Обучение школьников методам и приёмам креативной педагогики на уроках биологии на примере метода аналогий

Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образования

«Межрегиональный центр инновационных технологий в образовании»

Кафедра креативной педагогики

Курсовая работа по курсу

«Методика развития творческого мышления и творческих способностей учащихся в условиях реализации ФГОС»

Обучение школьников методам и приёмам

креативной педагогики на уроках биологии

на примере метода аналогий

учитель биологии НОУ

                        «Православная классическая гимназия

                  имени Константина Богородского»

  г. Ногинск Московской области

                        Самозванцев Виктор Александрович

Научный руководитель:

                                 доктор педагогических наук, профессор кафедры                                                                                                                      «Профессиональная педагогика и креативное образование»,

научный руководитель Межвузовского научно-образовательного      

 центра инженерного творчества ФГБОУ ВПО

«Московский государственный индустриальный университет»,

 Действительный член Академии профессионального образования

и Европейской Академии Естественных Наук, МАСТЕР ТРИЗ, г. Москва

Зиновкина Милослава Михайловна

Киров,

2014 г.

              Обидными, но, очевидно, справедливыми оказываются слова известного российского ученого, сказанные им четверть века назад: «Как это ни представляется парадоксальным, действительное положение таково, что по технике своей интеллектуальной работы современный человек находится на уровне, не намного превышающем уровень неандертальца».

В какой-то мере эти слова можно посчитать и за комплимент, так как большинство людей в мире в своей творческой деятельности используют лишь один метод ― проб и ошибок, больше известный под названием «Monkey's method».

Может быть обучение именно технике интеллектуальной работы и является главной задачей образования?

Наконец, противоречат существующей последовательности этапов обучения и данные возрастной психологии: до 6 лет около 40% детей потенциально талантливы. Ребенок творит с самого младшего возраста и притом достаточно интенсивно, однако обучение, построенное на основе традиционной дидактики, резко снижает их творческий потенциал.

Творчество ― это не столько деятельность вообще, сколько специфическая деятельность в самой деятельности, увеличивающая созидательный потенциал последней. Иначе говоря, творчество заключается не только в изменении и последовательном преобразовании объекта творчества, но (и это главное), ― субъекта творчества, то есть человека.

Творчеству можно и нужно учить с детства.

Следует отметить довольно распространенное мнение, что способность к творчеству ― «божий дар» и поэтому обучить творчеству невозможно.

Однако изучение истории техники и изобретений, творческой жизни выдающихся ученых, изобретателей показывает, что все они обладали наряду с высоким (для своего времени) уровнем фундаментальных знаний еще и особым складом или алгоритмом мышления, а также особыми знаниями, представляющими эвристические методы и приемы.

 Как же научить этим методам?   С помощью креативной педагогики.

Creatio ― лат. сотворение, создание. Тогда, строго говоря, любая педагогика креативна или имеет креативную (творческую) ориентацию. Безусловно, к таким ориентациям можно отнести давно известные в России и других странах проблемное, программированное, интенсивное обучение и др. Очевидно здесь уместно говорить о степени креативности каждой ориентации, о которой можно судить по эффективности обучения, которая, несомненно, оставляет желать лучшего, а значит и степень креативности этих ориентации невелика.

Креативная педагогика — наука и искусство творческого обучения. Это — разновидность педагогики, противопоставленная таким видам педагогик, как педагогика принуждения, педагогика сотрудничества, критическая педагогика (от англ. critical — Critical pedagogy). Креативная педагогика учит обучаемых учиться творчески, становиться созидателями самих себя и созидателями своего будущего.

Андрей Алейников, автор термина и концепции креативной педагогики, дал ей определение в виде формулы изобретения, точной словесной формулы, используемой в технологии для описания изобретений.

«Педагогика креативной ориентации, содержащая педагогическое воздействие на субъект для освоения определенного учебного материала (учебного предмета) и отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности обучения педагогическое воздействие осуществляется на фоне центробежного надкритического взаимодействия, при этом обучаемый переводится из ранга объекта воздействия в ранг субъекта творчества (креативности), а традиционный (основной) учебный материал переводится из ранга предмета освоения в ранг средства достижения некоторой созидательной цели, дополнительный же материал содержит описание и показ действия эвристических приемов и методов].

Креативная педагогика была практически сразу признана (опубликована) за рубежом — в 1990. А авторы, например, Энциклопедического словаря-справочника не только включили статью о креативной педагогике, но также и прокомментировали ту необычную форму, в которой она была дана — формулу изобретения.

Цель

Цель креативной педагогики состоит в том, чтобы преобразовать ЛЮБОЙ предмет (класс, курс, программу, школу) в творческий учебный процесс, который воспитывал бы творческих учащихся (учащихся «на всю оставшуюся жизнь», умеющих и любящих самообучаться) — намного более эффективных, чем выпускаемые традиционной школой. Такой процесс преобразования традиционного предмета (класса, курса, программы, школы) называется «креативной или творческой ориентацией».

Актуальность развития креативной (проективной) педагогики обусловлена еще и следующими изменениями, происходящими в мире в целом и в образовании, в частности.

1. Удорожание ресурсов, технологий, ухудшение экологической обстановки вызывает острую необходимость в новой технологической волне, что по существу формирует новую задачу системы образования - не только осваивать и тиражировать знания, но производить новые знания в процессе обучения.

2. Следует учитывать объективно происходящую смену ведущего в образовательном процессе - вместо обучающего ведущим становится обучаемый, что требует соответствующих коррекций дидактики.

3. Активное развитие так называемого киберпространства формирует новые объекты изучения или новые формы представления объектов, что требует развития абстрактного мышления.

4. Открытое образование будет в значительной степени базироваться на технологиях дистанционного обучения, экстернате и др., обладающих с одной стороны пониженным уровнем интерактивности, а с другой стороны реализующихся в особой социально-психологической среде (обучение в любом месте, в любое время, с любой продолжительностью), что требует от обучаемых дополнительных морально-волевых усилий для планомерных и упорных занятий, основанных на новых мотивациях.

         Для достижения эффекта креативной ориентации необходимо:

- создать в учебном процессе фон центробежного, открытого в метазнания (включающие другие, кроме узкой специальности знания) надкритического (допускающего только доброжелательную, развивающую критику) взаимодействия, способствующего раскрытию и развитию творческих способностей обучаемых;

- реорганизовать учебный процесс, т. о., чтобы обучаемый стал созидателем, а основной учебный материал - средством достижения созидательной цели;

- ввести дополнительный учебный материал, включающий эвристические стратегии, тактики, методы и приемы, позволяющие обучаемому резко повысить эффективность творческой деятельности.

Достижение созидательной цели в любой продуктивной человеческой деятельности (в том числе обучении), в сущности, является решением какой-либо проблемы, задачи, замысла (в общем - проекта) и осуществляется в процессе и по законам проектирования.

Функциональный подход и использование различных уровней абстракции позволяют обучаемому преодолевать многочисленные психологические барьеры мышления (ситуативные, контрсуггестивные, тезаурусные, интеракционные).

В совокупности с эвристическими стратегиями, тактиками, методами, приемами обучаемый, используя традиционный учебный материал (который изучает с повышенной заинтересованностью, воспринимая этот материал как средство достижения созидательной цели), быстро находит множество качественных альтернатив реализации поставленной цели.

Креативный подход подразумевает:

- проблемно-целевую постановку задачи, а не объектную;

- выбор или разработку методологии решения, а не его заданность;

- необходимость поиска аналога решения, а не его наличие;

- осознание того, что существует лишь вероятность успешного решения, причем результат не предопределен и не известен.

http://works.tarefer.ru/64/100419/index.html

В одном из Московских вузов для реализации креативного подхода в образовании разработана система НФТМ-ТРИЗ.

(НФТМ – это педагогическая система, обеспечивающая на всех уровнях образования (от дошкольного до послевузовского) непрерывное формирование творческого мышления и развитие творческих способностей обучающихся.

ТРИЗ – это теория решения изобретательских (творческих) задач (автор Г. С. Альтшуллер). Это дисциплина о технологии поиска высокоэффективных творческих решений.)

НФТМ-ТРИЗ – система непрерывного формирования творческого мышления и развития творческих способностей обучаемых (дошкольников, учащихся, студентов и специалистов) с активным использованием теории решения изобретательских задач.

Особенность педагогической системы многоуровневого непрерывного креативного образования НФТМ-ТРИЗ состоит в том, что учащийся из объекта обучения становится субъектом творчества, а учебный материал (знания) из предмета усвоения становится средством достижения некоторой созидательной цели.

Для активизации поиска новых, оригинальных, творческих решений каких-либо задач и ситуаций учащимися, креативной педагогической системой НФТМ - ТРИЗ выделены следующие методы, являющиеся средствами развития творческого воображения:

1. Метод фразеологизмов.

2. Метод фокальных объектов.

3. Метод морфологического анализа.

4. Метод мозгового штурма.

5. Метод аналогий.

6. Метод моделирования человечками.

7. Метод применения оператора РВС.

8. Шкала «Фантазия»

9. Метод эмпатии.

На методе аналогий я хочу остановиться более подробно.

Метод аналогий предполагает целенаправленную групповую активность. Этот метод появился в 1961 году в США. Исследовательская группа Гарвардского университета под руководством Уильяма Дж. Гордона назвала его СИНЕКТИКОЙ (с греческого “соединение разнородных элементов”). Кстати первое время работы Гордона по Синектике в Америке были засекречены.

Основными инструментами обучения, по Гордону, являются аналогии, которые служат связующими звеньями между новой и хорошо знакомой информацией. Аналогии дают учащимся возможность связать усвоенные ранее факты и личный опыт с информацией, которую они усваивают в данный момент.

В данной методике творческое мышление развивается на основе визуализации, использования сравнений. Ученики, используя различные связи между предметами и явлениями, могут строить догадки, предположить, как возникло то или иное изобретение, тот или иной научный закон.

Коренным образом отличается в синектике подход к процессу решения проблемы. Отвергается законченная, целостная мысль, т.к. она может привести к тупику, особенно если автор этой идеи пользуется авторитетом в группе.

С другой стороны, нерациональная информация позволяет всем учащимся чувствовать себя раскованно, независимо от уровня знаний, т.к. они обсуждают проблему в виде метафор, образов, еще смутно очерченных, зыбких.

Однако, основываясь на этой информации, все члены группы могут продолжать свое движение к решению. Постоянное стимулирование подсознания ведет к проявлениям интуиции.

По мнению Гордона, результаты решения проблемы – рациональны, процесс же, приводящий к решению, – нерационален.

Блок-схема синектического процесса выглядит следующим образом:

Постановка задачи. Превращение незнакомого в знакомое.

Для того, чтобы решить проблему, нужно её понять. Этот этап работы  позволяет свести новую ситуацию к уже испытанным, известным. Это убирает определённый дискомфорт в решении проблемной задачи.

Важно понять проблему.

Большинство из проблем не являются новыми. Смысл в том, чтобы осмыслив их, создать потенциал для выхода на новые решения.

Перевод задачи из знакомого в незнакомое.

Очень важно увидеть проблему под разными углами зрения. Тогда понятное может стать непонятным, необъяснимым. Необходим творческий поиск.

Настаивать на рассмотрении известного как неизвестного, по мнению У. Гордона, – основа творчества.

Синектика выделяет три основных механизма превращения известного в неизвестное:

1.     Личная аналогия.

2.     Прямая аналогия.

3.     Символическая аналогия.

По мнению американского учёного, без наличия данных механизмов невозможны никакие попытки постановки и решения задачи. Эти механизмы – специфические умственные операторы, специальные “орудия” активизации творческого процесса.

Личная аналогия освобождает учеников от механистического, внешнего анализа проблемы. К примеру, представить себя на месте вращающегося электрона. Или оказаться в гуще событий вместе с муравьями (вспомните, к примеру, американский фильм“Дорогая, я уменьшил детей” или советский «Необычайные приключения Карика и Вали»). (занятие по пластическому обмену).

Прямая аналогия требует от ученика активизации его памяти, включения механизмов аналогии и выявления в человеческом опыте или в жизни природы подобий того, что требуется создать. Всем известно, как появились застёжки на липучках -аналогия с репейником, шприц -полый комариный нос. Застежка-молния- аналогия перо птицы, гидравлический  принцип движения лунохода- принцип передвижения насекомых при помощи гемолимфы,  и т.д.

Символическая аналогия. Это обобщенная, абстрактная аналогия. Требуется в парадоксальной форме сформулировать (буквально в двух словах) фразу, отражающую суть явления.  Впоследствии применение символической аналогии было сокращено до приема нахождение  определенного ключевое понятие так, чтобы оно обязательно содержало парадокс.

Пример в молекулярной биологии: ДНК-книга, РНК-читатель.

Практически во всех темах курса биологии можно подобрать аналогии, которые не только облегчат понимание глубинных процессов, но и поспособствуют установлению межпредметных связей, которые способствуют формированию единства картины мира.

Понимания глубокого единства мира чрезвычайно трудно достичь на уровне логики. Нахождение связей между явлениями, имеющими с точки зрения привычных нам представлений мало общего, не позволяет использовать аппарат логики, поэтому  наиболее перспективным методом интеграции знания является использование интуитивных способностей человека, основанных на нежестких ассоциативных связях, то есть метода проведения аналогий между объектами и явлениями различной природы.

1 Пример: Изучая закономерности сложнейшего динамического равновесия в биосфере, В.И.Вернадский  утверждал, что минеральное, растительное, животное царство, царство человека и водные ресурсы теснейшим образом взаимосвязаны. Эту совокупность взаимосвязей Вернадский назвал ноосферой. Он понял, что в природе реально существует не только четко отлаженный круговорот воды и различных химических элементов, но еще и нечто большее, стоящее над этими процессами, и позволяющее столь сложной и гигантской природной машине действовать слаженно. На примере аналогий можно легко объяснить последствия глобального потепления в биосфере, проведя следующую аналогию: средняя температура тела человек-36,6 градусов, средняя температура биосферы- как единой сложной и гигантской машины-14,5 градусов. Увеличение температуры биосферы на 1,5-2 градуса,  как это прогнозируется при парниковом эффекте, будет равносильно по последствиям увеличению температуры тела человека на 1.5-2 градуса ( до 38,1-38,6) 

2 Пример:   Изучение механизмов обратной связи натолкнуло ученых на мысль: если в технических системах из-за неисправности обратной связи (реверберации обратной связи) происходит нарушение деятельности всей системы, то как будут вести себя живые организмы в аналогичном случае? Известно, например, что при реверберации обратной связи в управлении рулем океанского корабля руль перестает направлять движение корабля по заданному курсу. В ответ на координационные команды управляющего задающего механизма руль отклоняется то с избытком, то с недостатком как вправо, так и влево, совершая колебания подобно флагу на ветру. Оказалось, что аналогичные явления имеют место и в поведении живого организма при нарушениях обратной связи- при повреждении мозжечка, являющегося одной из важнейших частей обратной связи, происходят сходные явления. Больной, пытаясь выполнить определенное действие, допустим поднять карандаш с пола, не может этого сделать; его рука проскакивает мимо цели сначала, предположим, вправо, потом влево и т. д. (чрезмерная обратная связь), а затем начинает совершать не подчиняющиеся контролю колебания).

Проблема аналогии в функционировании биологических и технических систем управления, возникшая в результате создания новой автоматической системы, что вызвало большой интерес ученых США, имеющих различные специальности: физиков, математиков, инженеров по радиоэлектронике, физиологов, психиатров, специалистов по работе головного мозга, медиков и др. Группа ученых, непосредственно работавшая над этой проблемой, пришла к заключению, что у биологических и технических систем существует некоторое принципиальное единство в их функционировании.

Все это было оформлено в виде общей теории об управлении и связи в живых организмах и механических (не-живых) управляемых системах и привело к формированию кибернетики - науки о связях, управлении и организации в объектах любой природы.

Теперь перейду к примеру, как на основе метода аналогий провести занятие по пластическому обмену, которое подойдет и для средних и для старших школьников. Занятие строится на приеме личной аналогии, позволяет школьникам побывать в гуще событий. Занятие можно проводить  совместно в параллели, так как в занятие может быть вовлечено большое количество учащихся. В этом случае оно приобретает элементы психологического тренинга, ролевой игры  и сочетает в себе дополнительно принципы НФТМ- ТРИЗ:

̶ принцип диагностики личности учащегося  и коллектива учебной группы;

̶ принцип развития интеллектуальной активности личности;

̶ принцип поисковой деятельности;

̶ принцип творческой самореализации;

̶ принцип педагогического сопряжения теории развития творческого мышления со стандартизованной программой;

̶ принцип сотворчества;

̶ принцип обучения способам творческой деятельности и ускоренному приобретению опыта решения творческих задач;

̶ принцип положительного эмоционального фона;

̶ принцип предметной интеграции с методологией творчества ТРИЗ;

̶ принцип формирования системности мышления;

В занятии могут принимать участие от 9 до 40 человек.  

Учащиеся делятся на 3 группы (при большем количестве учащихся - на 4 группы.)

Тема занятия: реакции пластического обмена, транскрипция, трансляция. Синтез полипептидной цепи на рибосоме.

Этапы занятия:

1.     Актуализация и постановка проблемы: Информация о белке находится в ДНК, ее считывание происходит с И-РНК. Генетический код универсален, триплетен,  триплетов –всего 4, аминокислот, входящих в состав белка- двадцать. Как безошибочно осуществляются сложнейшие реакции пластического обмена? (Мотивация-встреча с чудом- удивление)

2.     Теоретическая часть.

В группах происходит изучение опорных схем пластического обмена.

После изучения схем учащимся ставится задача: произвести сборку макромолекул иРНК и  белка по информации  ДНК.

3.     Практическая часть.

В практической части учитель выступает в роли тренера-психолога (в т.ч. уча - учится). Все дальнейшие действия осуществляются под его руководством. Учащиеся выполняют роль различных макромолекул и структур клетки: и-РНК, т-РНК, рибосомы.
Класс (или помещение для занятия) ассоциируется с биологической клеткой.

В ядре (любая часть класса, например доска) хранится генетическая информация, представленная 3-мя триплетами (или большим количеством, в зависимости орт количества учащихся). Триплеты вывешиваются или выписываются на доску. Группы получают роли: 1 группа- получает карточки с названием остатков азотистых оснований (АУГЦ). Это- нуклеотиды (если учащихся много) или триплеты (если учащихся мало) будущей и-РНК. Задача группы- проникнуть в ядро, построить цепь и-РНК и выйти из ядра в цитоплазму в соответствии со своими триплетами.(остальная часть класса.) В «цитоплазме» будет осуществляться сборка молекулы белка с использованием т-РНК.

2 группа получает карточки с названиями антикодонов. Карточки антикодонов лучше всего изготовить в форме корон с надписью триплетов, т.к.  ученики этой группы  будут выбирать и затем держать в руках карточки с надписями соответствующих аминокислот. Это- транспортные РНК. Их задача- используя генетический код и учитывая принцип комплиментарности – найти свою аминокислоту, подвести ее к месту сборки.

Карточки с названиями аминокислот разбросаны в цитоплазме. (в классе)

3 группа- рибосомы (сборщики молекулы белка)- проверяют правильность  последовательности аминокислот , присоединенных к т-РНК и собирают белок, поэтапно отпускают освободившиеся от аминокислот т-РНК.

При наличии времени группы можно поменять ролями.

В практической части каждый учащийся имеет возможность контролировать процесс синтеза- правильность последовательности реакций пластического обмена, принцип комплиментарности и генетический код. 

4.     Подведение итогов практической части, получение задания на дом.

В задании на дом для закрепления необходимо предоставить нестандартные задачи по пластическому обмену.  Примеры задач:

 - С помощью генетического кода опишите реакции пластического обмена:

     ДНК:

     И –РНК  АУГАЦЦАУУУГГГЦАЦАА

     Белок:

ДНК

И-РНК

Белок        ала-про-гис-лиз-арг

       - Количество Аденина в молекуле ДНК-20 процентов. Моно ли узнать                  количество Тимина, Урацила и Цитозина?

- Какую аминокислоту несет транспортная РНК, если в ее антикодоне триплет ЦЦА?

  - В  биосинтезе полипептида участвовали т-РНК с антикодонами УГА,ЦГЦ,АУЦ,АУЦ,ЦГГ. Определите нуклеотидную последовательность участка цепи и-РНК, с которого происходит трансляция данного полипептида, и последовательность аминокислот в полипептиде.