Статья: Конструирование учебных задач по курсу биологии 5-6 классов средствами педагогической таксономии

В процессе работы педагогам остается только «наполнить» обобщенные тексты предметным содержанием [10].

Конструктор задач целесообразно применять при изучении тем продолжительностью 10-12 часов. В начале работы желательно определиться с ключевыми понятиями. По мнению Д. Толлингеровой, понятие лучше усваивается, если оно включено в цикл познавательных задач нарастающей сложности.

Поясним это на примере темы «Почвенное питание». Определяем ключевые понятия: элементы минерального питания растений, корневое давление, зоны корня, севооборот.

Далее представим задачи в форме таблицы, в которой удобно отразить уровни таксономии и познавательные учебные действия, которые включены в состав задач (табл. 2).

Таблица 2 Комплект задач по теме «Почвенное питание»

На данную тему в курсе ботаники обычно отводится один час. Но как показывает опыт, точного представления о почвенном питании растений за это время сформировать не удается. При прохождении темы в течение одного часа присутствует представление на уровне узнавания. Между тем содержание этой темы имеет выраженную предметно-практическую направленность. Учебное содержание позволяет формировать знания и умения по правильному поливу и подкормке растений, повышению полезных свойств пищевых растений, проведению геологоразведки и очищению почв.

Поясним, как через серию задач расширить представление о процессе почвенного питания и применении этих знаний в разных сферах деятельности человека.

Задачи № 1 и № 2 направлены на репродукцию знаний. В них проверяется знание ключевых понятий, которые далее войдут в цикл учебно-познавательных и творческих задач.

В задаче № 3 учащимся предлагается работа с таблицей «Поглощение минеральных солей растениями» (табл. 3). Работа с информацией, представленной в виде таблиц, схем, диаграмм, обязательна для развития умения структурировать учебный материал. В задаче № 4 учащимся предлагается для большей наглядности интерпретировать информацию в виде диаграмм.

Таблица 3 Поглощение минеральных солей растениями

Задачи № 5 и № 6 отражает избирательную работу с информацией, которая уже известна учащимся на уровне репродукции знаний. Сначала надо выделить зону, в которой начинается поглощение минеральных солей (задача № 5), а затем клетки, которые проводят воду и минеральные соли (задача № 6). Повторное обращение к данной информации имеет значение для решения задачи № 7. В седьмой задаче требуется умение классифицировать объекты по заранее заданному критерию. Задание подразумевает разделение объектов на две группы, причем название первой группы задано изначально, а название второй учащиеся определяют самостоятельно на основе анализа информации. В задаче № 8 учащимся предлагается сравнить на поперечном срезе корня объем двух проводящих тканей древесины и луба. В задаче № 9 предлагается обобщить результаты сравнения. В ходе решения данных задач учащиеся учатся выявлять причинно-следственные связи и определять взаимосвязь органов и процессов в растении. В частности, большой объем древесины необходим для обеспечения процессов фотосинтеза и испарения воды. Представление учащихся о поглощении воды было бы неполным без уточнения понятия «корневое давление». В задаче № 9 учащиеся упорядочивают этапы эксперимента «Корневое давление», отрабатывая логическое действие - сериация, а в задаче № 10 следует обобщение важности этого процесса для растений.

В задаче № 11 раскрывается понятие «корневое давление» в практической деятельности человека. В дополнительной литературе или интернет- источниках учащимся предлагается найти примеры растений, именуемых «живыми насосами». К таким растениям относятся, например, эвкалипты, которые за их высокую способность к поглощению воды применяли для осушения болот.

В задаче № 12, напротив, необходимо выяснить, как правильно поливать и удобрять растения. С помощью этого задания вырабатываются важные рекомендации: корни растения не берут холодную воду, а рыхление способствует снижению испарения воды из почвы.

При обращении к задачам очевидно, ч то они взаимосвязаны и даются в определенной логике. Например, анализируя рекомендацию из задачи № 12: при внесении удобрений следует соблюдать принцип «чем больше, тем лучше», вновь идет обращение к таблице «Поглощение минеральных солей растениями». В ходе беседы поясняется, что удобрения должны вноситься строго по норме. Работая с таблицей «Поглощение минеральных солей растениями» и таблицей «Удобрения», учащиеся подбирают нужные удобрения для каждого растения.

Работа с таблицей продолжается и в задаче № 14. Учащимся предлагается составить схему севооборота. Ранее учащиеся уже выяснили, что рожь извлекает из почвы много азота, зато бобы к нему нетребовательны. Значит, для бобов в почве после ржи еще много питательных веществ. Преимущество этой задачи - многовариантность схем, которые составят учащиеся, и возможность провести обсуждение всех вариантов. В задаче № 15 процесс минерального питания еще больше конкретизируется. Учащиеся уже усвоили, что разные растения избирательно поглощают минеральные вещества. Но следует пояснить, что вносить их надо в определенные периоды жизни растении - азот во время роста растений, а фосфор в период созревания плодов. Для решения этой задачи необходимо снабдить детей справочной информацией.

В задаче № 16 учащиеся должны выяснить, где можно найти практическое применение избирательной способности растений поглощать и накапливать питательные вещества. В качестве примеров можно назвать очистку почвы от тяжелых металлов с помощью сахалинской гречихи или геологоразведку полезных ископаемых с помощью растений - накопителей химических элементов.

Таким образом, представленный комплект из 16 задач раскрывает не только содержание темы, но и последовательность познавательных учебных действий. При этом в соответствии с системно-деятельностным подходом в каждой задаче заложены теоретические основания и познавательные учебные действия для решения следующей. В частности, указана роль отдельных клеток, тканей в процессе почвенного питания, их взаимосвязь с другими клетками и органами, а также с условиями среды. Причем если первые задачи с позиций структурно-функционального анализа простые по структуре и заложенным в них действиям, то последующие задачи основаны на совокупности действий. Мотивацией для решения задач становится привлечение дополнительной информации и конструирование личностно значимых или ситуационных задач. Ситуационные задачи - особый вид учебно-познавательных задач, которые имеют выраженный практико-ориентированный характер. Установлено, что материал, который личностно окрашен или имел практическое применение, лучше усваивается детьми. В данном комплекте к ситуационным задачам можно отнести задачи № 3, 12, 13, 14, 15, 16.

В задаче № 13, 14, 16 учащиеся выступают как создатели творческих проектов, что имеет большое значение для развития самостоятельной познавательной деятельности. Главное преимущество этих задач заключается в комплексном применении познавательных учебных действий, включая действия по выбору вариантов решения проблем и презентации готовых продуктов.

Следует пояснить, что конструктор учебных задач применяется для разработки заданий, которые могут иметь разный формат представления: бумажный, компьютерный вариант, интернет-ресурс. На первых уроках учащиеся получают задания в бумажном формате на уроке. Далее задания предлагаются на уроках в альтернативной форме: бумажный ресурс или компьютерный вариант: например, тест в системе голосования. Далее комплекты задач предлагаются в качестве домашнего задания, причем также в альтернативной форме. При наличии навыков работы следует задачи размещать на интернет- ресурсах. Альтернативная работа с задачами способствует развитию самостоятельной познавательной деятельности учащихся и освоению инновационных технологий получения знаний.

Таксономический подход к конструированию учебных задач важен для проведения процесса диагностики познавательных учебных действий и уровня учебно-познавательной деятельности. Диагностика сформированности познавательных учебных действий будет основана на выполнении разных типов задач в тематическом комплекте. В табл. 1 напротив каждой задачи указана категория и подкатегория таксономии Л. У. Андерсона и познавательные учебные действия, которые требуются при ее выполнении. В процессе диагностики педагог может оценить, какие действия не сформированы у отдельных учащихся и класса в целом. Обязательно следует обсудить с классом задачи, которые были сложны для выполнения. Наибольшее затруднение среди познавательных учебных действий вызывают, как правило, задачи на интерпретацию сведений: перевод текстовой информации в графическую и наоборот. Также необходимо отметить сложности при извлечении информации из разных информационных источников. В частности, учащимся бывает сложно структурировать информацию в логике конкретного задания: разработать перечень, тезисы и т. д.

Познавательные логические действия: анализ, синтез и классификация по заданным критериям, как правило, не вызывают у учащихся затруднений. В то же время сложны для учащихся задачи, в которых надо предварительно выделить критерии для анализа, синтеза и классификации объектов и обосновать их. Наибольшую сложность вызывают задачи на познавательные учебные действия: установление соответствия и сериация объектов. Причина заключается в осмыслении достаточно большого теоретического материала, который известен учащимся, но его необходимо упорядочить.

Последовательное формирование познавательных логических действий и их диагностика важна для их комплексного применения при решении учебно-познавательных задач. В частности, в задачах № 13, 14, 15 требуется установление причинно-следственных связей, выявление взаимосвязи растений со средой обитания. В случае если познавательные логические действия не будут сформированы, процесс решения этих задач будет носить интуитивный характер.

Обобщая представленный комплект задач, следует пояснить, что в нем заложены не только учебные действия, но и разные уровни самостоятельной учебно-познавательной деятельности учащихся: репродуктивный (1-6), реконструктивно-вариативный (7-12), творческий (13-16).

Распределяя задачи по указанным уровням, прежде всего, следует опираться на исследования Л. С. Выготского, выделившего два уровня учебной деятельности: репродуктивный и творческий. В последующих исследованиях авторы выделяют от трех до пяти уровней учебно-познавательной деятельности и соответственно учебно-познавательных задач.

Применительно к учащимся 5-6-х классов, как показывает практика обучения, достаточно выделение трех уровней учебно-познавательных задач: репродуктивный, реконструктивно-вариативный, творческий.

В репродуктивных задачах проверяется воспроизведение знаний, узнавание объектов, распознавание свойств изученных объектов. При выполнении задач учащиеся ориентируются на предложенный ранее образец или алгоритм действий. Репродуктивный характер деятельности важен для совершенствования знаний и переходу к задачам реконструктивно- вариатиавного и творческого уровней.

В реконструктивно-вариативных задачах предлагается осмысление уже известного материала. Организуется вариативный характер работы с информацией, который заключается в соотнесении фактов, вычленении существенной и несущественной информации, поиске недостающих сведений и т. д. Общий принцип решения задач известен учащимся, но для решения требуется выбрать один из вариантов решения или вносить изменения в алгоритм решения (реконструировать его).

Задачи творческого уровня, трактуемые в последнее время как мини-проекты, сопровождаются разработкой творческих продуктов: путеводитель, эксперимент, модель и т. д. В данных задачах учащиеся имеют значительную свободу в поиске информации, разработке способов решения проблемы и презентации готовых проектов. Как правило, подобные задачи предлагаются учащимся эпизодически и выполняются по желанию учащихся. В то же время они имеют значительный потенциал для привлечения дополнительной информации, развития дополнительных компетенций учащихся, проявлению их индивидуальности [11].