21. Шкільний біологічний експеримент як метод навчання . Його місце та значення у викладанні біології в школі.

Спостереження — це цілеспрямоване безпосереднє чуттєве сприймання предметів та явищ природи. Досл ід (експеримент) — це вивчення у штучних умовах процесів, які відбуваються в живих сис­темах. Якщо спостереження чи дослід (експеримент) пов'язані зі сприйманням демонстрованих об'єктів, то в цьому разі вони є наочни­ми методами; якщо ж учні самостійно працюють із різноманітними за­собами наочності, то йдеться про практичні методи навчання.

Основою для організації спостереження є постановка завдання (фор­мулювання запитання) із зазначенням: що й як необхідно з'ясувати. Наприклад, демонструючи гербарій, учитель пропонує учням порівня­ти прості та складні листки й визначити головну ознаку, за якою вони відрізняються.

На уроках із фізіології основним методом навчання є демонстрацій­ний експеримент; при цьому він може мати дослідницьку або ілюстра­тивну мету. За ілюстративного підходу джерелом знань є слово — пояснення вчителя або підручник, а експеримент лише підтверджує висловлені факти або припущення. За дослідницького підходу перед­бачаються постановка проблеми, висунення та обґрунтування гіпоте­зи, демонстрування експерименту й уточнення його результатів, фор­мулювання висновків (розкриття суті явища, що вивчається).

» Наприклад, коли вивчається фотосинтез, учитель ставить учням такі за­питання: «За допомогою якого експерименту можна з'ясувати, що крох­маль утворюється лише на світлі?»; Чи відбувається газообмін під час фотосинтезу? Якими можуть бути результати досліду?»

У лабораторному експерименті дослідницький підхід аналогічний, але учні самі проводять експеримент.

Біологічний експеримент зазвичай є тривалим, тому не завжди вкладається в часові рамки уроку. Щоб підсилити педагогічне значен­ня демонстраційного досліду й показати його цілісність за один урок, можна використати прийом зближення початку та кінця досліду, про­демонструвати його хід та кінцевий результат. Можна показати кінцеві результати заздалегіть закладеного досліду. Крім того, слід почергово залучати учнів до позаурочної роботи в куточку живої природи, щоб вони доповідали на уроці про свої спостереження.

Розпізнавання, опис, визначення, спостереження — досить поши­рені види практичних методів проведення лабораторних робіт на уро­ках біології. Вони використовуються переважно під час вивчення пи­тань морфології, анатомії, систематики, а також матеріалу еволюцій­ного та екологічного змісту. При цьому зазвичай потрібен певний роздатковий матеріал (гербарії, колекції, вологі препарати, мікропре-парати тощо). Володіння практичними та інтелектуальними вміннями дає змогу учням самостійно виявляти властивості досліджуваного об'єкта. Тому практичні методи вивчення природних об'єктів вважа­ються найефективнішими, хоча потребують набагато більше часу по­рівняно з наочними чи словесними методами.

За терміном виконання спостереження поділяються на нетривалі й тривалі. Нетривалі спостереження потребують небагато часу й мо­жуть проводитися безпосередньо на уроці чи на екскурсії. Вони завжди виконуються за завданням учителя. До нетривалих належать самоспо­стереження, що здійснюються на уроках із вивчення організму людини (наприклад, визначення пульсу за зміни фізичного навантаження, ви­значення постави тощо). Тривалими є спостереження за проростанням насіння, розвитком пагона з бруньки, фенологічні спостереження в природі, які становлять зміст позаурочних практичних робіт із біології.

Ефективність застосування методу спостереження залежить від сформованості в школярів уміння спостерігати.

Перший етап навчання прийомам спостереження починається з ор­ганізації фронтальної роботи. Вчитель повідомляє учням тему спосте­реження, ставить пізнавальне завдання, називає об'єкт і весь процес спостереження поділяє на низку послідовних дій (операцій). Далі вчи­тель проводить інструктаж із першої операції й пропонує учням вико­нати її. Пересвідчившися в правильності виконання, переходить до ін­структажу з наступної операції. Необхідну навчальну інформацію, яку учні не зможуть дістати в процесі спостереження, вчитель повідомляє під час інструктажу.

■ Наприклад, у 6 класі на уроці «Насіння» роботу зі спостереження й роз­пізнавання будови насіння квасолі (чи гороху) можна поділити на такі опе­рації:

1. спостереження, розпізнавання й визначення частин насіння, виявлен­  ня головного в їхній будові;

2. розпізнавання й порівняння набубнявілого та сухого насіння, визна­  чення форми, розміру, кольору;

3. відшукання відмінних ознак зовнішньої будови, визначення причин  відмінності;

4. зняття шкірки з набубнявілого насіння, розглядання її, визначення  функцій;

5. розглядання зародка насінини, відшукання двох сім'ядолей, зародко­  вого корінця, стебла та бруньки з листочками;

6. ідентифікація частин насінини за таблицею (наприклад, «Будова на­  сінини квасолі»);

7)        порівняння зародка насінини з проростками, визначення функції  сім'ядолей та з'ясування, які органи проростка розвиваються з різних час­  тин зародка;

8. замальовування будови насінини в зошиті;

9. формулювання висновку про будову насінини.

На другому етапі можна використати письмові інструкції, що міс­тять опис послідовних операцій та необхідну навчальну інформацію. Робота за такою інструкцією також фронтальна, поопераційна, але більш самостійна. Учні самі читають зміст операції, виконують її, вчи­тель контролює виконання й, переконавшися в його правильності, до­зволяє розпочинати наступну операцію.

На третьому етапі учні також користуються письмовими інструк­ціями, але їм дозволяється виконати всю роботу, а перевірка прово­диться після її завершення. Отже, чим більше школярі опановують прийоми спостереження, тим вищий ступінь їхнього самостійного мислення й дій.

Робота зі спостереження натуральних об'єктів може виконуватися фронтально та індивідуально, за спільними або за індивідуальними за­вданнями. Вони можуть бути написані на дошці або на картках. Ре­зультати роботи обов'язково обговорюються. Вчитель допомагає уч­ням зробити необхідні висновки й узагальнення.

Експеримент як вид практичних методів застосовують під час ви­вчення матеріалу фізіологічного й екологічного змісту. Експерименти, як і спостереження, можуть бути нетривалими (наприклад, пришвид­шення руху цитоплазми в клітинах листка елодеї внаслідок невеликого підігрівання мікропрепарату) й тривалими (наприклад, вплив еколо­гічних факторів на організм або генетичні досліди). Експеримент, що потребує багато часу, як правило, починається на уроці, а далі прово­дяться тривале спостереження, вимірювання та опис процесу. Резуль­тати фіксуються у вигляді звіту й осмислюються, а потім формулюються висновки про властивості об'єктів живої природи. Часто тривалі експерименти проводять під час позаурочної роботи.

Найрізноманітнішими є експерименти на навчально-дослідній зе­мельній ділянці. Вони тривають протягом майже всього вегетаційного періоду. Поставлене завдання учні розв'язують, порівнюючи результа­ти досліду з контрольними (дослідні й контрольні рослини, які перебу­вають в однакових умовах, крім однієї, що досліджується). Під час до­слідження проводять точні вимірювання та визначення. Особливе зна­чення при цьому має правильна фіксація спостережень і результатів дослідів, що дає змогу порівняти показники розвитку й урожайності дослідних і контрольних рослин та зробити певні висновки.

Важливо, щоб школярі засвоїли основні вимоги до проведення екс­перименту: всі умови мають бути сталими, крім однієї, вплив якої на організм досліджується. Демонструючи результати експерименту, не­обхідно аналізувати як контрольні, так і дослідні рослини, порівнюва­ти їх. Результати порівняння фіксуються у вигляді малюнків, таблиць, графіків тощо. Це дасть змогу закріпити дані спостережень, визначити причинно-наслідкові зв'язки.