Проект "Моделирование как средство формирования ключевых компетенций на основе деятельностного подхода".
проект по биологии на тему

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ВОСТОЧНОЕ ОКРУЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЦЕНТР ОБРАЗОВАНИЯ «ГАММА» № 1404

107014 Б.Оленья д.3

ТЕЛ/ФАКС 8(499) 268-46-86 E-mail: gamma1404@list.ru

________________________________________________________________

Отчёт по теме самообразования

«Моделирование как средство формирования ключевых компетенций на основе деятельностного подхода».

Автор проекта

                                                                                  учитель   биологии

                                                                                            Зотова С.А.

Москва, 2010-2011 учебный год.

Содержание

• Паспорт проекта……………………………………………. 2

• Введение…………………………………………………….. 3-4

• План работы над проектом ………………………………... 5

• Выводы……………………………………………………… 6

• Методические разработки «Моделирование

         на уроках биологии». ..................................……………….. 7 - 16

• Библиография.………………………………………........... 17

1

Паспорт проекта:

Тема

«Моделирование как средство формирования ключевых компетенций на основе деятельностно подхода».

Автор

 Зотова С.А. учитель биологии.

Тип проекта

 Практико-ориентированный.

Проблема

Сложность в понимании и запоминании биологических терминов и понятий.

Гипотеза

Использование на уроках метода моделирования позволит быстрее и качественнее усвоить сложный материал и будет способствовать развитию ключевых компетенций.

Цель

Разработка и создание методических рекомендаций по применению метода моделирования на уроках биологии.

Конечный продукт

Методические разработки «Моделирование на уроках биологии».

Объект исследования

Моделирование как метод обучения.

Предмет исследования

влияние метода моделирования на развитие ключевых компетенций учащихся в процессе изучения биологии.

Необходимое оборудование

Мультимедийный проектор, компьютер, экран, электронный носитель.

2

Введение.

Основным стержнем системы развивающего обучения является деятельностный подход. Поэтому содержание обучения задано в виде способов детских действий, а значит, результатом такого обучения будет ряд способностей, которыми овладеют дети в ходе обучения. Но какие именно человеческие способности кроются в способах работы с биологическими объектами? Какие из этих способностей уместно делать предметом школьного курса обучения биологии? Что такого особенного есть в биологии, чего не может дать детям изучение химии, физики и истории? Таким образом, я, учитель биологии, должна найти то уникальное, что бы показать, что мой предмет может дать формирующемуся сознанию ученика.

Для биологии ключевым словом является слово «развитие». Философы биологии все чаще обращают внимание на то, что биология со времени Ч.Дарвина все более формируется как наука о возникновении и развитии органического мира. Преимущественное внимание именно к аспекту развития до сих пор отличает биологию от физики и химии, как бы ни усиливалась ее зависимость от этих наук.

Усвоение понятия развития предполагает овладение особым способом рассмотрения живого – потенциальным действием с ним. Овладение понятием развития помогает становлению у человека способности к осторожной и внимательной оценке событий, умению видеть эти события в связи с другими, а не изолированно; способности предвидеть разные возможные варианты развертывания событий, последствия вмешательства в динамику сложных системных объектов; способности реконструировать ход уже свершившегося процесса. Это и есть те базовые компетентности, которые возможно формировать у школьников на биологическом материале при соответствующем построении содержания, форм и методов учебной работы. Очень важно отметить то, что, хотя эти способности могут и должны быть выращены у каждого человека именно в ходе изучения биологии (на биологическом материале), они могут быть применены в самых разных сферах повседневной социальной жизни людей. Поэтому такой базовый курс школьной биологии будет нужен всем без исключения подросткам.

При изучении любого раздела биологии, важно не только продемонстрировать учащимся, но и предоставить им возможность самим убедиться в том, что каждый специальный термин несет в себе информацию о природе явления, структуре объекта, принципе работы объекта, его свойствах, взаимной связи структуры вещества с его свойствами, строения объекта с его функционированием.

Учащиеся часто не соотносят между собой теоретические знания об объекте исследования и его строением, попросту говоря, не могут по описанию составить «портрет» объекта, и наоборот. Путают понятия: вещество - тело, структура вещества - форма тела, структурные единицы - части целого. Применение в обучении информационных устройств: компьютера, телевизора, магнитофона, мобильного телефона, принтера, интерактивной доски позволяет по-новому решать учебные задачи. Однако электронные модели не всегда дают полное представление об объекте. Вследствие чего я предлагаю проводить занятия по моделированию биологических объектов с использованием пластилина, цветной бумаги и других, доступных и постых в применении материалов.

Моделирование – это метод создания и исследования моделей. Изучение модели позволяет получить новое знание, новую целостную информацию об объекте.

3

Существенными признаками модели являются: наглядность, абстракция, элемент научной фантазии и воображения, использование аналогии как логического метода построения, элемент гипотетичности.

Подобный тип обучения формирует у детей умение учиться, учить себя. Наиболее важные, ключевые, содержательные шаги в развитии важных биологических понятий, с моей точки зрения, необходимо строить как собственные детские исследования и открытия. Понятие развития выстраивается как итог всей учебной работы учащихся по ходу разворачивания предметной логики. Оно опирается на многообразную работу с модельными формами, обслуживающими формирование ключевых понятий биологии: понятий органа, организма, индивидуального развития, эволюции, популяции, экосистемы. Эти базовые понятия становятся «очками» нового видения ребенком мира живых существ и возможных собственных действий в этом мире.

4

План работы над проектом.

5

Выводы.

• Метод моделирования без лишней траты умственных сил, на основе самостоятельной деятельности учащихся позволяет быстрее и качественнее усвоить сложный учебный материал и способствует развитию ключевых компетенций.

• Моделирование развивает

- аналитическое мышление

         - пространственное воображение

    - самостоятельность

    - умение планировать свою деятельность

    - творческие способности

• Моделирование формирует ключевые компетенции

        - учебно-познавательные.

   - информационные.

   - коммуникативные.

   - социально-трудовые.

• Методические рекомендации 

    помогут учителю ознакомиться с теорией вопроса моделирования и

    содержат готовые задания для учащихся.

6

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ВОСТОЧНОЕ ОКРУЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЦЕНТР ОБРАЗОВАНИЯ «ГАММА» № 1404

107014 Б.Оленья д.3

ТЕЛ/ФАКС 8(499) 268-46-86 E-mail: gamma1404@list.ru

________________________________________________________________

Методические разработки

«Моделирование на уроках биологии».

Автор проекта

                                                                                            ЗотоваС.А.

                                                                                  Учитель биологии    

Москва, 2010-2011 учебный год.  

7

Содержание.

Теоретическая часть.

• Понятие о моделировании.

• Классификация видов моделирования.
• Цели и задачи метода моделирования.

• Свойства модели.

• Этапы создания модели.

Практическая часть.

• Задание №1. Создание модели-аппликации «Биополимеры».

• Задание №2. Создание модели-аппликации «Участок цепи ДНК».

• Задание №3. Создание модели-аппликации «Участок цепи РНК».

• Задание №4. Создание модели-аппликации «АТФ».

• Задание №5.  Создание модели-аппликации «Моно- и дисахариды».

• Задание №6.  Создание пластилиновой модели «Митохондрия».

• Задание №7.  Создание пластилиновой модели «Хлоропласт».

• Задание №8.  Создание модели-аппликации из пластилина «Коньюгация и кроссинговер».

8

Теоретическая часть.

Понятие о моделировании.

Моделирование – это наглядно-практический метод обучения, подразумевающий

исследование процессов, явлений и систем объектов через построение и изучение их моделей.

Модели в биологии применяются для моделирования биологических структур, функций и процессов на разных уровнях организации живого: молекулярном, субклеточном, клеточном, органно-системном, организменном и популяционно-биоценотическом. Возможно также моделирование различных биологических феноменов, а также условий жизнедеятельности отдельных особей, популяций и экосистем.

«Моделирование - это опосредованное практическое или теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не сам интересующий нас объект, а некоторая вспомогательная искусственная или естественная система:

1) находящаяся в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом;

2) способная замещать его в определенных отношениях;

3) дающая при её исследовании, в конечном счете, информацию о самом моделируемом объекте» (три перечисленных признака по сути являются определяющими признаками модели).

И.Б.Новик и А.А.Ляпунов

Классификация видов моделирования

Единая классификация видов моделирования затруднительна в силу уже показанной многозначности понятия «модель» в науке и технике. Её можно проводить по различным основаниям:

• по характеру моделей (т. е. по средствам моделирования);
• по характеру моделируемых объектов;
• по сферам приложения моделирования (моделирование в технике, в физических науках, в химии, моделирование процессов живого, моделирование психики и т. п.)
• по уровням («глубине») моделирования, начиная, например, с выделения в физике моделирования на микроуровне (моделирование на уровнях исследования, касающихся элементарных частиц, атомов, молекул).

В связи с этим любая классификация методов моделирования обречена на неполноту, тем более, что терминология в этой области опирается не столько             9

на «строгие» правила, сколько на языковые, научные и практические традиции, а ещё чаще определяется в рамках конкретного контекста и вне его никакого стандартного значения не имеет.

Наиболее известной является классификация по характеру моделей. Согласно ей различают следующие пять видов моделирования:

1. Предметное моделирование, при котором модель воспроизводит геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта. Например, модель моста, плотины, модель крыла самолета и т.д.

2. Аналоговое моделирование, при котором модель и оригинал описываются единым математическим соотношением. Примером могут служить электрические модели, используемые для изучения механических, гидродинамических и акустических явлений.

3. Знаковое моделирование, при котором в роли моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Роль знаковых моделей особенно возросла с расширением масштабов применения ЭВМ при построении знаковых моделей.

4. Со знаковым тесно связано мысленное моделирование, при котором модели приобретают мысленно наглядный характер. Примером может в данном случае служить модель атома, предложенная в свое время Бором.

5. Наконец, особым видом моделирования является включение в эксперимент не самого объекта, а его модели, в силу чего последний приобретает характер модельного эксперимента. Этот вид моделирования свидетельствует о том, что нет жесткой грани между методами эмпирического и теоретического познания.

Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведётся на модели, воспроизводящей основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики «оригинала». На таких моделях изучаются процессы, происходящие в оригинале — объекте исследования или разработки (изучение на моделях свойств строительных конструкций, различных механизмов, транспортных средств и т. п.). Если модель и моделируемый объект имеют одну и ту же физическую природу, то говорят о физическом моделировании.

Цели метода моделирования.

• Понимание устройства конкретной системы, её структуры, свойств, законов развития и взаимодействия с окружающим миром

• Управление системой, определение наилучших способов управления при заданных целях и критериях                                                                                   10

• Прогнозирование прямых и косвенных последствий реализации заданных способов и форм воздействия на систему

Все три цели подразумевают в той или иной степени наличия механизма обратной связи, то есть необходима возможность не только переноса элементов, свойств и отношений моделируемой системы на моделирующую, но и наоборот.

Главные задачи метода моделирования :

• получение фактических знаний;

• изучение наиболее сложных для познания вопросов по биологии;

• формирование навыка поиска правильного решения задания с применением анализа и синтеза;

• изучение и применение метода моделирования на практике;

Модель (лат. Modulus – мера, образец, норма) – материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе познания ( изучения) замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные его черты.

Свойства модели.

«Наилучшей моделью кота является другой кот, а еще лучше – тот же самый кот». А. Розенблют, Н. Винер.

«Ничто не может быть моделью себя». М. Вартофский.

• Недорогая и простая в исполнении. (модель выполняется из недорогих материалов, легих в использовании: пластилин, бумага, бусинки, проволока и т. д.)

• Простота структурная. (в модели сохраняются только те типичные черты объекта, которые изучаются в данной теме)

• Потенциальность (в идеале должна давать возможность получения новых знаний)

• Наглядность и соразмерность. ( типичные черты объекта должны быть хорошо выражены, соблюдены соотношения рамеров частей)

Хорошо построенная модель должна быть доступнее, информативнее и удобнее для исследователя, нежели реальный объект.

11

Этапы создания модели.

• Первый – тщательное изучение опыта, связанного с интересующим исследователя явлением, анализ и обобщение этого опыта и создание гипотезы, лежащей в основе будущей модели.

• Второй – составление программы исследования, организация практической деятельности в соответствии с разработанной программой, внесение в неё коррективов, подсказанных практикой, уточнение первоначальной гипотезы исследования, взятой в основу модели.

• Третий – создание окончательного варианта модели. Если на втором этапе исследователь как бы предлагает различные варианты конструируемого явления, то на третьем этапе он на основе этих вариантов создает окончательный образец того или проекта, который собирается воплотить.

Схема процесса моделирования.

Объект -> Модель -> Изучение модели -> Знания об объекте

12

Практическая часть.

Задание №1. Создание модели-аппликации «Биополимеры».

Цель: изучить структуру и разнообразие биополимеров.

Используемый материал: лист А3, цветная бумага (или заготовки), ножницы, клей.

Алгоритм действий.

• Расшифруйте понятия – полимер, мономер, гомополимер, гетерополимер, регулярный полимер, нерегулярный полимер.
• Сделайте модель-аппликацию линейного гомополимера, состоящего из  8 мономеров. Укажите органическое вещество, имеющее подобную структуру, определите его мономеры.
• Сделайте модель-аппликацию разветвленного гомополимера, состоящего из  8 мономеров. Укажите органическое вещество, имеющее подобную структуру, определите его мономеры.
• Сделайте модель-аппликацию нерегулярного гетерополимера, состоящего из  8 мономеров. Укажите органическое вещество, имеющее подобную структуру, определите его мономеры.
• Сделайте аппликацию регулярного гетерополимера, состоящего из  8 мономеров.
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Мономер вырежьте в ввиде кружочка.

Задание №2. Создание модели-аппликации «Участок цепи ДНК».

Цель: изучить структуру ДНК, принцип комплементарности.

Используемый материал: лист А3, цветная бумага (или заготовки), ножницы, клей.

Алгоритм действий.

• Расшифруйте аббревиатуру ДНК.
• Дайте определение (структурное) ДНК, определите мономеры.
• Сделайте модель-аппликацию участка ДНК, на котором в одной цепи последовательность нуклеотидов: ААТТГЦ.
• Подпишите части ДНК: нуклеотиды, фосфаты, сахар (конкретно), азотистые основания (конкретные названия).
• Укажите и подпишите типы связей между нуклеотидами в цепи и между цепями.
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Форму структурных частей нуклеотидов см. в учебнике.

Не забудьте принцип антипараллельности.                                                                      13

Задание №3. Создание модели-аппликации «Участок цепи РНК».

Цель: изучить структуру РНК, принцип комплементарности.

Используемый материал: лист А3, цветная бумага (или заготовки), ножницы, клей.

Алгоритм действий.

• Расшифруйте аббревиатуру РНК.

• Дайте определение (структурное) РНК, определите мономеры.
• Выявите типы РНК, количество нуклеотидов в них и % содержание в клетке.
• Сделайте модель-аппликацию участка иРНК, скопированного с участка цепи ДНК, имеющего последовательность нуклеотидов: ТАГЦГА.
• Подпишите части РНК: нуклеотиды, фосфаты, сахар (конкретно), азотистые основания (конкретные названия).
• Укажите и подпишите типы связей между нуклеотидами в цепи.
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Форму структурных частей нуклеотидов см. в учебнике.

Задание №4. Создание модели-аппликации «АТФ».

Цель: изучить структуру АТФ, АДФ, АМФ.

Используемый материал: лист А3, цветная бумага (или заготовки), ножницы, клей.

Алгоритм действий.

• Расшифруйте аббревиатуру АТФ.
• Дайте структурное определение АТФ.
• Определите функцию АТФ.
• Сделайте модель-аппликацию АТФ, подпишите части, укажите макроэргические связи.
• Расшифруйте аббревиатуру АДФ.
• Дайте структурное определение АДФ.
• Сделайте модель-аппликацию АДФ, подпишите части, укажите макроэргические связи.
• Расшифруйте аббревиатуру АМФ.
• Дайте структурное определение АМФ.
• Сделайте модель-аппликацию АМФ, подпишите части.
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Обратите внимание – АМФ – нуклеотид РНК.

Форму структурных частей нуклеотидов см. в учебнике.

14

Задание №5.  Создание модели-аппликации «Моно- и дисахариды».

Цель: изучить структуру моно- и дисахаридов.

Используемый материал: лист А3, цветная бумага (или заготовки), ножницы, клей.

Алгоритм действий.

• Дайте определение понятию моносахариды.
• Дайте определение понятиям: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы.
• Сделайте модель-аппликацю «Моносахариды», подпишите их названия и напишите формулы.
• Дайте определение понятию дисахариды. Сделайте модель-аппликацю «Дисахариды».
• Подпишите  названия дисахаридов и мономеров, из которых они состоят.
• напишите химические формулы дисахаридов.
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Исследуйте моносахариды: эритроза, рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

Исследуйте дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза.

Форму моносахаридов см. в учебнике.       

Задание №6.  Создание пластилиновой модели «Митохондрия».

Цель: изучить строение митохондрии.

Используемый материал: пластилин, картон.

Алгоритм действий.

• Изучите строение митохондрии.
• Сделайте пластилиновую модель митохондрии в разрезе:

      -вылепите наружную мембрану, внутреннююю (не забудьте складки – кристы),

      - сделайте кольцевые митохондриальные ДНК,

      - вылепите рибосомы.

• Модель закрепите на листе картона и подпишите все составные части митохондрии.
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Соблюдайте пропорции частей митохондрии.

15

Задание №7.  Создание пластилиновой модели «Хлоропласт».

Цель: изучить строение хлоропласта.

Используемый материал: пластилин, картон.

Алгоритм действий.

• Изучите строение хлоропласта.
• Сделайте пластилиновую модель хлоропласта в разрезе:

      -вылепите наружную мембрану,

      -сделайте граны, соберите их в стопочки (тилакоиды),

      - соедиините тилакоиды ламеллами и поместите внутрь хлоропласта,

      - сделайте кольцевые хлоропластные ДНК,

      - вылепите рибосомы.

• Модель закрепите на листе картона и подпишите все составные части хлоропласта.
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Соблюдайте пропорции частей хлоропласта.

Задание №8.  Создание модели-аппликации из пластилина «Коньюгация и кроссинговер».

Цель: изучить процессы коньюгации и кроссинговера.

Используемый материал: пластилин, картон.

Алгоритм действий.

• Изучите процесс коньюгации, запишите определение термина.
• Сделайте пластилиновую аппликацию «Коньюгация»:

      -вылепите удвоенную хромосому, состоящую из двух хроматид (палочек),

      соединенных центромерой,

      - вылепите удвоенную хромосому, гомологичную первой (сохраните форму и

      размер, но поменяйте цвет),

      -закрепите хромосомы на картоне, изобразив коньюгацию,

      - подпишите подпишите удвоенные хромосомы и бивалент .

• Изучите процесс кроссинговера, запишите определекние термина.
• Сделайте пластилиновую аппликацию «Кроссинговер»:

      - сделайте модели аналогичные апликации «Коньюгация»,

      - закрепите их на картоне,  выполнив перекрест хроматид гомологичных

      хромосом.

• Сделайте модель «Результат кроссинговера».
• Подготовьтесь к презентации работы.

* Рекомендации.

Все модели хромосом должны быть одинаковые по форме и размеру, гомологичные разные по цвету.                                                                                                                   16

Библиография.

1. Биология 9-11. Экспресс методика быстрого усвоения школьного курса и подготовки к экзаменам. Новая школа.2005. http://www.new-school.ru/
2. В.С Конюшенко, С.Е Павлюченко.,. С.В Чубаро; «Методика обучения биологии». Минск, «Книжный Дом», 2004.
3. Высоцкая М.В. Нетрадиционные уроки по биологии в 5-11 классах, М., Учитель, 2010.

4. Новик И. Б., О моделировании сложных систем, М., 1965
5. Моделирование в биологии и медицине, Л., 1969
6. “Практика развивающего обучения (система Д. Б. Эльконина – В. В. Давыдова)”, А. Б. Воронцов М., “русская Энциклопедия”., 1998.
7. Виноградова М.Д., Первин И. Б. Коллективная познавательная деятельность и воспитание школьников. - М., 1977.

17