Статья в методический журнал
«Активизация процесса обучения на уроках биологии через наглядность»
Скажи мне, и я забуду.
Покажи мне, - я смогу запомнить.
Позволь мне это сделать самому,
и это станет моим навсегда.
Древняя мудрость
В каждом ребенке с детства горит огонек любопытства и любознательности, он готов впитывать в себя все ему еще неизвестное, радуется всем своим новым знаниям и навыкам. Часто нашим урокам не хватает той яркости повествования, чтобы не охладить, а наоборот, разжечь это стремление. Урок должен быть ярким, эффектным, эмоциональным, а главное – продуктивным.
Наглядность является необходимым и закономерным средством образовательного процесса на всех этапах изучения биологии в средней школе. Необходимость применения наглядности в преподавании изучаемых в школе предметов в настоящее время признается всеми.
Наглядное пособие одно из главных средств умственного развития на уроках биологии. Современный учитель имеет большой выбор наглядных пособий. Причем наглядные средства обучения совершенствуются и становятся все более удобными и эффективными для выполнения поставленных учителем задач. Современные условия обучения вынуждают учителя не только применять наглядные пособия, но и думать насколько они способствуют выполнению поставленных задач. Наглядные средства могут способствовать лучшему усвоению знаний, быть нейтральными к процессу усвоения или тормозить понимания теоретического материала.
В процессе познания окружающей действительности, в процессе обучения участвуют все органы чувств человека. Поэтому принцип наглядности выражает необходимость формирования у учащихся представлений и понятий на основе всех чувственных восприятий предметов и явлений. Однако пропускная способность у органов чувств или «каналов связи» человека с окружающим миром различна. По мнению некоторых специалистов, если, например, орган слуха пропускает 1000 условных единиц информации за единицу времени, то орган осязания за ту же единицу времени пропускает 10 000 условных единиц информации, а орган зрения – 100000, т. е. около 80% сведений об окружающем мире человек получает с помощью зрения [Трайтак, 2004].
Таким образом, отмечая наибольшую пропускную способность информации органов зрения, принцип наглядности ставят на первое место. Однако он предусматривает не только опору на зрение, но и на все другие органы чувств. На это положение обращал внимание и великий русский педагог . Он отмечал, что чем большее количество органов чувств принимает участие в восприятии какого-нибудь впечатления, тем прочнее оно закрепляется в нашей памяти. Физиологи и психологи объясняют это положение тем, что все органы чувств человека взаимосвязаны. Экспериментально доказано, что если человек получает информацию одновременно с помощью зрения и слуха, то она воспринимается более обостренно по сравнению с той информацией, которая поступает только через посредство зрения, или только через посредство слуха.
Применение наглядных и технических средств обучения способствует не только эффективному усвоению соответствующей информации, но и активизирует познавательную деятельность обучающихся; развивает у них способность увязывать теорию с практикой, с жизнью; формирует навыки технической культуры; воспитывает внимание и аккуратность; повышает интерес к учению.
Основным методом изучения биологии в школе является наблюдение. Однако не всегда можно провести наблюдения предметов и явлений природы в естественном состоянии. В этом случае необходимые представления и понятия могут быть сформированы с помощью наглядных средств обучения.
Средства наглядности на основании их характера и значения в обучении биологии можно разделить на две группы: основные и вспомогательные. Среди основных различают реальные (натуральные), знаковые (изобразительные) и вербальные (словесные) средства, а среди вспомогательных - технические средства обучения (ТСО) и лабораторное оборудование (ЛО).
В свою очередь, натуральные (реальные) наглядные пособия, используемые на уроках биологии, разделяют на живые и неживые, или препарированные. Изобразительные (знаковые) делят на плоскостные (рисованные) и объемные.
Натуральными живыми пособиями служат специально подобранные растения (комнатные и принесенные со школьного участка или с экскурсии), животные в аквариумах, инсектариях, террариумах и клетках в уголке живой природы.
К натуральным препарированным пособиям относятся гербарии, влажные препараты, микропрепараты, коллекции, скелеты позвоночных животных и отдельные их части, чучела, раздаточный материал для практических работ и др.
Демонстрация живых растений и животных в качестве раздаточного материала требует заблаговременной их подготовки. Выбор этих объектов определяется программой, местными условиями и требованиями по охране природы. Кроме сбора объектов в природе, растения можно специально высеять на участке, чтобы приготовить раздаточный материал, а вредителей, поселившихся на растениях учебно-опытного участка, собрать для коллекций, для использования в качестве раздаточного материала по зоологии. При работе с гербариями и коллекциями следует учитывать, что этот материал дает неполное представление о живых организмах. Поэтому его следует использовать в комплексе с другим оборудованием, помогающим понять свойства изучаемых организмов.
Кроме высушенных натуральных объектов - гербариев, коллекций (семян, соцветий, плодов, шишек) - в курсе 6 класса и коллекций насекомых, отдельных частей тела животных (перья, кости, чешуя, раковины) - в курсе 7 класса используют влажные биологические препараты, которые монтируют между двумя стеклянными пластинами и опускают в склянку с консервирующей жидкостью. Приготовленные таким образом влажные препараты позволяют изучить внутреннее и внешнее строение организмов в их натуральных размерах. Среди них можно назвать следующие препараты: "Корни бобового растения с клубеньками", "Развитие лягушки", "Развитие насекомого", "Аскарида", "Внутреннее строение речного рака" и др. С помощью этих препаратов изучают внутреннее строение животных, фазы развития насекомых и др. Объекты, опушенные в фиксирующую жидкость, часто теряют естественную окраску и в таком случае их используют на уроке в сочетании с другими пособиями, отображающими естественную окраску этих объектов и их местоположение в целостном организме.
Одним из важнейших видов натуральных учебных пособий являются микропрепараты. Они не заменимы в познании клеточного строения организмов, а также других микроскопически малых природных объектов (бактерии, плесневые грибы, споры грибов, мхов и папоротников, пыльца растений, клетки крови и пр.).
Микропрепараты делятся на:постоянные, изготовленные фабричным путем специально для обучения;временные, приготовленные учителем для урока или на уроке самими школьниками.
Постоянные микропрепараты представляют собой тончайшие срезы тканей организмов, их органов. Клетки в большинстве своем не имеют окраски и потому, даже при большом увеличении микроскопа, бывает трудно рассмотреть внутриклеточные структуры, в том числе ядро. В связи с этим клеточные микропрепараты окрашивают специальными красителями для придания им большей наглядности. Учителям обязательно надо предупреждать детей о том, что цвет не является естественным для микроструктур. Чтобы можно было разобраться в изучаемом микропрепарате, его используют в комплексе с изображением - микрофотографией или таблицей. Удачно демонстрировать на экране ход выполнения данных работ и результат. Для этого используются мультимедийные интерактивные задания. СД «Эксперимент на уроках биологии».
Временные препараты так называются потому, что не сохраняются долго. После ознакомления с микрообъектом временный препарат смывается с предметного стекла. Приготовление микропрепарата - один из обязательных видов умений, формируемых в курсе биологии, начиная с 6 класса.
На уроках биологии часто используют коллекции, которые представляют монтаж натуральных объектов, объединенных определенной тематикой. Например, коллекции могут быть использованы при изучении внешнего строения организмов или их частей ("Коллекция плодов и семян", "Представители отрядов насекомых" и др.). Такие коллекции называются морфологическими. Их используют для сравнения объектов, выявления черт схожести и различия. Для изучения роли животных в природе существуют другие учебные коллекции: "Насекомые - опылители луговых растений", "Насекомые - вредители хлебных культур", "Повреждения хвойных деревьев короедами" и т. п. Выяснять взаимосвязи в органическом мире, рассматривать онтогенетическое развитие организмов, прослеживать общебиологические закономерности помогают общебиологические коллекции. Например, "Развитие тутового шелкопряда". "Развитие майского жука", "Защитные приспособления у животных" и др. Технологические коллекции демонстрируют продукты, получаемые из природных материалов, например, "Каменный уголь и продукты его переработки", "Зерновые культуры и крупы, получаемые из них" и др.
Для изучения строения позвоночных животных на уроках используют препарированные скелеты (рыбы, лягушки, ящерицы, змеи, курицы и кошки) и их отдельные кости. Используются также чучела животных (голубь, кролик, суслик и др.). Следует заметить, что чучела животных необходимо содержать в особых коробках или в застекленных шкафах, иначе они быстро приходят в негодность - пересыхают и становятся очень ломкими, покрываются пылью, теряют свою естественную окраску и форму. Их достают из хранения только для демонстрации на уроке. Существующая практика использовать чучела животных для украшения кабинета не считается удачной.
Многие натуральные материалы необходимы для проведения лабораторно-практических работ во всех курсах биологии с 6 по 11 классы. Это растения, отдельные их части, ткани, клетки, культуры бактерий, грибы шляпочные и плесневые, водоросли, одноклеточные животные, мелкие домашние животные (хомячки, мыши, рыбки, моллюски, дафнии и др.).
Обеспечить все уроки натуральными объектами не представляется возможным не только потому, что надо бережно относиться к природным ресурсам, но и в связи с тем, что не все можно принести в класс и не все можно увидеть на живых объектах. Раскрытие процессов, закономерностей живой природы требует включения в учебный процесс специально разработанных изобразительных пособий. Они выполняют большую и очень важную роль.
Изобразительные пособия отличаются очень большим разнообразием. К ним относятся объемные - муляжи и модели; рисованные - таблицы (рисованные и монтировочные), географические карты, репродукции картин, портреты ученых, дидактический раздаточный материал, СД с готовым видеофрагментами.
Муляжи - это пособия, которые точно копируют натуральные объекты. Фабрично изготовлены следующие муляжи "Набор плодов гибридных и полиплоидных растений с исходными формами", "Плодовые тела шляпочных грибов" и др. Они показывают форму, размеры, окраску природных объектов. Их используют в тех случаях, когда нет возможности применить натуральный объект или натуральный объект по какой-либо причине не дает учащимся полного представления о нем.
Модели являются изображениями натуральных объектов, но они не копируют объект, а представляют его самые главные свойства в схематизированном виде.
Модели могут быть плоскостные и объемные, статические и динамические, например плоскостная модель, демонстрирующая работу клапанов сердца, или аппликативная модель внутреннего строения жука. Объемная модель сердца фабричного изготовления дает возможность детально ознакомиться с особенностями его внешнего и внутреннего строения. Многие статические модели разбираются. Это позволяет изучать внешнее и внутреннее строение органа (например, модели строения цветка, глаза, уха, почки человека и др.). Динамические модели, как правило, знакомят с процессами, протекающими в организме. К ним относятся магнитные модели "Биосинтез белков", "Законы Менделя", "Цикл размножения мха", "Модель биогеоценоза" и др.
Наиболее часто в обучении биологии используются таблицы. Они есть рельефные и печатные.
Рельефные таблицы - красочные изображения предметов, представляющие барельефы из пластика. Неглубоким рельефом выделены контуры организма, системы органов, части органа. Такие таблицы долговечны, легко моются, но для их хранения нужно значительно больше места, нежели для печатных таблиц.
На уроках биологии используют карты: зоогеографические, карты растительности, охраняемых территорий, экологические карты региона и др. Их применяют для ознакомления учащихся Районами распространения определенных объектов, при изучении вопросов охраны природы. Использование карт в учебном процессе связано с проблемой их размещения в кабинете.
В целях эстетического воспитания учащихся на уроках биологии необходимо использовать репродукции картин. На уроках используются портреты выдающихся ученых-биологов.
На современном этапе таблицы, карты, картины и портреты удобно и эффективно иметь в электронной коллекции и демонстрировать их через мультимедийный проектор.
Из вербальных средств на уроках биологии часто используется дидактический материал. Этот вид учебного оборудования представляет собой печатное пособие, по которому учащиеся самостоятельно выполняют задания преподавателя. Многие издательства выпускают специальные пособия, содержащие разного рода карточки-задания для самостоятельной работы учащихся на уроке и дома. Карточки-задания, различные тесты, рабочие тетради помогают учителю осуществить дифференцированный подход в обучении на уроках биологии.
Важными для уроков биологии являются вспомогательные средства обучения, в том числе различные приборы. Изучать микропрепараты невозможно без микроскопа.
Приборы используют для ознакомления с методами биологических исследований, для проведения опытов по физиологии организмов. Так, с помощью приборов можно показать всасывание воды корнем, газообмен в процессе дыхания, механизм вдоха и выдоха и др.
По ряду тем бывают нужны определенные химические вещества, например йод - для окрашивания микропрепаратов и постановки опытов; свежая известковая вода - для демонстрации опытов по изучению газообмена; пероксида водорода - для выявления фермента каталазы в живых клетках растений и животных удобрительные смеси - для подкормки растений уголка живой природы некоторые ферменты - для опытов по пищеварению в курсе "Человек". Нужны также: физиологический раствор, марганцовокислый калий, глюкоза, крахмал, растительное масло, едкий натр, раствор медного купороса, соль поваренная, мука - для проведения опытов и лабораторных работ.
Приборы, химические реактивы, технические средства обучения обеспечивают более эффективную демонстрацию изучаемых предметов и процессов, но сами они, исключая микроскоп и лупу, не являются предметом изучения, так как выполняют вспомогательную роль в обучении биологии. Такие средства обучения можно назвать вспомогательными.
Овладение учащимися умением работать с учебником — важное условие для успешного самостоятельного выполнения заданий науроке и дома, самообразования. В процессе работы с учебником у школьников формируются умения осуществлять различные мыслительные операции, делать мировоззренческие выводы, устанавливать связь теории с практикой. Сформированные умения работать с учебником позволяет более экономно использовать учебное время как на уроке, так и при подготовке домашнего задания
Для овладения учащимися основными умениями работы с учебником необходимо систематически использовать его на уроках, обучать приемам работы с ним. Так, для обучения умениям ориентироваться в учебнике, необходимо научить школьников пользоваться титульным листом, предисловием, оглавлением, указателем терминов, приложением.
Для овладения умением работать с рисунком, важно научить школьников рассматривать рисунок, выделять в нем нужные объекты, распознавать его части, сравнивать отдельные объекты и делать выводы, давать описание процесса, изображенного па рисунке, составлять по нему рассказ и т. д.
Важно использовать учебник совместно с другими источниками знаний. Работа с ним подготавливает школьников к выполнению лабораторного занятия, к наблюдению за ходом и результатами опыта, к усвоению содержания телепередачи, кинофильма и других экранных пособий.
Важно помнить, что работа с учебником не должна быть ведущей и занимать много времени
Значительное место в усвоении учащимися биологических знаний имеет организация их работы с иллюстрациями учебника. Иллюстрации составляют органическую часть учебника, в них наглядно отображается содержание текста, они дополняют и конкретизируют его. Учебники биологии содержат разнообразный иллюстративный материал. Большинство иллюстраций представляет собой схематическое изображение внешнего и внутреннего строения растений, животных, грибов и т. д., процессов жизнедеятельности организмов, взаимосвязей строения и функций, взаимосвязей в природе, приспособленности организмов к среде обитания, методов исследования и др. В учебниках имеются также фотографии биологических объектов, работа с которыми способствует формированию реальных представлений о живой природе [Трайтак 2004].
В процессе обучения важно научить школьников распознавать органы и системы органов животных по цвету. Учитель должен на первых уроках разъяснить, что пищеварительная система на схемах учебника всегда обозначается зеленым цветом, дыхательная— синим, выделительная — черным, нервная — желтым, кровеносная — красным, половая — коричневым.
В дальнейшем учитель использует задания такого типа: какие системы органов аскариды изображены на рисунке; последовательно перечислите органы пищеварительной системы аскариды (обозначена зеленым цветом); назовите все органы пищеварительной системы голубя и пищеварительные железы, изображенные на соответствующем рисунке; назовите органы, образующие дыхательную систему у птиц, и т. п.
Усложнению познавательной деятельности школьников с рисунками способствуют задания на нахождение ответов па вопросы, составление рассказа, использование иллюстраций в качестве самостоятельного источника знаний. Целесообразно вначале использовать рисунки для ответа на вопрос или составления рассказа о строении клетки, тканей, органов, организма.
В настоящее время на пороге новые мультимедийные средства наглядности, весьма перспективные для обучения биологии в школе.
Одной из актуальных задач в современных условиях является сочетание традиционных методов обучения и современных информационных технологий на всех уровнях образовательной системы и информационное наполнение компьютерных сетей системы образования.
Современная техника открывает большие возможности наглядности (сочетание зрительной наглядности со слуховой, применение мультипликации и т. д.). Вместе с тем появляются принципиально новые возможности, позволяющие учитывать уровень развития познавательных процессов учащихся при постановке учебных задач и вопросов, при оказании им помощи. Еще более широкие возможности раскрываются с появлением в кабинете интерактивной доски.
Интерактивная доска – это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу на компьютере.
Интерактивная доска реализует один из важнейших принципов обучения – наглядность.
Интерактивная доска работает вместе с компьютером и видеопроектором, представляя собой единый комплекс. Интерактивная доска – ценный инструмент для обучения всего класса. Это визуальный ресурс, который помогает преподавателям излагать новый материал очень живо и увлекательно.
На интерактивной доске можно работать так же, как с дисплеем компьютера: это устройство ввода данных, которое позволяет контролировать приложения на компьютере. Если какая-либо программа открыта на компьютере, вы можете работать с ней прямо на интерактивной доске. Интерактивная доска – это, в сущности, дисплей вашего компьютера. Значит, все, что есть на вашем компьютере, можно показать и на интерактивной доске. Это дает вам возможность использовать широкий спектр ресурсов, таких как:
o презентационное программное обеспечение;
o текстовые редакторы;
o CD-ROMы;
o Интернет;
o изображения (фотографии, рисунки, диаграммы, изображения экрана);
o видео-файлы (отрывки телевизионных программ, видео-кассеты VHS или цифровые видео-изображения);
o звуковые файлы (отрывки кассет или радио, записи, сделанные учениками или другими преподавателями). Любой звук с CD-ROMа или Интернет-страницы также будет слышен, если в классе есть громкоговорители;
o программное обеспечение для интерактивной доски;
- программное обеспечение, относящееся к различным предметам.
Работа с интерактивными досками помогает заинтересовать своих слушателей, облегчить усвоение материала. С интерактивными досками можно работать как в большой аудитории, так и в маленьких группах. Эти современные аудиовизуальные средства обучения помогают разнообразить занятие.
Интерактивные доски можно применять в различных направлениях:
1) Презентации, создаваемые и демонстрируемые учителем и учениками Интерактивная доска позволяет представить информацию с помощью различных мультимедийных ресурсов, преподаватели и учащиеся могут комментировать материал и изучать его максимально подробно. Она может упростить объяснение схем и помочь разобраться в сложной проблеме.
2) Активное вовлечение учащихся. На интерактивной доске можно легко передвигать объекты и надписи, добавлять комментарии к текстам, рисункам и диаграммам, выделять ключевые области и добавлять цвета. К тому же тексты, рисунки или графики можно скрыть, а затем показать в ключевые моменты лекции. Мотивация и вовлеченность учащихся на занятии может быть увеличена за счет использования интерактивной доски в выполнении готовых интерактивных заданий СД ром, например «ДРОФА», 2008 Биология 6-11класс
3) Сочетание презентаций, видиофрагментов, таблиц и т. д. Заранее подготовленные тексты, таблицы, диаграммы, картинки, музыка, карты, тематические CD-ROMы, а также добавление гиперссылок к мультимедийным файлам и Интернет-ресурсам зададут занятию бодрый темп: вы не будете тратить много времени на то, чтобы написать текст на обычной доске или перейти от экрана к клавиатуре. Все ресурсы можно комментировать прямо на экране, используя инструмент Перо, и сохранять записи для будущих уроков. Файлы предыдущих занятий можно всегда открыть и повторить пройденный материал.
К тому же это устройство позволяет педагогу объединить в одном «лице» обычную школьную доску и экран, наподобие телевизора, для отображения различной информации.
Из всего выше сказанного можно сделать выводы:
1) наглядность обучения является средством познания учащимися окружающего мира, и поэтому процесс этот происходит более успешно, если основан на непосредственном наблюдении и изучении предметов, явлений или событий;
2) познавательный процесс требует включения в овладение знаниями различных органов восприятия; согласно , знания будут тем прочнее и полнее, чем большим количеством различных органов чувств они воспринимаются;
3) наглядность обучения основана на особенностях мышления детей, которое развивается от конкретного к абстрактному; на ранних этапах ребёнок мыслит больше образами, чем понятиями; с другой стороны, понятия и абстрактные положения осмысливаются учащимися легче, если они подкрепляются конкретными фактами, примерами;
4) наглядность повышает интерес учащихся к знаниям и делает процесс обучения более лёгким.
Чем содержательнее, активнее деятельность учащихся, связанная с наглядным пособием, тем эффективнее будет ее влияние на умственное развитие и усвоение учебного материала. Поэтому задача учителя состоит в том, чтобы организовать активное восприятие учениками демонстрируемых предметов и явлений.
