METODA OBSERVĂRII INDEPENDENTE ŞI SISTEMATICE

Observarea independentă reprezintă urmărirea sistematică de către elevi a obiectelor, fenomenelor şi proceselor biologice caracteristice, reprezentative pentru tema didactică studiată, în scopul surprinderii însuşirilor semnificative ale acestora.

Prin această metodă elevii percep activ şi selectiv sistemele biologice prin activitate independentă şi sistematică, individual sau pe grupe; metoda reprezintă una dintre căile specifice de predare-învăţare a biologiei, cu o valoare deosebită în explorarea şi descoperirea de către elevi a lumii vii

Clasificare :Formele observării independente pot fi clasificate după criteriile locului, modului şi duratei observărilor.1.Din punctul de vedere al locului în care se efectuează observările independente, acestea se pot desfăşura:a. în şcoală: în cadrul lecţiei de biologie, la colţul biologic, în laborator sau în cadrul cercului tinerilor biologi (de exemplu observarea diversităţii insectelor dintr-un insectar);b. în afara şcolii: cu ocazia unor excursii, pe terenul experimental şcolar, într-o vizită la o fermă zootehnică, un muzeu şcolar, o grădină botanică.

2.După modul de efectuare a observărilor, acestea pot fi:a. macroscopice, organisme vii sau conservate, diferite procese în desfăşurarea lor, relaţii între procese şi fenomene biologiceb. efectuate cu ajutorul tehnicilor şi aparaturii specifice ştiinţelor biologice, determinând formarea unor deprinderi practice de lucru şi dezvoltarea spiritului de observaţie şi cercetare; din această categorie fac parte:- observarea pe bază de disecţie , care ajută cunoaşterea prin acţiune a anatomiei unor organe şi sisteme de organe, a planului de organizare a diferitelor animale, a evoluţiei sistemelor de organe (disecţia pe globul ocular de mamifer, disecţia inimii, a rinichiului la mamifere, disecţia unui peşte etc.);- observarea cu ajutorul lupei care permite elevilor descoperirea informaţiilor privind alcătuirea unor organisme sau părţi ale acestora (observarea papilelor gustative de la nivelul limbii, observarea indivizilor de Drosophila melanogaster de tip sălbatic şi mutant etc.);- observarea la microscop a unor preparate proaspete şi fixe, a unor frotiuri, care fac posibilă cunoaşterea structurii celulei, a ţesuturilor si organelor, determinând înţelegerea principiului corelaţiei dintre structură şi funcţie (preparate fixe cu ţesut muscular neted, striat şi cardiac, frotiuri de sânge, frotiuri din culturi microbiene).

3.După durată se deosebesc:a) observări de scurtă durată, care nu depăşesc intervalul unei ore de clasă (45-50 min.), în care se încadrează majoritatea formelor de mai sus ( de exemplu observarea hidrelor, melcilor de apă ,a peştilor dintr-un acvariu);b) observări de lungă durată ( de exemplu observarea metamorfozei fluturelui de mătase Bombyx mori sau a dezvoltării unei plante de fasole de la însămânţare până la fructificare);c) observări repetate, pentru verificarea unei ipoteze din cadrul unui experiment ( de exemplu observarea repetată a experimentului de evidenţiere a fotosintezei prin metoda bulelor).

1

Observarea ca cercetare organizată şi sistematicăDupă I. Cerghit ( 163-164) pentru a imprima observării un caracter activ de cercetare este necesar ca ea să fie organizată după rigorile observării ştiinţifice, desfăşurându-se în mai multe etape, care vor fi prezentate în cele ce urmează:

1. Punerea problemei : se ia ca punct de pornire o problemă care s-a ridicat în cadrul activităţii didactice; de exemplu, în predarea lecţiei ,,Albina”, la clasa a VI-a: care sunt adaptările morfo-fiziologice ale castelor de albine şi, respectiv, ale albinelor lucrătoare care fac posibilă viaţa stupului?2. Discutarea problemei – obiective şi sarcini:- se dezbate problema cu elevii până când aceasta devine clară; - se precizează abordările şi sarcinile concrete ale elevilor, aceştia conştientizând ceea ce cercetează şi cu ce mijloace vor realiza studiul;3. Cercetarea observativă realizată de elevi pe grupe sau individual; în exemplul dat, cu ajutorul lupelor, a materialului biologic conservat, fişelor de lucru, planşelor distributive cu cele trei caste de albine şi cu detalii morfologice ale albinei lucrătoare, elevii, pe grupe, vor observa caracterele specifice anatomo-morfologice ale capului, toracelui şi abdomenului; de exemplu vor analiza şi compara dimensiunile şi caracteristicile celor trei caste, corelând diferenţele cu rolul fiecăreia în viaţa stupului; vor descoperi: mecanismul de frână al aripilor, perechea de picioare anterioare cu prezenţa pieptenului, perechea de picioare posterioare cu coşuleţe şi periuţe, precum şi rolul acestora;4. Consemnarea datelor – datele observate sunt consemnate de elevi în caiete sau fişe de observaţie;5. Analiza şi prelucrarea rezultatelor – aspectele descoperite sunt prezentate de către fiecare grupă în scris (pe foi de flip-chart) sau oral, însoţite de desene şi scheme; rezultatele sunt dezbătute şi se ajunge la rezolvarea problemei. În cazul exemplului nostru se ajunge la caracterizarea morfo-fiziologică a albinei lucrătoare, mătcii şi trântorului, în corelaţie cu rolul fiecăruia în viaţa stupului;6. Conturarea concluziilor finale . Se stabilesc caracterele genberale ale grupului Hymenoptera, asemănările şi deosebirile dintre albine şi alte insecte studiate. Se subliniază importanţa conceptelor biologice: unitatea şi diversitatea lumii vii, corelaţia între structură şi funcţie, adaptarea la mediu a organismelor.

Importanţa aplicării observării independente Din analiza aspectelor prezentate reiese rolul deosebit al acestei metode în dezvoltarea gîndirii şi a spiritului de observare şi cercetare, aspecte ce vor fi subliniate în cele ce urmează:

În universul de cunoştinţe alelevului care studiază biologia, observarea nemijlocită, a sistemelor biologice în starea lor naturală, de existenţă şi manifestare constituie nu numai o sursă de informaţie directă, ci şi un exerciţiu veritabil de gândire analitică şi sintetică de formare a unor deprinderi de investigaţie inductivă, de gândire cauzală, independentă, de cultivare şi menţinere a gustului pentru observare, de suscitare a interesului, inclusiv pentru activităţi experimentale.

Observarea independentă dezvoltă la elevi obiectivitatea, spiritul de rigoare şi de precizie, elemente componente ale spiritului ştiinţific, cultivă capacitatea de a judeca maximă profund realitatea înconjurătoare, de a investiga procesele şi fenomenele biologice cu ochi de cercetător, adică de a le privi din unghiuri diferite de vedere, de a-şi pune întrebări şi probleme şi de a încerca să răspundă la ele prin căutări de soluţii, interpretînd rezultatele independent şi creator.

2

Observarea face posibilă o percepţie polimodală, obţinută prin canale multisenzoriale; datele obţinute sunt supuse reflecţiei personale, elevul nemaifiind obligat să urmeze neapărat cursul gândirii adultului. Astfel, prin proprie experienţăde cunoaştere, el afla „citind” direct din marea „Carte a naturii” (nu numai din manuale) că adevărurile sunt rodul unui proces de cercetare laborios, că ştiinţa însăşi se dezvoltă, că cei care o slujesc nu fac decât să se apropie de „adevărul căutat”, acesta nefiind definitiv.

Observarea organismelor, a proceselor şi fenomenelor biologice, reprezintă deseori premise ale punerii de probleme şi ale rezolvării acestora de către elevi, în corelaţie cu învăţarea prin descoperire şi problematizarea.Metoda observării independente, verigă esenţială în cunoaşterea prin acţiune a lumii vii, se află în strânsă corelaţie cu alte metode, pe prim plan cu experimentul şi lucrările de laborator, care nu pot fi aplicate decât cu ajutorul observării independente, ce devine, astfel, procedeu al experimentului sau lucrărilor de laborator.

Fişa de lucru În realizarea observării independente, a experimentului şi lucrărilor de laborator, asigurarea individualizării muncii elevilor se face cu ajutorul fişei de lucru, care reprezintă un mijloc deosebit de eficient în investigarea proceselor şi fenomenelor biologice şi care face posibilă, totodată, aplicarea problematizării, a învăţării prin descoperire, a modelării, algoritmizării.

Fişa de lucru este concepută de profesor în mod logic, fiind multiplicată pentru toţi elevii, scrisă pe tablă sau proiectată. Fişa cuprinde mai multe sarcini de lucru motrice şi/sau intelectuale şi permite descoperirea sau aprofundarea de către elevi a informaţiilor biologice, precum şi formarea (fixarea) unor deprinderi de lucru.

În fişă sunt incluse sarcini de lucru, indicaţii, explicaţii, lămuriri, întrebări, probleme, care trebuie să facă în aşa fel încât să asigure asimilarea corectă a cunoştinţelor şi dezvoltarea operaţiilor gândirii logice.

EXPERIMENTUL DE LABORATOR

Conceptul de experiment

Experimentul reprezintă o observare provocată în scopul cercetării unui proces sau fenomen biologic (Claude Bernard) , în condiţii determinate, impuse de ipoteza de lucru; este o acţiunede căutare a legităţilor specifice viului, o provocare intenţionată a unui proces sau/şi fenomen biologic, în scopul descoperirii esenţei acestuia, pentru cercetarea raporturilor de cauzalitate specifice.

Aplicarea experimentului de laborator în învăţământul biologic nu se reduce numai la utilizarea unor instrumente şi tehnici de lucru, ci presupune o intervenţie activă din partea elevilor pentru modificarea condiţiilor de de manifestare a proceselor şi fenomenelor studiate, pentru a se ajunge pe aceată cale la descoperirea unor informaţii cuprinse în lecţia sau activitatea didactică respectivă, la date noi care concretizează procesul sau fenomenul biologic cercetat.Experimentul apropie activitatea elevilor de specificul actului de cercetare experimentală specific ştiinţelor biologice, elevii realizând investigarea procesualităţii lumii vii şi descoperirea trăsăturilor sistemelor biologice, a principiilor şi caracteristicilor specifice viului. Metoda experimentală aplicată în învăţământul preuniversitar de biologie familiarizează elevii cu metodologia experimentului ştiinţific.

3

Funcţiile experimentului de laborator

Funcţiile experimentului sunt multiple:1. experimentul permite cercetarea sistemelor biologice şi descoperirea trăsăturilor definitorii, speciifce ale unor procese şi fenomene;2. accentuează caracterul formator al învăţământului biologic şi educă elevii în spiritul ştiinţei prin dezvoltarea spiritului de observaţie şi a celui de investigaţie, a gândirii creative, fluide, flexibile, originale;3. determină formarea, aprofundarea şi evaluarea unor abilităţi şi competenţede lucru cu tehnici şi aparatură specifice ştiinţelor biologice;4. contribuie la realizarea unei legături mai strânse a teoriei cu practica, accentuând caracterul aplicativ al învăţământului biologic, imprimându-i o mai mare valoare formativ – educativă;5. determină transformarea cunoştinţelor în convingeri fundamentale.

Aceste funcţii se realizează, de regulă, într-o strânsă interdependenţă, prin împletirea armonioasă a operaţiilor obiectuale (materiale) – operaţii asupra sistemelor biologice- cu cele mentale, intelectuale.

Astfel, în cadrul unor activităţi cu caracter observativ, experimental şi de cercetare realizate în scopul descoperirii pe cale inductivă de către elevi ale caracterelor generale ale protistelor ciliate (Parameciul, clasa a VI-a, două ore) elevii realizează următoarele operaţii : a. pregătesc şi cercetează pe cale independentă preparate microscopice din infuzia de fân; aplică şi consolidează tehnica efectuării preparatelor între lamă şi lamelă;b. observă şi analizează preparatele şi palnşele vacuumate, descoperind alcătuirea parameciului;c. compară preparatele din infuzia de fân cu preparate fixe şi planşe vacuumate distributive reprezentând euglena verde şi amiba;d. interpretează observaţiile, stabilind caracterele de superioritate ale parameciului faţă de celalalte protiste învăţate;e. clasifică în grupul organismelor înrudite cu parameciul alte ciliate observate la microscop dintr-o picătură de apă de baltă (Vorticella, Colpidium etc.);f. descoperă relaţii între acţiunea unor factori de mediu şi reacţia ciliatului ( aruncarea bastonaşelor urzicătoare în afară în prezenţa unei picături de cerneală diluată; depalsarea parameciului de la o concentraţie mare de NaCl spre o concentraţie mai mică – excitabilitatea);g. interpretează procesele fiziologice observate (înglobarea în vacuolele digestive a particulelor solide de roşu de Congo şi schimbarea culorii vacuolelor în albastru datorită unor procese biochimice care au loc la nivelul vacuolei (colorantul roşu de Congo este roşu la pH neutru şi bazic, devenind albastru la pH acid);h. emit şi verifică ipoteze (dispunerea indivizilor de parameci într-un număr mare în jurul unei bule de aer, pe lamă, şi de jur împrejurul lamelei se datorează oxigenofiliei lor.

Se poate constata din aceste exemple corelarea între activităţile observative (observare independentă), experimentul cu scop de cercetare şi descoperire şi învăţarea prin decoperire de tip inductiv, corelare specifică învăţării particiaptive a disciplinelor experimentale şi, respectiv a Biologiei.

4

Tipuri de experimente

După criteriul obiectivului didactic principal urmărit, principalele experimente descrise în literatura actuală de specialitate sunt :1. experimentul cu caracter de investigare şi descoperire;2. experimentul demonstrativ;3. experimentul cu scop de aplicare (aplicativ);4. experimentul destinat formării abilităţilor (deprinderilor) motrice;5. experimentul cu scop de evaluare.

Experimentul cu caracter de investigare şi descoperire În cadrul acestui experiment, elevii sunt puşi în situaţia de a concepe ei înşişi şi a pune în practică o serie de aplicaţii cum ar fi observarea, provocarea şi studiul unor procese şi fenomene biologice, evalaurea unor rezultate, ceea ce va determina dobândirea de noi achiziţii cognitive şi operaţionale.

Etapele experimentului cu scop de investigare Aplicarea experimentului de tip investigativ în învăţământul biologic preuniversitar presupune parcurgerea unei suite de etape, (Cerghit) de acţiuni şi operaţii prezentate în cele ce urmează:a. crearea unei justificări (motivaţii) sau pregătirea punerii unei probleme;b. punerea (prezentarea) problemei şi discutarea ei până ce este înţeleasă de către elevi;c. enunţarea de ipoteze, discutarea şi analiza acestora;d. elaborarea unei strategii experimentale ţinând cont de mijloacele de învăţământ disponibile; discutarea procedeelor utilizate; e. desfăşurarea propriu-zisă a experimentului, efectuarea observaţiilor şi notarea lor; f. prelucrarea datelor înregistrate şi elaborarea rezultatelor;g. verificarea rezultatelor ( de exemplu prin aplicare practică);h. prezentarea concluziilor şi aprecierea validităţii şi importanţei acestora.

Experimentul demonstrativ, spre deosebire de demonstrarea unei experienţe presupune aspectul investigativ sau / şi problematizat al activităţii de studiere a unui proces sau fenomen biologic.Astfel experienţa simplă cu ajutorul căreia se studiază la clasa a V-a necesitatea prezenţei CO2

pentru producerea de bule de O2 (deci în realizarea fotosintezei) poate fi a. demonstrată şi explicată de către profesor (metoda demonstraţiei);b. experiment demonstrativ, dacă implică acţiuni şi operaţii de tip investigativ, cum ar fi: emiterea de ipoteze, imaginarea unui model de verificare a ipotezei, experimentarea acestuia de către unul sau mai mulţi elevi etc. În exemplul dat, înlocuirea apei de conductă cu apă fiartă şi răcită în eprubeta ţinută în aceleaşi condiţii ca în cele în care s-a urmărit degajarea de bule de oxigen duce la încetarea producerii fotosintezei (deci a producerii de bule de oxigen); această observaţie provocată (datorită înlocuirii apei de conductă cu apă fiartă şi răcită reprezintă o situaţie problemă; se cere explicarea fenomenului; elevii emit ipoteze ( de exemplu cea că lipsa CO2 ar putea determina imposibilitatea desfăşurării fenomenului de fotosinteză; se stabileşte verificarea acestora (de exemplu suflarea aerului expirat cu o pipetă în eprubetă); este confirmată de către elevi ipoteza şi se subliniază necesitatea prezenţei CO2 pentru realizarea fotosintezei de către plante.

Experimentul cu scop de aplicare (aplicativ) este utilizat pentru a pune elevii în situaţia de a aplica în practică unele aspecte teoretice însuşite anterior; de exemplu, studiul fotosintezei prin metoda bulelor şi a intensităţii diferite a acestui proces în funcţie de intensitatea luminii se face în

5

acest caz ca aplicare, fixare şi aprofundare a cunoştinţelor deja însuşite privind fotosinteza ( de exemplu în etapa de fixare a cunoştinţelor lecţiei ,,Fotosinteza”).De semnalat că , după unii autori ( Anca Ciolac-Russu în: Maria Ciurchea, Anca Ciolac-Russu, Ion Iordache, ,,Metodica predării ştinţelor biologice” , E.D.P. Bucureşti 1983 ), această modalitate de lucru desfăşurată pe grupe sau individual poate fi încadrată mai curînd ca lucrare de laborator bazată pe experienţe cu rol recapitulativ şi de aplicare (vezi pag ... ). Acesta, deoarece, în acest caz participarea elevilor este minimă; aceştia nu formulează probleme şi nici ipoteze, nu imaginează procedee de experimentare, nu cercetează şi nu descoperă date noi necunoscute de ei privin dsistemele biologice, ci doar confirmă şi verifică date expuse de-a gata de către profesor. (Leroy, G., citat de Cerghit ... ).

Experimentul destinat formării şi fixării abilităţilor (deprinderilor) motrice are ca scop formarea şi fixare unor competenţe privind mânuirea aparatelor şi ustensilelor de laborator, aplicarea de metode şi tehnici specifice biologiei.Este vorba de activităţi specifice biologiei cum ar fi abilitatea de lucru cu microscopul şi de observare la microscop a unor procese în derulare (de exemplu studiul fotosintezei prin metoda Engelmann), mânuirea unor aparate utilizate în sudiul unor procese fiziologice caracteristice organismelor vii. Şi în acest caz unii autori (ACR ... ) consideră această modalitate de lucru mai curând ca fiind încadrată în categoria lucrărilor de laborator cu scop de formare şi fixare de abilităţi şi deprinderi practice din aceleaşi considerente cu cele prezentate mai sus în cazul experimentului cu scop de aplicare.

Experimentul cu rol de evaluare a cunoştinţelor, abilităţilor şi dezvoltării spiritului investigativ. De curând, în unele lucrări de specialitate destinate evaluării ( SNEE, ,,Ghid de evaluare şi examinare la biologie”, Bucureşti 2001) este prezentată investigarea de către elevi prin experiment ca modalitate de evaluare a unor procese şi fenomene biologice. Desigur, acest tip de experiment poate fi organizat şi aplicat atât în scopul evaluării dezvoltării spiritului de observare şi de investigare, a capacităţilor de experimentare, practice, ale elevilor cât şi în evaluarea abilităţilor şi competenţelor de lucru cu metode şi tehnici specifice biologiei.De exemplu: a. evaluarea modului de investigare prin care elevii evidenţiază acţiunea unui factor (ales de ei) asupra structurii unei biocenoze din apropierea şcolii;b. evaluarea capacităţii de experimentare a influenţei unor factori abiotici asupra comportamentului animalelor ( de exemplu observarea comportamentului râmei faţă de hrană, (...pag...) lumină, umiditate, temperatură;c. evaluarea descoperirii de către elevi a unui experiment pentru evidentierea rolului vaselor lemnoase în conducerea sevei brute (...pag...), etc.

Totuşi, merită deremarcat şi de subliniat faptul că, aşa cum se arată în numeroase tratate şi cărţi de specialitate, investigarea, ca şi experimentul bazat pe cercetare şi descoperire reprezintă în primul rând strategii de tip euristic, cu rol deosebit în studiul şi în descoperirea trăsăturilor sistemelor biologice care, desigur, pot fi încadrate secundar ca metode complementare de evaluare.

6