РАЗВИТИЕ ЛИЧНОСТНЫХ КАЧЕСТВ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ
Полноценность процесса обучения биологии связана с формированием личности ребенка, в основе которого лежит совершенствование его мышления, умений проводить анализ, синтез, сравнение, обобщение получаемых знаний о биологических объектах и явлениях, классифицировать изучаемые объекты, развитие познавательного интереса к изучению живой природы, речи, памяти, внимания и некоторых других интеллектуальных качеств.
Развитие логического мышления учащихся в процессе обучения
Современный уровень развития общества и информационных процессов требует устойчивых интеллектуальных способностей, интенсивной мыслительной деятельности, быстрой ориентации и самоопределения в динамичном информационном мире.
Развитие мыслительных способностей учащихся при изучении биологии, как и других общеобразовательных предметов, происходит в процессе использования таких логических операций, как анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, классификация, систематизация, выяснение причинно-следственных связей, построение гипотез, оперирование полученными знаниями в новых учебных ситуациях.
Учащиеся успешно овладевают операциями (приемами) умственной деятельности, когда они знакомы с их сущностью, систематически вовлекаются в работу по их применению в усвоении различного учебного материала, учатся использовать тот или иной прием мышления в новых ситуациях. Процесс развития у школьников умственных операций предполагает переход от их применения по образцу, предлагаемому учителем, к сознательному овладению и самостоятельному использованию в учебной работе.
Анализ, как логический прием умственной деятельности, связанной с мысленным или реальным расчленением предмета или явления на составляющие элементы с целью их изучения, в обучении биологии находит широкое применение. Например, при ознакомлении со строением цветкового растения учитель предлагает учащимся рассмотреть цветущую и начавшую плодоносить дикую редьку и выяснить, какие части имеются у этого растения, какие из них располагаются в почве, а какие над ее поверхностью, как называют эти части растения; при изучении строения цветка — установить, какие составляющие его части располагаются снаружи, а какие — в центре, каков внешний вид имеет каждая часть; при изучении строения насекомых — рассмотреть демонстрируемого майского жука и решить, какие отделы тела можно выделить в его строении, какие органы и в каком числе имеется у него на каждом из отделов.
В единстве с анализом под руководством учителя учащиеся осуществляют синтез — мысленное соединение отдельных элементов (частей) в целое. Например, при анализе строения цветка учащиеся мысленно объединяют сходные его части: чашелистики — в чашечку, лепестки — в венчик, чашечку и венчик — в околоцветник и т. д.
Использование анализа и синтеза возможно при изучении строения и функций живого на всех уровнях его организации.
Первое знакомство с тем или иным объектом (клеткой, тканью, органом, организмом, сообществом) осуществляется путем восприятия его в целом (первичный синтез). При этом учащиеся видят натуральный объект или его изображение (рисунок, модель, муляж), у них создаются реальные представления о нем. Однако первоначальные знания об объекте еще бедны содержанием. Для обогащения знания содержанием проводится анализ, а затем — вторичный, более конкретный синтез.
Обучению анализу и синтезу помогает составление схем, показывающих соподчинение частей целого. Например, в схеме «Состав крови» прежде всего отображаются «плазма» и «форменные элементы», которые в свою очередь подразделяются на «эритроциты», «лейкоциты» и «тромбоциты»; в схеме «Органы цветкового растения» — «вегетативные органы», «генеративные органы», а они — на «корень» и «побег» («лист» и «стебель»), «цветок», «плод» и «семя». На одной схеме можно отображать результаты анализа только по одному из параметров — морфологическому или физиологическому, химическому, систематическому, экологическому и др.
Составление таких схем не только способствует развитию аналитико-синтетического мышления учащихся, но и предупреждает их от рядоположенного перечисления частей целого, наличия в ответах логических ошибок такого порядка, как, например: «Кровь состоит из эритроцитов, воды, плазмы, белков, лейкоцитов и тромбоцитов»; «Семя состоит из кожуры, рубчика, семядолей, зародыша, корешка, стебелька и почечки»; «Живые организмы — это бактерии, грибы, растения, водоросли, мхи, животные, птицы, насекомые». В приемах обучения анализу расчленение и описание частей целого должно проводиться в порядке установления их соподчинения.
Анализом и синтезом, как приемами умственной деятельности, учащиеся овладевают неодинаково. Наибольшие сложности у них связаны с осуществлением синтеза, так как им трудно понять, чем обусловливается целостность частей объекта или явления. Поэтому при изучении того или иного объекта или явления учитель помогает учащимся выяснить, что именно объединяет его части, как регулируются происходящие в нем процессы.
Анализ и синтез, как основные формы мыслительной деятельности, являются конструирующими элементами всех других форм мышления. Так, аналитико-синтетическое изучение предметов и явлений обычно совершается путем сравнения — мыслительной операции, которая выражается в установлении сходства и различия изучаемых объектов и явлений. Чем лучше проведен анализ и синтез сравниваемых объектов или явлений, тем легче их сравнивать.
В обучении сравнение всегда служит определенной познавательной цели и поэтому между сравниваемыми предметами или явлениями должно быть нечто общее и различное, на основе вычленения которых можно сделать необходимые обобщения. Сравнение совершенно разных предметов или явлений невозможно и бесцельно.
При сравнении, как при анализе и синтезе, учащиеся должны осознавать цели этой умственной операции: установить, какие из сравниваемых объектов обладают наиболее сложной организацией, выявить приспособленность к выполнению тех или иных функций, многообразие физиологических процессов и т. п. Например, сравнение между собой ели, сосны, пихты и лиственницы может проводится как с целью установления их родственных отношений (принадлежность к разным родам, но одному семейству — сосновых), так и с целью выяснения их приспособленности к условиям существования или ценности, как строительного материала или топлива, и пр.; сравнение клеток крови, кровеносных сосудов проводится с целью установления взаимосвязи их строения и функций, сравнение строение сердца и органов дыхания животных с целью выявления ароморфных изменений в процессе эволюции, сравнение различных витаминов или ферментов с целью установления многообразных действий на организмы физиологически активных веществ.
При сравнении биологических объектов важно выяснять причины их сходства и различий. Первое обычно связано с филогенезом или онтогенезом сравниваемых объектов, а второе — с их приспособленностью к условиям существования или к выполнению конкретных функций. Результаты сравнения и их осмысление важны для формирования общебиологических понятий «историческое развитие», «факторы эволюции», «онтогенез» и «филогенез». Например, выявленное при сравнении сходство в строении конечностей человека и млекопитающего служит убеждением в родстве человека и млекопитающих, а имеющиеся различия — результат разных направлений процесса исторического развития. Сходство лейкоцитов и эритроцитов свидетельствует об их образовании из определенного вида клеток костного мозга, а различия — о развитии тех или иных приспособлений к выполнению конкретных функций.
Операцию сравнения обычно расчленяют на несколько действий и проводят их в следующей последовательности:
- 1) формулировка определений сравниваемых объектов или явлений, их сопоставление и выявление в них признаков сходства;
- 2) проведение анализа каждого объекта или явления, выделение их существенных признаков или свойств;
- 3) выявление сходства по выделенным признакам или свойствам;
- 4) установление в том же порядке различия между выделенными существенными признаками.
Например, при сравнении безусловного и условного рефлексов учащиеся отмечают, что рефлексы — ответные реакции организмов на раздражение рецепторов, осуществляемые при участии нервной системы. Анализируя существенные признаки каждого вида рефлексов, учащиеся выявляют, что безусловный рефлекс — врожденный, постоянный, свойственный виду, его дуга проходит через подкорку. Условный рефлекс — приобретенный, временный, свойственный особям, у человека и млекопитающих рефлекторная дуга проходит через кору больших полушарий.
В процессе учебной деятельности в практике работы школ сравнение часто проводится в форме противопоставления, заключающегося в однородном перемежающемся изучении двух объектов или явлений. Этот вид сравнения наиболее эффективен в повышении качества обучения.
Учебный материал, усвоенный в процессе сравнения, учащиеся воспроизводят довольно легко и в более полном объеме, чем в случаях, когда материал изучается без использования этой умственной операции.
При изучении единичных предметов или явлений путем анализа, синтеза и сравнения происходит отвлечение и обособление их общих и существенных качеств и признаков, связей и отношений от особенных, но не существенных. Такой мыслительный процесс называют абстракцией (от лат. Abstractio — отвлечение). Например, путем абстракции учащиеся, выявляя общие и существенные признаки плода — «наличие околоплодника и семян», — отвлекают и обособляют их от особенных, но несущественных признаков (величина, форма, окраска, число семян и пр.) единичных плодов — ягода смородины, костянка сливы, яблоко груши, боб гороха, стручок редиса и др.
Абстракция служит конструирующим компонентом обобщающей мыслительной деятельности учащихся. Выявленные путем абстрагирования общие и существенные признаки изучаемых предметов и явлений подвергаются синтезу и обобщению, вследствие чего учащиеся приобретают обобщенные, абстрактные, понятийные знания. Например, при абстрагирования общих и существенных признаков единичных плодов от их несущественных признаков и последующем обобщении общих и существенных признаков учащиеся приходят к мысли, что плод — это орган цветковых растений, развивающийся из цветка и имеющий околоплодник с находящимися в нем семенами.
Предметы или явления одного рода имеют существенные признаки или связи, которые всегда общие. Так, наличие у членистоногих хитинового покрова тела — не только существенный, но и общий.
Развитие обобщения у школьников происходит от чувственного через образно-понятийное к понятийно-образному. Чувственное, прак- тически-действенное обобщение происходит при непосредственном восприятии единичных предметов или явлений на основе выделения внешних, наглядно данных признаков (окраска, форма, величина, характер поведения и пр.). Такое обобщение выражает самые начальные и элементарные понятийные знания о предметах и явлениях действительности и представляет собой элементарный уровень развития обобщения. При образно-понятийном обобщении происходит обобщение как существенных понятийных знаний о предметах и явлениях, так и несущественных признаков или отношений в виде наглядных образов, представлений. Для понятийно-образного обобщения характерно обобщение общих и существенных признаков предметов и явлений мира, связей и отношений, существующих между ними.
Мыслительная деятельность обобщения развивается в процессе обучения в тесной взаимосвязи с мыслительным процессом конкретизации, одна из функций которой — иллюстрация понятий, законов и правил примерами объектов или явлений, их изображений, лабораторных опытов и т. п. Например, первоначально сформированное у учащихся понятие цветок или плод в дальнейшем конкретизируется на примерах рассмотрения цветков или плодов покрытосеменных растений изучаемых семейств. Конкретизация ведет учащихся к более полному пониманию и усвоению обобщенных знаний.
Большое значение в развитии мышления школьников в процессе обучения биологии имеет работа по формированию у них умений устанавливать объективно существующие причинно-следственные связи между организмами и условиями их жизни, строением органов и их функциями, возникновением и развитием экосистем и экологическими факторами и пр.
При установлении причинно-следственных связей в изучаемых биологических явлениях учащиеся средних классов испытывают немалые трудности. Поэтому на первых порах при объяснении нового материала учителю самому целесообразно выделять причины, вызывающие то или иное следствие. Доказательный характер существования причинно-следственных связей между предметами и явлениями значительно стимулирует познавательную деятельность учащихся. Большое значение в развитии умения устанавливать причинно-следственные связи имеет постановка таких, например, вопросов: «Почему кислица может расти в тени леса?», «С чем связано непостоянство формы тела амебы?» «В связи с чем мог произойти выход позвоночных на сушу?», «Почему кровь может выполнять транспортные функции?», «Каковы причины вдоха и выдоха?», «В связи с чем в желудке не перевариваются углеводы?», «Каковы причины изменчивости организмов?», «Каковы следствия естественного отбора?» и пр. При рассмотрении тех или иных явлений учащимся можно предложить назвать вызывающие их причины или следствия, вызванные действием тех или иных причин.
Следует практиковать и построение учащимися гипотез, которые, по существу, заключают предположения определенных причинно-следственных связей. Практика показывает, что при изучении биологии предположения особенно охотно, но часто наивные, строят учащиеся б классов. В 7 и 8 классах учащиеся выдвигают гипотезы не так решительно, но более обоснованно, а в более старших классах их предлагают обычно ученики, наиболее интересующиеся предметом.
Развитию и проверке сформированности умения правильно выделять причины и следствия тех или иных явлений способствует использование в процессе обучения дидактических биологических задач, требующих объяснить содержащиеся в них факты. Например, «Если весной посеять в почву семена гороха, то появятся всходы, растения вырастут, зацветут и на них созреют плоды, а в них — семена. Если же посеять семена капусты, то на выросших растениях даже к осени не будет ни цветков, ни плодов. Как можно объяснить такое явление?», «В увлажненных местах леса можно встретить мужской папоротник, или щитовник, с крупными перистыми листьями. Почему у папоротника никому и никогда не удавалось увидеть цветки или плоды?», «Дикие северные олени летом откочевывают к морю, а с наступлением холодов возвращаются в тундру. Чем вызваны такие кочевки?», «Когда к губам спящего грудного ребенка прикасаются пустышкой, то он делает сосательные движения. Как можно объяснить такое явление?».
При получении обобщенных знаний о предметах и явлениях окружающего мира с помощью их анализа, синтеза, сравнения, абстрагирования, обобщения движение мысли идет от познания частного к познанию общего, т. е. по пути индукции (от лат. Inductio — наведение). Индуктивные умозаключения служат конструирующими компонентами обобщенных знаний, формирования понятий, познания закономерностей. Например, школьник узнал, что божья коровка питается тлями, жужелица-красотел — гусеницами, объедающими листья деревьев, рыжий лесной муравей — различными насекомыми-вредителями леса, и на основе этого он делает умозаключение, что среди насекомых имеются хищники, сдерживающие увеличение численности насеко- мых-вредителей растений. После изучения строения и жизнедеятельности амебы обыкновенной, а затем — инфузории-туфельки, эвглены зеленой, ознакомления с некоторыми паразитическими одноклеточными животными учащиеся с помощью учителя составляют общую характеристику простейших. На основе изучения конкретных примеров строения и функций листа, его видоизменений учащиеся подводятся к умозаключению, состоящему в том, что лист — это один из основных органов высших растений, занимающих боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации и газообмена.
Развитие мышления учащихся при изучении биологии происходит и путем построения умозаключений от общего (понятия, закона, гипотезы) к единичным предметам и явлениям, подведения к выводам о тех или иных предметах и явлениях на основе общих знаний о них, т. е. путем дедукции (от лат deductio — выведение). При помощи дедуктивной мыслительной деятельности учащиеся не только усваивают различные конкретные знания на основе уже известных им обобщений, но и классифицируют предметы и явления по их признакам и свойствам, определяют причинно-следственные связи, усваивают формируемые у них понятия. Например, зная, что для высших растений характерно наличие корня, стебля и листьев, учащиеся на основе анализа строения бурой водоросли ламинарии, тело которой не расчленено на органы, делают вывод о том, что ламинария — низшее растение; владея понятием «земноводные», учащиеся при выявлении признаков строения и жизнедеятельности тритона относят его к тому же классу хордовых, что и лягушку; зная, что пресмыкающиеся, в отличие от земноводных, имеют чешуйчатый покров тела, защищающий их от иссушения, учащиеся могут сделать вывод о более широком их распространении на Земле.
В связи с тем, что общие знания, получаемые на основе аналитикосинтетического изучения отдельных предметов и явлений путем индукции, конкретизируются через дедукцию и служат источником получения знаний о новых единичных объектах и явлениях действительности, процесс обучения, вообще, и процесс обучения биологии, в частности, успешно осуществляется при условии соблюдения единства индуктивной и дедуктивной мыслительной деятельности школьников. Однако с учетом возраста учащихся, обеспеченности их обобщенными теоретическими знаниями, целей учебной работы один из этих видов мыслительной деятельности может преобладать над другим. В старших классах в процессе обучения дедукция используется гораздо чаще, чем индукция.
Развитие мыслительных способностей в процессе обучения биологии, показателями которых являются гибкость мышления, изменение соотношения образного и теоретического мышления, повышение способности к обобщению знаний, несомненно, сказывается на общем развитии учащихся.
