Применение структурно-логических схем в преподавании биологии

      МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КУБАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

филиал  в г. Славянске-на-Кубани

Факультет физической культуры и биологии

Специальность 050102.65 «Биология»

с дополнительной специальностью

  050101.65 «Химия»

Кафедра физической культуры и естественно-биологических дисциплин

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Применение  структурно-логических схем в преподавании биологии.

Выполнила                                                                 

студентка 5 курса                                                      

Грушевая Инна Валентиновна                                 

______________________                                                

           (подпись)

Славянск-на-Кубани

2012

Оглавление

Введение

В современных  условиях развития общества школа призвана сформировать личность самостоятельную, творческую, подготовленную к решению важнейших проблем, к дальнейшему самообразованию. Усиливающийся поток информации, необходимость быстро ориентироваться в нем и извлекать наиболее существенные знания. Задача учителя – научить детей самостоятельной работе с различными источниками информации, повысить качество образования.

Новое качество образования невозможно получить, решая педагогические проблемы устаревшими методами. Практика показывает, что возможности авторитарной школы с жёсткой дисциплиной, с хорошо отработанной методикой страха, давлением и запретов исчерпаны. Требуются другие стратегии школы, стратегии, созвучные нашему времени, новые педагогические технологии [16].

В связи с  этим представляется актуальным исследование применения структурно-логических схем в процессе обучения биологии на современном этапе образования. Все учебные предметы функционируют как автономные образовательные системы и не в достаточной степени удовлетворяют требованиям времени. Современная система образования направлена на формирование личности с целостным представлением картины мира, с пониманием глубины связей явлений и процессов. Разделение предметов становится одной из причин фрагментарности мировоззрения школьников. Трудности в формировании у учащихся целостной картины миры, как следствии самостоятельности предметов, их слабой связи между собой.

Всё это делает возможным выдвижение гипотезы: введение структурно-логических схем в образовательный процесс повысит успеваемость и качество знаний учащихся.

Повышение эффективности  обучения, совершенствование учебной  работы по биологии невозможно без  современных средств обучения. Они облегчают восприятие учебного материала, способствуют закреплению изученного материала и активизируют мыслительную деятельность учеников. Учителю необходимо выстраивать продуктивное взаимодействие с учащимися по освоению предметного содержания на уроке с помощью наглядных средств, создание необходимых условий для развития ребенка в предметном пространстве.

Одними из наиболее важных средств обучения являются те, которые создаются непосредственно  на уроке. Средства наглядности выполняют  функцию конспектирования материала. Применение в преподавании схематичной, наглядной формы изложения учебной информации способствует развитию естественных интеллектуальных процессов. Структурно-логические схемы, представляющие собой форму кодирования учебной информации, содержат знаковое (последовательность символов) и рисуночное кодирование (картины-образы). Данный комплекс помогает развивать творческое мышление и интуицию.

В структурно-логических схемах присутствуют образы-опоры, смысловые связи и закономерности конкретного материала, что обусловливает их применения в обучении, так как позволяет успешно работать с учениками всех типов мышления (образного, смешанного, словесно-логического).

Объектом  исследования данной работы является учебный процесс образовательной школы.

Предметом исследования является применение структурно-логических схем на уроках биологии.

Целью работы является анализ эффективности применения структурно-логических схем в методике преподавания биологии.

Для достижения поставленной цели нами поставлены следующие задачи исследования:

1. Ознакомиться с теоретическими аспектами вопроса повышения качества знаний посредством применения структурно-логических схем в преподавании биологии;
2. Разработать конспекты уроков, включающие структурно-логические схемы, самостоятельные работы и внедрить их в образовательный процесс с целью формирования современной картины мира;
3. Определить в ходе педагогического эксперимента эффективность применения структурно-логических схем в учебном процессе.

Научная новизна заключается в обобщении и анализе теоретических литературных сведений и практических данных по изучаемой проблеме, а также во внедрении конкретных педагогических разработок в учебный процесс общеобразовательной школы.

Теоретическая значимость состоит в создании теоретических разработок в области преподавания биологии с использованием структурно-логических схем в средней общеобразовательной школе.

Практическая  значимость заключается в возможности использования разработок уроков с внедренными структурно-логическими схемами в процессе преподавания биологии.

Глава 1. Теоретические  основы применения структурно-логических схем в образовательном процессе

В процессе познания окружающей действительности (то же и  в процессе учения) участвуют все  органы чувств человека. Поэтому принцип наглядности выражает необходимость формирования у учащихся представлений и понятий на основе всех чувственных восприятий предметов и явлений. Использование различных средств наглядности не только для создания у школьников образных представлений, но и для формирования понятий, для понимания отвлеченных связей и зависимостей — одно из положений дидактики [7].

Компактность  и емкость структурно-логических схем помогает учащимся охватить единым взглядом большой объем информации. Структурирование содержания в логической последовательности с установлением взаимосвязей между смысловыми блоками улучшает усвоение информации, одновременно развивая биологическое мышление учащихся [8].

1. Психолого-педагогические особенности использования наглядных средств в процессе обучения

В общепедагогических работах рассматривают наглядность  как средство, которое способствует созданию у учащихся правильных и четких представлений о предметах и явлениях окружающего мира, их обогащению определенным запасом конкретных знаний. Дидактический принцип наглядности был и остается одним из ведущих в обучении [17].

Психологическое обоснование  наглядности как средства обучения дал К.Д. Ушинский. Наглядные пособия  представляют собой средство для  активизации мыслительной деятельности и формирования логического и чувственного образа. Чувственный образ, сформированный на основе наглядного пособия, является главным в обучении, а не само наглядное пособие. К.Д. Ушинский значительно обогатил методику наглядного обучения, разработал ряд способов и приемов работы с наглядными пособиями [6].

Применение средств наглядности  в учебном процессе сочетается с  пояснением учителя. Проводя самостоятельные опыты, ученики могут убедиться в истинности приобретаемых знаний, в реальности тех явлений и процессов, о которых рассказывает учитель.

В педагогической науке имеется  немало исследований, посвященных проблеме использования наглядности в  педагогическом процессе. Этой проблемой занимались и занимаются такие педагоги и психологи как JI.B. Занков, В.И. Евдокимов, JI.M. Фридман, А.В. Хуторской, М.И. Башмаков, В.Г. Болтянский, М.Б. Волович [13, 14].

Наглядность рассматривается  исследователями как средство активизации учебной и творческой деятельности школьников, повышения эффективности и интенсификации  педагогического процесса; как средство повышения качества знаний и умений учащихся (Ю.К. Бабанский) [3], развития творчества учащихся, управления учебно-познавательной деятельностью, средство формирования визуального мышления, преемственности и гуманизации (В.Я. Лыкова), социализации личности (Э.В. Онищенко), профессиональных знаний и умений, как средство наглядного предъявления информации (Л.П. Анастасова, Е.Р. Баклицкая, Д.Д. Ефремова), обеспечения фронтальной и индивидуальной работы с учащимися (С.Я. Батышев) [33, 35].

В советской  педагогике Л.В. Занков внес существенный вклад в развитие наглядности. Им были исследованы различные формы сочетания слова и наглядности в обучении, основными из которых он считает следующие:

Первая форма. С помощью слова учитель руководит наблюдением, которое осуществляется учащимися.

Вторая форма. С помощью слова учитель на основании осуществленного школьниками наблюдения наглядных объектов ведет учащихся к осмыслению и формированию таких связей в явлениях, которые не могут быть высмотрены в процессе устного восприятия материала.

Третья форма. Сведения об объекте учащиеся получают из словесных сообщений педагога, а наглядные средства служат подтверждением или конкретизацией словесных обобщений.

Четвертая форма. Педагог сообщает о связях между явлениями, которые непосредственно не могут быть воспринятыми учащимися, отталкиваясь от выполняемого  учениками наблюдения [10].

Наглядность представляет собой средство обучения, источник наглядных методов. Понятие наглядности, по мнению Г.Ф. Суворовой, требует в процессе обучения специального использования в учебных целях не только различных предметов и явлений или же их изображений, но и моделей, символов, в том числе знаковых, отражающих в условной форме существенные свойства изучаемых явлений. Наглядность содействует выработке у учащихся эмоционально-оценочного отношения к сообщаемым знаниям [22].

Средства наглядности  повышают интерес к знаниям, делают более доступным процесс усвоения, привлекают внимание ребенка. Наглядность  играет важную роль в обучении детей школьного возраста потому, что соответствует особенностям их восприятия и усвоения знаний. Средства наглядности обеспечивают разностороннее, полное формирование какого-либо образа, понятия и способствуют более прочному усвоению знаний, пониманию связи научных знаний с жизнью [26].

В зависимости  от дидактических функций различаются  следующие виды наглядности. Основная функция естественной наглядности (растения, животные, полезные ископаемые) - знакомство с явлениями и процессами, происходящими в природе, в ходе опытов, наблюдений.

Картинная и  картинно-динамическая наглядность (картины, рисунки, фотографии, динамические пособия, кино), функция этого вида наглядности - ознакомление с различными фактами, предметами, явлениями через их отображение.

Объемная наглядность (макеты, геометрические фигуры, муляжи, чучела); её функция - знакомство с теми предметами, где объемное изображение играет роль в восприятии.

Символическая и графическая наглядность (чертежи, схемы, таблицы); её функция заключается  в развитии абстрактного мышления, знакомстве с условно - обобщенным, символическим отображением реального мира.

Смешанной наглядностью является учебный звуковой кинофильм; функция такой наглядности - создание наиболее полного живого отображения действительности [9].

Место применения того или иного вида наглядности  в учебном процессе необходимо продумать  в зависимости от его дидактических  возможностей. Следует учитывать, в  первую очередь, цели и задачи конкретно  каждого  урока и отбирать такие наглядные пособия, которые четко выражают наиболее существенные стороны изучаемого на уроке явления. Правильно выбранные средства обучения помогают ученику вычленять и группировать существенные признаки представления или понятия.

Учебные задачи урока определяют формы сочетания наглядности и рассказа учителя. Результаты учебного процесса зависят от того, насколько богат он различными средствами обучения, а также от педагогического мастерства учителя, который использует эти средства. Наглядное пособие способно выступать в одних случаях источником знания, а объяснение учителя руководит восприятием материала учениками. Наглядные пособия служат опорой для осознания связей между явлениями, фактами, недоступных для наблюдения, а речь учителя побуждает к наблюдению, направляет детей на осмысливание, понимание сделанных наблюдений [22].

2. Использование структурно-логических схем как средства наглядности в образовательном процессе

Одна из главных  задач обучения биологии в школе  – обеспечение усвоения учащимися знаний о строении, жизнедеятельности и индивидуальном развитии живых организмов, их многообразии, классификации, особенностях строения и жизнедеятельности. Подача логически структурированной учебной информации на уроках позволяет получить четкую, хорошо организованную структуру, выделение которой позволяет увидеть систему смысловых связей между элементами. Сжатое изображение большого объема информации в наглядной форме позволяет лучше запомнить изучаемый материал, оптимизировать учебный процесс [39].

Принцип наглядности  обучения, теоретически обоснованный Я.А. Коменским, является основополагающим в обучении биологии. Эффективность урока биологии во многом зависит от методически грамотного использования наглядных средств обучения. Использование на уроках наглядных средств обучения повышает интерес обучающихся к предмету. Наглядность способствует созданию представления об отдельных предметах и явлениях, происходящих в живой природе. Но чтобы сформировать понятия, нужны активная мыслительная деятельность. Средства наглядности помогают возникновению представлений, а мышление превращает эти представления в понятия.

В.Ф. Шаталов  в начале 70-х годов прошлого века разработал оригинальную систему обучения школьников, которая была популярна во многих странах. Шаталов развил направления в педагогике, которые раньше не были актуальны. В.Ф. Шаталов разработал в своей методической системе 7 принципов, часть из которых он творчески заимствовал у Л.В. Занкова: обучение на высоком уровне сложности, бесконфликтность, быстрое движение вперед, открытые перспективы, сверхмногократное повторение, ведущая роль теоретических знаний, гласность [32].

Система В.Ф. Шаталова включает в себя 6 элементов: организацию  сверхмногократного повторения, инспекцию  знаний, систему оценки знаний, методику решения задач, опорные конспекты, спортивную работу с детьми. Многие из педагогов ассоциируют систему Шаталова именно с опорными конспектами, но сам педагог в своей методике отводил им последнее место.

Опорные сигналы  как часть опорного конспекта  по В.Ф. Шаталову имеют оригинальный вид наглядности, играющий важную роль. Опорные сигналы представляют собой знаки, которые отражают средства конкретизации, применяемые при объяснении содержания теоретического материала: конкретные рисунки, таблицы, значки, ключевые слова, короткие предложения, схемы. Обязательное включение в опорные сигналы эмоционально яркого материала позволяет закрепить в памяти учащихся существенные компоненты новых знаний [40].

Использование эмоционального материала - наглядных средств обучения на уроках является составным элементом учебного процесса. Они обеспечивают единение чувственного и логического, конкретного и абстрактного, содействуют развитию абстрактного мышления, во многих случаях служат его опорой.

Посредством этого  ученик может убедиться в истинности полученных сведений, что ведет к осознанности и прочности знаний. Принцип наглядности осуществляется при помощи таких графических средств как схемы и таблицы, которые позволяют наблюдать за явлениями и процессами, взаимосвязанными друг с другом в природе и способствуют структурированию материала, последовательному восприятию учебного материала [12].

Графическая наглядность  оказывает дифференцированное воздействие  на ведущие дидактические процессы формирования как знаний, умений и  навыков, так и творческих сторон личности подростков, в связи с чем применение каждого вида графической наглядности регулируется системой правил, применение которых предполагает воздействие графической наглядности как на интеллектуальную, так и на эмоциональную сферу подростков; смену приоритетов — от наглядно-образного мышления к абстрактно-логическому; последовательное усложнение познавательной деятельности учащихся при работе с графической наглядностью; вовлечение подростков в активную учебную, исследовательскую и практическую деятельность на основе графической наглядности; сочетание различных видов графической наглядности в зависимости от актуальной ситуации развития подростков [37].

Структурирование  материала позволяет педагогу организовать в процессе обучения мыслительные операции учащихся с учебным материалом по его анализу, синтезу, сравнению, обобщению, абстрагированию, пониманию. Эти действия с учебным материалом создают прочную основу для восприятия знаний учащимися. Мыслительные операции учащихся с учебным материалом, по мнению Д.И. Трайтака [38], способствуют формированию у учащихся навыков аналитико-синтетической деятельности и содействуют развитию основ научно-теоретического, логического мышления, необходимого для организации учебного процесса на современном научном уровне.

Педагог С.Н. Лысенкова, отмечает роль одного из видов наглядного материала на уроках – опорных схем, которые позволяют включить учеников в активную деятельность на уроке, довести новый материал по изученной теме до сформированных понятий, навыков. Опорные схемы - это выводы, которые  могут сделать сами ученики в момент объяснения и оформляются в виде таблиц, карточек, чертежа, рисунка. Важным условием в работе со схемами является то, что они должны постоянно подключаться к работе на уроке, а не висеть, как плакаты. Только тогда они помогут учителю лучше учить, а детям легче учиться [23].

В процессе обучения В.В. Половцев обосновал роль наглядности  в выборе методов обучения. Б.Е. Райков создал первую классификацию средств обучения биологии. Варианты возможных сочетаний слова и наглядности для активизации развития  учащихся  показал Л.В. Занков. А С.Г. Шаповаленко предложил делить средства обучения не по внешним атрибутам, а с учетом и роли в учебном процессе [26].

Наглядность развивает  у учащихся эмоционально-оценочного отношения к приобретаемым знаниям. С.Е. Каменецкий выделял наглядные средства обучения самостоятельным блоком и подразделял на таблицы и диаграммы, схемы, рисунки и чертежи. Эти средства обучения использовались лишь для иллюстрации того или иного объекта или явления [12].

В настоящее  время существуют многочисленные типы наглядных средств обучения. А.В. Петров и Н.Б. Попова рассматривают  два основных вида наглядных пособий: конкретные предметы и знаково-символические  средства.

К конкретным предметам относятся макеты, муляжи фигуры, естественные объекты. Данные наглядные пособия позволяют изучать объекты и явления на эмпирическом уровне или просто иллюстрировать в качестве примера. В учебном процессе необходимо формировать не только теоретические, но и эмпирические знания. Посредством использования конкретных предметов в учебном процессе вырабатываются такие навыки как сравнение, измерение, наблюдение, эксперимент [24].

В настоящее  время по большинству предметов  важны не столько заучивание и запоминание учащимися программного материала, сколько мыслительные процессы его обработки, сопровождающие познание и обеспечивающие приобретение учащимися нового видения окружающего мира. Творческая природа знаково-символических средств наглядности процессов проявляется в таких тенденциях современных наук, как усиление абстрактного характера понятий, принципов, теорий во всех областях знаний. Абстрактный характер теоретических построений в современных науках и появление специальных синтетических языков являются свидетельством развития человеческого познания от непосредственного контакта с окружающей действительностью к опосредованному ее освоению, которое совершается с помощью заместителей реальных предметов и явлений окружающей действительности.

Одним из способов такого замещения, сопровождающих процесс передачи информации, является широкое применение во многих областях знаний знаково-символических средств, осуществляющих кодирование информации и облегчающих процессы ее приобретения.

Знаково-символические средства при определенной структуре раскрывают связи между объектами.

Выделяют несколько  видов знаково-символических средств:

1. Схемы конкретных предметов используются при отсутствии возможности наблюдать реальные объекты или явления в природе.
2. Знаково-символические средства, в которых представлена структура эмпирического исследования. Подобные наглядные средства обучения способствуют применению знаний, умений, навыков на практике.
3. Знаково-символические средства, в которых представлены теоретические и практические знания. Эти средства наглядности способствуют проведению сравнения между ранее приобретенными знаниями.
4. Знаково-символические средства, в которых пространственно-графически в условно-символической форме отражена структура исследуемого объекта, изучаемых свойств. Такие средства позволяют раскрывать сущность отражаемого явления. В качестве примера могут выступать различного рода схемы процессов, явлений, различные графики.
5. Знаково-символические средства, которые представляют собой структурно-логические схемы. Данные наглядные средства включают в себя большое количество разнообразной учебной информации [24].

Применение  схем, таблиц, рисунков в обучении, как  отмечают ряд педагогов (Л.М. Фридман, В.А. Штофф), выступает в качестве специального учебного средства, которое обеспечивает логическое упорядочивание учебного материала, лучшее его восприятие, запоминание и воспроизведение учащимися. Структурирование материала ведет к упорядочиванию учебного материала, заключающегося в связывании его отдельных частей в единое целое [34]. По мнению большинства исследователей этого вопроса (К.П. Россова, А.М. Сохор), структурирование учебного материала позволяет сгруппировать и выстроить его так, чтобы стало возможным введение в него аппарата учебно-познавательной деятельности учащихся. Такой учебный материал легче перерабатывается учащимися, знаково-символические модели в структурированном учебном материале выступают в роли своеобразных ориентиров учебной деятельности учащихся [20].

Структурирование  позволяет учителю организовать в процессе обучения мыслительные операции учащихся с учебным материалом по его анализу, синтезу, сравнению, обобщению, абстрагированию. Эти действия с учебным материалом создают прочную основу для усвоения знаний учащихся. Мыслительные операции учащихся с учебным материалом, по мнению Д.И. Трайтака, способствуют формированию у учащихся навыков аналитико-синтетической деятельности и содействуют развитию основ научно-теоретического, логического мышления, необходимого для организации учебного процесса на современном научном уровне [38].

Характерной особенностью современного урока биологии является активная самостоятельная деятельность учащихся через обучение. Информация на структурно-логических схемах представлена наглядно с раскрытием связей по логическому, и в большей степени по дедуктивному способу её изложения, кратко отражает содержание основных тем учебной дисциплины, логику и методику изложения. На каждой схеме имеется обобщённый образ восприятия, символизирующий то общее, основное, главное, что составляет сущность определённой темы и связи этого общего с частным, конкретным [16].

Структурно-логические схемы, используемые в конспекте  урока, представляют собой построенное по строгим правилам и принципам наглядное средство обучения, в котором сжато и кратко изображены основные узлы, вехи учебного материала. Схемы, таблицы являются частью опорного конспекта урока, опорным сигналом, представляющий собой определенную часть содержания и объема изучаемого учебного материала [8].

Принципиальная  психолого-педагогическая значимость опорных конспектов, как эффективной формы средств наглядности, применяемых в процессе изучения биологии, обусловлена двумя методическими идеями. Значимость первой идеи заключается и проявляется в том, что каждый ученик, как бы он ни освоил новый учебный материал, все равно при ответе у доски в процессе проверки и оценки знаний учителем всегда вынужден преодолевать две трудности одновременно: определять, о чем и в какой последовательности говорить и выбирать средства передачи содержания, особенно главного смысла ответа [28].

Вследствие  этого ответ нередко получается неуверенным, необоснованным, сбивчивым, неубедительным, слабо аргументированным, короче неудовлетворительным. Применение же опорных конспектов при условии, если они выполняются и осмысливаются самим учеником, позволяет без особых затруднений преодолеть обе эти трудности.

Вторая идея ценности опорного конспекта кроется  в том, что при традиционной классической методике проведения урока учитель обычно методом объяснения, рассказа преподносит учащимся новый материал, затем, задавая учащимся вопросы, закрепляет его и в конце урока, нередко, что очень плохо, после звонка дает домашнее задание. Таким образом, до проверки и оценки знаний нового материала на следующем уроке ученик успевает не более двух-трех раз соприкоснуться с новым материалом [29].

В опорных конспектах шифруются основные понятия темы, например, условия произрастания, биологические  особенности организмов (их отношение к факторам роста, развития - свету, температуре, воде, пище, воздуху), теоретическое и практическое значение изучаемых организмов, размножение, современная технология возделывания [22].