Учебно-воспитательное значение школьного эксперимента зависит от условий его. использования. Чаще всего опыт используется для иллюстрации раскрываемых учителем знаний. В этом случае познавательная самостоятельность учащихся в усвоении новых знаний,- в установлении сущности наблюдаемых в опыте явлений незначительна. Например, на уроках ботаники учитель рассказывает учащимся о значении зеленого листа в жизни растения, раскрывает содержание опытов, свидетельствующих об образовании в нем органических веществ из углекислого газа и воды за счет энергии Солнца. Затем он демонстрирует опыты для подтверждения рассказанного. Опыт помогает учащимся убедиться в достоверности рассказа учителя, но при этом они не выступают в роли исследователей.

Другое дело, если опыт служит основным источником знания для учащихся и помогает им проникнуть в сущность биологического явления. В этом случае эффективность опыта в усвоении знаний, в овладении интеллектуальными и практическими умениями, в формировании диалектико-материалистических взглядов учащихся повышается. Однако следует помнить; что постановка опыта и наблюдение за изменениями биологического объекта в ходе опыта не всегда обеспечивает проникновение в сущность биологического явления, выявление его причины. Необходимо с помощью задания, инструкций обеспечить оптимальный уровень познавательной самостоятельности учащихся при проведении опыта и направить на понимание сущности изучаемого явления.

Например, лучшему усвоению школьниками знаний о поступлении веществ в клетку при изучении общей биологии в X классе способствует проведение небольшого опыта. Цель опыта — определить полупроницаемость клеточной мембраны. Для установления данного явления школьники получают задание: 1. Приготовить микропрепарат кожицы лука и рассмотреть клетки под микроскопом, обратить внимание на локализацию цитоплазмы относительно клеточной оболочки, 2. Промокательной бумагой удалить воду с микропрепарата и нанести на него каплю концентрированного раствора поваренной соли, накрыть препарат покровным стеклом и наблюдать за изменением цитоплазмы на границе с оболочкой, описать происходящее явление. 3. Промокательной бумагой удалить с микропрепарата раствор соли, капнуть на него несколько капель воды, отсосать воду промокательной бумагой и снова нанести каплю воды, накрыть покровным стеклом и снова наблюдать препарат, особенно состояние цитоплазмы, описать наблюдаемое явление. 4. Сделать вывод: о чем свидетельствует изменение состояния цитоплазмы клеток, помещенных в воду, в раствор поваренной соли, снова в воду? Как воздействовала на клетку поваренная соль, вода?

Три пункта задания учащиеся могут выполнять с большой степенью самостоятельности. Они могут обнаружить отставание цитоплазмы от оболочки в клетках, помещенных в раствор поваренной соли, и в заключительной беседе описать это явление. Учитель вводит его название — плазмолиз. Школьники также дают описание изменений в клетке, помещенной после поваренной соли опять в воду — цитоплазма примыкает к оболочке. Учитель вводит название данного явления — деплазмолиз.

Учащиеся не могут самостоятельно проникнуть в сущность данного явления, поэтому четвертый пункт задания они выполняют вместе с учителем. Он предлагает установить, почему в растворе поваренной соли цитоплазма отстает от оболочки, а в водной среде возвращается в исходное положение. Учащиеся говорят о том, что цитоплазма отстает от оболочки в связи с сокращением ее объема. Это возможно только в том случае, если какие-то вещества выходят из цитоплазмы. Учитель сообщает, что таким веществом является вода, которую оттягивает концентрированный раствор поваренной соли. В водной среде в цитоплазму клетки снова возвращается вода. Отсюда учащимся легко сделать вывод, что явления плазмолиза и деплазмолиза свидетельствуют о полупроницаемости клеточной мембраны, которая оказывается проницаемой для воды и непроницаемой для поваренной соли.

Этот опыт учащиеся проводят в значительной степени самостоятельно, учитель лишь помогает им проникнуть в сущность биологических явлений и сделать выводы. Таким образом, проведение учащимися опытов в поисковом плане способствует развитию их познавательной самостоятельности, пониманию материалистической сущности биологических явлений убеждению в их познаваемости, формированию умения ставить эксперимент.

В опытах по другим проблемам (фотосинтезу, ферментативному характеру биологических процессов, протекающих в клетке, и др.) учащиеся устанавливают связь теории с практикой, оценивают достижения биологической науки и их использование в различных отраслях народного хозяйства, привлекаются к обсуждению вопросов экономики. Методически правильное использование эксперимента позволяет успешно решать задачи обучения, воспитания и развития учащихся в их единстве.

Большую роль в решении учебно-воспитательных задач играет метод наблюдения. Его применение способствует успешному усвоению анатомо-морфологических, экологических, эволюционных понятий, знаний по систематике, а также формированию практических и интеллектуальных умений, экологическому и эстетическому воспитанию, формированию научного мировоззрения.

Для того чтобы применение метода наблюдения способствовало усвоению школьниками биологических знаний, необходимо правильно его использовать, соблюдать определенные методические условия, требования. Главное — четко определить цель наблюдения, правильно выбрать объект наблюдения и организовать изучение его различных сторон: провести анализ, синтез, выявить связи. Важно, чтобы ученик знал, что надо наблюдать, а не наблюдал все, отличал существенное от несущественного, освобождал объект от всего того, что не отвечает целям наблюдения. Необходимо предупреждать школьников от возможных ошибок, чтобы они не выносили из наблюдения того, чего не было в действительности и не делали неправильных умозаключений.

Чтобы наблюдение эффективно выполняло обучающую, развивающую и воспитывающую функции, необходимо строго соблюдать следующие этапы: поставить цель наблюдения, раскрыть конкретные задачи, сформулированные в виде задания, вопросов, разъяснить действия, показать способы наблюдения и фиксирования результатов, обсудить их и оценить работу. Следовательно, метод наблюдения требует сложной практической и умственной деятельности учащихся, в результате которой они могут получать новые знания. С помощью метода наблюдения можно придать познавательной деятельности учащихся поисковый, творческий или репродуктивный характер.

Большое место занимают наблюдения на экскурсии в природу. Экскурсия в природу, предваряющая изучение вопросов эволюции на уроке, проводится в поисковом плане, с большой степенью самостоятельности учащихся. Так, на экскурсии в лес по теме «Борьба за существование и естественный отбор» ставится задача большой важности — накопить фактические знания о разных формах борьбы за существование и результатах действия естественного отбора, чтобы в дальнейшем на уроках подвести школьников к выводу о ведущей роли этих факторов в эволюции органического мира.

Развитию познавательной самостоятельности учащихся на такой экскурсии способствует использование следующего задания:

1. Найдите на участке леса два или больше растений одного вида, произрастающих в разных местах, опишите условия их обитания, сравните высоту, общие размеры, стадию развития и выясните причины их различия.
2. Сравните несколько растений одного вида, произрастающих недалеко друг от друга, отметьте различия в размерах, стадиях развития, сделайте вывод о состоянии растений — угнетении одних и процветании других, определите причины данного явления.
3. Сравните два-четыре растения разных видов, произрастающих совместно, выясните, какой вид из этих растений господствует на данном участке, определите причины господства одного вида над другим.
4. Найдите растения одного вида, обитающего в благоприятных и неблагоприятных условиях (сосна или береза на опушке, поляне и в чаще леса), сравните их, составьте характеристику и объясните причины различий между ними.
5. Объясните, какое значение имеет воздействие неблагоприятных условий, взаимоотношения между особями одного и разных видов, обитающих на общей территории, на изменение численности и генного состава популяции?
6. Определите влияние хозяйственной и других видов деятельности человека на лес (его видовое разнообразие, численность популяций, на абиотические факторы и др.).

Метод наблюдения используется в сочетании с заключительной беседой, в ходе которой при описании учащимися наблюдаемых факторов учитель вводит определение трех форм борьбы за существование, а затем выясняет роль каждой формы в изменении численности и состава популяций.

Метод практической работы- применяется в основном в V— VIII классах. В соответствии с этим методом учащиеся не только наблюдают объект, но и производят с ним практические действия: расчленяют цветок, части насекомого, куриное яйцо. Это способствует развитию наглядно-образного мышления школьников, лучшему усвоению знаний анатомо-морфологических особенностей растительного и животного организмов. Применение метода практической работы способствует также овладению учащимися такими мыслительными операциями, как анализ, синтез.

Таким образом, применение методов наблюдения, эксперимента, практической работы позволяет не только накопить фактические знания, но и в сочетании с беседой обобщить их, сделать мировоззренческие выводы, раскрыть природоохранительное, политехническое или идейно-политическое значение наблюдаемого явления (в случае наблюдения объектов производства— успехов селекции, растениеводства, животноводства И др.).

Применение разнообразных экранных пособий по биологии также обеспечивает решение задач обучения, воспитания и развития учащихся, когда организуется самостоятельная работа с фильмом, диафильмом, диапозитивами, создаются условия для более эффективного усвоения школьниками знаний методов науки, успехов сельскохозяйственного и других отраслей производства в нашей стране, политиков нашего государства в деле охраны природы, развития здравоохранения. Подведение результатов работы учащихся с экранными пособиями дает возможность обсудить с ними идейно-политические проблемы, раскрыть роль КПСС и Советского правительства в решении экологических проблем, в дальнейшем развитии сельского хозяйства и других отраслей производства, в которых используются биологические системы, теоретически обосновать наблюдаемые явления живой природы.

С помощью экранных пособий представляется возможность усилить наглядность на уроке, расширить стены класса и ввести учащихся в научную лабораторию, на производство, в природу. Экранные пособия имеют сюжетную линию, целостное содержание. Для того, чтобы учащиеся активно работали с фильмом, необходимо использовать задание. Быстрая смена кадров в кинофильме не способствует усвоению его основного содержания, поэтому целесообразно использовать фильм наряду с рассказом учителя, работой с книгой. Необходимо также делить фильм на логически завершенные части и раздельно их демонстрировать. Учащиеся получают задания, просматривают фрагмент фильма и отвечают на вопросы.

Практика показывает, что учащиеся лучше усваивают содержание фильма, если задание содержит много вопросов, с помощью которых внимание привлекается к интересным фактам, к выявлению сущности. Однако не следует требовать ог каждого учащегося ответов на все вопросы, так как в этом случае они пытаются записывать подробно дикторский текст и не успевают следить за изображением. Установлено, что учебная деятельность протекает эффективно, если в процессе работы с фильмом каждый учащийся должен подготовить ответ на один-два вопроса, но познакомиться со всем заданием. Класс делится на группы, и все вопросы распределяются по группам. В заключительной беседе каждая группа учащихся подробно отвечает на свои вопросы, благодаря чему весь фильм воспроизводится в памяти учащихся, при этом внимание их заостряется на существенных моментах.