Н.А. ЧЕРАБАЕВА,
учитель биологии МОУ «Лицей физики, математики,
информатики № 40» при УлГУ, г. Ульяновск

«Конструируем» организм

Из опыта проблемного обучения

Истина должна быть пережита, а не преподана!

Герман Гессе

Обязательным компонентом содержания образования является развитие у учащихся способности к творческой деятельности с применением полученных знаний. Некоторые авторы (например, И.Я. Лернер) считают, что усвоить опыт творческой деятельности можно только через проблемное обучение, в т.ч. через эвристическую беседу. Но за перечислением всех «плюсов» проблемного обучения обычно следует перечисление и его «минусов». Например, А.В. Кулев пишет о том, что:

– проблемное обучение требует большего количества времени, чем «традиционное» изложение материала учителем;
– школьники должны обладать определенной эрудицией, поскольку отсутствие знаний не позволяет успешно обсуждать поставленную проблему;
– от учителя требуется отличное знание предмета, а также гибкость и оперативность в работе на уроке.

Предлагаемая здесь методика позволяет избегать этих проблем. В основном я пользуюсь ей на уроках, посвященных изучению новой группы организмов или новой системы органов, и по типу это уроки получения новых знаний. Методика предполагает «сочинение», мысленное «конструирование» нового организма – это основная задача, и ее решению посвящено все время урока. Так что тратится оно по назначению, а не на решение каких-либо дополнительных, «добавочных», проблем.

Что касается эрудиции, то она здесь – не самое главное требование. Полноценного (хотя бы на «4») знания материала предыдущих параграфов учебника вполне достаточно. И знания эти оказываются востребованными. Информация проговаривается, ее усвоение становится более осмысленным. А уж новый материал просто «проживается», становится «своим».

Однако обязательным условием применения методики является наличие у учащихся элементарных представлений об эволюции, ее механизме и причинах, а также об общебиологических закономерностях: соответствии органа выполняемой им функции; приспособленности организма к среде обитания. Поэтому в курсе 7-го класса желательно изучение темы «Эволюция» перенести с последних уроков и обзорно дать в начале учебного года.

В одном из номеров «Биологии» критиковались учебники линии И.Н. Пономаревой за излишнее количество сложных терминов. Но если материал востребован, способствует лучшему пониманию (например, при анализе взаимосвязей в системе), то воспринимается и запоминается он легко. Тем более, что новая информация на уроке озвучивается несколько раз. Впервые – когда только высказывается идея о строении организма (или этапах процесса), второй раз – когда эта идея обсуждается в группах, третий – когда результаты обсуждения сверяются с материалом учебника и справочников, и четвертый раз – когда оглашается итоговый результат.

По сути, предлагаемая методика переводит проблемное обучение из цели (развитие мышления, творческих способностей и т.д.) в средство изучения нового. Эвристическая беседа прежде всего предполагает систему логически выстроенных вопросов, отвечая на которые, опять же путем логических рассуждений, проведением аналогий, учащиеся под руководством учителя приходят к пониманию явления, процесса и т.д. Учитель ставит перед детьми проблему, указывает на противоречие, которое учащиеся должны разрешить. Безусловно, данный метод развивает творческие способности, актуализирует уже имеющиеся у детей знания, «заставляет» активно их использовать. Чаще всего эвристическая беседа рассматривается как элемент урока и направлена на получение только части информации: из всего содержания «вычленяется» отдельная проблема и часть времени урока тратится на ее решение. Или же в начале урока ставится проблемный вопрос, на который ученики должны ответить, изучив соответствующий материал обычным способом. Причем в большинстве случаев вопрос звучит: «Почему так?», т.е. «решение», которое «нашла» природа в ходе эволюции, предъявляется в готовом виде, его нужно только объяснить. Как показывает опыт, в обсуждение такого типа вопросов включаются только отдельные ученики – самые знающие, самые одаренные. Большинству же детей вопрос кажется сложным, им не хватает знаний, они не уверены, что ответят правильно.

При работе по описываемой методике учитель предлагает детям мысленно «сконструировать» биологический объект на основании некоторых исходных данных. Например, известны функции, которые выполняет орган, условия выполнения этих функций. Если изучается система органов – пытаемся «сочинить» эту систему, если изучается на вводном уроке целостный организм – «сочиняем» его. Тема урока обычно сразу не сообщается, иначе это будет подсказкой, но иногда это непринципиально.

Поставленный вопрос звучит не «Почему так?», а «Как будет?»: «Как будет выглядеть орган, какое строение он будет иметь, если он выполняет определенную функцию? Какое строение будет иметь ткань, выполняющая...» и т.д. При этом у учащихся не только развивается логическое мышление, но, действительно, стимулируется творческая активность, а ранее полученные знания используются интенсивнее, чем в обычной эвристической беседе. Дети учатся анализу и (в большей степени) синтезу, экстраполируют, отчасти предугадывают решение. Кроме того, в предлагаемой методике обязательный компонент урока – работа с учебником и справочной литературой. И, самое главное, изучаемый объект (организм или процесс) не «препарируется» на части, а изучается (и воспринимается!) целиком, со всеми присущими ему взаимосвязями, т.е. системно.

Описываемая методика используется мною несколько лет и хорошо себя зарекомендовала в работе с разными классами.

Последовательность изучения нового материала на уроке следующая.

1. Краткий рассказ учителя: факты, условия, во-прос – т.е. представление исходных данных.
2. Короткое (1–2 мин) размышление учащихся.
3. Прослушивание разных вариантов решения и отбор наиболее перспективных.
4. Решение проблемы, «сочинение» биосистемы. Форма работы – или фронтальная эвристическая беседа (учитель подводит детей к решению с помощью аналогий, логических рассуждений, образов и т.д.), или работа в группах. По «наметкам» (п. 3), каждая группа работает в своем направлении (например, «сочиняет» разные системы органов). Учебники на всех этих этапах закрыты.
5. Работа с учебниками, справочниками; коррекция выводов. Иногда дополнительно даются кар-точки с указаниями, на что следует обратить особое внимание. Лучше, если это работа проводится в парах или группах.
6. Озвучивание окончательного решения; рассказ о «настоящем» строении организма, ткани, системы органов.

Теперь подробнее о каждом этапе.

Изначально можно сообщить следующие исходные данные: каким предположительно был предковый организм (например, для пресмыкающихся это земноводные); как изменились особенности среды обитания. Другой вариант – часть особенностей организма известна, а остальное нужно додумать. С наиболее «продвинутыми» классами можно мысленно «конструировать» и процессы. Тогда сообщаются исходные данные и результат, к которому данный процесс приводит. Задание: продумать этапы процесса. Если «сочиняем» митоз, то исходные данные таковы: перед делением исходная клетка имеет двойной набор хромосом (2n), в результате митоза образуются две клетки, содержащие по 2n каждая. Какие процессы должны произойти в клетке перед делением и как происходит сам процесс деления?

Другой пример. Первый урок по теме: «Пресмыкающиеся». Не называя темы урока, рассказываем, что после расцвета амфибий наступили для них трудные времена. Можно полностью взять цитату из книги Ю.Дмитриева «Земноводные и пресмыкающиеся».

«Считают, что первопроходцы суши – земноводные – появились на стыке девона и каменноугольного периода. Покинув воду и приобретя кое-какие приспособления для жизни на суше, первые земноводные, видимо, неплохо чувствовали себя: климат был ровный, теплый, воздух – влажный, да и водоемов было достаточно. Но вот в конце каменноугольного периода на Земле произошли существенные перемены, изменился климат: в ряде мест земного шара он стал жарким и сухим, в то же время, как свидетельствуют годовые кольца на стволах ископаемых деревьев, начались суровые и холодные зимы. Естественно, изменилась и растительность. Счастливая и беспечная жизнь первых амфибий кончилась. Надо было приспосабливаться к новым условиям существования. Часть земноводных не смогла приспособиться и погибла. Другие сохранили верность полуназемному, полуводному образу жизни и постепенно дали начало современным амфибиям. Третьи сделали решительный и окончательный шаг на сушу и остались осваивать новые условия жизни».

Далее задаем вопросы: «Наверное, это уже были новые организмы? Какими признаками они должны были обладать, чтобы приспособиться к засушливому климату? Какие системы органов должны измениться и как? Попробуем представить себе такой организм». Главное – понятнее и ярче дать исходные данные. Хорошо, если вопрос поставлен так, что для его разрешения в первую очередь надо проявить фантазию, «прочувствовать» решение. Как показывает опыт, в этом случае в работу включаются даже слабые ученики, и работают не только «левополушарные» дети с развитым логическим мышлением, но и «правополушарные», больше мыслящие образами.

Времени на обдумывание дается немного – максимум 2 мин. Часто дети вопрос решают очень быстро, на интуитивном уровне. Но при этом объяснить, почему они приняли именно такое решение, могут далеко не всегда. Очень важно на этом этапе не «спугнуть» решение, найденное не логическим путем, а в виде образа.

Выслушать надо как можно больше мнений. Выбираем самые разумные ответы и включаем их в обсуждение для дальнейшего анализа.

На четвертом этапе, как уже сказано, возможны два варианта работы. При фронтальной эвристической беседе можно вычерчивать на доске логические цепочки, записывать основные «придумки», идеи. Например, при обсуждении вопроса о земноводных, которые дали начало пресмыкающимся, возможны следующие рассуждения (я не привожу наводящие вопросы и аналогии, показана только логика поиска решения). Кожа (покровы) должны стать толще и суше, иначе организм теряет много влаги. Но если кожа будет сухой, то она не будет участвовать в дыхании. Следовательно, должны измениться легкие: нужно увеличить дыхательную поверхность. Кровеносная система тесно связана с дыхательной, следовательно, изменится сердце. В связи с освоением новых условий обитания и новых территорий усовершенствуются органы чувств и нервная система. Изменится система размножения. Если бы пресмыкающиеся выметывали икру, она бы засыхала, и т.д.

При работе в группах (особенно эффективен этот путь при изучении не системы органов (анатомия) или явления (общая биология), а типа строения организма животных (зоология)) аналогии, логические рассуждения, образы дети находят уже сами. Лучше, но не обязательно, если у них уже есть опыт «конструирования», основанный на фронтальных эвристических беседах.

Решения, заявленные при фронтальной работе на третьем этапе, анализируются и уточняются. Ребята по сути осуществляют «мозговой штурм». Учитель может переходить от группы к группе, консультировать учащихся, но чаще они справляются сами.

Если работаем фронтально, учитель в конце беседы просто перечисляет, к каким выводам пришли, и переходит к следующему этапу. Если работали в группах, перед переходом к следующему этапу каждая группа «озвучивает» свои выводы.

На пятом этапе каждая группа сверяет с учебником или справочником свою часть «сконструированной» информации, уточняет и дополняет ее. Если речь идет об организме – разные группы анализируют информацию о разных системах органов, если о процессе – разные стадии этого процесса. Этот этап урока интересен тем, что именно здесь детей ждет удивление: они только что «сочинили» то, что ранее «сочинила» сама природа, они шли «за природой»! Дети видят результат, понимают, что они что-то умеют!

На шестом этапе, по сути представляющем собой закрепление полученных знаний, представители разных групп озвучивают окончательный результат (например, какое конкретно строение будут иметь разные системы органов и т.п.). Если ранее на доске вычерчивались схемы разных систем органов, они дополняются, уточняются.

Понятно, что эту методику нельзя применять на каждом уроке. Не всякий материал можно «сочинить», да и разнообразие детям требуется. Еще одно ограничение – особенности учебников и программ. Я работаю по учебникам под редакцией И.Н. Пономаревой. Материал в них имеет традиционную последовательность изложения и позволяет «конструировать» ткани, органы и системы органов – в курсе анатомии; организмы – в курсе зоологии. По учебникам под редакцией Сонина работать по данной методике затруднительно, т.к. в этом случае уже на первых уроках дети знакомятся со всеми вариантами систем органов животных. (Хотя, возможно, я просто плохо знакома с этими учебниками.) Но в курсе анатомии такая работа возможна по любой программе.

На мой взгляд, предлагаемая методика шире использует возможности проблемного обучения, позволяет учащимся воспринимать информацию системно, с осознанием существующих в природе взаимосвязей, работает на понимание единства живой природы. Развивается не только логическое, но и образное мышление. Кроме того, формируются навыки работы с учебной литературой, справочниками, критичность мышления.

Еще один несомненный плюс. Я глубоко убеждена, что в 10–11-х классах обязательно должна преподаваться биология, а не естествознание. Получается, что мы вроде бы одно и то же изучаем и в 9-м и в 10–11-х классах. Конечно, при правильном подходе это не так, но сомнения и вопросы возникают. Описываемый метод проблемного обучения в 9-м классе позволяет «сочинять» структуры, явления, процессы, т.е. «выхватывать» их суть, общие схемы и принципы, а в 10–11-х классах – изучать «тонкости».

Вариант урока, разработанного в соответствии с описываемой методикой, был опубликован в газете «Биология», № 8/2003 («Издательский дом «Первое сентября»)