Почему у насекомых горных районов преимущественно темная окраска?

или Проблемные ситуации на уроках биологии

Практика показывает, что использование  проблемных ситуаций на уроках биологии стимулирует личностную активность учащихся, а это обеспечивает активное отношение к знаниям, систематичность и настойчивость учащихся.

По своей сути прием использования проблемных ситуаций близок к методу Сократа — “не сообщать обучаемому ответы на вопросы, а вскрывать противоречия в его ответе, тем самым приближая его к истине”, что позволяет решать сразу несколько дидактических задач: проверка знания фактического материала; развитие образного мышления; осознание возможности практического использования биологических знаний в жизненных ситуациях; нравственное воспитание.

Наиболее важным в современном образовании является создание условий для развития компетентностной личности учащегося, способного ориентироваться в человеческом обществе.

Биология — одна из наук, где можно качественно формировать все виды компетентностей. Она наиболее близка по своему содержанию к выполнению этой задачи. Наука обучает законам окружающего природного мира, ставит перед человеком глобальные экологические проблемы для разрешения, знакомит с возможностями организма, имеет огромный практический потенциал, связана с большим количеством других наук, помогает формировать мировоззрение, обладает многочисленными фактами, развивающими интерес школьника.

Чтобы добиться высокого результата в обучении, необходимо научить детей мыслить, находить и решать проблемы, используя для этой цели знания из разных областей, коммуникативные и информационно-технологические умения, сформировать познавательный интерес, развивать творческое мышление через формирование исследовательской культуры учащихся. В связи с этим на уроках биологии я использую различные приемы создания проблемной ситуации, применяю дифференцированный ииндивидуальный подход к обучающимся.

Создание проблемной ситуации и её осознание учащимися возможно при изучении почти любой учебной темы, так как в большинстве случаев можно поставить перед учеником проблемный вопрос для самостоятельного его решения.

В зависимости от содержания учебного материала, психолого-возрастных особенностей учащихся использую различные приемы создания проблемной ситуации:

1. Способ аналогий.

В этом случае опираюсь на имеющийся у учащихся житейский опыт или же актуализирую ранее полученные знания для решения новых задач. Так, например, в 7 классе при изучении темы “Внешнее и внутреннее строение корня в связи с выполняемыми функциями” 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?”

2. Индуктивный, аналитико-синтетический способ.

Учащиеся самостоятельно исследуют явления и факты и делают необходимые научные выводы. Так, при изучении темы “Лишайники” в 7 классе учащиеся узнают на уроке, что долгое время учёные принимали лишайники за обычное растение и относили их к мхам. Лишь в 1867 г. русским учёным А.С.Фаминцыну и О.В.Баронецкому удалось выделить зелёные клетки из лишайника ксантории и установить, что они не только могут жить вне тела лишайника, но и размножаться делением и спорами. Следовательно, зелёные клетки лишайника — самостоятельные растения водоросли. Формулируется проблемная задача: “Что же такое лишайники? К какой группе растений их нужно было отнести?”.

При изучении в 8 классе темы “Среда обитания, внешнее строение, скелет и мускулатура земноводных” учащимся предлагается разобраться в следующей ситуации: “Земноводные нарушили закон: у живущих на суше кожа должна быть сухой. Непочтение к законам, как известно, чревато последствиями. Ждала кара и амфибий. Какая? Как они справляются с этим испытанием?”.

Изучение темы “Закономерности наследования признаков, установленных Г.Менделем” начинаю с проблемного вопроса: “Кукушка подбрасывает свои яйца в гнёзда других птиц. Почему из них вылупляются кукушата, а не птенцы той птицы, которая их высиживала?”. Решая проблему в ходе непродолжительной дискуссии, учащиеся делают вывод, что яйцо — это оплодотворённая 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.

На уроке в 9 классе по теме “Строение и функции головного мозга” ставлю проблемный вопрос “Можно ли утверждать, что чем больше мозг, тем умнее человек?”. Для ответа на данный вопрос предлагаю рассмотреть познавательное задание: у слона самый большой мозг, но он не самое “умное” животное, так как важно соотношение веса мозга к весу тела. У слона оно невысокое, а у дельфина выше, чем у человека. Но ведь человек держит рыбку, а дельфин за ней прыгает, а не наоборот. Почему? Учащиеся приходят к выводу, что ответ кроется в строении мозга человека и важно знать функции разных отделов мозга.

3. Поиск причин, обусловливающих то или иное изучаемое явление, на основе проделанных опытов, анализа изучаемого материала.

При изучении темы “Гетеротрофные протисты” в 7 классе решается следующая проблемная ситуация: “Амёб поместили в две колбы: одну — с родниковой водой, а другую — с кипячёной. В одной из колб через некоторое время амёбы погибли. Как вы объясните, почему в одной из колб погибли амебы?”

4. Выдвижение проблемного вопроса.

Этот приём используется тогда, когда для решения проблемы и овладения новыми знаниями нужно применить какой-то ранее изученный принцип или закономерность. При изучении темы в 11 классе “Приспособления — основной результат эволюции” формулируется вопрос: “Почему насекомые, живущие в полярных областях и высокогорных районах, имеют преимущественно тёмную окраску?”

5. Сообщение парадоксального факта, выдвижение гипотез, предположений.

Факт первый. В прошлом веке на одном из островов Атлантического океана вспыхнула эпидемия кори, которую завёз человек, заразившийся в Европе. Из 7 тысяч населения остались здоровыми только 98 самых старых людей, которые переболели корью 65 лет назад.

Факт второй. В 1967 году молодой хирург из Кейптауна Кристиан Барнард впервые сделал пересадку сердца от одного человека другому. Операция была выполнена стерильно, с высоким мастерством. Однако надёжного приживления не произошло, спасти жизнь больного не удалось. Как ни парадоксально, но эти два факта связаны между собой. Каким образом? (Тема “Иммунная система”, 9 класс)

6. Сообщение противоположных точек зрения на один и тот же факт: “Разрешите спор: некоторые люди косят ботву у картофеля за несколько недель до его уборки. Они говорят, что так лучше, что урожай клубней будет больше. Правильно ли они поступают?”.

7. При изучении совершенно нового раздела наиболее эффективно, на мой взгляд, использование мотивирующих приёмов 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 8 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 способен ли подняться на гору и свистеть, не могут. Возникает учебная проблема — “Изучить внешнее строение и образ жизни речного рака”.

8. Приём “актуальность” состоит в обнаружении смысла, значимости предлагаемой темы урока. Он обеспечивает психологическую подготовку учащихся, создаёт эмоциональный настрой. Этот приём чаще всего использую при изучении тем и разделов. Так, например, при изучении в 10 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 даёт потомков разного пола. От чего же зависит рождение мужских и женских особей?”. Обозначив проблемную ситуацию, раскрываю учащимся логику движения к её решению, показываю противоречия и источники их возникновения, аргументирую каждый шаг к решению проблемы.

При изучении темы “Одномембранные органоиды” на повышенном уровне учащимся предлагается вспомнить развитие земноводных, ответить на вопрос: “Что происходит с хвостом головастика в результате превращения его в лягушку?”. После изучения нового материала учащиеся решают проблему, узнав про явление аутофагии.

На мой взгляд, самой интересной формой групповой деятельности является мозговой штурм. Во время этой работы учащиеся тренируются кратко и чётко выражать свои мысли, учатся слышать и слушать друг друга. Например, учащиеся профильной группы при изучении темы “Биологически активные вещества” (10 класс) решают проблемный вопрос “Витамины, гормоны, антибиотики, ферменты, а дальше…?”, при этом путешествуя по биологическому лабиринту.

Рис.1 Биологический лабиринт

Вспомнили отрывок из романа Жюля Верна “Дети капитана Гранта”, где его герои только собирались поужинать мясом подстреленной ими дикой ламы (гуанако), но выяснилось, что оно совершенно несъедобно.  “Быть может, оно слишком долго лежало?” — озадаченно спросил один из них. “Нет, оно, к сожалению, слишком бежало! — ответил ученый географ Паганель. — Мясо гуанако вкусно только тогда, когда животное убито во время отдыха, но если за ним долго охотиться и животное долго бежало, тогда мясо несъедобно”. Вряд ли Паганель сумел бы объяснить причину описанного им явления. Но, пользуясь данными современной науки, сделать это совсем нетрудно. Объясните, почему мясо дикой ламы после долгой охоты оказывается несъедобным? Это проблема в начале урока по теме “Клеточное дыхание” (10 класс) кажется нерешаемой, однако к концу урока учащиеся приходят к верному ответу, изучив процесс гликолиза.

Только стимулируя познавательную деятельность самих ребят и повышая их собственные усилия в овладении знаниями на всех этапах обучения, можно добиться развития познавательного интереса к биологии и формирования положительной мотивации. Использование проблемных заданий на уроках биологии и во внеклассной работе способствует развитию познавательной активности и творческих способностей учащихся, повышению качества образования. Анализ опроса учащихся показывает, что уроки биологии с применением проблемных заданий учащимся нравятся — повышается их интерес к предмету. Возросло количество учащихся, занимающихся на продуктивно-творческом уровне, выполняющих домашнее задание творческого характера, которое не является обязательным. Кроме того, у учащихся наблюдается рост интереса к изучению биологии, что позволяет выявлять и вовлекать учащихся в олимпиадное движение, заниматься научно-исследовательской деятельностью, а также возросло количество учащихся, которые выбирают профиль химии и биологии в 10 классе.

Использование проблемных заданий приучает учащихся к самостоятельной работе, самообразованию, самостоятельному поиску и добыванию знаний; способствует тому, что учащиеся учатся применять свои знания, поскольку каждая новая учебная проблема разрешается на основе ранее усвоенных знаний. Усвоенные вчера знания включаются сегодня в состав новых знаний, из цели превращаются в средство добывания новых знаний. Сочетая рациональное с эмоциональным, все это способствует развитию интереса к учению, превращению любознательности в постоянно действующий мотив.

Елена КРАМАРЕНКО,
учитель биологии, бакалавр естественных наук средней школы № 28 Витебска.