«Формирование инженерной и
естественно-научной компетенции школьников на уроках биологии»
«Не в количестве
знаний заключается образование,
а в полном
понимании и искусном
применении всего
того, что знаешь.
А.Дистарвег
Современное
образование не стоит на месте, оно движется вперед и должно шагать в ногу со
временем, чтобы в полной мере удовлетворять возникающие потребности общества.
Процесс обучения кардинально меняется и переносит свои приоритеты: теперь перед
педагогом стоит задача не научить, а создать такую среду для учащихся, в
которой будет осуществлена возможность самостоятельного изучения предметов, а
также будет раскрыт творческий потенциал школьника. Эти требование прописаны в Федеральном
государственном образовательном стандарте 3 поколения, в основе которого лежит системно
деятельностный подход, нацеливающий на «развитие личности ребенка, на овладение
системой метапредметных и предметных знаний, умений и навыков в процессе
интенсивной подготовке», а также прослеживается практико-ориентированная
направленность, подразумевающая формирование у обучающихся ключевых компетенций
– готовности учащихся использовать усвоенные знания, умения и способы
деятельности в реальной жизни для решения практических задач. Кроме того,
отмечается, что одним из базовых требований к содержанию образования на ступени
основного общего образования «… является достижение выпускниками уровня
функциональной грамотности», в частности естественно научной – которая
определяется, как способностью человека занимать активную гражданскую позицию
по вопросам, связанным с естественными науками, и его готовностью
интересоваться естественнонаучными идеями.
Оценка
функциональной естественно научной грамотности базируется на компетентностном
подходе, который рассматривается как интеграция знаний, умений, отношений и
ценностей, возникающих как эффект формирования знаний и умений. Проявляется
компетентность в действии.
Естественно
научная грамотность включает в себя следующие компетентности:
1.Научно
объяснять явления;
2.Понимать
основные особенности естественно-научного исследования;
3.Интерпретировать
данные и использовать научные доказательства для получения выводов;
Помимо
этого в современном мире растет влияние технологий. Высокотехнологичность и
наукоемкость современных производств и услуг предполагает соответствующий
уровень профессиональной культуры и подготовки молодых специалистов, как залог
их востребованности на рынке труда, а, следовательно, актуализируется задача
развития инженерного мышления, которое выступает как ведущий и наиболее
значимый тип мыслительной деятельности человека.
В ФГОС в
«портрете выпускника школы» можно выделить характеристики выпускника школы,
которые на современном этапе могут трактоваться в качестве инженерной компетенции:
·
ориентация
мотивационной сферы выпускника на инновационную деятельность и творчество;
·
обладание
навыками критического мышления, креативность, активность, инициативность в
процессе целенаправленного познания мира;
·
осознание
выпускником всей полноты значимости науки и образования;
·
обладание
навыками эффективного и обоснованного применения научных методов познания
эмпирического и теоретического характера;
·
ориентация
выпускника на партнерство, сотрудничество;
·
ориентация
на эффективное сочетание информационно-познавательных, проектных и
учебно-исследовательских видов деятельности;
Помимо
вышеперечисленного, среди других составляющих инженерной компетенции можно
выделить:
·
способность
к взаимодействию и переговорам с партнерами по разработке различных видов
решений (коммуникативные УУД);
·
использование
информационных ресурсов, работа с текстами (информационные УУД);
·
ответственность
за качество и продуктивность деятельности, рациональное оценивание результатов
деятельности (регулятивные УУД);
Как
же эффективно формировать естественно научную грамотность и развивать
инженерную компетентность школьников, достигать метапредметных результатов,
если Вы учитель не математики, информатики, физики, а учитель биологии?
Компетенции
естественно научной грамотности предполагают развития у обучающихся
исследовательских навыков, таких как научно объяснять явления, формулировать гипотезы
и цели исследования, умения анализировать, интерпретировать данные и делать
соответствующие выводы, поэтому в урочной и во внеурочной деятельности я
использую современные методы обучения.
Так
обучающиеся 6 – 11 классов проводят исследования используя «Умные теплицы ЙоТик
М2, Умные дома ЙоТик М2» в которых применяется технология Интернет вещей (IoT)
-управление системой выращивания растений. На уроках информатики обучающиеся
собирают и программируют теплицы по заданным параметрам, а на уроках биологии и
во внеурочной деятельности проводят исследования целью которых является
создание собственных систем управления выращиванием растений, на основе анализа
полученных данных в режиме реального времени, таких как температура и влажность
воздуха, атмосферное давление, освещенность, температура и влажность почвы, ультрафиолетовое
А и Б-излучение, индекс ультрафиолета;
Начиная
с 2022 года обучающимися проведено более 16 исследований, касающихся условий
прорастания семян различных видов растений, также совместно с учителем физики
разработан и успешно представлен урок – исследование о проращивании растений в
разных графитационных условиях лунного и марсианского грунта.
Также
обучающиеся на уроках используют цифровые микроскопы Digital Blue QX7, которые
снабжены преобразователем визуальной информации в цифровую, обеспечивающим
передачу в компьютер в реальном времени изображения микрообъекта и
микропроцесса, а также их хранения, в том числе в форме цифровой видеозаписи. Изучая
особенности клеточного строение различных организмов, ткани, фазы деления
клеток, хромосомы, обучающиеся проводят не только исследования, но фиксирует
данные в виде фото и видеозаписи и представляют анализ полученных результатов в
виде презентаций.
Помимо
вышеперечисленного, инженерное мышление можно формировать используя метод
моделирования, так, при изучении темы «Строение клетки» в 5 классах, я провожу
занятия по моделированию растительной и животной клетки используя пластилин, в
6 классах при изучении темы «Строение цветка», «Типы соцветий» с
использованием пластилина, предлагаю создать обучающимся модель цветка по
заданию (с простым или двойным околоцветником, пестичный или тычиночный) и т.д.
Помимо пластилина подручными средствами может быть цветная бумага, ватные
палочки и диски, пластиковые бутылки и др, в 9 классе примером предметной
модели может послужить собственная модель принципа построения молекулы ДНК при
помощи конструктора – пазлы. Этот приём наглядно демонстрирует учащимся
последовательность и закономерность расположения нуклеотидов в двуцепочечной
ДНК, а при изучении «Анатомии человека» обучающиеся используют разборные модели
органов человека.
В ходе
моделирования обучающиеся проходят несколько этапов деятельности:
1 этап:
тщательное изучение опыта, связанного с интересующим явлением или объектом,
анализ и обобщение этого опыта, и создание гипотезы, лежащей в основе будущей
модели;
2 этап:
составление программы деятельности, разработка различных вариантов
конструируемого объекта;
3 этап:
создание окончательного варианта модели;
Для
эффективного формирования естественно – научной грамотности на своих уроках я
также применяю современные инновационные педагогические технологии, так
например формировать компетенцию «Научно объяснять явления» естественно –
научной грамотности мне помогает игровая технология обучения. Например, при
изучении темы в 7 классе «Особенности строения земноводных», обучающиеся
работают с кластером в виде скелета рыбы, где каждый плавник представлен в
виде отдела, а в голове рыбы представлен главный вопрос, на который
обучающиеся должны ответить заполнив плавники, а также они должны догадаться
почему при изучении земноводных, мы используем кластер «Скелет рыбы», при
изучении в 9 классе темы «Динамика численности популяции и ее регуляция. Цепи
питания», обучающиеся изучают взаимоотношения сказочных персонажей «Красоцвет»,
«Цветогрыз», «Грызоед» в сказочном лесу, также обучающиеся на уроках решают практико-ориентированные
задачи. Например, при изучении темы «Иммунитет человека», дети должны ответить
на практико-ориентированный вопрос: «Кот может безошибочно определить где у
человека больное место. Он ложится прямо на больной сустав и начинает его
«лечить». И ведь действительно помогает. Объясните, что за странное чутьё и
лекарство есть у кота?»
При
формировании естественно – научной компетентности «Понимать основные
особенности естественно-научного исследования» я применяю метод кейс
технологии, который направлен на формирование у обучающихся знаний и умений на
основе анализа и решения реальной или смоделированной проблемной ситуации
представленной в виде кейса.
В
6 классе примером кейс технологии может быть следующее задание при изучении
темы «Воздушное питание растений»:
В
книге голландского естествоиспытателя Ян Батист ван-Гельмонта (ещё в начале
XVII века) был описан известный опыт, который Ксения решила повторить сама. В
этом ей помог папа, потому что в опыте надо было использовать электрическую
плитку и спирт. Их опыт состоял из следующих шагов.
1)
Растение герани (пеларгонии) поставили в тёмный шкаф и продержали там несколько
дней (3-4).
2)
Растение выставили на свет, закрепив на одном из листьев с двух сторон полоску
плотной бумаги.
3)
Через сутки срезали лист с полоской бумаги, сняли полоску и опустили лист в
кипяток на 2-3 минуты; после этого весь лист, в том числе и там, где была
полоска, остался зелёным.
4)
Лист опустили на несколько минут в горячий спирт, в результате чего лист
обесцветился, а спирт приобрел зеленоватый оттенок.
5)
Лист промыли в воде, а затем в стеклянной чашечке залили слабым раствором йода.
6)
Когда лист вынули, он имел такой вид:
Вопрос
1: В чем состоит цель этого опыта? Выберите один ответ.
А.
Показать, что хлорофилл, содержащийся в листе, растворяется в спирте.
Б.
Показать, что лист в кипятке сохраняет зелёную окраску.
В.
Показать, что в листьях на свету образуется крахмал.
Г.
Показать, что под закреплённой бумажкой лист теряет хлорофилл.
Вопрос
2. Каким был бы результат опыта, если бы лист срезали сразу после 4 дней в
тёмном шкафу и, так же обработав в воде и спирте, положили в раствор йода?
Последнюю компетенцию естественно – научной
грамотности «Интерпретировать данные и использовать научные доказательства для
получения выводов», можно формировать у обучающихся используя технологию
проблемного обучения и технологию критического мышления. Например при изучении
темы 6 класса «Тайны полового размножения покрытосеменных», обучающиеся читают
письма от пчелки Майи и «наливного яблочка», анализирует текст письма и на
основании полученной информации выстраивают этапы полового размножения
покрытосеменных, в 9 – 10 классе, при изучении «Сцепленного с полом
наследования признаков» можно использовать игровую технологию обучения, в ходе
которой обучающиеся на урок становятся генетиками, работниками генетической
консультации. К ним в консультацию приходят письма с признаками родителей и их
потомков и обучающиеся по этим признакам должны определить какие из них являются
доминантными и могу проявится в будущем поколении, а какие рецессивные и не
проявятся.
Решая подобные задачи, при изучении анатомии, генетики,
селекции, ребята видят возможность реально использовать свои знания в
определенных жизненных ситуациях, что приводит к более глубокому пониманию
материала, а также к профориентированности, ведь биология необходима для
поступления в Вуз не только будущим медикам, но и будущим ветеренарам,
селекционерам, биоинженерам, биотехнологам, экологам, санитарным инспекторам и
д.р.
Таким образом применяя современные приемы, методы обучения,
используя инновационные педагогические технологии совместно с информационным
оборудованием мы может успешно формировать естественно –научную грамотность,
инженерную компетентность и метапредметность у обучающихся на уроках биологии,
формировать инженерное мышление у будущих выпускников школ, которое является
крайне востребованным в современном обществе.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.