системный подход в биологии

«Системный подход в обучении биологии как условие
развивающего обучения»
Автор: Никитина В. А. учитель биологии
МАОУ Гимназия №1 г.
2014
Приоритетной задачей образования становится развитие личности, и поэтому
особую важность приобретает системно структурной подход в обучении. Он
обеспечивает преемственность и логическую последовательность учебного
материала на всех ступенях образования. В итоге создаются благоприятные
дидактические условия для развития у школьников системного мышления.
Чтобы понять, что такое системное мышление, приведем несколько
примеров несистемного подхода или несистемного мышления.
1. Катастрофическое обмеление Аральского озера наступило не
мгновенно, оно было следствием того, что недопустимо много
отбирали воды из Сырдарьи и Амударьи на орошение полей хлопка, не
учитывая затрат воды на естественное испарение и прочие
многочисленные потери воды. К расчетам и предостережениям ученых
не прислушались. Это пример предвзятого решения. Все понимали и
делали умышленно во зло будущим поколениям своего же народа.
2. Неудачи крупномасштабных мероприятий, таких как мелиорация,
осушение верховых болот, химизация, вырубание лесов, распахивание
безлесных степей, являются системными ошибками.
3. Строительство атомных электростанций без решения проблемы
захоронения отходов - пример преступного несистемного подхода.
Парадигма образования заключается в формирование предметное мышление.
Каждый учитель ставит цель сформировать знания, умения и навыки по своему
предмету. Предметное мышление - это рассмотрение объекта изолированно, без
учета всех существенных частей и связей между ними, внешних и внутренних.
Притча о том, как слепые анализировали слона? Один, потрогав хвост,
сказал: – “Это веревка”, другой, потрогав бивни, сказал: – “Это палка”. “Это колонна” - , сказал третий, трогая ногу. “Нет, - это стена”, сказал четвертый,
трогая спину слона...
В чем их ошибка? Они анализировали большую систему по частям, это
правильно, но они мыслили предметно, не системно, каждый делал вывод о всей
системе только по одной части. Они приписывали свойства частей всей системе.
При системно- структурном подходе к обучению биологии рассматривается
как единый учебный предмет, что предполагает определенные требования и к
содержанию учебного материала, и к его методическому построению.
Системное мышление — это не только процесс, но и навык, которому, как на
езде на велосипеде, можно и нужно учиться самому. Человек, овладевший
системным мышлением, начинает жить в другом, более гармоничном мире,
обнаруживая объекты окружающей среды в совершенно другом свете, другой
реальности, более адекватной окружающему миру.
Один из наиболее общих законов умственного развития – «от общего к
частному». В педагогической практике он лежит в основе системно-структурного
подхода (Приложение №1).
Для биологических систем, в отличие от всех прочих, характерны следующие
свойства живого.
1. Метаболизм
2. Репродукция
3. Наследственность
4. Изменчивость
5. Рост и развитие
6. Раздражимость
7. Дискретность
8. Саморегуляция
Это тот «стержень» биологического образования, который дает возможность
обеспечить преемственность и логическую последовательность учебного
материала на всех ступенях обучения.
Развитие системного мышления учащихся – процесс длительный. На
начальных его этапах полезно использовать «модели», построенные на материале
разделов «Растения», «Животные», «Человек».
Базовой моделью, поясняющей взаимосвязи живых организмов на Земле,
может стать опорная схемы 1.
Опорная схема 1
Солнечная энергия
РАСТЕНИЯ
Образование
органического
вещества
Тепловая
ЖИВОТНЫЕ
И ЧЕЛОВЕК
Передача
энергии и
вещества
энергия
МИКРООРГАНИЗМЫ
Разрушение
органического
вещества
С этой несложной по структуре схемой можно работать и в 7-м, в 11 – м
классах, т.к. в ней заложены следующие концептуальные основы, необходимые
для понимания закономерностей взаимосвязей организмов.
 Солнце – источник энергии для всех живых организмов на Земле.
 Растение – источник органического вещества для животных и человека.
 Пищевая цепь – цепь передачи энергии.
 Энергия не возникает и не исчезает, а лишь переходит из одной формы
в другие.
 При любых превращениях энергии часть ее теряется в виде тепла.
При изучении раздела «Животные» темы «Класс Млекопитающие» можно
предложить ребятам следующую схему
Опорная схема 2
Класс Пресмыкающиеся
Класс Млекопитающие
Хладнокровные животные
Теплокровные животные
Уровень обмена веществ
1.Особенности строения
сердца
2.Особенности
дыхательной
системы
3.Покровы тела
Распространение животных
Данную схему можно использовать с целью выявления закономерностей
отличие млекопитающих от пресмыкающихся.
При изучении темы «Гигиена зрения» можно предложить следующую схему:
Опорная схема 3
Глазные заболевания
Близорукость
Дальнозоркость
Кривизна хрусталика
Конъюнктивит
Воспаление
оболочки глаза конъюнктива
Гигиена зрения
Береги платье снову, а здоровье
смолоду.
Катаракта
Прозрачность
клеток
эпителиальной
ткани
хрусталика
Попробую показать комплексное решение учебно-воспитательных задач в
их взаимодействие и продемонстрирую его на
примере урока по теме
«Транспортные системы организма». При переходе к данному разделу важно
осуществить преемственность между разделами «Растения» и «Животные», чтобы
сформировать у учащихся целостное представление о сути живых организмов и
жизни в целом.
Я предлагаю методически проработать этапы урока.
Этап №1.Формирование учебно-воспитательных задач урока
Образовательные задачи: обеспечить закрепление основных биологических
понятий; продолжить формирование общеучебных умений (работа с учебником,
тетрадью, словарем) и специальных биологических умений и навыков
(наблюдать, ставить опыты, исследовать живые объекты)
Воспитательные задачи: привлечь внимание учащихся к своему здоровью; в
целях профилактики утомления учащихся на уроке сменять виды деятельности,
следить за их осанкой (физическое воспитание)
Развивающие задачи: формировать умения: выделять главное в изученном
материале; проводить сравнение процессов жизнедеятельности; анализировать
результаты опытов.
Этап №2. Выделяем общебиологические понятия в теме «Транспортные
системы организма»
1.Связь между строением и функцией на разных уровнях организации:
клетка, ткани, органы и организм.
2.Обмен веществ.
3.Взаимосвязь организма с окружающей средой.
Этап №3.На основе общебиологических понятий группируем частные
биологические понятия.
1.Функции клеток крови.
2.Проводящая ткань – как система проведения веществ у растений
3.Кровеносная система человека.
4.Лимфатическая система человека.
5.Взаимосвязь кровеносной и лимфатической системы.
6.Обмен веществ
7.Влияние температуры на просвет сосудов кровеносной системы.
Этап №4. Выделяем необходимые опорные знания.
1.Эритроциты, лейкоциты, тромбоциты (раздел «Человек», тема «Кровь»)
2.Ксилема (сосуды), флоэма (ситовидные трубки) (раздел «Растения» тема
«Растительные ткани»)
3.Артерии (аорта), вены, капилляры
4.Замкнутая и незамкнутая кровеносные системы (раздел «Животные», тема
«Тип Хордовые животные)
5.Лимфатические капилляры, лимфатические сосуды и лимфатические узлы.
6.Кармановидны клапаны
7.Животные ткани (раздел «Человек», тема «Строение организма»)
8.Движение веществ по организмы растения (раздел «Растения», тема
«Жизнедеятельность растения»)
9.Большой и малый круги кровообращения
Этап №5.Планируем методику работы для реализации задач 1-4 этапа.
Девиз данное этапа: помните, что все дети разные, создайте условия для
решения учебной задачи разными путями.
1.Сочетание разных методов на уроке: работа с учебником и тетрадью,
операции анализа и синтеза.
2.Выполнения лабораторной работы «Функции венозных клапанов»,
«Изменение в тканях при перетяжках, затрудняющих кровообращение».
3.Работа в парах
4.Методики развития критического мышления.
Этап №6.Планируем тематический контроль знаний.
Определяем, что будем контролировать (содержание контроля) и как будем
контролировать (методы контроля).
1.При составлении контрольных вопросов включать задания, которые
требуют участия разных анализаторов, разных типов памяти и разного
времени выполнения.
2.В оценку знаний включаем результаты лабораторных работ, а не только
письменных проверочных работ.
№
Что контролируем?
Содержание задания
задания
№ 1 - 2 Усвоение общебиологических
Приведите причины
понятий
передвижения веществ по
организму растений и человека.
№ 3 и 5 Умение строить логическое
Докажите, что эритроциты
доказательство
переносят кислород. Какие
особенности строение
эритроцитов позволяют им
переносить кислород.
№4
Умение использовать личный
Подтвердите собственными
опыт для доказательства
исследованиями наличие
научных идей
клапанов в венах.
№6
Проверка правильности
Запишите под диктовку
написания биологических
следующие понятия: артерии,
терминов
вены, капилляры, аорта,
замкнутая кровеносная система,
эритроциты.
№7
Умение включать термины в
Пользуясь этими терминами,
определение биологического
составьте схему малого и
понятия
большого кругов
кровообращения.
№ 8 -9 Усвоение понятия о связи
На примерах докажите, что при
организма и среды, умение
изменении температуры
применять знания на практике. происходит изменения
просвета сосудов.
С целью выявления сформированности системного мышления у учащихся,
им было предложено на примере темы «Эволюция пищеварительной системы»
разъяснить следующие схемы:
Схема №1
Клетка – единица строения и жизнедеятельности
организмов
Одноклеточные организмы
Многоклеточные организмы
Клетка – часть целого
Клетка – самостоятельное
существо
Признаки живой клетки
Схема № 2
Развитие зародыша
Запас питательных веществ
Рост организма
Движение
организма
Работа
организма
Клетка – органы - организм
Итоги исследования
Общебиологические понятия или
Оценка выполнения задания (+
закономерности, которые ученик должен
или -)
отразить в план - ответе
Классы
7б
7в
Схема №1
1.Признаки живой клетки
+
+
2.Одноклеточный организм –
самостоятельное существо
3.Взаимосвязь клеток в многоклеточном
организме.
4.Клеточное строение – доказательство
единства живой природы
+
+
-
-
-
-
Схема №2
1.Пища – источник энергии.
+
+
2.Энергия необходима для движения,
+
+
роста, развития, работы органов
3.Процессы получения энергии,
необходимой организму, происходят в
каждой живой клетке.
+
+
4.Рост организма происходит за счет
деления клеток.
5.Работа органов и организма в целом
зависит от работы клеток.
Исходя из анализа таблицы, можно сделать следующие выводы:
 Учащиеся знают признаки живой клетки. Они отмечают, что один из
признаков жизни клетки – питание.
 Учащиеся доказывают на примере питания одноклеточных организмов,
что они являются самостоятельными организмами.
 Учащимся необходимо было на примере питания многоклеточных
организмов доказать, что клетка – это часть целого. Их ответы
содержат подробный материал о пищеварении многоклеточных
организмов, но отсутствует связь процесса пищеварения с другими
системами органов. От суда следует, что они не могут доказать, что
клетка – это часть целого.
 Не все ребята могут правильно и аргументировано дать пояснения к
схеме: клетка – орган – организм
 Все учащиеся знают основное значение процесса питания
 У ребят вызывает трудности вопросы, которые требуют
доказательства, что работа органов и организма в целом зависит от
работы клетки.
Из этого можно сделать вывод, что формирование системного мышления у
учащихся требует системного подхода со стороны учителя.
Список литературы
1.triz.natm.ru›sistem/sis_02.htm
2.edu.glavsprav.ru›
3.Т.Сухова. Материалы курса «Системный подход как условие
развивающего обучения в курсе биологии» - М.: Педагогический университет
«Первое сентября», 2006.
Приложение №1
Целое
Часть
Биосфера
Экосистема
Вид
Популяция
Популяция
Особь
Организм
Орган