Формирование метапредметных учебных умений и навыков на уроках биологии (проектная деятельность как средство формирования)

ДОНЕЦКАЯ НАРОДНАЯ РЕСПУБЛИКА
УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДА ДОНЕЦКАМУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ШКОЛА №110 города ДОНЕЦКА»




Формирование метапредметных
учебных умений и навыков на уроках
биологии (проектная деятельность как средство формирования)

ПРОЧИТАНО НА ГОРОДСКОМ СЕМИНАРЕ
УЧИТЕЛЕЙ БИОЛИИ И ХИМИИ
ГОРОДА ДОНЕЦКА

БРЫЖЕВИЧ АННА МИХАЙЛОВНА
УЧИТЕЛЬ БИОЛОГИИ И ХИМИИ ВЫСШАЯ КАТЕГОРИЯ СТАРШИЙ УЧИТЕЛЬ МОУ «ШКОЛА №110 г. ДОНЕЦК»
ПЕТРОВСКИЙ РАЙОН


ДОНЕЦК - 2016
Направление «внедрение государственного стандарта»

Формирование метапредметных учебных умений и навыков на уроках биологии (проектная деятельность как средство
формирования).

Брыжевич Анна Михайловна
высшая категория
старший учитель
МОУ «Школа №110 г. Донецк»
Петровский район

Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Я, Брыжевич Анна Михайловна - учитель биологии и химии Донецкой общеобразовательной школы №110, хочу познакомить Вас с применением технологии ««Формирование метапредметных учебных умений и навыков на уроках биологии».
Биология как учебная дисциплина, по своей природе являясь основным направлением естествознания, занимает особое положение в материально-гуманитарной сфере. Это можно проследить на теории эволюционного учения, которая при помощи биологии распространяется в астрономии, химии, физике, географии, обществознании, лингвистике, этнографии и других науках.
Я, как учитель биологии, на каждом уроке стараюсь выявить основные межпредметные связи и взаимодействие биологии с химией, физикой и математикой, что позволяет обеспечить формирование положительных метапредметных результатов на основе небольших исследовательских и проектных работ лабораторной направленности и решения занимательных биологических задач и проблемных ситуаций.
Еще в 19 веке великий русский педагог Константин Дмитриевич  Ушинский писал: «Голова, наполненная отрывочными, бессвязными знаниями, похожа на кладовую, в которой все в беспорядке и где сам хозяин ничего не отыщет; голова, где только система без знаний, похожа на лавку, в которой на всех ящиках есть надписи, но в ящиках пусто».   
  Сам того не подозревая, Ушинский обращает внимание на проблему, которая стала очень актуальной в свете направлений разработки ГОС второго поколения. Как сделать так чтобы, все, что наполняет голову ученика, имело смысл, четкую форму, структуру, да еще и осознавалось не как мертвое знание ради знания, а как то, что точно нужно ему для жизни!?
Если нет жизненной необходимости – значит нет интереса и тогдав голове ученика – ветер, но 
Если ветер, если ветер В голове ученика, Что ни утро, что ни вечер - Он взлетает в облака. Удержи его, пожалуй... Вечно нужен глаз да глаз: В небесах гарцует малый - Возврати такого в класс! С ним забот - ну просто бездна! Весь его летучий вид Говорит: "Сейчас исчезну!.." Тут он! Там! Сидит! Летит! Вот была б такая скрепка Или специальный клей, Чтоб они держали крепко Улетающих детей!

Думаю, с этими проблемами сталкиваются все! На мой взгляд, чудодейственной скрепкой или клеем является освоение и внедрение в процесс преподавания  МЕТАПРЕДМЕТНОСТИ 
Мир многогранен,
Сложен, гибок,
Но целостен и органичен.
И в дисциплинах нам привычных
Есть связь – лишь распознать сумей!
Вооружить сумей детей
Не знаний багажом,
А способом познанья.

Эти незамысловатые строки  - можно считать своеобразным лейтмотивом деятельности педагога, реализующего принцип метапредметности в процессе обучения.  
Согласно ГОС метапредметные результаты должны иметь системный характер и состоять из следующих составляющих:
умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности;
 владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
умение организовывать  учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками;   работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов;  формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;
умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих чувств, мыслей и потребностей; планирования и регуляции своей деятельности;  владение устной и письменной речью, монологической контекстной речью;
формирование и развитие экологического мышления, умение применять его в познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации и др.
Элементы исследований на уроке. На спецкурсах по основам исследовательской деятельности я рассказываю учащимся о различных методах и подходах проектно-исследовательской деятельности. В результате практических занятий происходит овладение учащимися системой базовых знаний, навыками экспериментально-проектной работы, формирование понятийного аппарата исследователя и сущности исследовательского процесса.
Исследовательская деятельность реализуется через систему консультационных занятий, самостоятельную работу учеников, их практических занятий в библиотеках, работы над реферированием, аннотированием литературы, «знакомством с творческой мастерской исследователя».
В дальнейшем учащиеся закрепляют свои навыки при помощи полученных базовых знаний в процессе разработки собственного (возможно коллективного) проекта исследовательской работы в рамках школьного учебного научного общества. На уроке биологии ребята учатся отстаивать свою позицию, аргументируют ее доказательной базой и учатся вести дискуссию. Ряд умений (написание реферата, плана, тезисов и т.д., а также отработка навыков выступления, сообщения, доклада) отрабатывается мною как на уроке в ходе разбора определенных тем, так и в процессе внеклассных занятий.
Метапредметные связи на уроке. Метапредметы представляют собой современные образовательные модели, которые развиваются поверх традиционных предметов. В их основе лежит мыследеятельностный тип интеграции учебного материала и принцип рефлексивного отношения к базисным организованностям мышления  «знание», «знак», «проблема», «задача», «гипотеза», «пути решения», «результат».
На уроках биологии я значительно расширяю предметную область биофизики (биомеханика, биологическая термодинамика, биооптика, биоакустика). С точки зрения биофизической экологии организм рассматривается как обладатель биологических часов, компаса, измерителя геомагнитного поля. Электромагнитные поля биосферы играют роль в настройке биологических часов, в ориентировке особей в пространстве, влияют на регуляцию физиологических функций. Генетикой предполагает знание элементов теории вероятностей, основных понятий атомно-молекулярного учения (идея дискретности), принципов планирования и статистической обработки результатов экспериментов. Информация по биомеханике (механические свойства органов и тканей, кинематический и динамический анализ движений), биооптике, биоакустике имеет большое значение и для курса физики, насыщая его примерами, повышая интерес.
Биология пересекается с химией при исследовании химического субстрата живой материи, химического взаимодействия в живых системах, метаболических процессов и их регуляции в клетке, мутагенеза, изучении экологических проблем био- и ноосферы и методов их решения. Практически все физиологические процессы в организме человека являются следствием химических превращений веществ (пищеварение, дыхание, выделение, гуморальная и нервная регуляция гомеостаза, размножение и развитие и т. д.) Целые разделы биологии фактически построены на использовании химических знаний, например, при изучении тем «Химическая организация клетки», «Метаболизм клетки», «Синтез белков» и др.
Клетка – это типичная механическая система (плотность, упругость, тургор, осмос). Она может выглядеть также как и электрическая цепь, состоящая их полупроводников, конденсаторов, если её изучение ведётся с позиций электростатики и электродинамики. Физико-химический взгляд видит в клетке дисперсную систему, совокупность электролитов, полупроницаемых мембран и т.д. Кибернетики составляют сложные схемы регуляции и передачи информации в ней.
Понятие о метаболизме и ферментных системах невозможно без использования закономерностей химии и физики (энергия активации, теория катализа и т. д.). Без совмещения этих понятий, которое возможно только на уроках биологии, не может быть подлинно биологического понятия о клетке.
Мне бы хотелось привести краткую иллюстрацию одного из своих уроков по одной из самых сложных тем «Организация живой материи и ее свойства». Все живое состоит из взаимосвязанных уровней, каждый из которых в общей глобальной биологической системе (биосфере) выполняет четко определенные функции в биологическом процессе. На уроке я демонстрирую ученикам не только биологическое значение появление того или иного уровня жизни, но и рассказываю и предлагаю выявить их физические, химические и географические особенности. Пытаюсь подчеркнуть и выявить решение именно метапредметной проблемы на стыке нескольких наук.
В силу основного биогенетического закона существует связь между морфофизиологическими уровнями самого организма и этапами филогенеза, между «поэтапным» строением организма и поэтапным возникновением этих «этажей». Главный принцип изучения уровней живой материи – исторический. Любое явление становится понятным лишь тогда, когда мы находим место, соответствующее ему исторически. Существует три различных направления в изучении уровней живого: 1) организменный, 2) систематический, 3) экологический. Однако каждый из них имеет исторический аспект. В первом случае рассматривается появление уровней организма в процессе эволюции, во втором генезис основных таксонов в третьем изменение отношений организма и среды и эволюция биосферы в целом. В ряде случаев эти аспекты оторвать друг от друга оказывается практически невозможно.
Более эффективное усвоение теоретического курса и формирование практических навыков и умений легче осуществляется через самостоятельную работу под моим руководством, построенную на основе метапредметного подхода. Такая работа способствует повышению уровня понимания и эффективности запоминания фактического материала, развивает мышление, позволяет ставить перед собой цель и решать задачи, позволяет доказательно отстаивать свою точку зрения и представить полученные результаты.
Биологическое образование вносит свой вклад в формирование общей естественнонаучной картины мира. Образовательные и воспитательные задачи обучения биологии должны решаться комплексно с учетом возрастных особенностей учащихся, специфики биологии как науки и учебного предмета, определяющей ее роль и место в общей системе школьного обучения и воспитания. Мне предоставлено право самостоятельного выбора методических путей и приемов решения этих задач.
Использование технологии метапредметного анализа, которое отличает проблемный подход, творческое отношение обучаемого к процессу обучения, системная работа над изучением теории и практики, позволяет мне сформировать у учащихся прочные, осознанные знания и умения, развивать познавательные способности и создавать условия для развития самореализации личности каждого ученика. Значительное пространство свободы, получаемое мной как учителем при этой технологии, обеспечивает мне большую возможность творческих поисков и решений.
Результатом метапредметного подхода является ПРОЦЕСС, СЕТЬ, НЕОКОНЧЕННОСТЬ
Метапредметное обучение, если за основу взять образовательную систему в виде дерева познания, схематично выглядит так:
Дерево познания
Облако
(образование, дающее влагу и обеспечивающее тем самым рост дерева.)

Плоды
Листья
Солнце
Ветви
Ствол
Корни
Почва

Новые открытия, результаты, исследования.
Учебные предметы.
Педагог, передающий опыт.
Ученик, перенимающий опыт.
Семья, дающая тепло и любовь, обеспечивающая тем самым рост дерева.


Составные культуры, образования, цивилизации, гражданственности.

Традиции.

Культура
Социум, опыт человечества.

Установленные новые требования к результатам обучающихся вызывают необходимость в изменении содержания обучения на основе принципов метапредметности как условия достижения высокого качества образования.
Метапредметный подход обеспечивает переход от существующей практики дробления знаний на предметы к целостному образному восприятию мира, к метадеятельности.
Сегодня все большее признание получает положение о том, что в основе успешности обучения лежат общие учебные действия, имеющие приоритетное значение над узкопредметными знаниями и навыками.
Универсальные учебные действия тесно связаны с достижением метапредметных результатов, то есть таких способов действия, когда учащиеся могут принимать решения не только в рамках заданного учебного процесса, но и в различных жизненных ситуациях. Это очень важно сегодня, когда от выпускника школы требуются мобильность, креативность, способность применять свои знания на практике, умение мыслить нестандартно.
По мнению специалистов (М.Е. Бершадский, М.В. Кларин, П.И. Третьяков, А.В. Хуторской и др.), общей основой разнообразных инновационных моделей обучения, имеющей поисковую направленность, является интегративная надпредметная поисковая учебная деятельность. Это специальная деятельность по построению учебного познания – исследовательская, эвристическая, проектная, коммуникативно-диалоговая, дискуссионная, игровая. Суть деятельности заключается в том, что усвоение любого материала (понятия, способа действия и т.п.) происходит в процессе решения практической или исследовательской задачи, познавательной проблемной ситуации.
В процессе проектной деятельности формируется человек, умеющий действовать не только по образцу, но и самостоятельно получающий необходимую информацию из максимально большего числа источников, умеющий ее анализировать, выдвигать гипотезы, строить модели, экспериментировать и делать выводы, принимать решения в сложных ситуациях. Происходит развитие личности обучаемого, подготовка учащихся к свободной и комфортной жизни в условиях информационного общества.
Применение метода проектов имеет большие преимущества.
Во-первых, он способствует успешной социализации выпускников за счет создания адекватной информационной среды, в которой учащиеся учатся ориентироваться самостоятельно. Выходя за рамки учебных программ, этот метод заставляет обучающихся обращаться не только к справочной литературе, но и к Интернет-ресурсам, и к электронным источникам. А это приводит к формированию личности, обладающей информационной культурой в целом.
Во-вторых, актуальность тем исследования, возможность ярко, наглядно познакомить с результатами своих поисков широкую аудиторию позволяют организовать процесс познания, поддерживающий деятельностный подход к обучению на всех его этапах. Развиваются творческие способности обучающихся.
В-третьих, обучающиеся осваивают технологию проведения исследования
В-четвертых, выбирая проблему исследования и решая конкретную задачу внутри группы, ученики исходят из своих интересов и степени подготовленности. Это создает возможность построения открытой системы образования, обеспечивающей каждому учащемуся собственную траекторию обучения и самообучения, а также дифференциацию и индивидуализацию образовательного процесса.
Кроме того работа в группе над решением общей проблемы формирует личность, способную осуществлять коллективное целеполагание и планирование, распределять задачи и роли между участниками группы, действовать в роли лидера и исполнителя, координировать свои действия с действиями других членов группы, осуществлять коллективное подведение итогов, разделяя ответственность с членами команды. Таким образом, применение проектной деятельности в учебном процессе формирует метапредметные умения и навыки, включающие в себя умение решать постоянно возникающие новые, нестандартные проблемы; соответствовать предъявляемым повышенным требованиям к коммуникационному взаимодействию и сотрудничеству, толерантности.
Многолетний опыт показывает, что выполнение проектной работы следует организовать как перспективное домашнее задание и тогда урок биологии становится интересным, запоминающимся. Это работы по изготовлению моделей строения одноклеточных водорослей и животных, опыты по выращиванию плесневых грибов, составление родословных, создание презентаций по различным темам учебной программы.
И. Г. Песталллоцци «Жизнь на уроке должна стать подлинной и тогда у наших детей появиться желание и смысл учиться»На своих уроках часто использую технологию составления ментальных карт (карт памяти, интеллект-карты, карты разума) - это система, включающая комплекс учебных знаний; визуальные способы их предъявления; визуально-технические средства передачи информации; набор психологических приёмов использования и развития визуального мышления в процессе обучения. На каждом уроке ученики имеют перед собой памятку по созданию ментальной карты, в которой кратко изложены принципы и правила её составления. Работа с памяткой экономит время на уроке, даёт возможность во время исправить ошибку.
Алгоритм составления карты памяти достаточно прост:
- берется лист бумаги, и в центре картинкой или одним-двумя словами обозначается основное понятие или концепция либо анализируемая проблема;
- данное понятие обводится в кружок – из него всё будет произрастать;
- от центрального круга отходят ветки – основные связанные понятия, свойства и т.п. Их необходимо подписать одним-двумя словами;
- далее каждая ветка делится на несколько более тонких веточек – развитие этих понятий, детализация свойств, направлений работы. Рекомендуется делать не более трех-четырех уровней, если первым считать центральное понятие.













С ментальными картами на уроках школьники выполняют различные действия - объяснение по своей карте памяти; перерисовывание, заполнение, раскрашивание карты, проговор по карте у доски и в парах; зачёт по опоре; выполнение упражнений с использованием интеллект-карты; нахождение ошибок в «деформированных» картах; самостоятельное составление и защита своей работы. Старшеклассникам нравится предельная лаконичность ментальной карты, её структурированность, образность, многоуровневость, динамичность, доходчивость (читаемость) и воспроизводимость.
Учителю интеллект-карта позволяет наглядно представить весь изучаемый материал; сконцентрировать внимание школьников на отдельных, наиболее трудных вопросах изучаемого материала; быстро, без больших временных затрат проверить, как ученик понял и запомнил изученный материал. Ученику ментальная карта позволяет глубже разобраться в изучаемом материале, сформировать образ территории, вычленить вопросы, связанные с отдельными характеристиками природного явления или объекта, с помощью учителя до конца понять данный материал; легче запомнить изучаемый материал; при ответе грамотно, точно изложить материал; привести в систему полученные знания, особенно при повторении.
Интересной формой работы мне представляется решение словесных пропорций. Умение их решать проверяется Школьным тестом умственного развития и является показателем умения логически мыслить, находить аналогии. По мнению Н.Л. Галеевой, решение словесных пропорций развивает навык смыслового чтения). Например, выберите из списка подходящую пару для решения словесной пропорции:
Вид : популяция = ? : ?
Список ответов: 1) Изменчивость : мутация 2) Краски : картина
3) Мебель : стул 4) Мышление : мысль
Для решения пропорции необходимо вставить основную пару слов в короткое законченное по смыслу предложение - утверждение. Например: «Вид существует в форме популяций». Тогда подойдет только вариант «Мышление существует в виде мыслей». Оформляются ответы на словесные пропорции по-разному. Можно предлагать варианты пар, как в верхнем примере. Можно предлагать на выбор одно недостающее понятие:
ДНК : ядро = транспортная РНК : ?
Список ответов: цитоплазма, мембрана, клеточная стенка, вакуоль (ответ: цитоплазма)
Можно не давать вариантов ответа, ученик впишет его сам:
Синтез белка : ДНК = ? : белок
(ответ: информационная РНК)
Формулировка заданий может быть разной:
1. Между первыми двумя терминами существует такая же связь, как между четвертым и одним из приведенных ниже понятий. Найдите его.
Щитовидная железа : йод = ? : фтор
Список ответов: А) Поджелудочная железа. Б) Эмаль зубов. В) Нуклеиновая кислота. Г) Надпочечники. (ответ: Б, эмаль зубов).
Целлюлоза : глюкоза = Белок : ?
Список ответов: А) Нуклеоитд. Б) Глицерин. В) Аминокислота. Г) Липид.
(ответ: В, аминокислота).
2. Найдите связь между понятиями, аналогичную той, которая приведена в задании: Сердце : кровеносная система = трахея : ? (ответ: дыхательная).
3. Установите отношения между понятиями: Анаэробный гликолиз : 2 АТФ = Дыхание : ? (ответ: 36 АТФ).
Дыхание : митохондрии = Анаэробный гликолиз : ? (ответ: цитоплазма).
Для себя выяснила, что нельзя торопиться с оценкой действий ученика, если его слово не совпало с тем, что предполагала я сама. Нужно попросить объяснить, как он рассуждал, что он имеет в виду. В моей практике были случаи, когда зачеркнутый мною ответ приходилось признать правильным после беседы с учеником: Кожа : эпителиальная ткань = ? : кость
Ответ в пособии автора: соединительная ткань. Я с ним согласна.
Проверяю работу ученика 8 класса. Вижу ответ: скелет. Возмущаюсь, почему скелет? Ученик объясняет, что он рассуждал так: «Эпителиальная ткань – часть кожи. Кость – часть скелета». Логично? Да! Я вынуждена согласиться с доводами ученика.
В этом учебном году попробовала новый для меня вид работы на уроке – решение развивающих канонов. Развивающий канон форма задания, представленная шестью элементами, из которых один (любой) неизвестен. Элементами канона могут быть буквы, цифры, слова, символы, рисунки и т.д. Элементы в каноне связаны логическими связями одним из трех способов, представленных в таблице.
Виды развивающих канонов
Пример 1.
Вертикальный канон
Пример 2.
Горизонтальный канон
Пример 3.
Угловой канон


Буква
Нуклеотид

Слово
Ген

Смысл
?



Белок
20

ДНК
?

Крахмал
1


Геккель
Дарвин

Естественный отбор


Доказательства эволюции
Теория эволюции




Первый способ элементы связаны в две группы по вертикали (пример 1 в таблице). В этом случае решить канон можно, связав в одно истинное утверждение три элемента в левом столбце – «Из букв состоит слово, которое будет носителем смысла». Подставляя в это утверждение два слова из неполного столбца, можно «вычислить» недостающее слово. Из нуклеотидов состоит ген, который несет информацию о признаке. Решение канона в примере 1 признак.
Приобретенные метапредметные умения пригодятся учащимся при выполнении творческого задания на экзамене, а также в их будущей профессиональной деятельности и повседневной жизни.





















15