Методика преподавания «Анатомии и морфологии растений» в Бурятском государственном университете

Современное развитие высшей школы и модернизация системы биологического образования требуют новых креативных идей, современных методик и технологий обучения. Они хорошо дополняют традиционный и самобытный опыт каждого вуза в методике преподавания той или иной дисциплины.

При реализации ФГОСа по направлению «Биология» в Бурятском государственном университете мы считаем, что уже на 1 курсе у студентов необходимо формировать познавательный интерес к предмету, стремление к самостоятельной исследовательской работе, способность делать выбор, ставить и реализовывать цели, выходящие за пределы стандартных требований, умение оценивать и анализировать свою деятельность. Не случайно на первое место мы поставили познавательный интерес, так как молодые люди стали прагматичнее, им «нужно и интересно то, что пригодится в жизни». Поэтому необходимо рассматривать познавательный интерес как взаимосвязанный процесс двух составляющих — самоорганизации и самореализации студента — и результат особых усилий преподавателя в организации познавательной деятельности. Перед преподавателем университета логично возникает вопрос, как организовать учебный процесс, чтобы в процессе изучения конкретной дисциплины сформировать активное отношение к учебно-познавательной и профессиональной деятельности. Многие педагоги находят решение данного вопроса в применении личностно ориентированного обучения (ЛОО), основой которого является понимание и взаимопонимание студента и преподавателя. Именно с этой точки зрения мы хотим рассмотреть методику преподавания дисциплины «Анатомия и морфология высших растений» в Бурятском государственном университете.

Основная цель преподавания курса «Анатомии и морфологии растений» — это ознакомление с многообразием растительного мира.

В программе дисциплины решаются следующие задачи:

• 1.    Определение места высших растений в современных системах растительного мира.

• 2.    Изучение всех типов растительных тканей, составляющих тело растений.

• 3.    Изучение внешнего и внутреннего строения вегетативных органов (листа, стебля, корня), их метаморфозов, строения цветка.

• 4.    Изучение взаимосвязи растительных организмов с условиями обитания, эволюцией и классификацией жизненных форм растений.

• 5.    Ознакомление с онтогенезом цветкового растения, изучение возрастных изменений и структуры популяций многолетних древесных и травяных растений местной флоры.

• 6.    Вопросы охраны и рационального природопользования в Байкальском регионе.

Задачи изучения дисциплины вытекают из того, что анатомия и морфология растений являются фундаментом, закладывающим основы для дальнейшего изучения растительного мира, для познания систематики растений, для изучения жизненно важных процессов, протекающих в растительном организме (фотосинтез, обмен и синтез веществ, дыхание и т. д.). Знания, полученные на первом курсе по анатомии и морфологии растений, необходимы при изучении филогении, генетики и селекции растений, микробиологии, вирусологии, экологии, геоботаники, биогеографии и других биологических дисциплин. И если учесть, что вторая и третья задачи предмета, перечисленные выше, не изучаются более ни на одном из предметов следующих циклов в университете, становится понятным, что усвоить его студенты должны в полном объеме.

С появлением новых учебных планов в вузах в дисциплине «Анатомия и морфология растений» не рассматривается раздел о строении растительной клетки во избежание дублирования материала с курсом «Общая цитология», хотя в процессе изучения очень кратко приходится останавливаться на некоторых цитологических особенностях растительной клетки.

Мой многолетний опыт преподавания данной дисциплины в Бурятском госуниверситете показал, что на современном этапе развития науки и общества необходимо внести некоторые изменения в традиционную и общепринятую методику преподавания курса «Анатомия и морфология высших растений». Данная дисциплина читается первокурсникам в I семестре, поэтому первая возникающая проблема — это организация адаптационного периода для студентов, во всех ее проявлениях — психолого-педагогическом, социально-психологическом, мотивационно-личностном. Именно поэтому, преподавателям, работающим с первокурсниками, необходимо проводить дополнительные консультации по предмету, с возможностью пересдачи зачетов и экзаменов. Вторая проблема — это слабая подготовка школьников по курсу «Общая ботаника». Ежегодный входной контроль (примерные вопросы — определение понятий «корень», «побег», «типы соцветий», «листорасположение» и т. п.) показывает низкие результаты. В среднем из 20 работ только 3–4 можно считать выполненными на 80 %, показатель остальных ниже 30 %. Третья проблема — это огромное количество новой информации, необходимой для запоминания (научные термины, латинские названия растений, узнавание анатомических препаратов и т. д.). Поэтому преподавателю необходимо постоянно следить за развитием, качеством и глубиной знаний, обучаемостью каждого студента, регулировать темп и стиль работы.

Чтобы обеспечить высокий уровень обучения, в помощь студентам автором совместно с ветераном кафедры ботаники, кандидатом биологических наук, профессором БГУ Людмилой Капитоновной Бардоновой создан учебно-методический комплекс (УМК) по дисциплине «Анатомия и морфология растений». В комплекс входят как основные учебники [1; 2], так и авторские учебные пособия [3, 4], цифровые образовательные ресурсы [5; 6], дидактические карточки, интерактивные итоговые занятия по отдельным темам, Электронный ботанический атлас [7], видеофильмы и ролики.

Количество часов, отведенных на предмет за последние 2 года несколько увеличился и составляет 52 аудиторных часа: лекционные занятия — 18 часов, лабораторные работы — 34 часа. Позитивно сказывается на усвоении предмета первокурсниками увеличение числа лабораторных занятий, по сравнению с предыдущими годами (по 16 часов лекций и лабораторных занятий).

Само название предмета говорит о том, что изучение проходит двумя блоками: 1. Анатомия растений. 2. Морфология растений. И если с морфологией студенты еще как-то знакомы по своему жизненному опыту, то анатомия растений абсолютно нова и большинству студентов непонятна. По рабочей программе раздел «Анатомия» дается на двух лекциях по темам «Образовательные и проводящие ткани» (табл. 1, рис. 1), которые вызывают особую трудность у первокурсников. По каждой лекции имеется текстовый материал (Microsoft Word 97) и мультимедийная презентация (PowerPoint 2013), состоящая из 30‒40 слайдов. В презентации даны терминология, опорно-логические схемы, фотографии, рисунки, цветные анатомические срезы и фактические объекты для наибольшего погружения студентов в суть предмета. Причем практически все рисунки с основного учебника дублируются цветными аналогиями в презентациях. Тематическое планирование дисциплины представлено в таблице 1.

Структурное содержание дисциплины

Таблица 1

№ п/п	Название блоков (разделов, модулей) дисциплины	р. i и	Виды учебной работы, (в часах)				Оценочные средства
			s s к	3 & s 2 и	О н н о Qi (У ч	и Рн и	S Н	& э е § И
1	Введение. Высшие растения и водоросли. Дифференциация тела растений в связи с выходом на сушу	I				1	Т	Тест
3	Ткани высших растений	I	4		12		Т	Игра   «Анатомические головоломки»
5	Развитие и строение вегетативных органов высших растений. Побег	I	4		6		Т	Тесты
6	Лист. Морфология листа и его функции. Листорасположение, типы простых и сложных листов. Анатомия листа	I			3		Т	Проверка конспектов, контрольная работа с атласом
7	Корень и корневые системы. Эволюционное возникновение корня. Первичное и вторичное анатомическое строение корня. Развитие боковых и придаточных корней	I			3		Т	Интерактивная контрольная «Метаморфозы вегетативных органов»
	Морфологические основы репродуктивной биологии высших растений		2			2	Т	Тесты
10	Отдел покрытосеменные. Основные отличие покрытосеменных от голосеменных. Гипотезы происхождения цветка. Морфологическое разнообразие цветков и соцветий	I	4		6		Т	Опрос по дидактическим картам. Составление комбинированных таблиц
11	Семя и плод. Общая характеристика. Особенности оплодотворения, развитие зародыша и эндосперма. Классификация плодов	I	2		4		Т	Опрос по дидактическим картам. Постановка эксперимента
13	Подготовка к экзамену	I	2			9	А	Экзамен
	Всего часов		18		34	3		84
Т — текущий контроль, А — аттестация (экзамен)

Во время лекционных занятий мы стараемся акцентировать внимание студентов на абсолютно новом материале. Лекционный материал записывается первокурсниками не в полном объеме, это связано с процессом адаптации, с низкой скоростью письма, с невозможностью вычленить кратко информацию по вопросу, поэтому на лекционном занятии преподаватель обращает внимание, что нужно записать конкретно, призывает сделать записи и рисунки на полях тетради дома самостоятельно. Для этого материалы лекций даются в электронном виде, чтобы студенты могли самостоятельно работать во внеучебное время (самостоятельная работа студентов).

Последовательность выполнения лабораторных работ подробно расписана в «Электронном лабораторном практикуме по анатомии и морфологии высших растений» [5]. Данное учебнометодическое пособие находится в общем доступе на сайте БГУ, в компьютерном классе факультета, и при желании студента может быть записан ему на электронный носитель для работы дома.

Структурно лабораторная работа состоит из классических разделов: цель занятия; необходимые раздаточные материалы, оборудование и реактивы; краткий теоретический экскурс; подробное описание хода работы; вопросы для самоконтроля; биологические задачи; список литературы по данной теме лабораторной работы.

Исторически сложилось, что раньше лабораторные работы выполнялись в альбомах, где студенты делали биологические рисунки. В БГУ нами разработана «Электронная рабочая тетрадь по анатомии и морфологии высших растений» [6], которая помогает сэкономить время на оформление лабораторной работы и акцентировать внимание студентов на растительных объектах изучения и переносе их в виде биологических рисунков в рабочую тетрадь. Особо стоит отметить сложность в рисовании объектов исследования студентами. По требованиям рисунок должен быть выполнен только простым карандашом. Допускается использование цветных карандашей для раскрашивания отдельных цветных элементов клетки (хлоропластов, хромопластов, ядра, вакуоли, клеточных включений и т. д.), растительных тканей (к примеру, ксилема — красным, флоэма — синим, камбий — зеленым, пробка — коричневым), отдельных органов растений (корень, побег, цветок, почка). Рисунки должны быть выполнены крупно, с хорошей прорисовкой деталей, которые надо показать. Поясняющие записи обязательно делаются с правой стороны от рисунка.

«astron» - звезда, «osteon» - кость волокнистые склереиды

Рис. 1. Слайд из лекции «Механические ткани растения»

В рабочей тетради для закрепления материала студенты заполняют понятийный словарь, выполняют рисунки, дают ответ на биологические задачи и заполняют таблицы. Объем заданий в рабочей тетради выходит за границы лабораторного занятия, это сделано для того, чтобы облегчить выполнение самостоятельной работы студента (СРС). В конце лабораторной работы оптимально представлена система вопросов для самоконтроля. Они разнообразны по форме, целям контроля и являются показателем уровня понимания полученных знаний.

Первая работа посвящена осваиванию приемов работы с микроскопом. Многолетний опыт показывает, что только 10 % первокурсников хорошо знакомы с оптическим прибором, 50 % видели микроскоп 1 или 2 раза на уроках биологии и 30 % никогда не работали с микроскопом. Поэтому на первом занятии проводится инструктаж по работе с оптическим оборудованием, а также с техникой изготовления и фиксацией временных микропрепаратов.

На лабораторных занятиях второго блока по морфологии растений используются растительные объекты местной флоры. Для крупных тем («Лист», «Метаморфозы вегетативных органов», «Цветок», «Соцветие» и «Плоды и семена»), отличающихся высоким биологическим разнообразием объектов, составлены алгоритмы изучения, навык работы с которыми закрепляется на полевой практике непосредственно в природе. Алгоритм изучения составлен по принципу «дихотомического ключа», что позволяет студентам определить, например, тип соцветия, плода и т. п. Алгоритмы используются при работе с гербарием.

Лабораторные работы по морфологии снабжены большим количеством фотографий растений местной флоры, которые можно просмотреть в «Электронном ботаническом атласе» [7]. Фотографии выполнены с применением профессиональной фотоаппаратуры методом макросъемки на черной ткани, что позволяет рассмотреть все структурные элементы растения, не используя оптические приборы. Такие фотографии хорошо помогают при составлении формул и диаграмм цветка, так как фиксированный материал часто деформируется.

Для систематического и быстрого контроля усвоения знаний используются тесты [4]. Тесты можно разделить на следующие виды: вопросы с вариантами ответов; рисуночные тесты (на которые необходимо дать правильные обозначения, рис. 2); тесты-утверждения с пропущенными словами; тесты на соотношение растительных объектов.

Рис. 2. Рисуночный тест: «Соотнесите основные типы растительных тканей:

1 — аэренхима, 2 — склеренхима, 3 — ксилема, 4 — меристема, 5 — эпидерма, 6 — хлоренхима»

Использование электронных тестов, по нашему мнению, позволяет систематизировать полученные знания, автоматизировать контроль и оценивание уровня знаний, а также провести систематизацию ошибок по нескольким параметрам.

В качестве контрольно-измерительного материала мы также используем дидактические карточки, о которых можно сказать, что «все новое — это хорошо забытое старое». К сожалению, многие педагоги перестали использовать дидактические карточки для закрепления материала, но мы считаем, что для курса «Анатомия и морфология» они просто необходимы. На занятии мы используем авторские дидактические карточки, разработанные по каждой из тем курса. Карточки в электронном виде заранее предлагаются студентам для самостоятельной проработки, по каждой теме разработано по 6 вариантов дидактического материала. В начале лабораторного занятия проводится пятиминутная письменная проверка. Если студент считает, что он плохо выполнил все задания в дидактической карточке, то в течение суток ему дается возможность выполнить работу над ошибками и в отсканированном виде отправить на электронный адрес преподавателя.

На итоговых занятиях часто используется создание структурно-логических схем, студенты самостоятельно или при помощи преподавателя представляют изученный материал в краткой форме в виде схем, тезисов, комбинированных таблиц. Комбинированные таблицы используются при изучении строения цветка, морфологии простых и сложных листьев, многообразия плодов и семян. Преимущество такого комбинирования заключается в сочетании рисунков, диаграмм, схем, фотографий.

Кратко хотелось бы остановиться на использовании учебных видеофильмов и роликов. К сожалению, фильмов о растениях недостаточно, хотя в Интернете есть много познавательных роликов (на

YouTube: прорастание семени ковыля, автохория бешеного огурца, метаморфозы листьев растений-хищников и т. д.). Студентам в качестве СРС дается задание посмотреть шестисерийный фильм «Невидимая жизнь растений» («Би-би-си», автор Д. Аттенборо), обсуждение которого проходит во внеаудиторное время или в рамках учебной полевой практики.

На занятиях по анатомии и морфологии растений активно используются познавательные биологические задачи, которые показывают уровень овладения полученными знаниями и умение применить их в практической ситуации. Например, задача № 20. «Рост стебля, корня, листа, цветка, плода зависит от деления и растяжения клеток. Оказывается, что в древесине весной откладываются клетки крупнее, чем осенью. Почему?» [4].

Таким образом, методика преподавания дисциплины «Анатомия и морфология высших растений» в Бурятском госуниверситете сориентирована на комплексное использование в учебном процессе оригинальных методов и приемов обучения, активизирующих мыслительную и эвристическую деятельность студента.

В заключение хотелось бы сделать лирическое отступление и пожелать, чтобы преподаватель высшей школы относился к каждому своему занятию не как к рутине и повседневной обязанности, а как к произведению искусства, которое с годами приобретало бы все новые оттенки и краски, насыщалось современным и актуальным содержимым, а результат будет только один — формирование активной, профессионально ориентированной личности студента университета.