Технология проблемного обучения

Технология

проблемного обучения

Актуальность применения данной технологии. Вся жизнь человека постоянно ставит перед ним острые и неотложные задачи и проблемы. Возникновение таких проблем, трудностей, неожиданностей означает, что в окружающей нас действительности есть еще много неизвестного, скрытого.Следовательно, нужно все более глубокое познание мира, открытие в нем все новых и новых процессов, свойств и взаимоотношений людей и вещей. Поэтому, какие бы новые веяния, рожденные требованиями времени, ни проникали в школу, как бы ни менялись программы и учебники, формирование учебной мотивации учащихся всегда было и остается одной из основных общеобразовательных и воспитательных задач. Одной из проблем, волнующей учителей, является вопрос, как развить у ребенка устойчивый интерес к учебе, к знаниям и потребность в их самостоятельном поиске. Решение этих задач опирается на мотивационно-потребностную сферу ребенка. Иногда они учатся за оценку, иногда за похвалу, иногда за подарки. Поэтому учителю необходимо формировать учебную мотивацию на основе познавательного интереса. Ребенку должна нравиться его деятельность, и она должна быть ему доступна. Актуальность данной темы исследования определяется требованиями общества к современной школе, необходимостью формирования всесторонне и гармонично развитой личности, формирования человека мыслящего, инициативного, осознанно относящегося к своей учебе, человека способного к самообучению, самообразованию, а также способного выработать свои собственные позиции, сформировать информационное мировоззрение. Процесс взаимодействия преподавания и учения ориентирован на формирование познавательной самостоятельности учащихся и устойчивости мотивов учения. И как важнейшее средство достижения учебной мотивации может выступить проблемное обучение.

Теория проблемного обучения разрабатывалась, очень давно, этому посвящены работы многих ученых: В.Н. Бертон, П.Я. Гальперин, Е.Н. Ильин, И.Я. Лернер, А.К. Маркова, А.М. Матюшкин, М.И. Махмутов,

Р.С. Немов, Т.С. Сухова и другие.

В педагогической литературе рассматривались различные аспекты этого вида обучения, способы создания проблемных ситуаций, методы проблемного обучения, способы развития познавательного интереса. В нашем же исследовании мы делаем акцент на проблемное обучение как средство развития учебной мотивации.

Цель работы: изучение возможности использования проблемного обучения на уроках биологии как средства развития познавательных мотивов школьников.

Объектом работы является процесс обучения школьников.

Предметом – проблемное обучение как средство развития познавательных мотивов школьников на уроках биологии.

Гипотеза – использование проблемного обучения будет способствовать развитию познавательной мотивации, если оно: 1) будут соблюдаться все условия создания проблемных ситуаций; 2) проблемная ситуация конструируется с учетом возможностей учеников; 3) проблемное обучение обеспечивает целостность, систематичность и актуальность содержания обучения, то есть, если в содержании уроков биологии будут включены проблемные ситуации, проблемные вопросы и задания, способствующие раскрытию главной мысли данной теме на уроке.

Исходя из объекта и предмета для достижения поставленной цели и подтверждения гипотезы, были определены следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать психолого-педагогическую и методическую литературу по теме исследования;

2. Раскрыть сущность проблемного обучения;

3.Рассмотреть способы и условия реализации проблемного обучения на уроках биологии.

4. Разработать уроки по биологии с элементами проблемного обучения и составить подборку проблемных заданий, способствующих развитию учебной мотивации школьников.

При реализации задач исследования использовались следующие методы:

изучение и анализ психолого-педагогической и методической литературы; анализ работ учащихся; беседа; тестирование; анкетирование.

Сущность проблемного обучения.

  На основе обобщения практики и анализа результатов теоретических исследований М.И.Махмутов дает следующее определение понятия «проблемное обучение»: «Проблемное обучение – это тип развивающего обучения, в котором сочетаются систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением или готовых выводов науки, а система методов построена с учетом целеполагания и принципа проблемности; процесс взаимодействия преподавания и учения ориентирован на формирование познавательной самостоятельности учащихся, устойчивости мотивов учения и мыслительных (включая и творческие) способностей в ходе усвоения ими научных понятий и способов деятельности, детерминированного системой проблемных ситуаций».

В чем сущность проблемного обучения? Его трактуют и как принцип обучения, и как новый тип учебного процесса, и как метод обучения, и как новую дидактическую систему. Под проблемным обучением обычно понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению.  Проблемное обучение заключается в создании проблемных ситуаций, в осознании, принятии и разрешении этих ситуаций в ходе совместной деятельности обучающихся и учителя, при оптимальной самостоятельности первых и под общим направляющим руководством последнего, а также в овладении учащимися в процессе такой деятельности обобщенными знаниями и общими принципами решения проблемных задач. Принцип проблемности сближает между собой процесс обучения с процессами познания, исследования, творческого мышления.

Проблемное обучение (как и любое другое обучение) может способствовать реализации двух целей: первая цель - сформировать у учащихся необходимую систему знаний, умений и навыков. Вторая цель - достигнуть высокого уровня развития школьников, развития способности к самообучению, самообразованию. Обе эти задачи могут быть реализованы с большим успехом именно в процессе проблемного обучения, поскольку усвоение учебного материала происходит в ходе активной поисковой деятельности учащихся, в процессе решения ими системы проблемно-познавательных задач. Важно отметить еще одну из важных целей проблемного обучения - сформировать особый стиль умственной деятельности, исследовательскую активность и самостоятельность учащихся. Особенность проблемного обучения заключается в том, что оно стремится максимально использовать данные психологии о тесной взаимосвязи процессов обучения (учения), познания, исследования и мышления. С этой точки зрения, процесс учения должен моделировать процесс продуктивного мышления, центральным звеном которого является возможность открытия, возможность творчества. 

Сущность проблемного обучения сводится к тому, что в процессе обучения в корне изменяется характер и структура познавательной деятельности учащегося, приводящее к развитию творческого потенциала личности учащегося. Главным и характерным признаком проблемного обучения является проблемная ситуация.  В основе ее создания лежат следующие положения современной психологии: 

- процесс мышления имеет своим источником проблемную ситуацию; 

- проблемное мышление осуществляется, прежде всего, как процесс решения проблемы; 

- условиями развития мышления является приобретение новых знаний путем решения проблемы; 

- закономерности мышления и закономерности усвоения новых знаний в значительной степени совпадают. При проблемном обучении учитель создает проблемную ситуацию, направляет учащихся на ее решение, организует поиск решения. Таким образом, учащийся ставится в позицию субъекта своего обучения и как результат у него образуются новые знания, он обладает новыми способами действия. Трудность управления проблемным обучением в том, что возникновение проблемной ситуации - акт индивидуальный, поэтому от учителя требуется использование дифференцированного и индивидуального подхода. Если при традиционном обучении учитель излагает теоретические положения в готовом виде, то при проблемном обучении он подводит школьников к противоречию и предлагает им самим найти способ его решения, сталкивает противоречия практической деятельности, излагает различные точки зрения на один и тот же вопрос. Типичные задания проблемного обучения: рассмотреть явление с различных позиций, провести сравнение, обобщение, сформулировать выводы из ситуации, сопоставить факты, сформулировать самим конкретные вопросы.

Как показали ряд исследований, между поисковой деятельностью человека и его здоровьем (физическим, психическим) есть тесная взаимосвязь.  Люди со слабо развитой потребностью в поиске живут менее напряженной жизнью, их поисковая активность выражается только конкретными вешними ситуациями, когда не удается на основе хорошо отработанных форм поведения удовлетворить другие потребности, как биологические, - например, потребность в безопасности и в хлебе насущном, так и социальные, - например, потребность в престиже. Если же все основные желания удовлетворены, можно как будто жить расслаблено и спокойно, ни к чему особенно не стремясь и, следовательно, не подвергаясь риску поражения и ущемления. Отказ от поиска, если поиск не является внутренней насущной потребностью, дается безболезненно и спокойно. Однако это благополучие мнимое и условное. Оно возможно только в идеальных условиях полного комфорта. Наш динамичный мир такие условия никому не предоставляет - и это вполне закономерно, ибо накопление в обществе лиц с низкой поисковой активностью неминуемо привело бы к общественному регрессу. А в мире, где постоянно возникает необходимость в поиске хотя бы для удовлетворения первичных потребностей, отсутствие стремления к поиску как таковому делает существование мучительным, ибо постоянно приходится совершать усилие над собой. Поиск, не принося переживания естественности и удовлетворения, становится неприятной необходимостью для людей с низкой потребностью в поиске и, разумеется, гораздо хуже удается им, чем у людей с высокой потребностью в нем. К тому же человек с низкой активностью хуже подготовлен к столкновениям с жизненными трудностями и быстрее отказывается от поиска выхода из сложных ситуаций. И хотя этот отказ субъективно переживается им не так тяжело, но объективно сопротивляемость организма все равно снижается. В одной из стран была прослежена на протяжении ряда лет судьба людей, в характере и поведении которых преобладало чувство апатии, безразличия к жизни, людей с низкой активностью. Оказалось, что они в среднем умирают в более раннем возрасте, чем люди исходно активные. И погибают они от причин, которые не являются фатальными для других. Постоянное отсутствие поисковой активности приводит к тому, что индивид оказывается беспомощным при любом столкновении с трудностями или даже с такими ситуациями, которые в других условиях как трудности не воспринимаются. Так что низкая потребность в поиске не только делает жизнь пресной и бесполезной, но и не гарантирует здоровья и долголетия. 

Каково соотношение между активизацией познавательной деятельности учащихся и проблемным обучением?

Некоторые педагоги отождествляют эти два понятия, предлагая ликвидировать и сам термин «проблемное обучение». Проблемное обучение является одним из наиболее эффективных средств активизации мышления ученика. Суть активности, достигаемой при проблемном обучении, заключается в том, что ученик должен анализировать фактический материал и оперировать им так, чтобы самому получить 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 учения как антипод методу восприятия готовых выводов учителя (хотя последний метод тоже вызывает определённую активность ученика).

Умственный поиск – сложный процесс. Не всякий поиск связан с возникновением проблемы. Если учитель даёт задание ученикам и указывает, как его выполнять, то даже их самостоятельный поиск не будет решением проблемы. Ученики могут принимать активное участие в научно-исследовательской работе, собирая эмпирический материал, но не решая никаких проблем. Подлинная активизация учащихся характеризуется самостоятельным поиском решения проблем.

Цель активизации учащихся посредством проблемного обучения заключается в том, чтобы поднять уровень мыслительной деятельности ученика и обучать его не отдельным операциям в случайности, стихийно складывающемся порядке, а системе умственных действий, которая характерна для решения нестереотипных задач, требующего применения творческой мыслительной деятельности.

Суть активизации учения школьника посредством проблемного обучения состоит в активизации его мышления путём создания проблемных ситуаций, в формировании познавательного интереса и моделирования умственных процессов.

Проблемная ситуация и учебная проблема являются основными понятиями проблемного обучения, которое рассматривается не как механическое сложение деятельности преподавания и учения, а как диалектическое взаимодействие и взаимосвязь этих двух деятельностей.

Проблемное преподавание определяется как деятельность учителя по созданию системы проблемных ситуаций, изложению учебного материала с его (полным или частичным) объяснением и управлению деятельностью учащихся, направленной на освоение новых знаний – как традиционным путем, так и путем самостоятельной подготовки учебных проблем и их решения.

Проблемное учение – это учебно-познавательная деятельность учащихся по усвоению знаний и способов деятельности путем восприятия объяснений учителя в условиях проблемной ситуации, самостоятельного (или с помощью учителя) анализа проблемных ситуаций, формулировки проблем и их решения посредством выдвижения предложений, гипотез, их обоснования и доказательства, а также путем проверки правильности решения.

На основании изученной литературы мы можем выделить специфические особенности проблемного обучения.

Первая и важнейшая особенность – это специфическая интеллектуальная деятельность ученика по самостоятельному усвоению новых понятий путем решения учебных проблем, что обеспечивает сознательность, глубину, прочность знаний и формирование логико-теоретического и интуитивного мышления. Только прочное знание становится действительным достоянием школьников, которые они могут осознанно применять в своей дальнейшей теоретической и практической деятельности.

Вторая особенность состоит в том, что проблемное обучение – наиболее эффективное средство формирования мировоззрения, поскольку в процессе проблемного обучения складываются черты критического, творческого и диалектического мышления. Самостоятельное решение проблем учащимися является и основным условием превращения знаний в убеждения, так как только диалектический подход к анализу всех процессов и явлений действительности формулирует систему прочных и глубоких убеждений.

Третья особенность вытекает из закономерностей взаимосвязи между теоретическими и практическими проблемами и определяется дидактическим принципом связи обучения с жизнью. Связь с жизнью служит важнейшим средством создания проблемных ситуаций и критерием оценки правильности решения учебных проблем.

Четвертой особенностью проблемного обучения является систематическое применение учителем наиболее эффективного сочетания разнообразных типов и видов самостоятельных работ учащихся. Указанная особенность заключается в том, что учитель организует выполнение самостоятельных работ, требующих как актуализации ранее приобретенных, так и усвоения новых знаний и способов деятельности.

Пятая особенность определяется дидактическим принципом индивидуального подхода. Суть различия между проблемным и традиционным обучением состоит в том, что при традиционном обучении потребность в индивидуализации – следствие диалектического противоречия между фронтальным изложением новых знаний учителем и индивидуальной формой их восприятия и усвоения учеником.

При проблемном обучении индивидуализация обусловлена главным образом наличием учебных проблем разной сложности, которые каждым учеником воспринимаются по-разному. Индивидуальное восприятие проблемы вызывает различие в ее формулировании, выдвижении многообразных гипотез и нахождении иных путей их доказательства.

Шестая особенность проблемного обучения состоит в его динамичности (подвижной взаимосвязи его элементов). Динамичность проблемного обучения заключается в том, что одна ситуация переходит в другую естественным путем на основе диалектического закона взаимосвязи и взаимообусловленности всех вещей и явлений материального мира.

Как указывают некоторые исследователи, в традиционном обучении динамичности нет, вместо проблемности там преобладает «категоричность».

Седьмая особенность заключается в высокой эмоциональной активности ученика, обусловленной, во-первых, тем, что сама проблемная ситуация является источником ее возбуждения, во-вторых, тем, что активная мыслительная деятельность ученика неразрывно органически связанна с чувственно-эмоциональной сферой психической деятельности. Всякая самостоятельная мыслительная деятельность поискового характера, связанная с индивидуальным «принятием» учебной проблемы, вызывает личное переживание ученика, его эмоциональную активность. В свою очередь, эмоциональная активность детерминирует активность мыслительной деятельности.

Восьмая особенность проблемного обучения заключается в том, что, оно обеспечивает новое соотношение индукции и дедукции (усиление значения второго пути познания) и новое соотношение репродуктивного и продуктивного, в том числе творческого, усвоения знаний, повышая роль именно творческой познавательной деятельности учащихся.

Таким образом, первая особенность проблемного обучения состоит в том, что оно обеспечивает прочность знаний и особый тип мышления, вторая – глубину убеждений, третья – творческое применение знаний в жизни. Эти три особенности имеют наибольшую социальную значимость и обеспечивают выполнение основной задачи школы. Основные пять особенностей имеют социально-дидактический характер и обуславливают эффективность действий первых трех.

Исходя из задачи общеобразовательной школы и на основе выводов из сравнения традиционного типа обучения с проблемным можно сформулировать основные функции проблемного обучения. Их можно разделить на общее и специальное. Можно указать следующие общие функции проблемного обучения:

• усвоение учениками системы знаний и способов умственной и практической деятельности,

• развитие интеллекта учащихся, то есть их познавательной самостоятельности и творческих способностей,

• формирование диалектического мышления школьников,

• формирование всесторонне развитой личности.

Кроме этого, проблемное обучение имеет и следующие функции:

• воспитание навыков творческого усвоения знаний (применение системы логических приемов или отдельных способов творческой деятельности),

• воспитание навыков творческого применения знаний (применение усвоенных знаний в новой ситуации) и умение решать учебные проблемы,

• формирование и накопление опыта творческой деятельности (овладение методами научного исследования, решение практических проблем и художественного отображения действительности),

• формирование мотивов обучения, социальных, нравственных и познавательных потребностей.

Каждая из указанных функций осуществляется в разнообразной практической и теоретической деятельности школьника и зависит от учета характерных особенностей проблемного обучения, которые одновременно являются и отличительными признаками.

Проблемная ситуация как основа проблемного обучения.

Проблемная ситуация характеризует определенное психологическое состояние учащегося, возникающее в процессе выполнения задания, для которого нет готовых средств и которое требует усвоения новых знаний о предмете, способах или условиях его выполнения. Условием возникновения проблемной ситуации является необходимость в раскрытии нового отношения, свойства или способа действия. Проблемные ситуации можно подразделять по нескольким основаниям: по области научных знаний или учебной дисциплине (химии, билогии и т.п.); по направленности на поиск недостающего нового (новых знаний, способов действия, выявления возможности применения известных знаний и способов в новых условиях); по уровню проблемности (очень острые противоречия, средней остроты, слабо или неявно выраженные противоречия); по типу и характеру содержательной стороны противоречий (например, между житейскими представлениями и научными знаниями, неожиданным фактом и неумением его объяснить и т.п.). Проблемная ситуация, в отличие от задачи, включает три главных компонента: 

- необходимость выполнения такого действия, при котором возникает познавательная потребность в новом неизвестном отношении, способе или условии действия; 

- неизвестное, которое должно быть раскрыто в возникшей проблемной ситуации; 
- возможности учащихся в выполнении поставленного задания, в анализе условий и открытии неизвестного. Ни слишком трудное, ни слишком легкое задание не вызовет проблемной ситуации.

Дидактически и методически основанные способы создания проблемных ситуаций могут быть найдены только в том случае, если учителю известны общие закономерности их возникновения. В литературе по проблемному обучению встречаются попытки сформулировать эти закономерности в виде типов проблемных ситуаций.

Типы проблемных ситуаций наиболее часто возникающих в учебном процессе: 
- проблемная ситуация создается тогда, когда обнаруживается несоответствие между имеющимися уже системами знаний у учащихся и новыми требованиями (между старыми знаниями и новыми фактами, между знаниями более низкого и более высокого уровня, между житейскими и научными знаниями); 

- проблемные ситуации возникают при необходимости многообразного выбора из систем имеющихся знаний единственно необходимой системы, использование которой только и может обеспечить правильное решение предложенной проблемной задачи; 

- проблемные ситуации возникают перед учащимися тогда, когда они сталкиваются с новыми практическими условиями использования уже имеющихся знаний, когда имеет место поиск путей применения знаний на практике; 
- проблемная ситуация возникает в том случае, если имеется противоречие между теоретически возможным путем решения задачи и практической неосуществимостью или нецелесообразностью избранного способа, а также между практически достигнутым результатом выполнения задания и отсутствием теоретического обоснования; 

- проблемные ситуации при решении технических задач возникают тогда, когда между схематическим изображением и конструктивным оформлением технического устройства отсутствует прямое соответствие; 

- проблемные ситуации создаются и тем, что существует объективно заложенное в принципиальных схемах противоречие между статическим характером самих изображений и необходимостью прочитать в них динамические процессы.

Правила создания проблемных ситуаций. Для создания проблемной ситуации необходимо следующее: перед учащимся должно быть поставлено такое практическое или теоретическое задание, при выполнении которого он должен открыть подлежащие усвоению новые знания или действия. При этом следует соблюдать такие условия: 

- задание основывается на тех знаниях и умениях, которыми владеет учащийся; 
- неизвестное, которое нужно открыть, составляет подлежащую усвоению общую закономерность, общий способ действия или некоторые общие условия выполнения действия; 

- выполнение проблемного задания должно вызвать у учащегося потребность в усваиваемом знании; 

- предлагаемое ученику проблемное задание должно соответствовать его интеллектуальным возможностям; 

- проблемное задание должно предшествовать объяснению подлежащего усвоению учебного материала. 

В качестве проблемных заданий могут служить: а) учебные задачи; б) вопросы; в) практические задания и т.п. Однако нельзя смешивать проблемное задание и проблемную ситуацию. Проблемное задание само по себе не является проблемной ситуацией, оно может вызвать проблемную ситуацию лишь при определенных условиях. Одна и та же проблемная ситуация может быть вызвана различными типами заданий. 
Возникшую проблемную ситуацию должен формулировать учитель путем указания ученику на причины не выполнения им поставленного практического учебного задания или невозможности объяснить им те или иные продемонстрированные факты.

Подготовленность ученика к проблемному учению определяется, прежде всего, его умением увидеть выдвинутую учителем (или возникшую в ходе урока) проблему, сформулировать ее, найти пути решения и решить эффективными приемами.

Всегда ли ученик сам выходит из создавшегося познавательного затруднения? Как показывает практика, из проблемной ситуации может быть 4 выхода:

1. Учитель сам ставит и решет проблему;

2. Учитель сам ставит и решет проблему, привлекая учащихся к формулировке проблемы, выдвижению предположений, доказательству гипотезы и проверке решения;

3. Учащиеся самостоятельно ставят и решают проблему, но с участием и (частичной или полной) помощью учителя;

4. Учащиеся самостоятельно ставят проблему и решают ее без помощи учителя (но, как правило, под его руководством).

На основе лингвистического определения: проблема – задача, подлежащая разрешению, исследованию. Какова же природа проблемы, возникающей в процессе обучения? Многие учителя понятие «проблема» отождествляют с понятием «вопрос» и «задача», проблему в обучении смешивают с проблемой в общеупотребительном ее значении.

Учебная проблема не тождественна задаче. И в жизни, и в школе встречается много задач, решение которых требует лишь механической деятельности, не только не способствующей развитию самостоятельности мышления, но и тормозящей это развитие.

Учебная проблема – форма реализации принципа проблемности в обучении. Учебная проблема – явление субъективное и существует в сознании ученика в идеальной форме, в мысли, так же как любое суждение, пока оно не станет логически завершенным. Задача – явление объективное, для ученика она существует с самого начала в материальной форме, и превращается задача в субъективное явление лишь после ее восприятия и осознания.

Основными элементами учебной проблемы являются «известное» и «неизвестное» (нужно найти «связь», «отношение» между известным и неизвестным). В условиях задачи обязательно содержатся такие элементы, как «данное» и «требования».

Учебная проблема – форма проявления логико-психологического противоречия процесса усвоения, определяющее направление умственного поиска, пробуждающее интерес к исследованию (объяснению) сущности неизвестного и ведущее к усвоению нового понятия или нового способа действия.

Основные функции учебной проблемы:

1. Определение направления умственного поиска, то есть деятельности ученика по нахождению способа решения проблемы.

2. Формирование познавательных способностей, интереса, мотивов деятельности ученика по усвоению новых знаний.

К выдвигаемой проблеме нужно предъявить несколько требований. Если хоть одно из них не выполнить, проблемная ситуация не будет создана.

1. Проблема должна быть доступной пониманию учащихся. Если до учащихся не дошел смысл задачи, дальнейшая работа над ней бесполезна. Следовательно, проблема должна быть сформулирована в известных учащимся терминах, чтобы все или, по крайней мере, большинство учеников уяснили сущность поставленной проблемы и средства для ее решения.

2. Вторым требованием является посильность выдвигаемой проблемы. Если выдвинутую проблему большинство учащихся не сможет решить, придется затратить слишком много времени или решать ее самому учителю; то и другое не даст должного эффекта.

3. Формулировка проблемы должна заинтересовать учащихся. Развлекательность формы нередко способствует успеху решения проблемы.

4. Немалую роль играет естественность постановки проблемы. Если учащихся специально предупредить, что будет решатся проблемная задача, это может не вызвать у них интереса при мысли, что предстоит переход к более трудному.

Знание учителем основных требований к учебной программе является одним из важнейших условий успешной постановки проблемы и организации самостоятельной познавательной деятельности учащихся.

Постановка учебной проблемы осуществляется в несколько этапов:

а) анализ проблемной ситуации;

б) осознание сущности затруднения – видение проблемы;

в) словесная формулировка проблемы.

Учебная проблема не является проблемой для учителя. Учитель ставит перед учениками проблемный вопрос или проблемную задачу. Такая постановка ведет к возникновению проблемной ситуации принятию учеником проблемы, сформулированной и поставленной учителем.

Процесс постановки учебной проблемы должен осуществляться с учетом основных логических и дидактических правил:

1. отделение (ограничение) известного от неизвестного,

2. локализация (ограничение) неизвестного,

3. определение возможных условий для успешного решения,

4. наличие в формулировке проблемы неопределенности.

Организация уроков биологии с элементами проблемного обучения, как средство развития учебной мотивации.

Организация уроков биологии с элементами проблемного обучения предполагает применение таких приемов и методов преподавания, которые приводили бы к возникновению взаимосвязанных проблемных ситуаций, выступающих как средство развития познавательной мотивации школьников. Однако использование проблемного обучения не может быть одинаково эффективным в любых условиях, т.е. оно не всегда способствует развитию учебной мотивации.

Тема урока №1 « Легкие. Легочное и тканевое дыхание»

Объяснение нового материала учитель начинает с создания проблемной ситуации.

Сожмите губы и пальчиками зажмите нос. Несколько мгновений посидите спокойно. Через 2-3 мин идет обсуждение впечатлений детей о своих ощущениях.

Как вы себя чувствуете? Почему вы почувствовали головокружение, слабость, сухость во рту, потемнение в глазах? Сколько времени мы можем не дышать? Почему и зачем же мы дышим?

И далее ученики вместе с учителем решают эту проблему. Обсуждают свои ощущения, выдвигают предположения, пытаясь дать ответы на вопросы. Во время обсуждений учитель указывает на то, где ученики были правы и говорит верный ответ.

По окончанию проведения исследований, была проведена вторичная диагностика в контрольном классе, и в экспериментальном. В итоге класс, который работал по плану учителя, не изменил своих показателей, (или изменил, но незначительно), а в экспериментальном мы наблюдали повышение мотивации к урокам биологии. Для того, чтобы это показать мы проводили анкетирование до и после.

Проблемные задания для 8 класса.

Тема урока №2 «Кожа - наружный покровный орган».

Для активизации учеников и заинтересованности в новом материале, в начале на этапе изучения нового материала учащимся рассказывается «История о золотом мальчике».

В 1496 году в роскошном замке миланского герцога Моро проходило праздничное шествие, которое возглавлял мальчик, тело которого сплошь было покрыто краской, по цвету напоминавшей золото. Подросток должен был олицетворять собой «Золотой век» Возрождения, который переживала в то время вся Северная Италия, а постановщиком этого действия был великий Леонардо да Винчи.  Забава знатных гостей стала роковой для артиста. После представления о нем забыли, и подросток остался на всю ночь в холодном помещении зала на каменном полу. Лишь на следующий день испуганного и плачущего мальчика нашли лежащим в дальнем углу зала. Вскоре он заболел и умер. Причина смерти долго оставалась непонятной. Одни ученые считали, что ребенок погиб от недостатка воздуха, так как дыхание через кожу стало невозможным. Другие утверждали, что причина гибели — прекращение работы потовых желез. Однако у этих объяснений были противники, которые попытались опровергнуть неверные гипотезы экспериментально. 
Опыт, объясняющий причину смерти ребенка, был проведен только в ХIХ веке. В эксперименте участвовали двое взрослых мужчин, тела которых были покрыты лаком. В помещении, где находились испытуемые, постоянно поддерживали благоприятную температуру воздуха. Один мужчина пребывал в таком состоянии сутки, а другой — 8 суток без каких-либо последствий для организма. Этот смелый эксперимент, по мнению ученых, позволил им объяснить причину гибели мальчика. 

Далее, используя содержания текста «История о золотом мальчике» и знания курса, необходимо было объяснить, почему оказались несостоятельными две первоначальные версии гибели подростка. Какова истинная причина гибели мальчика? После обсуждения, выдвижения гипотез ученики заполняют таблицу.

Кроме этого, по окончании изучения нового материала, ученики выполняют самостоятельные задания, пытаясь ответить на ряд проблемных вопросов.

Задание 1. Рассмотреть под лупой кожу ладонной поверхности кисти. Видны отверстия устий протоков потовых желез. Почему при волнении ладонные поверхности кисти оказываются влажными, а тыльные нет?

Задание 2. Обратите внимание на узоры подушечек пальцев. Они индивидуальны для каждого человека и потому используются в криминалистике. Под эпидермисом, в углублениях между бороздками особенно много осязательных рецепторов. Почему ощупывать предметы лучше подушечками пальцев?

Проблемные задания для 8 класса.

Тема урока №3 « Круги кровообращения».  

При объяснении нового материала учитель раскрывает суть изучаемой темы. Затем ученикам предлагается выполнить несколько опытов, и ответить на ряд проблемных вопросов, требующих от учащихся сознательного применения полученной информации для объяснения конкретной ситуации.

Опыт 1. Поднимите одну руку вверх, а вторую опустите вниз. Спустя минуту положите обе руки на стол. Почему поднятая рука побледнела, а опущенная – покраснела?

Опыт 2. Накрутите на палец резиновое кольцо и перетяните палец ниткой. Обратите внимание на изменение цвета пальца. Почему он делается сначала красным, потом фиолетовым, а затем белым? Почему ощущаются признаки кислородной недостаточности? Почему нарушена чувствительность? Почему ткани пальца уплотнены?

После выполнения данных опытов учащиеся выдвигают свои предположения, пытаясь ответить на заданные им проблемные вопросы. По окончанию учитель дает правильные ответы на вопросы

Проблемные задания для 9 класса.

Тема урока №4 «Нуклеиновые кислоты».

Для активизации учащихся, для повышения познавательности к данной теме сначала ученикам показывался видеофильм «Секреты ДНК» (фрагмент страшной стихийной катастрофы – цунами. Сотни тысяч погибших. Найден двухмесячный ребенок, 9 супружеских пар заявили, что они являются его родителями). Далее ученикам задается проблемный вопрос - каким способом была разрешена данная ситуация? Что же собой представляет ДНК — молекула, помогающая родным людям найти друг друга? (Смотрят видеофильм). И далее ученики вместе с учителем решают эту проблему т.е ученики выдвигают свои гипотезы, свои предположения, используют ранее полученные данные. После чего учитель указывает, где учащиеся были правы в своих предположениях, и дает правильный ответ, поясняя его.

.

Урок по теме: «Фотосинтез» 

Цель урока: Раскрыть сущность процесса фотосинтеза и его значения для жизни на Земле. 
Предметные задачи: 
1. Познакомить учащихся с историей открытия фотосинтеза. 
2. Изучить результаты экспериментов по выявлению условий, необходимых для процесса фотосинтеза. 
Метапредметные задачи: 
1. Формировать умение выделять главное на определённом этапе урока, строить логически обоснованные рассуждения о значимости конкретного эксперимента в процессе изучения фотосинтеза; 
2. Формировать умение делать выводы о значении фотосинтеза, связывая их с теоретическим материалом урока и своими личными знаниями; 
3. Развивать умение работать с учебником, обращать внимание не только на текст параграфа, но и на рисунки. 

 Ход урока

1.Орг.момент(постановка цели и задач урока)

2. Повторение темы «Метаболизм. Энергетический обмен»

1) что такое метаболизм? Какие два процесса входят в его состав?

2) Сколько этапов в энергетическом обмене?

3) что представляет собой подготовительный этап? Сколько энергии образуется?

4) Второй этап. Объяснить его названия? Что происходит? Сколько энергии?

5) Третий этап. Его названия. Что происходит? Сколько энергии?

6) В виде каких молекул энергия запасается? Строение АТФ

3. Актуализация знаний

Работа с картинками (распределить на две группы. Объяснить, почему так распределили. Назвать общие черты организмов (Животных и растений). Назвать отличительные черты.

СХЕМА ТИПЫ ПИТАНИЯ (работа с плакатом). Записать примеру организмов с разным типом питания.

Рассказ о гетеротрофах (сапротрофы, паразиты)

ФОТОСИНТЕЗ.

«Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, солнечного света и целую речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил вам сахар, крахмал, жиры и зерно – он решит, что вы над ним смеётесь». – писал К.Тимирязев.

Как вы думаете, что он имел в виду? Можно ли считать фотосинтез гениальным изобретением природы?Что вы знаете про фотосинтез

Таблица

Знаю	Узнал	Хочу узнать

1. По очереди записывают на доске, что известно о фотосинтезе

2. Строение хлоропласта (зарисовать и подписать его части)

3. РАССКАЗ УЧИТЕЛЯ В чем же сущность процесса фотосинтеза?

Учащиеся Заполняют таблицу.

Фаза фотосинтеза	Где происходит	Процессы	Результат
Световая фаза Фотофизический этап	в гранах хлоропласта	фотон (квант солнечного света) попадает в молекулу хлорофилла и передаёт ей свою энергию.	Эта энергия расходуется на два процесса
Фотохимический этап Сущность происходящих реакций фотосинтеза на свету была выяснена в 50-х годах американским физиологом и биохимиком растений Д.И. Арноном		1) Фотолиз воды (расщепление молекулы воды под действием энергии солнечного света). 2) Образование АТФ из АДФ.	При этом образуются молекулярный кислород, который выделяется в атмосферу как побочный продукт; кроме этого образуется молекулярный водород, который накапливается в хлоропластах, как необходимый продукт для синтеза углеводов. АТФ используется живыми организмами как универсальный аккумулятор энергии.
Темновая фаза – ферментативный этап Сущность темновых реакций процесса фотосинтеза была раскрыта в исследова-ниях М. Кальвина.	в строме хлоропласта	из углекислого газа и молекулярного водорода АТФ превращается в АДФ	происходит синтез углеводов (например, глюкозы). Энергия снова включается в процесс фотосинтеза.

1. Написать общую формулу фотосинтеза и подчеркнуть, что проходит в световую, что в темновую фазы.

2. Заполнить таблицу «Что узнал»

Закрепление нового материала

Для чего нам следует ответить на вопросы

• В чем сущность процесса фотосинтеза.

• Какие приспособления имеют растения для протекания данного процесса?

• Можно ли управлять процессом фотосинтеза?

• Может ли человек извлечь пользу для себя из данного процесса?

• Могут ли растения питаться другими способами?

• Могут ли животные питаться с помощью фотосинтеза?

• Какова роль фотосинтеза для жизни на Земле?

Каково значение процесса фотосинтеза для Земли? Написать 5 значений!!!!

Домашнее задание: параграф пересказ.

Хемосинтез.

В мире живых организмов есть ещё одна группа живых существ, способных синтезировать органические вещества из неорганических. Это бактерии, одноклеточные существа, получающие энергию для синтеза органических веществ из химических реакций окисления, идущих с выделением тепловой энергии (экзотермных реакций). Этот процесс получил название ХЕМОСИНТЕЗ («хемо»- химия). Энергия, получаемая при окислении, запасается в молекулах АТФ, а затем используется для синтеза органических веществ. Хемосинтез открыл в 1890 году знаменитый русский микробиолог С.Н.Виноградский.

Примеры хемосинтеза. Широко распостранены в почве и различных водоёмах нитрифицирующие бактерии. Одни добывают энергию путём окисления аммиака в соли азотистой кислоты, поступающих от гниения белков; другая группа бактерий окисляет соли азотистой в соли азотной кислоты, получая при этом необходимое количество энергии. Полученную энергию они используют для синтеза органических веществ, необходимых для роста и развития. Эти процессы происходят в почве в огромных масштабах и служат одним из факторов повышения плодородия почвы.

В водоёмах, вода которых содержит сероводород, живут бесцветные серобактерии. Энергию, необходимую для синтеза органических веществ, они получают, окисляя сероводород до серы. Образовавшаяся сера накапливается и служит природным ископаемым.

Известны многие хемосинтезирующие бактерии, окисляющие водород, соединения железа и марганца. Академик В.И.Вернадский, основатель биохимии, говорил о залежах железных и марганцевых руд как о результатах жизнедеятельности бактерий в древние геологические периоды.

Когда-то, где-то на Землю упал луч Солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервные клетки. Этот луч Солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу. К. Тимирязев.

Приемы создания проблемной ситуации.

Учитель может предъявить классу противоречивые факты, научные теории или взаимоисключающие точки зрения. Так на уроке биологии в 8 классе по теме «Форменные элементы крови» приводятся данные: « Всем клеткам живого организма нужны питательные вещества и кислород. Кислород поступает через органы дыхания в кровь, а потом к каждой клетке. Потребность организма в кислороде не всегда одинакова. Когда человек сидит, он потребляет за 1 час 10-12 литров кислорода, а во время усиленной работы – 60-100 литров. Известно, что в 5 литрах воды может раствориться 0,1 л кислорода. В нашем организме 5 л крови. В состав кровяной плазмы входит 90% воды. Стало быть, в таком объеме крови может раствориться примерно 0, 1 л кислорода. Налицо явное противоречие: минимальное потребление кислорода в 100 раз больше того, которое содержится в крови. Каким образом организм обеспечивается столь большим количеством кислорода?»

Учитель сталкивает разные мнения своих учеников, а не предлагает детям чьи-то чужие точки зрения. Для этого классу предлагается вопрос или практическое задание на новый материал.

На уроке в 8 классе при изучении темы «Поведение и психика» предлагается следующая задача: «Известный литературный герой Маугли вырос среди зверей. При этом он был высокоразвитым мыслящим существом: руководил стадами диких животных, умел разговаривать на языках разных зверей и обладал всеми человеческими качествами. Оцените реальность описанного Киплингом облика Маугли с позиций современной науки».

При изучении темы «Бактерии» в 7 классе ставится проблема: «Важнейшую роль в разложении погибших животных и растений играют бактерии гниения (Шаг 1). Как вы думаете, все ли трупы животных и остатки растений разрушаются бактериями? Ответ учеников – да, так как бактерии встречаются повсюду (Шаг 2). Пояснения учителя – в очень сухой почве, например, в песке пустынь, хорошо сохраняются трупы животных. Дайте объяснение этому явлению». В основе рассмотрения данной проблемы лежит анализ причинно-следственных связей (причина бактерии гниения - разрушители погибших животных и растений, следствие - их благоприятная среда влага). Ответ: сухой раскаленный песок пустынь безводен и является малоподвижной средой для развития бактерий гниения. Поэтому трупы животных высыхают (мумифицируются), но не разрушаются.

Учитель дает практическое задание, с которым ученики до настоящего момента несталкивались. Так, на уроке «Наследование признаков, сцепленных с полом» в 10 классе предлагаю решить генетическую задачу. «В семье здоровых родителей рождается мальчик больной гемофилией (несвертываемость крови). В семье паника, откуда взялась болезнь, ведь последним, кто ею болел, был прадед по материнской линии». Не зная способа выполнения нового задания, ученики испытывают затруднение.

Роль проблемной ситуации может выполнить «яркое пятно». В качестве «яркого пятна могут быть использованы сказки, легенды, фрагменты из художественной литературы, случаи из истории науки, из повседневной жизни. Например: на уроке биологии в 8 классе на тему «Иммунитет» можно использовать исторические факты: «Илья Ильич Мечников сидел один за своим микроскопом и наблюдал жизнь подвижных клеток в теле прозрачных личинок морской звезды. Под микроскопом видно, как собираются клетки вокруг занозы, у них вытягиваются ложноножки, охватывают непрошеных гостей, и вскоре те оказываются внутри клетки, как бы пожираются ею. Мечников так и назвал эти клетки - фагоцитами, что значит клетки – пожиратели. Он обнаружил фагоциты у самых разных животных - у червей, лягушек, кроликов и, конечно, у человека. Вот он вводит в ткани лягушки возбудителей сибирской язвы. К месту введения микробов стекаются фагоциты, каждый захватывает одну, две, десяток бактерий. Клетки пожирают эти бациллы, переваривают их. В то же время в 80-е гг. 19 века ученые Германии по-иному расшифровали механизм иммунитета. Пауль Эрлих считал, что микробы, оказавшиеся в организме, уничтожаются вовсе не клетками, а специальными веществами, находящимися в крови. Эта теория получила название жидкостной, гуморальной. И начался спор, дискуссия, которая длилась 15 лет. Кто же оказался прав? Как объясняет современная наука образование иммунитета?

При изучении темы «Грибы» можно продемонстрировать плесневый гриб огромных размеров, выращенный на питательном субстрате (на макаронах или картофеле).

При изучении темы «Крокодилы. Черепахи» (7-й класс) можно заинтриговать детей таким фактом: «Эти животные за последние 200 млн. лет почти не изменились. Они фантастически живучи. Некоторые виды до 5 лет могут прожить без пищи. До 10 часов остаются живыми в атмосфере, начисто лишенной кислорода. А долголетие? Могут жить до 150 лет. Одно такое создание может преспокойно протащить на спине 4-5 человек. Догадались о ком речь?»

Поиск решения проблемы: У учащихся есть три пути от проблемной ситуации к учебной проблеме. Если класс сильный, нужен побуждающий от проблемной ситуации диалог, в результате развиваются творческие способности учащихся, и они сами формулируют учебную проблему. Если дети не могут самостоятельно сформулировать проблему, необходим подводящий диалог, то есть учитель задает стимулирующие вопросы, которые помогают выдвигать гипотезы. Порой учителю на первых порах приходится самому создавать проблему, на этом пути творчество детей отсутствует. Выражение нового знания в новой форме. Этот этап урока можно провести тремя разными способами. Один из них – формулирование понятий и вопросов. Каждый ученик сам должен выразить полученное новое знание и представить его учителю и одноклассникам. Ребята могут работать в группах, парах, индивидуально, работая над составлением вопросов по материалу урока.

Составляя вопросы и отвечая на них, учащиеся дважды упражняются в проговаривании нового материала. Так в 7 классе на уроке по теме «Земноводные» ребята получили такое домашнее задание: за рамками нашего урока осталось много интересного, придумайте 10 интересных вопросов и найдите на них ответы. Еще выражать новое знание можно в виде опорных слов, сигналов, точек, конспектов. Кроме формулировки и опорных сигналов существует еще один способ выражения и реализации нового знания в виде художественного образа. Данные задания чаще даются на дом (с целью экономии времени на уроке) и не обязательно всем ученикам, а по желанию. Конкретными формами художественного образа являются метафоры, загадки, стихотворения, сказки, рассказы и т. д. Учащиеся должны проявить не столько свои литературные способности, сколько умение продуктивно и точно выразить новые знания. Например, задания на дом по теме «Земноводные»:  составьте страницу энциклопедии  придумайте сюжет компьютерной игры, главным героем, которой будет лягушка.

Примеры проблемных вопросов к разделу «Общая биология» Основы цитологии 1. Известно, что в спальне не должно быть слишком много растений, так как при этом ухудшается кислородный режим в помещении. Известно также, что растения при фотосинтезе выделяют кислород, обогащая им окружающий воздух. Не кажутся ли вам эти факты противоречащими друг другу? Почему? 2 . Предположим, что у клетки появился поверхностный аппарат, полностью изолирующий еѐ содержимое от внешней среды. Какие преимущества и какие трудности при этом возникли бы? К каким последствиям для самой клетки привело бы это событие? 3. Почему ассимиляция и диссимиляция – это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии в клетке? 4. Какое питание более выгодно – автотрофное или гетеротрофное? 5. Какие функции не смогла бы выполнять плазматическая мембрана, если бы в еѐ состав не входили белки? 6. Почему вирусы отнесли к живым организмам, но отнесли к отдельному царству?

Размножение и индивидуальное развитие организмов 1. Почему генетический материал двух образовавшихся в результате митоза дочернихклеток абсолютно идентичен? 2.Почему для многих насекомых характерно развитие с полным превращением, хотя оноболее длительно? 3.Почему половые клетки должны иметь гаплоидный, а не диплоидный набор хромосом? 4.В чем биологическое значение оплодотворения? 5.Почему оплодотворение у цветковых растений называется двойным? 6.В чем состоят эволюционные преимущества полового размножения перед бесполым? 7.Почему партеногенетическое развитие нельзя считать следствием беспологоразмножения организмов? 8.Каковы особенности регуляции развития организма на этапах онтогенеза?

Основы генетики 1.Почему Г.Мендель выбрал для исследования именно горох? 2.Почему именно Г. Менделя считают основоположником генетики? 3.Какое практическое значение может иметь изучение видов доминирования? 4.Опровергают ли результаты опытов Т. Моргана третий закон Менделя? 5.Каково биологическое и практическое значение мутаций? Генетика человека 1.Почему трудно исследовать наследственность человека? 2.Почему близкородственные браки нежелательны? 3.Почему можно сказать, что все люди родственники?

7