Формування вмінь і навичок учнів у процесі навчання біології

Формування понять нерозривно пов’язане з трансформацією знань у практичні вміння та навички. У зв’язку з формуванням понять учні мають оволодіти системою спеціальних умінь. Так, на перших уроках біології учні вчаться визначати органи рослин, потім, користуючися довідковою таблицею, — форми листків, а за інструктивними таблицями — суцвіття й плоди, роблячи короткі записи в зошиті з друкованою основою. Пізніше всі ці елементарні вправи дають змогу перейти до вивчення цілих рослин.

Розвиткові вміння визначати рослини сприяє порівняння представників двох родин (відшукання подібності й відмінності їхніх ознак), далі — представників двох родів і двох видів.

Аналогічні порівняння й визначення проводять, вивчаючи розділ «Царство Тварини». Розглядаючи кожен тип, показуючи різноманітність його представників, порівнюють тварину, що вивчається, з уже відомими й звертають увагу на відмінність ознак.

Розвиткові вмінь екологічного характеру сприяють спостереження, збирання живого матеріалу в природі, на екскурсіях, виконання літніх завдань із біології тощо.

Набагато складніший систематичний розвиток умінь, пов’язаних із вивченням фізіології. Елементарне фіксування результатів найпростіших домашніх спостережень над поширенням насіння в різних умовах виробляє перші навички закладання фізіологічного експерименту. Наступний дослід із пророщування насіння формує вміння вимірювати кореневу й надземну частини проростка в певні часові інтервали для визначення росту рослин.

Роботи фізіологічного характеру не лише досить складні, а й здебільшого тривалі, особливо позаурочні за завданням учителя в куточку живої природи (вегетативне розмноження та щеплення кімнатних рослин, вироблення рефлексів у риб і птахів, вплив різних факторів довкілля на організм), досліди з рослинами й тваринами на шкільній навчально-дослідній земельній ділянці (див. розд. 12, 14).

Значне місце в програмі з біології відводиться виробленню практичних умінь школярів:. працювати з лупою й світловим мікроскопом;

• * проводити спостереження в природі;
• * виготовляти найпростіші мікропрепарати;
• * ставити елементарні досліди з вивчення життєдіяльності організмів;
• · розпізнавати організми з різних таксономічних груп;
• · використовувати здобуті на уроках біологічні знання для догляду за зеленими насадженнями й вирощування культурних і декоративних рослин.

Велика увага в курсі біології приділяється також формуванню пізнавальних (інтелектуальних) умінь, оволодіння якими сприяє розвиткові мислення учнів у процесі засвоєння знань. Це вміння:

. розпізнавати частини клітин, тканин, органи рослин і тварин тощо;. аналізувати головні ознаки рослин і тварин різних таксономічних груп;

• · порівнювати певні біологічні об'єкти й процеси, знаходити в них
• · ознаки подібності й відмінності;
• · встановлювати зв’язки між будовою та функціями клітин, тканин, органів та їхніх систем в організмів;
• * виявляти вплив факторів довкілля на організми.

Вироблення зазначених умінь в учнів дає їм змогу вільно оперувати поняттями й фактами, вдосконалюючи такі розумові операції, як аналіз, синтез, порівняння, узагальнення, встановлення взаємозв'язків, формування висновків світоглядного характеру.

Програмою з біології передбачається й вироблення учнями вмінь працювати з підручником. Оволодіння цими навчальними вміннями істотно впливає на глибину й міцність засвоєння ними біологічних знань, дає їм змогу раціональніше витрачати час на виконання класних і домашніх завдань.

Зазначені вміння — практичні, інтелектуальні й навчальні — формуються успішно, якщо оволодіння ними відбувається в комплексі, в процесі самостійних лабораторних і практичних робіт.

До практичних робіт, передбачених програмою, входять: збирання рослин і тварин для виготовлення роздаткового матеріалу, збирання насіння й плодів, заготівля живців для розмноження, догляд за багаторічними декоративними й сільськогосподарськими рослинами, за кімнатними рослинами, обробіток ґрунту, надання першої долікарської допомоги в разі травм, проведення антропометричних вимірювань, розв’язування задач тощо. Практичні роботи, які проводяться в сільськогосподарському виробництві, на навчально-дослідній земельній ділянці, в природі тощо, формують у школярів сільськогосподарські, гігієнічні та інші вміння, необхідні для підвищення рівня їхньої трудової підготовки.

Таким чином, кожному видові діяльності відповідає група вмінь, від яких залежать загальний успіх навчання учнів та їхня активність на уроках.

З аналізу програми шкільного курсу біології випливає, що від учнів вимагаються вміння з таких видів діяльності:

• 1. навчальної (самостійна робота з підручником біології, із зошитом);
• 2. пізнавальної (розпізнавання рослин, тварин, їхніх ознак, порівняння будови, функцій організмів різного ступеня складності, формування висновків, узагальнення матеріалу з позицій провідних біологічних понять);
• 3. оцінювальної (доведення гіпотез виникнення життя, обґрунтування їх);
• 4. дослідницько-практичної (спостереження за розвитком і ростом рослин, тварин, постановка дослідів, робота з мікроскопом, визначення видів рослин);
• 5. прикладної (вирощування сільськогосподарських рослин і тварин та догляд за ними, робота на шкільній навчально-дослідній земельній ділянці).

Формування зазначених груп умінь передбачає використання спеціальних методичних прийомів на уроках біології, без яких неможливо активізувати навчально-пізнавальну діяльність учнів.

Схарактеризуємо методи емпіричного дослідження — спостереження та експеримент, які є важливими у вивченні біології.

Спостереження — це тривале, цілеспрямоване й планомірне сприймання предметів і явищ об'єктивної дійсності. Це активна, відносно самостійна форма чуттєвого пізнання, яке забезпечує наочно-образне відображення предметів і явищ об'єктивного світу, які сприймаються в даний момент органами чуттів людини.

Спостереження як метод навчання — двосторонній процес, який відображує діяльність учителя (організація спостереження) та діяльність учнів.

Діяльність учителя з організації спостереження передбачає демонстрацію, або показ, куди входять: 1) вибір об'єкта спостереження;

• 2) забезпечення необхідних умов для проведення спостереження;
• 3) зосередження уваги школярів на певних сторонах об'єкта спостере ження; 4) підведення учнів до висновків та узагальнень; 5) перевірка якості здійсненого спостереження.

Діяльність учнів у процесі спостереження передбачає відчуття, сприйняття, активне цілеспрямоване мислення. Учні пізнають зовнішні ознаки й властивості предметів та явищ, установлюють зв’язки й залежності між ними.

Спостереження в навчальному процесі може проходити як у науковому пізнанні, так і в природних (у природі, повсякденному житті) та штучних (експериментальних) умовах.

Аби метод спостережень був результативним, учнів необхідно навчати прийомам спостережень за біологічними об'єктами, бачити ті їхні ознаки, які потрібні для формування біологічних понять, установлення причинно-наслідкових зв’язків.

Головне в спостереженнях — їх системність і цілеспрямованість. Також важливо правильно вибрати об'єкти, час і строки спостережень.

У процесі спостережень учні розпізнають і визначають об'єкти, порівнюють їх, знаходять спільні й відмінні ознаки.

Спостерігати має навчити вчитель ще в початкових класах. Вивчаючи шкільну біологію, учні усвідомлюють, що спостереження відрізняються від простого споглядання цілеспрямованістю. Якщо в 6—9 класах школярі лише систематично вчаться спостерігати, то старшокласники вже не потребують докладних інструкцій, фрагментації роботи: достатньо поставити перед ними мету спостереження. Так, учні 11 класу на екскурсії самостійно визначають основні види рослин і тварин у біогеоценозі, встановлюють зв’язки між ними, на підставі чого роблять теоретичні узагальнення щодо стійкості екосистеми. На тій самій екскурсії учням 6 класу, які ще не володіють методом спостереження, треба не лише визначити мету роботи, а й окреслити шляхи її виконання (вказати, на які саме взаємозв'язки звернути увагу, як визначити панівні, найпоширеніші, домінуючі види, на яких особливостях їхнього стану акцентувати особливу увагу тощо), не тільки вказати об'єкти спостереження, а й надати інструкції, щоб головні ознаки не випали з поля зору.

При вивченні морфології і систематики рослин та тварин спостереження тісно пов’язане з прийомами порівняння.

Найпростішими є спостереження за поодинокими об 'єктами, тому найчастіше використовуються при вивченні біології в 6—7 класах. Кожному учневі видається натуральний об'єкт, і він за певним планом здійснює спостереження: ретельно вивчає об'єкт якщо це необхідно, розтинає його, з’ясовує будову та властивості, визначає істотні й неістотні ознаки, потім замальовує або описує об'єкт, передає словами зміст. Цей вид спостереження зазвичай здійснюється в ході лабораторних робіт, наприклад, із тем: «Будова рослинної клітини; пластиди», «Будова гідри», «Будова скелета земноводних», «Будова скелета птахів».

За результатами спостереження проводиться узагальнювальна бесіда, робляться схематичні рисунки, записи в робочих зошитах.

Спостереження, пов’язані зі шкільним експериментом, наприклад за ростом рослин, триваліші.

Порівняльно-аналітичне спостереження передбачає роботу учнів із роздатковим матеріалом. Із прийомів навчальної діяльності учнів за цього виду спостережень застосовуються порівняння й зіставлення, аналіз і синтез, узагальнення й визначення. Основним при цьому є порівняння. Учні мають навчитися порівнювати два або більше об'єктів, знаходити їхні спільні (істотні) й відмінні (неістотні) ознаки. Це спостереження найвищого рівня, й вони можуть бути успішними, якщо учні оволоділи прийомами навчальної діяльності. Порівняння використовується під час виконання багатьох лабораторних робіт, наприклад із тем: «Корінь і кореневі системи», «Різноманітність пагонів», «Будова й різноманітність суцвіть», «Будова й різноманітність вищих шапкових грибів», «Мікроскопічна будова тканин людини».

У навчанні біології велике значення має спостереження безпосередньо в природі під час екскурсій, на навчально-дослідній ділянці, в зоопарку, ботанічному саду та ін. Тому вчитель біології повинен сформувати в учнів уміння проводити фенологічні спостереження.

У процесі навчального спостереження учні набувають умінь підпорядковувати власне сприйняття певній меті, організовувати свої дії відповідно до попередньо наміченого плану, виділяти найістотніше; сприйняття, мислення та мовлення учнів об'єднуються в єдиний процес розумової діяльності.

Спостереження має велике виховне значення: сприяє формуванню в учнів певних вольових якостей — цілеспрямованості, самостійності, кмітливості.

Спостереження відіграють важливу роль у вдосконаленні практичних умінь та навичок роботи з різними приладами. Вони можуть бути також джерелом проблеми, створюючи спеціальні умови, втручаючися в природний хід явища. Водночас спостереження є обов’язковою складовою навчального експерименту (спостереження за ростом і розвитком рослин, за умовами проведення дослідів тощо).

Спостереження має цілеспрямований характер — підпорядковується меті дослідження. Головними вимогами цього методу є чіткість, систематичність, різнобічність, достатня кількість зафіксованих фактів, своєчасність, об'єктивність, ретельне, вдумливе й копітке опрацювання зібраного матеріалу, врахування всіх впливів на перебіг досліджуваних явищ, відокремлення істотних, стійких, повторюваних фактів від другорядних та випадкових, неупередженість у тлумаченні матеріалу, в оцінюванні фактів і висновків щодо них.

Спостереження класифікують за такими ознаками:

• · за спостережуваними об'єктами — спостереження фізичних, хімічних, біологічних явищ і предметів для виявлення спільних і відмінних властивостей; метеорологічні та фенологічні спостереження;
• · за значенням у навчальному процесі — попередні (вчитель спирається на них, пояснюючи новий матеріал), ілюстративні, дослідницькі;
• · за місцем проведення — в природі, в лабораторних чи виробничих умовах;
• · за значенням у формуванні понять — спостереження, які здійснюються для: виявлення зовнішніх і внутрішніх ознак, властивостей явищ та предметів; встановлення взаємозв'язку властивостей явищ і предметів; виявлення спільних та відмінних ознак класу предметів (явищ);
• · за тривалістю — нетривалі, тривалі (в природі, на навчальнодослідній ділянці, літні завдання, фенологічні спостереження);
• · за формами організації — спостереження за об'єктами, які демонструє вчитель, індивідуальні, групові.

Спостереження як метод дослідження дає змогу вивчити лише зовнішні ознаки явищ і предметів. Глибші знання про сутність явищ і властивості предметів можна дістати за допомогою експериментального методу дослідження.

Під експериментом розуміють науково поставлений дослід, тобто спостереження досліджуваного явища в умовах, які дають змогу відновлювати його щоразу за дотримання тих самих умов.

Експеримент завжди пов’язаний із втручанням у перебіг процесу, що вивчається.

Відомо, що експеримент проводиться в штучно створених умовах. При цьому можна застосовувати різні методичні прийоми, аналіз і синтез, запис у щоденнику, заповнення таблиць тощо.

Метою навчального експерименту (досліду) є також відкриття, тому що дітям все це ще невідомо. Процес чуттєвого пізнання школярів за експерименту набагато глибший, тобто учні беруть участь у ретельному плануванні його, у формулюванні гіпотези, у визначенні мети експерименту й послідовності спостереження.

Навчання учнів методиці експерименту має передбачати формування в них таких умінь:

• · самостійно формулювати мету досліду;
• · визначати необхідні для постановки досліду умови;
• ·. проектувати експеримент;

. добирати потрібні прилади й матеріали;

. монтувати експериментальний пристрій і створювати необхідні умови для виконання дослідів;. здійснювати вимірювання;. проводити спостереження;

. фіксувати (кодувати) результати вимірювань і спостережень;. математично обчислювати результати вимірювань;

* аналізувати результати й робити висновки.

Експеримент може бути нетривалим (протягом уроку) і триваліш (кілька днів, місяців).

Приклади нетривалих експериментів, що виконуються на уроках у 6 класі, — це визначення складу насіння, фізичних властивостей ґрунту, у 8 класі — з’ясування травної дії слини й шлункового соку. Найпростіші досліди, зокрема такі, як визначення умов проростання насіння, випаровування води листками тощо, учні 6 класу виконують удома.

Тривалий біологічний експеримент здебільшого потребує багато часу, тому на уроках його цілком не проводять, а демонструють лише початок досліду та його результати. Наприклад, із загальної біології здійснюють тривалі досліди на з’ясування впливу різних екологічних факторів на організми, на схрещування тварин (лабораторних мишей, пацюків, птахів, риб тощо). Такі експериментальні роботи плануються як позаурочні заняття (індивідуальні або групові) в куточку живої природи або на навчально-дослідній ділянці.

Найрізноманітнішими й найтривалішими (протягом майже всього вегетаційного періоду) є експерименти на шкільній навчально-дослідній ділянці. Під час дослідження проводять точні спостереження з вимірюванням. При цьому важлива правильна фіксація спостережень і результатів дослідів, що дає змогу порівнювати показники розвитку й урожайності дослідних і контрольних рослин і робити певні висновки.

Тривалі досліди й спостереження над тваринами часто пов’язані з вивченням їхньої поведінки, наприклад досліди на вироблення умовних рефлексів. Ці роботи також проводяться в позаурочний час, а їхні результати використовуються на уроках.

До кожного експерименту (досліду) ставляться такі загальні вимоги:

• · кількість і розміри дослідних і контрольних об'єктів мають бути однаковими;
• · одночасно виконуються всі види робіт із дослідними й контрольними об'єктами, крім однієї умови, яка має досліджуватися;
• · спостереження за контрольним і дослідним об'єктами й записи в щоденнику мають бути систематичними;
• · наприкінці експерименту необхідно проаналізувати його результати й зробити висновки;
• · у разі потреби експеримент слід повторити.

Проводячи експерименти, учні набувають умінь і навичок з експериментування, які можна розвинути послідовним ускладненням тематики й техніки експерименту, збільшенням частки пошукових робіт і підвищенням самостійності учнів у підготовці й проведенні дослідів.

Формування в учнів узагальненого вміння самостійно ставити досліди, так само, як і вміння спостерігати, забезпечується за умови узгодженої, цілеспрямованої діяльності вчителів різних предметів. Необхідно виробляти в учнів уміння виконувати окремі дії та операції, з яких складається експеримент, і розкривати структуру експерименту як методу наукового пізнання, роль кожної операції в цій діяльності.

Виходячи з аналізу структури наукового експерименту, учням можна запропонувати такий план виконання навчального експерименту:

• 1. визначити мету експерименту;
• 2. сформулювати та обґрунтувати гіпотезу, яку можна покласти в основу експерименту;
• 3. з’ясувати умови, необхідні для досягнення поставленої мети експерименту;
• 4. спланувати експеримент;
• 5. провести дослід, який супроводжується спостереженнями та за писами їхніх результатів;
• 6. здійснити математичні розрахунки результатів вимірювань;
• 7. проаналізувати результати експерименту, сформулювати висновки (в словесній, знаковій чи графічній формі).

Знання структури експерименту й методики формування узагальнених експериментальних умінь дає змогу вчителеві біології перейти від методики ознайомлення учнів зі структурою окремої лабораторної роботи та складання її плану до методики, яка передбачає розкриття узагальненості структури всіх експериментальних робіт.

Найскладніше для учнів правильно сформулювати мету експерименту, висунути та обґрунтувати гіпотезу, яку можна покласти в його основу. Тому, проводячи перші лабораторні (практичні) роботи дослідницького характеру, вчителю необхідно особливу увагу звертати на відпрацювання саме цих умінь.