Условные рефлексы, механизмы образования, значение
Условные рефлексы (У.Р.) — это индивидуально приобретённые в процессе жизнедеятельности реакции организма на раздражение. Создатель учения об условных рефлексах И.П. Павлов называл их временной связью раздражителя с ответной реакцией, которая образуется в организме при определённых условиях.
Свойства условных рефлексов:
1. Формируются в течение всей жизни в результате взаимодействия индивида с внешней средой.
2. Не отличаются постоянством и без подкрепления могут исчезать
3. Не имеют постоянного рецептивного поля
4. Не имеют постоянной рефлекторной дуги
5. Для возникновения условнорефлекторной реакции не требуется действие специфического раздражителя.
Пример условного рефлекса — выработка слюноотделения у
собаки на звонок.
Условные рефлексы образуются только при определённом сочетании свойств раздражителя и внешних условий. Для выработки условного рефлекса используется сочетание индифферентного или условного раздражителя и подкрепляющего безусловного. Индифферентным называется такой раздражитель, который в естественных условиях не может вызвать данную рефлекторную реакцию, а безусловным — специфический раздражитель, который всегда вызывает возникновение этого рефлекса.
Для выработки условных рефлексов необходимы следующие условия:
1.Действие условного раздражителя должно предшествовать воздействию безусловного.
2.Необходимо многократное сочетание условного и безусловного раздражителей.
3.Индифферентный и безусловный раздражители должны иметь сверхпороговую силу.
4.В момент выработки условного рефлекса должны отсутствовать посторонние внешние раздражения.
5.Ц.Н.С. должна быть в нормальном функциональном состоянии.
Все условные рефлексы в зависимости от возникающего поведения делятся на классические и инструментальные.
1.Классические это такие, которые вырабатываемые в соответствии с вышеприведёнными условиями Пример — слюноотделение, выработанное на звонок.
2.Инструментальные — это рефлексы, способствующие достижению или избеганию раздражителя. Например, при включении звонка, предшествующего безусловнорефлекторному болевому раздражению, собака совершает комплекс движений, чтобы освободиться от электродов. При звонке, предшествующем пище виляет хвостом, облизывается, тянется к чашке и т.д.
По афферентному звену условнорефлекторной дуги, т.е. рецепторам выделяют экстерорецептивные и интерорецептивные условные рефлексы. Экстерорецептивные возникают в ответ на раздражение внешних рецепторов и служат для связи организма с внешней средой. Интерорецептивные — на раздражение рецепторов внутренней среды. Они необходимы для поддержания постоянства внутренней среды.
По эфферентному звену условнорефлекторной дуги выделяют двигательные и вегетативные условные рефлексы. Пример двигательного — отдёргивание лапы собакой на звук метроном, если последний предшествует болевому раздражения лапы. Пример вегетативного — слюноотделение на звонок у собаки.
Отдельно выделяются условные рефлексы высших порядков. Это условные рефлексы, которые вырабатываются не путём подкрепления условного раздражителя безусловным, а при подкреплении одного условного раздражителя другим. В частности, на сочетание зажигания лампы с дачей пищи вырабатывается условный слюноотделительный рефлекс I — го порядка. Если после этого подкреплять звонок зажиганием лампы, то выработается условнорефлекторное слюноотделение на звонок. Это будет рефлексом II — го порядка. У собаки можно выработать условные рефлексы лишь IV — го порядка, а у человека до XX — го порядка. Условные рефлексы высших порядков нестойкие и быстро угасают.
У млекопитающих и человека основная роль в формировании условных рефлексов принадлежит коре. При их выработке от периферических рецепторов, воспринимающих условный и безусловный раздражители, нервные импульсы по восходящим путям поступают в подкороковые центры, а затем те зоны коры, где находится представительство данных рецепторов. В нейронах этих 2-х участков коры возникают биопотенциалы, Они совпадают по времени, частоте и фазе. По межкортикальным путям происходит циркуляция, т.е. реверберация нервных импульсов. В результатет синаптической потенциации активизируются синаптические связи, расположенные между нейронами той и другой зоны коры. Улучшение проведения закрепляется, возникает временная или условнорефлекторная связь (схема дуги усл. слюноотделительного рефлекса).
Источник
Методика преподавания биологии (стр. 5 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
2 Проанализируйте характер изменения целей биологического образования в российской школе за период от 80-х гг. XX в. до настоящего времени.
Семинарское занятие №4
Тема: Цели и содержание современного биологического образования
Цель занятия: сформировать прочные знания о содержании биологического образования в общеобразовательной школе и о его целях.
— дидактические: раскрыть содержание и структуру школьного курса биологии; расширить представление студентов об особенностях организации современного образовательного процесса по биологии в общеобразовательных школах; продолжить формирование умения анализировать концепции учебных программ по биологии и содержание различных методических материалов;
— развивающие: развивать у студентов интерес к целеполаганию; развивать умение кратко и точно излагать свои мысли;
— воспитательные: поддерживать и укреплять стремление к самообразованию и практическому применению теоретических знаний.
1 Научные основы содержания биологического образования.
2 Цели и задачи биологического образования в России.
3 Структура школьного предмета «Биология».
4 Обязательный минимум содержания биологического образования.
5 Структурные компоненты системы содержания биологического образования.
6 Значение опыта творчества, полученного выпускниками общеобразовательной школы, в дальнейшем самоопределении и в самоактуализации.
Практические задания для аудиторной самостоятельной работы
1 Проанализируйте цели методики преподавания биологии и установите их связь с целями и задачами отечественной общеобразовательной школы.
2 Сравните цели обучения биологии в общеобразовательной школе, в «небиологическом» вузе и в «биологическом» вузе.
4 Система биологических понятий и ее развитие в общеобразовательной школе
4.1 Понятие как главная дидактическая единица в школьном предмете «Биология»
Учебный предмет «Биология», является системой понятий, отражающих основы биологической науки. Эти понятия специально отобраны, дидактически переработаны, расположены в определенном порядке и логически взаимосвязаны друг с другом. В курсе школьной биологии можно выделить ботанические, зоологические, морфологические, физиологические, экологические, цитологические, генетические, структурно-уровневые, прикладные и другие понятия. Освоить систему знаний по основам биологической науки – значит, усвоить систему понятий, выражающих законы органического мира. Всесторонне развитая, активная личность должна иметь прочные знания по основам многих наук. Это необходимо для творческого мышления в профессии. Огромное значение в этом имеют фундаментальные понятия, являющиеся главным компонентом содержания и основной единицей знаний. Понятие – особая форма мышления. Одновременно понятие является важным объектом учебных действий и фактором умственного развития учащихся, потому что оно в своем содержании фиксирует сущность предметов или явлений. Любое знание (законы, теории, идеи) раскрывается в форме научных понятий. Понятиями человек мыслит, поэтому в системе развивающего и воспитывающего обучения вопрос о формулировании понятий – один из центральных.
Овладение понятием представляет собой процесс научного познания, который завершается переходом от незнания к знанию. Исходным моментом в этом процессе являются различные ощущения, восприятия и представления. Из обобщенных представлений образуются понятия, с помощью которых человек выходит за пределы чувственного познания объективной реальности. Поэтому понятия являются качественно новым уровнем познания. На их основе формируются суждения и умозаключения. Все эти формы мышления взаимосвязаны. Наиболее существенное в формировании понятий – их развитие. Развитие понятий – основная движущая сила всего процесса познания. Многое в живом созерцании при изучении биологии может быть заменено словом учителя, но без опоры на натуральный материал нельзя сформировать ни одного правильного понятия о живой природе.
4.2 Содержание биологических понятий
Обычно под содержанием понятия подразумевают совокупность отличительных признаков; при этом основное ядро в содержании образуют существенные признаки. Содержание понятий выражается через признаки предмета или явления. Чем сложнее понятие, тем больше законов заключается в его содержании. Значит, чем сложнее понятие, тем продолжительнее должен быть путь его раскрытия в образовательном процессе.
Даже простые понятия нельзя давать учащимся в готовом виде. Они должны «приходить» к учащимся в результате их активной мыслительной деятельности. Этот процесс проходит через ряд логически связанных этапов: восприятие – представление – понятие – система понятий. При этом учитывают возраст учащихся. Понятие всегда формируется и усваивается через включение в познавательную деятельность, а не через заучивание готовых знаний.
Есть разница в выражениях «формирование понятий» и « развитие понятий». Выражение «формирование понятий» используют обычно, когда речь идёт об определении понятия. Например, чтобы определить (то есть сформировать) понятие «фотосинтез», надо отыскать существенные признаки данного свойства живой природы: «Фотосинтез есть процесс создания органических веществ с помощью хлорофилла». Но, чем шире и глубже познания об окружающем мире, тем полнее и точнее понятие. Поэтому вышеназванное понятие фотосинтеза, сформированное в 6 классе, в курсе общей биологии звучит иначе: «Фотосинтез это биосинтез углеводов из неорганических веществ, происходящий благодаря энергии света в зеленой клетке».
Первое определение фиксирует внимание учащихся на создании органических веществ и роли хлорофилла у растений, а второе углубляет сведения о фотосинтезе как одном из специфических видов биосинтеза живой клетки. Более полным становится и содержание понятия о фотосинтезе: хлоропласты, разные пигменты, наличие световой и темповой фаз, роль света, воды и водорода, фиксируется внимание на природе появления свободного кислорода, на накопление химической энергии в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
Выражение «развитие понятий» отражает проблему постепенного обогащения знания, когда имеет место расширение, углубление содержания понятия в учебном предмете на каком-либо этапе обучения.
4.3 Теория развития биологических понятий
В России наиболее глубоко проблема развития понятий в области биологии изучалась в середине XX в. коллективом ленинградских методистов под руководством . В итоге была создана «Теория развития биологических понятий» (1956).
Основные ее положения таковы:
1) учебный предмет «Биология» является системой основных понятий науки и практики;
2) в понятиях выражается содержание предмета «Биология»;
3) понятия выполняют ведущую роль в процессе развития мышления и воспитания учащихся;
4) понятия не дают ученикам в готовом виде, их развивают в процессе обучения;
5) формирование и развитие биологических понятий происходят в поэтапном процессе;
6) существуют типы понятий: специальные, локальные и общебиологические;
7) сложные понятия формируют в процессе их развития путем обобщения простых понятий, слияния, интеграции и во взаимосвязи с понятиями других учебных дисциплин;
8) вводят понятия: «межпредметные и внутрипредметные связи», «перспективные и ретроспективные линии», «развитие понятий»;
9) межпредметные и внутрипредметные связи являются важными условиями развития понятий;
10) существуют разные типы развития понятий: непрерывное, прерывистое, сквозное и приуроченное к небольшим отрезкам учебного материала и времени его изучения;
11) при непрерывном формировании и развитии понятий происходит преемственное и более осознанное их усвоение;
12) движение понятий в школьном предмете сопровождают все более полным отражением, адекватным природе вещей и явлений.
В школьной биологии имеют место специальные понятия, развиваемые в пределах одного курса (ботаника, зоология и другие) и общебиологические, развиваемые во всех курсах предмета. Каждое понятие постепенно развивается, усложняется. Простое понятие, объединяясь с другими простыми понятиями, образует сложное. Например, понятие о листе на первом уроке биологии по теме – простое. Учащиеся узнают, что лист имеет зеленую пластинку с жилками и черешок, то есть приобретают понятие о внешней форме. К концу изучения темы (на 11–12-м уроке) понятие «лист» становится сложным. Учащиеся знают о разных формах листа, о его анатомическом строении, образовании органического вещества в листе путем усвоения углекислого газа на солнечном свету, дыхании листа, испарении воды листьями, приспособительных признаках листьев у разных растений (сокращение площади листовой пластинки, опущение и другие). Сложное понятие «лист» обобщает понятия морфологии, анатомии, физиологии, экологии листа. Аналогичное усложнение, развитие претерпевают понятия о семени, корне, цветке и т. д. Так образуется система понятий о целом растении.
В курсе зоологии понятие о каждом животном объединяет понятия о его морфологии, анатомии, физиологии и экологии. Одновременно развивается понятие об эволюционном усложнении организмов. В курсе анатомии, физиологии и гигиены человека простые понятия дают в совокупности сложные понятия об анатомии каждого органа. Они, в свою очередь, связаны с понятием о функциональных процессах в клетках, тканях, целом организме и во всей системе, в которую входит изучаемый орган. Понятие об органе постепенно преобразуется в более сложное анатомо-физиологическое понятие о системе органов. Далее понятие о системе углубляется, так как она рассматривается во взаимосвязи с другими системами.
Специальными называются понятия, развивающиеся в пределах одного курса. Среди них можно выделить локальные, развивающиеся в пределах одной темы или отдельных уроков.
Общебиологическими называются понятия о биологических закономерностях, относящихся ко всем живым организмам и обобщающих специальные понятия отдельных биологических курсов. Например, клетка как единица жизни, единство строения и функции организмов, взаимосвязи организма и среды, организм как саморегулирующаяся система, обмен веществ и превращение энергии, самовоспроизведение организмов, эволюционное развитие мира, биологическая система и уровень организации живой материи. Эти понятия образуются из специальных понятий и развиваются во всех курсах школьной биологии на материалах каждого из них.
Каждое понятие в своем развитии должно быть усвоено учащимися настолько, чтобы они могли им свободно оперировать. Это позволяет избегать пробелов в знаниях учащихся.
4.4 Экологические понятия в школьном предмете «Биология»
Современная экология изучает жизнь организмов в природе, проявление их свойств, отношения организмов друг с другом и со средой. Помимо этого, экология уделяет большое внимание вопросам взаимоотношений общества и природы. Научные экологические понятия вошли во все курсы школьной биологии. Особенно широко в школьном предмете «Биология» отражены понятия экологии организмов, биогеоценологии, популяционной экологии и социальной экологии. Сложные экологические знания обусловили в школьном предмете «Биология» появление системы экологических понятий. В ней различают пять рядов экологических понятий:
1) о среде и экологических факторов среды;
2) об экологии организмов;
3) об экологии популяций;
4) о биогеоценологии (или экологии экосистемы);
5) о социальной экологии.
Каждый ряд представляет собой одну из главных линий в овладении основами экологии и включает простые и сложные экологические понятия, развиваемые в ходе изучения биологии.
В курсе биологии 6 класса «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники» развиваются экологические понятия первого, второго, четвертого и пятого рядов. Понятия третьего ряда не изучаются, так как нет еще основы для этого в учебном содержании.
В 7 классе находят отражение (курс «Зоология») все пять рядов экологических понятий.
В 8 классе (курс «Человек») в системе экологических понятий представлены широко первый, второй, третий и четвертый ряды. Понятий пятого ряда здесь значительно меньше.
В 9, 10, 11 классах («Общая биология») система экологических понятий своеобразна. В каждом ее ряду – множество сложных экологических понятий. Их подавляющее большинство представлено в обобщенном виде. Кроме того, наряду с конкретными понятиями здесь много абстрактных (например, экосистема, цепи питания, экологические ниши, экологическая пирамида, численность, плотность, биомасса, саморегуляция, глобальная проблема, правило 10% и другие), позволяющих рассматривать общие закономерности природы со значительной степенью научности.
В курсе общей биологии, в отличие от других, изучается специальная тема «Основы экологии», поэтому экологические понятия курса становятся более обобщенными и сложными. В системе экологических понятий курса общей биологии преобладают понятия четвертого ряда, важное место занимают понятия пятого ряда.
Овладение системой знаний по экологии в процессе обучения подводит учащихся к пониманию закономерностей живой природы на разных уровнях ее организации, законов зависимости организмов, популяций и сообществ от факторов среды, воздействия организмов и сообществ на всю природу нашей планеты.
4.5 Методика развития понятий в процессе обучения биологии
Наиболее важный момент в формировании понятий – выделение его существенных признаков. Для этого используют анализ, сравнение признаков, синтез и обобщение.
Процесс формирования и развития понятий можно разделить на 3 этапа: образование, развитие и интеграцию.
Образование понятий идет, в основном, двумя способами: путем индуктивного (выводного) обобщения из чувственного опыта или путем дедуктивного вывода их из известных теорий. В биологии еще используют третий способ – традуктивный.
Приведем пример индуктивного способа образования понятия. При последовательном рассмотрении того, что зеленые растения, используя энергию солнечного света и минеральные вещества (воду, углекислый газ), с помощью хлорофилла образуют органические вещества, можно сформулировать вывод: растения обладают фотосинтезом.
Можно использовать и другой способ образования понятия «фотосинтез». Растения обладают фотосинтезом потому, что имеют хлорофилл, с помощью которого на свету образуются органические вещества из углекислого газа и воды. Это – дедуктивный способ образования понятия.
Традукция (от латинского traductio – перемещение) – способ образования понятия, когда вывод идет от знания определенной степени общности к новому знанию, но на той же степени общности. То есть, вывод идет от единичного к единичному, от частного к частному, от общего к общему. Например, сформировав на каком-то этапе образовательного процесса конкретное понятие (дыхание организмов, половое размножение, вегетативное размножение), используют это общее понятие для выделения других понятий, не углубляя его.
На начальном этапе обучения чаще используется индуктивное образование понятий. Индуктивный путь образования понятий предполагает следующие этапы:
1) выделение, группирование и сравнение ряда объектов с целью выявления их общих признаков;
2) выделение существенных признаков объектов;
3) определение понятия;
4) установление связи понятия с другими понятиями, в т. ч. со смежными;
5) определение места понятия в системе понятий, подведение под него конкретных объектов;
6) применение сформированного понятия.
Этот способ требует много учебного времени, поэтому многие (даже сложные) биологические понятия формируются дедуктивным способом.
По мере накопления теоретических знаний усиливается формально-логический вывод понятий. Уже в самом начале систематического изучения биологии в общеобразовательной школе вводятся абстрактные теоретические понятия – «биосистема», «приспособленность», «биоразнообразие», «система живых организмов» и другие. Такие понятия являются исходными для развития системы теоретических знаний об организме, эволюции, биосфере и т. д. Постепенно формируются общие теоретические понятия: «вид», «род», «семейство», «естественный отбор», «борьба за существование», уровни организации жизни», «экосистема».
Большую роль в формировании и развитии биологических понятий играет сравнение. Сравнением называется сопоставление объектов в целях выявления черт сходства и различия между ними. Оно обеспечивает возможность применения анализа – детального и сравнительного исследования свойств изучаемого предмета или явления. Вместе с тем, сравнение и анализ позволяют сформулировать обобщающий вывод (подводят к синтезу).
Сформированные таким образом понятия являются эмпирическими, так как возникают на основе чувственного опыта, полученного посредством наблюдения.
Формирование теоретических понятий осуществляется на основе анализа фактических данных и их обобщений. Наиболее успешно формально-логическое формирование теоретических понятий происходит в процессе проблемного обучения. Модель этого процесса примерно такая:
1) постановка проблемы;
2) поиск путей решения проблемы (анализ, синтез, сравнение существенных свойств объекта и понятия);
3) решение проблемы (выделение общих существенных свойств понятия);
4) осознание и осмысление полученных результатов (изучение соотношения между объектом и понятием);
5) характеристика результатов (выведение понятий).
В формировании и развитии понятий большую роль играют правильные, понятные определения, наглядность и проблемные вопросы.
Вопросы для самоконтроля
1 Почему понятие считают главной дидактической единицей в содержании предмета «Биология»?
2 Какое значение в формировании биологических знаний имеют фундаментальные понятия?
3 Почему нельзя давать учащимся биологические понятия в готовом виде?
4 Можно ли считать выражения «формирование понятий» и «развитие понятий» тождественными?
5 Каковы основные положения теории развития биологических понятий?
6 Какое место занимают экологические понятия в содержании школьного курса биологии?
7 Назовите и кратко охарактеризуйте различные способы образования биологических понятий.
8 Какое значение имеют сравнение и анализ в образовании биологических понятий?
9 Какие биологические понятия называют специальными, локальными, общебиологическими?
Темы для выполнения рефератов
1 Развитие валеологических понятий в процессе изучения раздела «Человек».
2 Развитие этических и биоэтических понятий в процессе изучения зоологии в школьном курсе биологии.
Задания для выполнения внеаудиторной самостоятельной работы
1 Используя школьный учебник биологии, проследите специальные понятия, развивающиеся в пределах раздела «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники».
2 Составьте перечень гигиенических понятий, развиваемых в разделе «Человек».
Семинарское занятие № 5
Тема: Система биологических понятий в содержании биологического образования
Цель занятия: углубить знания студентов о содержании школьного предмета «Биология».
— дидактические: опираясь на знания общей психологии, конкретизировать термин «понятие»; расширить представление о значении предметно-чувственной опоры на естественный материал в формировании понятий и о значении образного слова, изобразительной наглядности в этом процессе; сформировать знания об этапах образования и развития биологического понятия;
— развивающие: развивать умение моделирования линий развития биологических понятий;
— воспитательные: воспитывать культуру речи; формировать умение аргументировать свою точку зрения.
1 Понятие как основная дидактическая единица знаний в предмете «Биология».
2 Роль содержания биологических понятий в школьном курсе.
3 Теория развития биологических понятий и ее значение.
4 Развитие системы экологических понятий в школьном курсе биологии.
5 Процесс формирования биологических понятий как одна из центральных проблем педагогики и методики преподавания биологии.
Практические задания для аудиторной самостоятельной работы
1 Проследите по действующим программам и учебникам развитие таких понятий, как «клетка» и «организм». Составьте примерный общий перечень наглядных пособий, который вы бы использовали для формирования одного из этих понятий.
2 Приведите индуктивный и дедуктивный способы образования понятия «рефлекс».
3 Приведите примеры простых, сложных, специальных, локальных и общебиологических понятий, развиваемых в разделе «Животные» («Зоология»).
5 Роль деятельности в процессе обучения биологии
5.1 Деятельность как один компонентов содержания биологического образования
В настоящее время в основе отбора и построения содержания образования лежит ожидаемый образ выпускника, который содержит множество личностных качеств, соответствующих определенным видам образовательной деятельности.
Структура личности, структура изучаемой области действительности (биологии), структура деятельности – главные параметры, определяющие основу содержания биологического образования.
Все качества, свойства личности, интересы и желания, способности личности проявляются в делах, в разных видах деятельности. Личность формируется в деятельности. В зависимости от того, что человек делает (то есть каково содержание его деятельности), как делает (то есть способы его деятельности), от организации и условий этой деятельности, формируются определенные склонности, способности и черты характера, сознание, закрепляются знания. Поэтому деятельность стала важной составной частью содержания образования школьников.
Деятельностный подход в обучении школьников разработан сравнительно давно – в 60-х гг. XX в., отечественными психологами , , . В результате их исследований были разработаны теоретические основы обучения, влияющие на развитие интеллектуальной деятельности, волевой, эмоциональной и мотивационной сфер личности. Суть этих разработок заключается в том, что учащихся надо обучать определенным приемам умственной учебной деятельности.
Любая деятельность человека требует использования определенных умений и навыков.
Умения – это возможность успешного выполнения действий на основе приобретенных знаний, решение задач в соответствии с заданными условиями (например, сравнение однодольных и двудольных растений, выявление причин изменчивости организмов, приготовление микропрепарата).
Каждое умение проходит в своем формировании ряд этапов:
1) этап первоначального умения: осознание цели действия и поиск способов его выполнения на основе уже имеющихся знаний и навыков; деятельность выполняется путем проб и ошибок;
2) этап недостаточно умелой деятельности: знания о способах выполнения действия и использование ранее приобретенных, не специфических для данной деятельности навыков;
3) этап отдельных общих умений: ряд отдельных высокоразвитых умений, необходимых в различных видах деятельности (например, умение планировать свою деятельность, организаторские умения);
4) этап высокоразвитого умения: творческое использование знаний и умений в данной деятельности; осознание не только цели, но и мотивов выбора, способов ее достижения;
5) этап мастерства: уверенное творческое использование различных умений, навыков, знаний.
Повторяясь много раз, действия с объектом становятся автоматизированными. В связи с многократным упражнением действие выполняется как заученное движение, без специального контроля со стороны мозга. Такие действия, автоматизированные многократными повторениями, называются навыками. При этом навык нельзя понимать как полностью автоматическое действие потому, что в нужный момент сознание может вмешаться в действие и направить его. Навык — способность продуктивно, полно и в соответствующее время выполнить работу в новых условиях. Навык образуется на основе умений и знаний.
Каждое умение в процессе его формирования до состояния навыка проходит ряд этапов:
Источник
