CC BY
94
УДК37.013.75 : 37.022 : 37.026.1
Якунчев Михаил Александрович
Доктор педагогических наук, профессор кафедры биологии, географии и методик обучения ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт имени М. Е. Евсевьева», mprof@list.ru, Саранск
Киселева Анна Игоревна
Преподаватель кафедры биологии, географии и методик обучения ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт имени М. Е. Евсевьева», ka-mi88@mail.ru, Саранск
модель формирования логических учебных действий у учащихся при изучении биологии в школе
Аннотация. В статье указывается на актуальность использования логических учебных действий в процессе обучения биологии и становления «умения учиться» в общеобразовательной школе. Показывается реальный уровень сформированности знаний об этих действиях у учащихся 8-9 классов. На основе концепции поэтапного выполнения умственных действий П. Я. Гальперина представляется модель формирования логических учебных действий, включающая семь структурных элементов. Выражаются основные приемы такого приоритетного логического действия, как анализ учебного материала о живых объектах (морфологический, анатомический, физиологический), лежащий в основе модели, реализованной при обучении биологии в школе. Даются результаты формирующего эксперимента, отражающие эффективность применения данной модели.
Ключевые слова: учебный прием, логическое действие, модель формирования логических учебных действий, приемы анализа при обучении биологии - морфологический, анатомический, физиологический.
Jakunchev Mihail Aleksandrovich
Doctor of Pedagogical Sciences, Professor of the Department of Biology, Geography and Teaching Techniques atMordova State Pedagogical Institute, mprof@list.ru, Saransk
Kiseleva Anna Igorevna
Teacher of the Department of Biology, Geography and Training Techniques at Mordova State Pedagogical Institut, ka-mi88@mail.ru, Saransk
model of formation of logical learning activities of students in the process of studying biology at school
Abstract: The article points to the relevance of the use of logical learning activities in learning biology and the formation of «learning to learn» in a secondary school. Shows the real level of development of knowledge about these activities students grades 8-9. The concept of «model» and reveals the basic techniques underlying the formation of the logical model of learning activities with them. Presents the results of a formative experiment, showing the effectiveness of this model in teaching biology at school.
Keywords: educational reception, logical educational actions, the model of formation of logical educational actions, the types of analysis in teaching biology - morphological analysis, anatomical analysis, physiological analysis.
В настоящее время перед общим образованием остро встала проблема самостоятельного успешного усвоения учащимися нового учебного материала, способов деятельности и ценностных отношений на основе обязательного развития умения учиться. Важно, чтобы современная школа ориентировалась
на такое обучение, которое обеспечивало бы подготовку не столько человека обученного - квалифицированного исполнителя, а сколько человека обучаемого на протяжении всей жизни при многократном переучивании в постоянно изменяющемся обществе. Достаточные возможности для
решения обозначенной проблемы имеет организованный процесс освоения подрастающим поколением универсальных учебных действий в общем, а в их составе логических учебных действий, в частности. Овладение такими действиями в конечном счете обеспечивает становление и развитие способности успешно усваивать важные для жизни новые знания, умения, а также опыт эмоционально-ценностного отношения к объектам окружающего мира и творческого его преобразования. Эта способность может реализоваться потому, что универсальные учебные действия как обобщенные логические явления, открывают широкие возможности для ориентации учащихся не только в содержании различных предметных областей, но и в структуре самой учебной деятельности, включая осознание учащимися ее целевой направленности, ценностно-смысловых и операциональных характеристик. Следовательно, достижение «умения учиться» предполагает полноценное освоение всех компонентов учебной деятельности, включающей познавательные и учебные мотивы, учебные цель / задачи, учебные действия и операции как определенные виды ориентировки в содержании изучаемого материала, его преобразование, контроль и оценка результатов обучения школьников [1, с. 25].
«Умение учиться» выступает существенным фактором повышения эффективности освоения предметного, межпредметного и метапредметного содержания, а также общекультурных и специальных компетенций, необходимых для осознания научной картины мира и морального выбора ценностно-смысловых оснований личностного характера. Становление «умения учиться» не представляется возможным без усвоения логических учебных действий, которые имеют наиболее общий характер, направлены на установление связей и отношений в любой области знания. Их формирование может происходить при изучении всех школьных предметов.
Для оптимальной реализации обозначенного процесса следует указать на номенклатуру логических ученых действий. Как показывает изучение литературы, она достаточно обширна и включает простые логические действия (анализ, синтез, сравнение, обобщение) и составные логические операции (построение отрицания, утверждение и опровержение как построение рассуж-
дения с использованием различных логических схем индуктивной или дедуктивной направленности). Первые из них в определенной мере формируются у каждого человека стихийно, а вторые, имеющие более сложный и комплексный характер, у большинства людей сами по себе не формируются. Их становление требует специальной целенаправленной методической работы [2, с. 30].
Для того чтобы успешно формировать логические учебные действия, педагогам, в частности учителям-предметникам, необходимо иметь ясное представление о состоянии сформированности умений выполнять школьниками обозначенную категорию учебных действий в виде определенных приемов. Прием в этом случае нами понимается как отдельный акт обучения, наименьшая структурная единица процесса обучения, совокупность действий, направленных на решение учебных задач. На основе изучения психологической, педагогической и методической литературы [1; 2; 6], а также собственных исследований [4], можно утверждать, что в целом учащиеся приемами учебной деятельности с использованием таких базовых логических операций как анализ, сравнение и обобщение, владеют слабо. Нами выяснено, что большая часть старшеклассников основной общеобразовательной школы не в состоянии полноценно применять названные логические операции для осмысленного объяснения содержания изучаемого материала. Только 27% школьников в среднем выразили правильно сущность определений о таких мыслительных операциях как анализ, сравнение и обобщение [1]. Вполне можно утверждать, что уровень сформированности знаний о сущности наиболее часто используемых в практике обучения логических учебных приемов и их определений, а следовательно, и умений применять их в учебно-познавательной практике у них довольно низкий.
Учитывая полученные результаты, согласующиеся с данными других авторов, возникает объективная необходимость в разработке модели формирования основных логических приемов. Понятие «модель» в различных сферах знания и человеческой деятельности представляется не одинаково. При всем разнообразии его определений общее в них состоит в том, что модель, более или менее полно имитирует объект
[5; 10]. Из нескольких определений понятия «модель» за рабочее мы принимаем следующее: модель - это аналог (схема, структура, знаковая система) определенного фрагмента природной или социальной реальности, порождение человеческой культуры, концептуально-теоретического образования или оригинала модели. Этот аналог служит для хранения и расширения знания (информации) об оригинале, его конструирования, преобразования или управления им. С гносеологической точки зрения модель - это «представитель», «заместитель» оригинала в познании и практике [7, с. 546].
Учитывая суть обозначенного определения, а также мнения различных авторов [8; 9; 11], можно утверждать, что модель формирования учебных действий должна иметь определенную структуру. Мы представляем ее, принимая за основу концепцию поэтапного формирования умственных действий П. Я. Гальперина [3], которая включает несколько структурных элементов. Первый из них - ознакомление с целью обучения, его задачами. Второй - упрощающие предположения, которые позволяют из всего многообразия информации об изучаемом явлении или объекте выделить исходные данные, определить, что будет служить результатом и какова связь между исходными данными и результатом. Третий - составление схемы ориентировочной основы действия. Четвертый - выполнение действий в материальном или материализованном виде. Пятый - формирование действия как внешнеречевого (в устной речи или письменном виде) без опоры на материальные средства. Операции выполняются словесно. Шестой - формирование действия во внешней речи про себя. Действие сопровождается проговариванием про себя, постепенно сокращаясь, автоматизируется. Седьмой - выполнение действия в умственном плане. Эту модель как показывает педагогическая теория и практика можно использовать при обучении разным школьным предметам [3].
Представим процедуру формирования логического универсального действия анализа при обучении биологии. В целом анализ объектов живых объектов предполагает разложение предмета или явления на составные части. Анализ - процесс мысленного, иногда и реального разделения изучаемого объекта на составные части, рассмотрение
всех сторон и способов функционирования свойства и изучение их. Разделение на части применяется для перехода от изучения целого объекта к изучению его частей и осуществляется путем абстрагирования от связи частей друг с другом [2]. На основе обозначенных суждений возникает возможность выразить общую модель ориентировочной основы действия для формирования логического приема анализа при изучении биологических объектов. Она имеет следующий вид: а) внимательное рассмотрение объекта; б) выделение и перечисление частей объекта в определенном порядке; в) разделение объекта на части, руководствуясь их соподчинением; г) описание каждой части органа преимущественно на основе ее существенных признаков; д) обобщение полученных сведений и составление характеристики данного объекта.
Представленная модель при обучении школьников биологии является принципиальной. На основе ее использования выражаются конкретные приемы рассмотрения объектов живой природы и (или) их частей, выступающих в свою очередь предметами изучения школьниками. Наиболее распространенными и эффективными, как показывает практика обучения биологии, является несколько видов анализа, которые лучше представляются с помощью соответствующих приемов [9]. Таковыми являются прием морфологического анализа (внешнего строения биологического объекта), прием анатомического анализа (внутреннего строения биологического объекта), прием физиологического анализа (объяснение процессов жизнедеятельности биологического объекта, выяснение и пояснение сущности проявляющихся закономерностей). Обратим внимание на структуру и методическое сопровождение обозначенных приемов анализа биологических объектов.
При использовании приема анализа внешнего строения биологического объекта (морфологический анализ), вначале определяется значение органа в организме. Это дает возможность рассматривать особенности строения и функций органа с позиций его роли в жизни организма как целостного образования. Затем, при помощи наглядных пособий или демонстрации натуральных объектов, показывается изучаемый орган для восприятия его внешнего вида в целом. После этого материал анализируется в определенном порядке, а именно, ме-
сторасположения в организме, форма, размеры, цвет / окраска, характер поверхности. В общем виде прием состоит из следующих действий: 1) рассмотрение биологического объекта (органа) в целом; 2) определение его значения в организме; 3) перечисление частей органа в определенном порядке;
4) разделение биологического объекта на части, руководствуясь их соподчинением;
5) описание каждой части органа на основе ее существенных и несущественных признаков; 6) обобщение полученных сведений и составление характеристики изучаемого биологического объекта.
Отметим, что для успешного использования обозначенного приема в практике обучения биологии в школе большое значение имеет включение метода наблюдения как целенаправленного восприятия и представления образа изучаемого объекта, в данном случае органа живого организма. Это необходимо особенно для выделения признаков, по которым определяются структурные компоненты во взаимосвязи с выполняемыми функциями [6].
Прием анатомического анализа биологического объекта (внутреннего строения живого существа) характеризуется определением анализируемого объекта (органа - какой орган изучается школьниками), последовательным выделением главных его частей, указанием способа их связи, объяснением значения каждой части органа и органа в целом в организме. В общем виде прием анатомического анализа состоит из следующих действий: 1) рассмотрение биологического объекта (органа) в целом; 2) разделение биологического объекта на части, руководствуясь их соподчинением; 3) перечисление частей органа в определенном порядке; 4) описание каждой части органа; 5) составление характеристики изучаемого биологического объекта (органа).
Для эффективного применения данного приема большое значение имеет метод демонстрации наглядных средств, отражающих особенности биологических объектов и их дальнейшее описание с последовательным указанием характерных признаков биологического объекта [9].
Сущность приема физиологического анализа (объяснения процессов жизнедеятельности биологического объекта) состоит в том, что при этом важно обращать внима-
ние на характеристики функций органов, систем органов и живого организма в целом. Данный прием предполагает определение значения органа и систем органов в организме, выяснение основных функций, перечисление процессов, составляющих функции, а также их причинное объяснение. Последней стадией в анализе функций является комментирование этих процессов на основе физиологических, физических и химических знаний, то есть установление причин основных процессов, составляющих функцию.
В общем виде прием состоит из следующих действий: 1) рассмотрение биологического объекта (органа) в целом;
2) определение его значения в организме;
3) перечисление частей органа в определенном порядке; 4) разделение биологического объекта на части, руководствуясь их соподчинением; 5) описание каждой части органа на основе ее существенных и несущественных признаков; 6) определение функций, выполняемых каждой частью органа; 7) перечисление процессов, составляющих функции и их объяснение; 8) установление причин основных процессов, составляющих функции органа; 9) обобщение полученных сведений и составление характеристики изучаемого биологического объекта.
Подчеркнем, что для формирования обозначенного приема большое значение имеют методы распознавания биологических объектов (предметов и явлений), их описание, проблемная беседа, поисковый и частично-поисковый методы, на основе которых школьники получают возможность различать, узнавать особенности протекания физиологических процессов в структуре биологического объекта [9].
Представленная модель формирования логических учебных действий была экспериментально апробирована с учащимися 8 классов общеобразовательных учреждений г. Саранск при изучении ими одного из разделов школьной биологии «Человек и его здоровье». В ходе эксперимента определились соответствующие три этапа. Первый - вводный или мотивационный, второй - основной или формирующий, третий - заключительный или оценочный.
На первом этапе осуществлялась работа по активизации и стимулированию учебных мотиваций учащихся 8 класса - познавательных, эвристических и частично исследова-
тельских. Он в основном реализовывался на протяжении двух первых уроков раздела при рассмотрении и усвоении темы «Науки, изучающие организм человека». Они одновременно представлялись как вводные уроки. Эти уроки были важными с пропедевтической точки зрения, ибо давали возможность подготовить учащихся к оптимальному восприятию содержания учебного материала на основе анализа учебного материала о биологических объектах. Совместными усилиями учителя и учащихся указывались необходимые виды анализа при изучении раздела «Человек и его здоровье» - морфологический, анатомический и физиологический с обращением внимания на их сущность и логику использования.
На основном или формирующем этапе эксперимента, который состоял из 13 уроков, разработанных нами, выполнялась работа по дальнейшему формированию умений анализировать учебный материал о биологических объектах. В зависимости от содержания лучше его изучать с учащимися в условных трех блоках. Первый блок необходимо связывать с процедурой формирования у учащихся умений осуществлять морфологический анализ биологических объектов, второй блок - умений осуществлять анатомический анализ и третий - физиологический анализ.
Оказалось, что благоприятным для введения и выяснения сущности общей схемы морфологического анализа является тема «Строение организма человека». Процедуры этого анализа, как показал эксперимент, лучше выполняются учащимися при изучении материала об особенностях структуры тела человека при изучении темы «Общий обзор организма человека». На основе демонстрации соответствующих демонстрационных таблиц, учащиеся совместно с учителем выясняли общую схему морфологического анализа. Его сущность заключается в выделении в определенном порядке и соподчинении главных частей с характеристикой их внешнего строения. В ходе этого же урока на основе изучения материала об органах и системах органов общая схема морфологического анализа актуализировалась по отношению к органам и системам органов. При этом большое значение имела организация для учащихся поисковой беседы по выяснению определенного порядка анализа органа и систем органов. Этот прием использовал-
ся и на последующих уроках для лучшего запоминания и анализа учебного материала о тканях организма человека, в частности, для этого учащимися выполнялась групповая работа по просмотру под микроскопом готовых микропрепаратов эпителиальных тканей, и готовился ими ответ по анализу четырех видов эпителиальных тканей - плоского, кубического, мерцательного и цилиндрического. В дальнейшем для самостоятельного использования общей схемы морфологического анализа учащиеся самостоятельно анализировали строение нервной ткани.
Для формирования умений осуществлять анатомический анализ наиболее уместным оказался раздел «Кровеносная и лимфатическая система». Соответствующие процедуры, как показал эксперимент, лучше выполняются учащимися при изучении материала о строении сердца, функциях его камер. Для самостоятельного использования общей схемы анатомического анализа органов организма человека учащиеся самостоятельно анализировали строение сердца человека и представляли соответствующий публичный ответ. При этом они выполняли самостоятельную работу с использованием учебника и рисунка, отражающего внутреннее строение сердца.
Для введения и выяснения сущности общей схемы физиологического анализа наиболее благоприятным оказался раздел «Функции организма человека». Соответствующие процедуры, как показал эксперимент, лучше выполняются учащимися при изучении материала о жизнедеятельности клетки на уроке по теме «Клеточное строение организма». На примере явления об обмене веществ, учащиеся совместно с учителем выясняли общую схему физиологического анализа, заключающегося в обнаружении главных причин явления, вытекающих последствий из причин, выделении второстепенных зависимостей. Представленные действия использовались на последующих уроках для запоминания и анализа учебного материала о строении мышц, в частности, для этого учащимися была установлена взаимосвязь между строением и функцией мышц путем самонаблюдения, определения функций некоторых мышц собственного тела, объяснения действий при движении условий сохранения равновесия в организме. Далее для самостоятельного использования общей схемы физиологического анализа
учащиеся самостоятельно анализировали работу двигательных единиц при мышечном сокращении, движении крови по сосудам, регуляции кровоснабжения. Для использования схемы физиологического анализа и успешного усвоения материала учащиеся выполняли работу в группах по измерению артериального давления и последующее подведение итогов работы на основе простейшего анализа состояния здоровья товарища. Общая схема физиологического анализа также использовалась для объяснения сущности кругов кровообращения и взаимосвязей в организме человека.
Третий, оценочный этап, реализовался концентрированно на заключительном уроке, а также на каждом из отдельных уроков, посвященных формированию умений анализировать материал о биологических объектах для выяснения их сформированное™. Для этого были использованы вопросы для беседы с учащимися, а также тестовые задания, которые предлагались учащимся во время констатирующего эксперимента.
Учитывая вышесказанное, об эффективности использования данной методики можно судить по таким результатам, как осмысление содержания понятия «анализ», овладение учащимися умениями адекватно анализировать материал о биологических объектах, использовать соответствующие приемы в аналогичных и новых ситуациях, а также объяснять морфологические, анатомические, физиологические объекты и явления. Учащимся экспериментальных классов был задан вопрос «в чем заключается сущность понятия об анализе». Полные и правильные ответы, по сути, получены от 65% учащихся, тогда как на констатирующем этапе эксперимента такие ответы были у 27% учащихся. Большая часть учащихся (72%) стала в процессе изучения биологического материала правильно использовать все три вида анализа биологических объектов.
Таким образом, экспериментальное использование модели формирования логических учебных действий у учащихся при обучении биологии дало положительный результат. Вначале изучения раздела предмета необходимо ввести понятие об анализе в целом, об анализе биологического объекта, в частности. Далее необходимо конкретизировать содержание понятий о морфологи-
ческом, анатомическом и физиологическом анализе, показать последовательность выполнения действий при соответствующих видах анализа. Следует особое внимание уделять использованию таких методов обучения как проблемная беседа, поисковая, частично-поисковая и самостоятельная работы с разными источниками информации и средствами наглядности.
Библиографический список
1. Асмолов А. Г. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий: пособие для учителя. - М.: Просвещение, 2010. - 159 с.
2. Бруновт Е. П. Формирование приемов умственной деятельности учащихся на материале учебного предмета биологии. - М.: Просвещение, 1981. - 72 с.
3. Гальперин П. Я. Концепция поэтапного формирования умственных действий. [Электронный ресурс]. URL: http://murzim.ru/nauka/ psihologija/vozrastnaja-psihologija/27147-galperin-p-ya-koncepciya-poetapnogo-formirovaniya-umstvennyh-deystviy.html (дата обращения: 01.07.2014)
4. Киселева А. И. Состояние сформирован-ности знаний о логических учебных действиях у учащихся основной общеобразовательной школы // Гуманитарные науки и образование. -2013. - № 2. - С. 153 - 156.
5. Крупнейший сборник онлайн-словарей. -2009 [Электронный ресурс]. URL: http://www. onlinedics.ru/slovar/fil/n/model.html (дата обращения: 25.06.2014)
6. Мешалкина К. Н. Эффективность обучения и развития аналитических способностей учащихся // Педагогика. - 1994. - №3. - С. 18-25.
7. Ожегов С. И. Толковый словарь русского языка: 80000 слов и фразеологических выражений / 4-е изд. - М.: Азбуковник, 1999. - 994 с.
8. Штофф В. А. Моделирование и философия. - М.: Просвещение, 1966. - 215 с.
9. Ядровская М. В. Модели в педагогике // Вестник Томского государственного университета. - 2013. №366. - С. 139 - 143.
10. Abels H. Interaktion, Identität, Präsentation: Kleine Einführung in interpretative Theorien der Soziologie (Studientexte zur Soziologie). - GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2007 [Электронн-вй ресурс]. URL: http://dnb.d-nb.de >abrufbar (дата обращения: 02.07.2014).
11. Mead G. Mind Self and Society. - Chicago 1994. - 440 p.
