5

Формирование универсальных учебных действий в процессе решения учебных задач на уроках биологии и химии

Одним из ключевых направление развития системы современного образования является введение Федеральных государственных образовательных стандартов. Изучая Стандарт, можно выделить ведущие моменты, на которых строится образовательный процесс: формирование продуктивных универсальных учебных действий, метапредметных результатов. 

В соответствии с деятельностным подходом, составляющим методологическую основу требований Стандарта, содержание планируемых результатов описывает и характеризует способы действий с учебным материалом, позволяющие учащимся успешно решать учебные и учебнопрактические задачи, в том числе и задачи, направленные на отработку теоретических моделей и понятий, и задачи, по возможности максимально приближенные к реальным жизненным ситуациям.

 Система планируемых результатов дает представление о том, какими именно учебными действиями – личностными, регулятивными, коммуникативными, познавательными, преломленными через специфику содержания того или иного предмета, овладеют учащиеся в ходе образовательного процесса. При этом в соответствии с требованиями Стандарта в системе планируемых результатов особо выделяется учебный материал, служащий основой для последующего обучения и подлежащий освоению всеми учащимися [1].

 В соответствии с требованиями Стандарта система планируемых результатов – личностных, метапредметных и предметных – устанавливает и описывает классы учебно-познавательных и учебно-практических задач, осваиваемых учащимися в ходе обучения. Успешное выполнение этих задач требует от учащихся овладения системой учебных действий (универсальных и специфических для данного учебного предмета: личностных, регулятивных, коммуникативных, познавательных) с учебным материалом, и прежде всего с опорным учебным материалом, служащим основой для последующего обучения.

 В результате изучения химии и биологии в основной школе ученик получит подготовку, достаточную для прохождения обучения в старшей школе и средних профессиональных общеобразовательных учреждениях, а также приобретет ключевые компетентности, которые имеют универсальное применение в любом виде деятельности.

6

 Основным элементом системы профессиональной деятельности учителя является образовательная деятельность, а ее ведущей организационной формой – урок. В условиях реализации федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования урок строится на основе решения учебно-познавательных и учебнопрактических задач. Их учащиеся осваивают «в ходе обучения, особо выделяя <…> те, которые выносятся на итоговую оценку, в том числе государственную итоговую аттестацию выпускников» [2].

 Функции учебно-познавательных и учебно-практических задач многообразны – они позволяют обучающимся применять знания, формировать опыт творческого мышления и т.д. Соответственно, они применяются в различных звеньях учебного процесса -  при постановке цели, изучении нового материала, его закреплении и для домашний заданий. Основным целевым ориентиром в процессе проектирования урока становится способность обучающихся решать учебно-практические и учебно-познавательные задачи, что означает не только и не столько усвоение определенного объема знаний, сколько формирование у обучающихся различных способов деятельности с позиции ее субъекта.

 В методической разработке представлены учебно-познавательные и учебно-практические задачи, которые ориентированы в основном не на проверку освоения отдельных знаний, а на оценку способности школьников решать эти задачи на основе сформированных предметных знаний и умений, а также универсальных учебных действий. 

 Предлагаемые планируемые результаты освоения предметного содержания при обучении химии и биологии в основной школе представлены в форме учебных задач, содержание которых основано на современных новейших данных об озере Байкал.  Каждый планируемый результат уточнен  с ориентацией на его измеряемость и достижимость. Это означает, что в планируемых результатах указаны те элементы предметного содержания и те, умения, которыми должны овладеть учащиеся в процессе обучения и которые можно измерить в рамках используемых оценочных процедур.

 Цель методической разработки: обмен опытом для преодоления методических затруднений педагогов при конструировании уроков в логике системно-деятельностного подхода (в части решения учебно-познавательных и учебно-практических задач, основанных на содержании материала и данных об озере Байкал).

15 Задание 15 (базовый уровень)

     Первое свидетельство существования газовых гидратов на дне Байкала было получено летом 1978 г. Газогидраты внешне напоминают спрессованный снег и могут гореть. Газовые гидраты Байкала — твердые льдоподобные соединения метана с водой, устойчивые при высоких давлениях и низких температурах. Гидраты относятся к нестехиометрическим соединениям и описываются общей формулой М×nН₂О, где М - молекула газа-гидратообразователя. В результате молекулярного уплотнения один кубометр природного метан-гидрата в твердом состоянии содержит около 164 м³ метана в газовой фазе и 0,87 м³ воды. 

     Сколько м³ метана и воды содержится в 5 объемах байкальского газогидрата?

Ответ: 820 м³ метана, 4,35 м³ воды. 

Задание 16 (базовый уровень)

     Естественные проявления газа и нефти на Байкале могут представлять значительную экологическую опасность. Выбросы газа со дна озера создают газовые грифоны и грязевые вулканы. В зимнее время газовые грифоны проявляются в виде малозаметных с поверхности льда «пропарин», представляющих угрозу для транспортных средств и рыбаков. Газовый вулканизм представляет опасность, прежде всего для людей, населенных пунктов и предприятий, расположенных в прибрежной зоне Байкала. Такие события, как катастрофические извержения горючего газа, происходили здесь в недалеком прошлом и сохранились в памяти людей, живших на его берегах. Одним из вариантов названия озера Байкал является перевод с бурятского языка как «Бай Гал» - «стоящий огонь». Свидетельством тому являются также вулканические постройки, сохранившиеся лучше всего на дне озера. Они сложены из вязкого материала темно-коричневого цвета, имеют конусовидную форму, высоту до 1 м, диаметр до 1,5 м.   Постройки  содержат до 87% углерода и 11-14% водорода, их органическое вещество относится к парафиновым. 

       Определите формулу газа, образующего байкальский газогидрат.

Ответ: СН4, метан.

17 Задание 19 (базовый уровень)

      Вода в Байкале имеет слабощелочную реакцию из-за наличия в ней щелочных элементов: натрия, кальция, магния и калия и низкого содержания свободной углекислоты. У элементов, принадлежащих к семейству щелочных металлов, с возрастанием относительных атомных масс металлические свойства:

1) изменяются периодически;  2) не изменяются;   3) ослабевают;   4) усиливаются.

Ответ: 4.

Планируемый результат: характеризовать состав атомных ядер и распределение числа электронов по электронным слоям атомов химических элементов малых периодов периодической системы, а также калия и кальция.

Умения, характеризующие эти результаты:

●                  определять число протонов в ядре атома химического элемента по его положению в периодической системе Д.И.Менделеева;

●                  устанавливать порядок распределения числа электронов по электронным слоям в атоме на основании положения химического элемента в периоде и группе периодической системы.

Задание 20 (базовый уровень)

     Концентрация микроэлементов в воде Байкала очень низка. Наиболее устойчивыми малыми элементами глубинной байкальской воды являются V, Co, Cu, Zn, Pb и Mn. У какого из этих элементов в ядре атома содержится 29 протонов? Опишите положение этого элемента в периодической системе (порядковый номер, период, группа, подгруппа). Запишите электронную формулу атома этого элемента.

Ответ: Cu, порядковый № 29, 4 период, I группа, побочная подгруппа. 1s22s22p63s23p63d104s1 

Задание 21 (повышенный уровень)

       В байкальской воде растворены практически все газы, которые существуют в атмосфере, а также газы подземного происхождения, выделяющиеся со дна озера. Но пропорции газов значительно отличаются, потому что неодинакова их растворимость в воде и не все они участвуют в биологическом и биохимическом круговороте. Так, в воде озера больше всего растворено азота, в значительном количестве содержится кислород,  

19

Задание 23 (повышенный уровень)

     Одна из уникальных особенностей оз. Байкала – высокая концентрация кислорода в воде на всех глубинах. Содержание   его    в   водной     толще  изменяется в среднем от 9 до 14,5 мг/дм³. Насыщение воды кислородом составляет 85-100%, в периоды интенсивного развития фитопланктона оно достигает 105-115%, а в придонной области не опускается ниже 75%. Чем можно объяснить увеличение содержания кислорода в воде в период интенсивного развития фитопланктона в озере? Напишите суммарное уравнение этого процесса.

Задание 24  (повышенный уровень)

     Основные растворенные газы, которые содержатся в воде Байкала, - диоксид углерода и кислород. Динамика содержания растворенных газов в байкальских водах имеет выраженные  сезонные изменения. Так, например, весной при вскрытии озера ото льда по мере прогрева воды начинается развитие водорослей, и содержание диоксида углерода в воде снижается. С чем это связано? Напишите суммарное уравнение этого процесса.

Критерии оценивания: содержание верного ответ, и указания по его оцениванию (допускаются иные формулировки, не искажающие его смысла).

Элементы ответа:

•      Назван и описан процесс фотосинтеза.

•      Объясняется взаимосвязь увеличения количества кислорода или снижения содержания диоксида углерода в воде и интенсивности развития водных растений.

•      Записано суммарное уравнение фотосинтеза.

Задание 25 (повышенный уровень)

     В верхнем слое воды существуют суточные колебания содержания растворенных газов. В формировании суточного хода концентрации растворенных газов,  ведущая роль принадлежит биологическим процессам. В дневные и вечерние часы с ростом биомассы фитопланктона концентрация кислорода возрастает, а диоксида углерода уменьшается. Ночным и утренним максимумам содержания СО2 соответствуют минимальные значения О2. С каким биохимическим процессом это связано?

20

Критерии оценивания: содержание верного ответ, и указания по его оцениванию (допускаются иные формулировки, не искажающие его смысла).

Элементы ответа:

•      Назван и описан процесс фотосинтеза.

•      Объясняется суточная противоположность поглощения СО2 и выделения О2 – световая, темновая фазы фотосинтеза.

•      Записано суммарное уравнение фотосинтеза.

Примеры заданий по биологии

РАЗДЕЛ I. Живые организмы

Планируемый результат: выделять  существенные признаки биологических объектов  (клеток и организмов растений, животных, грибов, бактерий) и процессов, характерных для живых организмов.

Умения, характеризующее достижение этого результата:

•      различать существенные и несущественные признаки клеток растений, животных, грибов, бактерий; организмов растений животных, грибов, бактерий;

•      выявлять отличительные признаки процессов, характерных для живых организмов (обмен веществ и превращение энергии, питание, дыхание, выделение, транспорт веществ, рост, развитие, размножение, регуляция жизнедеятельности организма);

•      различать существенные и несущественные признаки процессов, характерных для живых организмов (обмен веществ и превращение энергии, питание, дыхание, выделение, транспорт веществ, рост, развитие, размножение, регуляция выявлять отличительные признаки клеток и тканей растений животных, грибов, бактерий; организмов растений животных, грибов, бактерий жизнедеятельности организма);

•      выявлять отличительные признаки клеток и тканей растений животных, грибов, бактерий; организмов растений животных, грибов, бактерий.

Умение: выявлять отличительные признаки процессов, характерных для живых организмов (обмен веществ и превращение энергии, питание, дыхание, выделение, транспорт веществ, рост, развитие, размножение, регуляция жизнедеятельности организма).