МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ДОСТИЖЕНИЯ МЕТАПРЕДМЕТНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАЦИИ ФИЗИКИ И БИОЛОГИИ Уткина Т.В.

Челябинский институт переподготовки и повышения квалификации работников образования


Номер: 5-4
Год: 2016
Страницы: 89-93
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

метапредметные результаты, универсальные учебные действия, интеграция физики и биологии, проблемный метод, эвристический метод, исследовательский метод, metasubject results, universal educational actions, integration of physics and biology, problem method, heuristic method, research method

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье раскрываются основные методы, а также приемы, обеспечивающие достижение метапредметных результатов на основе интеграции физики и биологии.

Текст научной статьи

Главный смысл разработки федеральных государственных образовательных стандартов заключается в создании условий для решения стратегической задачи развития российского образования - достижения новых образовательных результатов. Федеральные государственные образовательные стандарты включают в качестве одного из требований достижение метапредметных образовательных результатов учащихся. Метапредметные результаты - это освоенные учащимися на базе нескольких учебных предметов межпредметные знания и универсальные учебные действия. Метапредметные результаты необходимо рассматривать, через метапредметное содержание и метапредметную деятельность учащихся. Стремясь к достижению образовательных результатов, учитель должен понимать, что их можно добиться только на основе нового содержания учебной деятельности, осуществляемого через интеграцию знаний, ориентированную на результат, качественно отличающийся от предметного уровня обучения. Основной задачей учителя является организация учебной деятельности таким образом, чтобы у учащихся сформировались потребности в осуществлении творческого преобразования учебного материала с целью овладения новыми знаниями [2]. Биология и физика - это фундаментальные естественные науки, входящие в структуру естественнонаучного познания, раскрывающие целостность реального мира. Их усвоение учащимися составляет один из аспектов достижения метапредметных результатов. Интеграция физических и биологических знаний позволит изменить содержание и виды учебной деятельности учащихся на учебных занятиях. Различные виды деятельности имеют свои методы. Каждый метод обучения складывается из отдельных элементов, которые называются методическими приемами. К основным методам, обеспечивающим достижение метапредметных результатов можно отнести: проблемный, эвристический и исследовательский. Проблемный метод задает наиболее вероятностные стратегии и тактики деятельности учащихся, стимулирующие их мышление при обобщении полученных ранее знаний в процессе переноса знаний из одного предмета в другой, что обеспечивает эффективное решение нестандартных задач межпредметного содержания. Использование данного метода в ходе изложения учебного материала предполагает, что по ходу изучения учитель совместно с учащимися размышляет, доказывает, обобщает, анализирует факты. Приемы, используемые на уроках биологии, соответствующие проблемному методу: членение излагаемого учителем материала на развивающиеся смысловые моменты; предъявление учащимся преднамеренно нарушенной логики изложения, доказательства и анализа полученных результатов; фиксирование внимания учащихся на последовательности противоречий, возникающих в ходе изложения материала или решения задач; интригующее описание учителем излагаемого объекта с последующей постановкой вопроса; установка учителя на мысленное решение учениками логического задания, выдвинутого в ходе изложения; риторические вопросы учителя в ходе изложения; предъявление учащимся конфликтного примера. Этот метод очень динамичен, он может применяться практически на любом этапе учебного занятия. Эвристический метод характеризуется указанием учителя, какого вида работу должны выполнить учащиеся и предусматривает различные формы общения учителя и учащихся. Приемы, соответствующие данному методу: включение учащихся в аргументацию предлагаемой учителем гипотез; поиск скрытых узловых звеньев рассуждения, предложенного учителем; решение нескольких подзадач, выделенных из исходной, после чего учащиеся возвращаются к исходной задаче; наводящие вопросы учащимся, помогающие выбору правильных путей решения задачи, одновременно указывающие на различные подходы к ней; поиск ошибок в рассуждениях, требующих оригинальной мысли; организация конкретных наблюдений, побуждающих к формулированию проблемы; обобщение фактов, изложенных учителем в специальной последовательности; показ способа действия с частичным раскрытием его внутренних связей с учеником; демонстрация объекта, явления, побуждающая к вычленению сущности; выделение цветом части схемы, записи, ориентирующее учащихся на выдвижение проблемы. Исследовательский метод является антиподом традиционного заучивания учебного материала и направлен на развитие исследовательских умений, аналитических и познавательных способностей учащихся. Исследовательский метод направлен на самостоятельное усвоение знаний и способов действий; развитие умений перенос знаний в новую ситуацию; видение новой проблемы в традиционной ситуации; видение новых признаков изучаемого объекта; преобразование известных способов деятельности и самостоятельное создание новых; развитие познавательных умений, мотивации учения, мотивации аффилиации (сотрудничество), мотивации достижения. Приемы, используемые на учебных занятиях, соответствующие исследовательскому методу: самостоятельное составление учащимися нестандартных задач; составление заданий учащимся с несформулированным вопросом; составление заданий с избыточными данными; самостоятельные обобщения учащимися результатов на основе собственных практических наблюдений; отыскание границ применяемости полученных результатов; определение степени достоверности полученных результатов; составление заданий учащимся на сущностное описание какого-либо объекта без использования инструкций; составление заданий учащимся на вычисление механизма протекания явления. Рассмотрим некоторые приемы интеграции физики и биологии, соответствующие выше описанным методам, реализация которых возможна на учебных занятиях учебного предмета «Биология». При этом необходимо уточнить, что одни и те же методические приемы могут быть использованы в разных методах. И наоборот, один и тот же метод у разных учителей может включать различные приемы. По М.И. Махмутову материал становится проблемным при следующих условиях, когда он: 1) имеет логическую связь как с ранее усвоенными понятиями и представлениями, так и с подлежащими усвоению в некоторой учебной ситуации; 2) содержит в себе познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного; 3) вызывает удивление при сопоставлении нового с известным, неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений, представлений [1]. На наш взгляд этим условиям соответствуют задачи межпредметного содержания. Место задачи в ходе изложения учебного материала определяется учителем относительно того или иного этапа учебного занятия (таблица 1). Таблица 1 Примеры использования задач межпредметного содержания на учебном занятии по теме «Терморегуляция организма» Этапы Примеры биофизических задач Актуализация знаний и создание мотивации освоения материала (в начале лекции) Температура внутренних органов в организме человека постоянно равна 370 С. Температура кожи на груди человека обычно равна 34,40 - 34,80 , а температура на голенях и стопах может снижаться до 200 С. Почему температура разных частей организма человека не может быть одинаковой? Не противоречит ли это закону сохранения энергии? Углубление и расширение знаний (в ходе изучения учебного материала) Определите, какую энергию затратит организм человека при испарении пота с поверхности тела, если известно, что за сутки выделяется 0,5 л. пота. На испарение 1 кг пота при температуре тела человека требуется 24,4*104 Дж. Плотность пота принять равной 1,2*103 кг/м3 Закрепление, обобщение и повторение учебного материала (в конце лекции) Какие изменения происходят в характере теплообмена человека с окружающей средой в условиях, когда температура ее выше температуры тела? Задачи межпредметного содержания могут использоваться учителем также для достижения дидактических целей учебного занятия. Например: 1. Выдвижение проблемы и создание проблемной ситуации. Задача. Головастик, превращаясь в лягушку, ничего не ест. Идет глубокая перестройка пищеварительной системы пищеварительной системы. Откуда тогда головастик получает энергию, необходимую для его превращения в лягушку? 2. Сообщение новых сведений. Задача. Живой организм должен непрерывно получать энергию. Если же наблюдается перерыв в снабжении живого организма энергией, то наступает смерть. Но в животном мире есть две возможности избежать смерти, если долгое время нет поступления энергии. Когда это возможно? 3. Формирование практических умений и навыков. Задача. Нормальная температура тела человека 36,60 С, однако ему холодно, когда она равна 250 С, и очень жарко, когда 360С. В воде, наоборот, при температуре 360С человек чувствует себя хорошо, а при 250С ему холодно. Как объяснить этот парадокс? 4. Проверка глубины и прочности знаний. Задача. Самки питонов в период «насиживания» кладки яиц теряют около 15% веса тела. Как можно объяснить этот факт? 5. Закрепление, обобщение и повторение материала. Задача. Змеи видят и слышат плохо. Однако, когда наступают сумерки, змеи выходят на охоту. Как можно объяснить этот факт? 6. Развитие творческих способностей учащихся. Задача. Демонстрационно-наглядно, объясните с точки зрения теплотехники устройство пчелиных ульев. 7. Формирования профильной естественнонаучной направленности. Задача. Агроном, узнав о том, что ночью ожидаются заморозки, дал распоряжение полить вечером огородные культуры. Правильно ли он поступил? Проблемный метод обучения позволяет развить у учащихся следующие универсальные учебные действия: самостоятельно анализировать условия достижения цели на основе учёта выделенных учителем ориентиров действия в новом учебном материале (регулятивные), учитывать разные мнения и интересы и обосновывать собственную позицию (коммуникативные), строить логические рассуждения, включающие установление причинно-следственных связей (познавательные) и т.д. В качестве примера эвристического метода обучения приведем опорную схему, реализуемую в ходе рассмотрения вопроса «Преобразование энергии в организме» Рис. 1. Схема преобразование энергии в живом организме При рассмотрении схемы, учитель, используя эвристический метод, подводит учащихся к выводу, что организм - это саморегулируемая и самоорганизующаяся энергетическая система, которая получает из окружающей среды энергию (почти исключительно в виде химических связей), преобразует ее в другие виды энергии и возвращает ее в окружающую среду в виде первичной и вторичной теплоты, в ходе чего и происходит ее обесценивание. Используя опорные схемы, учитель делает акцент на развитие в процессе коммуникации умения последовательно и полно передавать необходимую информацию как ориентир для построения действия (коммуникативные универсальные учебные действия), логических операций установления родовидовых отношений между понятиями (познавательные универсальные учебные действия). Исследовательский метод обучения задает направления структуры деятельности естествоиспытателя, а именно: определяют проблему познания, выдвигают гипотезу разрешения проблемы, формулирует цель деятельности, определяют этапы достижения цели, проводят необходимые опытно-экспериментальные действия, получают результаты работы, выступают и доказывают справедливость полученных результатов, оформляют отчет о проведенной работе. Данный метод можно успешно реализовать в ходе проведения лабораторных работ или при решении исследовательских задач. Примеры задач исследовательского характера: 1. Срежьте с березы ветку и обмакните ее срезанной частью в воду. На срезанном конце вы увидите большую каплю воды. Пронаблюдайте за каплей. Повторите этот опыт несколько раз. Ответьте на вопрос: что происходит с капелькой вода? Повторите опыт с веткой другого растения. 2. Поздней осенью можно наблюдать такое явление. Выпал снег. Прошел день, другой - наступило потепление, снег растаял. Но, несмотря на то, что был мороз в 1-2 градуса, многие растения остались зелеными. Как им удалось устоять? Ведь они на 80 % состоят из воды. 3. Приготовьте лепестки роз и сбрызните их водой. Что вы наблюдаете? Почему даже после сильного дождя лепестки розы остаются всегда сухими? 4. Закройте глаза так, чтобы ресницы коснулись друг друга, и посмотрите на источник света. Вы увидите окрашенные полосы. Объясните их происхождение. В ходе решения исследовательских задач у учащихся формируются такие универсальные учебные действия, как: планирование пути достижения целей (регулятивные); объяснение явлений, процессов, связей и отношений, выявляемые в ходе исследования (познавательные); отображение в речи (описание, объяснение) содержание совершаемых действий (коммуникативные). При изучении темы «Роль кожи в теплорегуляции» можно провести лабораторную работу «Изучение терморегуляторной и выделительной функции кожи» с использованием цифровой лаборатории «Архимед». Перед началом лабораторной работы учащиеся определяют: объект изучения (орган верхних конечностей человека - кожа), предмет (выделительная и терморегуляторная функция кожи), ставят гипотезу (если увеличим температуру окружающей среды, то усиливается потоотделение), задачи (изучить научную литературу по данной работе, экспериментально определить зависимость потоотделения от повышения температуры окружающей среды, обобщить полученные данные) и методы исследования (изучение литературных источников, эксперимент, наблюдение, сравнение, сопоставление, анализ, обобщение, применение цифровых датчиков измерения температуры и влажности). При проведении лабораторной работы у учащихся формируются регулятивные универсальные учебные действия (самостоятельно ставить новые учебные цели и задачи, анализ условий достижения цели, на основе учёта выделенных учителем ориентиров действия в новом учебном материале), познавательные (реализация проектно-исследовательской деятельности, осуществление выбора наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий) и коммуникативные универсальные учебные действия (работать в группе - устанавливать рабочие отношения, организовывать и планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками). В ходе каждого из выше описанных, приемов учащиеся осуществляют метапредметную деятельность, такую как: целеполагание, планирование, поиск информации, сравнение, анализ, синтез, контроль и оценка. В данной статье рассмотрены не все возможные приемы достижения метапредметных результатов на основе интеграции физики и биологии, так как мы акцентировали внимание лишь на центральных идеях, раскрывающих методический аспект развитие универсальных учебных действий и как следствие достижения метапредметных результатов. При выборе приемов для достижения метапредметных результатов учитель должен понимать, что новые результаты образования - это не приобретение учащимися практических умений, а приобретение умений «прочитать» практическую, реальную ситуацию через призму тех знаний, которые приобретены в школе [3, с. 19]. В заключении необходимо отметить, что достижение метпредметных результатов требует специально организованной подготовки учителей. Нужна организационно-деятельностная технология постепенного выявления и включения метапредметных элементов в содержание учебных занятий. Учителям предстоит выделить фундаментальные естественнонаучные понятия, законы и теории, которые могут выступать объектом генерализации «метазнаний», запланировать учебную деятельность по отношению к ним. Затем, проведя систему занятий, продиагностировать полученные результаты и скорректировать дальнейшую методику.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.