Развитие практических умений у учащихся при проведении лабораторных работ по общей биологии (тема "Клетка")

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО «Российский государственный педагогический университет

им. А. И. Герцена»

Факультет биологии

Кафедра методики обучения биологии и экологии

практический лабораторный урок микропрепарат

Дипломная работа

“Развитие практических умений у учащихся при проведении лабораторных работ по общей биологии (тема «Клетка»)”

Исполнитель: Соколов Вячеслав Анатольевич,

студент V курса, 2 группы.

Научный руководитель: Степанова Наталья Александровна,

кандидат педагогических наук, доцент.

Рецензент: Левченко Анастасия Леонидовна,

кандидат педагогических наук, доцент.

Санкт-Петербург,

2017г.

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы развития практических умений учащихся при организации лабораторных работ по биологии

1.1 Историко-диагностический анализ применения лабораторных работ по биологии

1.2 Лабораторные работы по биологии, их структура и классификация

1.3 Развитие умений у учащихся во время лабораторных и практических работ на уроках биологии

1.4 Виды практических умений, реализуемых при проведении лабораторных работ по общей биологии

Выводы по главе 1

Глава 2. Методические основы развития практических умений при проведении лабораторных работ по общей биологии (тема «Клетка»)

2.1 Методика развития и формирования у учащихся практических умений по работе с микроскопом и приготовления временного микропрепарата в условиях обучающего эксперимента

2.2 Результаты экспериментальной методики развития практических умений

Выводы по главе 2

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

В связи с модернизацией школьного биологического образования предполагается усиление его направленности на формирование у учащихся разнообразных умений и навыков, обобщенных способов познавательной, коммуникативной, практической и творческой деятельности, на получение учащимися опыта этой деятельности. Решение задачи усиления практической направленности школьного курса биологии может осуществляться за счет целенаправленной, системной организации лабораторно-практических работ на уроках, обеспечивающих единство теории и практики в обучении, и способствующих развитию и формированию у учащихся общеучебных, интеллектуальных и специальных практических умений и навыков. Что предполагает овладение человеком совокупностью операций, позволяющих успешно выполнять ту или иную деятельность.

Актуальность нашего исследования состоит в том, что, говоря о поисках путей совершенствования процесса обучения биологии, необходимо иметь в виду не только совершенствование методов сообщения новых знаний, но также и развитие методики формирования умений учащихся по биологии. Развитие практических умений и навыков посредством выполнения лабораторных работ является необходимым условием в достижении основных задач школьного биологического образования. Актуальность исследуемой проблемы определила выбор темы дипломной работы.

Цель исследования: разработать методику развития практических умений у учащихся с помощью проведения лабораторных работ при изучении раздела «Общая биология» в теме «Клетка».

Объект исследования: проведение лабораторных работ при обучении биологии.

Предмет исследования: методика развития практических умений у школьников при проведении лабораторных работ по общей биологии.

Гипотеза исследования: в соответствии с целью исследования мы предположили, что развитие практических умений при проведении лабораторных работ по общей биологии будет более эффективным, если будут:

- определены темы лабораторных работ по общей биологии, направленные на развитие практических умений;

- соблюдены структура проведения лабораторной работы на уроке и контроль над точностью ее исполнения;

- последовательно выполняться действия, составляющие практические умения работы со световым микроскопом и приготовления временного микропрепарата.

Цель, объект, предмет и гипотеза исследования позволили определить задачи исследования:

На основе анализа педагогической и методической литературы провести историко-диагностический анализ применения лабораторных работ по биологии;

Изучить сущность и структуру лабораторных работ и особенности развития умений при выполнении лабораторных работ по биологии;

Провести анализ педагогической и методической литературы и выявить виды практических умений, реализуемых при проведении лабораторных работ по общей биологии;

Разработать методику проведения лабораторных работ при изучении раздела «Общая биология» с учетом развития практических умений (работы со школьным микроскопом и приготовления временного микропрепарата);

Определить эффективность разработанной методики.

Поставленные в исследовании задачи решались путём применения разнообразных методов.

Теоретические методы: анализ педагогической, методической и биологической литературы по проблеме исследования, обобщение и характеристика данных.

Практические методы: наблюдение, анкетирование, педагогический эксперимент.

Этапы исследования:

Исследование осуществлялось в три этапа. Экспериментальной базой была школа № 14 г. Санкт-Петербурга.

На первом этапе осуществлялось изучение и сравнительный анализ психологической, педагогической и методической литературы по проблеме исследования; разрабатывались цель, гипотеза, задачи исследования, основные теоретические положения.

На втором этапе были разработаны план и методика экспериментальной работы и реализована ее основная программа.

На третьем этапе была проведена статистическая обработка данных, полученных в ходе исследования, теоретически осмыслены, обобщены и оформлены результаты, сформулированы выводы и рекомендации.

В результате были получены данные, подтверждающие нашу гипотезу.

Глава 1. Теоретические основы развития практических умений учащихся при организации лабораторных работ по биологии

1.1 Историко-диагностический анализ применения лабораторных работ по биологии

В конце XIX века организовывались школы на общественных или кооперативных началах (коммерческие училища), которые содержались на частные средства или на средства местных просветительских обществ и уходили из-под непосредственного контроля царского правительства, осуществляя новые для своего времени методические идеи.

Министерство народного просвещения мало вмешивалось в работу школ, принадлежащих другим ведомствам и частным лицам. В этих школах были свои программы, учебники, методы преподавания, нередко более передовые [12, с. 27]. Именно в коммерческих училищах впервые начинают проводиться лабораторные занятия в специальных лабораториях во внеурочное время.

На основе этих занятий в методике естествознания конца XIX - начале XX веков возникает новый «моторный» метод обучения, который определяется методистом-преподавателем Лесного коммерческого училища Б. Е. Райковым (1911) как «опытно-исследовательский» («открывающий» метод) [12, c. 28]. Заключался этот принцип в необходимости двигательной проработки знаний, в координации между работой мысли и работой органов чувств, с одной стороны, и органов движения - с другой [24, с. 88 - 89].

Моторный принцип в преподавании естествознания осуществлялся таким образом, что преподаватель передавал материалы и приборы в руки самих учащихся для самостоятельных наблюдений и опытов. Эти занятия получили название практических или лабораторных занятий и были в 1905 -1915 гг. центром методической мысли естественников.

Введение моторного принципа в обучение было не меньшей степени, если не большей, революцией в учебном естествознании, чем введение наглядного (предметного) преподавания взамен словесного. Моторное обучение произвело (вернее пыталось произвести) целый переворот в традиционных школьных распорядках и в обычном школьном оборудовании. Существуют две формы активно-моторной проработки материала в школе:

экскурсии;

лабораторные (практические) занятия [24, с. 89].

Под лабораторными занятиями здесь понимается не только активная работа в том или ином школьном помещении, но и работа на пришкольном участке и т. д.

Мы провели исторический анализ учебников того времени [1, 6, 7, 8, 9, 15, 16, 26, 27, 44, 45] и охарактеризовали специфику применения лабораторных и практических работ (Табл. 1).

Таблица 1.

Анализ применения лабораторно-практических работ в учебниках по естествознанию конца XIX начале XX веков

Автор и год издания	Название	Лабораторные работы и их содержание
А. Любен, 1871	Руководство к систематическому изучению зоологии и антропологии для школ и самообучения. Курс первый. Обзор видов животных	1) Крапивница. Рассмотрение головы гусеницы под микроскопом. 2) Изучение наружных частей тела блохи обыкновенной под микроскопом. 3) Рассматривание щетинок дождевого червя в микроскоп. 4) Микроскопическое исследование языка улитки
А. Бекетов, 1880	Учебник ботаники	1) Изучение клетки в частях растений. 2) Способность клетки разбухать при вбирании воды. 3) Плазмолиз 4) Обнаружение крахмала 5) Разделение хлорофилла на составные части методом Фреми. 6) Рассматривание крахмальных зерен под микроскопом. 7) Условия прорастания семян 8) Поглощение минеральной пищи с водой из почвы корневыми волосками
П. Беркос, И. Ингеницкий, 1899	Практическая зоотомия (выпуск 1). Лягушка	Лабораторные работы по изучению травяной лягушки: 1) Внешний осмотр. 2) Общее расположение внутренностей. 3) Кровеносная система. 4) Дыхательная система. 5) Пищеварительная система. 6) Мочеполовая система. 7) Нервная система. 8) Скелет и мышцы
П. Беркос, 1901	Практическая зоотомия (выпуск 4). Беззубка	Описаны лабораторные работы по изучению беззубки: 1) Внешний осмотр. 2) Раковина. 3) Внешний осмотр тела беззубки. 4) Кровеносная система. 5) Дыхательная система. 6) Выделительный аппарат. 7) Нервная система. 8) Пищеварительный аппарат. 9) Половые органы. 10) Скелет и мышцы
М. Левин, 1914	Учебник естественной истории	1) Строение и жизнь растения 2) Устройство микроскопа. 3) Растительная клетка. 4) Ткани. 5) Развитие растения в воде с необходимыми солями и без них. 6) Поднятие воды под влиянием корневого давления. 7) Поднятие ртути вследствие испарения воды листьями. 8) Испарение воды листьями. 9) Выделение кислорода растениями. 10) Выделение прорастающими растениями тепла при дыхании. 11) Рост растений
Б. Е. Райков, 1914	Практические занятия по зоологии для начинающих	1) Принадлежности для вскрытия и препарирования. 2) Микроскоп, его устройство и обращение с ним. 3) Общие правила при занятиях. 4) Лабораторные работы по изучению морфоанатомического строения окуня, лягушки, голубя, кролика, речного рака, водяной блохи, черного таракана, ротовых частей насекомых, перловицы речной, морской звезды, дождевого червя, водяной гидры, амебы, туфельки
Н. Бобринский, В. Дормидонтов, А. Парамонов, А. Яхонтов, 1925	Учебник биологии для ФЗС и ШКМ. Зоология	1) Рассматривание мела под микроскопом. 2) Планария 3) Печеночный сосальщик. 4) Аскарида. 5) Вскрытие аскариды. 6) Наблюдение за беззубкой. 7) Перловица

Из приведенной таблицы видно, что авторы по-разному определяли значение лабораторно-практических работ при обучении естествознанию. Но в своем большинстве сходились в следующем, что ставя опыт на заданную тему, решая определенную задачу, ученик исследует, открывает новые для себя знания. «Исследовательский метод» понимался как «метод умозаключения от конкретных фактов», самостоятельно наблюдаемых и изучаемых школьниками, то есть как «логический процесс», преимущественно индуктивный [12].

В учебнике А. Любена «Руководство к систематическому изучению зоологии и антропологии для школ и самообучения» приведены примеры лабораторных работ, включающие в основном сравнительное описание отдельных видов животных, их морфологических признаков (например, рассматривание щетинок дождевого червя в микроскоп), без выяснения причинно-следственных связей. При этом автор не включает в руководство технику работы с микроскопом и лабораторными инструментами, что могло сказаться на безопасности здоровья учащихся [27, 34].

А. Бекетов в своем учебнике ботаники включает лабораторно-практические работы по наблюдению учащимися биологических объектов («Семена не прорастают, помещенные в воду, закрытые колпаком погибают», «наблюдать способность клеточки разбухать при вбирании воды, что легко заметить на препаратах, наблюдаемых в воде под микроскопом»). Вся деятельность сводится к одному лишь наблюдению без выяснения причин, сравнения и формулирования выводов по окончании работы [6, 24, 34].

П. Беркос в практической зоотомии по морфоанатомическому изучению лягушки и беззубки включает ряд лабораторных работ, позволяющих полностью охарактеризовать биологический объект по установленной схеме:

внешний осмотр - общее расположение внутренностей - кровеносная система - дыхательная система - пищеварительная система - мочеполовая система - нервная систем - скелет и мышцы [7, 8]

В «Естественной истории» М. Левина (1914) значительная часть лабораторных работ отводится изучению физиологических процессов у растений. Также включены работы по устройству микроскопа, о строении растительной клетки [26].

В пособии «Практические занятия по зоологии для начинающих» Б. Е. Райкова включены в содержание не только инструкции по выполнению лабораторных работ, но и техника работы с увеличительными приборами и лабораторным оборудованием и общие правила при выполнении лабораторно-практических работ. Использование такого руководства при проведении лабораторных занятий, по нашему мнению, положительно влияло на формирование специальных практических умений (пользоваться микроскопом, работать с лабораторным оборудованием, готовить микропрепарат и т. д.) у учащихся [24, 34, 44].

Нами также был проанализирован учебник по изучению минералогии для городских училищ А. Я. Герда 1879 г. [16], где описываются лабораторно-практические работы по изучению физических свойств воды, известняка; получение негашеной и гашеной извести; рассматриваются свойства кислорода и углекислого газа. Лабораторные опыты по минералогии носят иллюстративно-объяснительный характер («Положите кусок мела в огонь, чтобы он сильно раскалился. Вынув его через некоторое время из огня, вы увидите, что он изменился: от сильного нагревания он потерял углекислый газ и обратился в кусок жженой, негашеной извести. Налейте на него кислоты: пузырьки газа уже не будут отделяться»). Рекомендации по технике безопасности не указаны.

Учебники К. К. Сент-Илера (1885) «Элементарный курс зоологии с приложением задач и летних занятий по зоологии» [45] и С. В. Аверинцева (1914) «Руководство к практическим занятиям по естествознанию для курсантов кадетских корпусов и других средних заведений» [1] содержат рекомендации о необходимости соблюдения правил работы по изучению естественных предметов. Говорят об обязательном демонстрировании предметов учащимся; о поддержании внимания по изучению предмета в классе методом опроса; о рациональной умственной нагрузке учеников; отмечают важность постановки цели лабораторной работы, оформления результатов работы, формулировки выводов, а также о развитии культуры труда.

Проведенный нами анализ учебников и руководств по естествознанию конца XIX - начала XX века с целью выявления применения лабораторно-практических работ показал, что в школьном естествознании господствовали предметный и аналитический подходы к изучению живых объектов, поэтому исследования были направлены преимущественно на выделение элементов целого и на изолированное их изучение, часто без учета взаимосвязей с другими компонентами, без выяснения влияния на них целого. Детально изучались отдельные особи или виды растительного и животного мира, их морфологические структуры, физиологические функции без раскрытия взаимосвязей и взаимозависимостей между ними и средой обитания. Авторы учебников подчеркивали необходимость построения изучения природы на опытной основе, стремились поставить учащегося перед фактом, передать большую часть опытного материала в его собственные руки, выдвигая на первый план самостоятельные работы учащихся [14, 24].

В 20-е годы XX века методисты, поддерживавшие установки ГУСа (Государственный ученый совет Народного комиссариата просвещения), считали, что учащиеся должны самостоятельно добывать себе знания на экскурсиях, на опытных участках и т. д. Наркомпрос стал рекомендовать школам вести преподавание новыми, более активными методами - «лабораторным» (идея дальтон-плана - Е. Паркхерст, Англия) и «методом проектов» (идея Коллингса, США) [12, 24, 31, 53].

«Лабораторный метод» (вернее, лабораторная система) предусматривал самостоятельное изучение учащимися учебного материала опытным путем индивидуально в любой «лаборатории», отведенной каждому предмету. Одни учащиеся при этом могут быстрее «проработать материал», другие - медленнее. «Лабораторный метод» отменял классы, расписание, уроки и сводил роль учителя к роли консультанта. Для осуществления этого метода были напечатаны «рабочие книги», в которых описывались задания для проведения опытов и наблюдений. В школах, не имеющих оборудованных лабораторий, практически все сводилось к чтению «рабочих книг» по заданию, данному на месяц. Книги читались бригадами по 10 человек. В конце месяца проводилась конференция по теме, на которой за всю бригаду отвечали бригадиры. Индивидуальный учёт успеваемости учащихся отсутствовал. Такой метод получил название бригадно-лабораторного. Всё это отрицательно сказывалось на знаниях учащихся, порождало бессистемность и безответственность в учебно-воспитательной работе. Постановлением ЦК ВКП (б) от 25 августа 1932 практика применения бригадно-лабораторного метода как универсального метода была осуждена [12, 53].

В учебниках и программах по биологии второй половины XX века наметились новые тенденции в исследовании живого. Наряду с предметным и аналитическим подходами получили большее развитие системный и синтетический подходы к изучению явлений жизни. Методисты-биологи в процессе научных поисков все больше убеждались в том, что одностороннее предметное поэлементное рассмотрение отдельных объектов или их частей, вычлененных из целого, не дает правильного понимания жизненных процессов, а, следовательно, нарушается формирование научного мировоззрения у учащихся. Была признана необходимость учитывать связи и взаимодействия между объектами, входящими в целостные биологические системы и живой природой [14, с. 6].

Анализ применения лабораторных работ в учебниках по естествознанию конца XIX - начала XX веков помог выявить методические особенности организации и проведения лабораторно-практических работ и подтвердил наличие предметного и аналитического подходов в изучении биологических объектов. Появление нового «лабораторно-бригадного метода», предполагающего увеличение самостоятельности учащихся, не способствовало развитию биологических знаний, умений, навыков, от уровня усвоения которых всецело и полностью зависит качество биологического образования. На современном этапе методисты-биологи [3, 29, 34, 35, 38, 40, 50] подчеркивают эффективность лабораторных работ в развитии и формировании интеллектуальных и практических умений, познавательного интереса, культуры труда у школьников. Однако рекомендуемое число программных лабораторных работ постоянно уменьшается и лишь профильный уровень подготовки учащихся позволяет организовать полноценное проведение лабораторных уроков. В некоторых школах за отсутствием времени и оборудования, лабораторные работы вообще не проводятся, что сказывается на качестве биологических знаний учащихся.

1.2 Лабораторные работы по биологии, их структура и классификация

Организация и проведение лабораторных работ в школьном курсе биологии имеют большое значение в связи теории с практикой и являются обязательным условием формирования интеллектуальных практических умений.

Лабораторные и практические работы проводятся в кабинете биологии, уголке живой природы, природном и социоприродном окружении, школьном саду, цветнике и на учебно-опытном участке.

Лабораторная работа - форма организации обучения, при которой учитель руководит самостоятельной познавательной и иной деятельностью учащихся при использовании соответствующих средств и методов, преимущественно для исследования различных биологических объектов и протекающих в них процессов. Это руководство самостоятельной и иной деятельностью учащихся с применением методологии научного познания, создание условий для овладения простейшими методиками и методами исследования на уроке с лабораторным оборудованием [29].

Лабораторные работы позволяют освоить учащимся один из основных методов биологической науки - экспериментальный. Он предполагает проведение наблюдения, воспроизведения и изучения биологических явлений, измерения и обработку их результатов, а также формулирование выводов. При этом реализуется предназначение названного метода как источника знаний и критерия истинности теоретических представлений [29].

В методике обучения биологии различают несколько видов лабораторных работ (Табл. 2) [29].

Таблица 2.

Виды лабораторных работ

По дидактической цели:
1.1 Исследовательские	1.2 Иллюстративные
По организационным формам обучения:
2.1 Индивидуальные	2.2 Групповые	2.3 Фронтальные
По характеру познавательной деятельности:
3.1 Проблемные	3.2 Непроблемные

Исследовательские работы позволяют организовать логическую структуру научного исследования, но при этом не открывают объективно новых для человечества знаний. Учащиеся во время таких работ наблюдают, анализируют факты, выдвигают гипотезы, проверяют их и формулируют выводы. По сути, исследовательские лабораторные работы являются проблемными и могут выполняться группами и (или) классом. С их помощью учитель развивает у них логику мышления и стимулирует познавательный интерес. Иллюстративные лабораторные работы служат для конкретизации, подтверждения, уяснения и повторения биологических законов и закономерностей, изученных учениками. Например, работы по изучению модификационной изменчивости с построением вариационных рядов и кривых изменчивости на примере длины листьев и роста относятся к исследовательским, а работы по выяснению особенностей внешнего и внутреннего строения органов растений и животных, строения эукариотических и прокариотических клеток - к иллюстративным.

Н. М. Верзилин изложил структуру организации и проведения лабораторной работы (Схема 1) [1, 12, 28].

Схема 1.

Структура проведения лабораторных работ по биологии

Для организации лабораторной работы большое значение имеет инструктирование учащихся. Оно проводится с целью их ориентации к эффективному выполнению этапов и заданий познания биологического объекта. Большинство методистов-биологов говорят о рациональности организации письменного инструктирования в виде заданий-инструкций, где формулируются задачи и тема, приводится перечень оборудования, описывается весь ход работы и указываются меры предосторожности, даются рекомендации по обработке и оформлению результатов работы.

Для лабораторной работы необходимо лабораторное оборудование. Большую ценность представляют временные микропрепараты, изготовляемые самими учащимися во время урока и постоянные микропрепараты, представляющие собой тончайшие срезы тканей организмов, их органов. Клеточные микропрепараты окрашивают специальными красителями для придания им большей наглядности. Также к школьному лабораторному оборудованию относят: световые микроскопы, ручные лупы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, лезвия, скальпели, чашки Петри, спиртовки, воронки, пипетки, штатив с пробирками, весы, пинцеты, ступки фарфоровые с пестиками, терка, фильтровальная бумага, стаканчики мерные и т. д. [12]

Для проведения лабораторной работы необходима качественная ее подготовка, которая заключается в следующем:

включение темы работы в тематический план и отражение ее содержания в поурочном планировании;

подбор раздаточного материала и оборудования для проведения лабораторной работы;

формулирование учебных заданий по содержанию работы;

определение последовательности и времени выполнения работы по каждому ее пункту [1, 12, 28, 29, 34].

На основе работ методистов-биологов Е. Т. Бровкиной, Е. П. Бруновт, Т. А. Козловой, Р. Д. Маша, В.Ф. Шалаева [11, 13, 29] можно сформулировать основные положения методики организации и проведения лабораторных работ.

1. Подготовка учащихся к выполнению работы - повторение соответствующего материала, вводное слово учителя, общий инструктаж учащихся.

2. Пояснение учителем последовательности выполнения операций на основе инструктивной карты, которая должна быть у каждого учащегося или вывешена доске.

3. Выполнение учащимися действий в зависимости от вида лабораторной работы. При необходимости показ учителем образцов выполнения действий и способов самостоятельной работы.

4. Пояснение учителем видов записей и рисунков, которые требуется выполнять по ходу работыи (или) в ее конце.

5. Определение форм организации познавательной деятельности учащихся - индивидуальной, групповой, фронтальной.

6. Проведение итоговой беседы по содержанию работы и оценивание результатов работы.

При раскрытии понятия «лабораторная работа» следует отличать понятие «практическая работа» [21, 29, 34]. Практическая работа - это форма организации обучения, при которой учитель организует различные виды деятельности учащихся преимущественно для формирования у них практических способов действия, связанных с объектами живой природы. Данная форма занятий ориентирована на реализацию взаимосвязи теоретического биологического материала с практикой его использования учащимися в различных сферах жизнедеятельности общества - аграрной, биотехнологической, экологической, рекреационной и промышленной. В современных условиях важно, чтобы учащиеся выполняли осмысленные действия по преобразованию живой природы и ее различных объектов. Это относится к таким действиям, как охрана местных экосистем и их сообществ, распознавание и определение видов грибов, растений и животных, обработка почвы на территории школы и учебно-опытного участка, выращивание растений и ухаживание за животными.

По дидактическим целям различают практические работы обучающие и тренировочные. Первые из них направлены на формирование способов действия под руководством учителя. При этом он объясняет последовательность действий, показывает образец их выполнения и предлагает задания для воспроизведения и закрепления по ходу практической работы. Тренировочные практические работы нацелены на совершенствование и закрепление умений, часть из которых может перейти в навык - автоматизированные действия, выполняемые под контролем внимания. Это относится к способам действия по уходу за растениями и животными, обработке почвы, распознаванию животных, растений и грибов.

Все варианты программ по биологии [29, 38, 39, 40] предусматривают проведение практических работ. Но не во всех из них они четко обозначены. В некоторых программах практические работы выражены под рубрикой «лабораторные работы».

Для эффективного формирования практических действий также рекомендуется использовать инструктивные карточки, с их помощью задается алгоритм выполнения действий и их направленность.

В практике обучения биологии лабораторные и практические работы могут совмещаться. Поэтому в литературе часто используется выражение «лабораторно-практические работы по биологии».

На современном этапе также необходимо учитывать наличие виртуальных лабораторных работ. Виртуальная лабораторная работа - это комплекс связанных анимированных изображений, моделирующих опытную установку. Анализ результатов и выводы ученик естественно делает сам. В условиях дистанционной исследовательской работы и дистанционного обучения виртуальные лаборатории становятся необходимыми [46, 52].

1.3 Развитие умений у учащихся во время лабораторных и практических работ на уроках биологии

Лабораторные работы подразумевают конечный результат - усвоение последовательности действий, входящих в состав того или иного умения.

Понятию «умение» дается много определений [5, 10, 22, 29, 36, 37, 48, 49, 53], но в своей основе - умение - психологическое (интеллектуальное) и (или) практическое действие, совершаемое человеком в различных видах деятельности на основе имеющихся знаний. «Умения - это внешние (практические) или внутренние (интеллектуальные) действия, выполняемые на основе знаний в соответствии с поставленными задачами и условиями» [37]. «Знание и умение взаимосвязаны как абстрактное (идеальное) и конкретное (действие). Человек знает только то, что умеет, и наоборот» [29]. Умение есть «знание в действии» [36].

Умение в обучении - это обычно несложное действие с объектом. При многократном выполнении одних и тех же действий умения выполняются быстрее и не требуют больших умственных усилий.

Понятие «умение» тесно связано с понятием «учебный прием». По определению Е. Н. Кабановой-Меллер: «Прием учебной работы - система действий, которые служат для решения учебных задач» [22, с. 14].

Хорошо усвоенные учащимися учебные приемы в дальнейшем переходят в умения.

Для целенаправленного формирования умений при обучении учащихся биологии необходимо иметь представление об их разнообразии [29, стр. 127-128].

В процессе обучения биологии необходимо формировать у школьников умения применять основные методы по изучению и исследованию биологических объектов (наблюдение, описание, биологический эксперимент), применять методы теоретического анализа и синтеза в процессе исследований в лабораторных и полевых условиях. Существует несколько подходов к классификации умений (Табл. 3), [22, 29, 48, 49].

По характеру деятельности учащихся (предметной или интеллектуальной):

а) интеллектуальные - умения, связанные с мыслительной деятельностью (умения анализировать, сравнивать, обобщать, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи);

б) практические - умения, связанные с выполнением физических действий (умения пользоваться увеличительными приборами, изготавливать микропрепараты, монтировать коллекции).

По характеру содержания умения:

а) методологические;

б) экологические;

в) химические;

г) математические и т. д.

По характеру познавательной деятельности учащихся:

а) учебные (умения работать с учебной и справочной литературой, логично излагать материал, составлять план ответа и параграфа, проводить наблюдения, анализировать текст, таблицу, рисунок);

б) исследовательские (умения формулировать проблему исследования, определять цели, гипотезу, этапы и задачи исследования, ставить эксперимент и на его основе получать новые знания).

Таблица 3.

Основные группы умений в школьной биологии по М. А. Якунчеву

Название групп	Общая характеристика умений
Интеллектуальные (умственные)	Интеллектуальные действия, обеспечивающие познание и осмысление окружающей действительности, включая ее биологическую составляющую (анализировать, сравнивать, конкретизировать, систематизировать, классифицировать, обобщать)
Практические (трудовые)	Практические действия, обеспечивающие преобразование биологических объектов (выращивать, ухаживать, высевать, обрабатывать, дезинфицировать, соблюдать, выполнять)
Специальные (предметные)	Интеллектуальные и практические действия, обеспечивающие описание, объяснение и преобразование биологических объектов, изучаемых в школьной биологии (характеризовать, приводить примеры, обосновывать, распознавать, определять, применять знания, формулировать выводы, наблюдать)
Общие (общеучебные)	Интеллектуальные действия, используемые при обучении и обеспечивающие усвоение биологического материала (работать с учебником и другими источниками информации, осуществлять самоконтроль и т. д.)

В ходе выполнения лабораторных работ у учащихся формируются интеллектуальные умения, обеспечивающие познание и осмысление окружающей среды (умения сравнивать биологические объекты, анализировать их, обобщать и формулировать выводы по окончании лабораторной работы и др.). Помимо интеллектуальных умений, развиваются и формируются специальные практические умения (работать с увеличительными приборами, готовить микропрепарат, ухаживать за домашними животными, выращивать растения, соблюдать правила поведения в природе и т. д.) и исследовательские умения (ставить эксперимент, проводить наблюдение).

Процесс формирования умений в учебном процессе по биологии - процесс сложный и длительный. Он включает следующие этапы:

- введение в прием (постановка цели овладения умением, мотивация);

- ознакомление учащихся с составом умения (действиями, входящими в состав умения) в форме правила или инструкции;

- демонстрация образца выполнения умения (показ учителем образца выполнения умения, предупреждение о возможных ошибках);

- закрепление посредством выполнения умения (тренировочные упражнения) [10, 48].

Методисты-биологи [2, 5, 10, 21, 22, 32, 48, 49] отмечают, чтобы учащиеся успешно овладели умением, они должны знать, из каких действий складывается данное умение. Поэтому учителю важно самому проанализировать структуру умения, четко определить, из каких элементов (операций) оно складывается; какова последовательность этих элементов. Например, умение наблюдать состоит из следующих действий: осознание цели наблюдения (по заданию); рассмотрение предмета или явления; выбор признаков предмета в соответствии с целью задания; рассмотрение признаков; проверка соответствия результата работы поставленной цели (заданию); формулирование вывода о сущности наблюдаемого явления.

Для закрепления умения подбираются вопросы и задания, в ходе выполнения которых отрабатываются определенные действия или умение в целом. Любое умение закрепляется в сознании при многократном повторении действий по образцу, инструкции, правилу или самостоятельно. Далее учащиеся на основе знания о составе и последовательности действий самостоятельно применяют его в новых условиях.

Успех формирования умения определяется такими методическими условиями, как:

настрой учащихся необходимость выполнения определенных действий в процессе выполнения учебного задания;

четкое и доступное изложение цели и задач, которые учащиеся должны решить в ходе учебной деятельности;

полнота и ясность представления структуры формируемого умения, показ способов выполнения деятельности;

организация деятельности учащихся по овладению отдельными действиями или их совокупностью (приемом) с использованием системы заданий [10, 29, 48, 49, ].

Важное условие контроля процесса усвоения учащимися умений - правильное применение критериев их сформированности, в качестве которых выступают:

полнота выполняемых операций,

рациональная последовательность их выполнения,

степень осознанности выполнения отдельных операций и действий в целом [10, 22, 48, 49].

Основной показатель успешного формирования умений - систематическое выполнение учащимися все более сложной деятельности.

Как основные характеристики умений мы приняли сформулированные в педагогической литературе [36, 37, 54]:

Полнота - характеристика, определяющая овладение учащимися действиями, входящими в состав данного вида учебно-познавательной деятельности; полнота учебно-познавательного умения тем выше, чем большее число действий умеет выполнять ученик.

Осознанность, то есть, насколько сознательно ученик выполняет деятельность; насколько он осознает цель, мотив деятельности, продумывает последовательность действий, аналитически подходит к результату своей деятельности, насколько умело контролирует ее ход.

Свернутость и автоматизм выполнения деятельности. В процессе все более полного овладения деятельностью отпадает необходимость выполнения отдельных (предметных) действий. Они выполняются во внутреннем плане как бы автоматически.

Быстрота характеризует скорость выполнения учеников всего задания по данному виду учебно-познавательной деятельности.

Обобщенность, то есть, насколько ученик может переносить данное умение на другие виды учебно-познавательной деятельности, на другие предметы, задания.

Прочность, то есть, как долго это умение сохраняется у ученика.

Система закрепленных, сокращенных, автоматизированных действий, подчиненных основной цели в решении задач, называется навыком [10, 22, 25].

Закономерности перехода от умения к навыку:

- изменения самих действий: из «развернутых» на стадии умения они становятся сокращенными и более быстрыми,

- изменяются процессы внимания и осознания выполняемых действий и их результата, происходит автоматизация действий без участия активного внимания;

- переход от умения к навыку характеризуется все более легким и быстрым осознанием объективных соотношений.

- правильно сформированный навык обладает «переносимостью», то есть учащийся осуществляет его перенос на новые задания [22].

В зависимости от поставленной цели на уроке, возможно, развивать и формировать различные умения. Например, проведение лабораторных и практических работ при изучении курса биологии способствует формированию у учащихся интеллектуальных, исследовательских и практических умений, важных для обучения, развития и воспитания личности.

Таким образом, мы выделили следующие особенности развития умений при выполнении лабораторных и практических работ по биологии:

Процесс формирования умений в учебном процессе по биологии - процесс сложный и длительный, состоящий из последовательных этапов.

Успех формирования умения определяется такими методическими условиями, как мотивация учащихся; четкое и доступное изложение цели и задач, которые учащиеся должны решить в ходе учебной деятельности; полнота и ясность представления структуры формируемого умения, показ способов выполнения деятельности; организация деятельности учащихся по овладению отдельными действиями или их совокупностью (приемом) с использованием системы заданий.

Важное условие успешного усвоения учащимися умений - правильное применение критериев их сформированности, в качестве которых выступают: полнота выполняемых операций, рациональная последовательность их выполнения, степень осознанности выполнения отдельных действий и их совокупности в целом

1.4 Виды практических умений, реализуемых при проведении лабораторных работ по общей биологии

Лабораторная работа относится к практическим методам обучения биологии. Ее проведение предполагает наличие специального оборудования и сочетание разнообразных приемов в ходе ее выполнения. Значение лабораторных работ для обучения биологии очень велико, поскольку полноценное познание природных процессов затруднено без опытно-экспериментальной работы [12].

Обучение не может быть успешным, если не ставится задача вооружить учащихся системой умений и навыков учебного труда - начиная от умений читать и писать до самостоятельного планирования работы, осуществления самоконтроля за ее выполнением и внесения последующих коррективов. От сформированности этих умений зависит качество знаний учащихся.

Выполнение лабораторной работы позволяет вооружить учащихся практическими умениями, которые являются важной частью биологического образования [30, 31]. К их числу относят умения:

Пользоваться увеличительными приборами (например, лупой, школьным микроскопом).

Пользоваться лабораторным оборудованием и инструментарием.

Готовить временные микропрепараты и рассматривать их под микроскопом.

Пользоваться определителем для установления видов растений и животных.

Ставить простейшие опыты (прорастание семян, укоренение черенков растений, определение изменения частоты пульса при физической нагрузке и покое и пр.).

Проводить наблюдения и самонаблюдения.

Распознавать виды растений, грибов и животных по их описанию, рисункам и в природе.

Распознавать черты приспособленности живых организмов к определенным условиям обитания.

Строить цепи питания.

Выращивать растения в комнатных условиях и в открытом грунте.

Осуществлять уход за культурными растениями и домашними животными.

Высушивать растения и монтировать из них гербарий.

Соблюдать правила поведения в природе и другие [1, 18, 34, 43].

Формирование практических умений и навыков происходит в связи с предшествующими биологическими и другими учебными дисциплинами естественнонаучного цикла (химия, физика, география). Например, приобретение навыков работы с микроскопом и изготовления микропрепаратов начинается на предшествующих курсах «Растения, бактерии, грибы, лишайники», «Животные», «Человек и его здоровье», а при обучении общей биологии они совершенствуются и носят частично-поисковый и исследовательский характер [31, 34, 48].

Конечно же, и для успешного формирования практических умений в учебном процессе по биологии необходимо соблюдение следующих этапов:

- введение в прием (постановка цели овладения умением, мотивация);

- ознакомление учащихся с составом умения (действиями, входящими в состав умения) в форме правила или инструкции;

- демонстрация образца выполнения умения (показ учителем образца выполнения умения, предупреждение о возможных ошибках);

- закрепление посредством выполнения умения (тренировочные упражнения).

Следовательно, учителю необходимо самому проанализировать структуру умения, четко определить, из каких элементов (операций) оно складывается; какова последовательность этих элементов. Например, умение наблюдать состоит из следующих действий: осознание цели наблюдения (по заданию); рассмотрение предмета или явления; выбор признаков предмета в соответствии с целью задания; рассмотрение признаков; проверка соответствия результата работы поставленной цели (заданию); формулирование вывода о сущности наблюдаемого явления.

Для закрепления умения подбираются вопросы и задания, в ходе выполнения которых отрабатываются определенные действия или умение в целом. Любое умение закрепляется в сознании при многократном повторении действий по образцу, инструкции, правилу или самостоятельно. Далее учащиеся на основе знания о составе и последовательности действий самостоятельно применяют его в новых условиях [10, 29, 48, 49, ].

Важное условие контроля процесса усвоения учащимися практических умений - правильное применение критериев их сформированности, в качестве которых выступают:

полнота выполняемых операций,

рациональная последовательность их выполнения,

степень осознанности выполнения отдельных операций и действий в целом [10, 22, 48, 49].

Методика обучения биологии ставит целью с помощью знаний и различных способов деятельности сформировать систему ценностных отношений к реальной действительности. Это отражено в задачах (образовательных, развивающих и воспитательных), которые решают образовательный процесс по биологии. С учетом поставленных задач проводится отбор содержания, определяются не только система основных знаний, умений, которыми должны овладеть учащиеся на том или ином уроке, но и возможности их использования для воспитания и развития учеников. Однако в практике обучения биологии пока еще недостаточно внимания уделяется формированию и развитию умений и навыков. Поэтому методика обучения биологии выражает обязательное требование к образовательному процессу и содержанию школьного предмета «Биология»: сформировать у школьников определенный круг интеллектуальных, практических и общеучебных умений [34].

В разделе «Общая биология» предполагается развитие и формирование следующих специальных практических умений:

- работать с увеличительными приборами (микроскопом и ручной лупой);

- пользоваться измерительными приборами (термометром, психрометром, люксметром и др.);

- пользоваться лабораторным оборудованием и инструментарием;

- готовить временный микропрепарат;

- рассматривать биологические объекты;

- ставить опыты;

- соблюдать технику безопасности при выполнении лабораторно-практических работ;

- соблюдать правила поведения в природе на экскурсиях;

- распознавать различные виды клеток;

- выявлять черты приспособленности организмов к определенным условиям обитания;

- самостоятельно проводить биологическое исследование (наблюдение, эксперимент, моделирование и др.) и т. д. [31, 38, 39, 40, 43, 50]

От показателя сформированности перечисленных практических умений по общей биологии в значительной степени зависят обучаемость детей и в конечном итоге качество биологических знаний учащихся.

На основе анализа педагогической и методической литературы удалось выявить разнообразие видов практических умений, реализуемых при проведении лабораторных работ по биологии; определить необходимые методические условия и этапы их формирования в процессе обучения биологии.

Выводы по главе 1

Историко-диагностический анализ учебников по естествознанию конца XIX - начала XX веков с целью выявления применения лабораторно-практических работ показал, что лабораторные работы широко применялись в школе и предусматривали самостоятельное изучение учащимися учебного материала опытным путем индивидуально в любой «лаборатории», отведенной каждому предмету.

При обучении естествознанию преобладали предметный и аналитический подходы к изучению живых объектов, поэтому исследования были направлены преимущественно на выделение элементов целого и на изолированное их изучение, часто без учета причинно-следственных связей. Подробно изучались отдельные особи живых организмов, их морфологические структуры, физиологические функции без раскрытия взаимосвязей и взаимозависимостей между ними и средой обитания. Авторы учебников подчеркивали необходимость построения изучения природы на опытной основе, стремились поставить учащегося перед фактом, передать большую часть опытного материала в его собственные руки, выдвигая на первый план самостоятельные работы учащихся.

Лабораторная работа относится к практическим методам обучения биологии. Ее проведение предполагает наличие специального оборудования и сочетание разнообразных приемов в ходе ее выполнения. При проведении лабораторных работ у учащихся развиваются и формируются интеллектуальные (сравнивать, анализировать и т. д.) и практические умения (работа с микроскопом, постановка опытов и т. д.), являющиеся важной частью биологического образования.

Развитие разнообразных практических умений начинается с 6 класса, и окончательно формируются в старшей школе во время обучения общей биологии при соблюдении последовательности этапов и методических условий их усвоения. Уровень сформированности практических умений по общей биологии в значительной степени определяет качество биологических знаний учащихся.

Глава 2. Методические основы развития практических умений при проведении лабораторных работ по общей биологии (тема «Клетка»)

2.1 Методика развития у учащихся практических умений по работе с микроскопом и приготовления временного микропрепарата в условиях обучающего эксперимента

Изучение темы «Основы цитологии» в старших классах подчинено целям школьного биологического образования. В образовательном минимуме, примерной программе среднего (полного) образования, требованиях к уровню подготовки выпускников определены знания основных компонентов клеток и способов их деления, значения клеточной теории в обосновании единства органического мира, умения сравнивать клетки разнообразных организмов, навыки работы с микроскопом и изготовления простейших препаратов (Табл. 4) [35, с. 98].

Таблица 4.

Анализ применения лабораторных работ по общей биологии в теме «Клетка» в учебных программах для общеобразовательной школы [3, 20, 23, 38, 39, 40]

Автор программы	Рекомендуемые лабораторные работы
И. Н. Пономарева	Сравнение строения клеток прокариот (бактерии) и эукариот (растения, животного, гриба). Сравнение строения клеток одноклеточного и многоклеточного организмов (хламидомонады, листа элодеи, эпидермиса лука). Исследование фаз митоза на примере микропрепарата кончика корня. Исследование проницаемости растительных и животных клеток. Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза в клетках эпидермиса лука
Н. И. Сонин	Изучение строения растительной и животной клетки под микроскопом. Митоз в клетках корешка лука
В. В. Пасечник	Расщепление пероксида водорода ферментами, содержащимися в растительных клетках. Сравнение строения растительной, животной и грибной клеток. Сравнение строения эукариотичской и прокариотической клеток.
Д. И. Трайтак, Н. Д. Андреева	Ферментативное расщепление пероксида водорода в клетках листьев растений. Наблюдение плазмолиза деплазмолиза в живых растительных клетках. Клеточные включения растительной клетки (на примере крахмальных зерен картофеля). Строение растительной, животной и грибной клеток.

Наше исследование проводилось на базе средней общеобразовательной школы № 14 г. Санкт-Петербурга. В педагогическом эксперименте приняли участие два класса: 10а (контрольный)и 10б (экспериментальный). В контрольном классе было 20 человека, а в экспериментальном - 23 человека. На протяжении 5 занятий в 10б классе был организован и проведен разработанный нами комплекс лабораторных работ по теме «Клетка». Обучение общей биологии в школе осуществлялось по учебной программе В. В. Пасечника 2 часа в неделю.

Цель исследования заключалась в развитии практических умений (пользоваться световым микроскопом и готовить временный микропрепарат) у учащихся в условиях экспериментальной методики проведения лабораторных работ по общей биологии в теме «Клетка».

Тематика разработанного комплекса лабораторных работ по общей биологии в теме «Клетка»:

Техника светового микроскопирования [19].

Ферментативное расщепление пероксида водорода в клетках листа элодеи и картофеля [18].

Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза в клетках эпидермиса лука [18].

Сравнение строения прокариотической и эукариотической клеток [18, 50].

Сравнение строения растительной, животной и грибной клеток [3, 18].

Для организации эксперимента нами было разработано тематическое планирование темы «Основы цитологии» по программе В. В. Пасечника (Табл. 5)

Таблица 5.

Тематическое планирование темы «Основы цитологии»

№ урока	Тема
1	Методы цитологии. Клеточная теория Л/р № 1 «Техника светового микроскопирования»
2	Особенности химического состава клетки
3	Вода и ее роль в жизнедеятельности клетки
4	Минеральные вещества и их роль в клетке
5	Углеводы и их роль в жизнедеятельности клетки
6	Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки
7	Строение и функции белков
8	Строение и функции белков Л/р № 2 «Ферментативное расщепление пероксида водорода в клетках листа элодеи и картофеля»
9	Нуклеиновые кислоты и их роль в жизнедеятельности клетки
10	АТФ и другие органические вещества
11	Зачетно-обобщающий урок на тему «Химическая организация клетки»
12	Строение клетки. Клеточная мембрана. Ядро Л/р № 3 «Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза в клетках эпидермиса лука»
13	Строение клетки. Цитоплазма. Клеточный центр. Рибосомы
14	Строение клетки. ЭПС. Комплекс Гольджи. Лизосомы. Клеточные включения
15	Строение клетки. Митохондрии. Пластиды. Органоиды движения
16	Сходство и различия в строении прокариотической и эукариотической клеток Л/р № 4 «Сравнение строения прокариотической и эукариотической клеток»
17	Сходство и различия в строении клеток растений, животных и грибов Л/р № 5 «Сравнение строения растительной, животной и грибной клеток»
18	Контрольно-обобщающий «Клетка - структурная единица живого»

Подобные документы

• Формирование практических умений и навыков на уроках технологии в условиях недостаточной комплектации мастерских

  Основы формирования практических умений и навыков при обучении технологии. Методика формирования практических умений и навыков по деревообработке в условиях неполной комплектации мастерской оборудованием. Анализ результатов педагогического эксперимента.
  
  дипломная работа [69,6 K], добавлен 22.06.2009
  

• Развитие учащихся в процессе обучения физике

  Особенности развития интеллектуальных, практических и информационных умений учащихся на уроках физики. Методика выявления креативных способностей. Анализ развития мышления и речи школьников, правильности формирования мыслей в процессе обучения предмету.
  
  курсовая работа [48,4 K], добавлен 25.09.2012
  

• Практические методы обучения

  Изучение практических методов применяемых в обучении для познания реальности, формирования умений и навыков, углубления знаний. Анализ таких методов обучения, как метод упражнений, метод лабораторных работ, метод практических работ, а также метод игры.
  
  презентация [1,5 M], добавлен 12.05.2019
  

• Объекты труда на уроках технологии (Обработка на токарных станках по металлу и фрезерных станках)

  Роль объектов труда в освоении технологических знаний и формирований практических умений учащихся. Влияние объектов труда на развитие учащихся. Методика обучения учащихся при изготовлении изделий из металла (вручную 5-6 классы), практическая аппробация.
  
  курсовая работа [56,4 K], добавлен 26.01.2011
  

• Формирование практических умений на занятиях проектирования

  Оптимальные методы формирования практических умений в профессиональном обучении дизайнера. Система практических занятий по проектированию, обеспечивающих формирование навыков студентов. Достоинства дизайнерского образования в зарубежных заведениях.
  
  курсовая работа [5,5 M], добавлен 01.12.2015
  

• Воспитание и развитие учащихся 6-7 классов в процессе обучения биологии

  Задачи учителя биологии при формировании научного мировоззрения учащихся. Идейно-политическое и патриотическое воспитание школьников. Развитие политехнических умений учеников. Экскурсии на природу как важнейшая составная экологического воспитания.
  
  реферат [30,5 K], добавлен 26.05.2010
  

• Работа с чистоговоркой

  Развитие дикционных умений учащихся. Описание методов работы с иллюстрациями. Воспитание интонационных умений в учеников. Проведение практических занятий по правильному произношению чистоговорок. Выдача домашнего задания и рекомендаций по его выполнению.
  
  разработка урока [14,1 K], добавлен 13.11.2011
  

• Развитие композиционных умений у учащихся 6 классов средствами декоративного натюрморта

  Разработка блока уроков, направленного на развитие композиционных умений у учащихся при создании натюрморта на занятиях по изобразительному искусству. Педагогические условия проведения опытно-поисковой работы по развитию композиционных умений учащихся.
  
  дипломная работа [3,6 M], добавлен 18.05.2013
  

• Применение тестовых заданий на уроках биологии

  Значение проверки знаний учащихся по биологии. Классификация тестовых заданий. Основные формы и методы проверки знаний и умений учащихся. Использование тестовых заданий для текущей и итоговой проверки. Обучение учащихся работе с тестовыми заданиями.
  
  курсовая работа [3,9 M], добавлен 17.03.2010
  

• Развитие познавательной активности учащихся на уроках биологии

  Познавательная активность учащихся как педагогическая категория. Методы, способствующие развитию познавательной активности учащихся на уроках биологии. Исследование опыта и технология развития познавательной активности учащихся на уроках биологии.
  
  дипломная работа [170,2 K], добавлен 05.04.2012
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам