CC BY
61
Okazova Zarina Petrovna
USE OF BIOLOGICAL PROBLEMS .
pedagogical sciences
УДК 37.018.74
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ХАРАКТЕРА В ПРЕПОДАВАНИИ БИОЛОГИИ В ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ
© 2018
Оказова Зарина Петровна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности Чеченский государственный педагогический университет (362048, Россия, Грозный, ул. Исаева, 62, e-mail: [email protected])
Аннотация. Немаловажное значение в процессе обучения биологии приобретает формирование научного мышления, способности всесторонне и объективно оценивать конкретную научную проблему и определять пути ее решения. Элементам научного поиска возможно и нужно обучать студентов. Каждая задача представляет собой конкретную ситуацию, требующую своего разрешения путем логического анализа, с привлечением известных знаний по биологии и другим дисциплинам. Познавательная активность студентов, их попытки подойти к решению вопросов задачи с различных сторон должны поощряться и одобряться преподавателем. При этом положительной оценки должны заслуживать неординарность мышления, гибкость и аргументированность в анализе ситуации, точность обобщения, биологическая эрудиция студента. Цель - изучение возможности использования биологических задач исследовательского характера в преподавании курса биологии в высших учебных заведениях. Работу с биологическими задачами исследовательского характера на занятиях по биологии можно считать успешной, если наблюдается постепенный рост самостоятельности студентов при обсуждении вопросов задачи, если их высказывания становятся все более полными и аргументированными, а деятельность преподавателя постепенно сводится в основном к сообщению необходимой дополнительной информации и к общему руководству мыслительной деятельностью студентов.
Ключевые слова: биологическая задача, исследовательский характер, преподавание, эрудиция, дискуссия, познавательная активность, факторы среды, биология.
USE OF BIOLOGICAL PROBLEMS OF THE RESEARCH CHARACTER IN TEACHING BIOLOGY IN HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS
© 2018
Okazova Zarina Petrovna, doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department of Ecology and Life Safety Chechen State Pedagogical University (362048, Russia, Grozny, Isayeva Str., 62, e-mail: [email protected])
Abstract. Of no small importance in the process of teaching biology is the formation of scientific thinking, the ability to comprehensively and objectively evaluate a specific scientific problem and determine the ways to solve it. Elements of scientific research can and should be taught to students. Each task is a specific situation, requiring its solution through logical analysis, involving well-known knowledge of biology and other disciplines. The cognitive activity of students, their attempts to approach issues from different sides should be encouraged and approved by the teacher. In this positive evaluation should deserve the originality of thinking, flexibility and reasoning in the analysis of the situation, the accuracy of generalization, the biological erudition of the student. The goal is to study the possibility of using biological research tasks in teaching biology courses in higher educational institutions. The work with biological research tasks in biology classes can be considered successful if there is a gradual increase in the students' independence when discussing the issues of the task, if their statements become more complete and well-founded, and the activity of the teacher gradually comes down to communicating the necessary additional information and to the general guidance to the thinking activity of students.
Keywords: biological task, research character, teaching, erudition, discussion, cognitive activity, environmental factors, biology.
Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Студенты в процессе изучения биологии часто связывают свою последующую жизнь с научной работой. Поэтому немаловажное значение в процессе обучения приобретает формирование научного мышления, способности всесторонне и объективно оценивать конкретную научную проблему и определять пути ее решения. Элементам научного поиска возможно и нужно обучать студентов
[1-3].
Анализ последних исследований и публикаций, в которых рассматривались аспекты этой проблемы и на которых обосновывается автор; выделение неразрешенных раньше частей общей проблемы. С этой целью рекомендуется использовать на занятиях при изучении раздела «Животные» биологические задачи исследовательского характера [4].
Перед началом беседы преподаватель зачитывает условие задачи, а также приведенные в ней вопросы и задания, уточняет и поясняет проблему. При необходимости условие задачи кратко записывается на доске.
После этого преподаватель предлагает ответить на первый вопрос задачи, предоставив им время для его обдумывания [5-7].
В задачах другого типа может быть предложено дать объяснение конкретным фактам, полученным в результате проведенного научного исследования; выявить неучтенные причины, которые могли исказить результаты
работы, и т. д.
В процессе поисковой беседы, проводимой преподавателем, студенты самостоятельно анализируют и исследуют ситуацию, уясняют внутренние связи и отношения между различными ее элементами.
Познавательная активность студентов, их попытки подойти к решению вопросов задачи с различных сторон должны поощряться и одобряться преподавателем [8-10].
Формирование целей статьи (постановка задания) - изучение возможности использования биологических задач исследовательского характера в преподавании курса биологии в ВУЗе.
Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов. Рассмотрим особенности этой работы на примере конкретной задачи, которая может быть предложена на занятии по теме «Движущие силы эволюции - изменчивость, наследственность, естественный отбор».
Перед началом беседы преподаватель зачитывает условия задачи:
«Исследователь высказал различные предположения (гипотезы) по поводу пения самца канарейки:
Пение кенара полностью наследуется и не зависит от обучения молодого самца взрослой птицей.
Пение кенара развивается в результате обучения молодого самца взрослым кенаром, но не наследуется.
Основные качества пения кенара наследуются, но
180
Azimuth of Scientific Research: Pedagogy and Psychology. 2018. Т. 7. № 3(24)
педагогические науки
Оказова Зарина Петровна ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ...
имеет значение и обучение».
Условия задачи, если это необходимо, в тезисном виде записываются на доске. Затем предлагается студентам подумать над вопросом:
Какая из приведенных выше гипотез кажется вам наиболее вероятной и почему?
Обычно студенты высказываются различные мнения, и каждая из предложенных в задаче гипотез может найти своих сторонников. В любом случае возникает необходимость продолжить дискуссию. Поэтому преподаватель задает следующий вопрос:
Как можно организовать и провести эксперимент по проверке правильности каждой из предложенных гипотез?
Обсуждаются условия, план эксперимента, методика его проведения. Как правило, студенты предлагают получить выводок птенцов от пары канареек. Затем, после наступления у птиц самостоятельности, одного молодого самца из выводка оставить в той же комнате, где находится взрослый поющий кенар, а второго перенести в другую комнату. В дальнейшем, через несколько месяцев, следует сравнить качество пения двух молодых кенаров, находившихся в разных условиях.
Предлагая в общем правильный подход к решению проблемы, студенты обычно не учитывают по крайней мере двух моментов, на которых преподаватель должен акцентировать их внимание:
Во-первых, не учитывается тот факт, что до насту -пления месячного возраста молодые птицы могут слышать пение своего отца. Теоретически возможно, что уже в этот период они способны запомнить некоторые колена из песни взрослого кенара. Без сомнения, это вносит серьезную погрешность в эксперимент.
Самку от самца у канарейки можно отличить практически только по пению последнего. Поэтому определить половую принадлежность птиц не представляется возможным ни в месячном, ни даже в более позднем возрасте. Следовательно, до этого возраста нет возможности рассадить двух молодых самцов в разные помещения.
Как же выйти из этих затруднений? Как правило, студентам не удается сделать это самостоятельно, так как для этого необходимо обладать конкретными знаниями в области орнитологии. Поэтому после нескольких, как правило, неудачных предложений выход может быть указан преподавателем. Можно, например, убрать самца канарейки из клетки, где самка насиживает яйца, еще до вылупления потомства. Тогда все обязанности по выкармливанию вылупившихся птенцов падают на самку, но в большинстве случаев она успешно справляется с ними, а молодые птицы с момента появления на свет не слышат пения взрослого кенара. Затем всех молодых птиц по достижении ими самостоятельности в месячном возрасте следует перенести в другое помещение, где нет других птиц, а взрослого кенара возвратить к самке для получения второго выводка. Когда молодые самцы начнут активно петь, одного из них в отдельной клетке нужно поместить в комнату, где находится его поющий отец, а второго оставить в помещении, где нет взрослых кенаров. По существу, это и предлагали сделать школьники в начале дискуссии.
Преподаватель должен подчеркнуть, что в процессе проведения эксперимента все условия содержания «опытной» и «контрольной» птиц должны быть одинаковыми. Желательно, чтобы комнаты одинаково освещались, чтобы в них поддерживалась одинаковая температура. Едиными должны быть также режим и рацион кормления птиц, факторы беспокойства, другие условия. Клетки должны быть одинаковых размеров. Необходимо провести обсуждение значимости всех этих условий.
Уже сам факт начала пения молодых птиц, находившихся в изолированном от взрослого кенара помещении, Опровергает гипотезу о том, что пение молодых самцов полностью определяется влиянием обучения
их взрослым кенаром. Следовательно, пение кенара зависит либо только от наследственности, либо от наследственности и обучения. Это и предстоит выяснить в дальнейшем.
Для продолжения дискуссии преподаватель может поставить очередной вопрос:
Каковы возможные результаты исследований? О чем могут говорить эти результаты?
В процессе поисковой беседы студентов можно подвести к формулированию следующих положений:
Если через несколько месяцев пение обоих молодых самцов будет одинаково хорошим, то есть основание думать, что качества песни полностью наследуются и обучения молодых птиц взрослым самцом канарейки не происходит.
Если молодой самец, не слышавший взрослого кенара, поет хуже, чем молодой самец, имевший такую возможность, то есть основание думать, что пение птицы зависит и от наследственности, и от обучения.
Далее преподаватель сообщает, что в результате проведенного по предложенному плану исследования подтвердилась гипотеза о совместном влиянии наследственности и обучения на развитие песни у самца канарейки. Но здесь возникает вопрос о том, насколько можно верить полученному результату. Действительно ли он отражает реально существующую биологическую закономерность или носит случайный характер? По существу, это вопрос об оценке научной достоверности полученных результатов. Он может быть сформулирован перед школьниками следующим образом:
Какие неучтенные причины могли исказить результаты исследования?
На первом этапе работы с биологическими задачами исследовательского характера можно остановиться лишь на некоторых из причин недостоверности полученных результатов, а именно:
Эксперимент проводился только на двух особях данного вида птиц. Это определяет большую вероятность случайности полученных результатов. Тогда исследователь может сделать ошибочный вывод о том, что развитие пения у самца канарейки только наследуется и не зависит от обучения. Преподаватель подчеркивает, что, стремясь избежать подобных ошибок, исследователь должен проводить эксперимент на возможно большем числе животных, разделяя их на «контрольную» и «опытную» группы. В нашем случае проведение рассмотренного выше опыта с канарейками оправдывается тем, что в одном выводке у этих птиц бывает всего по 3-6 птенцов, не все из которых доживают до месячного возраста, когда они становятся самостоятельными. Поэтому редко удается вырастить в одном выводке более 2-3 самцов. Содержание же большого числа гнездящихся птиц в комнатных условиях весьма затруднительно.
Не проводились повторные опыты, поэтому нет возможности для обобщения полученных результатов.
Оценка качества пения птиц проводилась исследователем без использования специальной шкалы или регистрирующих приборов, поэтому она весьма субъективна [11-13].
Таким образом, студенты подводятся преподавателем к пониманию необходимости проведения повторного исследования с использованием многих птиц и специальной методики регистрации результатов [14].
Подобная оценка достоверности полученных результатов необходима, поскольку она требует от студентов осторожно подходить к их трактовке, а также предупреждает от безответственного построения выводов.
Как видно из приведенного выше примера, вести поисковую беседу в процессе решения биологической задачи исследовательского характера достаточно сложно [15-17].
Преподаватель должен правильно определить последовательность постановки вопросов и точно их сформулировать; уметь создать благоприятный психологиче-
Азимут научных исследований: педагогика и психология. 2018. Т. 7. № 3(24)
181
Okazova Zarina Petrovna pedagogical
USE OF BIOLOGICAL PROBLEMS ... sciences
ский климат; адекватно реагировать на каждое конкретное выступление того или иного студента; уметь выдержать необходимую паузу в беседе, вовремя и ненавязчиво направить мыслительную деятельность студентов в нужное русло. Необходима психологическая гибкость и быстрота реакции педагога на незапланированные ситуации, которые в изобилии возникают в поисковой беседе и могут прогнозироваться заранее лишь в самых общих чертах [18-20].
Ниже приводятся еще несколько примеров биологических задач исследовательского характера, которые преподаватель может предложить студентам при изучении раздела «Животные».
Ученый-биолог ежедневно в одни и те же часы подсчитывал число муравьев, проходящих по муравьиной тропе, а также записывал, что каждое из насекомых несет в своих челюстях.
Вопрос:
Какие конкретные цели могли стоять перед исследователем?
(В помощь педагогу: исследователь мог изучать видовой состав пищи муравьев, кормодобывательную активность муравьев в данное время суток, виды переносимых строительных материалов. Полученные результаты могут быть использованы при формулировании вывода о значении муравьев в жизни леса.)
Аквариумные рыбы, купленные в зоомагазине, были привезены покупателем домой и выпущены в аквариум. Через несколько часов их нашли мертвыми.
Вопрос:
Каковы возможные причины гибели рыб? Предложите возможно большее число гипотез и обоснуйте их.
(В помощь преподавателю: рыбы могли погибнуть в результате пересадки в неотстоявшуюся водопроводную воду, переохлаждения при перевозке, резкого перепада температур при помещении в аквариум и т. д. Здесь целесообразно обсудить значение разнообразных факторов среды в жизни рыб.)
Выводы исследования и перспективы дальнейших изысканий данного направления. Таким образом, работу с биологическими задачами исследовательского характера на занятиях по биологии можно считать успешной, если наблюдается постепенный рост самостоятельности студентов при обсуждении вопросов задачи, если их высказывания становятся все более полными и аргументированными, а деятельность преподавателя постепенно сводится в основном к сообщению необходимой дополнительной информации и к общему руководству мыслительной деятельностью студентов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ананьева С.И., Сазонов В.Ф., Белова О.А. Современное преподавание биологии //Навигатор в мире науки и образования. 2017. № 1. С. 294-297.
2. Bruce V., Green P. Visual perception: physiology, psychology and ecology Text. Hillsdale: Lawrence Erlbaum Associates, 1993. 431 p.
3. Оказова З.П. Социальные аспекты готовности старшеклассников к исследовательской деятельности в сфере экологии //Известия Чеченского государственного педагогического университета. 2017. № 4. С. 143-148.
4. Коровин В.В. Преподавание биологии в лесных ВУЗах //Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2014. № 1. С. 12-14.
5. Объедкова С.И. Преподавание биологии на «нулевом курсе» университета //Актуальность идей В.Н. Хитрова в исследовании биоразнообразия России: сб. статей Всерос.науч.-практ. конф. г. Орел. 2014. С. 325326.
6. Цагараева Е.Ф. Об экологическом воспитании школьников //Сохранение биологического разнообразия - основа устойчивого развития: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. г. Грозный. 2016. С. 385-389.
7. Чаадаева Н.Н., Кондрашова И.Н. Подготовка бу-182
дущего учителя биологии в рамках сетевого взаимодействия «ВУЗ-школа» //Научно-методический электронный журнал Концепт. 2015. Т. 34. С. 16-20.
8. Сивохина Л.Н. Методика преподавания биологии: взаимосвязи традиционных и инновационных подходов в обучении //Современные проблемы методики преподавания биологии, географии и экологии в школе и ВУЗе: сб. статей Междунар.науч.-практ. конф. г. Москва. 2010. С. 80-82.
9. Markowitz, N. And Robbotom J. Evolution In An Environmental Education Course For Teaches Text.// The Journal Of Environmental Education. 1987. V. 18. № 4. Р. 45-47.
10. Шабалина И.А., Томилова М.И. Использование элементов уровневой дифференциации в процессе обучения биологии в медицинском ВУЗе //Медицинское образование в XXI веке: традиции и инновации: сб. статей Межрегион.науч.-практ. конф. г. Архангельск. 2015. С. 100-104.
11. Борисова Е.А., Исаев В.А. Роль междисциплинарного семинара в образовательном процессе магистров-биологов //Эволюционные и экологические аспекты изучения живой материи: сб. статей Всерос. науч.-практ. конф. г. Череповец. 2017. С. 41-46.
12. Османов Р.М., Магомедов У.М., Паштаев Б.Д. Сущность и внедрение инновационных технологий в биологическом образовании //Инновационные технологии в АПК: сб. статей Всерос.науч.-практ. конф. г. Махачкала. 2017. С. 194-199.
13. Woese C.R., Kandler O., Wheelis M.L. Towards a Natural System for Organisms: Proposal for the Domains Archaea, Bacteria, and Eucarya // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1990. Vol. 87. P. 4576-4579.
14. Чаплинская Е.В., Сахно И.П., Шепелевич Е.И. Особенности преподавания биологии у студентов медицинского факультета иностранных учащихся // Медицинский журнал. 2017. № 1. С. 156-160.
15. Розановская О.В. Метапреметные понятия в курсе химии и биологии: структура и принципы их отбора // Актуальные проблемы химического образования в средней и высшей школе: сб. научных статей Витебский государственный университет. г. Витебск. 2016. С. 120-123.
16. Соловьева М.В. Задачи в методике обучения химии учащихся медико-биологических классов // Актуальные проблемы химического образования в средней и высшей школе: сб. научных статей Витебский государственный университет. г. Витебск. 2016. С. 136-139.
17. Семенюк В.П. Биологический компонент в содержании учебных предметов «биология» и «химия» // Актуальные проблемы химического образования в средней и высшей школе: сб. научных статей Витебский государственный университет. г. Витебск. 2016. С. 124-125.
18. Ткаченко А.В., Литвинова В.В., Дробышева О.М. Интерактивные формы обучения в преподавании экологии //Научные труды Кубанского государственного технологического университета. 2014. № 4. С. 216-219.
19. Пономарева О.Н. Интерактивные методические приемы преподавания экологии //Молодежь. Образование. Наука. 2017. № 1. С. 42-46.
20. Итин Г.С. Использование практико-ориентиро-ваннных методов обучения в процессе преподавания дисциплин «биология», «зоология» и «основы экологии» //Практико-ориентированное обучение: опыт и современные тенденции: сб. статей учебно-методической конф. г. Краснодар. 2017. С. 40-41.
Статья поступила в редакцию 05.06.2018
Статья принята к публикации 27.08.2018
Azimuth of Scientific Research: Pedagogy and Psychology. 2018. Т. 7. № 3(24)
