Пантыкина Елена Михайловна
Управление образования администрации
Старооскольского городского округа
Муниципальное общеобразовательное учреждение
дополнительного профессионального образования
(повышения квалификации специалистов)
«Старооскольский городской институт
усовершенствования учителей»
«Межпредметная интеграция на уроках биологии II ступени как способ формирования естественнонаучного мировоззрения обучающихся»
Автор опыта: Пантыкина Елена Михайловна,
учитель биологии МОУ «Средняя
общеобразовательная школа №19
с углубленным изучением отдельных предметов»
Старый Оскол
2011
Содержание:
Информация об опыте …………………………………………2
Технология опыта……………………………………………….7
Результативность опыта………………………………………..12
Библиографический список…………………………………….14
Приложение к опыту…………………………………………....15
Информация об опыте
Условия возникновения и становления опыта
Тема опыта:«Межпредметная интеграция на уроках биологии II ступени как способ формирования естественнонаучного мировоззрения обучающихся».
Условия возникновения и становления опыта
Опыт работы возник и развивается в настоящее время в муниципальном общеобразовательном учреждении «Средняя школа №19 с углубленным изучением отдельных предметов». С 2005 года в школе введены 2 профиля: оборонно-спортивный и информационно-технологический, действует кадетский корпус «Виктория», где основными являются предметы оборонно-спортивного профиля. Следовательно, биология, химия, география и физика изучаются только в пределах обязательного минимума. Однако эти предметы призваны раскрыть перед учащимся современную научную картину мира. Знания о природе составляют естественнонаучный фундамент мировоззрения современного человека. Значит, каждый момент получения знаний должен быть одновременно и формированием целостности сознания учащегося, единой системы знаний о природе – интегрального ее образа.
Одно и то же знание может быть различного достоинства в зависимости от того, на какие мыслительные структуры оно опирается. Если сознание оперирует разобщенными представлениями и понятиями, то новое, усвоенное им знание, будет воспринято на уровне памяти, не оказав влияния на развитие целостности знаний. Если же сознанию свойственна систематичность спонтанных понятий, развиты отношения общности между ними, то полученные знания включаются в систему и все знания, хранящиеся им, становятся систематичными и емкими. Для определения уровня мотивации к учебе использовалась модифицированная методика Н.С. Лускановой.
Для выяснения уровня сформированности целостности знаний, в школе провели анкетирование состояния знаний учащихся о природе. В ходе которого выяснилось, что 2/3 учащихся законы природы делят в зависимости от урока (на уроке какого предмета поставлен вопрос). Они не пытаются выделить основные законы из всех изученных в школе. И лишь 1/3 учащихся выделили основные законы: закон сохранения, всемирного тяготения, трения и т.д. Такое состояние знаний отражает уровень их мышления – это эмпирическое мышление, способное лишь на простое перечисление имеющихся сведений. Процесс их усвоения мало способствует развитию теоретического мышления школьников, формированию их целостного мировоззрения. На вопрос: «Привлекаете ли вы для ответов знания и умения, полученные на других уроках?» Менее четверти опрошенных дали утвердительный ответ, около трёх четвёртых отметили эпизодическое, случайное использование сведений из смежных дисциплин. А 3% ребят никогда не апеллируют к подобной информации.
В результате наблюдается снижение мотивации к получению знаний у обучающихся, т.к. при возрастании их объема и невозможности усвоить более тысячи малосвязанных между собой естественнонаучных понятий пропадает чувство необходимости знаний о природе, а механическое запоминание сведений ведет к бессмыслию, препятствует развитию личности.
Вместо того чтобы постигать великую правду природы при изучении естествознания, учащиеся ощущают свое бессилие перед объемностью недостаточно систематизированных знаний о ней. Решить эту проблему позволяет интеграция. Одной из форм реализации интегрированного подхода к обучению является установление межпредметных связей на уроках естественного цикла. Они играют важную роль в повышении практической и научно-теоретической подготовки учащихся, существенной особенностью которой является овладение школьниками обобщенным характером познавательной деятельности. Интегрированный характер получаемых знаний дает возможность применять их в конкретных ситуациях, при рассмотрении частных вопросов, как в учебной, так и во внеурочной деятельности, в будущей производственной, научной и общественной жизни выпускников средней школы.
Актуальность опыта
Образовательные потребности современного школьника возрастают в связи с требованиями общественного и научно-технического прогресса.
Одной из главных задач образования является подготовка ребёнка к современной жизни. И подготовка эта происходит через формирование у него необходимых компетенций. Процесс формирования которых связан с разрешением противоречий
между глубокой дифференциацией знаний о природе, характерной для современной науки и образования, в результате чего учащиеся получают разобщенные сведения об устройстве мира, и тем, что мировоззрение представляет собой обобщенную систему взглядов, убеждений и идеалов, в которых человек выражает свое отношение к окружающей его природной и социальной среде.
между дублированием теоретических вопросов некоторых тем по физике, химии, биологии и отсутствием взаимосвязей между этими предметами.
Между требованием усиления практической направленности процесса обучения естественнонаучным предметам и ориентацией практики школьного обучения на усвоение теоретических знаний.
Актуальность опыта заключается в его способности разрешить указанные противоречия
Ведущая педагогическая идея опыта заключается в том, что межпредметная интеграция на уроках биологии позволяет сформировать естественнонаучное мировоззрение у обучающихся II ступени.
Длительность работы над опытом
Работа над опытом охватывает период с сентября 2007 года по октябрь 2010 года включительно.
Первый этап – подготовительный (2007 год): оценка и анализ материалов по познавательной активности, изучение литературы, диагностика ученического коллектива, подбор игровых материалов.
Второй этап – практический (2008 – 2009 годы): внедрение в практику межпредметных связей, апробация и корректировка содержания и форм проведения уроков.
Третий этап – подведение итогов (2010 год): 1) анализ деятельности, 2)подведение итогов по реализации опыта, 3) оценка эффективности опыта.
Диапазон опыта
Диапазон представленного опыта системой методических приемов по реализации межпредметных связей на уроках биологии II ступени.
Теоретическая база опыта
Наше общество находится в постоянном развитии, следовательно, через систему образования выдвигает и реализует новые требования. В законе РФ "Об образовании" особо отмечается, что содержание образования должно обеспечивать формирование у обучающегося адекватной современному уровню и уровню образовательной программы картины мира [8]. Значит, особая роль в процессе обучения должна отводиться развитию системного мышления, умению пополнять свои знания, ориентируясь в потоке информации различной степени сложности, языковой и социально-культурной направленности. Важнейшим требованием к отбору содержания обучения становится интеграция. Следовательно, первостепенное значение здесь приобретают компоненты образования, отражающие тенденции интеграции научного знания. Именно интеграция определяет сегодня стиль научного мышления и мировоззрения человека. В словаре иностранных слов термин интеграция (латинское – integration – восстановление, восполнение или integer – целый) переводится, как объединение в единое целое каких-либо частей, элементов.
Философский словарь дает следующее толкование этих понятий: Интеграция - сторона процесса развития, связанная с объединением в целое ранее разнородных частей и элементов. Интеграция - ведущая тенденция развития научного познания в современных условиях. Она проявляется в синтезе знаний, повышающих эффективность научного исследования [17]. Интеграция и дифференциация являются закономерными процессами развития науки. Два этих процесса соответствуют двум тенденциям человеческого познания, с одной стороны, представлять мир как единое целое, с другой - глубже и конкретнее постигать закономерности и качественное своеобразие различных структур и систем. На современном этапе интеграция доминирует над дифференциацией. Подтверждение этому мы находим у Б. М. Кедрова, М. Г. Чепикова, А. Д. Урсул и других [7,15, 18].
Объективной основой интеграции научного знания является единство картины мира. Кроме того, наблюдается общность методов исследования, применяемых личностью в сфере присвоения знаний.
Философской основой межпредметной интеграции является принцип системности. В отечественной науке традиция системно-целостного рассмотрения школьного и вузовского процесса обучения была разработана в 60-70 -е годы А. М. Даниловым, Ю. К. Бабанским, В. С. Ильиным, В. В. Краевским и др. [1,5,9]. Понимание личности как продукта целостного педагогического процесса вошло в педагогику. Чуть позже появилось понятие интегративных качеств, свойств личности, целостности содержания образования и личностной ориентации учебных предметов. Таким образом, вначале целостность личности рассматривалась как производная целостности процесса, затем целостность процесса как отражение целостности личности.
Основой для интеграции является теория межпредметных связей, которая в современной дидактике получает все больше и больше внимания. Проблема межпредметных связей интересовала педагогов еще в далеком прошлом. Прогрессивные педагоги различных эпох – Я. А. Каменский, К.Д. Ушинский – подчеркивали необходимость взаимосвязей между учебными предметами для отражения целостной картины природы «в голове ученика» для создания истинной системы знаний и правильного миропонимания. Ян Амос Коменский выступал за взаимосвязанное изучение грамматики и философии, философии и литературы, Джон Локк - истории и географии. В России значение межпредметных связей обосновывали В.Ф. Одоевский, К.Д.Ушинский и другие педагоги. В настоящее время, пожалуй, нет необходимости доказывать важность межпредметных связей в процессе преподавания. Этот вопрос рассматривается с различных позиций. Так, А. В. Усова рассматривает межпредметные связи как дидактическое условие повышения научного уровня знаний, формирования научного мировоззрения, развития мышления и творческих способностей, оптимизации учебного процесса[16]. И.Д.Зверев проблему межпредметных связей выводит из дидактического принципа системности. " Межпредметные связи предполагают взаимную согласованность содержания образования по различным учебным предметам, построение и отбор материала, которое определено общими целями образования, а также оптимальным учетом познавательных задач, обусловленных спецификой каждого учебного предмета" [4]. В. Н. Максимова относит межпредметные связи к одному из принципов обучения [11]. Следовательно, межпредметная интеграция является непременным условием процесса обучения.
Новизна опыта состоит в использовании элементов интегрированного обучения на уроках биологии с целью преодоления разобщенности сведений о природе, что способствует росту внутренней мотивации обучающихся к получению знаний, формирует естественнонаучное мировоззрение
Технология описания опыта
Цель опыта: создание условий для формирования целостной картины мира у обучающихся II ступени через реализацию межпредметных связей
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
выявить темы в курсах естественнонаучных дисциплин, при изучении которых возможно использование межпредметных связей;
разработать календарно-тематическое планирование изучаемого курса биологии с учетом возможностей реализации межпредметных связей с другими учебными дисциплинами;
систематически использовать приемы реализации межпредметных связей на уроках биологии.
Опыт проведения интегрированных уроков показал, что первоначально необходимо интегрировать содержание, т.е. учебный материал, а затем и технологию обучения. На практике путь к интеграции на уроке начинают с использования межпредметных заданий, межпредметного состава нового учебного материала, интегративных форм контроля. И только потом выходят на урок. Следовательно, подготовка к уроку, построенному на материале знаний смежных дисциплин, начинается с изучения программ по предметам и определением взаимосвязей учебных тем. Это позволяет изучить учебный материал смежных предметов, подготовить учебники и наглядные пособия из других курсов, предложить учащимся домашние задания на повторение опорных знаний по взаимосвязанным предметам, получить необходимые консультации учителей – предметников. (Приложение №1).
Проводить такие уроки могут совместно учителя интегрируемых предметов или один, знающий эти дисциплины.
По типу такой урок может быть:
1 – урок изучения нового;
2 – урок совершенствования знаний и формирование умений;
3 – повторительно-обобщающий;
4 – контрольно-проверочный.
К интегрированному уроку предъявляются определенные дидактические требования:
1. Урок с межпредметным интегрированием должен иметь четко сформулированную учебно-познавательную задачу, для решения которой необходимо привлечение знаний из других предметов.
2. На таком уроке должны быть обеспечены высокая активность и интерес учащихся по применению знаний из других предметов. Для этого проводятся повторительные беседы, выявляющие знания из других предметов; создаются проблемные ситуации, ставятся проблемные вопросы, требующие знаний из смежных предметов; даются предварительные домашние задания; обеспечивается сочетание индивидуальных и групповых заданий (по интересам, по выбору, обязательных) с коллективной учебной работой в классе; используется внеклассная работа и т.д.
3. Межпредметные связи на уроке не должны носить внешний или искусственный характер. Они должны способствовать пониманию учащимися сущности изучаемых понятий и явлений. Углубление общих межпредметных понятий (законов, закономерностей) происходит, когда учителя смежных предметов согласовывают между собой их трактовку, применяют специальные методические приемы закрепления и систематизации понятий. Для систематизации межпредметных понятий целесообразно составление обобщающих таблиц по отдельным учебным темам или учебным проблемам межпредметного содержания.
4. Межпредметный интегрированный урок должен содержать выводы мировоззренческого, обобщенного характера, опирающиеся на связь знаний из разных предметов. Так учащиеся могут осознать единство природы, тех закономерностей, по которым она существует.
5. Интегрированный урок должен вызывать положительное отношение учащихся, возбуждать у них интерес к познанию связей между знаниями из разных курсов. Это достигается:
установлением связей межпредметных познавательных задач с жизнью, практической деятельностью учащихся;
решением вычислительных задач межпредметного содержания;
выполнением практических, лабораторных, самостоятельных работ на межпредметной основе;
использование наглядных пособий из других предметов (таблиц, схем, графиков, рисунков и др.), научно-популярной дополнительной литературой, имеющей пограничный межнаучный характер.
6. Урок всегда должен быть нацелен на обобщение определенных разделов учебного материала смежных курсов для формирования естественнонаучного миропонимания учащихся.
В существующем курсе биологии, начиная с 6 класса, учащиеся знакомятся с теми физическими, химическими, математическими понятиями и схемами, которые необходимы для понимания живой природы.
Последовательное формирование естественнонаучной картины мира начинается в биологии с изучения растений. Растительный мир изучается как составная часть природы на клеточном, организменном, видовом, биогеоценотическом и биосферном уровнях организации жизни. Мировоззренческие идеи эволюции и уровней организации живой материи получают более глубокое развитие при изучении растений с помощью межпредметных связей. Например, при изучении процессов жизнедеятельности клетки, целесообразно обратить внимание на то, что питание и дыхание клеток могут происходить лишь тогда, когда во внешней среде есть необходимые для этого условия: вода, воздух, минеральные вещества, свет и тепло. Из воздуха и почвы поступают внутрь клетки необходимые для питания и дыхания вещества: вода, минеральные вещества, кислород, углекислый газ и др. С этими понятиями учащиеся также знакомы из курса природоведения. Они знают, что все тела природы состоят из веществ, поэтому можно задать вопросы: является ли растение телом природы? Из чего оно состоит? Отличаются ли вещества, из которых состоит растение, от веществ неживых тел природы? Последний вопрос является для учащихся проблемным. Он позволяет ввести понятие об органических веществах как веществах, которые образуются в клетках в процессе питания (сахар, крахмал). Введение уже при изучении клетки понятий об органических и минеральных веществах позволяет избежать неопределенности понятия «питательные вещества» и определить их как органические и минеральные вещества, которые поступают в клетку и образуются в ней в процессе питания. Для объяснения вопроса о поступлении веществ в клетку важно использовать известные учащимся из курса природоведения понятия о растворимых веществах, растворении и растворах. Учащиеся вспоминают: «Если частицы вещества в воде становятся невидимыми и вместе с водой проходят через фильтр, то это вещество растворимо в воде. Если частицы плавают в воде или оседают на дно, а также задерживаются фильтром, то это вещество нерастворимо в воде». Здесь можно поставить новый проблемный вопрос: какие, растворимые или нерастворимые в воде, вещества поступают в клетку? На основании опыта, демонстрирующего поступление веществ в клетку, учащиеся делают выводы о том, что твердые вещества поступают в клетку только в растворенном виде, а вода растворяет минеральные соли; вода с растворенными в ней веществами (соли, сахар) поступает в цитоплазму и образует клеточный сок, заполняющий вакуоли. Говоря о движении цитоплазмы, целесообразно подчеркнуть, что движение присуще всей живой и неживой природе, и предложить учащимся привести известные им из курса природоведения примеры движения тел (движения тела человека, небесных тел, Земли вокруг Солнца, воздуха, воды, растений и животных). Такая подача материала формирует взаимосвязи между естественными науками и в дальнейшем экономит время при изучении физики и химии.
Одной из ситуаций, актуализирующих реализацию межпредметных связей, является организация деятельности обучающихся по решению познавательных задач, в ходе которых устанавливаются связи между знаниями и умениями из разных учебных предметов (Приложение №2). Познавательные задачи могут быть представлены репродуктивными и проблемными вопросами межпредметного содержания, упражнениями на применение знаний из разных предметов, качественными и количественными задачами. Например, репродуктивные вопросы межпредметного содержания, направленные на воспроизведение учащимися знаний из темы «Гидросфера» курса географии 6 класса: где расположены коралловые острова? Почему атоллы имеют кольцеобразную форму? Какие вы знаете заповедники, в которых кораллы охраняются как редкие и ценные представители животного мира. При систематическом проведении подобной работы учащиеся учатся сами составлять вопросы, требующие для ответов знаний из других предметов, осуществляя, таким образом, межпредметные связи. Так, при изучении внешнего строения млекопитающих, они могут спросить: какое значение имеет учащенное дыхание собак в жаркую погоду? (Вопрос на применение знаний об изменении внутренней энергии тела путем теплоотдачи - физика, 7 класс).
Проблемные вопросы, содержащие видимое или подразумеваемое познавательное противоречие, требуют от учащихся более высокого, поискового или творческого уровня мыслительной активности. Учащимся известно, что рыбы легко меняют плотность тела за счет изменения объема плавательного пузыря и благодаря этому регулируют глубину своего погружения (физика, 7 класс, тема «Давление твердых тел, жидкостей и газов. Архимедова сила»). При изучении хрящевых рыб учащиеся узнают, что у них нет плавательного пузыря. Создается проблемная ситуация: как же происходит погружение и всплытие акул? (Только за счет работы парных плавников.) В специально составленных межпредметных задачах имеется условие и вопрос (проблема), для решения которого надо осуществить ряд промежуточных действий, провести «цепочку» рассуждений.
Важным элементом уроков межпредметного содержания является использование наглядных средств обучения из разных предметов. Так, при объяснении значения обтекаемой формы тела рыб можно использовать прибор для демонстрации движения тел в жидкости. Этот прием позволяет создать яркое, образное представление о процессах, происходящих в среде при движении тел разной формы, и преимуществах обтекаемой формы тела.
Курс биологии "Человек и его здоровье", открывает огромные возможности для проведения межпредметных интегрированных уроков, на которых целенаправленно можно формировать естественнонаучное мировоззрение школьников. (Приложение № 3)
Например, изучение легочного и тканевого газообмена и транспортной функции крови проводится с использованием знаний учащихся об окислении и диффузии и их роли в жизнедеятельности организма животных (Приложение №4). Механизмы вдоха и выдоха, кровяного давления разъясняются с опорой на закономерности движения жидкостей и газов в зависимости от разности давления в начале и конце пути (физика, 7 класс).
Знания по химии о катализаторах, кислотной, щелочной и нейтральной реакциях среды учащиеся применяют при изучении пластического и энергетического обмена. Знания по физике о законе сохранения и превращения энергии в применении к обмену веществ в организме человека позволяет подвести учащихся к выводам об универсальности данного закона природы и о единстве физико-химических и биологических процессов.
Понятие о теплорегуляции организма является физико-биологическим по своему содержанию. При его формировании учитель опирается на понятие об удельной теплоте парообразования и другие из курса физики 8 класса (Приложение №5). Функции органов зрения и слуха раскрываются с учетом общих представлений учащихся об оптике и звуке и перспективных связей с курсами физики старших классов.
Методика реализации межпредметных связей при изучении анатомии, физиологии и гигиены человека заключена, прежде всего, в создании и решении проблемных ситуаций, в обсуждении проблемных вопросов, в решении познавательных задач. На уроке "Внутренняя среда организма и ее относительное постоянство" учащиеся решают проблемные вопросы межпредметного характера. Например: "Можно ли вводить в кровь воду, если известно, что плазма крови содержит около 80% воды?"
Для ответа на этот вопрос можно продемонстрировать опыт с брусочками картофеля. Три одинаковых по размеру брусочка картофеля помещают: 1) в дистиллированную воду; 2) в 0,9%-ный раствор поваренной соли; 3) в 10%-ный раствор поваренной соли. Через некоторое время учащиеся отмечают, что размеры брусочков изменились в первом и третьем сосудах, а во втором - изменений не произошло. Опираясь на знания по химии о концентрации растворов солей и по физике о диффузии жидкостей, учащиеся делают правильный вывод о том, что вода перемещается в сторону большей концентрации солей: в первом случае - в клетки картофеля, так как в их цитоплазме концентрация соли выше, чем в дистиллированной воде, и кусочек картофеля разбухает; в третьем случае - из клеток картофеля в соленый раствор, и кусочек картофеля сморщивается, отдавая воду; во втором случае - концентрация соли оказывается одинаковой в цитоплазме клеток и в окружающей среде и перемещения воды не происходит, кусочек картофеля не изменяется. По аналогии с данными результатами опыта учащиеся объясняют, почему нельзя вводить в кровь воду. Это приведет к разрушению эритроцитов из-за поступления в них воды.
Помимо проблемных вопросов учитель может успешно использовать количественные задачи межпредметного содержания, требующие для своего решения применения знаний по математике, физике, химии, географии. (Приложение №6) Например, на уроке "Движение крови по сосудам" в качестве домашнего задания учащимся предлагается задача: "Вычислите скорость крови в полых венах, зная их диаметр (около 2,5 см), скорость крови в аорте (0,5 м/с) и диаметр аорты (около 2,5 см)". Решая задачу, учащиеся устанавливают, что скорость крови в полых венах должна быть в 2 раза меньше, чем в аорте, то есть примерно 0,25 м/с, так как полых вен две - верхняя и нижняя, и, значит, суммарная площадь их сечения в 2 раза больше, чем площадь сечения аорты.
Решая подобные задачи, учащиеся совершают сложные познавательные и расчетные действия:
осознание сущности межпредметной задачи, понимание необходимости применения знаний из других предметов;
отбор и актуализация (приведение в «рабочее состояние») нужных знаний из других предметов;
их перенос в новую ситуацию, сопоставление знаний из смежных предметов;
синтез знаний, установление совместимости понятий, единиц измерения, расчетных действий, их выполнение;
получение результата, обобщение в выводах, закрепление понятий.
Систематическое использование межпредметных познавательных задач в форме проблемных вопросов, количественных задач, практических заданий обеспечивает формирование умений учащихся устанавливать и усваивать связи между знаниями из различных предметов. В этом заключена важнейшая развивающая функция обучения биологии. Формирование цельного научного мировоззрения требует обязательного учета межпредметных связей. Комплексный подход в воспитании усилил воспитательные функции межпредметных связей курса биологии, содействуя тем самым раскрытию единства природы - общества - человека. В этих условиях укрепляются связи биологии как с предметами естественнонаучного, так и гуманитарного цикла; улучшаются навыки переноса знаний, их применение и разностороннее осмысление.
Использование в процессе обучения интегрированных уроков требует совершенствования организационных форм. Изученный опыт показывает, что применение и синтез знаний из различных учебных предметов осуществляется успешнее, а если формы организации обучения носят коллективный характер. Сотрудничество учителей разных предметов, их взаимные консультации важны для правильного применения в обучении знаний из родственных предметов. Организация коллективной учебной работы учащихся помогает каждому ученику активно использовать знания из тех предметов, по которым его успехи выше и которые вызывают особый интерес.
|
