CC BY
102
УДК 378.016:58
Методика преподавания «Анатомии и морфологии растений» в Бурятском государственном университете
© Пыжикова Евгения Михайловна
кандидат биологических наук, и. о. доцента кафедры ботаники Бурятского государственного университета
670000, Россия, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а
E-mail: [email protected]
В статье рассматриваются особенности преподавания анатомии и морфологии растений на первом курсе специальности «Биология» в Бурятском государственном университете. Автор предлагает комплексное использование в учебном процессе оригинальных методов и приемов обучения, активизирующих мыслительную и эвристическую деятельность студента, а именно: комбинированных таблиц, структурно-логических схем, познавательных задач, разноуровневых тестов, видеофильмов, дидактических карт, ботанического атласа. В статье представлены авторские разработки методических материалов по дисциплине, которые обеспечивают высокий уровень обучения студентов. По каждой лекции имеется текстовый материал (Microsoft Word 97) и мультимедийная презентация (PowerPoint 2013), состоящая из 30-40 слайдов. В презентации даны терминология, опорно-логические схемы, фотографии, рисунки, цветные анатомические срезы и фактические объекты. Последовательность выполнения лабораторных работ представлена в электронном практикуме и рабочей тетради. Анатомия и морфология высших растений является фундаментом, закладывающим основы для дальнейшего изучения растительного мира.
Ключевые слова: анатомия и морфология растений, методика преподавания, адаптация первокурсника, креативные методы изучения.
Methods of teaching "Anatomy and morphology of plants" in the Buryat State University
Evgenia M. Pyzhikova
PhD in Biology, A/Professor, Department of Botany, Buryat State University
24а Smolina St., Ulan-Ude, 670000 Russia
The article considers the peculiarity of teaching anatomy and morphology of plants in the first year of studying the specialty "biology" in the Buryat State University. The author offers integrated use of innovative methods and teaching techniques in learning process that activate cognitive and heuristic activity of students, for example combined tables, structural logic, schemes, cognitive tasks, multi-level tests, videos, didactic cards, Botanical Atlas. The author has developed methodical materials - lectures with multimedia presentations, electronic manual for laboratory works and workbooks.
Keywords: anatomy and morphology of plants, methods of teaching, adaptation of first-year students, creative methods study.
Современное развитие высшей школы и модернизация системы биологического образования требуют новых креативных идей, современных методик и технологий обучения. Они хорошо дополняют традиционный и самобытный опыт каждого вуза в методике преподавания той или иной дисциплины.
При реализации ФГОСа по направлению «Биология» в Бурятском государственном университете мы считаем, что уже на 1 курсе у студентов необходимо формировать познавательный интерес к предмету, стремление к самостоятельной исследовательской работе, способность делать выбор, ставить и реализовывать цели, выходящие за пределы стандартных требований, умение оценивать и анализировать свою деятельность. Не случайно на первое место мы поставили познавательный интерес, так как молодые люди стали прагматичнее, им «нужно и интересно то, что пригодится в жизни». Поэтому необходимо рассматривать познавательный интерес как взаимосвязанный процесс двух составляющих — самоорганизации и самореализации студента — и результат особых усилий преподавателя в организации познавательной деятельности. Перед преподавателем университета логично возникает вопрос, как организовать учебный процесс, чтобы в процессе изучения конкретной дисциплины сформировать активное отношение к учебно-познавательной и профессиональной деятельности. Многие педагоги находят решение данного вопроса в применении личностно ориентированного обучения (ЛОО), основой которого является понимание и взаимопонимание студента и преподавателя. Именно с этой точки зрения мы хотим рассмотреть методику преподавания дисциплины «Анатомия и морфология высших растений» в Бурятском государственном университете.
Основная цель преподавания курса «Анатомии и морфологии растений» — это ознакомление с многообразием растительного мира.
В программе дисциплины решаются следующие задачи:
1. Определение места высших растений в современных системах растительного мира.
2. Изучение всех типов растительных тканей, составляющих тело растений.
3. Изучение внешнего и внутреннего строения вегетативных органов (листа, стебля, корня), их метаморфозов, строения цветка.
4. Изучение взаимосвязи растительных организмов с условиями обитания, эволюцией и классификацией жизненных форм растений.
5. Ознакомление с онтогенезом цветкового растения, изучение возрастных изменений и структуры популяций многолетних древесных и травяных растений местной флоры.
6. Вопросы охраны и рационального природопользования в Байкальском регионе.
Задачи изучения дисциплины вытекают из того, что анатомия и морфология растений являются фундаментом, закладывающим основы для дальнейшего изучения растительного мира, для познания систематики растений, для изучения жизненно важных процессов, протекающих в растительном организме (фотосинтез, обмен и синтез веществ, дыхание и т. д.). Знания, полученные на первом курсе по анатомии и морфологии растений, необходимы при изучении филогении, генетики и селекции растений, микробиологии, вирусологии, экологии, геоботаники, биогеографии и других биологических дисциплин. И если учесть, что вторая и третья задачи предмета, перечисленные выше, не изучаются более ни на одном из предметов следующих циклов в университете, становится понятным, что усвоить его студенты должны в полном объеме.
С появлением новых учебных планов в вузах в дисциплине «Анатомия и морфология растений» не рассматривается раздел о строении растительной клетки во избежание дублирования материала с курсом «Общая цитология», хотя в процессе изучения очень кратко приходится останавливаться на некоторых цитологических особенностях растительной клетки.
Мой многолетний опыт преподавания данной дисциплины в Бурятском госуниверситете показал, что на современном этапе развития науки и общества необходимо внести некоторые изменения в традиционную и общепринятую методику преподавания курса «Анатомия и морфология высших растений». Данная дисциплина читается первокурсникам в I семестре, поэтому первая возникающая проблема — это организация адаптационного периода для студентов, во всех ее проявлениях — психолого-педагогическом, социально-психологическом, мотивационно-личностном. Именно поэтому, преподавателям, работающим с первокурсниками, необходимо проводить дополнительные консультации по предмету, с возможностью пересдачи зачетов и экзаменов. Вторая проблема — это слабая подготовка школьников по курсу «Общая ботаника». Ежегодный входной контроль (примерные вопросы — определение понятий «корень», «побег», «типы соцветий», «листорасположение» и т. п.) показывает низкие результаты. В среднем из 20 работ только 3-4 можно считать выполненными на 80 %, показатель остальных ниже 30 %. Третья проблема — это огромное количество новой информации, необходимой для запоминания (научные термины, латинские названия растений, узнавание анатомических препаратов и т. д.). Поэтому преподавателю необходимо постоянно следить за развитием, качеством и глубиной знаний, обучаемостью каждого студента, регулировать темп и стиль работы.
Чтобы обеспечить высокий уровень обучения, в помощь студентам автором совместно с ветераном кафедры ботаники, кандидатом биологических наук, профессором БГУ Людмилой Капитонов-ной Бардоновой создан учебно-методический комплекс (УМК) по дисциплине «Анатомия и морфология растений». В комплекс входят как основные учебники [1; 2], так и авторские учебные пособия [3, 4], цифровые образовательные ресурсы [5; 6], дидактические карточки, интерактивные итоговые занятия по отдельным темам, Электронный ботанический атлас [7], видеофильмы и ролики.
Количество часов, отведенных на предмет за последние 2 года несколько увеличился и составляет 52 аудиторных часа: лекционные занятия — 18 часов, лабораторные работы — 34 часа. Позитивно сказывается на усвоении предмета первокурсниками увеличение числа лабораторных занятий, по сравнению с предыдущими годами (по 16 часов лекций и лабораторных занятий).
Само название предмета говорит о том, что изучение проходит двумя блоками: 1. Анатомия растений. 2. Морфология растений. И если с морфологией студенты еще как-то знакомы по своему жизненному опыту, то анатомия растений абсолютно нова и большинству студентов непонятна. По рабочей программе раздел «Анатомия» дается на двух лекциях по темам «Образовательные и проводящие ткани» (табл. 1, рис. 1), которые вызывают особую трудность у первокурсников. По каждой лекции
имеется текстовый материал (Microsoft Word 97) и мультимедийная презентация (PowerPoint 2013), состоящая из 30-40 слайдов. В презентации даны терминология, опорно-логические схемы, фотографии, рисунки, цветные анатомические срезы и фактические объекты для наибольшего погружения студентов в суть предмета. Причем практически все рисунки с основного учебника дублируются цветными аналогиями в презентациях. Тематическое планирование дисциплины представлено в таблице 1.
Таблица 1
Структурное содержание дисциплины
№ п/п Название блоков (разделов, модулей) дисциплины Семестр Виды учебной работы, (в часах) Оценочные средства
Лекции Семинары Лабораторные работы СРС Тип контроля Форма контроля
1 Введение. Высшие растения и водоросли. Дифференциация тела растений в связи с выходом на сушу I 1 Т Тест
3 Ткани высших растений I 4 12 Т Игра «Анатомические головоломки»
5 Развитие и строение вегетативных органов высших растений. Побег I 4 6 Т Тесты
6 Лист. Морфология листа и его функции. Листорасположение, типы простых и сложных листов. Анатомия листа I 3 Т Проверка конспектов, контрольная работа с атласом
7 Корень и корневые системы. Эволюционное возникновение корня. Первичное и вторичное анатомическое строение корня. Развитие боковых и придаточных корней I 3 Т Интерактивная контрольная «Метаморфозы вегетативных органов»
Морфологические основы репродуктивной биологии высших растений 2 2 Т Тесты
10 Отдел покрытосеменные. Основные отличие покрытосеменных от голосеменных. Гипотезы происхождения цветка. Морфологическое разнообразие цветков и соцветий I 4 6 Т Опрос по дидактическим картам. Составление комбинированных таблиц
11 Семя и плод. Общая характеристика. Особенности оплодотворения, развитие зародыша и эндосперма. Классификация плодов I 2 4 Т Опрос по дидактическим картам. Постановка эксперимента
13 Подготовка к экзамену I 2 9 А Экзамен
Всего часов 18 34 3 84
Т — текущий контроль, А — аттестация (экзамен)
Во время лекционных занятий мы стараемся акцентировать внимание студентов на абсолютно новом материале. Лекционный материал записывается первокурсниками не в полном объеме, это связано с процессом адаптации, с низкой скоростью письма, с невозможностью вычленить кратко информацию по вопросу, поэтому на лекционном занятии преподаватель обращает внимание, что нужно записать конкретно, призывает сделать записи и рисунки на полях тетради дома самостоятельно. Для этого материалы лекций даются в электронном виде, чтобы студенты могли самостоятельно работать во внеучебное время (самостоятельная работа студентов).
Последовательность выполнения лабораторных работ подробно расписана в «Электронном лабораторном практикуме по анатомии и морфологии высших растений» [5]. Данное учебно-методическое пособие находится в общем доступе на сайте БГУ, в компьютерном классе факультета, и при желании студента может быть записан ему на электронный носитель для работы дома.
Структурно лабораторная работа состоит из классических разделов: цель занятия; необходимые раздаточные материалы, оборудование и реактивы; краткий теоретический экскурс; подробное описание хода работы; вопросы для самоконтроля; биологические задачи; список литературы по данной теме лабораторной работы.
Исторически сложилось, что раньше лабораторные работы выполнялись в альбомах, где студенты делали биологические рисунки. В БГУ нами разработана «Электронная рабочая тетрадь по анатомии и морфологии высших растений» [6], которая помогает сэкономить время на оформление лабораторной работы и акцентировать внимание студентов на растительных объектах изучения и переносе их в виде биологических рисунков в рабочую тетрадь. Особо стоит отметить сложность в рисовании объектов исследования студентами. По требованиям рисунок должен быть выполнен только простым карандашом. Допускается использование цветных карандашей для раскрашивания отдельных цветных элементов клетки (хлоропластов, хромопластов, ядра, вакуоли, клеточных включений и т. д.), растительных тканей (к примеру, ксилема — красным, флоэма — синим, камбий — зеленым, пробка — коричневым), отдельных органов растений (корень, побег, цветок, почка). Рисунки должны быть выполнены крупно, с хорошей прорисовкой деталей, которые надо показать. Поясняющие записи обязательно делаются с правой стороны от рисунка.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ = АРМАТУРНЫЕ
1
Колленхима
от греч. «епсЬуша» - ткань,
«ко11а» - клей, «5с1его5» - твердый
Склеренхима
Уголковая
Волокна
Склереиды
Пластинчатая
древесинные волокна ^волокна либриформа)
Рыхлая
лубяные волокна
брахисклереиды
астросклереиды
от греч. «brachys» - короткий, «astron» - звезда, «osteon» - кость
остеосклереиды
волокнистые склереиды
Рис. 1. Слайд из лекции «Механические ткани растения»
В рабочей тетради для закрепления материала студенты заполняют понятийный словарь, выполняют рисунки, дают ответ на биологические задачи и заполняют таблицы. Объем заданий в рабочей тетради выходит за границы лабораторного занятия, это сделано для того, чтобы облегчить выполнение самостоятельной работы студента (СРС). В конце лабораторной работы оптимально представлена система вопросов для самоконтроля. Они разнообразны по форме, целям контроля и являются показателем уровня понимания полученных знаний.
Первая работа посвящена осваиванию приемов работы с микроскопом. Многолетний опыт показывает, что только 10 % первокурсников хорошо знакомы с оптическим прибором, 50 % видели микроскоп 1 или 2 раза на уроках биологии и 30 % никогда не работали с микроскопом. Поэтому на первом занятии проводится инструктаж по работе с оптическим оборудованием, а также с техникой изготовления и фиксацией временных микропрепаратов.
На лабораторных занятиях второго блока по морфологии растений используются растительные объекты местной флоры. Для крупных тем («Лист», «Метаморфозы вегетативных органов», «Цветок», «Соцветие» и «Плоды и семена»), отличающихся высоким биологическим разнообразием объектов, составлены алгоритмы изучения, навык работы с которыми закрепляется на полевой практике непосредственно в природе. Алгоритм изучения составлен по принципу «дихотомического ключа»,
что позволяет студентам определить, например, тип соцветия, плода и т. п. Алгоритмы используются при работе с гербарием.
Лабораторные работы по морфологии снабжены большим количеством фотографий растений местной флоры, которые можно просмотреть в «Электронном ботаническом атласе» [7]. Фотографии выполнены с применением профессиональной фотоаппаратуры методом макросъемки на черной ткани, что позволяет рассмотреть все структурные элементы растения, не используя оптические приборы. Такие фотографии хорошо помогают при составлении формул и диаграмм цветка, так как фиксированный материал часто деформируется.
Для систематического и быстрого контроля усвоения знаний используются тесты [4]. Тесты можно разделить на следующие виды: вопросы с вариантами ответов; рисуночные тесты (на которые необходимо дать правильные обозначения, рис. 2); тесты-утверждения с пропущенными словами; тесты на соотношение растительных объектов.
Рис. 2. Рисуночный тест: «Соотнесите основные типы растительных тканей: 1 — аэренхима, 2 — склеренхима, 3 — ксилема, 4 — меристема, 5 — эпидерма, 6 — хлоренхима»
Использование электронных тестов, по нашему мнению, позволяет систематизировать полученные знания, автоматизировать контроль и оценивание уровня знаний, а также провести систематизацию ошибок по нескольким параметрам.
В качестве контрольно-измерительного материала мы также используем дидактические карточки, о которых можно сказать, что «все новое — это хорошо забытое старое». К сожалению, многие педагоги перестали использовать дидактические карточки для закрепления материала, но мы считаем, что для курса «Анатомия и морфология» они просто необходимы. На занятии мы используем авторские дидактические карточки, разработанные по каждой из тем курса. Карточки в электронном виде заранее предлагаются студентам для самостоятельной проработки, по каждой теме разработано по 6 вариантов дидактического материала. В начале лабораторного занятия проводится пятиминутная письменная проверка. Если студент считает, что он плохо выполнил все задания в дидактической карточке, то в течение суток ему дается возможность выполнить работу над ошибками и в отсканированном виде отправить на электронный адрес преподавателя.
На итоговых занятиях часто используется создание структурно-логических схем, студенты самостоятельно или при помощи преподавателя представляют изученный материал в краткой форме в виде схем, тезисов, комбинированных таблиц. Комбинированные таблицы используются при изучении строения цветка, морфологии простых и сложных листьев, многообразия плодов и семян. Преимущество такого комбинирования заключается в сочетании рисунков, диаграмм, схем, фотографий.
Кратко хотелось бы остановиться на использовании учебных видеофильмов и роликов. К сожалению, фильмов о растениях недостаточно, хотя в Интернете есть много познавательных роликов (на
YouTube: прорастание семени ковыля, автохория бешеного огурца, метаморфозы листьев растений-хищников и т. д.). Студентам в качестве СРС дается задание посмотреть шестисерийный фильм «Невидимая жизнь растений» («Би-би-си», автор Д. Аттенборо), обсуждение которого проходит во внеаудиторное время или в рамках учебной полевой практики.
На занятиях по анатомии и морфологии растений активно используются познавательные биологические задачи, которые показывают уровень овладения полученными знаниями и умение применить их в практической ситуации. Например, задача № 20. «Рост стебля, корня, листа, цветка, плода зависит от деления и растяжения клеток. Оказывается, что в древесине весной откладываются клетки крупнее, чем осенью. Почему?» [4].
Таким образом, методика преподавания дисциплины «Анатомия и морфология высших растений» в Бурятском госуниверситете сориентирована на комплексное использование в учебном процессе оригинальных методов и приемов обучения, активизирующих мыслительную и эвристическую деятельность студента.
В заключение хотелось бы сделать лирическое отступление и пожелать, чтобы преподаватель высшей школы относился к каждому своему занятию не как к рутине и повседневной обязанности, а как к произведению искусства, которое с годами приобретало бы все новые оттенки и краски, насыщалось современным и актуальным содержимым, а результат будет только один — формирование активной, профессионально ориентированной личности студента университета.
Литература
1. Лотова Л. И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений. — М., УРСС, 2015. — 512 с.
2. Тимонин А. К. Ботаника: в 4 т. Т. 3. Высшие растения: учебник для вузов. — М.: Академия, 2007. — 352 с.
3. Морфоанатомическая структура сосудистых растений: учебное пособие к лабораторному практикуму по ботанике / сост. Л. К. Бардонова. — Улан-Удэ: Изд-во Бурят. гос. ун-та, 2006. — 146 с.
4. Самостоятельная работа по морфологии и анатомии высших растений: учеб. пособие / сост. Л. К. Бардонова, Е. М. Пыжикова. — Улан-Удэ: Изд-во Бурят. гос. ун-та, 2008. — 154 с.
5. Пыжикова Е. М. Электронный практикум по анатомии и морфологии высших растений [Электронный ресурс]. — Улан-Удэ, 2011. — URL: bsu.ru (система «Hecadem») (64,6 Mb).
6. Пыжикова Е. М. Электронная рабочая тетрадь по анатомии и морфологии высших растений [Электронный ресурс]. — Улан-Удэ, 2011. — URL: bsu.ru (система «Hecadem») (2 Mb).
7. Пыжикова Е. М. Ботанический атлас по анатомии и морфологии высших растений [Электронный ресурс]. — Улан-Удэ, 2011. — URL: bsu.ru (система «Hecadem») (53,7 Mb).
References
1. Lotova L. I. Botanika. Morfologiya i anatomiya vysshikh rastenii [Botany. Morphology and Anatomy of Embryophytes]. Moscow: URSS Publ., 2015. 512 p.
2. Timonin А. К. Botanika. V. 3. Vysshie rasteniya [Botany. V. 3. Embryophytes]. In 4 v. Мoscow: Аkademia Publ., 2007. 352 p.
3. Morfoanatomicheskaya struktura sosudistykh rastenii [Morphological and Anatomic Structure of Vascular Plants]. Ulan-Ude: Buryat State University Publ., 2006. 146 p.
4. Samostoyatel'naya rabota po morfologii i anatomii vysshikh rastenii [Independent Work on Morphology and Anatomy of Embryophytes]. Ulan-Ude: Buryat State University Publ., 2008. 154 p.
5. Pyzhikova E. M. Elektronnyi praktikum po anatomii i morfologii vysshikh rastenii [Electronic Educational Aid in Anatomy and Morphology of Embryophytes]. 2011. (64, 6 Mb)
6. Pyzhikova E. M. Elektronnaya rabochaya tetrad' po anatomii i morfologii vysshikh rastenii [E-workbook in Anatomy and Morphology of Embryophytes]. 2011. (2 Mb)
7. Pyzhikova E. M. Botanicheskii atlas po anatomii i morfologii vysshikh rastenii [Botanical Atlas of Embryophytes Anatomy and Morphology]. (53, 7 Mb)
