Технология проблемного обучения
методическая разработка по биологии

Технология проблемного обучения

Проблемное обучение - 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.

Особенности технологии

Цель – способствовать развитию проблемного мышления учащихся и учителя.

Основа

создание проблемных ситуаций;

обучение учащихся в процессе решения проблем;

сочетание поисковой деятельности и усвоения знаний в готовом виде.

Виды проблемного обучения

Научное творчество – это теоретическое исследование, то есть поиск и открытие ученикам нового правила, закона, теоремы и т.д. В основе этого вида проблемного обучения лежит постановка и решение теоретических учебных проблем.

Практическое творчество – поиск практического решения, то есть поиск способа применения известного знания в новой ситуации, конструирование, изобретение. В основе этого вида проблемного обучения лежит постановка и решение практических учебных проблем.

Художественное творчество – это художественное отображение действительности на основе творческого воображения, включающее в себя литературные сочинения, рисование, написание музыкального произведения, игру, и т.д.

Общие функции

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.

Специальные 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.

Отличительные черты проблемного вопроса

сложность, выступающая в форме противоречия;

ёмкое содержание;

увлекательная форма;

доступный для ученика уровень сложности.

Типы проблемных ситуаций

Проблемная ситуация возникает при условии, если учащийся не знает способа решения поставленной задачи, не могут ответить на проблемный вопрос, дать объяснение новому факту в учебной или жизненной ситуации, то есть в случае осознания учащимися недостаточности прежних знаний для объяснения нового факта.

Способ создания проблемных ситуаций

Побуждение учащихся к теоретическому объяснению явлений, фактов, внешнего несоответствия между ними. Это вызывает поисковую деятельность учеников и приводит к активному усвоению новых знаний.

 Использование учебных и жизненных ситуаций, возникающих при выполнении учащимися практических заданий в школе, дома или на производстве, в ходе наблюдений за природой и т.д. Проблемные ситуации в этом случае возникают при попытке самостоятельно достигнуть поставленной перед ними практической цели.

Постановка учебных проблемных заданий на объяснение явления или поиск путей его практического применения. Примером может служить любая исследовательская работа учащихся на учебно-опытном участке, в мастерской, лаборатории или учебном кабинете, а также на уроках по гуманитарным предметам.

Побуждения учащегося к анализу фактов и явлений действительности, порождающему противоречия между житейскими представлениями и научными понятиями об этих фактах.

Выдвижение предположений (гипотез), формулировка выводов и их опытная проверка.

Побуждение учащихся к сравнению, сопоставлению фактов, явлений, правил, действий, в результате которых возникает проблемная ситуация.

Побуждение учащихся к предварительному обобщению новых фактов. Учащиеся получают задание рассмотреть некоторые факты, явления, содержащиеся в новом для них материале, сравнить их с известными и сделать самостоятельное обобщение. В этом случае, как сравнение выявляет особые свойства новых фактов, необъяснимые их признаки.

Правила создания проблемных ситуаций

Чтобы создать проблемную ситуацию, перед учащимися следует поставить такое практическое или теоретическое задание, выполнение которого требует открытия новых знаний и овладения новыми умениями; здесь может идти речь об общей закономерности, общем способе деятельности или общих условиях реализации деятельности.

Задание должно соответствовать интеллектуальным возможностям учащегося. Степень трудности проблемного задания зависит от уровня новизны материала преподавания и от степени его обобщения.

Проблемное задание дается до объяснения усваиваемого материала.

Проблемными заданиями могут быть: 1) усвоение; 2) формулировка вопроса; 3) практические здания. Проблемное задание может привести к проблемной ситуации только в случае учета вышеупомянутых правил.

Одна и та же проблемная ситуация может быть вызвана различными типами заданий.

Очень трудную проблемную ситуацию учитель направляет путем указания учащемуся причин невыполнения данного ему практического задания или невозможности объяснения им тех или других фактов.

Проблемные вопросы, проблемные ситуации, проблемные задачи на уроках биологии

6 класс

Тема урока Мохообразные. Проблемные вопросы

Взрослое мужское растение мха кукушкина льна обычно выше, чем женское растение того же биологического вида. Как вы можете объяснить подобный биологический факт? Известно, что растение мха кукушкина льна часто образуют густые заросли. Какие проблемы могли бы возникнуть у этих растений, если бы их особи находились на большом расстоянии друг от друга?

Тема урока «Фотосинтез» Проблемная ситуация

К.А. Тимирязев писал: «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».

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

Тема урока «Папоротникообразные» Проблемная ситуация

В повести "Вечера накануне Ивана Купала" Н. В. Гоголь рассказывал о старинном народном предании, по которому раз в год зацветает цветок папоротника, и кто сорвет его, тот добудет клад и разбогатеет. Н. В. Гоголь в "Вечерах накануне Ивана Купала" так описывает цветение папоротника:

«Глядь, краснеет маленькая цветочная почка и, как будто живая, движется. В самом деле, чудно! Движется и становится все больше, больше и краснеет, как горячий уголь. Вспыхнула звездочка, что-то тихо затрещало, и цветок развернулся перед его очами, словно пламя, осветив и другие около себя". "Теперь пора!" - подумал Петро и протянул руку... Зажмурив глаза, дернул он за стебелек, и цветок остался в его руках. Все утихло..." Сорвал цветок папоротника и подбросил его вверх, присовокупив специальные наговоры. Цветок поплыл в воздухе и опустился как раз над тем местом, где хранился сказочный клад.»

Каким растениям будет посвящен сегодняшний урок? Почему ни один человек до сих пор не нашел цветок папоротника?

Проблемные вопросы:

Почему наибольшее разнообразие и изобилие папоротников характерно для влажных тропических лесов?

Известно, что папоротники могут жить в более засушливых местах, чем мхи. Как можно объяснить это отличие между ними?

Тема урока: «Классы цветковых растений» Проблемные вопросы

Цветки вишни и цветки томата имеют по одному пестику. Однако в плодах вишни одно семя, а в плодах томата несколько десятков. С чем это связано?

Тема урока «Корень» противоречащие факты

Две дачницы произвели пикировку рассады томатов. Но при этом первая — в маленькие горшочки, а затем пересадила в большие, а вторая — сразу пикировала рассаду в большие горшочки. Какая из дачниц права?

7 класс

При изучении темы «Лишайники» необходимо выяснить положение лишайников в системе органического мира, особенности их строение, физиологии и происхождения. Начать можно с постановки проблемного вопроса.

В 1885 году на улицах Москвы появилась необычная афиша. Климент Аркадьевич Тимирязев (очень известная личность широким кругам общественности) приглашал на публичную лекцию всех желающих. Лекция называлась «Растение – сфинкс».

Слушателей собралось много…. Тимирязев рассказывал о…лишайниках!

Откуда возникло столь странное и необычное сравнение. Действительно ли это так.

Тема урока «Шляпочные грибы» Проблемные вопросы:

Почему мы называем грибы шляпочными?

В чем отличие спор грибов от бактериальных спор?

Почему подберезовики растут под березами, а подосиновики под осинами?».

Тема урока «Бактерии» Проблемная задача

Важнейшую роль в разложении погибших животных и растений играют бактерии гниения. Как вы думаете, все ли трупы животных и остатки растений разрушаются бактериями? В очень сухой почве, например, в песке пустынь, хорошо сохраняются трупы животных. Дайте объяснение этому явлению.

Тема урока «Простейшие» Необходимо решить вопрос взаимосвязи функции и строения органа (организма) и средой обитания. Этому способствует решение следующих задач:

1. Почему у морских простейших сократительные вакуоли очень редко сокращаются или отсутствуют вообще?

2. Какая опасность грозила бы пресноводным простейшим в случае отсутствия у них сократительных вакуолей?

Тема урока «Тип Членистоногие» Необходимо отследить причинно-следственные связи: функция –> строение –> среда. Проблемная задача

 Планария имеет сильно уплощенное тело толщиной 0,06 см. Рак и беззубка имеют жабры. У пауков и насекомых есть трахеи, благодаря чему воздух поступает прямо к тканям.

О каком физическом процессе, происходящем в живых организмах, можно судить по приведенным данным?

Какой должна быть дыхательная поверхность, для того, чтобы диффузия могла происходить?

Тема урока: «Тип Хордовые» Проблемные вопросы

Самое маленькое млекопитающее – землеройка съедает за день пищу, превосходящую по массе в 2-4 раза ее собственную массу. А тигр, имеющий массу 250-300 кг, довольствуется 10-12 кг мяса в сутки. Объясните такое несоответствие.

Что можно рассказать об организме, если известно, что он одновременно относится к хордовым, бесчерепным, а называется ланцетник?

Почему рыбы не смогли освоить сушу, а их прямые потомки так и «застряли» между двух сред?

Представьте, что человеку не удалось одомашнить млекопитающих. С какими трудностями столкнулось бы человечество на пути своего развития?

8 класс

Тема Органы дыхания. Проблемные вопросы для решения учащимися

Почему, когда включают отопление в осенне-зимний период часто увеличивается число заболеваний дыхательной системы - встаёшь утром в комнате с горячей батареей и першит горло, щипит и даже болит, может мучать кашель по ночам…? Ведь хорошо, когда в комнате +25, когда за окном -25 градусов по Цельсию?

У нас мужчины и женщины равны? В плане анатомии дыхательной системы все органы те же? Тогда почему же у основной массы женщин голос высокого тембра, а у мужчин низкого?

Трахея проводит воздух и не должна спадаться, иначе мы задохнёмся? Она должна быть физически жёстким образованием? А когда мы спим? В разных позах и положениях тела? Разве мы никогда не наклоняем голову и т.п.? Как решается проблема с абсолютной жёсткостью в организме? Как человеку удаётся проглатывать крупные пищевые комки без боли, если пищевод сразу позади трахеи? Почему на морозе нельзя разговаривать?

Тема урока «Железы внутренней секреции» Проблемная задача

И.С. Тургенев в рассказе «Живые мощи» описал симптомы болезни. Вот эти строки «Голова совершенно высохшая, одноцветная, бронзовая - ни дать, ни взять икона старинного письма, нос узкий, как лезвие ножа, губ почти не видать - только зубы белеют и глаза, да из- под платка выбиваются на лоб жидкие пряди желтых волос»

Какое заболевание описал И. С. Тургенев в рассказе? Каковы причины этой болезни?

Тема урока «Группы крови. Переливание крови» Проблемная ситуация

Папа римский Иннокентий VIII, удрученный старостью, приказал влить себе кровь от трех юношей — это стало причиной его смерти. Почему?

Тема урока «Роль кожи в терморегуляции» Проблемный вопрос:

«Как человек может использовать знания о терморегуляции организма и закаливании для   сохранения и улучшения здоровья?»

Тема урока «Здоровье человека»

Объяснить смысл высказываний:

Если ты не думаешь о будущем, то у тебя его и не будет. Дж. Голсуорси

Здоровое тело – продукт здорового рассудка. Б.Шоу.

Представьте ситуацию, проанализируйте, составьте диалоги, возможно инсценированние.

Мама пришла домой, где увидела подруг своей дочери (сына), распивающих спиртные напитки. Представьте решение этой проблем.

Ваш друг (подруга) употребляет наркотики. Ваши действия?

Во время стирки родители находят в карманах одежды сына (дочери) таблетки неизвестного названия. Как решить данную проблему?

На дискотеке Вам предложили таблетки-стимуляторы. Как выйти из данной ситуации?

Вы в случайной компании, видите, что употребляются наркотики. Обозначьте две проблемы, представьте пути их решения.

Тема урока «Внутренняя среда организма. Кровь» Проблемная задача

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?»

Тема урока «Поведение и психика» Проблемная 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.

Тема урока «Иммунитет» Проблемная ситуация

Илья Ильич Мечников сидел один засвоим 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?

Раздел Общая биология

Тема урока «Законы Менделя. Моногибридное скрещивание». Формулировка проблемы

Один из самых первых текстов по генетике можно прочитать в Библии. Иаков довольно долго служил у своего родственника Лавана за то, чтобы заполучить в жены его дочь Рахиль. Лаван был лжецом, и Иаков решил уйти от него, попросив в награду только крапчатых и пестрых коз и бурых овец. А впредь, сказал он, всякая некрапчатая и непестрая из коз, и небурая из овец будут считаться крадеными у Иакова. Лаван согласился и угнал всех крапчатых животных на расстояние в три дня пути. Таким образом, не осталось у Иакова пятнистых животных. Что же он сделал? «...и взял Иаков свежих прутьев тополевых, миндальных и яворовых, и вырезал на них Иаков белые полосы (сняв кору до белизны, которая на прутьях), и положил прутья с нарезкою пред скотом в водопойных корытах, куда скот приходил пить и где, приходя пить, зачинал перед прутьями, – и зачинал скот перед прутьями; и рождался скот пестрый, и с крапинами, и с пятнами – и отделял Иаков ягнят, и ставил скот лицом к пестрому и всему черному скоту Лаванову; и держал свои стада особо, и не ставил их вместе со скотом Лавана; каждый раз, когда зачинал скот крепкий, Иаков клал прутья в корытах пред глазами скота, чтобы он зачинал пред прутьями, – а когда зачинал скот слабый, тогда он не клал (и доставался слабый скот Лавану, а крепкий – Иакову); и сделался этот человек весьма, весьма богатым, и было у него множество мелкого скота и крупного скота, и рабынь и рабов, и верблюдов и ослов.» (Быт. 31: 37–43).

Какие проблемы скрыты в данном тексте?

Тема урока «Генетика пола» Проблемный вопрос

Несмотря на многочисленные попытки, не удавалось объяснить, почему у раздельнополых видов численность женских и мужских особей приблизительно равна и каким образом одна и та же пара дает потомков разного пола. От чего же зависит рождение мужских и женских особей

Тема урока «Наследственность и изменчивость» проблемный вопрос

Кукушка подбрасывает свои яйца в гнезда других птиц. Почему из них вылупляются кукушата, а не птенцы той птицы, которая их высиживала?

Тема раздела «Основы цитологии». Проблемные вопросы

Есть мнение, что автотрофное питание более выгодно, чем гетеротрофное. Если эта точка зрения является истиной, то почему не все организмы ныне живущие — автотрофы?

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. Найдите противоречия и объясните их.

Предположим, что у клетки появился поверхностный аппарат, полностью изолирующий ее содержимое от внешней среды. Какие преимущества и какие трудности при этом возникли бы? К каким последствиям для самой клетки привело бы это событие?

Почему ассимиляция и диссимиляция – это две стороны единого процессаьобмена веществ и энергии в клетке?

Какое питание более выгодно – автотрофное или гетеротрофное?

Какие функции не смогла бы выполнять плазматическая мембрана, если

бы в ее состав не входили белки?

Почему вирусы отнесли к живым организмам, но отнесли к отдельному царству?

Тема раздела «Размножение и индивидуальное развитие организмов» Проблемные вопросы

Почему генетический материал двух образовавшихся в результате митоза дочерних клеток абсолютно идентичен?

Почему для многих насекомых характерно развитие с полным превращением, хотя оно более длительно?

Почему половые клетки должны иметь гаплоидный, а не диплоидный набор хромосом?

В чем биологическое значение оплодотворения?

Почему оплодотворение у цветковых растений называется двойным?

В чем состоят эволюционные преимущества полового размножения перед бесполым?

Почему партеногенетическое развитие нельзя считать следствием бесполого размножения организмов?

Каковы особенности регуляции развития организма на этапах онтогенеза?

Тема «Экологическая сукцессия» Проблемная задача

Вам известно, что лесные пожары – это частые явления, которые могут происходить как по объективным причинам, так и по вине человека. Иногда они имеют грандиозные масштабы. А что произойдет после полного выгорания леса на определенной территории?

Пользуясь опорным конспектом и рисунком, постройте прогноз развития вторичной сукцессии леса после пожара.

Выводы

Проблемные уроки не имеет сиюминутного завершения, они оставляет почву для размышлений и мотивирует к поиску ответов на поставленные вопросы. Таким образом, проблемное обучение и его методы направлены на формирование активной познавательной самостоятельности ученика. Развивающиеся при этом творческие способности учащихся в полной мере проявляются при выполнении ими самостоятельных исследований, участии в другой творческой работе.

Только творческая деятельность учителя способна побудить к творчеству учеников. Нет ничего интереснее в профессиональной деятельности, чем создать нечто новое – сконструировать урок, написать учебное пособие, поставить спектакль и т.д. «Твори! Выдумывай! Пробуй!»

Литература

1. Батуев А.С. и др. Биология. Человек. Учебник 9 кл. М.: “Просвещение”, 1994.

2. Дмитров Е.Н. Познавательные задачи по зоологии позвоночных и их решения.– Тула: “Родничок”, 1999.

3. Кемп П. Армс К. Введение в биологию. – М.: “Мир”, 1988.

4. Кульневич С.В., Лакоценина Т.Н. Не совсем обычный урок. Практическое пособие для учителей и классных руководителей, студентов средних и высших педагогических учебных заведений, слушателей ИПК. – Ростов-на-Дону: издательство “Учитель”, 2001.

5 .Лернер И.Я. Проблемное обучение. – М.: Знание, 1974.

6. Ожегов С.И. Словарь русского языка.– М.: Рус.яз.,1985

7. Сухова Т.С. Контрольные и проверочные работы по биологии 6-8 кл. Методическое пособие. – М.: “Дрофа”, 1996.

8. Сухова Т.С. Контрольные и проверочные работы по биологии 9-11 кл. Методическое пособие. – М.: “Дрофа”, 1997.

9. Сухова Т.С. Уроки биологии: технологии развивающего обучения. – М.: “Вентана-Графф”, 2001.