В среднем школьном возрасте учебная деятельность становится ведущей. Это необычно сложная деятельность, которой будет отдано много сил и времени. В учебной деятельности развивается произвольное внимание ребенка. Первоначально следуя указаниям учителя, работая под его постоянным контролем, он постепенно приобретает умение выполнять задания самостоятельно – сам ставит цель и контролирует свои действия.
Технология проблемного обучения – это такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей. Для достижения положительного решения проблем вопросов существуют проблемные методы – это методы, основанные на создании проблемных ситуаций, активной познавательной деятельности учащихся состоящей в поиске и решении сложных вопросов, требующих актуализацию знаний, анализа и т.д.
Для этого используют создание проблемных ситуаций на всех этапах процесса обучения: при объяснении нового материала, закреплении, контроле. Использование различных методических приёмов стимулирует творческую активность учащихся. Вот некоторые из них.
- Подведение школьников к противоречию и предложение им самим найти способ его разрешения. Этот приём часто используют при решении исследовательских задач, которые могут быть и текстовыми и практическими, и даже математическими. Например, “комнатная муха может дать 6 поколений, или 5 триллионов мух, общей массой 500 тысяч тон. Однако этих насекомых в природе существует менее чем, образуется при размножении”. Почему?
- Рассмотрение биологических явлений с различных позиций. Данную технологию хорошо использовать при проведении сюжетно - ролевых игр, когда одно и тоже явление рассматривают люди разных, например, профессий – юрист, финансист, педагог.
- Приём связанный с побуждением учащихся сравнивать, делать свои выводы, обобщения, сопоставлять факты. Этому приёму отвечают лабораторные работы, которые могут носить различный характер: поисковый, исследовательский, включать несколько заданий. И в каждом таком варианте необходимы своя конкретная цель, свой способ организации усвоения.
- Поисковую деятельность можно активизировать при работе с микроскопом, его можно использовать для наблюдения за различными объектами.
- В старших классах, успешно применяется решение проблемной задачи с недостаточными или избыточными данными, оперирование этими данными позволит развивать творческую деятельность и детализировать особенности функционирования и жизнедеятельности изучаемых объектов. (чтобы ответить на такие вопросы , ученик должен иметь предварительные знания).
При работе с учащимися среднего звена необходимо учитывать специфику восприятия материала в данном возрасте. С целью углубления знаний учащихся по ботанике можно дать дополнительный материал. Делают это обычно путем сообщения готовой научной информации по вопросам теории.
Однако совершенно недостаточно используются задачи и упражнения, отражающие количественные показатели жизнедеятельности растительного организма, позволяющие закрепить и конкретизировать знания учащихся, связать изучение биологии с вопросами практики. Здесь приводятся примеры задач, упражнений, расчетов, которые можно предложить учащимся в соответствии с некоторыми темами, вопросами учебной программы по ботанике.
При изучении плодов, семян и способов их распространения помимо выяснения потенциальной плодовитости одуванчика (широко известный пример) учащимся можно предложить провести ряд расчетов, позволяющих представить плодовитость других видов растений. Например, решить такие задачи:
“С одного дерева грецкого ореха собрали 160 кг плодов. 100 орехов весят примерно 1 кг. Все орехи были высеяны в питомнике на школьном участке. Сколько саженцев грецкого ореха вырастят, если из 100 орехов прорастает 90?” (Ответ: 14 400 саженцев.)
“5000 односемянных плодов березы весят примерно 1 г. На гектар леса высевают
150 кг плодов березы. Подсчитайте число высеянных при этом плодов”. (Ответ: 750 000 000 плодов.)
Чтобы учащиеся представили, насколько малы и легки семена некоторых видов растений, им предлагается решить такую задачу:
“50 000 семян осины весят в среднем 4 г. Сколько семян осины потребуется положить на чашку” весов для уравновешивания, если на другой чашке находится 100-граммовый плод помидора?” (Ответ: 1 250 000 семян.)
Определенный познавательный и практический интерес представляет такая задача:
“Из одного зерна озимой мягкой пшеницы может вырасти пять колосьев. Допустим, в колосе 50 зерен. Предположим также, что все зерна всхожие. Высчитайте, сколько зерен получилось бы от одного зерна от посева в первом году; во втором; в третьем; в четвертом”.
(Ответ: первый урожай – 250; второй – 62 500; третий – 15 625 000; четвертый – 3 906 250 000 зерен.)
(Эту задачу можно расширить, предложив учащимся выразить урожай по годам в весовых показателях при условии, если средний вес зерна 0,04 г.)
При изучении корня можно привести следующую количественную характеристику:
“Немецкий ученый Диттмер после тщательных исследований установил площадь и длину корней одного растения ржи в период колошения. Результаты превзошли все ожидания. Оказалось, одно растение ржи имеет 13 835 143 корней общей длиной 600 км; число корневых волосков доходит до 15 млр, а длина их составляет 10000 км. Общей длины корневой системы четырех растений ржи было бы достаточно, чтобы охватить земной шар по экватору. Но главное не длина, а общая площадь корней, которая у одного куста ржи составляет 225 кв. м. Кроме того, площадь корневых волосков достигает 400 кв. м”.
При изучении листа в связи с выяснением особенностей световых и теневых листьев приводится такой пример:
“В килограмме свежих листьев разных растений содержится разное количество хлорофилла: у подорожника — 1,8 г, у аспидистры — 4 г. Какое из этих растений световое, какое теневое?” (Ответ: подорожник — световое, аспидистра — теневое.)
Чтобы учащиеся представили более наглядно роль зеленых растений в обогащении воздуха кислородом, поняли взаимосвязанность явлений и процессов в природе, им предлагается такая задача:
“В течение часа на гектаре зеленых насаждений поглощается 8 кг углекислого газа, т. е. такое его количество, которое выдыхают 200 человек за то же время. Рассчитайте, на какой площади зеленые насаждения поглощают такое же количество углекислого газа, которое выдыхает один человек в течение часа”. (Ответ: 50 кв. м.)
Математические расчеты позволяют учащимся лучше понять с количественной стороны процесс испарения воды листьями, взаимосвязь органов растений и происходящих в них процессов. Известно, что из 100 частей воды, которая проходит через растительный организм, в процессе питания используется не более двух частей. Возникает вопрос: на что расходуется остальная вода, поглощаемая корнями? При изучении выясняется, что вода необходима растению для поддержания тургора, для охлаждения в жаркое время, ,для обеспечения растения необходимыми минеральными солями. Учащимся в связи с этим материалом предлагается такая задача:
“С гектара пшеницы в среднем получается 16 т сухого вещества (4 т зерна и 12 т соломы и корней). Для получения одного килограмма сухого вещества расходуется не менее 300 л воды. Высчитайте, сколько расходуется воды при выращивании пшеницы на одном гектаре”. (Ответ: 4350 г воды.)
У учащихся вызывает удивление тот факт, что за вегетационный период одно растение кукурузы испаряет 200 л. воды. Для большего представления о масштабах этого процесса им предлагается подсчитать количество воды, которую испаряют 36 000 растений кукурузы, растущие на одном гектаре пахоты. (Ответ: 7200 т воды.)
“Для образования 1 г сухого вещества растения расходуют неодинаковое количество воды: просо — 293 г, овес — 597 г, лен — 905 г. Какое из этих растений наиболее засухоустойчивое?” (Ответ: просо.)
При объяснении перекрестного опыления и роли в этом насекомых-опылителей, в частности пчел, учитель сообщает, что в цветках многих растений образуется нектар. Выделяется его обычно немного, поэтому пчелы для сбора меда вынуждены посетить огромное число цветков. В период цветения одно соцветие клевера дает до 8 мг нектара. По предложению учителя учащиеся подсчитывают, со скольких соцветий клевера пчелы могут собрать 1 г меда? 1 кг меда? (Ответ: 125 соцветий; 125 000 соцветий.)
С большим интересом выясняют учащиеся, какое количество цветков посетит одна пчела за десять часов при условии, если в одну минуту она побывает на 12 цветках. (Ответ: 7200 цветков.) Следовательно, пчелы одной слабой пчелиной семьи, состоящей из 10 000 рабочих пчел, за 10 часов цветков. Из полученных при расчетах количественных показателей учащимся становится понятным значение пчел-тружениц, их роль в опылении растений.
Задачи и расчеты, подобные приведенным в статье, могут быть использованы на уроках при объяснении нового материала, при закреплении изученного или в качестве домашнего задания. Некоторые из них могут предлагаться с целью создания проблемности на уроке.
Проблемные задачи могут быть разной степени сложности. У каждой задачи своё поле поиска. В трудных ситуациях ученикам необходимо помочь, но так, чтобы сохранялась необходимость творческого мышления. Например, предлагается доказать, что в состав растений входят органические вещества. Каким опытом можно доказать, что крахмал образуется только в зеленой части листа? Привести примеры в доказательство того, что растительный организм есть не сумма органов, а единое целое. Задания такого же типа являются репродуктивными, если на прежних занятиях эти доказательства уже приводились, то ученикам их нужно собрать воедино.
При любом методе могут использоваться разные источники – слово, наглядность, практическая деятельность; все средства обучения – учебник, CD-rom; разные формы – лабораторная работа, опыт, эксперимент.
Эти методы могут применяться при разнообразных организационных формах занятий – семинары, конференции, зачеты, главное чтобы все это способствовало решению проблемных ситуаций.Предложенные задания дают возможность не только эффективно использовать проблемно - исследовательские технологии, но и позволяют на практике реализовывать принципы личностно-ориентированного подхода в обучении.