метод моделированияx

Отдел образования, спорта и туризма
Минского райисполкома
Государственное учреждение образования
«Мачулищанская средняя школа
имени Героев Советского Союза Вдовенко И.Т. и Гомоненко Н.В.
Работа по обобщению опыта
«Метод моделирования как средство повышения
познавательной активности учащихся
при изучении биологии в 6 -7 классах»
Учитель биологии
Государственного учреждения образования
«Мачулищанская средняя школа
имени Героев Советского Союза
Вдовенко И.Т. и Гомоненко Н.В.»
Сацук Инна Владимировна
Работа допущена к экзамену
Рецензент АПО________ _________
(подпись)
(ФИО)
Минск
2015
Введение
Проблема повышения познавательной активности учащихся к изучению
предмета всегда была одной из наиболее актуальных в теории и практике обучения. В поисках путей ее решения педагоги осваивали исследовательские и
поисковые методы, нестандартные формы проведения занятий, лекции, рассказ,
беседа, работа с книгой, наблюдение, эксперимент, работа с микроскопом, просмотр экранных пособий, практическая работа. В настоящее время к уже существующим методам обучения добавились методы моделирования, построения
мысленных моделей, математического моделирования.
Моделирование как познавательный приём неотделим от развития знания.
Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные
объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение модели. Педагогический опыт доказал на практике плодотворность такого подхода.
Появление и развитие такого метода обусловлено тем, что перед обучением встали новые задачи: не только дать учащимся знания, но и обеспечить
формирование и развитие познавательных интересов и способностей, творческого мышления, умений и навыков самостоятельного умственного труда. Возникновение таких задач обусловлено бурным потоком информации. Если
раньше знания, полученные в школе, могли служить человеку долго, то в век
информационного бума их необходимо постоянно обновлять, что может быть
достигнуто главным образом путём самообразования, а это требует от человека
познавательной активности и самостоятельности [3].
Актуальность
Невозможно научить ребёнка, если ему не интересно, если он не увлечён
процессом познания. Активная работа ученика на уроке - залог успешного обучения. Известно, что познавательная активность учащихся тем выше, чем сильнее их интерес к изучаемому предмету. В развитии интереса к учебному предмету нельзя полагаться только на содержание изучаемого материала, важны и
2
методы, с помощью которых школьники вовлекаются в процесс познания. Использование метода моделирования в процессе обучения позволяет добиваться
качественно более высокого уровня наглядности на уроках, значительно расширяет возможности активизации деятельности школьников, а непрерывная
обратная связь оживляет учебный процесс, способствует повышению его динамизма, что, в конечном счете, ведёт к формированию положительного отношения учащихся к изучаемому материалу.
В реальной жизни учащиеся должны уметь создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач. Это и привело меня к мысли об использовании метода моделирования на уроках биологии как средства повышения мотивации учащихся.
Когда я начала изучать дополнительную литературу по этому вопросу, то
оказалось что моделирование находит широкое применение в области биологии
не только из-за того, что может заменить эксперимент. Оно имеет большое самостоятельное значение, которое выражается в целом ряде преимуществ:
- с помощью метода моделирования на одном комплексе данных можно
разработать целый ряд различных моделей, по-разному интерпретировать исследуемое явление, и выбрать наиболее плодотворную из них для теоретического истолкования;
- в процессе построения модели можно сделать различные дополнения к
исследуемой гипотезе и получить ее упрощение;
- в случае сложных моделей можно применять ПК;
-открывается возможность проведения модельных экспериментов.
Все это четко показывает, что метод моделирования выполняет в биологии самостоятельные функции и становится все более необходимой ступенью в
процессе её преподавания. Конечно, моделирование сохраняет свое эвристическое значение только тогда, когда учитываются границы применения любой
модели.
Цель работы: повышение уровня учебной активности и качества знаний
при помощи метода моделирования.
3
Задачи:
1.Способствовать формированию прочных базисных умений и навыков у
учащихся.
2.Содействовать развитию интереса к учебному предмету и развитиюлогического мышления.
3.Показать на примерах использование метода моделирования при изучении биологии в 6-7 классах.
Китайская мудрость гласит - «Скажи мне, и я забуду, покажи мне, и я запомню, дай мне сделать самому и я пойму». Школа должна подготовить своих
выпускников к жизни и деятельности в современном обществе. Использование
метода моделирования на уроках биологии это маленькая крупица в подготовке
учащихся к изучению дальнейшего курса биологии.
4
Глава 1. Теоретическая часть
Моделирование как специфическое средство и форма научного познания
не является изобретением 19 или 20 века. По существу, моделирование как
форма отражения действительности зарождается в античную эпоху одновременно с возникновением научного познания. Однако в отчётливой форме (хотя
без употребления самого термина) моделирование начинает широко использоваться в эпоху Возрождения; Брунеллески, Микеланджело и другие итальянские архитекторы и скульпторы пользовались моделями проектируемых ими
сооружений, в теоретических же работах Галилео Галилея и Леонардо да Винчи
не только используются модели, но и выясняются пределы применимости метода моделирования [1].
В обучении биологии применяются в основном материальные модели. Это
муляжи плодов, гербарий растений, модель цветков, мозга животных, органов
человека и т.д. Существенными признаками материальной модели являются:
наглядность, абстракция, элемент научной фантазии и воображения, использование аналогии как логического метода построения, элемент гипотетичности.
Моделирование - это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Модель - это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.
Объектом в биологии можно назвать клетку, организм, группу живых организмов, процесс, явление. Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее
существенные из них. Так, модель самолета должна иметь геометрическое подобие оригиналу, модель атома — правильно отражать физические взаимодействия, архитектурный макет города — ландшафт и т. д [2].
Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные
(материальные) и модели знаковые (информационные). Предметные модели
воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме. В процессе обучения широко используются такие модели:
5
глобус (география), муляжи (биология), модели кристаллических решеток (химия) и др.[3]
Предметные модели
Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие
свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.).
Информационные модели
Информационная модель объекта – это его описание. Информационные
модели : карты, схемы, чертежи, графики, таблицы (текстовые, графические,
математические, описание объекта моделирования на естественном языке, табличные количественные характеристики и связь между ними).
Информационные модели представляют объекты и процессы в образной
или знаковой форме. Образная модель - это модель в мысленной или разговорной форме. Знаковая модель - это модель, выраженная средствами формального
языка (графики, таблицы, тексты и т.д.). Образные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ, родившийся в голове человека, может
быть облачен в знаковую форму. Например: образ снежинки, родившаяся в голове художника, будет представлена в графическом виде на бумаге.[2]
Я использую информационные модели как опору для изложения соответствующего учебного материала в виде графо-логических моделей (ГЛМ). Проектируя такие модели вместе с учащимися, действуем по следующему плану:
В тетради пишем ключевое слово («мозг» текста).
Вокруг «накидываем» слова или предложения, выражающие идеи, факты,
образы, подходящие для данной темы («слова-спутники»)
-эти слова соединяем линиями с «мозгом» текста;
-у каждого «спутника» могут появиться еще слова «спутники»;
-выявляем смысловые связи между объектами знаний («спутниками»)
В итоге получится структура, которая графически отображает размышления.
6
При проектировании каждой темы в её состав включают следующие аспекты:
- этимологический (происхождение понятия);
-генетический (зарождение знания, его развитие, современное состояние);
- внутрипредметные и межпредметные связи знаний;
- прикладное значение знаний для человека, общества, природы;
Использование информационных моделей на уроках биологии дает следующие возможности:
- получить целостное представление об изучаемом объекте;
-осуществить связь между предшествующими и последующими темами
курса;
-делить общие понятия на частные, выясняя при этом связи между ними и
закономерности;
- организовать самостоятельную работу учащегося над конкретной темой
при выполнении им творческого, исследовательского задания;
- избавлять учащихся от механического запоминания, снимать стресс перед восприятием большого объёма учебного материала;
-технологизировать деятельность учителя и учащегося для значительного
облегчения их совместной работы.
Текстовые модели
Текстовая модель - описание объекта моделирования на естественном
языке. Одним из примеров текстовой модели – это описание общей характеристики группы живых организмов. В курсе биологии растений (6 класс) учащимся предлагается готовый текст, который необходимо запомнить и воспроизвести. Можно предложить учащимся просмотреть видео и вставить пропущенные
слова в тексте[4].
Табличные модели
Преимущество таблиц заключается в том, что в них вносится необходимая
краткая информация об объекте или несколько объектов и их свойствах. При
составлении таблиц так же проходит процесс обработки текстовой информа7
ции, развивается умение выделять главное. По таблицам можно проводить анализ, делать выводы, контролировать степень усвоения знаний. Прежде чем заполнить таблицу необходимо прочитать соответствующий текст.
Графические модели
Словесная форма представления информации в процессе обучения не
универсальна и не оптимальна, что объясняет стремление использовать на уроках разнообразные графические средства. К графическим моделям можно отнести изображения организмов (картинка), схемы, графики. Преимущества создания схем по тексту учебника, состоит в том, что происходит не просто обработка информации, а её преобразование.
Схемы
Чтобы лучше увидеть общие черты изучаемых систем, процессов и явлений, надо отвлечься от ненужных в данном случае свойств предметов, перейти
на этап материализованного действия и оперировать с моделями, свободными
от всех других свойств, кроме нужных в данном случае.
Компьютерное моделирование
Широкое использование анимации, моделирования с использованием программы PowerPoint делает обучение более наглядным, понятным и запоминающимся.При развитии навыков составления информационных моделей у обучающихся развиваются логическое мышление, умения выделять главное, сопоставлять данные, анализировать, делать выводы [3].
Все это четко показывает, что метод моделирования выполняет в биологии
самостоятельные функции и становится все более необходимой ступенью в
процессе её преподавания. Конечно, моделирование сохраняет свое смысловое
значение только тогда, когда учитываются границы применения любой модели.
По принципу: «Все хорошо в меру…»
8
Глава 2. Практическая часть
В VI—VII классах наиболее применимо практическое моделирование: изготовление модели клетки, одноклеточной водоросли, бактериальной клетки и
ее споры и др. Возможностей для такого действенного овладения предметным
моделированием в школьном курсе биологии очень много.
Какие же модели, и с какой целью я применяю при изучении предмета
биология? Приведу конкретные примеры использования и построения моделей
на уроках биологии.
В 6 классе при изучении Царства Грибы детям присваивается имя шляпочного, плесневого, гриба-паразита, ядовитого или съедобного гриба. Ведущий
должен собрать в «корзину» грибы одной из групп (съедобные или ядовитые,
трубчатые или пластинчатые, плесневые, грибы-паразиты) или по принципу
«четвертый лишний» исключить из корзины лишний объект, пояснив свое решение.
При изучении темы «Строение клетки» в 6 и 7 классе предлагается проводить занятия по моделированию растительной клетки с использованием пластилина (см. приложение 2.) Этот прием, возможно, использовать, как в ходе
проведения урока, так и в качестве творческого домашнего задания. Важным
свойством модели в данном случае является наличие в ней творческой фантазии. Чтобы представить клетку в полном объеме можно использовать небольшой полиэтиленовый пакет, заполненный водой, вовнутрь помещаем плотный
прозрачный полиэтилен и закладываем пластилиновые органоиды клетки. Детям очень нравится держать в руках и передавать друг другу такую огромную и
в тоже время такую «нежную» клетку. Впечатления от такого момента у них
остаются в памяти надолго.
При изучении темы «Бактерии» в 6 классе на закрепление материала я
предлагаю изготовить из пластилина формы клеток бактерий. Ребята с большим энтузиазмом выполняют это задание. В работу одновременно включается
система «мозг – руки», что имеет огромное значение.
9
Подобные задания возможно применять и на других уроках. При изучении следующих тем в 6 классе: «Бактерии», «Грибы», «Протисты», «Сообщества живых организмов», «Деление и рост клетки», «Фотосинтез», «Животные», «Пресноводная экосистема».
В 7 классе при изучении таких тем, как: «Строение цветка», «Типы соцветий», «Ядро и органоиды», «Лишайники», «Строение семян» я так же применяю предметный метод моделирования. При изучении темы «Строение цветка»,
учащимся предлагается создать модель цветка опыляемого насекомыми, ветром. Для выполнения работы учащимся необходимы различные знания из области морфологии цветка (см. приложение 2).
При использовании пластилина на занятиях по моделированию биологических объектов, я убедилась в том, что не возникает проблем восприятия самого задания, стереотипа мышления, видения объекта только с одной стороны.
Самым главным, на мой взгляд, в этой работе оказалось детское открытие: любое действие может привести к изменению формы и структуры изучаемого
объекта. А так же то, что любое слово учителя можно подтвердить изготовлением модели. После «пластилиновых» работ лучше воспринимается теоретический материал, особенно объекты микромира ( см. приложение 2).
Такой метод особенно хорошо использовать в 6 и 7 классах, что объясняется психолого-физиологическими особенностями учащихся этого возраста.
Приведу некоторые примеры использования мной информационных моделей.
Прочитав текст учебника, предлагается вставить пропущенные слова в
тексте, в дальнейшем самостоятельно (или в паре) написать общую характеристику определенной группы животных или растения. При выполнении данного
вида заданий формируются и в дальнейшем развиваются умения выделять
главное, развивается навык обработки текстовой информации, что очень важно
для этого возраста.
10
Например: «Внутреннее строение корня»:
В молодом корешке различают следующие зоны: ……., ……., ………,
……., ………. Корневой чехлик защищает …… ткань корня, клетки которой
составляют зону……. . За счет деления ……….. корень растет в длину. В зоне
растяжения клетки растут, и начинается формирование …….. тканей корня. В
зоне всасывания образуются ………., через которые поступает вода и растворенные минеральные вещества. В зоне ………..происходит передвижение водных растворов минеральных и органических веществ.
Данный текст может быть представлен детям на слайде (если это урок с
использованием презентации), на карточке для работы в парах и т.д.
Для проверки домашнего задания или закрепления изученного материала
использую схемы следующего плана: «Цикл развития мхов», «Цикл развития
сосны», «Цикл развития папоротников» (см. приложение 4)
Для закрепления изученного материала, я предлагаю учащимся заполнить
таблицы типа «Объект – свойство», «Свойство – объект».
Готовые таблицы можно использовать для проверки домашнего задания,
предварительно разрезав их, и предложив собрать.
Признак
Однодольные растения
Число семядолей в семени
Тип корневой системы
жилкование
Наличие камбия в проводящих пучках
Расположение
проводя-
щих пучков
11
Двудольные растения
Заключение
Содержание предмета биология позволяет ребенку в содружестве с учителем познавать мир живой природы, себя, закономерности развития органического мира. Проблемы природы – это проблемы и человека. Поэтому обучение
на уроках биологии должно проходить под девизом: «Живя в мире, будь его
полноценной частью!». Во время изучения школьного курса биологии, я развиваю способность обучающегося самостоятельно искать, извлекать, систематизировать, анализировать и отбирать необходимую для решения учебных задач
информацию, организовывать, передавать ее.
Передо мной, как перед учителем стоит много вопросов: как развивать
мышление учащихся в процессе обучения, как активизировать познавательную
активность на уроке? На мой взгляд, метод моделирования во всем его многообразии, применяемый мной на уроках, является одним из тех путей, который
не только приведет ребенка к прочным знаниям, но и является одним из способов активизации познавательной деятельности учащихся.
Связь между знаниями и умениями можно охарактеризовать так: «Умения
– это знания в действии». Без знаний нет умений, но сами знания не могут быть
усвоены и сохранены без умений.
Часто к конечному результату ученик подводится посредством выполнения требований учителя: думай, спрашивай, слушай, повторяй. А как думать?
Как смотреть? От ученика скрыты действия и порядок их выполнения. Поэтому
необходимо раскрыть приемы, то есть надо показать, из каких действий прием
состоит (состав) и в какой последовательности надо выполнять учебные действия (структура приема).
Воспитание ученика-практика – это процесс, который открывает широкие
возможности для развития активной и творческой личности, способной вести
самостоятельный поиск, делать собственные открытия, решать возникающие
проблемы, принимать решения и нести за них ответственность. Только в поиске, в ходе самостоятельных исследований развивается мышление ребенка, зна12
ния и умения добываются в результате его собственного познавательного труда. Одним из таких самостоятельных исследований является моделирование.
Моделирование – это не только наглядно-практический метод обучения, а
очень важный фактор повышения познавательной деятельности учащихся. Доказательством этого является ежегодное увеличение количества учащихся
участвующих в научно – исследовательских работах и занимающих призовые
места в районе. Мне, как учителю очень приятно, что возрастает число учащихся, сдающих тестирование по биологии и поступающих ВУЗы. Это говорит о
том, что ребята уверены в своих знаниях по моему предмету (см. приложение
1). Ребята с увлечением участвуют в конкурсе научно- исследовательских работ и занимают ежегодно призовые места в районе.
Наглядность является необходимым и закономерным средством образовательного процесса на всех этапах изучения биологии в средней школе, так же
как и практический метод. Специальные психолого-педагогические исследования показали, что эффективность обучения зависит от степени привлечения
всех органов чувств человека. Чем разнообразнее чувственное восприятие
учебного материала, тем прочнее он усваивается. Вследствие этого считаю, что
совокупность наглядного и практического методов обучения, в виде метода
информационного и предметного моделирования является самодостаточным и
должен занять достойное место среди современных методов обучения.
А еще мне в работе помогает тесное взаимодействие с БГПУ им.М. Танка.
Студенты во главе со своим руководителем доцентом кафедры естественнонаучных дисциплин факультета начального образования кандидатом биологических наук Хвалий О.Д. часто посещают нашу школу с презентациями, лекциями, что так же заинтересовывает ребят и расширяет их кругозор по биологии.
13
Литература
1.
Кушнер Ю.З. Методология и методы педагогического иссле-
дования (учебно-методическое пособие) – Могилев: МТУ им. А.А. Кулешова, 2001.- 66с.
2.
Лодатько Е.А. Моделирование педагогических систем и про-
цессов (текст): монография / Е. А. Лодатько, - Славянск: СГПУ, 2010- 148
с.
3.
Подласый И.П. Педагогика: 100 вопросов- 100 ответов
(текст): учебное пособие для вузов / И.П. Подласый. – М: Владос–пресс,
2004 – 365 с.
4.
Ясвин В.А. Образовательная среда: От моделтрования к про-
ектированию (текст) / В. А. Ясвин, - 2-е изд., испр. и доп. – Москва:
Смысл, 2001. – 336 с.
14
Приложение 1
Количество учащихся, сдающих тестирование по биологии за 2012 -2014 год.
8
7
6
5
4
3
2
1
0
2012
2013
2014
Количество учащихся, принимающих участие в научно – исследовательской
деятельности с 2012 по 2014 год.
8
7
6
5
4
3
2
1
0
2012
2013
2014
15
Приложение 2
Предметные модели по теме «Строение бактерий» 7 класс
Предметные модели по теме « Бактерии» 6 класс
Предметная модель по теме «Строение цветка» 7 класс
Предметные модели по теме «Протисты» 7 класс
16
Приложение 3
Инструктивная карточка по изготовлению предметных моделей
1.Выявите особенности изучаемого объекта
2.Подробно изучите его строение.
3. Выберите материал по изготовлению объекта.
4.Определите форму, цвет и размеры изготавливаемого объекта.
5.При изготовлении сложного объекта придерживайтесь достоверности и научности составляющих его частей, органоидов и т. д.
6.Работу выполняйте качественно и аккуратно, соблюдая пропорции объекта.
17
Приложение 4
Цикл развития сосны
Семена сосны
Зародыш семени
Проросток
Зрелое, способное к размножению растение
Женские шишки, ________, _________,
находятся на вершинах _____________
Мужские шишки _______-______ собраны
тесными группами у ________________
В архегониях образуются ______________
На каждой чешуе развивается по 2 пыльцевых мешочка, в которых
созревает ______
Созревшая________ высыпается и её подхватывает _______
Ветер переносит _____ на _______ семязачатков
Происходит _____________
После ________ семязачатков чешуи ______ шишек смыкаются и склеиваются _______
В семязачатках образуются женские ___ - ____
В мешочках образуются мужские ___ - ___
В семязачатках закрывшихся шишек происходит _______________
Образуется _____________
Из ____ развивается многоклеточный _____ окруженный _____. Из всего семязачатка образуется __
____
Шишки растут и ____________
Через 1,5 года после опыления созревают___________
Через 2 года после опыления высыпаются ___________
18
Семя сосны
Развития покрытосеменного (цветкового) растения
Плод
Семя
Проросток
Зрелое цветущее растение
Цветок - видоизменный______
Главные части цветка - _____ и _____
_____ состоит из _____ тонкой ______ и
______, в которой образуется _______
В полости ______ находятся семязачатки
(семяпочки). Каждый семязачаток снаружи одет покровом
Пыльцевое зерно переносится
на рыльце пестика и прорастает в длинную тонкую
__________, которая растет
сначала между клетками
_____, затем _____ и врастает
в полость завязи. Вблизи растущего кончика ______ постоянно находятся 2 клетки _______
На вершине семязачатка есть
узкий канал - _______ который ведет к ткани, занимающей центральную часть (зародышевый мешок)
На полюсах зародышевого
мешка клетки располагаются
двумя группами: ближе к
____ находится ____ и 2
клетки (синергиды), напротив
3 клетки (антиподы)
Из покрова семязачатка
развивается _______
Из стенок завязи развивается ______, который защищает семена от неблагоприятных воздействий
В центре находится самая
крупная клетка
_____ состоит из _____ узкого ______ и
широкой нижней части - __________
Попав внутрь зародышевого
мешка, первый ____ сливается с ____. Происходит
_____. Образуется _______,
из которой развивается многоклеточный ____ нового
растения
Семя
19
Плод
Попав внутрь зародышевого
мешка, второй ____ сливается
с самой крупной клеткой,
находящейся в центре зародышевого мешка. Происходит
_____. Образуются клетки, в
которых накапливаются запасы _______, необходимых для
развития зародыша
Цикл развития зеленого мха
Спора
При попадании на влажную почву прорастает в _______
Нить _____________, на ней почки
Из почек вырастают______ с______
(женские растения)
Из почек вырастают______ с______
(мужские растения)
На верхушке развиваются женские половые органы (архегонии)
На верхушке развиваются мужские половые органы (антеридии)
В архегониях образуются женские ____ - ____
В антеридиях образуются мужские ___ - ____
При помощи воды _________ передвигаются к ___________
Происходит _____________
При слиянии гамет образуется ____
Из зиготы на женском растении развивается ________ на ______
В _______ созревают споры
Спора
20
Цикл развития папоротника
Многолетнее травянистое растение с корневищами листьями
На нижней стороне листьев образуется _________________
В сорусах находятся кучки _____________, в которых созревают ___________
Созревшие _________ выпадают, разносятся ветром, попадают в ________ и _________
Из проросшей _________ развивается (в форме сердца)__________
Он живет самостоятельно, прикрепляясь к почве ___________
На нижней стороне________ развиваются
мужские ________ органы ____________
На нижней стороне ______ развиваются
женские ________ органы __________
В антеридиях образуются ______________
В архегониях образуются ______________
При помощи воды _________ подплывают к ___________
Происходит _____________
Образуется _____________
Из __________ развивается многоклеточный ____________
_______________ сначала получает питательные вещества от зеленого ____________
Он растет и постепенно развивается ___________ и ___________ с первым _________
Далее развивается многолетнее травянистое растение с корневищами листьями
21