Формирование ключевых компетенций на уроках биологии

Формирование ключевых компетенций на уроках биологии.

Не в количестве знаний

заключается образование,

а в полном понимании и искусном

применении всего того, что      знаешь.

                                               А.Дистарвег.

«Всем нам известны истории, когда доверчивые люди (порой – весьма неглупые) становятся жертвами мошенников, отдав немалые деньги за «чудодейственные средства», обещающие вылечить от всех болезней и решить все проблемы. «Как эти люди могли поверить такой рекламе? Как не заметили в ней элементарных ошибок, неточностей и противоречий? Ведь все это изучают в школе!!!»

Возникает первый вопрос: все ли у нас правильно в методиках преподавания предметов, если теоретические закономерности обучающиеся, в целом, знают неплохо, но просьба теоретически обосновать их собственные практические действия часто ставит их в тупик? Например,  какие правила биологии нужно иметь в виду при уходе за комнатными растениями? Или, какие правила определяют, что нужно чистить зубы минимально два раза в день, а не, скажем, три или пять

 Видимо, просто «изучать» - недостаточно. Важно уметь применять свои знания о фундаментальных законах природы для критической оценки окружающей действительности. Хороший результат формирования ключевых компетенций дает вовлечение самих учеников в процесс построения знаний.

Я прошла курс обучения по теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) и технологии их внедрения в образовательный процесс. Для формирования ключевых компетенций я внедрила в учебный  процесс  элементы ТРИЗ технологии, созданной советским инженером Генрихом Сауловичем Альтшуллер и его последователями. ТРИЗ-технология (Теории Решения Изобретательских Задач) — это универсальная организационно-педагогическая и методическая система, которая позволяет сочетать предметно-познавательную деятельность с методами активизации и развития мышления, а также творческого решения учебных и социальных задач. ТРИЗ-технология ставит целью формирование сильного мышления у обучающихся, воспитание творческой личности, подготовленной к решению сложных нестандартных задач в различных областях человеческой деятельности. Использование методов ТРИЗ технологий приводит к гарантированным результатам обучения школьников: умениям классифицировать, систематизировать, преобразовывать объекты материального мира; формирует исследовательские умения, умения прогнозировать развитие систем и решать задачи.

Под методами решения изобретательских задач прежде всего подразумеваются приемы и алгоритмы, разработанные в рамках ТРИЗ; а также такие известные методы как мозговой штурм, синектика, морфологический анализ, метод фокальных объектов и их разновидности. Решению творческих задач детей надо обучать. Необходимо познакомить учащихся с инструментарием ТРИЗ: противоречие, системный оператор, идеальный конечный результат, ресурсы, приёмы, алгоритм решения и т. д. Я это делаю на занятиях эколого – краеведческого общества «Наш Дом». Постепенно знакомлю ребят с «мыслительными инструментами» ТРИЗ.

Например. При изучении по биологии ароморфозов, с позиций - ТРИЗ, их можно оценить, как решения движущих противоречий.  

Ученики подводятся к необходимости «переизобретения» биологических приспособлений на уровне ароморфозов.

Тема. Размножение пресмыкающихся

Пресмыкающиеся –  это животные,  которые смогли перейти к размножению на суше. Их эволюционные предшественники Рыбы и Амфибии откладывают икру в воду. В воде происходит ее оплодотворение и развитие зародыша. Как должна была измениться икринка, чтобы зародыш успешно развивался в наземных условиях? Такая постановка вопроса заставляет вернуться к недавно изученному материалу о теме «Рыбы» и уточнить, до этого казавшееся понятным, представление о строении икры. Причем сразу становится очевидной зависимость строения от функции, условий и ресурсов. Далее меняем условия и ресурсы при неизменной функции и рассматриваем возможные варианты изменения строения. В результате «рождается» яйцо!  

Таблица1

Функции	Обеспечение условий для сохранения и развития зиготы в зародыш: • защита от высыхания и внешних воздействий • питание • дыхание  выделение
	Было	Стало
Условия, ресурсы	водная среда,   организм матери	наземно-воздушная среда,   организм матери
Структуры	Икринка: зигота, желточный мешок, студенистая оболочка, через которую происходит газообмен, выведение продуктов метаболизма	Яйцо: снаружи известковая или кожистая скорлупа, зигота в мешочке с жидкостью (амнион), желточный мешок, воздушная полость, мешочек для сбора продуктов обмена (аллантоис).

В возрасте 13-15 лет, по мнению психологов, наступает пик творческих способностей подростка и один из пиков поисковой активности. Наш вклад в этом направлении, это то, что нужно и можно показать детям возможность применения любого “кусочка” знаний в новом неожиданном направлении, что можно быть не просто потребителем знаний, но и создателем нового! Применять тризовские задачи можно на разных этапах урока, это зависит от цели, которую  перед собой поставили. Очень нравится ребятам самостоятельно придумывать задачи для своих  одноклассников. Тем более, что задачу можно сделать из любого интересного факта. Сначала мы с ребятами  учимся готовить маленькие сообщения на тему «Знаете ли Вы, что…», а потом превращаем эти сообщения в задачи. На  своих уроках я  использую разные виды творческих задач. Творческая задача – это задача: - содержащая противоречие;

Например. Эволюция дыхательной системы животных

Постановка этой задачи требует предварительных пояснений.

Зачем мы дышим?  Этот,  примитивный на первый взгляд,  вопрос очень быстро приводит в тупик:  дышим,  чтобы жить!  Почему-то необходимо,  чтобы кислород поступал в кровь, кровь переносила кислород ко всем клеткам тела и забирала из них углекислый газ,  который потом выдыхается.  Зачем?  Ответ кроется на клеточно-молекулярном уровне.  Клетка имеет необходимое  «оборудование»  для преобразования энергии химических связей. Таким образом, дыхание – не просто  «вдох-выдох». Это процесс,  который происходит на клеточно-молекулярном уровне. Для бесперебойной выработки энергии требуется постоянное поступление в клетку кислорода  (существуют и бескислородные технологии) и отведение ненужного отхода – углекислого газа. Система органов, которую принято называть  «дыхательной», в сущности – система для обеспечения газообмена.  Таким образом,  рассмотрение эволюции дыхательной системы сводится к вопросу:  как и почему менялись структуры,  обеспечивающие газообмен у животных?

Газообмен с окружающей средой происходит через поверхность. Для этого поверхность должна быть тонкой,  влажной и достаточно большой:

 • тонкой – так как кислород и углекислый газ перемещаются через покровы диффузно. Диффузия эффективна на расстоянии не более 1 см;  

• влажной – так как кислород и углекислый газ перемещаются только в растворенном виде;

• большой – чем больше поверхность, тем быстрее осуществиться диффузия.

Размер поверхности организма оценивается относительно его объема.  Наблюдается на первый взгляд парадоксальный эффект:  по мере увеличения размеров организма, относительная площадь поверхности уменьшается!  

 S1 < S2 , но S2 /V2 > S1 /V1

У мелких организмов отношение площади поверхности к объему достаточно для эффективного газообмена.  Так,  у простейших,  кишечнополостных,  плоских,  круглых и многих кольчатых червей газообмен происходит через покровы тела. Специализирован-ных органоидов или органов нет.  

У более крупных организмов относительная площадь поверхности уменьшается. Но для эффективного газообмена соотношение площади поверхности к объему должно сохраняться.  

Задача  1: как должна измениться поверхность, чтобы при общем увеличении размера объекта,  ее относительная площадь не уменьшалась?

Противоречие:  площадь поверхности относительно объема по мере увеличения размера объекта должна уменьшаться в соответствии с геометрическими закономерностями и не должна уменьшаться для эффективного газообмена.

Решение: складчатая поверхность.  

Задача  2: какой должна быть поверхность, чтобы служить организму защитой и при этом осуществлять газообмен?

Противоречие:  поверхность должна быть неплотной, проницаемой для газообмена,  поверхность должна быть плотной, непроницаемой для выполнения защитной функции.

Решение:  разделение в частях.  Часть тела покрыта прочной непроницаемой оболочкой,  а часть имеет складчатую,  тонкую, проницаемую поверхность.  

Задача  3:  как должна измениться поверхность,  обеспечивающая газообмен у наземно-воздушных обитателей?

Противоречие: поверхности должны быть выступающими, складчатыми,  тонкими для лучшего газообмена, и не должны быть таковыми, чтобы не высыхать на воздухе.

Решение: впячивающиеся поверхности.

После независимого конструирования газообменных поверхностей знакомлю учеников с приспособлениями организмов, появившимися в результате эволюции живой природы.

Таким образом, элементы ТРИЗ технологии помогают формированию ключевых компетенций на уроках биологии.

Литература

Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач. – М: Альпина Бизнес Букс, 2007.

Альтшуллер Г. С., Верткин И. М. Как стать гением: Жизненная стратегия творческой личности. — Минск: „Беларусь“, 1994.

Бухвалов В. А., Мурашковский Ю. С. Изобретаем черепаху: Как применять ТРИЗ в школьном курсе биологии: Книга для учителей и учащихся. — Рига: 1993