Методика применения контекстных задач как средство мотивации учебно-познавательной деятельности учащихся основной школы по биологии химии.

Методика применения контекстных задач как средство мотивации учебно­ познавательной деятельности учащихся основной школы по биологии химии. Разработка и внедрение федеральных государственных образовательных стандартов обозначило задачу поиска новых технологий достижения требуемых результатов, создания условий   для   всестороннего   развития   учащихся,   формирования   их   готовности   к самостоятельной деятельности и профессиональному самоопределению.  Практика показывает, что учащиеся часто не испытывают интереса к изучаемым предметам,   считают   изучаемый   материал   сложным  и  мало  полезным   для  практической жизни.   Кроме   этого   у   многих   недостаточно   развита   самостоятельность   и   критичность мышления,   учащиеся   затрудняются   анализировать  учебный   материал,   сравнивать, обобщать, абстрагировать.  По результатам международных исследований, современные российские школьники, хорошо   справляются   с   заданиями   на   воспроизведение   знаний,   но   показывают   низкий уровень   естественнонаучной   грамотности   при   выполнении   компетентностно­ ориентированных   заданий,   затрудняются   применять   полученные   знания   в   ситуациях, близких к жизненным.  Для   решения   обозначенных   задач   целесообразно   использовать   методы   и   средства контекстного обучения. Концепция контекстного обучения разработана А. А. Вербицким в 1991 году. Сущность   контекстного   обучения   определяется   как   организация   такой деятельности,   которая   требует   приобретения   новых   знаний   и   их   последующего применения.   Одним   из   средств   контекстного   обучения,   которые   будут   наиболее эффективны в условиях освоения требований ФГОС, являются контекстные задачи. Контекстная   задача   –   это   задача   мотивационного   характера,   в   условии   которой описана конкретна жизненная ситуация, соотносящаяся с имеющимся социокультурным опытом   учащихся.   Решение   подобных   задач   направлено   на   достижение   результатов, выходящих  за  рамки  учебного  предмета  и   применяемых   в  разных   видах   деятельности. Контекстные   задачи   открывают   широкие   возможности   для   развития   творческого потенциала   личности,   способствуют   формированию   у   школьников   навыков   решения реальных практических проблем и универсальных учебных умений. Анализ результатов применения   контекстных   задач   показал,   что   использование   на   уроках   данного инструментария   позволяет   повысить   мотивацию   обучения,   актуализировать   личностный потенциал учащихся и определить качество их образовательных достижений в практико ­ ориентированном обучении. Задание   составляется   на   основе   практической   ситуации,   которая   должна обеспечивать   возможность   комплексной   проверки   знаний   и   умений,   то   есть   требовать использования знаний и умений из различных тем и разделов курса химии, биологии и из других учебных предметов (экологии, физики, географии) или внешкольных источников информации. Методические требования к контекстным задачам:  содержание задачи должно опираться на программу соответствующего класса; исковые и заданные величины должны быть реальными;  задача должна нести познавательную нагрузку; содержание   и   результат   решения   задачи   должны   демонстрировать   применение биологических и химических явлений в различных сферах деятельности человека; задача   должна   быть   комбинированной,   желательно,   чтобы   она   включала межпредметный   материал,   а   также   как   качественные,   так   и   расчетные   вопросы (химия);  вопросы   должны   быть   четко   сформулированы.   На   основе   вопросов   строится       система оценивания. Алгоритм составления контекстных задач. 1.Определить какие знания, умения будут приобретать учащиеся в процессе решения, и какие информационно­аналитические умения будут использовать.  3. Выбрать направления личной значимости для учащихся (окружающая среда, бытовые проблемы, сельское хозяйство и др.) 4. Найти контекст. 5. В случае недостатка информации предусмотреть ссылки на источники, а в случае ее избытка ­ кластеры, таблицы, схемы. 6. Смоделировать целесообразную структуру данной задачи. 7. Предложить формы предоставления результатов. Контекстные задачи по биологии 1. В конце 80 ­х годов прошлого столетия государство Бангладеш в Юго­Восточной Азии успешно зарабатывало валюту, экспортируя лягушачьи   ножки.   Общий   объем   прибыли достигал 10 млн. долларов  в год. Однако вскоре   численность   лягушек   сократилась, мухи   и   комары   размножились   до   такой   что   пришлось степени, специальные   средства   защиты.   закупать   На «смягчение» последствий подобного бизнеса потребовалось много денег.  1. Обсудите данную информацию, используя знания о взаимоотношениях живых организмов в биоценозах. 2. Предложите законы взаимоотношений живых организмов, которые проявляются в данном случае.  3. Составьте цепь питания, используя данную информацию.  4. Оцените значимость данной информации в жизни.\ Ответ: Живые организмы связаны пищевыми связями. Происходит передача энергии от одного звена к другому. Исчезновение одного звена пищевой цепи ведет к разрушению цепи, вымиранию живых  организмов. 2.   В   аквариуме,   где   очень   много   водных растений, ночью могут погибнуть все рыбы. Этого не произойдет, если в сосуде с таким же   количеством   рыб   находиться   меньшее количество  растений.  В  аквариуме   же  без растений   может   наблюдаться   гибель   рыб, как и в первом случае. Объясните эти странные факты, основываясь на своих знаниях о фотосинтезе и  дыхании растений. Ответ: фотосинтез происходит с использованием солнечной энергии (на свету). Растение поглощает углекислый газ из воздуха, а выделяет кислород. При дыхании поглощается кислород, а выделяется углекислый газ. Дыхание происходит на свету и в темноте. Ночью у растений нет фотосинтеза, кислород не выделяется, а для дыхания нужен кислород, растения забирают его из воды. Без растений наблюдается гибель рыб, т.к. нет растений, нет фотосинтеза, нет и кислорода.  3. Хвойные леса Кузбасса занимают 63% площади Кемеровской   области. Пихта занимает 54% от площади хвойных лесов  Кемеровской области, сосна – 2,5%, кедр ­4%, ель ­0,2%. 1.Проанализируйте данные. 2. Выразите результаты графически. 3. Узнайте, какова площадь хвойных лесов, если площадь  Кемеровской области 95500км2? 4. Предложите способы защиты пород деревьев, которых мало в области.  Ответ: площадь хвойных лесов 60165км.2.  Меньше всего в Кемеровской области ели.  Вести восстановительные посадки на вырубках.  На новый год ставить вместо живых елей ­ искусственные. 4.   Человеческий   детеныш   рождается   беззубым.   У маленьких  детей  зубы  появляются   в возрасте  6 –  8 месяцев. Эти зубы называют молочными. В 6 – 7 лет происходит   замена   молочных   зубов   на   постоянные зубы. Эти зубы надо беречь: больше зубов не вырастет. С   детских   лет   все   знают,   чтобы   сберечь   зубы,   их обязательно надо чистить 2 раза в день, менять щетку один раз в 4 месяца. 1. Объясните, почему надо чистить зубы 2 раза в день? 2.Сколько зубных щёток необходимо в год человеку, заботящемуся о своём здоровье? 3. Почему необходимо менять зубную щетку? Ответ: 3 щетки.  Более 4­х месяцев зубная щётка служить не может, потому что щетина разрушается, и щётка не может качественно очищать зубы от зубного налёта. Зубной налёт очень опасен для зубов. Зубы необходимо чистить 2 раза в день не столько из­за того, чтобы убрать оставшиеся частицы пищи, сколько из – за необходимости счищать зубной налёт. 5. Путешествие Христофора Колумба Христофор Колумб родился в 1451 году в семье ткача в итальянском городе Генуе. В Португалии у Христофора Колумба созрел грандиозный план — обогнуть Землю через Атлантический океан и найти кратчайший морской путь из Европы в Индию. Он решил плыть в Индию не вокруг Африки на восток, а на запад через Атлантический океан. Колумб представил свой план португальскому королю, но тот не поддержал его. Тогда  Колумб отправляется в Испанию искать поддержку своего плана. Королевская семья  Испании предоставила в его полное распоряжение три небольших судна. Утром 12 октября 1492 года корабли Христофора Колумба бросили якоря у  берегов острова, который Колумб назвал Сан­Сальвадор. Думая, что приплыл в Индию,  Колумб назвал местных жителей «индейцами». Но это была не Индия, как думал Колумб, а острова у берегов неизвестного до этого времени материка — Америки. Моряки впервые  увидели растения, которых не было в Европе: кукурузу, картофель, табак, хлопок,  ананасы, помидоры, какао.  В своё второе путешествие он отправился уже на 17 кораблях.   В своих плаваниях Колумб использовал множество приборов: подзорную трубу, весы, веревку с узлами на одинаковом расстоянии, сосуды и др. Вскоре Колумб совершил своё третье и четвёртое путешествие к новому континенту.  1.Найди в тексте растения, которые моряки увидели впервые. Выбери из отмеченных  растений те, которые мы употребляем пищу. Запиши их в таблицу. Название растения Какое блюдо можно из него приготовить 2. Найди в тексте и выпиши названия растений:  а) из которых человек научился получать крахмал;  б) опишите опыт, доказывающий наличие крахмала в клетках растений;  в) какие растения стали человека «одевать», а какие «убивать». 3.Найди   в   тексте   названия   приборов,   которые   мог   использовать   Колумб.   Установите соответствие: А) весы Б) подзорная труба 1. промер глубин 2. определение массы  золота В) веревка с узлами 3. сбор жидкости Г) сосуд 4. наблюдение за объектами А Б 4 2 В 1 Г 3 6. Фермер посадил поле пшеницы, надеясь получить хороший урожай. Все было прекрасно, и   воды   и   солнца   вдоволь.   Зерно   наливалось   и   поспевало   на   поле.   Да   только   однажды, проезжая   по   делам   мимо   своего   пшеничного   поля,   он   увидел,   что   колосья   пшеницы почернели,   стоят   в   поле,   как   обугленные   головешки.   Если   дотронуться   до   такой «обугленной» зерновки пшеницы, то на руках останется мельчайшая черная пыль. Это споры, которыми размножается организм, живущий в теле злака. Пришла беда, погибла большая часть урожая.  1. С чем связано это биологическое явление? 2.  Дайте название этому биологическому объекту. 3. Обоснуйте   свой   ответ,   выделив   в   описании   признаки   принадлежности   к   конкретной систематической группе.  Посоветуйте фермеру меры борьбы с этим организмом.  4. Ответ:   растения   заражены   грибом­паразитом,   который   называют   головня.   Это микроскопический   паразитический   гриб,   который   питается   готовыми   органическими веществами, размножается спорами. Относится к царству грибов. Семена перед посадкой и хранением необходимо обработать химическими препаратами от грибковых заболеваний. Больные растения нужно уничтожить. 7. Более 300 лет назад в Голландии жил естествоиспытатель Антони Левенгук. Он был продавцом сукна. Но самым главным его увлечением стало исследование разных объектов под   увеличительными   стеклами.   Среди   множества   открытий   Левенгука   –   описание сперматозоида. Это слово в переводе означает семя животного. Проанализируйте текст и ответьте на вопросы. 1. Можно ли считать, что семя растения и спермий обозначают одно и то же? Почему? 2. Где образуется спермий у цветковых растений? 3. В каких процессах он участвует? Ответ:  Нет, нельзя. Спермий – это мужская половая клетка, а семя – многоклеточное образование, содержащее зародыш будущего растения. Спермий цветковых растений образуется в пыльниках тычинок. Спермии участвуют в оплодотворении, сливаются с яйцеклеткой и центральным ядром, из которых развивается зародыш семени и эндосперм. 8. В1901 г. голландский биолог М. Бейерник осуществил такой эксперимент. Он положил в пробирку   комочек   почвы,   добавил   немного   воды   и   сахара.   Через   некоторое   время   в пробирке   бурно   размножились   бактерии,   получившие   впоследствии   название «азотобактер». Объясните сущность опыта, ответив на вопросы: 1. Зачем ученый в опыте использовал почву? 2. Что является источником азота для бактерий? 3. Какова роль этих бактерий в природе? 4. Почему «азотобактер» лучше удобрений, полученных химическим путем? Ответ: ­ Почва ­ источник бактерий. ­ Воздух – источник азота. ­   «азотобактер»   обогащает   почву   соединениями   азот,   его   невозможно   передозировать. Растения   могут   накапливать   азотистые   соединения   из   гранул   удобрений.   Попадая   в организм человека, эти вещества способны нанести вред. Контекстные задачи по химии 1. Французский химик, один из  основоположников современной химии.   Систематически   применял   в   химических   исследованиях количественные   методы.   Выяснил   роль   кислорода   в   процессах горения, окисления и дыхания, чем опроверг теорию флогистона. Один из основателей термохимии. Руководил разработкой новой   Автор   классического   курса «Начальный учебник химии». Во время Французской революции по суду революционного химической   номенклатуры. трибунала в числе других откупщиков был казнен на гильотине.  1. Перед вами зашифрованное имя этого ученого  Кислород Магний Свинец Азот Водород Железо Медь Цинк В У Е А Л А З Ь Чтобы его расшифровать сделайте следующие действия: определите относительную атомную  массу  каждого   элемента,  расположенного  в  таблице,   затем   расположите  их   в порядке возрастания относительных атомных масс. Подсказка: для определения относительной атомной массы можно воспользоваться Периодической системой химических элементов Д.И.Менделеева.  Ответ: Лавуазье 2. Автора строк «Здоровье – это не все, но все без здоровья ничто» вы узнаете, если  из приведенного ниже перечня выпишите отдельно названия веществ и названия тел, соблюдая порядок, в котором они написаны: ручка,   стекло,   стакан,   олово,   карандаш,   тарелка,   керамика,   очки,   ртуть, алюминий, тальк. Ответ: Сократ.  Стекло, Олово, Керамика, Ртуть, Алюминий, Тальк. 3.  Врачи выделили три основных и страшных недуга, вызванных курением: коронарное легких. заболевание, эмфизема легких   бронхит, рак         и   Вычислив, какое количество вещества составляет углекислый газ, занимающий объем 134,4 л. вы узнаете, сколько минут жизни забирает одна выкуренная сигарета. Решение: Vm (CO2) = 22,4 моль/л    n (CO2) = 134,4 / 22,4 = 6 (моль).   Ответ: одна выкуренная сигарета отнимает 6 мин. жизни. 4. Молоко – это первая еда, которую получает ребенок. Поэтому эта пища содержит все питательные вещества, необходимые новорожденному.  В состав молока входит около 200 веществ   жизненно   необходимых   для   организма   человека.   Все   компоненты   молока находятся   в   строго   взаимосвязанном   отношении,   что   важно   в   жизнедеятельности организма. Поэтому молочные продукты должны составлять не менее 1/3 потребляемых человеком продуктов в сутки.  Вычислите, какое количество вещества составляет: а) оксид кальция массой ­ 5,6г б) оксид калия массой ­ 4,7 г в) оксид серы (IV) массой – 16 г г) оксид серы (VI) массой­ 5,12г д) оксид цинка – 81г Ответ вам подскажет, сколько мг витаминов содержится в 100г молока. Решение: а) витамина А ­0,10 мг б) витамина  В1­ 0,05 мг в) витамина  В2 – 0,17 мг       г) витамина  РР – 0,08 мг д) витамина  С ­1,00 мг 5.  Составьте   уравнения   химических   реакций   и   по   количеству   веществ,   участвующих   в реакции, вы сможете определить продукты, которые • • • а) стимулируют обмен веществ в мозге и этим облегчают процесс заучивания карбонат натрия и соляная кислота: 1­морковь; 2­ ананас; 3­ горох; 4 – хлеб б) облегчают восприятие информации и восстанавливают силы алюминий с раствором серной кислоты: 1­ помидор; 2­ лимон; 3­ грейпфрут; 4 – сосиски в) нейтрализуют отрицательные эмоции: железо с хлором: 1­ огурец; 2­ банан; 3­ клубника; 4 ­яблоко Ответ:    а) морковь и ананас ­ стимулируют обмен веществ в мозге и этим облегчают процесс  заучивания (Na2CO3 + 2 HCl  б) лимон – облегчает восприятие информации, грейпфрут восстанавливает силы (2Al + 3  );→ );→ H2SO4  в) банан и клубника ­ нейтрализуют отрицательные эмоции (2Fe + 3 Cl2  6.  Глюкозу в медицине используют в виде растворов различной концентрации, которые служат   источником   жидкости   и   питательного   материала,   а   также   способствуют )→ обезвреживанию и выведению ядов из организма.  Рассчитайте, в какой массе раствора  глюкозы с массовой долей 5 % следует растворить  120г ее, чтобы получить раствор с массовой долей глюкозы 8 %. Решение:  Пусть масса 5% раствора – х, тогда 0,05х + 120 = 0,08х + 120 ∙ 0,08  110,4 = 0,03х х = 3680 необходимо 3680 г  5% раствора. 7.  В   случае   загрязнения   атмосферы   хлором,   можно   защититься   марлевыми   повязками, смоченными 5% раствором питьевой соды и подняться на верхний этаж здания школы, а в случае   загрязнения   атмосферы   аммиаком,   надеть   марлевые   повязки,   смоченные   3% раствором уксусной кислоты и располагаться на первых этажах. Объясните с химической точки зрения это явление. Решение:  хлор тяжелее воздуха  Dв (Cl2) = 71/29 =2,45 гидрокарбонат натрия – соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, идет  гидролиз по аниону – среда щелочная, хлор нейтрализуется Сl2  + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O  Аммиак легче  воздуха Dв (NH3) = 17/29 = 0,59 аммиак обладает основными свойствами и нейтрализуется уксусной кислотой: NH3 + CH3COOH = CH3COONH4  8.  При   неправильном   уходе   за   ротовой   полостью   зубы   становятся   чувствительными   к горячей и холодной пище, но эти ощущения проходят, если два раза в день чистить зубы пастой, содержащей фтор.  Как с химической точки зрения объяснить этот факт? Ответ:  Соединения фтора переводят Ca5OH(PO4)3 в CaF2 , а он, в свою очередь, адсорбируется на эмали, предохраняя ее от воздействия кислот, образующихся при разложении пищи. Также фторидные соединения подавляют жизнедеятельность бактерий, эмаль не разрушается и становится не чувствительной к горячей и холодной пище. 9.  В   составе   желудочного  сока   содержится   соляная   кислота.   Избыток  ее   (повышенная кислотность)   вызывает   изжогу   в   организме.   Если   соляной   кислоты   ниже   нормы,   то   у человека пониженная кислотность. При «изжоге» в домашних условиях часто принимают питьевую соду.  Запишите уравнения химической реакции. Можно ли с помощью питьевой соды навсегда  избавиться от «изжоги». Почему?  Ответ:  NaHCO3 +  HCl = NaCl +  CO2 + H2 O  C помощью питьевой соды нельзя навсегда избавиться от «изжоги» так как временная  нейтрализация  кислоты ведет к дальнейшему увеличению ее образования:  CO2 + H2O +  Clˉ    →    HCl + HCO 3ˉ Заключение. С помощью контекстных задач выявляются не только предметные знания и умения, но   и   их   системность,   функциональность,   а   также   самостоятельность,   креативность мышления и другие личностные характеристики. Контекстные   задачи   способны   мотивировать   ученика   на   поиск   ответа   на поставленную задачу, вызывать интерес с практической точки зрения и создать условия для применения знаний в ситуациях, возникающих в реальной жизни.  Таким образом, подобные задания способствуют повышению качества подготовки учащихся; пониманию использования дисциплин естественнонаучного цикла во всех видах деятельности  человека;  созданию предпосылок  для творческой  деятельности  учащихся, исследовательской и проектной деятельности на более высоком уровне. Рекомендуемая литература: 1. Ахметов М.А. Об использовании контекстных задач в процессе обучения. [Текст] // Химия в школе. – 2011 ­ №4 – с 23­27. 2. Бондарук М.М. Занимательные материалы и факты по общей биологии в вопросах и ответах 5­11 классы ­ Изд. Учитель: Волгоград, 2007. 74 с. 3. Борзова З.В.,. Дидактические материалы по биологии: Методическое пособие./З. В Борзова, А.М. Дагаев­ М.: ТЦ Сфера, 2005. ­ 400 с. 4. Высоцская М.В. нетрадиционные уроки по биологии в 5­11 классах/М.В. Высоцкая ­ Изд. Учитель: Волгоград, 2004. 489 с. 5. Вербицкий   А.А.   Активное   обучение   в   высшей   школе.   Контекстный   подход: Методическое пособие.­ М: Высшая школа, 1991.­207 6. Заграничная   Н.А.   О   метапредметных   результатах   изучения   школьного   курса химии // Химия в школе. – 2011­№4 7. Корнилова   Е.А.   Современные   подходы   к   конструированию   урока   в   условиях реализации   ФГОС   (из   опыта   преподавания   естественно­математических   дисциплин): Методическое пособие/Под редакцией Корниловой Е.А. [Текст] – Белгород: Издательство БелИРО, 2015. – 72 с. ББК 74.202 С5. 8. Леенсон И.А. Занимательная химия. 8­11класс:­М: Дрофа,1996.­224с. Маркина   И.В.   Современный   урок   химии.   Технологические   приемы.   Разработка 9. учебной деятельности. Академия развития, 2008. 10. Смирнова   Н.З.   Бережная   О.   Познавательные   задачи   по   биологии   и   экологии, Учебное   пособие/   Красноярский   государственный   университет   им.   В.П.Астафьева.   – Красноярск, 2015.­168с. 11. Шалашова  М.М.  Использование  контекстных  задач  для  оценивания  компетенций учащихся // Химия в школе – 2009­ №4, 17с. 12. Я иду на урок химии: Книга для учителя.­ М: Издательство «Первое сентября», 2000. ­273с.