Наглядные средства обучения естествознанию

Принцип наглядности был обоснован Я. А. Коменским еще в XVII в. Он писал в «Великой дидактике»: «слова нужно преподавать и изучать не иначе, как вместе с вещами, подобно тому как… дерево – с корой, плод – вместе с кожицей» [58] .

Большое значение применению наглядных пособий в обучении естествознанию придавал В. Ф. Зуев. В предисловии к учебнику он писал: «При рассуждении о какой-либо вещи учитель показывает оную в самой натуре или по крайней мере по картинке» [59] .

Наглядные средства обучению естествознанию можно классифицировать по содержанию и дидактическим целям применения (В. М. Пакулова, В. И. Кузнецова).

Схема 3

Натуральные объекты

Натуральные объекты играют ведущую роль при изучении естественных наук. Они занимают главное место на первой (эмпирической) ступени познания. Натуральные пособия помогают сформировать наиболее точные представления об изучаемых природных объектах.

К живым объектам относятся комнатные растения и животные уголка живой природы .

При организации уголка живой природы и работы в нем учащихся необходимо руководствоваться следующими требованиями:

– доступность материала возрасту учащихся;

– краеведческий подход в подборе материала;

– принцип сезонности в работе;

общественно полезная направленность.

Отбор растений для оборудования уголка осуществляется с учетом требований школьной программы и обязательного минимума содержания образования. На примере комнатных растений учащиеся должны получить следующие представления:

– о разнообразии растений.

Для этого в классе следует иметь комнатные растения различных систематических групп: аквариумные водоросли, риччию (водяной мох), папоротники, голосеменные (можжевельник, туя) и различные виды цветковых растений.

– Об органах растений.

Ученики не только знакомятся с органами растений, но и сравнивают их, выясняют, чем они похожи и чем отличаются. Поэтому в классе должны присутствовать комнатные растения, имеющие корни, стебли, листья, цветы и плоды разнообразной формы.

– О способах размножения растений: стеблевыми черенками (герань, плющ, лимон и др.), частью листа (сансевьера, бегония, традесканция и др.), целым листом (глоксиния, колеус, фиалка и др.), корневыми отпрысками (агава, аралия и др.), усами (хлорофитум, саксифрага и др), луковицами (амаририллис, гиацинт и др.).

– Об условиях жизни растений.

Для этого нужны растения, приспособленные к различным условиям обитания: влаголюбивые (бегония, герань, колеус и др.) и засухоустойчивые (кактусы, алоэ и др.), светолюбивые (сансевьера, бегония и др.) и теневыносливые (традесканция, плющ и др.), теплолюбивые (бегония, араукария и др.) и холодоустойчивые (традесканция, риччия и др.).

Каждое растение должно иметь паспорт, в котором указывается название, родина, условия произрастания и правила ухода за растением.

Если в школе есть возможность содержать животных, то уроки по их изучению могут проводится в уголке живой природы. В нем обычно находятся аквариумы и террариумы, в которых содержатся моллюски, дафнии, плавунцы, аквариумные рыбы, лягушки, ящерицы, черепахи. В уголке должны находиться клетки с птицами, хомяками, крысами, морскими свинками и другими мелкими млекопитающими.

На примере этих животных учащиеся получают представление о разнообразии, особенностях строения и образа жизни животных различных систематических групп, способах питания, размножении животных и признаках приспособленности их к условиям обитания.

На базе уголка живой природы возможно проведение длительных наблюдений и исследовательских работ с младшими школьниками.

Большую роль играют растения и животные уголка живой природы в воспитании у детей уважения к любому живому существу, в формировании природоохранных умений и навыков.

Фиксированные объекты живой природы могут использоваться на уроках естествознания в качестве демонстрационного или раздаточного материала.

Для начальной школы созданы гербарии дикорастущих и культурных растений, коллекции плодов и семян. Кроме них учитель может пользоваться и гербариями растений различных природных зон по курсу географии и гербариями по систематике растений к курсу биологии.

Учитель начальных классов может помочь детям создать и самодельные гербарии, которые впоследствии будут использоваться в качестве раздаточного материала. Все гербарии должны храниться в коробках, на которых указана систематическая группа растений.

На уроках по изучению разнообразия и размножения животных могут применяться коллекции насекомых, чучела птиц, влажные препараты – объекты, зафиксированные в растворах (развитие рыбы, ужа, цыпленка). Учитель может попросить эти объекты в кабинете биологии.

К объектам неживой природы , которые необходимо иметь в классе, относятся коллекции «Минералы и горные породы», «Полезные ископаемые», «Почвы». Помимо фабричных коллекций можно использовать коллекции полезных ископаемых и почв своего края, которые нетрудно изготовить самим детям. Природных объектов в таких коллекциях должно быть достаточно для того, чтобы использовать их как раздаточный материал на практических работах. Все натуральные пособия хранятся в шкафах, размещаются на полках с указанием систематической группы объекта. «На обратной стороне дверцы прикрепляется лист бумаги со списком с названий находящихся в шкафу по полкам предметов. Все это необходимо для быстрого нахождения…наглядных пособий к уроку. Раздаточный материал хранится в ящиках и коробочках специального шкафа, каждый ящик… снабжен надписью или номером» [60] .

Искусственные и изобразительные наглядные пособия

Это средства, воспроизводящие натуральные объекты и процессы, или описывающие их с помощью условных знаков, символов.

Наиболее приближены к натуральным объемные пособия.

Модели (макеты) – «это материально реализуемая система объектов и явлений, существующих в реальной действительности. В процессе познания они занимают промежуточное положение между натуральными объектами и изображениями их на плоскости в виде картин, таблиц и т. д., способствуя формированию представлений…» [61] .

Модели обычно не передают точную величину предмета.

В начальной школе используются статические, действующие и разборные модели, которые изготавливаются фабричным способом и закупаются в магазине наглядных пособий.

К статическим относятся макеты форм рельефа (гора, холм, овраг). Они используются для демонстрации.

Действующие модели помогают увидеть движение объекта или природный процесс. Например, движение Земли вокруг Солнца можно продемонстрировать с помощью теллурия.

С помощью разборных моделей дети могут познакомиться с внутренним содержанием объекта. Это могут быть макеты из курса анатомии человека (глаз, ухо) или разборная модель «Образование оврага».

Неразборной моделью является глобус. Он очень наглядно передает представление о форме Земли, расположении земной оси, экваторе, полюсах, распределении суши и Мирового океана. С помощью глобуса в начальной школе изучается форма и движение Земли, смена дня и ночи и времен года.

В классе следует иметь один большой глобус (около 50 см в диаметре) для демонстрации и несколько маленьких (диаметром около 15 см), которые раздаются на парты во время практических работ.

Муляжи (слепки) – это модели предмета в натуральную величину точно передающие его внешние признаки (цвет, форму), но без внутреннего содержания. Для начальной школы выпущены муляжи грибов, овощей и фруктов.

Ученики могут сами изготавливать модели природных объектов из пластилина, папье-маше или глины.

Близки объемным и рельефные наглядные пособия. Такие пособия имеют односторонний объем. К ним относятся системы органов дыхания, кровообращения, строение кожи и др.

Плоскостные пособия воспроизводят натуральные объекты или их знаковые заместители с помощью двухмерного изображения.

Статические пособия не передают движение, развитие природных объектов. Это учебные таблицы, картины, фотографии, слайды, географические карты, которые широко используются в преподавании начального курса естествознания. Они помогают образованию представлений о тех природных объектах и явлениях, которые недоступны непосредственному восприятию.

Учебные таблицы используются почти на каждом уроке для формирования у младших школьников обобщенных образов природных тел или ландшафтов таких как «дерево», «кустарник», «травянистое растение», «равнина», «гора», «тундра», «лес», «степь», «пустыня» и др.

Таблицы для начальных классов должны соответствовать следующим требованиям:

– любая таблица – это монографическое изображение, поэтому на ней должен быть один объект, процесс или явление;

– объекты, изображенные на таблице, должны быть достаточно крупные, пропорции их выдержаны в одинаковом масштабе;

– рисунки, текст и цифровые обозначения располагают в определенной дидактической последовательности, чтобы таблица была «читаемая»;

– таблица должна отвечать эстетическим требованиям (по В. М. Пакуловой).

По курсу природоведения издана серия ламинированных таблиц с методическими указаниями к их использованию.

Если таблицы бумажные, то их следует наклеить на картон или ламинировать. На доске должны быть приспособления для вывешивания таблиц во время демонстрации.

Таблицы хранят в шкафу вертикально. Они должны быть пронумерованы и расположены по темам курса. На внутреннюю сторону дверцы шкафа помещают список таблиц с проставленными номерами.

Географические карты формируют у детей пространственные представления о размерах различных участков земной поверхности и размещении на ней природных объектов. Географические объекты на карте обозначены при помощи определенных знаковых символов, т. е. обладают высокой степенью абстракции.

Первое знакомство детей с картой начинается уже во 2 классе. Прежде всего учитель должен познакомить детей с правилами работы с картой.

К окончанию начальной школы учащиеся должны научиться ориентироваться по карте, знать названия и уметь показывать материки и океаны, пользоваться масштабом. Младшие школьники получают первоначальные знания о карте России (границы, моря, главные реки, равнины, горы), умения показывать природные зоны нашей страны.

Дети должны познакомиться с физической картой своего края. Уметь показывать на ней границы, главные города, формы рельефа, полезные ископаемые, реки и озера. В начальной школе начинают использовать контурные карты своего края. Школьники должны научиться находить на контурной карте нужные объекты и подписывать соответствующие названия. Учитель должен обратить внимание детей на то, как подписываются географические названия на контурной карте:

1. Надписи делаются мелко, четко, красиво.

2. Надписи рек располагаются параллельно направлению рек. Так же сделаны надписи горных хребтов, вытянутых заливов, морей.

3. Надписи городов везде идут параллельно параллелям. Так же надписываются острова и озера [62] .

На контурные карты ученики наносят формы рельефа, условные знаки полезных ископаемых своего края и названия самых крупных рек и озер. Дети учатся работать цветными карандашами. При этом необходимо соблюдать правила условных окрасок, принятых на картах (воды – голубые, низменности – зеленые и т. д.); добиваться четкости, аккуратности и красоты в раскраске.

Эти умения являются базисными для последующего изучения курса географии.

В начальных естественно-научных курсах используются настенные физические карты полушарий, Российской Федерации, своего края; карта природных зон России, план местности, а также географические атласы для начальной школы. Карты есть во всех естественно-научных учебниках и учебниках-тетрадях.

Требования к школьным географическим картам были сформулированы А. А. Половинкиным в его учебнике «Методика физической географии».

Школьные географические карты отличаются от других тем, что они приспособлены к возрасту и уровню развития учащихся. Это достигается упрощением карт, увеличением их наглядности, подчеркнутой характерностью и сокращением нагрузки до пределов, близких к тем, которые предусматриваются в программах.

Настенные географические карты рассматриваются всем классом издалека, поэтому должны иметь соответствующие размеры. Карты менее одного метра настенными картами служить не могут. Ученики смотрят на стенную карту с расстояния 5–6 м и более. С такого расстояния береговая линия и реки могут быть видимыми только в том случае, если они изображены толще, если очертания их упрощены, если детали отброшены. На картах для начальной школы это упрощение выражено наиболее существенно.

Большую четкость сообщает карте хорошая и яркая раскраска. Резкая разница в раскраске суши и моря позволяет ученикам чувствовать береговую линию даже там, где она не видна. Ярко-зеленая окраска низменностей очень хорошо подчеркивается коричневым и красно-коричневым цветом гор и высоких плоскогорий. Рельеф на стенных школьных картах дается нарочито упрощенно и характерно.

В последние годы стали выпускаться рельефные географические карты для начальной школы, на которых формы поверхности даны выпукло, осязаемо. Они очень наглядно передают характерные черты строения поверхности, но относительно масштаба этой карты рельеф преувеличен в сотни раз.

Если учитель применяет такие карты при изучении форм поверхности, то должен обязательно объяснить, что высота гор здесь для большей выразительности увеличена во много раз. В начальной школе подобные рельефные карты были бы значительно опаснее. В возрасте 6-10 лет все воспринимается конкретно и никакие слова учителя не изменят полученного неверного восприятия. Рельефные карты не должны все время висеть на стенах класса.

Количество названий географических объектов на карте указывается в программах, но карта должна дать еще некоторые дополнительные данные, объем и содержание которых, к сожалению, не установлены.

Нельзя перегружать карту большим количеством географических объектов. Обилие объектов и названий сделает карту малохарактерной и заставит учащихся путаться. Поэтому необходимо поставить какой-то предел. А. А. Половинкин справедливо указывал, что количество дополнительных объектов и названий для карт начальной школы не должно превосходить 20–30 % основного требования. Гораздо более целесообразно будет иметь дополнительные справочные или крупномасштабные карты.

Эти требования должны выполняться и для карт в школьных учебниках и учебниках-тетрадях.

В последнее время в магазины наглядных пособий стали поступать неламинированные бумажные географические карты. Использование такой карты без предварительной наклейки на полотно или ламинирования приведет к ее быстрому износу. Поэтому учитель должен позаботиться о наклейке или ламинировании карты.

Ламинированные карты складываются и хранятся в шкафу, а наклеенные – сворачиваются в рулон и хранятся в вертикальном положении. Название пишется четко на обороте свернутой карты.

Карты в учебниках так же важны как и настенные карты. Поэтому нельзя допускать небрежность в выполнении таких карт. Карты учебника или учебника-тетради имеют мелкий масштаб, что заставляет еще больше упрощать их. Тем не менее упрощение не должно идти слишком далеко, потому что при близком рассмотрении всегда можно хорошо различить и детали. Методически грамотное выполнение карт в учебнике тем более важно, так как ученики работают с ними самостоятельно.

Для формирования у младших школьников умения работать с картой учитель должен в своей педагогической копилке иметь самодельные пособия с изображением условных знаков карты и полезных ископаемых.

Аудиовизуальные средства обучения

Эти средства включают экранные , передающие информацию через зрительный анализатор; экранно-звуковые , воздействующие на одновременно на зрительный и слуховой анализаторы и звуковые пособия, которые передают информацию через орган слуха.

К экранным пособиям относятся диафильмы и диапозитивы, которые широко используются при изучении естествознания в начальной школе.

Диапозитивы – это черно-белые или цветные позитивные фотографические изображения на прозрачном материале (чаще на пленке), предназначенные для демонстрации на экране с помощью проектора. Диапозитивы одни из самых ранних экранных пособий, не потерявшие своего значения до настоящего времени. Это объясняется тем, что они передают на экране натуральные объекты без искажений. Пособия занимают мало места и долго хранятся.

Учебные диапозитивы изготавливаются фабричным способом и продаются в наборах. Существуют серии диапозитивов почти по всем темам курса природоведения. Учитель и сам может изготовить диапозитивы с краеведческим содержанием.

Диафильмы – это учебные фильмы, составленные из диапозитивов, объединенных одной общей темой. Кадры диафильма снабжены краткими субтитрами. Для начальной школы выпущена серия диафильмов, освещающих различные темы курса природоведения.

Для показа диафильма или диапозитивов нужен диапроектор. Он должен обладать достаточной мощностью, чтобы не требовать затемнения кабинета. В противном случае учителю в ходе урока придется нерационально расходовать время, выключая и включая свет.

Методические требования к демонстрации экранных пособий следующие:

– перед просмотром учитель ставит познавательную задачу, которая решается в процессе просмотра;

– не следует демонстрировать без перерыва более 7–8 кадров, чтобы удержать устойчивое внимание детей;

– фрагменты диафильма или кадры диапозитивов могут демонстрироваться на различных этапах урока;

– для активизации познавательной деятельности детей при закреплении материала можно закрыть субтитры и попросить учащихся «озвучить» кадры.

Экранно-звуковые средства обучения помогают увидеть динамику развития природных процессов.

А. А. Половинкин отмечал, что за 10–15 мин демонстрации кинофильма учащиеся усваивают объем информации рассчитанной на урок. Это доказывает, что учебные фильмы экономят время и повышают производительность педагогического труда.

Наиболее рационально использовать на уроке видеофильмы . Их показ не требует затемнения класса; при необходимости учитель может замедлить или ускорить просмотр видеофильма, остановить или вернуть кадр.

В настоящее время учебные видеопрограммы создаются видеостудией «Кварт» в Москве и региональными студиями. Существуют видеофильмы «Ознакомление с окружающим миром», «Природоведение» (3 части), «Мир вокруг нас», «Живая природа» и др. Видеокассеты легко хранить, они не занимают много места и удобны в обращении.

Требования к демонстрации фильмов помещены в раздел «Методы обучения».

Звуковые средства обучения – это аудиокассеты и грамзаписи звуков природы: шума морского прибоя, шелеста листьев, голосов птиц, зверей и др. На уроках можно использовать и аудиозаписи выступлений известных ученых или отрывки из рассказов о природе, путешествиях и т. п. К этим средствам обучения предъявляются требования, сходные с требованиями к словесным методам обучения:

– продолжительность прослушивания не должна быть больше 3–5 мин;

– учитель должен предварительно познакомиться с записью, выбрать материал, необходимый при изучении текущей темы, определить время и место прослушивания на уроке;

– нужно составить вопросы или задания к выбранному для урока фрагменту для того, чтобы дети целенаправленно слушали запись;

– после прослушивания дети отвечают на вопросы учителя, делают выводы.

В последние годы разрабатываются компьютерные программы для начальной школы, которые призваны повысить эффективность усвоения естественно-научных знаний. В скором времени эти средства обучения займут одно из ведущих мест в обучении младших школьников.

Вспомогательные средства обучения

Эти средства необходимы для демонстрации опытов и проведения практических работ.

Лабораторное оборудование требуется для проведения опытов учителем и учащимися.

Для демонстрации опытов учителю необходимо иметь штативы, нагревательные приборы (электроплитку, спиртовку), химическую посуду (пробирки, химические стаканы, колбы с резиновой пробкой и стеклянной трубкой, простоквашницу, кристаллизатор), асбестовые сетки, держатели.

Стаканы, воронки, стеклянные палочки, фильтровальная бумага, предметные стекла, лупы нужны как раздаточный материал для практических работ.

Для проведения экскурсий в начальной школе нужно иметь необходимый минимум экскурсионного оборудования .

Для проведения экскурсий с географическим содержанием (по ориентированию, составлению плана местности, изучению форм поверхности) нужны гномон, компас, планшеты, измерительная лента с делениями. Для сезонных экскурсий необходимо подготовить водный, почвенный и воздушный термометры, линейку для измерения высоты снежного покрова (зимой), пакеты и папки для сбора природного материала (опавших листьев, шишек, плодов и семян и т. п.). На экскурсиях с биологическим и экологическим содержанием (например, по изучению природных сообществ) нужны коробочки для образцов почв, энтомологические сачки (воздушные и водные), стеклянные баночки (для рассмотрения мелких животных), лупы, копалки. Часть оборудования можно позаимствовать в кабинетах географии, биологии, химии или изготовить с помощью учащихся.

Важное место в начальной школе занимает работа детей с действующими приборами – термометром, компасом. Для формирования навыка работы с этими приборами необходимо иметь их в количестве, достаточном для раздачи каждому ученику.

Все оборудование должно быть приспособлено для своевременного использования. «Хранение пособий в определенной системе позволяет быстро находить и подготавливать их к уроку. Все это воспитывает у учащихся культуру учебного труда. Рациональное и красивое расположение всех предметов в… кабинете должно воспитывать в детях эстетические чувства» [63] .

Для демонстрации аудиовизуальных пособий в начальной школе нужны магнитофон или музыкальный центр, телевизор, видеомагнитофон, проекционное оборудование. Все это – технические средства обучения .

Безусловно, материальное обеспечение большинства школ не позволяет иметь все вышеперечисленные средства обучения в каждом классе. Тем не менее рекомендуется создать единый методический кабинет для всех параллелей начальной школы. В нем возможно хранить необходимые для преподавания курса естествознания наглядные пособия и вспомогательные средства обучения.

Материальная база преподавания естествознания не может ограничиваться учебным оборудованием кабинета. Она должна включать учебно-опытный участок и географическую площадку во дворе школы.