Методика використання моделей та муляжів на уроках біології.

Засоби зображення й відображення об'єктів

Засоби цієї групи впливають переважно на чут­тєве сприйняття, сприяють формуванню об­разів, уявлень, розвитку абстрактного мислення. До них належать:

· об 'ємні посібники (муляжі, моделі, рельєфні таблиці);

· площинні посібники (навчальні таблиці, плакати, настінні карти,
картини, фотографії, дидактичний матеріал тощо);

· знаково-символічні засоби (пікто- та ідеограми);

· аудіовізуальні засоби (діапозитиви, епіоб'єкти, транспаранти, діа-,
кіно- та відеофільми, радіо- й телепередачі, відеозаписи тощо);

· віртуальні засоби (мультимедійні програми).

Об'ємні посібники широко використовують у процесі вивчення біології.

Муляжі — це точні копії натуральних об 'єктів, в яких відображе­но не лише головні, але й другорядні ознаки натури. їх виготовляють із воску або пласмаси.

Для шкільного курсу біології пропонуються комплекти муляжів промислового виробництва — «Плоди та насіння», «Коренеплоди та бульбокорені», «їстівні та отруйні гриби», «Гібридні поліплоїдні пло­ди», які доцільно використовувати як демонстраційний матеріал.

Моделі — це умовні образи натуральних об 'єктів, представлені в схематизованому вигляді. Основною функцією навчальних біологіч­них моделей є демонстрування структури, істотних властивостей, зв'яз­ків і взаємовідношень біологічних систем (молекул, клітин, органів, організмів, екосистем тощо). При цьому їхні розміри можуть бути зменшеними або збільшеними, забарвлення — умовним, а будова — схематичною. Ступінь спрощення, схематизації може бути різним. На­приклад, модель скелета людини не є спрощеною й наближається до точної його копії — муляжу скелета людини. Модель торсу людини лише в загальних ознаках передає розміщення й форму органів, а моде­лі органічних молекул відображають сутність будови об'єкта, не маю­чи ніякої зовнішньої подібності.

Колірне вирішення моделей також є умовним і відповідає їхнім ди­дактичним функціям. Наприклад, моделі квіток (гороху, капусти, ку­курудзи, картоплі) пофарбовані в природні кольори. Забарвлення ана­томічних моделей (ока, вуха, легень, нирок людини), маючи деяку по­дібність із натуральними об'єктами, водночас сприяє виділенню інформаційних елементів (наприклад, кровоносні судини в моделях за­барвлені в синій і червоний кольори). Для колірного кодування моде­лей використовують такі кольори: фіолетовий, голубий, зелений, жов­тий, червоний. У біологічних моделях допускається також кодування за інтенсивністю й насиченістю кольорового тону.

Єдиного підходу до класифікації біологічних моделей немає. Серед них розрізняють матеріальні (скелети тварин, торс людини, квітки вишні, лілії тощо) та ідеальні (будова органічних молекул та ДНК, біо­синтез білків, піктограми, ідеограми тощо), об'ємні (головний мозок людини, насіння квасолі, яйце птаха тощо) та площинні (моделі-апліка-ції, рельєфні таблиці).

Серед об'ємних моделей виокремлюють розбірні (головний мозок, око, гортань людини, моделі квіток) та нерозбірні (скелет жаби, черепи хребетних тварин). їх здебільшого використовують як демонстрацій­ний матеріал. Деякі об'ємні моделі можуть слугувати основним роз-датковим матеріалом для проведення лабораторних робіт.

■ Наприклад, для виконання лабораторної роботи «Будова головного моз­ку людини» (розділ «Людина», 8 клас) використовується розбірна модель «Головний мозок людини». На поздовжньому розрізі зображено частини головного мозку: довгастий мозок, міст, середній мозок, проміжний мозок, мозочок, кору великих півкуль, мозолисте тіло (відділи мозку виділено контрастними кольорами).

Моделі-аплікації — це площинні моделі на магнітній основі, при­значені для роботи на магнітній дошці (наприклад, будова рослинної клітини, схеми мітозу та мейозу, закони Менделя, типові біогеоцено-зи). Інформація в таких моделях може бути представлена у вигляді планшетів із текстом або із зображеннями натуральних об'єктів, вико­наних із різним ступенем схематизації та абстрагування. Наприклад, мікроорганізми показують умовно в контурі кола. В моделях-апліка-ціях також застосовують кодування кольором.

Моделі-аплікації дають змогу моделювати біологічні системи (на­приклад, про- та еукаріотичні клітини, склад і структуру біоценозів), процеси (наприклад, біосинтез білка, фотосинтез, кругообіг речовин у біосфері), цикли розвитку організмів (наприклад, моху, папороті, сосни, шапкового гриба), загальнобіологічні закономірності (на­приклад, закони Менделя). Тому їх можна використовувати на різних етапах уроку: під час перевірки домашнього завдання, вивчення та закріплення нового матеріалу.

Рельєфні таблиці — це напівоб'ємні кольорові зображення нату­ральних об'єктів на вінілпластиковіи плівці. Головна інформація в них виділяється не лише кольором, а й рельєфом. Глибина рельєфу стано­вить 1—7 см, що дає змогу учням краще деталізувати навчальну інфор­мацію. Рельєфні таблиці в основному слугують демонстраційним ма­теріалом і можуть використовуватися на всіх етапах уроку. Оскільки рельєфні таблиці не мають підписів, їх зручно застосовувати й під час опитування учнів. У більшості рельєфних таблиць головні частини й органи занумеровано. Інакше вчитель сам робить тушшю необхідну нумерацію згідно з методичними рекомендаціями.

Рельєфні таблиці з анатомії рослин (наприклад, «Клітинна будова кореня», «Клітинна будова листка», «Клітинна будова стебла») мають єдине колірне кодування: клітини з хлоропластами позначаються зеле­ним кольором, судини ксилеми — фіолетовим, ситоподібні трубки флоеми — салатовим, шари клітин механічної тканини — коричневим, паренхімні клітини — білим чи світло-жовтим, камбіальні — синім, клітини покривної тканини — сірим кольором.

Так само єдине колірне кодування систем органів мають рельєфні таблиці з розділу «Царство Тварини»: кровоносна система — червсно-го й синього кольорів, органи травлення — зеленого й коричневого, дихальна система — голубого, а сечостатева — бузкового.

Особливістю рельєфних таблиць є також виділення глибшим рельєфом тих елементів, що несуть основну інформацію, і неглибоким рельєфом — допоміжних елементів. Розміри демонстраційних ре­льєфних таблиць можуть становити 630x430 мм ± 20 мм або 530x430 мм ± 20 мм, а роздаткових — 315x430 мм ± 20 мм або 315x215 мм± 20 мм.

Площинні, або друковані, посібники є найпоширенішими серед образотворчих засобів навчання з біології. До них належать навчальні таблиці, плакати, настінні карти, картини, фотографії, дидактичний матеріал тощо.

Навчальні таблиці — це площинні наочні посібники, в яких за допо­могою натурних, натурно-композиційних або символічних зображень передається необхідна наукова інформація, котру учні мають засвої­ти згідно зі шкільною програмою. Часто в таблицях подаються прийо­ми й способи нагромадження, опрацювання, аналізу, систематизації та узагальнення інформації, а також рекомендовані дії та операції, прийо­ми й способи їх виконання, що застосовуються для формування вмінь та навичок.

Єдиного підходу до класифікації навчальних таблиць немає.

За дидактичними функціями їх поділяють на такі групи:

• для формування основних біологічних понять, законів, теорій;

. для формування уявлень про будову біологічних систем різного рівня

організації;. для формування вмінь і навичок;

• для формування санітарно-гігієнічних та екологічних понять.
За способом зображення навчальні таблиці поділяють на такі групи:

· з натуралістичним зображенням біологічних об 'єктів;

· з натурно-композиційним зображенням;

· символічні (схеми, графіки, діаграми);

. знакові (піктограми, ідеограми, опорні сигнали). За змістом і призначенням навчальні таблиці поділяють на:

· ілюстративні;

· графічні;

· цифрові;

. комбіновані.

За допомогою навчальних таблиць в учнів створюються наочні уявлення про рівні організації живої матерії, структуру й функції біо-систем, зовнішню та внутрішню будову організмів різних царств живої природи, середовище їхнього існування, розмноження та розвиток, біорізноманітність, рідкісні та зникаючі види рослин і тварин, охорону природи та природокористування, етапи історичного розвитку орга­нічного світу тощо.

Добираючи навчальні таблиці, вчитель має орієнтуватися насампе­ред на перелік навчального обладнання, затверджений Міністерством освіти і науки України (див. дод. 1).

Поряд із навчальними таблицями в процесі вивчення біології вико­ристовуються також плакати (наприклад, портрети видатних уче-них-біологів). У комплект плакатів входять 12 портретів видатних біо­логів світу — Антоні ван Левенгука, Карла Ліннея, Жана Батіста Ла-марка, Чарлза Дарвіна, Теодора Шванна, Грегора Менделя, Томаса Моргана, Луї Пастера, Івана Павлова, Миколи Вавилова, Джеймса Уотсона, Френсіса Кріка та 8 портретів видатних українських біоло­гів — Іллі Мечникова, Сергія Навашина, Володимира Вернадського, Івана Шмальгаузена, Сергія Гершензона, Данила Заболотного, Василя Данилевського, Костянтина Ситника. Портрети не обов'язково експо­нуються у вигляді галереї. їх можна оформити в альбомі й використо­вувати в навчально-виховній роботі з біології.

У процесі вивчення біології використовують настінні карти, тема­тика й зміст яких відповідають шкільній програмі. До них належать зоогеографічна карта, карти рослинності, природних зон, ґрунтів, ландшафтів, походження культурних рослин, екологічні карти регіо­нів тощо. За картами можна не лише вивчати новий матеріал, а й про­водити різноманітну самостійну роботу з учнями. Робота з картою сприяє розвиткові міжпредметних зв'язків.

У шкільній практиці викладання біології використовують також навчальні картини та фотографії. На них можна показати учням такі об'єкти та явища природи, які важко, а то й неможливо спостерігати в природних умовах. Навчальні картини бувають різні за розмірами й те­матикою. Картини великих розмірів використовують для роботи з кла­сом як демонстраційні, а невеликі — для самостійної роботи учнів, те­матичних виставок тощо.

Для естетичного виховання учнів у навчально-виховному процесі з біології необхідно використовувати репродукції картин відомих ху­дожників (наприклад, «Золота осінь» І. І. Левітана, «Сосновий бір» 1.1. Шишкіна).

Дидактичний матеріал — це такі натуральні, ілюстративні п текстові засоби наочності, які містять цільову настанову (розв 'язан-ня конкретних навчально-виховних завдань) і вихідні дані, з викори­станням яких учні виконують самостійну роботу.

У практиці навчання біології використовують різні види й форми подачі завдань учням: змонтовані натуральні наочні посібники, ма­люнки, схеми, графіки, діаграми, таблиці й завдання до них, уривки тексту й завдання для роботи над його змістом, інструктивні матеріали щодо закладання дослідів, виконання лабораторних і практичних робіт та ін. Усі ці завдання можна оформити у вигляді інструктивних кар­ток. Ступінь складності змісту дидактичних карток може бути різним, тому їх доцільно використовувати як в індивідуальній роботі з учнями, так і для організації колективної роботи в класі, на екскурсії тощо.

Знаково-символічні засоби. У педагогічній літературі описано технології схемних і знакових моделей та асоціативних символів у на­вчанні. Технологію інтенсифікації навчання на основі схемних і знако­вих моделей навчального матеріалу розробив і втілив на практиці В. Ф. Шаталов. Особливість цієї технології полягає в тому, що навчаль­ний матеріал вводиться великими блоками й подається у вигляді опор­ного конспекту — системи опорних сигналів (знаків, слів, схем, рисун­ків тощо). Це наглядна конструкція, що заміщає систему фактів, по­нять, ідей як взаємозв'язаних елементів цілої частини навчального матеріалу.

Опорні конспекти можна складати на основі використання лише знаково-символічних засобів — піктограм та ідеограм. Ідеограми по­діляють на графічні та кольорові знаки. Графічні ідеограми, своєю чер­гою, розподіляються на чотири підгрупи:

· геометричні фігури, які викликають асоціації з тим чи іншим понят­
тям, наприклад, Д — трикутник асоціюється зі щитом і означає «за­
хист»;

· загальноприйняті ідеограми, що використовуються в процесі ви­
вчення більшості шкільних предметів, зокрема математики, напри­
клад, £ — сума — сукупність понять, фактів, ознак; {...} — система;
/— функція;

· літерні знаки — скорочення слів або поєднання літер українського
(або латинського) алфавіту, наприклад, Дх — дихання, Фз — фото­
синтез, Рх — розмноження;

· абстрактні символи, наприклад, IX— процес, /* — розвиток, „^—

рух.

Особливу групу знаково-символічних засобів становлять кольорові асоціації — використання різних кольорів (зеленого, червоного, си­нього, оранжевого тощо) для виділення окремих фраз, фактичних да­них в опорному конспекті. Так, зелений колір асоціюється з листками, фразою «молодо-зелено», тому учні вибирають його для позначення таких біологічних понять, як «рослина», «життя», «ріст», «ювенільний період», «травна система», «печінка», «жовчний міхур».

Ідеограми й кольорові символи використовуються для складання змістових блоків; логічні зв'язки між основними елементами в блоці позначаються стрілками.

Графологічні структури в цілому є ефективним засобом навчання біології за системного підходу до викладання навчального матеріалу, оскільки забезпечують розвиток логічного мислення, мовленісних здібностей і запам'ятовування на рівні розуміння матеріалу. їх можна використовувати також як засіб само- й взаємоконтролю. Формування вміння будувати такі структури забезпечить учням не лише глибоке за­своєння матеріалу, а й ефективне самостійне навчання в майбутньому.

Аудіовізуальні й віртуальні засоби описано в п. 9.5, оскільки їх ви­користання пов'язане з технічними пристроями.