Задачі, що розвивають логічні і комбінаторні здібності

Задача: Два учні сперечалися. Один затверджував, що кістка – складний живий орган, а іншої заперечував це. Хто з них прав і чому?

Відповіді учнів:

– кістка – складний живий орган, тому що кістка росте, бере участь в обміні речовин, складається з червоного і жовтого кісткового мозку, бере участь у створенні кліток кров;

– кістка міцна завдяки мінеральним солям і пружна завдяки органічним речовинам, які утримуються в ній; кістка складається з кісткової тканини, тканина з клітин, а клітини – живий організм; кіста росте в довжину завдяки окістю;

– у кістці є кровоносні судини, що виробляють кров;

– кістка – живий орган; вона складається з ряду тканин, різноманітних по своїй структурі; у кістах знаходяться нерви і кровоносні судини;

– кістки беруть участь в обміні речовин через окістя.

Це питання дає можливість учням закріпити знання основних біологічних понять: ознаки живого, співвідношення частини і цілого. Перша відповідь спирається на основні ознаки живого, такі як ріст, обмін речовин, кровотворення (поділ клітин). Неточність можна віднести до недбалої редакції: кістка не складається з червоного і жовтого мозку, а містить ці утворення.

Значно більший інтерес являє друга відповідь. Логіка учня така: якщо кістка складається з клітин, а клітини – «живий організм», як і кістка. До того ж міцність кістки не можна вважати ознакою живого – бетон теж міцний. Незважаючи на явну плутанину понять „частина” і „ціле” (тут клітина частина, а не цілий «живий організм»), важливий висновок: якщо до складу системи входять живі елементи, те така система жива.

Помилка в наступній відповіді пов’язана з тим, що учні ще не вивчали процес утворення крові, тому учень припустив, що кров утвориться в кровоносних судинах. Такі помилки не страшні: у ході навчання вони будуть виправлені. Помилки і неточності інших відповідей розбираються й обговорюються з всіма учнями.

Задачі, які розвивають логічні і комбінаторні здібності, вимагають уміння логічно міркувати, знаходити групи факторів, які сукупно впливають на організм, оцінювати події по ступені їхньої значимості.

Задачі, які формують системне мислення, вчать враховувати зв'язки між явищами і розуміти, яким чином відіб'ється на системі той або інший вплив. В основному це питання прикладного характеру, які вимагають виявлення зв'язків з анатомо-фізіологічними поняттями і санітарно-гігієнічними рекомендаціями.

Задачі, які вимагають системного мислення. Задача: У чому перевага правильної осанки?

У своїх відповідях учні відзначали, що правильна осанка має не тільки естетичне значення:

– при неправильній осанці неминуче відбувається скривлення хребта, яке утруднює роботу серця, легень і інших внутрішніх органів;

– при правильній осанці краще протікає процес росту людини.

Семантичні задачі (пояснення назв термінів, визначень і т.п.) визначають ту базу знань, без якої творчість неможлива. При рішенні задач цього типу особлива увага приділялася помилкам, пов'язаним з диференціацією наукової і побутової лексики.

Задача: Поясніть значення і походження слів: печінка, м'язи, п'ясток, зап'ястя, анатомія, лімфа, серце, синапс, вітаміни, скелет, кістка, череп, ахілово сухожилля.

Відповіді учнів, оцінені як правильні:

– печінка походить від слова «пекти», вона зігріває своїм теплом минаючу через неї кров, яка обігріває наш організм; у печінці відбувається сильний обмін речовин; м'яз – «миша, яка бігає» під шкірою; слова «п'ясток», «зап'ястя» відбулися від числа п'ять;

– анатомія – «розсічення», розрізування тіла (греч.); лімфа – чиста вода (лат.); серце – розташовано в середині грудної клітки; синапс – з'єднання (греч.); вітаміни – життя (лат.); скелет – «скелос» (греч.); кістка – сухий, худий (старослав.); череп – «чаша»; поняття «ахілово сухожилля» походить від імені сина давньогрецької богині Фетиди Ахілла, якого вона, щоб зробити невразливим, купала у вогненній ріці, тримаючи за п'яту.

РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА РОЗВ`ЯЗУВАННЯ ВИНАХІДНИЦЬКИХ ЗАДАЧ

Методика теорії розв'язування винахідницьких задач (ТРВЗ) безперервно розвивається. Ідеї та методи переносяться в технічні галузі: художні системи, менеджмент, управління колективами, рекламу, розв'язання соціальних проблем. Дитина, яка володіє елементами ТРВЗ, намагається розв'язувати свої проблеми без застосування сили. Інженер за допомогою ТРВЗ має можливість ефективно розвивати та вдосконалювати технічні системи. Бізнесмени, опанувавши ТРВЗ, обганяють конкурентів і підвищують свої доходи за рахунок більш ефективного використання наявних ресурсів. У педагога, який застосовує ТРВЗ, діти вчаться із захопленням, без перевантажень засвоюють нові знання, розвивають мовлення і мислення.

ТРВЗ створена вітчизняним дослідником Г.С.Альтшуллером (народ, у 1926 р., літературний псевдонім Альтов) і його школою. В основу теорії покладений постулат про об'єктивність законів розвитку техніки, що можуть бути виявлені і свідомо використані у винахідницькій та прогностичній діяльності. При цьому акцент у ТРВЗ робиться саме на вивченні розвитку техніки, а не на «осяянні» («інсайт») винахідника під час розв'язування складних задач.

Розробка теорії як прикладної інженерної дисципліни почалася в м.Баку в 1946 р. Перша публікація з'явилася в журналі «Питання психології» у 1956 р. Сьогодні в інженерну ТРВЗ включені: переліки прийомів розв'язування технічних і фізичних суперечностей; покажчики геометричних, фізичних, хімічних і біологічних ефектів; АРВЗ — алгоритм розв'язування нестандартних винахідницьких задач; ЗРТС — закони розвитку технічних систем і так званий диверсійний аналіз, який слугує для прогнозування аварій. Відмітною рисою сучасної ТРВЗ є поєднання як перерахованих інженерних компонентів, так і курсів гуманітарного характеру: РТУ (розвиток творчої уяви) — курс, створений на базі дослідження значної кількості здобутків наукової фантастики; ЖСТО (життєва стратегія творчої особистості) — курс, складений на основі дослідження понад 1000 біографій творчих особистостей.

У даний час ТРВЗ-методики, крім суто інженерних розробок, використовуються під час аналізу великих систем (наприклад, організаційної структури підприємств та навчальних закидів і: у рекламних кампаніях: Їм побудови наукових гіпотез і методик, у тому числі й педагогічній спрямованості.

До переваг ТРВЗ, на відміну від ряду закордонних методик розв'язання творчих задач («мозковий штурм», синектика, морфологічний аналіз, метод фокальних об`єктів, можна віднести:

- істотне підвищення ймовірності розв'язання нестандартних задачі;

- можливість усвідомленого розв’язання однієї задачі за допомогою різних методик, що уможливлює «перехресну» перевірку отриманих розв'язків;

- можливість перевірки ходу розв'язування і розширення отриманої відповіді [1].

У школі біологія — переважно описова дисципліна. На уроках інших предметів природничо-наукового циклу (наприклад, фізики чи хімії) отримані учнями знання можна закріплювати і контролювати за допомогою задач. З біологією справи гірші. Закріплення і контроль знань у межах предмета традиційно здійснюються такими способами:

1. Переказ учнями навчального матеріалу. Спосіб гарний тим, що показує, наскільки точно матеріал був запам'ятований, але поганий, оскільки не дає змогу судити про те, як учень навчився застосовувати знання, оперувати ними.

2. Практичні та лабораторні роботи. За допомогою цього способу можна визначити, як засвоєний матеріал, як учень оперує знаннями. Недолік способу в тому, що він займає багато часу, вимагає спеціального обладнання, а перевіряє порівняно невелику частину програми.

3. Перевірочні та контрольні роботи. Питання, запропоновані учням, звичайно допомагають оцінити і ступінь засвоєння знань, і ступінь володіння ними. Недосконалість способу в тому, що учні просто бояться контрольних і перевірочних, зростає рівень тривожності. До того ж такі роботи застосовуються тільки для контролю, а закріплення знань вони не забезпечують. Ефективність освітнього процесу може бути значно підвищена шляхом застосування творчих задач. Під творчою задачею ми будемо розуміти проблему:

— з нечітко заданими умовами;

— яка має суперечності;

— припускає не один розв`язок, а серію відповідей, часто взаємозалежних

застосування творчих задач на уроках допомагає вчителю:

1) використовувати отримані учнями знання для розв`язання різних практичних, дослідницьких і навчальних задач, тобто закріплювати знання учнів;

2) демонструвати учням красу наукової думки, досягнення вчених у галузі природничих і технічних наук: творчі задачі і їхні контрольні відповіді являють собою красиві, витончені та яскраві приклади роботи творчої думки;

3) розвивати індивідуальні можливості й творчі здібності дітей (більшість творчих задач припускає не один, а гаму відповідей, що дає змогу висувати відразу кілька гіпотез, пояснень причин явищ);

4) сприяти формуванню в учнів навичок одержання, обробки і представлення наукових знань як у письмовій, так і в усній формі;

5) сприяти розвитку пізнавального інтересу учнів через радість творчості й ті позитивні емоції, які вони відчувають, розв'язуючи творчі задачі;

6) сприяти формуванню навичок продуктивної спільної роботи в групі;

7) привертати увагу учнів до теми уроку [2, 4].

Відомий дослідник системи ТРВЗ І.Л.Вікентьєв виділяє п'ять типів творчих задач. Розроблений ним підхід найбільш цікавий саме ця вчителя біології, адже дає змогу сконструювати творчу задачу, використовуючи будь-який цікавий приклад або матеріал. Для цього вводиться визначення: модель як загальне поняття для обмеженої частини навчального матеріалу (закон, фрагмент теорії, поняття, принцип тощо).

Наводимо типологію творчих задач і типові формулювання.

• Впізнавання учнями моделі в умовах формулювання задач:

— назвіть модель, використану в переліку прикладів;

— оберіть правильне відповідно до моделі твердження з даного ряду;

— закінчіть фразу відповідно до моделі.

• Пряме застосування учнями моделі:

— застосуйте модель і отримайте заданий результат;

— знайдіть помилку в застосованій моделі.

— наведіть свої приклади використання моделі.

• Застосування учнями кількох засвоєних моделей (на вибір):

— застосуйте деякі із засвоєних моделей та отримайте заданий результат:

— застосуйте деякі із засвоєних моделей та отримайте гаму можливих відповідей;