Our journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

USING A PROBLEM-BASED APPROACH IN TEACHING BIOLOGY IN THE 10TH GRADE

Research article
Khotulyova O.V.
Voronin D.M.
Kruteleva A.S.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.110.8.099
Issue: № 8 (110), 2021
Published:
2021/08/17
PDF

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОБЛЕМНОГО ПОДХОДА В ОБУЧЕНИИ БИОЛОГИИ В 10 КЛАССЕ

Научная статья

Хотулёва О.В.1, *, Воронин Д.М.2, Крутелева А.С. 3

1 ORCID:0000-0002-9532-6761;

1, 2, 3 Государственный гуманитарно-технологический университет, Орехово-Зуево, Россия

* Корреспондирующий автор (khotuleva[at]yandex.ru)

Аннотация

Проблемное обучение — это один из типов развивающего обучения, характерная особенность которого заключается в сближении психологии мышления учащихся с психологией обучения. Оно предусматривает исследовательскую деятельность ученика, которая обусловлена проблемной ситуацией и побуждает его формулировать гипотезы и проверять их в ходе умственных и практических операций. Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах учебно-воспитательного процесса на уроках биологии. В статье рассматривается методика проведения урока с проблемным содержанием в 10 классе по теме «Строение и функции клетки. Размножение и развитие» с применением двух современных технологий «Фишбоун» и инфографика как эффективного средства визуализации информации по биологии.

Ключевые слова: проблемное обучение, современные технологии, мотивация к обучению.

USING A PROBLEM-BASED APPROACH IN TEACHING BIOLOGY IN THE 10TH GRADE

Research article

Khotulyova O.V.1, *, Voronin D.M.2, Kruteleva A.S.3

1 ORCID:0000-0002-9532-6761;

1, 2, 3 State University of Humanities and Technology, Orekhovo-Zuyevo, Russia

* Corresponding author (khotuleva[at]yandex.ru)

Abstract

Problem-based learning is one of the types of developmental learning the characteristic feature of which is the convergence of the psychology of student thinking with the psychology of learning. It provides for the student's research activity, which is caused by a problem situation and encourages them to formulate hypotheses and test them during mental and practical operations. Problematic situations can be created at all stages of the educational process during biology lessons. The article discusses the methodology of conducting a lesson with problematic content in the 10th grade on the topic "Structure and Functions of the Cell. Reproduction and Development" using two modern technologies such as ishikawa diagram and infographics as an effective means of visualizing information on biology.

Keywords: problem-based learning, modern technologies, motivation to learn.

Введение

Одним из составляющих, развивающего обучения, является проблемное, заключающееся в решении учениками конкретных, поставленных задач, в процессе решения которых учащиеся приобретают необходимые знания, умения и навыки и совершенствуют уже имеющиеся [10, С. 234]. Основными понятиями, на которых строится данный метод, являются проблемная ситуация и проблемная задача.

Проблемная ситуация, по мнению А. М. Матюшкина, это такая ситуация, которая стимулирует процессы мышления при решении конкретной задачи [5, С. 39].

Целями проблемного обучения являются:

  1. Развитие творческого и логического мышления, способностей учащихся, любознательности, активности;
  2. Усвоение, найденных в ходе поиска, знаний и умений;
  3. Воспитание творческой личности, умеющей ставить цели и решать задачи.
  4. Формирование универсальных учебных действий (УУД) [3, С. 15-20].

Известно, что у хорошо замотивированных обучающихся при возникновении и решении разных задач появляется большое количество вопросов, суждений и предположений. На некоторые им известен ответ, а на другие они затрудняются ответить. Поэтому из-за столкновения с трудностью и невозможностью выполнить предложенное задание с помощью базовых знаний и умений появляется потребность в новом знании. Именно эта потребность и является сутью проблемной ситуации.

Методы и принципы исследования

Опираясь на проблемно-деятельностный подход, предусмотренный материалами федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС), можно выделить несколько методических приёмов для создания проблемных ситуаций на уроке:

  • создание учителем противоречия между выводами и предположениями школьников и предложение найти выход из возникшей ситуации, то есть разрешить данную проблему;
  • учитель сталкивает противоречия практической деятельности;
  • учитель зачитывает всем различные точки зрения на поставленный вопрос и предлагает выяснить, какая из них научно обоснована;
  • учитель предлагает каждому ученику решить проблему с точки зрения разных профессий (например, педагога, врача, астронома, геолога и т.д.);
  • учитель побуждает учащихся анализировать, сравнивать, обобщать, систематизировать, делать предположения и выводы;
  • учитель ставит конкретные вопросы, на которые старшеклассники должны дать исчерпывающий и обоснованный, подкреплённый фактами, ответ;
  • учитель ставит проблемные задачи с избыточными или, наоборот, с недостающими данными. Также возможна постановка неправильного вопроса, неопределённого, с противоречивыми данными или с ограничением по времени [6, С. 24-26].

Все варианты вполне возможно применить на уроках биологии в 10 классе при изучении обширной темы «Клетка».

Важным при применении учителем метода проблемного обучения на уроках биологии является использование информационно-коммуникационных технологий [3, С. 9]. С помощью различных программ можно вариативно и красиво изложить свои мысли, систематизировать их с использованием различных графических объектов или даже сделать анимации. Так ученикам предоставляется возможность показать себя и проявить свои творческие таланты, почувствовать себя конструктором.

Для осуществления основной части в решении проблемной задачи учитель может предложить ученикам поработать в таких образовательных приложениях: LearningApps.org, Canva, Mindomo, Padlet. С помощью них учащиеся смогут составить инфографики, ментальные карты, поиграть в обучающие игры или даже создать собственные. Возможно составление блок-схем, таблиц и многих других вариантов структурированного представления имеющихся и полученных знаний.

Основные результаты

Выбор методов обучения зависит от многих факторов: содержания учебного материала, дидактических целей, функций, уровня подготовки школьников, педагогического мастерства преподавателя [9, С. 231]. При проведении обобщающего урока в 10 классе на тему «Строение и функции клетки. Размножение и развитие» учащимся предлагается составить инфографику и «Фишбоун». Это два практических метода, основывающиеся на систематизации получаемых и имеющихся знаний и изображении её в удобной, укомплектованной форме. Во время урока создавать такие способы представления информации можно как в бумажном виде, так и на компьютерах, в зависимости от оснащённости кабинета техникой.

«Фишбоун» — это удобный метод, применимый не только для упорядочивания имеющейся информации и лёгкого её запоминания, но и для решения многих проблемных вопросов [7]. Данный метод:

  • развивает критическое мышление;
  • совершенствует творческие и интеллектуальные способности школьника;
  • учит выделять из общего частное, то есть отбирать только нужные материалы и аргументированно высказывать собственное мнение перед остальными;
  • учит работать индивидуально, в парах или команде, слышать и слушать собеседника.

Схема напоминает скелет рыбы, и каждая его часть имеет определённое значение, влияющее на её последующее заполнение.

На месте головы пишется проблемный вопрос, на который нужно найти ответ.

На месте верхних косточек пишутся причины или основные понятия, скрытые в проблемном вопросе, которые смогут привести к его решению.

На месте нижних косточек пишутся отдельные факты, подтверждающие имеющуюся причинную информацию.

На месте хвоста пишется вывод, который обобщает все описанные ранее причины и факты, что в итоге приводит к решению проблемы.

Количество причин и фактов может быть неограниченным, но всё должно подчиняться законам логики и научной обоснованности.

Ещё одним графическим способом представления материала, как на бумаге, так и в электронном виде является инфографика. Она состоит не только не только из картинок и прочих фигур, но и из текста, диаграмм, схем [1, С. 41]. Изображения на инфографике даются не с целью эстетического оформления, а для передачи информации, они являются самостоятельным источником знаний. Текст, при таком способе изложения, должен быть представлен в минимальном объеме, только в виде определённых опорных слов или словосочетаний, возможно в виде 2-3 коротких предложений. Инфографику можно использовать для решения проблемных вопросов. Учащимся нужно активизировать свои творческие умения и богатое воображение. Такой способ позволяет:

  • активизировать мыслительные процессы;
  • включить творческое воображение, то есть научиться изображать свои знания в виде рисунков, диаграмм, схем и т.п.;
  • научиться работать индивидуально, в паре и команде [2, С. 32].

Урок должен состоять из трёх основных этапов:

  1. Подготовительный.

Учащиеся делятся на две команды. Учитель формулирует суть проблемы.

Первой команде выдаётся задание: вспомнить строение эукариотической и прокариотической клеток, их химический состав, процессы митоза и мейоза. Второй команде выдаётся другое задание: вспомнить функции всех органоидов эукариотической и прокариотической клеток, процессы митоза и мейоза. В ходе выполнения задания учитель формулирует вопросы для первой команды:

1) Опираясь на знания о строении клетки, объясните с помощью стратегии «Фишбоун», почему бактерии выделяют в отдельное царство?

2) Что может произойти, если с этого момента процесс митоза исчезнет?

И для второй команды:

1) Зная функции органоидов животной клетки, сравните их с любыми системами из реальной жизни (например, ядро-директор предприятия, цитоплазма-помещение и т.п.). Представьте это в виде инфографики, указывая характерные функции каждого органоида.

2) Катя утверждает, что если бы на Земле не появился такой процесс, как мейоз, то эволюция живой природы была бы невозможна. Дима не согласен с ней и говорит, что для продолжения жизни и эволюции организмов на планете достаточно процесса митоза. С чьей точкой зрения вы согласны? Аргументируйте свои предположения.

Второй этап - непосредственно сам урок, включающий различные формы и виды деятельности как ученика, так и учителя. Проводится короткий организационный момент, происходит постановка проблемных ситуаций учителем в процессе короткой беседы с учащимися. После того, как вопросы были выданы, а ученики поняли, что от них требуется, начинается процесс поиска информации, дискуссии, составления «Фишбоуна» и инфографики.

Учитель по мере возможности помогает командам в рассуждениях, подталкивая их на верный путь в размышлениях. По истечении времени, отведённого на поиск ответов, учитель предлагает первой команде ответить на поставленные проблемные вопросы и показать соперникам, как они изобразили ответ с помощью методики «Фишбоун». Далее возможна дискуссия, если второй команде есть что дополнить или сделать какие-то замечания. Тот же процесс проходят и соперники, но представляя вниманию уже инфографику. На «защиту» своих мини-проектов каждой команде отводится от 3 до 5 минут.

Далее учитель, на основе представленных работ, высказывает свои замечания и предложения. Если работы выполнены успешно, то осуществляется переход на заключительный этап.

Подведение итогов. На данном этапе работает больше не учитель, а учащиеся. Им следует проанализировать свою работу в команде, каких результатов они достигли, что они смогли извлечь полезного и интересного в результате образовательного процесса.

После окончания урока можно предложить детям на внеурочном занятии, или по желанию дома на ватмане, изобразить выполненную в классе инфографику и «Фишбоун», а затем повесить в кабинете биологии. Так, детям будет приятно, что их работа была проделана не напрасно, а будет украшать стены класса и помогать другим ученикам в изучении строения и функций клетки. Значение митоза и мейоза для всех организмов можно сделать в виде обычного списка с соответствующими иллюстрациями на листах А4, которые можно также повесить на стену и в любой момент подойти и прочитать.

Заключение

В процессе использования проблемного обучения на уроках биологии учитель воспитывает в каждом ученике творческую личность, способную думать разносторонне и логично [8, С. 358]. Кроме этого, учащимся предоставляется возможность дискутировать, предполагать, обмениваться идеями. Повышается доверие к преподавателю и интерес к изучению биологии. Обучение становится «комфортным». Всего этого возможно достичь благодаря правильному подходу к преподаванию со стороны учителя и использования различных современных методик, а также электронных образовательных ресурсов. У проблемного обучения есть свои достоинства и недостатки. Достоинств значительно больше, так как они включают в себя большое количество полезных качеств формирования интеллектуально развитой личности.

К достоинствам проблемного обучения можно отнести такие аспекты, как:

  • Развитие самостоятельности. Учащийся без чьей-либо помощи может найти проблему, выделить из неё суть, составить план решения и сделать выводы.
  • Развитие творческого мышления, что является одной из главных целей проблемного обучения. Ученик при поиске ответа на вопрос предлагает свои неординарные идеи, нестандартные решения.
  • Прочность усвоения знаний. Известно, что только 5-10% информации, услышанной от учителя, ребёнок способен запомнить и воспроизвести на следующий день. 
Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

  1. Арбузова, Е. Н.Визуализация образовательного процесса по биологии средствами инфографики / Е. Н. Арбузова // Биология в школе. 2017. № 5. С. 39—47.
  2. Арбузова, Е. Н.Развитие критического мышления и рефлексии при обучении биологии / Е. Н. Арбузова // Биология в школе. 2017. № 3. С. 23—35.
  3. Воронин Д.М. Подходы к повышению эффективности обучения биологии в школе / Д.М. Воронин, О.А. Завальцева, О.В. Хотулёва // Проблемы современного педагогического образования. . - Сборник трудов:- Ялта: РИО ГПА, 2018. №59-4. С. 7-10.
  4. Леонтьев, А.А. Технология развивающего обучения: некоторые соображения / А.А. Леонтьев // «Школа 2000…». Концепции. Программы. Технологии./ Вып.2.-М.: Баллас, 1998. С. 11-20.
  5. Матюшкин А. М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении // Хрестоматия по педагогической психологии / Сост. А. И. Красило, А. П. Новгородцева. — М.: Междунар. пед. акад., 1995. — С. 312—326.
  6. Мельникова, Е.Л. Проблемный урок, или как открывать знания с учениками: Пособие для учителя / Е.Л. Мельникова. – М., 2006, 168 с.
  7. Метод "Фишбоун" (Рыбий скелет): что это такое, формы работы на уроке и примеры[Электронный ресурс]. URL: http://pedsovet.su/metodika/priemy/5714 (дата обращения: 12.06.2021)
  8. Хотулёва О.В. Использование инновационных образовательных технологий в процессе обучения биологии в школе / О.В. Хотулёва, Д.М. Воронин, О.А. Завальцева // Проблемы современного педагогического образования, 2018, № 60-1, С. 357-361.
  9. Хотулёва О.В. Активизация познавательной деятельности студентов при изучении экологии с использованием дидактических игр / О.В. Хотулёва, Г.В. Егорова, О.А. Завальцева // Проблемы современного педагогического образования. - Сборник трудов:- Ялта: РИО ГПА, 2019. №63-3. С. 231-235
  10. Шарапатова Е. П. Элементы проблемного обучения на уроках биологии / Е. П. Шарапатова // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2016. – Т. 19. – С. 230–235.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Arbuzova, E. N. Vizualizacija obrazovatel'nogo processa po biologii sredstvami infografiki [Visualization of the educational process in biology by means of infographics] / E. N. Arbuzova // Biologija v shkole [Biology at school]. 2017. № 5, pp. 39-47 [in Russian]
  2. Arbuzova, E. N. Razvitie kriticheskogo myshlenija i refleksii pri obuchenii biologii [The development of critical thinking and reflection in teaching biology] / E. N. Arbuzova // Biologija v shkole [Biology at school]. 2017. № 3, pp. 23-35 [in Russian]
  3. Voronin D. M. Podkhody k povysheniju ehffektivnosti obuchenija biologii v shkole [Approaches to improving the effectiveness of teaching biology at school] / D. M. Voronin, O. A. Zavaltseva, O. V. Khotuleva// Problemy sovremennogo pedagogicheskogo obrazovanija. . - Sbornik trudov [Problems of modern pedagogical education: Collection of Studies]:- Yalta: RIO GPA, 2018. 59-4, pp. 7-10 [in Russian]
  4. Leontyev, A. A. Tekhnologija razvivajushhego obuchenija: nekotorye soobrazhenija [The technology of developing learning: some considerations] / A. A. Leontyev // «Shkola 2000…». Koncepcii. Programmy. Tekhnologii [" School 2000...". Concepts. Programs. Technologies]. / Issue 2. - Moscow: Ballas, 1998, pp. 11-20 [in Russian]
  5. Matyushkin A. M. Problemnye situacii v myshlenii i obuchenii [Problematic situations in thinking and learning] / M. Maytushkin // Textbook on pedagogical psychology / Compiled by A. I. Krasilo, A. P. Novgorodtseva. - M.: Mezhdunarodnaya pedagogicheskaya akademiya, 1995. - pp. 312-326 [in Russian]
  6. Melnikova, E. L. Problemnyjj urok, ili kak otkryvat' znanija s uchenikami: Posobie dlja uchitelja [A problem lesson, or how to open knowledge with students: A manual for a teacher] / E. L. Melnikova. - M., 2006, 168 p. [in Russian]
  7. Metod "Fishboun" (Rybijj skelet): chto ehto takoe, formy raboty na uroke i primery [Fishbone method (Fish skeleton): what is it, forms of work in the lesson and examples] [Electronic resource]. URL: http://pedsovet.su/metodika/priemy/5714 (accessed: 12.06.2021) [in Russian]
  8. Khotuleva O. V. Ispol'zovanie innovacionnykh obrazovatel'nykh tekhnologijj v processe obuchenija biologii v shkole [The use of innovative educational technologies in the process of teaching biology at school] / O. V. Khotuleva, M. Voronin, O. A. Zavaltseva // Problemy sovremennogo pedagogicheskogo obrazovanija [Problems of modern pedagogical education], 2018, No. 60-1, pp. 357-361 [in Russian]
  9. Khotuleva O. V. Aktivizacija poznavatel'nojj dejatel'nosti studentov pri izuchenii ehkologii s ispol'zovaniem didakticheskikh igr [Activation of students ' cognitive activity in the study of ecology using didactic games] / O. V. Khotuleva, G. V. Egorova, O. A. Zavaltseva // Problemy sovremennogo pedagogicheskogo obrazovanija. - Sbornik trudov [Problems of modern pedagogical education. - Collection of Studies]:- Yalta: RIO GPA, 2019. № 63-3, pp. 231-235 [in Russian]
  10. Sharapatova E. P. Ehlementy problemnogo obuchenija na urokakh biologii [Elements of problem-based learning at biology lessons] / E. P. Sharapatova // Nauchno-metodicheskijj ehlektronnyjj zhurnal «Koncept» [Scientific and methodological electronic journal "Concept"]. - 2016. - Vol. 19 – pp. 230-235 [in Russian]