Федеральный государственный образовательный стандарт второго поколения закладывает условия, при которых ребёнок получает возможность сохранить и развить свой потенциал в процессе онтогенеза. Доказано, что каждый ребёнок рождается одарённым. Однако дар в каждом ребёнке разный и развиваться он может по мере познания окружающего мира. Биология как учебная дисциплина, по своей природе являясь основным направлением естествознания и занимая особое положение в материально – гуманитарной сфере, способствует этому. Всё это можно проследить на теории эволюционного учения, которая при помощи биологии распространяется в химии, географии, физике, астрономии, обществознании, лингвистике, этнографии и других науках. Развитие исследовательских компетенций школьников при обучении биологии связывают её с экспериментальными основами физики, химии, математики, географии, геологии и многими другими естественными науками. Уникальные особенности каждой живой системы, каждого уровня организации живой материи, организация среды обитания человека роднят с гуманитарными и общественными науками: философией и диалектикой, историей и обществознанием, социологией и этнографией, а также науками об управлении.
Считаю, что использование в биологии основных знаний других смежных наук и их тесное взаимодействие создают необходимый потенциал для развития предметных, личностных и самое главное – метапредметных компетенций обучающихся. Я, как учитель биологии, на каждом уроке пытаюсь выявить основные межпредметные связи и взаимодействие биологии с химией, физикой, математикой, что способствует формированию положительных метапредметных результатов на основе небольших исследовательских и проектных работ лабораторно – практической направленности и решения занимательных биологических задач и проблемных ситуаций.
Согласно ФГОС метапредметные результаты должны иметь системный характер и включать следующие составляющие:
- умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в рамках своей познавательной деятельности;
- умение владеть основами самоконтроля, адекватной самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
- умение организовывать учебное сотрудничество и разноплановую совместную деятельность с учителем и сверстниками;
- умение работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;
- умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с коммуникационными задачами для выражения своих чувств, мыслей и потребностей; планирования и регуляции своей деятельности; владение устной и письменной речью;
- формирование и развитие экологического мышления, умение применять его в познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации.
Для формирования метапредметных знаний у обучающихся как общеобразовательного, так и профильного уровней, необходимо использовать исследовательскую и экспериментально – прикладную деятельность. Биология – практикоориентированная дисциплина, поэтому включаю такие методы, как эксперимент, анализ, моделирование и наблюдение. Так, для наблюдения предлагаю выбрать объект из окружающего фона – это удобно делать на экскурсии или путём моделирования (закройте глаза…; представьте себе…). Далее определяются характерные черты объекта и их сравнение с уже известными.
Важным этапом формирования исследовательской деятельности считаю следующее: выделение того, чего я не знаю. С этой целью я использую такой педагогический приём, как “Бортовой журнал”:
| Что я знаю? | Что я хочу узнать? | Что я узнал? |
Затем его заполнение ведётся с учётом полученных знаний на уроках естественно-математической направленности. В процессе этой работы происходит формирование самостоятельности, инициативности, это способствует преодолению стереотипности. Очень важным фактором является то, что ребёнку предоставляется возможность не только генерировать идеи, но и высказывать их, наполняя метапредметным содержанием. Итогом этой работы является формулировка версий, их превращение в гипотезу, её доказательство и сравнение с культурой (т.е. с биологическими знаниями). Обязательно провожу рефлексию, которая помогает ребёнку осмыслить свою деятельность и понять – в чём успех/ не успех? Такой технологический приём очень актуален при групповом взаимодействии, потому что оно предполагает сотрудничество более опытного с менее опытным обучающимся. Таким образом, по моему мнению, метапредметная индивидуальная траектория развития ребёнка строится, формируется и разворачивается в результате наличия следующих условий:
- Естественность: проблема не должна быть искусственной и надуманной;
- Осознанность: проблема должна быть понята, цели и задачи – ясны, результат исследований – конкретен;
- Самодеятельность: использование своего собственного опыта;
- Научность. Культуросообразность.
Исследовательская деятельность очень хорошо реализуется через систему консультационных занятий, самостоятельную работу обучающихся, их практических занятий в библиотеках, работой над реферированием и аннотированием литературы, “Знакомством с творческой мастерской исследователя".
Так, метапредметы – это современные образовательные модели, которые развиваются поверх традиционных предметов. В их основе лежит мыследеятельностный тип интеграции учебного материала и принцип рефлексивного отношения к базисным организованностям мышления – “знание”, “знак”, “проблема”, “задача”, “гипотеза”, “пути решения”, “результат”.
На уроках биологии я значительно расширяю предметную область биофизики (биомеханика, биологическая термодинамика, биооптика, биоакустика). С точки зрения этого научного направления организм рассматривается как обладатель биологических часов, компаса, измерителя геомагнитного поля, т.д. Электромагнитные поля биосферы играют роль в настройке биологических часов, в ориентировке особей в пространстве, влияют на регуляцию физиологических функций. Генетика предполагает знание элементов теории вероятностей, основных понятий атомно – молекулярного учения (идея дискретности), принципов планирования и статистической обработки результатов экспериментов. Информация по биомеханике (механические свойства органов и тканей, кинематический и динамический анализ движений), биооптике, биоакустике имеет большое значение для курса физики, насыщая его примерами, повышая интерес к науке.
Биология пересекается с химией при исследовании химического субстрата живой материи, химического взаимодействия в живых системах, метаболических процессов и их регуляции в клетке, мутагенеза, изучении экологических проблем современности и методов их решения. Практически все физиологические процессы в организме живого существа являются следствием химических превращений веществ (пищеварение, дыхание, выделение, нервная и гуморальная регуляция, гомеостаз, размножение, развитие и т. д.). Целые разделы биологии фактически построены на использовании химических знаний, например, “Химическая организация клетки”, “Энергетический обмен”, “Пластический обмен”, “Фотосинтез”, “Хемосинтез”, “Синтез белков в клетке”, другие. Физико-химический взгляд видит в клетке дисперсную систему, совокупность электролитов, полупроницаемых мембран и т. д. Клетка является типичной механической системой, которой характерна упругость, плотность, тургор, осмос. Она может выглядеть как электрическая цепь, состоящая из проводников, конденсаторов, если её изучение ведётся с позиций электростатики и электродинамики. Без использования закономерностей химии и физики (энергия активации, теория катализа и т. д.) невозможно объяснить процесс метаболизма и функционирования ферментативных систем. Без совмещения этих понятий, которое возможно только на уроках биологии, не может быть подлинно биологического понятия о клетке. Кибернетики составляют сложные схемы регуляции и передачи информации в ней.
Говоря о теориях, которые с успехом используются в физических, химических, биологических науках, я на уроках часто упоминаю квантовую теорию. Считаю, что понятие о квантах следует чаще применять при объяснении явлений на уроках химии и физики – фотоэффект, давление света, фотография и т. д. В рамках урока биологии мною очень детально рассматривается данная теория в теме “Органы чувств. Зрительный анализатор”.
Перекрестки физики, химии, географии и биологии мне позволяют отрабатывать одну из сложных тем биологии – “Уровни организации живой материи, её свойства”. Всё живое на Земле состоит из взаимосвязанных уровней, каждый из которых в общей глобальной биологической системе выполняет определённые функции в биологическом процессе. В процессе урока обучающиеся раскрывают биологическое значение проявления того или иного уровня организации жизни и выявляют их физические, химические, географические особенности. Простраивая урок, я пытаюсь подчеркнуть и выявить решение метапредметной проблемы на стыке нескольких наук.
В силу основного биогенетического закона существует связь между морфофизиологическими уровнями самого организма и этапами филогенеза, между “поэтапным” строением организма и поэтапным возникновением этих “этажей”. Существует три различных направления в изучении уровней живого:
- Организменный.
- Систематический.
- Экологический.
Однако каждый из них имеет исторический аспект. В первом случае рассматривается появление уровней организма в процессе эволюции, во втором – генезис основных таксонов, в третьем – изменение отношений организма, среды и эволюция биосферы в целом. В ряде случаев эти аспекты оторвать друг от друга оказывается практически невозможно.
Более эффективное усвоение теоретического курса и формирование практических навыков и умений легче осуществляется через самостоятельную работу по алгоритму или инструкции под моим руководством, построенную на основе метапредметного подхода. Такая работа способствует повышению уровня понимания и эффективности запоминания фактического материала, развивает мышление, позволяет ставить перед собой цель и решать задачи, помогает доказательно отстаивать свою точку зрения и представить полученные результаты.
Таким образом, к положительным моментам применения метапредметного подхода в изучении биологии следует отнести:
- развитие глубоких системных знаний у обучающихся при изучении биологических процессов и явлений разной сложности;
- расширение интеллектуальных потребностей и индивидуальных познавательных способностей школьников;
- формирование проектно – исследовательских компетенций обучающихся;
- изучение сложного материала по предмету через разноуровневые практикоориентированные задания;
- расширение самостоятельности и самоконтроля;
- развитие компетенций самостоятельной навигации.
Однако существуют трудности в применении метапредметного подхода:
- ограниченность продолжительности урока, которую можно компенсировать за счёт интенсификации времени по разбору материала, что может снизить качество усвоения нового материала;
- серьёзные требования к теоретическим и практическим знаниям исследовательских подходов и межпредметных вопросов учителем;
- отсутствие инструментария и единой методики оценки метапредметных результатов.
Биологическое образование вносит свой вклад в формирование общей естественнонаучной картины мира. Образовательные и воспитательные задачи обучения биологии должны решаться комплексно с учётом индивидуальных особенностей обучающихся, специфики биологии как науки и учебного предмета, определяющей её роль и место в общей системе школьного обучения и воспитания. Современная система образования предоставила мне право самостоятельного выбора методических путей и приёмов решения этих задач. Использование технологии метапредметного анализа позволяет мне сформировать у обучающихся прочные, осознанные знания и умения, развивать познавательные способности и создавать условия для развития самореализации личности каждого ученика. Значительное пространство свободы, получаемое мной как учителем при этой технологии, обеспечивает мне большую возможность творческих поисков и решений.