Элективный курс «уровневая организация живой природы» как средство повышения эффективности обучения биологии в профильной школе 13. 00. 02 Теория и методика обучения и воспитания (биология, уровень общего образования)
| Вид материала | Элективный курс |
- Экологизация содержания профильного курса биологии на основе изучения биологического, 377.76kb.
- Нетрадиционные формы обучения в начальной школе как средство повышения эффективности, 314.14kb.
- Методика создания и использования системы повторительных математических диктантов как, 452.55kb.
- Система знаний о микроорганизмах в школьном курсе биологии как основа формирования, 325.99kb.
- Изучение родной литературы и фольклора как эффективное средство воспитания и обучения, 281.79kb.
- Задачи как средство развития креативности мышления у младших школьников специальность, 351.93kb.
- Программа вступительных экзаменов по специальности 13. 00. 02 теория и методика обучения, 42.2kb.
- Методика дифференцированного обучения решению математических задач с использованием, 253.93kb.
- Методическая система изучения элективного курса радиофизики в профильной школе с использованием, 347.42kb.
- Дифференцированное обучение географии учащихся разных когнитивных стилей 13. 00., 399.48kb.
Организационно-процессуальный компонент
Формы:
– урок (комбинированный, лекция, семинар – беседа, дискуссия, лабораторная и практическая работы); индивидуальная, групповая, фронтальная работы
Методы:
– словесные (беседа, объяснение, рассказ); наглядные (демонстрация); практические (выполнение заданий); самостоятельная работа; проблемно- и частично поисковые, систематизация, обобщение
Средства:
– поурочные разработки, инструкции, учебные задания, наглядность, информационно-комму-никационные средства
Методические условия:
– выполнение индивидуальных и групповых заданий;
– реализация межпредметных связей;
– использование современных информационных технологий
Критериально-диагностический компонент
– сформированность знаний об уровнях живой природы, системах им соответствующих, их компонентах, функционировании на каждом уровне, взаимосвязях между компонентами живых систем; истории становления представлений об уровневости живого, методах познания биологических систем;
– сформированность умений распознавать уровни организации, к которым относятся живые системы;
– проявление готовности сохранять живые системы, пропагандировать эту идею, продолжать обучение в рамках профессии, связанной с познанием и преобразованием живого
Уровни
низкий
средний
высокий
Результативный компонент
– положительная динамика формирования знаний об организации живых систем при изучении элективного курса «Уровневая организация живой природы» в рамках биологической подготовки старшеклассников профильной школы, умений их использовать в учебных и реальных ситуациях, оценивать и решать творческие задачи для получения будущей профессии
Рисунок 1. Модель методики изучения учащимися профильной школы элективного курса «Уровневая организация живой природы»
При разработке модели нами использовались принципы научности, фундаментализации, интеграции, непрерывности, единства теории и практики, дополнительности; подходы – системный, интегративный, деятельностный, личностно ориентированный; идеи – целостного миропонимания и профилизации обучения. Нами также учитывались методические теории о формировании биологических понятий, развитии форм, методов и средств обучения биологии, а также воспитании учащихся средствами биологического содержания. Эта модель реализована в школах г. Саранска Республики Мордовия.
Вторая глава исследования – «Методика изучения элективного курса «Уровневая организация живой природы» старшеклассниками профильной школы» – представлена четырьмя параграфами.
В первом параграфе «Содержание учебного материала курса» отражен его необходимый минимум в виде четырех компонентов. При этом мы опирались на концепцию содержания образования как педагогически адаптированного социального опыта во всей структурной полноте (В. В. Краевский, И. Я. Лернер, В. С. Леднев, И. Я. Зорина). Первый компонент – биологические знания о живых системах, уровнях организации живой природы, взаимодействиях и эволюции живого, истории становления представлений об уровнях организации живого, многообразии проявлений живого на Земле, экологических закономерностях и социальной сущности человека, способах реализации экологических взаимоотношений в природной и социоприродной средах, методах познания всех обозначенных явлений. Эта совокупность знаний углублялась в курсе за счет ее конкретизации по четырем частям – общекультурной, гносеологической, собственно биологической и экологической, на основе которых осуществлялась систематизация. Обобщение же знаний происходило по мере изучения уровней организации живого на заключительных уроках к соответствующим темам и курсу в целом.
Второй компонент – умения как определенный этап овладения способом действия, основанном на каком-либо правиле (знании) и соответствующем правильному использованию этого правила при решении интеллектуальных и практических задач. Конкретными умениями при изучении элективного курса должны быть: 1) интеллектуальные – описывать живые системы и уровни организации живого, объяснять роль живых систем в природе и их значение в жизни человека, взаимосвязи между компонентами живых систем различных уровней организации друг с другом и окружающей средой, зависимость процессов, протекающих в них от их строения, возможные пути дальнейшего эволюционного развития биологических систем, различать и кратко характеризовать основные виды биологических систем, исторические этапы становления представлений об уровневой организации живого, анализировать и оценивать воздействие факторов окружающей среды на живые системы, влияние поступков человека на живые системы различных уровней организации, обобщать и систематизировать знания о живых системах, их структуре и свойствах в контексте представлений об уровневой организации живого и с позиций получения желаемой профессии; 2) практические – проводить элементарные опыты с живыми системами, составлять обобщающие таблицы, графики, схемы, презентации, соблюдать правила поведения в природе на основе понимания закономерностей функционирования ее живых систем. Третий компонент – эмоционально-ценностные отношения к живым системам различных уровней организации как интегрированный опыт взаимоотношений человека с окружающим миром живой природы. Он определяет специфику переживаний, особенности восприятия действительности, характер поведенческих реакций, направленных на личностное осмысление реалий живой природы. Важными составляющими этого опыта являются проявления эстетического, познавательного и экономического отношения к живому, понимание универсальной ценности живых систем, выражение интереса к изучению биологических систем, оценка состояния живой природы. Четвертый компонент – опыт творческой деятельности как использование полученных знаний, умений, усвоенных эмоционально-ценностных отношений для посильного преобразования живого и получения качественно новых результатов в процессе обучения. Это связано с выполнением заданий творческого характера, выполнением мини исследований и практических работ в природной и социоприродной средах.
Таким образом, нами была решена вторая задача исследования, связанная с разработкой содержания элективного курса «Уровневая организация живой природы», методики и модели его изучения учащимися профильной школы.
Во втором параграфе «Формы, методы и средства изучения курса» представлен материал об организационных основах усвоения содержания курса. Нами использовалась совокупность различных форм: уроков разных типов – изучения нового материала, совершенствования, обобщения и систематизации знаний и умений, эмоционально-ценностного и творческого опыта, комбинированного, особенно, самостоятельной работы с учебной книгой; лабораторной и практической работ; семинара-беседы, обсуждения, дискуссии; экскурсии; индивидуальной, групповой и фронтальной работ. Они подробно рассмотрены в диссертации.
При изучении элективного курса старшеклассниками высокую эффективность показали те из методов, которые влияют на все сферы сознания личности – когнитивную, аффективную и деятельностную. На первую из них положительно влияют методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся: рассказ; описание структуры и состояния биологической системы; беседа – актуализирующая знания, поисковая, проблемная; наблюдение; объяснение на основе биологических законов и представлений об уровневой организации живого, аналитического и функционального подходов, причинно-следственных связей; анализ результатов самостоятельной работы; проблемное изложение; частично-поисковый; учебный диалог; самостоятельные работы с учебной и иной книгой, иллюстративным материалом.
На аффективную сферу оказывают положительное влияние методы стимулирования эмоциональных отношений учащихся и их интереса: анализ положительных и отрицательных последствий влияния антропогенных факторов на природные объекты; оценка эстетической, практической, экономической, экологической значимости живых систем разных уровней организации.
На деятельностную сферу положительно воздействуют методы, ориентированные на улучшение состояния окружающей среды – выполнение практических работ, пропаганда идеи сохранения всех живых систем и идеи устойчивого развития общества.
В процессе исследования выяснились эффективные условия усвоения содержания элективного курса. В качестве таковых выступают – выполнение индивидуальных и групповых учебных заданий, реализация межпредметных связей, использование современных информационных технологий.
Представленные формы и методы были реализованы с помощью методических материалов в процессе изучения элективного курса. Основными из них выступали разработанная программа курса «Уровневая организация живой природы», поурочные разработки для учителей, инструктивные материалы и задания для учащихся.
В третьем параграфе «Методические условия изучения курса» представлена подробная характеристика условий, необходимых, на наш взгляд, для эффективной реализации процесса углубленной биологической подготовки старшеклассников профильной школы в рамках изучения ими элективного курса «Уровневая организация живой природы». Как показал эксперимент, таковыми стали выполнение индивидуальных и групповых заданий, реализация межпредметных связей и использование современных информационных технологий. Первое из них использовалось для поддержания интереса к биологическому материалу каждого обучаемого. Для этого разрабатывались и отбирались задания разных групп. С помощью первой группы заданий репродуктивного характера учащиеся могли определять и описывать уровень организации живой материи по его сущностным признакам, а также анализировать различные взаимосвязи между компонентами живого. Преимущественно они предлагались для выполнения на лабораторных занятиях. С помощью заданий второй группы частично-поискового характера учащиеся обучались сравнивать биологические объекты разных уровней организации живого, устанавливать причинные связи в живом, аргументировано объяснять биологические процессы, происходящие на разных уровнях организации жизни. С помощью заданий третьей группы творческого характера учащиеся ориентировались на обобщение и систематизацию знаний, преобразование биологической информации с представлением собственных текстов, рисунков, таблиц, схем, презентаций и моделей. При выполнении заданий учащиеся могли реализовать собственный творческий потенциал по линии углубления содержания биологического материала. Второе из них позволяло на межпредметной основе формировать углубленные представления у учащихся профильной школу представления о мире живой природы, особенно, механизмах его функционирования, взаимодействиях живых систем разных уровней сложности. Для этого были организованы уроки на межпредметной основе с использованием материалов разных предметов. К примеру, физико-химические процессы жизнедеятельности живых систем рассматривались на основе интеграции материалов из физики, химии и биологии, сохранение видового разнообразия – из биологии, географии и истории, эволюционные и наследственные явления – из биологии, физики, химии и географии. Третье из них давало возможность получения новой информации, в частности, о структурной организации живых систем, взаимодействиях в них, между ними и факторами среды обитания, биологических системах, не доступных для изучения в школе. Вместе с тем, реализация этого условия позволяла формировать творческий опыт с использованием медиа ресурсов (составление презентаций, обобщающих характеристик биологических систем разных уровней организации, динамических их моделей).
Таким образом, нами была решена третья задача исследования, связанная с созданием методических средств для обучения учащихся биологии на основе использования элективного курса «Уровневая организация живой природы».
В четвертом параграфе «Экспериментальное изучение курса и анализ его результатов» описан педагогический эксперимент и проанализированы результаты предметной подготовки старшеклассников профильной школы. Процесс изучения учащимися элективного курса «Уровневая организация живой природы» осуществлялся нами по этапам.
Первый этап – мотивационный. Его главная задача заключалась в активизации и стимулировании мотивов учащихся, связанных с изучением учебного материала об уровневой организации живого. Он реализован концентрированно на вводных уроках к курсу в целом и некоторых вводных уроках к его темам, а также на протяжении всего курса имплицитно. В эксперименте было разработано и проведено три вводных урока по темам «Общие сведения о природе и ее компонентах», «Методы и логика исследования в биологии» и «Понятие о живой системе». Они предназначались для актуализации и стимулирования мотивов учащихся, связанных с усвоением содержания элективного курса – познавательного, общекультурного, ценностного, коммуникативного. Для этого подчеркивалось значение живой природы в жизни людей, ее роли в существовании природного мира, важности в поддержании экологического равновесия планеты, основных направлениях развития биологической науки, особенно, биотехнологии, генной инженерии, инженерной энзимологии, молекулярной биологии, популяционной экологии и биоценологии. Особое внимание уделялось анализу сущности понятий о жизни, живой природе и живых системах. Отмечалось, что эти понятия сформулированы усилиями многих ученых, которые исследовали природу с помощью многообразных методов.
Второй этап – формирующий. Его главная задача заключалась в поддержании у старшеклассников устойчивости мотивов изучения элективного курса, а также апробации модели его методики. Он реализовывался на всем протяжении XI класса при изучении тем «Краткая история формирования представлений об уровневой организации живой природы», «Современные представления об уровневой организации живой природы» и «Место знаний об уровнях организации живой природы в естественнонаучной картине мира». На данном этапе внимание учащихся акцентировалось на основном материале. В первой теме углубленно изучался материал исторического содержания: образ живой природы в античном мире и средних веках, результаты исследования живой природы в XV – XVII вв., познание живой природы в XIX в., возникновение целостного подхода к изучению живого во второй половине XIX в., развитие биологии в XX в. Для стимулирования интереса учащихся проводились практические работы, связанные с осмыслением и обобщением материала о значении успехов биологии в обозначенное время для осмысления живой природы на разных уровнях ее организации. Кроме этого, в содержание уроков включались демонстрации и самостоятельные работы. Во второй теме также углубленно рассматривался материал о современных представлениях об уровневости живого. Подробно изучались сведения обо всех пяти уровнях организации живого и их выразителях – живых системах. Этому способствовали лабораторные и практические работы. Первые из них позволяли распознавать и характеризовать структурные компоненты систем, особенности их функционирования на основе их свойств. Вторые – давали возможность обобщать материал о биологических системах разных уровней и их функционировании. При этом привлекались сведения из других школьных предметов – химии, физики, географии. В третьей теме формировалось представление о месте живых систем разных уровней в естественнонаучной картине мира. Подчеркивалось, что живые системы разных уровней выступают в качестве ее составных частей. Именно они проявляют высокий уровень целостности и самоорганизации, открытость – постоянный обмен вещества и энергии со средой, увеличение упорядоченности, подвижность, раздражимость, приспособляемость, размножение, эволюционирование. Благодаря этому на Земле осуществляется биогеохимические круговороты. Следовательно, учащиеся убеждаются в том, что живых систем разных уровней организации являются составной частью мироздания.
Третий этап – оценочно-результативный. Его главная задача заключалась в оценке результатов биологической подготовки старшеклассников при изучении элективного курса. Он реализован на заключительных уроках каждой из тем, а также на заключительном уроке к курсу в целом. В модели методики в качестве ожидаемого результата указывалась положительная динамика сформированности представлений учащихся об организации живых систем, проявляющаяся в полном и правильном усвоении знаний о биологических системах, их строении, закономерностях функционирования на каждом структурном уровне организации, умений распознавать уровни организации, готовности преобразовывать учебный материал о живом. Это соотносится с требованиями к подготовке выпускников по биологии на удовлетворительном (низком), хорошем (среднем) и отличном (высоком) уровнях. Для выяснения обозначенных уровней у учащихся экспериментальных классов мы воспользовались результатами выполнения ими заданий ЕГЭ по биологии, сравнив их с таковыми учащихся контрольных классов. Конкретные данные представлены в таблице.
Таблица 1
Результаты ЕГЭ по биологии
в контрольных и экспериментальных классах
| Классы | Отметки по 5-балльной шкале, (%) | ||
| «3» (низкий) | «4» (средний) | «5» (высокий) | |
| 2008 год | |||
| Контрольные (102 чел.) | 21,0 | 62,0 | 17,0 |
| Экспериментальные (98 чел.) | 13,0 | 59,0 | 28,0 |
| 2009 год | |||
| Контрольные (97 чел.) | 19,0 | 61,0 | 20,0 |
| Экспериментальные (98 чел.) | 11,0 | 60,0 | 29,0 |
Сравнение результатов ЕГЭ по биологии за 2008 – 2009 гг. свидетельствуют о незначительном росте качества предметной подготовки выпускников контрольных классов (3 – 5 %), не изучавших элективный курс «Уровневая организация живой природы». Вместе с тем, как в 2008 г., так и в 2009 г. результаты ЕГЭ выпускников экспериментальных классов значительно выше таковых в контрольных классах, хотя и остаются приблизительно на одном уровне. Это убедительно свидетельствует о том, что с помощью разработанного нами курса и его методического сопровождения возможно существенно повысить эффективность обучения биологии старшеклассников профильной школы.
В эксперименте нас также интересовало, изменилось ли отношение обучаемых экспериментальных классов к предметам естественнонаучного цикла в целом, биологии, в частности, и то, хотят ли они в качестве будущей профессии выбрать те, которые связаны с изучением природы. В ходе бесед с ними установлено, что интерес к естественным наукам у респондентов возрос. В символической шкале значимости школьных дисциплин биологию они поставили бы на четвертое место вслед за обществознанием, физикой и историей. Однако, и в контрольных классах среди опрошенных интерес к школьным предметам естественнонаучного цикла возрос. С последних позиций они, по сравнению с результатами констатирующего эксперимента, «переместились» в середину списка. Это в полной мере соотносится с исследованиями, проводимыми Федеральным институтом педагогических измерений в 2009 году и свидетельствует в целом об общем повышении интереса учащихся к естественным наукам.
Нам также было важно выяснить, насколько старшеклассники овладели знаниями об уровневой организации живого. Оказалось, что они, по сравнению с учащимися контрольных классов, показали более высокую степень их систематизации. Это проявилось в демонстрации обучаемыми комплекса понятий по биологической (например, свойства живых систем – популяции и биоценоза) и экологической (например, система отношений в биоценозе смешанного леса) частям предметных знаний (см. Рисунок 2).
Рисунок 2. Обобщенное представление степени систематизации знаний старшеклассников при изучении элективного курса, (%)