Самоосвіта

Пошук інноваційних  технологій для розвитку логічного мислення на уроках біології

 

                                                           План

2.     Підвищення ефективності розвитку  логічного мислення учнів на уроці біології  за допомогою інтерактивних методів навчання.

1.     Роль  творчих завдань у розвитку логічного мислення.

3.     Технології  розвивального та проблемного навчання – засоби активізації  розумового навчання.

…тільки біологія може пробудити розум дитини.

  Біологічна наука, одна єдина дає дійсне спілкування людини з природою, без чого всі розумові здібності і життєва енергія швидко б збідніли. Подорожуючи в світ природи, діти звертають увагу на причинно-наслідкові зв´язки між явищами і речами, вчаться бачити залежності. Адже давня мудрість говорить: “Мислення розпочинається тільки із здивування”, а здивувати дитину можна лише на уроках біології. Найбільше запитань може бути лише в біології. Тільки біологія може емоційно пробудити розум дитини.

Щоб пробудити розум дитини, на своїх уроках я намагаюсь користуватися активними методами роботи, тому що активність – це психічна якість, риса характеру людини, яка виражається в посиленій діяльності. Ця якість не вроджена і не постійна, а може динамічно розвиватися, прогресувати і регресувати під впливом сім´ї, школи, праці, товаришів та інших соціальних факторів. Найголовніше, що на кожному уроці необхідна пізнавальна активність, а вона залежить тільки від учителя, від його уміння активізувати учнів. Активні методи спонукають дітей до старанного навчання. При активних методах всі на уроці працюють інтенсивно, з цікавістю та бажанням: слухають – думаючи, спостерігають – думаючи, читають – думаючи, виконують завдання – думаючи… Головне, що активні методи допомагають старанності всіх учнів: сильним, кмітливим, допитливим, слабким, безвільним, ледачим…

Для розвитку логічного мислення використовую і  творчі завдання, що значно підвищує ефективність навчання. Творче завдання - це завдання, при вирішенні якого необхідно знайти новий алгоритм розв'язання. Умови таких завдань безпосередньо не говорять про те, які знання знадобляться для їх вирішення, тому діяльність учнів спрямована на їх виявлення і підбір необхідних відомостей. При вирішенні таких завдань можуть знадобитися знання з різних розділів фізики, хімії, географії, екології .

 Творчі завдання на уроках біології дозволяють:
- узагальнити, повторити і засвоїти навчальний матеріал;
- ознайомити учнів з досягненнями в галузі природничих наук;
- розвивати творчі здібності учнів, пізнавальний інтерес, абстрактне і логічне мислення;
- формувати навички спільної роботи;
- встановити міжпредметні зв'язки.

Проводити уроки, на яких використовуються творчі завдання набагато важче, зате ці уроки мають позитивний вплив на учнів, формуючи у них інтерес до біології, розвиваючи творче мислення. Завдання можуть бути розділені на кількісні (розрахункові), якісні та експериментальні.

Кількісні завдання
 Багато спостережень і дослідів з біології людини ( 9 клас ) пов'язані з вимірами: визначення росту і маси тіла, підрахунок частоти пульсу і дихальних рухів, визначення життєвої ємності легень, часу максимальної затримки дихання. Вимірювання дозволяють перевірити навички самоконтролю і порівняти отримані дані із середньостатистичними.  Результати вимірювань в подальшому використовуються учнями для оцінки стану свого здоров'я, складання раціону харчування, антропометричних вимірів…
Якісні задачі
 До якісних відносяться, наприклад, завдання на порівняння органів людини з гомологічними органами тварин. Це дає можливість ознайомити учнів з методами порівняльної анатомії. При вирішенні задач такого типу визначаються лише якісні співвідношення між біологічними величинами, що дає можливість виявити причинно-наслідкові зв'язки між явищами. При цьому часто використовуються малюнки, графіки, таблиці, іноді експеримент. Завдання на розпізнавання органів за їх функціями сприяють кращому розумінню учнями взаємозв'язків в організмі.  
  До якісних можна віднести також задачі наступних типів:
- завдання, що вимагають розпізнавання органів за їх словесним описом;
- завдання на визначення демонстрованих фізіологічних процесів (наприклад, визначення умовних і безумовних рефлексів і їх гальмування);
- завдання на зв'язок будови і функції, наприклад, визначення потужності шийних м'язів по горбистості на потиличній кістці людини;
- завдання на зв'язок теоретичних знань основ анатомії і фізіології людини з особистою і загальною гігієною.
Експериментальні задачі

 До експериментальних завдань відносять формулювання висновків з результатів досвіду, доказ висунутих припущень. Завдання на складання гіпотези використовуються в тих випадках, коли в учнів були визначені теоретичні знання або матеріали спостережень, на підставі яких можна зробити які-небудь припущення. Такі експериментальні задачі проводяться за звичайним планом: складання гіпотези, обговорення способів її перевірки, конструювання досвіду і його проведення. Правильність висунутого припущення доводиться експериментально. Пропонується кілька однотипних завдань. Одні з них розбираються разом з учнями, інші використовуються для самостійного складання гіпотез.
Приклад. Як довести, що кровоносні судини під шкірою руки - вени?
Учні вирішували завдання різними способами. Частина з них виходила з визначення вени. Інші шукали такі досліди, якими можна довести, що кров у венах рухається до серця: «Потрібно здавити руку в зап'ястку. Якщо ми бачимо, що судини набухають зі сторони кисті, значить це вени, тому кров по них рухається до серця».  Завдання можна вирішити, будуючи логічні  міркування:  «Видимі на поверхні руки судини не можуть бути капілярами, бо вони великі,  і не  можуть бути  артеріями, тому не пульсують. Значить, це вени ».
 У творчих завданнях можуть використовуватися протиріччя в наукових фактах, протиріччя між життєвими уявленнями і науковими фактами, а також нові факти, яким важко знайти пояснення на основі наявних знань. Завдання інноваційного типу пов'язані з усвідомленням школярами нових для них фактів та ідей на основі загальних закономірностей і логічних умовиводів. В якості прикладу розглянемо наступну задачу: яйце зважили перед початком і в кінці інкубації, чи змінилася вага яйця? В кінці інкубації маса яйця повинна бути менше, тому що частина речовин витрачається в енергетичних процесах, необхідних для розвитку курчати, а продукти окислення видалені з яйця через пори в шкаралупі. Шляхом міркування школярі приходять до висновку, що містить нову інформацію, можливо, невідому їм.
 Розвитку творчих здібностей учнів значною мірою сприяють  задачі,  що вимагають використання життєвого досвіду і  повсякденних спостережень. Життєвий досвід часто вступає в протиріччя з отриманими на заняттях відомостями,  породжуючи  проблемні ситуації, дискусії, суперечки, що є передумовою для створення творчої атмосфери на уроці.
 Творчі завдання можна класифікувати так:
- завдання на встановлення причинних зв'язків; наприклад, чому людина може без їжі обійтися кілька тижнів, без води - декілька діб, а без повітря - кілька хвилин? Відповіді учнів можуть бути такими: 
- Для обміну речовин необхідний кисень, припинення обміну речовин означає загибель організму, тому киснем повинні безперервно забезпечуватися всі клітини організму;
- Без їжі і води людина може прожити кілька тижнів, тому в людському організмі є запас білків, жирів, вуглеводів, а запасів кисню в організмі немає;
- Без їжі людина може обійтися кілька тижнів, тому в організмі є накопичення жиру - ними людина і харчується; вода також знаходиться в організмі, а ось кисню в крові і органах мало, і якщо його немає в повітрі, то людина задихається.
- завдання, що формують системне мислення; наприклад, у чому перевага правильної постави для нормальної життєдіяльності ростучого організму?
У своїх відповідях учні відзначали,  що правильна постава має не тільки естетичне значення; при неправильній поставі неминуче відбувається викривлення хребта, що ускладнює роботу серця, легень та інших внутрішніх органів; при правильній поставі краще протікає процес росту людини.
- семантичні задачі;  на пояснення термінів, визначень, відмінностей побутової та наукової номенклатури, наприклад, пояснити смислове значення і походження слова «печінка». В основному учні відповідають вірно:
- печінка походить від слова «піч», вона зігріває своїм теплом проходить через неї кров, обігріває наш організм, в печінці відбувається сильний обмін речовин; 
- завдання на виявлення зв'язків між образною і словесною інформацією; наприклад, чому волосся, яке розміщене на шкірі, піднімається від холоду, страху, стресу, як говорять «стає дибки»?
Відповіді учнів досить прості і зрозумілі: скорочуючись, м'язи піднімають волосся; при переляку, перезбудженні нервовий імпульс надходить до м'язів, що піднімає волосся, вони скорочуються, і волосся підіймається.
Поясніть прислів'я: «Сите черево глухе до вчення».
Відповіді учнів можуть бути частково помилковими, так як спираються на досвід поколінь: під час їжі кров підливає до шлунку, в головний мозок в цей час крові надходить менше, і через це міркує погано; після прийняття їжі кров підливає до шлунку для травлення, і коли ми починаємо розумову роботу, то мозок працює не на повну силу (зосередитися буде важче); поки їжа не перетравиться, організм не стане перемикатися на роботу мозку; коли людина їсть, кров приливає до шлунку, щоб переварити їжу.
- завдання на зв'язок цільових і причинних відносин; наприклад, чому ноги замерзають на морозі швидше інших частин тіла? Відповіді учнів можуть бути досить  анатомічно цікавими і альтернативними: ноги замерзають на морозі швидше інших частин тіла, тому що тиск крові в них менше і циркуляція слабкіше, тому судини знаходяться далеко від серця; ноги швидше замерзають, тому кровообіг у ногах відбувається повільно; ноги розташовані далі від серця, і кров туди надходить довше, циркулює кров в ногах повільніше, ніж в інших органах.

Альтернативні відповіді:
- ноги знаходяться ближче до землі, а земля взимку холодна;
- процес кровообігу займає великий період часу, і кров у ногах за цей час остигає;
- на ногах шкіра тонша, ніж на інших частинах тіла;
- ноги довші, ніж інші кінцівки тіла, і кров поки туди доходить, холоне;
- на морозі кров стає більш густою і в'язкою, тому повільніше пересувається.
 На жаль, навіть у правильних відповідях учні не вказували, що у венах кров рухається проти сили тяжіння і тому застоюється.
- завдання на розвиток системоутворюючої творчої активності; наприклад, печінку називають «хімічною лабораторією», «продовольчим складом», «диспетчером організму». Що лежить в основі таких образних виразів? До якої системи органів вона відноситься і чому?
Відповіді учнів бувають такими:
- у печінці відбуваються хімічні перетворення речовин, синтезуються білки, в ній міститься безліч різних вітамінів, надлишок вуглеводів відкладається в печінці у вигляді глікогену;
- печінка бере участь у підтриманні постійності крові; вона затримує отруйні речовини, в печінці синтезуються білки, вуглеводи, ферменти;
- завдання на спостережливість; наприклад, на які кістки спираються руки, коли на фізкультурі поступає команда покласти їх на стегна. Учні відповідають по-різному: на тазові кістки або на стегнові кістки. Це просте питання дає можливість з'ясувати, чи правильно школярі розрізняють наукові терміни і життєві назви, чи вірно представляють топографію кістяка. Вони вчаться аналізувати факти повсякденного життя і, насамперед, навчаються помічати їх.
         До завдань на спостережливість відносяться такі, для вирішення яких достатньо звернутися до відомих явищ і фактів. Систематична робота в цьому напрямку спонукає учнів інакше глянути на звичайні явища. Ось наприклад, 
- чому руки рухаються при ходьбі? чи є на долонях сальні залози? Обговорюючи відповіді учнів на перше питання, можна показати його зв'язок з проблемою філогенезу людини. Відомо, що предки людини ходили на чотирьох ногах і всі чотири кінцівки працювали. Отже, рефлекторні зв'язки могли зберегтися. Цей фізіологічний атавізм використовують спортсмени: коли треба зробити фінішний ривок, рекомендують посилити роботу рук - це рефлекторно викликає прискорення бігу.

Навчання рішенню творчих завдань

 Розвиток навичок вирішення творчих завдань включає в себе такі етапи:
 1. Спочатку на уроці колективно обговорювалися і вирішувалися конкретні завдання за таким планом: постановка проблемного питання; знайомство зі змістом задачі; підбір способів вирішення задачі (алгоритм: формула, схема, інструкція, евристична бесіда); міркування за допомогою логічних прийомів (аналіз, синтез, порівняння, абстрагування); висловлювання припущень; перевірка правильності умовиводів за допомогою перегляду натуральних об’єктів, таблиць, малюнків; корекція помилок; формулювання висновків.
 2. Після засвоєння основних алгоритмів розв'язання задач, учням пропонувалися завдання, вирішення яких вимагало застосування відомого алгоритму в нових умовах, наприклад при вивченні іншої теми. Так, при вивченні властивостей крові учні розглядали способи приготування протидифтерійної сироватки, при вивченні дихання - питання про виготовлення антигрипозної сироватки. Консультацію вчителя учні використовували лише для актуалізації знань.
 3. Учні виконували завдання самостійно. По мірі вирішення творчих завдань учні засвоювали колишні і знаходили нові алгоритми, не потребуючи підказок вчителя. В учнів з'являвся стійкий інтерес до навчальних дій і потреба в творчій активності.
 До вирішення творчих завдань учні підходять по-різному. У ході рішення вони часто задають вчителю або один одному питання, що вимагають нестандартних відповідей. Вислухавши гіпотезу вчителя, учні висловлюють свої міркування, які іноді не збігаються з думкою вчителя. Виникає дискусія - активний пошук правильного рішення, в ході якого школярі використовують не тільки накопичені теоретичні знання, але і свій життєвий досвід.
 Досвід показав, що такого роду задачі сприяють засвоєнню теоретичного матеріалу, мобілізують життєвий досвід учнів, розвивають вміння оперувати фактами, висловлювати припущення, доводити свої ідеї. У школярів розвивається пізнавальна активність, уява, спостережливість, а головне, зростає інтерес до предмету і самостійної роботи.

В результаті аналізу інтерактивних методів я прийшла до висновку,  що необхідно якомога частіше використовувати різні інтерактивні вправи як під час вивчення нового матеріалу, так і при його закріпленні чи повторенні.
Окремі теми курсу біології дають можливість провести урок у формі циклу інтерактивних вправ. Іноді на окремих етапах уроку використовуються різні інтерактивні вправи. Найбільш цікавими та використовуваними є наступні: мозковий штурм,  дискусія,  криголам, метод прес, капелюх скарг і пропозицій, капелюшна дискусія «за» і «проти»,  акваріум,  активізуюча вікторина, точка опори, метод спроб і помилок,  експрес-тест, робота в парах або групах, знайди помилку. Ось деякі з них.
      Вправа «Мозковий штурм» використовується майже на всіх уроках біології при вивченні нового матеріалу або для його закріплення. Перед учнями ставиться проблемне запитання і пропонується знайти відповідь, узагальнити вивчене. Потім виконане завдання обговорюється, систематизується, удосконалюється. Наприклад, під час вивчення теми «Захворювання органів дихання та їх профілактика» у 9 класі мозковим штурмом вирішується проблема: як діють складові тютюнового диму на органи дихання? Під час виконання завдання учні розподіляються на групи по 5-6 чоловік і працюють з енциклопедіями, довідниками, науково-популярною та додатковою літературою. Працюючи в групі вони знайомлять з інформацією товаришів і готують виступ відповідно до отриманого завдання.
Вправа «Капелюшна дискусія «за» і «проти» - досить проста і цікава для учнів, під час виконання якої практично кожен учень за досить короткий час повинен висловити власну думку з тієї чи іншої проблеми. При цьому можна поставити безліч цікавих для учнів питань, давши їм 2 капелюха, на яких закріплені слова «за» і «проти» і дозволити кожному бажаючому висловитися. Наприклад, під час вивчення теми « Нервова система»  учні з’ясовують, чи можна стверджувати, що людина народжується талановитою?

    Вправа «Активізуюча вікторина» використовується мною як при повторенні матеріалу, так и при його закріпленні, при підготовці до ЗНО. Наприклад, при повторенні матеріалу «Зоровий аналізатор» даю учням перелік різних тверджень, серед яких вірними є лише деякі. Наприклад, 
1. Сенсорні системи – це аналізатори
2. Первинний аналіз інформації здійснюється в рецепторах
3. Нервові імпульси утворюються в нервах
4. Зовнішня оболонка ока  -  райдужна
5. Найбільша заломлююча  сила – у рогівки
6. Кришталик здатний до акомодації
7. Зорові рецептори розташовані на сітківці
11. В сітківці є 3 види колбочок
12. Зорова зона кори знаходиться в потиличній частині кори.
Досить часто активізую знання учнів із попередніх тем даючи запитання, на які вони дають однослівну відповідь «так» або «ні». Таких запитань за 5 хвилин можна задати безліч.
     Метод спроб і помилок дозволяє учням дійти правильного висновку, коли я лише направляю їх думки та припущення у  вірному напрямку. Приймаються різні припущення та докази, але відбираються лише близькі до вірної відповіді і обговорення продовжується далі, поки хтось з учнів не висловить правильну думку, або не надасть  вичерпних доказів з проблеми, яка розглядалася. Це дає змогу учневі відчути себе розумним і піднімає його авторитет у колективі.
     Вправа «Експрес – тест» використовується, в основному, на закріплення знань, їх узагальнення та систематизацію. Для цієї вправи підбираються досить прості тестові запитання, на які даються лише дві  відповіді, одна з яких є вірною.

Наприклад, підсумок теми «Будова скелету людини»:
1) Лопатка належить до кісток: плоских чи трубчастих.
2)  Атлант – це шийний хребець: перший чи другий.
3) Зап'ясток – це: кістки кисті чи кістки стопи.
 Інколи завдання вправ можуть стосуватися термінів, які вивчалися на уроках. Наприклад, при закріпленні теми «Запилення у квіткових рослин» використовується визначення термінів:
  1. Запилення – це:
 а) перенесення пилку з однієї квітки на іншу
 в) перенесення пилку  з тичинки на приймочку маточки
     2. Самозапилення – це:
 а) перенесення пилку  з тичинки на приймочку маточки
 в) перенесення пилку  з тичинки на приймочку маточки однієї і тієї ж квітки
  3. Перехресне запилення – це:
 а) перенесення пилку  з тичинки на приймочку маточки однієї і тієї ж квітки
 в) перенесення пилку  з тичинки на приймочку маточки іншої квітки.
 Такі питання допоможуть учням швидше зорієнтуватися у новій термінології і закріпити отримані на уроці знання.

Вправа «Точка опори» маже мати досить різноманітні завдання для актуалізації опорних знань учнів з певної теми  чи проблеми, яка розглядається. Це можуть бути і запитання,  і тестові завдання, і загадки, і кросворди. Під час її проведення необхідно пам’ятати головне: всі запитання повинні бути продумані так, щоб допомогти учням засвоїти новий матеріал і пов’язати його з життям чи з попередніми темами.
 За умілого використання інтерактивних методик вони знімають нервове навантаження,  дають змогу змінювати форми діяльності, зосереджуватися на вузлових проблемах, які потребують повсякденної уваги, створює оптимальні умови для розкриття індивідуальних особливостей кожного учня, успішного здійснення диференційованого підходу в навчанні. Активна участь усіх учнів у виконанні інтерактивних вправ сприяє  формуванню активної життєвої позиції учня.

Для досягнення найбільшої ефективності розвитку пізнавальних можливостей школярів, я використовую розвивальне навчання. Основною метою його є формування комплексного творчого мислення учнів, розвитку їхньої пам’яті, просторової уяви, логічного мислення, інтуїції, фантазії. Про розвивальне навчання писали ще Й.Песталоцці, К.Ушинський, С.Русова, Г.Ващенко. Головним у розвивальному навчанні є організація навчальної діяльності учня, що спрямована на формування розумових здібностей, самостійного творчого мислення, розвитку пізнавальної активності та пізнавальних інтересів. У процесі такого навчання кожен учень самостійно або з допомогою вчителя здатен сприймати і осмислювати навчальний матеріал, свідомо запам’ятати і творчо застосувати його в нестандартних умовах. Я використовую такі методи розвивального навчання як проблемні, пошукові, дослідницькі . Вони викликають в учнів неабиякий інтерес і сприяють розвитку уяви і творчого мислення. На мою думку, вони визначають позитивне ставлення до вивчення біології.

       Як засіб активізації розумової діяльності учнів я використовую технологію проблемного навчання, зокрема , метод проектів. Головне в такому навчанні це: 
- засвоєння учнями навчального матеріалу не просто сприймаючи його органами чуттів, а задовольняючи власну потребу в знаннях;
- для успішного засвоєння необхідний зв’язок із життям, із грою, працею дитини.
Таке навчання відбувається під керівництвом учителя, коли створюється проблемна ситуація, в результаті розв’язання якої учні набувають нових знань та умінь. Перевагами проблемного навчання є: пошук невідомого, що дає учням можливість міцніше засвоїти і узагальнити знання, ніж за звичайного навчання та зіткнення з труднощами під час виконання проблемного завдання, що пробуджує зацікавленість і бажання знайти відповідь.
Проблемні ситуації виникають за умов:
- зіткнення учнів з протиріччями між новими фактами, явищами і старими знаннями та вибору потрібної інформації;
- спонукання до порівняння, зіставлення та протиставлення фактів, явищ, дій, їх узагальнення;
- зіткнення учня з протиріччями між існуючими рішеннями та новими вимогами;
- спонукання учнів до виявлення внутрішньо- і міжпредметних зв’язків між явищами.
Головне, що проблемні ситуації на уроках бувають двох типів – педагогічні та психологічні. Також вони можуть бути різного ступеня складності.
Звичайно, я використовую також ігрові технології навчання з метою активізації та інтенсифікації навчального процесу. Функції навчальних ігор – це розширення світогляду, використання знань, умінь та навичок на практиці, вони розвивають пам’ять, увагу, мислення, фантазію, уявлення, творчі здібності учнів. Ігри виховують самостійність, формують світоглядні позиції, естетичні почуття, співробітництво, комунікабельність. Але сьогодні виникла необхідність змінити традиційні системи навчання і пропонуються альтернативні. В школу стали стрімко вриватися інноваційні технології, які мені дуже подобаються. Слово «інновація» латинського походження «innovatio», що означає оновлення, зміна. Інноваційне навчання на відміну від традиційного має на меті не подання певної суми знань, а забезпечення розвитку особистості учня, тому що головною дійовою особою навчального процесу є не вчитель, а учні. Вчитель стає одним із тих, хто допомагає вчитися і сам одночасно учиться в учнів. Підхід до навчання передбачає опору на самостійність учнів, а навчальні досягнення оцінюються за
багатьма параметрами: 

- знання навчального матеріалу;
- інтелектуальний розвиток дитини;
- культура мови;
- самостійність;
- ініціатива;
- відповідальність.

Отже, використання різних сучасних методів навчання, вдале їх поєднання і чергування, дозволяє формувати і розвивати креативно мислячу особистість, яка зможе розв’язувати проблеми, що виникають у житті кожної людини.