Статья "Современные образовательные технологии на уроках биологии"

«Современные образовательные технологии на уроках биологии».

Особенность федеральных государственных образовательных стандартов общего образования - их деятельностный характер, который ставит главной задачей развитие личности ученика. Современное образование отказывается от традиционного представления результатов обучения в виде знаний, умений и навыков; формулировки ФГОС указывают на реальные виды деятельности.

Поставленная задача требует перехода к новой системно-деятельностной образовательной парадигме, которая, в свою очередь, связана с принципиальными изменениями деятельности учителя, реализующего новый стандарт. Также изменяются и технологи обучения, внедрение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) открывает значительные возможности расширения образовательных рамок по каждому предмету в общеобразовательном учреждении, в том числе и по химии и биологии.

В этих условиях традиционная система, реализующая классическую модель образования, стала непродуктивной.  Уход от традиционного урока через использование в процессе обучения новых технологий позволяет устранить однообразие образовательной среды и монотонность учебного процесса, создаст условия для смены видов деятельности обучающихся, позволит реализовать принципы здоровьесбережения. Рекомендуется осуществлять выбор технологии в зависимости от предметного содержания, целей урока, уровня подготовленности обучающихся, возможности удовлетворения их образовательных запросов, возрастной категории обучающихся.

Часто педагогическую технологию определяют как:

• Совокупность приёмов – область педагогического знания, отражающего характеристики глубинных процессов   педагогической   деятельности, особенности их взаимодействия, управление которыми      обеспечивает необходимую эффективность учебно-воспитательного        процесса;
• Совокупность форм, методов, приёмов и средств передачи социального опыта, а также техническое оснащение этого процесса;
• Совокупность способов организации учебно-познавательного процесса или последовательность определённых действий, операций, связанных с конкретной деятельностью учителя и направленных на достижение поставленных целей (технологическая цепочка).

В условиях реализации требований ФГОС наиболее актуальными становятся технологии:

• Информационно – коммуникационная технология
• Технология развития критического мышления
• Проектная технология
• Технология развивающего обучения
• Здоровьесберегающие технологии  
• Технология проблемного обучения
• Игровые технологии
• Модульная технология
• Технология мастерских
• Кейс – технология
• Технология интегрированного обучения
• Педагогика сотрудничества. 
• Технологии уровневой дифференциации 
• Групповые технологии. 
• Традиционные технологии (классно-урочная система)

Технология критического мышления

Что понимается под критическим мышлением? Критическое мышление – тот тип мышления, который помогает критически относится к любым утверждениям, не принимать ничего на веру без доказательств, но быть при этом открытым новым идеям, методам. Критическое мышление – необходимое условие свободы выбора, качества прогноза, ответственности за собственные решения. Критическое мышление, таким образом, по сути – некоторая тавтология, синоним качественного мышления. Это скорее Имя, чем понятие, но именно под этим именем с рядом международных проектов в нашу жизнь пришли те технологические приемы. 

Данная технология основана на применении развивающего эврестичекого обучения на деятельностном подходе.  Основу данной технологии составляет набор 3-х стадий: а) вызов, б) осмысление в) размышление.

Действия учащихся.

На стадии вызова.

Ученик ставит перед собой  вопрос, что я знаю по данной проблеме, анализирует собственные знания и ставит вопрос, что хочу узнать В результате происходит вызов интереса к теме,  определение цели её изучения силами самих учеников.

На стадии осмысления.

 Под руководством и с помощью товарищей ученик отвечает на поставленные вопросы. Ученик вступает в непосредственный контакт с информацией, читает, слушает , делает опыты. Активное получение информации самим учеником, соотношение нового и уже известного.

На стадии размышление.

А правильно ли я ответил. Размышление и обобщение того, что узнал по данной проблеме, попытка присвоения информации ( выражение своими словами).

Основные методические приемы развития критического мышления

1.     Прием «Кластер»

2.     Таблица

3.     Учебно-мозговой штурм

4.     Интеллектуальная разминка

5.     Зигзаг, зигзаг -2

6.     Прием «Инсерт»

7.     Эссе

8.     Приём «Корзина идей»

9.     Приём «Составление синквейнов» 

10. Метод контрольных вопросов

11. Приём «Знаю../Хочу узнать…/Узнал…»

12. Круги по воде

13. Ролевой проект

14. Да - нет

15. Приём «Чтение с остановками» 

16. Приём « Взаимоопрос»

17. Приём «Перепутанные логические цепочки»

18. Приём «Перекрёстная дискуссия»

Хочу остановиться на приёме : « Кластер».

Составление кластера по металлам.

( практическая работа в парах)

 

Кейс-технология.

Любое усвоение знаний строится на усвоении учеником учебных действий, овладев которыми, ученик смог бы усваивать знания самостоятельно, пользуясь различными источниками информации. В последнее время широкое распространение получили технологии активного обучения, среди них проектная, ИКТ, технология развития критического мышления при чтении и письме, кейс и т.д.

Подробнее разберем кейс-технологию.

Название произошло от латинского термина «casus» — запутанный или необычный случай.

Кроме этого, иногда используется термин «кейс-технологии» как папка с учебными материалами.

Кейс–   совокупность учебных материалов, в которых сформулированы практические проблемы, предполагающие коллективный или индивидуальный поиск их решения, это описание проблемной ситуации на основе реальных фактов, случаев, которые можно перевести в статус задачи, и затем решать с последующей рефлексией хода и ресурсов решения.

Кейс-технология (дежурный чемоданчик на всякий случай).

В качестве кейсов можно использовать любые тексты (материалы газет, журналов, материалы из интернет и др.). Кейсы могут  быть практическими (для закрепления ЗУН), обучающими (для решения учебных и воспитательных задач), научно-исследовательскими (для осуществления исследовательской деятельности и формирования исследовательской компетентности). Кейс–метод предназначен для получения знаний по дисциплинам, темам, истина в которых неоднозначна, поэтому очень сложно использовать его в химии.

Критерии для разработки кейса.

1.     Соответствие проблематики кейса, изучаемого содержания.

2.     Достаточный уровень знаний учащихся в проблемном поле в ситуации  кейса.

3.     Кейс должен быть на поллиста.

Требования к кейсу:

1.  Постановка актуальной проблемы, которую можно обсуждать и которая не имеет однозначного решения;

2.  соответствие текста  поставленным образовательным задачам и теме урока (разделу), в рамках которого он предлагается;

3.  присутствие достаточного количества информации для проведения анализа и нахождения  путей решения исследовательской проблемы;

4.  отсутствие авторской оценки проблемы;

Цель -  научить:

·          анализировать информацию,

·          сортировать ее для решения заданной задачи,

·          выявлять ключевые проблемы,

·          генерировать альтернативные пути решения и оценивать их,

·          выбирать оптимальное решение и формировать программы действий и т.п.

Помимо этих целей при применении анализа ситуаций достигаются и дополнительные эффекты, обучаемые:

·          Получают коммуникативные навыки

·          Формируют интерактивные умения, позволяющие эффективно взаимодействовать и принимать коллективные решения

·          Приобретают экспертные умения и навыки

·          Учатся учиться, самостоятельно отыскивая необходимые знания для решения ситуационной проблемы, разрабатывать различные проблемы;

·           анализировать ситуации;

·           оценивать альтернативы;

·           выбирать оптимальный вариант решений;

·           составлять план осуществления решений;

·           устойчивый навык решения практических задач;

·           учиться работать с информацией.

Этапы использования кейсов:

1.Подготовительный этап - создание кейса и вопросов для его анализа; подготовка методического обеспечения для предстоящего урока.

2. Ознакомительный этап (учитель организует работу в классе, учащиеся знакомятся с  ситуацией, её особенностями);

3. Аналитический этап

Цель этапа: проанализировать кейс в группе и выработать решение. Этапы: -выделение основной проблемы,

-любые предложения по ее решению, -

-анализ последствий принятия того или иного решения

4. Итоговый этап (учитель оценивает вклад учеников в анализе ситуации, подводит к общему выводу). Чем отличается кейс от проблемной ситуации? Кейс не предлагает обучающимся проблему в открытом виде, а участникам образовательного процесса предстоит вычленить ее из той информации, которая содержится в   описании кейса.

Технология работы с кейсом в учебном процессе сравнительно проста и включает в себя следующие этапы:

-индивидуальная самостоятельная работы обучаемых с материалами кейса (идентификация проблемы, формулирование ключевых альтернатив, предложение решения или рекомендуемого действия);

-работа в малых группах по согласованию видения ключевой проблемы и ее решений;

-презентация и экспертиза результатов малых групп на общей дискуссии (в рамках учебной группы).

Кейс – стадии:

1 шаг: Сформулируйте одну конкретную проблему и запишите ее.

2 шаг: Выявите и запишите основные причины ее возникновения (причины формулируются со слов «не» и «нет»).

1 и 2 шаг представляют ситуацию «минус». Далее ее надо перевести в ситуацию «плюс».

3 шаг: Проблема переформулируется в цель.

4 шаг: Причины становятся задачами.

5 шаг: Для каждой задачи определяется комплекс мероприятий – шагов по ее решению, для каждого шага назначаются ответственные, которые подбирают команду для реализации мероприятий.

6 шаг: Ответственные определяют необходимые материальные ресурсы и время для выполнения мероприятия

7 шаг: Для каждого блока задач определяется конкретный продукт и критерии эффективности решения задачи.

Распределения функций между учащимися и преподавателем:

Фаза работы	Действия преподавателя	Действия учащегося
До занятия	1. Подбирает кейс 2. Определяет основные и вспомогательные материалы для подготовки учащихся 3. Разрабатывает сценарий занятия	1.Получает кейс и список рекомендованной литературы 2.Индивидуально готовится к занятию
Во время занятия	1. Организует предварительное обсуждение кейса 2. Делит группу на подгруппы 3. Руководит обсуждением кейса в подгруппах, обеспечивает учащихся дополнительными сведениями	1. Задает вопросы, углубляющие понимание кейса и проблемы 2. Разрабатывает варианты решений, принимает во внимание мнения других 3. Принимает или участвует в принятии решений
После занятия	1. Оценивает работу учащихся 2. Оценивает принятые решения и поставленные вопросы	Составляет письменный отчет о занятии по заданной форме

Обычно кейсы готовятся в пакете, включающем в себя:

1.           вводный кейс (сведения о наличии проблемы, ситуации, явления; описание границ рассматриваемого явления);

2.           информационный кейс (объем знаний по какой-либо теме (проблеме), изложенный с той или иной степенью детальности);

3.           стратегический кейс (развитие умения ана­лизировать среду в условиях неопределенности и решать комплексные проблемы со скрытыми детерминантами);

4.           исследовательский кейс (аналогичен групповым или индивидуальным проектам — результаты анализа некоторой ситуации представляются в форме изложения);

5.           тренинговый кейс (направлен на упрочение и более полное освоение уже использованных ранее инструментов и навыков -  логических и т.п.).

 

Методы, применяемые в кейс-технологии:

1.                 Метод инцидентов

Инцидент (от лат. инциденс) – случай, происшествие, столкновение.

Это глубокое и детальное исследование реальной или имитированной ситуации.
Цель метода – поиск информации для принятия решения самим слушателем, и - как следствие – обучение работать с информацией: сообщать её, систематизировать, анализировать.

В качестве примера рассмотрим кейс урока химии 9 класс свойства фосфора и его соединений.

  В начале урока учитель зачитывает цитату  из романа А. Конан Дойла «Собака Баскервилей»: « Чудовище, лежащее пред нами, поистине могло, кого угодно испугать своими размерами и мощью. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. «Фосфор», - сказал я.»

Он предлагает провести расследование по данному факту. Предлагается набор кейсов для работы в группах.

2. Метод проигрывания ролей.

В  виде инсценировки создается правдивая ситуация, которая затем оценивается. При «разыгрывании ситуаций в ролях» участники исполняют роль самостоятельно определяя стратегию поведения, сценарий, планируемый результат.

Метод «Групповая дискуссия».

·          Обычно дискуссией руководит модератор. Общие правила коммуникации при групповой дискуссии выражаются в следующих требованиях к участникам группы:
избегай общих фраз;
ориентируйся на цель (задачу);
умей слушать;
будь активен в беседе;
будь краток;
осуществляй конструктивную критику.

В учебных ситуациях преподаватель может задавать вопросы:

«- Что в ситуации является главным?
- Какие проблемы, изложенные в ситуации, Вам удалось выделить и какая из них приоритетная?
- Что Вы лично думаете об этом?
- Можете ли Вы привести аналогичный пример из практики?
- Что является здесь управленческой компетентностью?
- Затронуты ли в ситуации другие аспекты — например этические, психологические?
- Как бы Вы это оценили?
- Каковы могут быть последствия принятых решений?
- Кого это затронет, на ком отразится?
- Не пропустили ли Вы важную для правильного решения информацию?
- С чьих позиций Вы это предлагаете?»

Например: урок в 8 классе по теме «Вода, свойства, значение» проводится в виде дискуссии по группам. Каждой группе выдается кейс, в котором обозначен вопрос для обсуждения, а также даны источники информации. В течении 5-7 минут группа работает над своим вопросом. Затем спикер доводит до остальных групп информацию и отвечает на вопросы оппонентов (члены группы дополняют ответы на вопросы, возникшие у других групп). Дискуссией руководит модератор (учитель).

В кружево будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности – только …….

Кейс №1 «Химические свойства воды. Распадаются ли в воде на ионы ее собственные молекулы?  Может ли вода гореть?  Кто и когда впервые осуществил синтез воды?»

Кейс №2 «Физические свойства воды.  В каких агрегатных состояния встречается вода в природе? Может ли вода течь вверх? Почему бутылка с водой, поставленная в морозилку раздувается?».

Источники: Марк Колтун «Мир химии»; фото: Масару Эмото (Masaru Emoto); презентация;  http://avenue.h10.ru

Кейс №3 «Каковы основные источники загрязнения воды? Какие методы очистки воды? Почему в природе нет чистой воды?». Источники: Марк Колтун «Мир химии»;  Е.А.Криксунов «Экология»;фотографии; презентация; диск «Химия, биология, экология»; видеосюжеты: «Нефтяная пленка», «Качество бензина», «Соревнования по прыжкам в воду»; фрагмент фильма по книге Алистера Маклина «Ночь без конца»; классическая музыка Г.Ф.Гендель «Музыка воды – Анданте».

Кейс №4 «Роль воды в жизни человека. В каком органе человека содержится наибольшее количество воды, и в каком – наименьшее?».

4. Игровое проектирование

Цель метода — процесс создания или совершенствования объектов.

Для работы по этой технологии участников занятия можно разбить на группы, каждая из которых будет разрабатывать свой проект. Игровое проектирование может включать проекты разного типа: исследовательский, поисковый, творческий, прогностический, аналитический.

Кейсы по биологии.

·          Кейс «Чистоплотная домохозяйка»:

·        « Маргарита Ивановна  всегда отличалась аккуратностью, благодаря чему она заслужила титул самой чистоплотной домохозяйки в своём подъезде. И вот однажды она обнаружила на кафеле в ванной неприятный налёт.

·        - Что это?!! – с ужасом спрашивала  Маргарита Ивановна у соседки по лестничной клетки.

·        Соседка сказала, что, скорее всего это грибы».

·          Задание:

·        •  Могут ли это быть грибы?

·        •  А другие организмы?

•  Предложите способы, с помощью которых можно было бы выяснить природу этого налета.

.Примерный ход рассуждений учащихся:

Налёт на кафеле могут образовывать грибы, а могут и другие организмы. Наиболее вероятные кандидаты - бактерии и водоросли. Вполне возможно, что налёт будет состоять из сообщества нескольких видов организмов (хотя вряд ли их будет много).

Чтобы разобраться, кто это может быть, для начала стоит обратить внимание на цвет налёта. Если он имеет зелёный оттенок, можно предположить, что на кафеле живут фотосинтезирующие организмы. Для этого кафель должен находиться на освещённом месте. Такими организмами могут являться как сине-зеленые водоросли (прокариотические, безъядерные организмы), так и зеленые водоросли (эукариоты, клетки которых имеют ядро). Если кафель находится внутри дома, появление каких-то других фотосинтетиков маловероятно. Если это кафель на садовой дорожке или на наружной стене дома, то список кандидатов расширяется. Например, это могут быть лишайники. А уж если это кафель на дне садового бассейна, то тут могут появляться и другие водоросли.

Если налёт не имеет зелёного оттенка, и особенно если он растёт в тёмном помещении, можно предположить, что входящие в него организмы питаются гетеротрофно, то есть потребляют готовые органические вещества. Тогда это, вероятно, бактерии или грибы.

Для более подробного анализа нужно соскрести налёт (кстати, стоит поскрести и в том месте, где налета нет. Это пригодится в качестве контроля.) Ещё лучше взять несколько проб похожего налёта в разных местах. Тех организмов, что оказались в налёте, можно попробовать разглядеть в световой микроскоп.

Многим школьникам кажется, что посмотреть в микроскоп достаточно, чтобы сразу стало понятно, кто перед нами. К сожалению, все не так просто. Даже увидеть, есть ли в клетках ядро, часто бывает проблемой. Особенно если речь идет о зелёных организмах - в них ядро обычно замаскировано хлоропластами (у водорослей вместо них хроматофоры) и совершенно не видно. Поэтому отличить, имеем мы дело с прокариотами (бактериями и сине-зелёными водорослями) или с эукариотами (водорослями или грибами) может оказаться непросто.

Сине-зелёных можно отличить от зелёных водорослей по более темной, синеватой окраске. У нитчатых сине-зелёных в состав нити часто включены особые клетки - гетероцисты - которые отличаются от основных клеток нити округлой формой и крупным размером. Часто нить сине-зелёных одета слизистым чехлом.

Вообще же клетки прокариот обычно значительно мельче клеток прокариот. При обычном увеличении светового микроскопа 10х40 (в 400 раз) клетки большинства бактерий видны как очень мелкие точки и чёрточки, а клетки эукариот видны хорошо.

Гифы грибов будут видны как длинные нити. Если вам попались низшие грибы (вроде плесени), то иногда можно увидеть органы спороношения - торчащие из нитей "головки", "кисточки" и т.п. Кстати, споры часто можно заметить и невооружённым глазом как специфическую "пыль" на поверхности налета.

Можно попробовать посадить содержимое налета на питательную среду и сравнить результаты роста с тем, что вырастет из соскоба там, где налёта не было. В настоящее время разработана целая система отбора организмов на питательных средах разного состава. Таким образом можно получить культуры бактерий или примитивных грибов. Организмов из таких культур можно значительно надёжнее определить как по внешнему виду отдельных клеток и колоний, так и после окраски специальными красителями. Однако эти, как и другие современные методы, вряд ли доступны простой хозяйке, не имеющей доступа в научные лаборатории.

 Что такое компетентностно-ориентированные задания?

         КОЗ – это компетентностно-ориентированное задание,
которое способствует формированию и развитию у учащихся различных компетентностей. Основное внимание уделяется формированию и развитию трех ключевых компетентностей учащихся: информационной, коммуникативной и компетентности разрешения проблем.
КОЗ - это деятельностное задание; во-вторых, оно моделирует практическую, жизненную ситуацию; в-третьих, оно строится на актуальном для учащихся материале; в-четвёртых, его структура задаётся  особыми элементами.       

 Признаки компетентностно-ориентированной задачи:

1.       имитация жизненной ситуации;

2.       обучающий характер, адаптация к возрастному уровню учащихся;

3. выход за рамки одной образовательной области;
4. наличие заметно большего, по сравнению с обычными учебными задачами, набора данных, среди которых могут быть и лишнее;
5. часть необходимых данных отсутствует; предполагается, что учащиеся должны самостоятельно найти их в справочной литературе.

Отличительные признаки компетентностно-ориентированных заданий

1.       деятельностная составляющая;

2. предметные умения;
3. умения работать с информацией;
4. исследовательские умения. 

2.2. Структура компетентностно-ориентированного задания.

        Структура компетентностно-ориентированного задания.

стимул (погружает в контекст задания и мотивирует на его выполнение);

задачная формулировка (точно указывает на деятельность учащегося, необходимую для выполнения задания);

источник (содержит информацию, необходимую для успешной деятельности учащегося по выполнению задания, акцент делается на формирование самостоятельности учебных действий);

инструмент проверки (задаёт способы и критерии оценивания результата).

 

                                

 

         В приложении представлены задания по английскому языку,     направленные на формирование ключевых компетентностей: коммуникативной, информационной и компетентности разрешения проблем. Такие задания можно использовать в учебном процессе на этапе формирования предметных и метапредметных умений и навыков и как диагностический материал на этапе контроля. В зависимости от видов деятельности учащихся,  задания направлены на формирование соответствующих умений. Кроме того, в характеристике каждого задания указаны тема урока (занятия), уровень сложности задания и для учащихся какого класса оно предназначено. Выполнение заданий оценивается в баллах в зависимости от структуры задания, его уровня сложности, формата ответа и особенностей проверяемых умений. Учитывается полнота и правильность выполнения задания.

Требования к проведению урока с компетентностно-ориентированными заданиями.

       Конечно уроки с компетентностно - ориентированными заданиями отличаются от традиционных.

Требования к проведению урока с компетентностно-ориентированными заданиями:

1.     Учебный материал отличается проблемностью.

2.     Создание ситуаций, которые должны быть жизненно важны для ученика, которые найдут отражение в социальном опыте.

3.     Конструирование новых дидактических материалов, поиск нестандартных заданий, создание нестандартных ситуаций, приближенных к реальным.

4.     Учебная деятельность должна иметь исследовательский и практико-ориентированный характер. Организуется работа в деятельностном режиме.

5.     Организация всевозможных практикумов, реализация ученических проектов, проведение мероприятий, поддерживающих и развивающих способности общения у учеников.

6.     Самостоятельное добывание знаний учащимися.

7.     В ходе образовательного процесса выстраивание партнерских отношений. Дети должны получить права активных организаторов, творцов, участников всех сторон жизнедеятельности учреждения.

8.     Школа должна приобрести характер открытой системы, более тесно связана с окружающим социумом.

9.     Дети осуществляют самооценку учебной деятельности