Статья "Проблемное обучение на уроках биологии"

1. Проблемное обучение как средство активизации познавательной деятельности в школе

Проблемное обучение рассматривается как технология развивающего образования, направлено на активное получение учащимися знаний, формирование приемов исследовательской познавательной деятельности, привлечения к научному поиску творчества, воспитание социально значимых черт личности. Проблемное обучение применено в конструировании творческих учебных задач, стимулируют учебный процесс и повышают общую активность учащихся.

Оно формирует познавательную направленность личности, способствует выработке психологической установки на преодоление познавательных трудностей.

Теория проблемного обучения разрабатывается довольно давно. Этой проблемой занимались педагоги и психологи: Лернер И. Я., Махмутов М. И., Савченко А. Я., Таможенник А. Я., Байбара Т. М., Матвогикин А. М., Алексюк А. М., Сухомлинский В. В ..

Проблемность представляет собой одну из главных закономерностей процесса познания. Ученые определяют проблемное обучение с разных позиций: новый тип метод принцип технология обучения (Г. Ксенгова, Н. Савве,М. Скаткин ,А. Окунь, Г. Понурова, И. Лернер)

Так что в педагогической литературе под проблемным обучением понимают учебно - познавательную деятельность учащихся с усвоением знаний и способов деятельности на основе создания и решения проблемных ситуаций. Каждая учебная проблема - это искусственная педагогическая конструкция, что моделируется учителем в структуре содержания учебного предмета.

Метод проблемного изложения - это метод, применяя который, учитель:

- создает проблемную ситуацию;

- формирует проблемное задание;

- решает его, демонстрируя этап решения проблем, последовательность рассуждения, образец рассуждения.

А ученик:

- воспринимает, осознает, осмысливает, запоминает знания о ходе решения целостной проблемы;

- рассуждает вместе с учителем.

Цель применения проблемного изложения - усвоение учащимися знаний о основных этапах решения проблемы, их содержание и последовательность изложения [3].

Эвристический (частично - поисковый) метод - это способ поэлементного усвоения опыта творческой деятельности, то есть отдельных ее этапов.

учитель:

- создает проблемную ситуацию;

- формирует проблему в форме проблемной задачи;

- делит проблему на ряд логических подтем;

- побуждает учащихся к их осознанию, активизирует опорные знания детей;

- организует самостоятельную деятельность учащихся по поиску путей решения отдельных подпроблем и планирования деятельности и выполнение практических познавательных действий;

- осуществляет прямой контроль и корректировка деятельности учащихся средствами управляемого же - и взаимоконтроля;

- анализирует, оценивает результаты решения каждой подпроблемы и проблемы в целом.

Исследовательский (поисковый) метод заключается в создании условий для самостоятельного решения учащимися целостных проблем. специфика применения исследовательского метода проявляется:

1. В конструировании учебных задач, которые учащиеся будут выполнять самостоятельно (целью является не столько получение новых знаний, сколько овладения ребенком опытом целостного решения проблем).

2. В способах управления: различные учебно - проблемные задания требуют вариативности по степени сложности и по мере помощи.

3. В обеспечении постоянной обратной связи путем наблюдений

(Анализа, вопросов и обращений детей, их эмоционального состояния и своевременного корректировки самостоятельного поиска, с сохранением полной самостоятельности учащихся.

Современные педагогические технологии (интерактивные, проективные, технология решения изобретательских задач, технология критического мышления) предусматривают использование в процессе их внедрения именно проблемных методов.

Спецификой проблемного урока является взаимодействие учителя и учеников, когда между ними развиваются диалогические взаимоотношения при решении проблемы.

2. Сопоставление характеристик объяснительно-иллюстративного и проблемного обучения

Основные преимущества проблемного обучения состоят в том, что оно развивает умственные способности учащихся как субъектов учения; вызывает у них интерес к учебе и соответственно способствует выработке мотивов и мотивации учебно-познавательной деятельности; пробуждает их творческие наклонности; имеет разносторонний характер; воспитывает самостоятельность, активность и креативность учащихся; способствует формированию всесторонне развитой личности, способной решать будущие профессиональные и жизненные проблемы [18].

Традиционное обучение

- Учебный материал подается в готовом виде. Педагог основное внимание обращает на программу обучения.

- Во время учения возникают определенные пробелы, помехи и трудности, вызванные временным изъятием ученика из процесса обучения.

- Темп обучения зависит от учебной программы.

- контроля знаний только частично связан с процессом обучения; он не является составляющей этого процесса.

- Отсутствие возможности достижения учениками 100% положительных результатов; наибольшую трудность вызывает использование информации на практике

Основной недостаток традиционного обучения - это слабая реализация развивающей функции учебного процесса, так как учебная деятельность учащихся имеет преимущественно репродуктивный характер.

Проблемное обучение

- Новый учебный материал учащиеся получают при решении теоретических и практических проблем.

- При решении проблемы учащиеся преодолевают все трудности, их активность и самостоятельность достигают высокого уровня. Темп обучения зависит от индивидуально-психических качеств учащихся.

- Повышенная активность учащихся способствует развитию положительных мотивов учебной деятельности, уменьшает необходимость формальной проверки результатов.

- Результаты обучения достаточно высокими и устойчивыми. Ученики легче используют полученные знания на практике и одновременно развивают свои умения и творческие способности.

- Во время проблемного обучения педагог не дает готовых знаний, а организует поиск учащимися путем наблюдения, анализа фактов, активной умственной деятельности.

- Процесс обучения, учебно-познавательная деятельность уподобляется научному поисковые и характеризуется в понятиях: проблема, проблемная ситуация, гипотеза, средства решения, эксперимент, результаты поиска и тому подобное.

                            Этапы проблемного обучения

- Действия субъекта преподавания (педагога).

- Действия субъекта учения (ученика)

- Создание проблемной ситуации. Осознание противоречий в учебном материале, который изучается.

 - Организация обдумывания проблемы.

- Формулировка учебной проблемы.

- Организация поиска формулировки гипотезы.

- Выдвижение гипотезы, объясняющей исследуемую учебную проблему.

- Организации проверки гипотезы.

- Проверка гипотезы путем эксперимента, решения задач, научного поиска.

- Организация обобщения результатов предыдущих действий и использования полученных знаний на практике.

- Анализ полученных результатов, формирование выводов, использования в практической деятельности.

Сделаем несколько замечаний относительно базовых понятий проблемного обучения. Один из авторов этой концепции - А.М. Матюшкин - так определяет проблемную ситуацию: это особый вид умственной взаимодействия субъектов дидактического процесса, характеризуется таким психологическим состоянием ученика при решении этих задач, который требует

обнаружения (открытия или усвоения) новых знаний, или способов деятельности. Итак, проблемная ситуация - это такая ситуация, при решении которой субъекту учения не хватает знаний и он должен сам их искать.

А.М. Матюшкин приводит 6 правил создания проблемной ситуации:

1. Перед субъектами учения следует поставить такое практическое или теоретическое задание, выполнение которого требует усвоения новых знаний и освоение новых навыков и умений.

2. Задача должна соответствовать умственным способностям субъектов учения.

3. Проблемное задание дается к объяснению изучаемого.

4. Проблемными задачами могут быть:

• усвоение учебного материала;

• формулировка вопроса, гипотезы;

• практическое задание.

5. Одна и та же проблема может быть создана различными типами задач.

6. Решению очень сложной проблемной ситуации субъект преподавания способствует путем указывания субъекту учения причины невыполнения данного ему практического задания, или невозможности объяснения им тех или иных фактов.

При проведении занятий можно использовать следующие уровни проблемного обучения:

• постановка проблемы и ее решения педагогом;

• создание проблемы педагогом и ее решения совместно с учащимися;

• решение учениками проблемных задач, возникающих в процессе учения;

• ученики вместе с педагогом определяют проблему и самостоятельно ее решают.

Проблемное обучение имеет и определенные недостатки. Его не всегда можно использовать из-за сложности изучаемого, неподготовленность субъектов учебного процесса. Последний аспект приобретает особую весомости на современном этапе развития РФ. Это связано:

- Во-первых, со спадом мотивации педагогической деятельности учителей;

- Во-вторых, со снижением уровня мотивации учебно-познавательной деятельности молодежи;

- В-третьих, оправдывает себя комплексное использование традиционного и проблемного обучения, которые взаимно дополняют друг друга и компенсируют недостатки.

Проблемное обучение как составляющая современных образовательных технологий в общеобразовательной школе

В зависимости от цели и задач средней школы обучение может быть проблемным и не проблемным. Если перед школой ставится задача развития мышления учащихся, их творческих способностей, то педагогически правильно организованное обучение не может быть не проблемным.

Выяснение сущности проблемности как закономерности познания, определение ее роли в обучении и введение в дидактику понятия «принцип проблемности» открыло новые возможности для теоретического объяснения пути активизации учебно-познавательной деятельности учащихся [15].

Принцип проблемности отражается в логике построения учебного процесса, в смысле материала, изучаемого в методах организации учебно-познавательной деятельности учащихся и управление ею, в структуре урока и формах контроля учителя за процессом и результатом деятельности обучения. Если учитель хорошо усвоит содержание и сущность теории организации процесса проблемного обучения, овладеет формами, методами и техническими средствами обучения и систематически творчески применять усвоенное на практике, то успех придет сам.

Е. Л. Мельникова разработала следующие методы проблемного обучения, они универсальны, т.е. реализуются на любом предметном содержании и любой образовательной ступени. В то же время они имеют определенную предметную и возрастную специфику, наиболее ярко выраженную у побуждающего диалога [23]:

1. Метод «яркого пятна».

При работе с младшими школьниками метод используется часто, причем «ярким пятном» служат фрагменты мультфильмов, загадки, ребусы и кроссворды, шуточные стихи и песенки, инсценировки и т.п.

2. Подводящий к теме диалог представляет собой систему вопросов и заданий, обеспечивающих формулирование темы урока учениками.

Вопросы и задания могут различаться по характеру и степени трудности, но должны быть посильными для учеников. Последний вопрос содержит обобщение и позволяет ученикам сформулировать тему урока. По ходу диалога необходимо обеспечивать безоценочное принятие ошибочных ответов учащихся.

3. Побуждающий от проблемной ситуации диалог представляет собой сочетание приема создания проблемной ситуации и специальных вопросов, стимулирующих учеников к осознанию противоречия и формулированию учебной проблемы.

Задачей наших школ является формирование гармонично развитой личности. Важнейший показатель всесторонне и гармонично развитой личности - наличие высокого уровня мыслительных способностей. Если обучение ведет к развитию творческих способностей, то его можно сочетать с развивающим обучением, то есть такое обучение, при котором учитель, опираясь на знание закономерностей развития мышления, специальными педагогическими средствами ведет целенаправленную работу по формированию мыслительных способностей и познавательных потребностей своих учеников в процессе изучения основ науки - такое обучение является проблемным.

Большинство современных публикаций по теории обучения связано с идеей активизации учебного процесса и учебной деятельности учащихся. Обучение учащихся готовым приемам умственной деятельности - это путь достижения обычной активности, а не творческой.

Цель активизации путем проблемного обучения состоит в том, чтобы понять уровень усвоения понятий и обучить не отдельным мыслительным операциям в случайном, стихийном порядке, а системе умственных действий для решения не стереотипны задач. Эта активность заключается в том, чтобы ученик, анализируя, сравнивая, синтезируя, обобщая, конкретизируя фактический материал, сам получил из него новую информацию. Другими словами это расширение, углубление знаний при помощи ранее усвоенных знаний или новое применение прежних знаний. Нового применения прежних знаний не может дать ни учитель, ни книга, оно ищется и находится учеником, поставленным в соответствующую ситуацию. Это и есть поисковый метод обучения [14].

Смысловой поиск - сложный процесс. Он, как правило, начинается с проблемной ситуации, проблемы. Но не всякий поиск связан с возникновением проблемы. Если учитель дает задание ученикам, указав, как его выполнить, то даже самостоятельный поиск не будет решением проблемы.

Настоящая активизация учащихся характеризуется самостоятельным поиском не вообще, а поиском путем решения проблем. Если поиск имеет целью решение теоретической, технической, практической учебной проблемы или форм и методов художественного отображения, он превращается в проблемное обучение.

Основное отличие между проблемным и традиционным обучением мы видим в двух моментах: они различаются по цели и принципам организации педагогического процесса.

Целью проблемного типа обучения является не только усвоение результатов научного познания, системы знаний, но и самого пути процесса получения этих результатов, формирования познавательной самодеятельности ученика и развития его творческих способностей.

В основе организации учителем объяснительно - иллюстративного обучения является принцип передачи учащимся готовых выводов науки. В основе организации цели процесса проблемного обучения является принцип поисковой учебно-познавательной деятельности ученика, то есть принцип открытия им выводов науки, способов действия, изобретения новых предметов или способов приложения знаний к практике.

При проблемном обучении деятельность учителя состоит в том, что он доказывает в необходимых случаях объяснение содержания наиболее сложных понятий. Учитель систематически создает проблемные ситуации, сообщает учащимся факторы и организует учебно-познавательную деятельность (проблемные ситуации), так что на основе анализа фактов учащиеся самостоятельно делают выводы и обобщения, формируют с помощью учителя определенные понятия, законы.

В результате у учащихся вырабатываются навыки умственных операций и действий, навыки переноса знаний, развивается внимание, воля, творческое воображение.

Проблемное преподавание - деятельность учителя по созданию системы проблемных ситуаций, изложение учебного материала с его объяснением и управления деятельностью учащихся, направленное на усвоение новых знаний, как традиционным путем, так и путем самостоятельной постановки учебных проблем и их решения.

3. Пример проблемного обучения на уроках биологии

Наиболее высокий учебно-воспитательный эффект дает использование проблемного обучения при изучении нового материала: при этом основной учебный материал, как правило, усваивается учениками на уроке.

При решении проблемного вопроса предусмотрен поиск различных вариантов ответа, заранее готов ответ - неприемлема.

      В начале изучения темы «Тип Членистоногие», урок «Общая характеристика типа Членистоногие» полезно использовать проблемный вопрос: «Почему данный тип имеет такое название, соответствует ли она их строении?» [Приложение Б].

 «Мальчик выкопал маленькую березу с хорошо развитым корнем и посадил в бочку, которую поставил в светлом и теплом месте комнаты. Сначала растение росло хорошо. Но с наступлением осени листья стали желтеть и опали. Объясните почему? »(Биология 7 класс).

          Проблемная ситуация в процессе обучения предполагает, что субъект хочет решить трудные для себя задачи, но ему не хватает данных, и он должен сам их искать. Такая ситуация характеризует психологическое состояние ученика, возникающее в процессе выполнения учебного задания, стимулируя к поиску новых знаний и способов деятельности

      Проблемная ситуация содержит три компонента:

а) необходимость выполнения такого действия, при которой появляется познавательная потребность в новом ракурсе, знании или способе действия;

б) неизвестное, которое нужно раскрыть в сложившейся ситуации;

в) возможности учащихся в выполнении поставленной задачи, в анализе условий и открытии «тайны» неизвестного. Из проведенных мной уроков видно, не слишком тяжелые, средние по уровню сложности задачи не создают проблемной ситуации. Мышление начинается с проблемной ситуации, с ее осознания и принятия так, как например на уроке в 8 классе по теме «Размножение и развитие птиц» ставлю проблемный вопрос: «Почему зерноядные птицы выкармливают своих птенцов не зерно, а насекомыми? ». Сформулировано проблемное задание создает внешние условия для осознания проблемной ситуации, побуждает учащихся к логическому мышлению и решение проблемы.

             Рекомендую часто на уроках использовать работу с учебником

 (Далее по тексту, рисунком, таблицей).

      Чтобы пробудить ситуацию умственной активности при чтении текста,

в качестве основных форм проблемного обучения при изучении нового материала рекомендуется проблемное преподавание и эвристическая беседа.

       Проблемное преподавание нового материала должно осуществляться учителем. Применяю такую ​​форму проблемного обучения, как правило, в тех случаях, когда учащиеся не имеют достаточного запаса знаний, чтобы активно участвовать в решении проблемы.

       Например, перед изучением темы "Корень. Виды корней. Типы корневых систем »(7 класс), ученикам задаю вопрос:

- «Почему растение не может жить без корня?» [Приложение Д]

В теме "Оплодотворение у цветковых растений":

- Почему оплодотворение у цветковых растений называется "двойного оплодотворения?».

Раздел "Биология человека" (9 класс), тема "Значение опорно-двигательной системы. Строение и рост костей "

- Какие особенности строения и химического состава костей делают их твердыми, прочными и упругими?

Тема "Кровообращение. Сердце, его строение "

- Какие особенности строения сердца обеспечивают движение крови через сердце в одном направлении?

Тема: "Сердечный цикл. Работа сердца »[Приложение Ж]

- Благодаря чему сердце работает в течение жизни человека без заметного утомления?

В разделе "Общая биология" (10 класс),

 Тема "Вирусы - бесклеточные"

- Какие особенности вирусов позволяют отнести их к неклеточных форм жизни, занимающие промежуточное положение между живой и неживой природой?

               При проблемном преподавании материала ученики учатся логике научного познания. Перед ними бы возникает процесс познания в миниатюре, его логическая структура: постановка проблемы → формулировка гипотезы → ее экспериментальная проверка → вывод (или новая проблема).

Если ученики обладают минимумом знаний, необходимых для активного участия в решении учебной проблемы, применяется эвристическая беседа.

Эвристическая беседа обычно проводится на основе созидания учителем той или иной проблемной ситуации. Именно проблемная ситуация начальным моментом мышления ученика. Именно она дает необходимую направленность мысли и тем самым создает внутренние мотивы для усвоения нового материала. В процессе решения проблемной ситуации умственная деятельность приобретает активный, целенаправленного характера, мотивы ученика совпадают с целью решения проблемы, запоминание является эффективным. Поэтому проблемная ситуация и является ядром проблемного обучения.

Проблемное обучение, как технология, базируется на постоянном активном взаимодействии всех участников учебного процесса. Это обучение пению, взаимообучение, тесное взаимодействие в мини-коллективе (группе, звене, команде), когда и ученики, и учитель являются равноправными субъектами обучения.

Заключение

На сегодняшний день, когда перед обществом особенно остро встала проблема не столько дать знания ученикам, сколько научить их решать практические задачи, находить нетрадиционные, оригинальные, новые подходы, проблемное обучение приобретает особую актуальность, как такое, которое призвано решить все вышеперечисленные задачи.

Вместе с тем, сегодня в школе проблемным методам уделяют недостаточно внимания. Возможными причинами этого является преобладание репродуктивного изложения материала, пренебрежение возможностями привлечь учащихся к обсуждению вопросов, ограниченность во времени.

Для того, чтобы успешно решать поставленные перед собой задачи, учитель должен выбрать правильную методику преподавания своего предмета. По моему опыту для развития творческих способностей учащихся эффективно использовать проблемные ситуации.

Применяя на уроках элементы проблемного обучения у учащихся повышается интерес , возникает положительная мотивация к обучению, а это, в свою очередь, ведет к повышению качества знаний учащихся.

В ходе исследования установлено, что при проектировании уроков проблемного направления учителю рекомендуется продумать:

- Точное определение объема и содержания учебного материала, предназначенного для изучения на уроке;

- Способы систематизации учебного материала в соответствии с логикой учебного предмета, его структуры, а также принципов дидактики;

- Распределение учебного материала на порции, которые легко усваиваются и тесно связаны между собой;

- Способы презентации выделенных частей материала в наиболее удобном виде, сопровождающиеся созданием проблемных ситуаций, связанных с каждой дозой информации, контролем и корректировкой результатов усвоения;

- Пути обеспечения индивидуального темпа усвоения учебного материала отдельными школьниками и темпов работы группы;

- Способы сочетания различных форм фронтальной, индивидуальной и "групповой работы учащихся на уроке. В схеме проблемного урока основное место занимает этап решения проблемы. На этом этапе работа с учениками может выступать в виде:

1) фронтальной работы со всем классом;

2) групповой работы;

3) индивидуальной работы.

- Методы проблемного обучения, среди которых могут быть метод монологического изложения, диалогический метод, эвристический и исследовательский методы;

- Условия целесообразного применения проблемного обучения, среди которых:

1) содержание учебного материала содержит причинно-следственные связи и зависимости, направленные на формирование понятий, законов, теорий;

2) учащиеся подготовлены к проблемному изучению темы;

4) у учителя есть время для проблемного изучения темы;

5) учитель хорошо владеет соответствующими методами обучения.

Исследовано, что успех в работе с данной технологии в значительной степени зависит от характера взаимоотношений учителя и учеников.

Использование проблемных ситуаций в учебном процессе активизирует мыслительную деятельность учащихся, способствует усвоению знаний, повышает интерес как к материалу, который изучается, так и к самому процессу обучения. А это, в свою очередь, способствует повышению общего уровня качества образовательного процесса.