Творчі завдання з біології як засіб творчого розвитку учнів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розвиток творчої особистості є вимогою сучасного суспільства, в якому необхідно вміти робити вибір і приймати рішення у нестандартних ситуаціях, змінювати, при необхідності, професію і використовувати сучасні можливості для власного творчого розвитку на протязі життя. Різке збільшення інформації, вільний доступ до її джерел і легкість її отримання зсунули акценти сучасної освіти з накопичення знань на вміння ці знання застосовувати і володіти ними. На перший план виходять вимоги формування компетенцій і підготовки випускників до реального життя. Ці задачі можливо вирішувати завдяки різноманітним формам і методам, що спрямовані на творчий розвиток особистості.

Одним з засобів творчого розвитку учнів є творчі завдання, зокрема, біологічні задачі. Біологічні задачі дуже різноманітні, тому неодноразово приймалися спроби класифікувати їх для більш ефективного використання.

Першими класифікацію біологічних задач здійснили організатори і автори біологічних олімпіад МДУ (Московський Державний Університет ім. М. Ломоносова) в рамках ВЗМШ (Всесоюзна заочна математична школа). У 80-ті роки минулого сторіччя класифікація складалася:

І група -- задачі, розв'язування яких вимагає від учня досить широкого кругозору, володіння базою різноманітних даних. Власне запитаннями їх не називають, оскільки в багатьох із них піднімаються проблеми класифікації, узагальнення. Наприклад:" Які молюски не мають черепашки і чому?", "Які існують способи пересування водяних тварин непридатні для пересування на суші? "

Є кілька основних понять (спосіб життя, умови середовища, пристосування, властивості організмів, функції органів), і в задачах першого типу між ними встановлюються різноманітні зв'язки. Таким чином, школярі створюють у своєму внутрішньому світі досить складні структури, які є підґрунтям для засвоєння складніших задач, зокрема задач з екології і теорії Дарвіна. Ще один важливий момент звужує задачі першого типу: школярі одержують знання загального характеру про багатоваріантність розв'язування проблем, у них формується поняття про поліфункціональність речей. Наприклад, "Які тварини харчуються організмами, котрі в багато разів перевищують їх за розмірами тіла, і як вони це роблять?" При розборі можуть бути зазначені найрізноманітніші відповіді на запитання: групове полювання хижаків, індивідуальне полювання з використанням пристосувань (павуки з павутинням, отруйні тварини, тварини, які харчуються падаллю, паразити тощо). Учні повинні чітко засвоїти, що на велику кількість цікавих і розумних запитань не існує єдиної відповіді; таких відповідей може бути багато; одні варіанти відповіді більш імовірні, інші менше. Відповідей може бути кілька, і усі вони -- правильні! Це виховує в учнів толерантність, усвідомлення того, що й інша людина може мати рацію. У школяра з'являються задатки імовірнісного мислення.

У цій групі задач є й такі, які

що є одним з ключових механізмів мислення. Наприклад, "Одні вчені гадають, що мешканці великих глибин світового океану є еволюційно дуже давніми тваринами, інші вчені, навпаки, вважають, що вони є еволюційно молодими. Наведіть аргументи "за" і "проти " кожної із цих точок зору ".

II група -- задачі, які потребують використання причинно-наслідкових зв'язків. Вони відносяться до інформаційно-відкритих систем.

Наприклад, "Які молюски не мають раковини і чому? " Школярі можуть міркувати так: кальмар -- хижак, йому треба наздоганяти здобич, а раковина важка і заважає цьому; у восьминога добре розвинуті інші способи захисту, отже, він теж може обійтися без раковини.

III група -- задачі, що потребують уміння висувати гіпотези, які пояснюють певні факти і перевіряти їх на правильність.

Задачі цієї групи передбачають роботу із закритими та відкритими системами. Нейронні мережі і класична генетика є галузями біології, де можна досягти інформаційної замкненості. Приклад задачі на роботу з інформаційно закритими системами, а саме роботу нейтронної мережі: "Відомо, що метелик-кропивниця віддає перевагу температурі повітря 36 °С. Якщо на вулиці температура нижче, тобто холодно, і сонце не світить, метелик сидить із закритими крильцями. Якщо холодно, але світить сонце, метелик розкриває крильця. Проте, як тільки температура тіла досягає 36 °С, метелик складає крильця. Намалюйте схему з'єднання нейронів з рецепторами і м'язами, яке б забезпечувало таку поведінку метелика". Такі задачі розвивають конструкторські здібності учнів і є граничними між біологічними і технічними.

Задачі з класичної генетики, також інформаційно замкнена сфера біології. Це задачі прямі (з відомими генотипами батьків) і обернені (за відомим фенотипом відновити генотипи). Вони потребують уміння оперувати чітко заданими умовами задачі. Наприклад, "У пологовому будинку виникла необхідність з'ясувати, хто є батьками немовлят. Аналіз крові показав, що перша пара батьків мала І і IV групи крові, а друга пара батьків -1 і II. Одне з немовлят мало III групу крові, а друге -І. Визначте можливі генотипи (всі можливі варіанти) батьків і дітей. З'ясуйте, хто батьки немовлят. "

Завдання, які описують інформаційно відкриті системи вимагають вміння висувати гіпотези і шукати аргументи на їх підтвердження. Наприклад, "У водоймище, у якому живуть дафнії, заселили риб, які їли все. Кількість дафній через деякий час зросла. Як би ви пояснили такий факт ? "

Третя група також включає задачі на придумування експериментів і їх інтерпретацію. Наприклад, "'Вам потрібно з'ясувати, які процеси та які органи дають змогу хамелеону змінювати своє забарвлення відповідно до кольору фону. Які досліди ви поставили б із цією метою? " Особливостями задач цієї групи є:

По-перше, учні мають справу з інформаційно-відкритими системами і заздалегідь невідомо, які знання слід використовувати, якими методичними прийомами або приладами можна скористатися.

По-друге, учні повинні розуміти і вміти використовувати причинно-наслідкові зв'язки.

По-третє, учні одержують уявлення про хід наукового пізнання. Вони доходять висновку, що окремий досвід рідко дає змогу розв'язати наукову проблему; а розв'язання однієї проблеми звичайно породжує кілька нових; існують різні рівні глибини в розв'язанні наукової проблеми.

IV група -- задачі на "перекидання містка" між різними розділами біології і задачі на інтеграцію знань. Наприклад, "У якому нерві -- товстому чи тонкому -- швидше поширюється нервовий імпульс? Чому? "

V група -- задачі, у яких істотну роль відіграє динаміка, зміни систем у часі. У цілому це задачі еволюційної й екологічної тематики. Це можуть бути і задачі замкненої системи (генетика популяцій), і задачі на динаміку відкритих систем. Наприклад, "Які наслідки в різних групах рослин і тварин мав розквіт покритонасінних?" Ці задачі вважають найбільш складною групою задач.

Наведена класифікація була досить громіздка і складна для використання у шкільній практиці. Між тим, вона була ефективною для підготовки дітей до олімпіад з біології.

Пізніше, у збірнику завдань біологічної олімпіади Московського Університету, автори пропонують таку класифікацію біологічних задач (приклади, що ілюструють групи задач, підібрані серед задач, що пропонувалися на олімпіадах Московського університету і шкільних олімпіадах різних років).

Перша група -- питання на встановлення зв'язків, у тому числі:

питання "на перечислення" (рослина -- ознака, тварина -- ознака). Наприклад, "Які органи або частини органів у рослин прозорі і чому?"

питання "про функції". Наприклад, "Для чого павукам павутина?"

питання "про способи розв'язку задачі". Наприклад, "Як тварини захищаються від хижаків? "

питання на зв'язок будови зі способом життя'. Наприклад, "Які особливості рослин посушливих місць? "

питання "на співставлення". Наприклад, "Які переваги надає комахам вміння літати? "

Друга група -- питання "на глобальні зв'язки", у тому числі:

питання на встановлення зв'язків між різними групами організмів. Наприклад, "Які схожі пристосування виробилися у тварин і рослин при виході на сушу?"

питання на встановлення міжпредметних зв'язків. Наприклад, "Чому кашалот має форму краплини? "

питання "на експеримент". Наприклад, "Як мурашки знаходять дорогу до свого мурашника? Запропонуйте досліди, які б підтвердили вашу гіпотезу."

питання "на внутрішній діалог". Наприклад, "Людина -- вершина еволюції. Які аргументи "за" і "проти" ви могли б навести. "

питання "на динаміку процесів". Наприклад, "Чи можна очікувати зникнення рецесивної алелі з популяції, якщо особини, які несуть її у гомозиготному стані безплідні? "

питання "закритих систем". Наприклад, задачі з класичної генетики та задачі на нейронні мережі.

Ця класифікація була цілком чіткою щодо єдності вихідних принципів її створення, але теж не мала практичного застосування у практиці школи.

Зрозумілою і цікавою є класифікація біологічних задач з позицій теорії розв'язання винахідницьких задач (ТРВЗ). Задачі в ній поділені на дві групи: винахідницькі і дослідницькі. Однак, для застосування задач з урахуванням правил і положень ТВРЗ у школі, необхідний додатковий час і, бажано, окремий шкільний предмет "ТВРЗ".

О.В. Князева згрупувала біологічні задачі таким чином, щоб урахувати дидактичні і методичні вимоги, а, також, психолого-педагогічну характеристику біологічних задач. П'ять груп об'єднують задачі за місцем і часом їх використання, підгрупи кожної групи розподіляють задачі по психолого-педагогічній доцільності використання, і, у кожну з підгруп можуть входити різноманітні біологічні задачі за складністю встановлення зв'язків.

I. Задачі, які використовують при вивченні нового матеріалу. Це задачі, завдяки яким активізується творча діяльність учнів, підвищується їх розумова активність, учні під керівництвом учителя проходять шлях дослідників і отримують свої "живі знання".

1. задачі - "затравки". З них починається вивчення нового матеріалу. Мета їх використання - мотивувати дітей до пізнання нового. їх розв'язок, як правило, відбувається у формі сократівської бесіди, під час якої і вивчається новий матеріал або його частина. Наприклад, у темі "Кровоносні судини" (курс "Людина") -- ''Фізіолог Сєченов казав, що в нашому організмі пульсують мільйони сердець. Що мав на увазі вчений?"

2. ключові задачі. Задача, яка об'єднає попередні знання і, навіть, знання з попередніх курсів. Наприклад, у темі "Обмін речовин" (курс "Людина") - "Яйце, яке щойно знесла курка, має певну масу. Курча, яке вилупилося з цього яйця, разом із шкарлупою матиме більшу чи меншу масу? Чому?"

3. задачі на випереджаюче навчання. Задачі, які сприяють формуванню загальнобіологічних і загальноприродничих понять. Наприклад, у темі "Фотосинтез" (7 клас, 12-річна школа) - "Чому загальна маса рослиноїдних організмів менше, ніж: рослин, а хижаків менша, ніж: рослиноїдних? " Вчасне і цілеспрямоване використання цих задач гарантує зміцнення і збільшення успіху школярів у навчанні і творчому розвитку. Наприклад, у класах, де не була свого часу розглянута ця задача, учні у подальшому курсі не змогли знайти відповідь на задачу про яйце.

4. задачі-індикатори розуміння матеріалу. Найчастіше вони мають зміст практичного спрямування або пропонують дискусію, що вимагає використання отриманих знань. Наприклад, у темі "Фотосинтез" (7-й клас) - "Бабуся розтопила піч кам'яним вугіллям. Чия енергія зігріває твої руки біля печі?" Відповідь про те, що це енергія Сонця, але Сонця палеозойської ери, є показником (індикатором) розуміння головного в темі: фотосинтез перетворює і акумулює енергію Сонця.

II. Задачі, які використовують під час лабораторних та практичних робіт. їх необхідність продиктована принциповою різницею між лабораторними і практичними роботами у середній і вищій школі. На відміну від вищої школи, де результати спостереження або досліду об'єктивно констатуються, у середній школі у цей же час необхідно "біля" лабораторних і практичних робіт вивчити і з'ясувати ще чимало теоретичного матеріалу. Тому при констатації факту необхідно задати учневі питання, яке з'ясує, чи розуміє він, що доведе цей дослід, які висновки з цього. Ми виходимо з того, що учень вивчає біологію у школі не за вибором, тому завжди, особливо на лабораторних і практичних роботах, вчитель має бути готовий до запитання "Навіщо це мені? " Це питання "нейтралізують", по-перше, практичне спрямування знань і роботи, а, по-друге, цікаві задачі, які емоційно захоплюють школяра.

1. задачі на логічні ланцюжки. При вивченні теми „Плоскі черви" (8 клас, 12-річна школа)- "Як пояснити надзвичайну розгалуженість кишечнику молочно-білої планарії? "

2. експериментальні задачі. У лабораторній роботі "Вивчення властивостей ферментів" (10 клас, 11-річна школа) - "Проведіть перевірку того факту, що активність ферменту під час дії високих температур втрачається від руйнування саме ферменту, а не клітин. Для цього: (далі описується хід експерименту). "

3. задачі на інтеграцію теорії і практики. У лабораторній роботі "Будова і життєдіяльність найпростіших" (8 клас, 12-річна школа) - "Які особливості одноклітинних допомогли їм вижити у конкуренції з багатоклітинними організмами? "

Задачі, які використовують при підготовці та під час екскурсій у природу. Серед цих задач є задачі, які отримують школярі при підготовці до екскурсії і ті, які ставляться перед кожною групою на самій екскурсії. Перші зацікавлюють учнів, "підказують" їм теми для роздумів і власні запитання, а другі - вчать спостерігати, аналізувати і робити висновки. Наприклад, перед екскурсією "Осінні явища у природі" - "Чи пожовкнуть листки на березі, якщо вона ростиме у теплиці?", "До яких наслідків привела б відсутність листопаду? ", а на самій екскурсії одне з завдань - "Потягніть з однаковим зусиллям зелений, частково зелений і жовтий листки з того самого дерева або куща. Який відірветься легше? Чому?"

Задачі, які використовують для перевірки і контролю знань. Ці задачі є умовою досягнення учнями високого рівні у навчанні. За 12-бальною системою вони відповідають вимогам 3 і 4 рівнів.

1. Задачі на володіння матеріалом. Задачі, які пов'язують залежність будови і функцій, вимагають інтеграції знань, вміння робити висновки тощо. Наприклад, "Які схожі пристосування надбали рослини і тварини при виході на сушу? "

2. Задачі - "нові споруди". Задачі, які вимагають на основі наявних знань створити нове знання, запропонувати використання знань або аргументувати власну думку. Це задачі індивідуального опитування або колективної дискусії. Наприклад, "Чому тютюнокуріння є не тільки медичною, а й соціальною проблемою?", "У чому принципова різниця наукових і релігійний поглядів на навколишній світ? Чи є потреба у сперечанні сторін? На якій основі можна було б досягти згоди? ".

V. Задачі, що об'єднують лінійні шкільні курси біології у циклічний (спіральний) єдиний предмет "біологія". Цих задач небагато і стосуються вони цілком обмежених, але інтегрованих з фізикою і екологією тем. Ця група виділена окремо з огляду на її надзвичайне дидактичне значення, однак до неї входять практично всі ключові задачі 1-ї групи і задачі, які повторюються із року в рік тільки зі зміною формулювання.

Формулювання задачі залежить від рівня організації живої природи, який вивчають діти, і знань з інших предметів природничо-математичного циклу. Наприклад, у 7-му класі: "Фотосинтез - основа життя на Землі. Наведи аргументи "за" або "проти" цього твердження. ", в 11-му класі: "Фотосинтез - єдиний процес на планеті, який відбувається зі збільшенням вільної енергії. Як це забезпечує існування життя на планеті? "

Класифікація значно полегшує використання біологічних задач і створення власного банку задач в кабінеті.

біологія творче завдання учень

Размещено на Allbest.ru