороны однообразие деятельности быстро надоест учащимся, с другой — будет затрачено неоправданно много времени. Все зависит от наполненности курса общими понятиями, законами. Проблемных заданий может быть достаточно много в курсе “Живой организм”, “Общебиологические закономерности”, “Физиология человека”, но они практически отсутствуют при рассмотрении систематики живых организмов. Методы проблемного обучения надо использовать каждый раз, когда требуется освоение базовых знаний, понятий, законов, теорий, объясняющих широкий круг явлений и фактов в живой природе. Скажем в теме “Введение в экологию” проблемные задания предъявляются для формулирования определений таких понятий как “биогеоценоз” “экологическая система”, “пищевая цепь”. В то время как определения более частных понятий (“пастбищная пищевая цепь”, “хищники”, “симбиоз” и др.) могут быть взяты уже из учебника.

Третий важный момент успешной организации проблемного обучения — это конструирование проблемных заданий, которые необходимы для выхода на проблемные вопросы. Часто учителя проблемным считают любой вопрос, вызывающий хоть какое-то затруднение у школьников. И это — основная ошибка при использовании данной технологии. Такая подмена проблемного вопроса просто трудным приводит к выхолащиванию самой сути проблемного обучения и естественно к аннулированию всех возможных положительных результатов. Например, в теме “Сенсорные системы” мы сначала знакомимся с различными классификациями рецепторов (по положению, функциям). Затем ученикам предлагается объяснить, почему терморецепторы кожи не называют органом чувств, а глаз или ухо можно так назвать. На первый взгляд, очень простое задание, но после нескольких высказываний ребята приходят к выводу, что для объяснения им не хватает точного определения понятию “орган чувств”. Вот этот вопрос о сути понятия “орган чувств” и является проблемным. Он отражает внутреннее субъективное противоречие между тем объемом знаний, которые имеются у ребят и недостаточностью этих знаний для объяснения предложенного факта. Возникает необходимость в поиске дополнительного знания — познавательная мотивация. И когда поиск завершается на основе этого нового определения можно уже выполнить первоначальное задание, которое и является проблемным.

И конечно, очень важно, чтобы на таких уроках была добрая положительная в плане эмоций атмосфера, атмосфера взаимного уважения, доверия. Положительная эмоциональная окрашенность таких уроков обеспечивается, во-первых, благодаря наличию внутренней мотивации учащихся (“мне интересно”, “я хочу разобраться”). Во-вторых, принимается к обсуждению каждое мнение по рассматриваемому вопросу, в целом всеми соблюдаются нормы человеческого общения, ведения дискуссии. В-третьих, успеха достигает практически каждый учащийся, в-четвертых, достижение этого успеха обеспечивается гибкостью методов проблемного обучения. Я в ходе урока по необходимости в зависимости от состояния и возможностей учащихся могу переходить на метод более низкого или высокого уровня проблемности, а соответственно и самостоятельности моих учеников.

Таким образом, соблюдение названных принципов организации проблемного обучения, позволяет достигать значительных образовательных результатов. И эти результаты будут выражаться не столько в объеме полученных знаний, сколько в приобретении школьниками качеств, навыков, умений, способов мышления, познания, которые позволят им быть успешными как минимум в учебной деятельности.

Планируя проблемный урок, учитель должен, выделять цель, ради достижения которой применяется данная технология. А затем проводить анализ результативности урока для каждого учащегося с точки зрения выделенной цели. В соответствии с целями применения проблемного обучения можно выделить и типы проблемных уроков. В курсе биологии наиболее часто встречаются уроки, на которых учащиеся осваивают научные понятия, законы, теории, как инструментарий для познания. А вместе с тем создаются условия овладения общеучебными навыками и способами мышления. Вся технология проблемного обучения предполагает выполнение школьниками (сначала в содружестве с учителем, а затем и самостоятельно) таких учебных действий как анализ собственного опыта и знаний, вычленение проблем, ориентация в структуре учебного задания, выделение вопроса, условий, известного и неизвестного, построение предположений о возможных причинах и последствиях, динамике явлений, выдвижение гипотез. Школьники открывают для себя новое знание и учатся использовать его для познания окружающего мира.

Например, на уроках естествознания в пятом классе при рассмотрении живых организмов и принципов их организации, формулируется понятие “орган”. В общем-то, учащиеся пятого класса с ним уже знакомы, остается ввести только сам термин. Далее либо сами учащиеся, либо с моей помощью обращают внимание на то, что с одной стороны, органы имеют разное строение, потому что выполняют разные функции, а с другой — у органов свои функции потому, что каждый из них определенным образом устроен. Глаз млекопитающего устроен не так, как ухо, потому что у них разные функции. Глаза не могут выполнять функции органа слуха, т. к. имеют иное строение. Это положение умышленно строится мною так, что бы учащиеся столкнулись с логическим противоречием. На мой взгляд, очень важно научить детей видеть подобные противоречия, обращать внимание, а не отмахиваться от них. С умения видеть противоречия и начинается способность познавать. Противоречие возбуждает любопытство школьников, у них появляется желание снять его, избавиться от “логического неудобства” (по крайней мере до определенного возраста). Формулируется проблемное задание. Надо выяснить, что от чего зависит в живом организме: строение — от функции органа, или функция определяется строением. Ребята при такой постановке вопроса начинают активно использовать весь багаж своих знаний, чтобы доказать мнение, которого они придерживаются. Однако без постановки проблемного вопроса рассуждения могут зайти в тупик. Я подсказываю им, что, наверное, надо определить, чего мы не знаем или в чем не можем разобраться, чтобы получить однозначный ответ. Наш урок переходит в сферу определения области незнания. Мы приходим к выводу, что надо сначала объяснить, как возникает такое различие в строении и функциях органов, чем оно определяется. В результате ребята открывают для себя новый способ познания живого — рассмотрение эволюционного процесса. Учителю в этом случае очень важно акцентировать внимание школьников на этом моменте. Далее, анализируя какой-то пример из живого мира, мы приходим к выводу, что строение органов зависит от выполняемых ими функций, которые нужны живому организму, чтобы приспособиться к условиям и среде обитания. И это — закон, который справедлив для всего живого мира.

Следующий не менее важный этап — научить детей использовать открытый закон для объяснения фактов окружающей действительности, т. е. как инструмент познания. Мы рассматриваем множество примеров. Учимся строить логически верные и завершенные ответы на основе рассматриваемого закона. В результате происходит как бы объединение того, что ребята наблюдают вокруг себя и научного знания. Формируется способность к теоретическому познанию мира.

Но не всегда можно найти ответ, анализируя имеющийся жизненный опыт и знания, строя логические рассуждения. Сегодня важнейшей способностью является умение использовать многочисленные источники информации. Поэтому важно формировать у школьников такие познавательные действия, как понимание и интерпретация текста, выделение, отбор в тексте необходимого материала, работа со справочными материалами. В шестом классе на уроке по теме “Рост растений” ребятам предлагается вспомнить свои наблюдения из жизни и ответить на вопрос, какие органы растения растут, и где в каждом случае будет располагаться образовательная ткань? Учащиеся высказывают опять же некоторые предположения, которые могут не совпадать. В результате возникает необходимость уточнения этих предположений, формулируется проблемный вопрос. Но так как у нас нет возможности найти ответ в ходе рассуждений или провести необходимые опыты и наблюдения, мы приходим к необходимости использования имеющихся источников информации.- учебника, справочной литературы. Я даю номера соответствующих параграфов (либо сами учащиеся могут их найти по оглавлению учебника), где содержится не только нужная для ответа информация. Соответственно ученикам надо не просто прочитать параграф, а выбрать необходимые сведения за достаточно короткий срок. Если кто-то из наиболее подготовленных учеников справляется с заданием быстрее других и обнаруживает недостаточность сведений учебника, им предлагается поработать с дополнительной литературой, справочниками. В конечном итоге, на основе внутренней мотивации, возникающей в проблемной ситуации, успеха достигают все участники процесса познания, но при этом каждый работает в том темпе, который ему доступен в данный момент. Чтение учебника становиться интересным занятием.

В общем-то, можно привести достаточное число примеров проблемных уроков, которые обеспечивают развитие учащихся, формирование у них общеучебных навыков. Каждый учитель сам может быть творцом в этом вопросе. Однако, мне кажется, что на уроках биологии учащихся так же необходимо познакомить и со специальными предметными действиями, характерными для данной науки. Этому я посвящаю отдельный цикл уроков по теме “Естественные науки и естественнонаучный метод познания”. В ходе решения двух-трех учебных проблем учащиеся выстраивают последовательность этапов познания в естественных науках. Таким образом, они знакомятся с методологией науки, наиболее общим способом познания, который будет использоваться ими далее на уроках биологии. В дальнейшем я стараюсь так организовать их работу, чтобы она максимально встраивалась в выделенную схему. Если проводятся какие-то наблюдения, то первоначально формулируется цель-вопрос этой деятельности. Затем организуется специальная работа по анализу наблюдений с выделением существенных фактов, определяются наиболее рациональные способы оформления результатов этих наблюдений. Естественно, что для осознанного и заинтересованного выполнения этих действий так же должна создаваться проблемная ситуация. Приведу пример. На последних уроках по изучению отдела Папоротникообразных мы проводим обобщение, отвечая на вопрос о том, как эти растения приспосабливаются к наземному образу жизни. Обсуждая, как осуществляется газообмен у папоротников, обнаруживаем, что не можем ответить на этот вопрос, т. к. не знаем строения покровной ткани у этих организмов (в параграфе об этом ничего не сказано). Возникает необходимость поиска ответа. Рассуждая, как можно найти ответ, ребята практически сразу приходят к тому, что надо рассмотреть покровную ткань папоротника, изучить ее строение, используя микроскоп. Таким образом, ими самостоятельно формулируется тема лабораторной работы, они находят объект наблюдений, определяют, как надо сделать микропрепарат (к этому моменту опыт такой работы у них уже имеется). Далее ребята не просто рассматривают препарат, а действительно его изучают. Затем оформляют результаты наблюдений так, что бы их выводы были доказательными. Учителю в данной ситуации надо буквально чувствовать, что и как подсказать тем, кто испытывает трудности, чтобы каждый смог достичь успеха и приобрести опыт подобной деятельности.

К специальным предметным умениям, которые могут быть сформированы на уроках биологии, можно отнести и способность строить модели процессов, явлений, живых систем. Моделирование — это один из самых широко применяемых способов познания в естественных науках, а значит, он должен осознано вводится учителем в образовательный процесс. Например, ученики, сталкиваются с необходимостью моделирования, работы с моделями процессов, при изучении законов наследования в теме “Основы генетики”. Законы наследования признаков — статистические, на их основе нельзя дать точного ответа, можно только определить вероятность того или иного результата. Как показывает мой опыт, учащиеся с большим трудом понимают эту особенность. Поэтому в основе изучения данной темы должны быть некоторая общая модель, которая достаточно понятна учащимся. А дальше процесс изучения материала строится вокруг этой модели, в ходе ее уточнения, развертывания. Такой базовой моделью становиться общая модель передачи наследственной информации при половом размножении, которая строится в ходе решения определенного проблемного задания. К этому моменту ребята уже хорошо усвоили значение процесса размножения (сохранение вида во времени в результате передачи наследственной информации от родителей потомкам), смоделировали процесс передачи наследственной информации при бесполом размножении, познакомились с процессом митоза, дали определение понятию “половое размножение”. А далее они сталкиваются с неприменимостью модели передачи наследственных признаков, которую рассмотрели в теме “Бесполое размножение”. Возникает проблемная ситуация и формулируется проблемный вопрос о необходимости поиска принципа передачи наследственной информации при половом размножении. Создается модель, на основе которой последовательно вводятся основные понятия генетики: диплоидные, гаплоидные клетки (организмы), гомологичные, негомологичные хромосомы, аллель и т. д. Далее рассматриваются законы Г. Менделя и др. Каждый раз мы обращаемся к этой модели как фундаменту, надстраивая новые этажи знаний, уточняя ее. И этот процесс оказывается настолько естественным для ребят, что мы уже в восьмом классе, если позволяет время, прорешиваем до пяти-шести типов генетических задач. И эти задачи не вызывают особых затруднений у большинства учащихся.

Таким образом, учащиеся могут получить представление о значении моделирования в познании и опыт по работе с абстрактными научными моделями. А ведь это довольно значимый результат школьного образования, обеспечивающий будущую успешность личности, т. к. многие профессии предполагают выполнение таких действий.

Конечно, в рамках одной статьи невозможно показать все возможности проблемного обучения или типы таких уроков, в ходе которых формируется умение учиться, которое выражается в приобретении учащимися соответствующих способов деятельности, навыков, определенного опыта. Но важно отметить, что достижение этого результата образовательного процесса и становиться основой возникновения и закрепления в структуре личности потребности к учению, познанию. Как часто мы сталкиваемся с нежеланием школьников учиться. Мы можем ругать их за лень, безответственность и при этом не видим, что такое качество — это результат неуспешности ребенка на каком-то этапе его школьной жизни или по какому-то конкретному предмету. И когда начинаешь искать причины, понимаешь, что проблема не в том, что он не хочет, а в том, что этот конкретный ученик не знает, как надо учиться, не владеет теми или другими способами учебной деятельности. И его нежелание учиться становиться, по сути, защитной реакцией. Кому же хочется быть хуже других?

Я уже многократно на собственном опыте убедилась, что если уделять достаточное внимание формированию способов, навыков, учебных действий, но не на собственном примере, а через включение в определенную деятельность на основе внутренних мотивов, то рано или поздно большинство ребят входят во вкус такой работы. И это понятно, ведь они становятся успешными. При этом совсем не обязательно, что их интересы концентрируются на биологии. Возникшая потребность учиться, познавать мир при наличии адекватных умений позволяет им проявиться в других областях школьного образования.

В заключении хочется все же сказать, что один в поле — не воин. Когда единой системы организации образовательного процесса придерживаются хотя бы несколько учителей, работающих на определенном классе, то вероятность достижения запланированного результата многократно увеличивается.