Применение методов НФТМ-ТРИЗ на уроках биологии

Перед молодым специалистом, вступившим на педагогическую стезю, в первые годы получения опыта открывается огромный выбор различных методик и технологии обучения подрастающего поколения. Среди этого разнообразия начинающему педагогу важно найти баланс между заказом общества и потребностью в получении удовольствия от проделанного труда у ребенка. В быстро меняющейся политической, экономической и социальной обстановке приоритетным направлением в образовательном процессе становиться формирование и воспитание мобильной, креативной личности с развитым творческим мышлением. Одной из концепции позволяющей соблюсти баланс является концепция непрерывного формирования творческого мышления и развития творческих способностей обучаемых с активным использованием теории решения изобретательских задач НФТМ-ТРИЗ под руководством М. М. Зиновкиной [1]. Это целостная педагогическая система имеет целями непрерывного формирования системного, многоэкранного творческого мышления и развитие творческих способностей учащихся и студентов и в итоге – развития творческой личности. Одной из особенностей данной системы является полных охват временного отрезка жизненного пути личности, иными словами концепция предусматривает развитие личности от рождения до конца жизни. Что немало важно, в связи с тем, что сами педагоги зачастую обучались в рамках традиционной концепции.

В 20 веке возникает теория решения изобретательских задач ТРИЗ автора Г. С. Альтшуллера. Главная цель, которой ускорить поиск решения и отбросить ненужные варианты на начальном этапе.

Одним компонентом из составляющих ТРИЗ является информационный фонд, который представляет собой концентрированный опыт решения проблем с целью выхода сразу на определенные решения поставленных задач. Изобретателю-практику благодаря эффектам предоставленных информационным фондом ТРИЗ удобно использовать организационные знания.

Креативный урок включает в себя несколько блоков и представляет тем самым некую информационную карту.

Каждый блок не случаен и несет определенную нагрузку, конечная цель которой формирование творческой, креативной личности. В целом для школы характерня слабая интеграция научного творчества особенно по биологии. Лишь немногие авторы взялись за разработку творческих задач по биологии, экологии и ОБЖ [2].

В статье предпринята попытка отразить пример разработки креативного урока по биологии по теме «Питание растений» в 6-м классе в виде блоков. Урок рассчитан на 2 академических часа.

Ухаживая год за годом за комнатным растением, мы стараемся поливать его, кормить удобрениями. За эти заслуги комнатные растения одаривают нас приятным эстетическим видом и благоухающими цветами. Посадив саженец в полный горшок почвы, замечали ли вы, что когда растение вырастает, корневая система увеличивается, но при этом земля из горшочка не вываливалась. Куда же делась почва из горшка?

Пример является простым и наглядным. Развивает наблюдательность детей к окружающему миру. Сталкивает с противоречием, мотивируя на дальнейшее познание.

В пределах урока ребятам нужно стараться познать особенности почвенного питания растений, отвечая на вопросы какие вещества необходимы, через какие структуры они поглощаются, куда проводятся и по каким клеткам.

В этом блоке необходимо вести пропедевтику такой науки как теории решения изобретательских задач. В основе, которой лежит выявление и разрешение противоречий, откидывая при этом сразу недейственные идеи. Согласно Г. С. Альтшуллеру противоречие – это взаимодействие в системе, состоящее, например в том, что полезное действие вызывает одновременно и вредное действие. Для того чтобы решить противоречие необходимо воспользоваться готовой системой из 40 приемов и таблицей Г. С. Альтшуллера. Задача учителя на данном этапе создать в сознании ребят противоречие.

Например:

Чтобы вырастить на собственном огороде зрелый плод, садоводу необходимо затратить массу энергии, веществ и времени. Как ускорить этот процесс? Как сэкономить финансы? Как вырастить быстрее ценный овощ без затраты веществ? Пользуясь таблицей ТРИЗ, находим пересечение полей «Скорость» и «Потери вещества. Смотрим приемы разрешения данного противоречия: 10 – принцип предварительного действия, 13 – принцип «наоборот», 28 – замена механической системы, 38 – применение сильных окислителей. Интерпретируя приемы, можно заметить, что наиболее подходящим является прием предварительного действия, который позволит существенно повысить скорость, если производить рациональные и заблаговременные мелиоративные работы.

В рамках оставшегося времени от содержательного блока, можно провести лабораторную работу: Транспирация растений. Заложить опыт, который в дальнейшем будет проанализирован детьми.

В структуре креативного урока важное место занимает отдых. Психологическая разгрузка необходима для снятия мыслительного напряжения и повышения эмоционального состояния ребенка, что непременно влияет на отношение ребенка к изучению материала. В данном уроке отлично подойдет «Игра-улыбка». Каждый обучающийся дарит свою улыбку соседу по парте. Также эффективно подойдет гимнастика для глаз с целью предотвращения развития патологических состояний, поскольку в школьном возрасте при не соблюдении правил гигиены, очень сильную нагрузку испытывают глаза.

Главная цель головоломки, по мнению М. М. Зиновкиной, является развитие парадоксального мышления, смекалки, преодоление стереотипов мышления, развитие творческого воображения, в том числе пространственного воображения. В качестве простейших головоломок могут быть использованы различные тематические ребусы.

                          
           Рис. 2. Ребус «Фотосинтез»                                    Рис. 3. Ребус «Ботаника»

Обучающиеся впереди всех могут самостоятельно придумать ребус на слово транспирация и варианты своей разработки представить одноклассникам.

Также может быть применено биологическое лото, суть которого заключается в нахождении верного определения понятий. Пример лото на заданную тему отражен в таблице:

Зона корня, ответственная за поглощение воды	Процесс испарения воды с ли­стьев	Уникальная жидкость. Суще­ствует в 3 агрегатных состоя­ниях
Плодородный слой Земли	Проводящая ткань растения, по которой перемещаются вода и минеральные соли	Проводящая ткань растений, по которой перемещаются органи­ческие вещества

 

Необходимо соединить понятия и их определения. Определения заранее вырезаются.

Почва	Ксилема	Флоэма
Зона всасывания	Транспирация	Вода

 

Или упражнение магический квадрат, в котором необходимо попытаться составить слово из предложенных букв. Буквы необходимо соединить линиями. По диагонали не соединяются:

А	М	Ы	И	Л	А
В	И	Л	С	Е	М
Ч	Н	А	К	М	Э
О	Е	Р	Т	А	О
П	Л	И	С	Ь	Л
К	О	Р	Е	Н	Ф

 

Из данного квадрата можно найти ключевые термины урока, а именно: почва, минералы, корень, ксилема, флоэма. Такая форма работы помогает более успешно изучать терминологический аппарат.

Для интеллектуальной разминки характерна целая система творческих заданий. В рамках урока приведены несколько примеров.

Эффективно позволяет развивать любознательность, чувственность к проблемам окружающей среды и умение прогнозировать задание на формулирование целенаправленных вопросов и по ответам на них выявлять предмет это упражнение «горящий стул». Сущность упражнения заключается в определении объектов, записанных на доске или лежащих на столе. При этом один учащийся не видит это предметы, тогда как его одноклассники формулируют вопросы характеризующие данные предметы, не используя название самого предмета. Отвечающий ученик пытается назвать данный предмет.

Задуматься об основных причинах и последствиях событий позволяет упражнение на выдвижение гипотез. Так, например можно смоделировать ситуацию исчезновения целых царств живой природы. На уроке было уместно спрогнозировать исчезновение царства Растений.

Преодолеть мыслительную ригидность позволит упражнение на необычное применение предметов. Очень часто мы выкидываем мусор, не задумываясь над тем, что выбрасываем ценный клад. Так, например, пластиковые бутылки имеют огромное разнообразие вариантов применения: от емкости для посадки рассады, до игрушек-копилок и т. д.

Для развития абстрактного мышления и умения структурировать материал применяется задание на создание схем на основе существующего образа. На данном уроке можно схематично отобразить образ высшего растения. Примерная схема может выглядеть следующим образом:

При этом в выборе формы и содержания схемы ребята подходят самостоятельно, на основе собственных представлений и знаний полученных раннее.

Интеллектуальная разминка необходима для того, чтобы подготовить к выполнению сложных заданий через осознание значимости правильно проведенного анализа информации.

В пределах данного блока необходимо разобрать с учащимися особенности воздушного питания растений: механизм поглощения веществ, устьичный аппарат листа, понятие фотосинтеза.

Как получать больше кислорода в городе при дефиците площадей лесов? По таблице ТРИЗ находим пересечение «Количество вещества» и «Площадь неподвижного объекта» и увидим приемы [3]: 2 – принцип вынесения: отделить от объекта мешающую часть, или выделить нужную; 4 – принцип асимметрии, перейти от симметричной формы к ассиметричной, или усилить асимметрию; 18 – использование механических колебаний; 40 – применение композиционных материалов. Для решения задачи можно использовать второй и четвертый принцип. Вынести часть лесных насаждений за черту города, и пустые участки в городе озеленять. Также можно использовать крыши домов для зеленых насаждения и эффект «альпийской горки».

Как увеличить производительность процесса фотосинтеза без особых затрат энергии? Находим пересечение по таблице и смотрим приемы: 10 – принцип предварительного действия (заранее расставить объекты, чтобы они сразу вступили в действие с удобного места), 28 – замена механической системы, 29 – использование пневмо- и гидроконструкции, 35 – изменение физико-химических параметров. В нашем случае подходят приемы 10 и 35, которые позволяют частично повысить процесс фотосинтеза, за счет увеличения площади поверхности восприятия определенного видимого спектра излучения в первом случае.

Общеизвестно, что в открытом космосе нет кислорода. Отправляясь в путь любой космический носитель содержит кислород для космонавтов на орбите. Как же можно получать кислород в космосе, не пополняя запасы с Земли?

Биологическим эффектом будет являться использование одноклеточных организмов, в частности простейшей водоросли хлореллы. Высокая способность к делению и интенсивному фотосинтезу позволяет пополнять кислород на космическом корабле.

Кроме этого важно научиться решать практические задачи.

За сутки человеком потребляется 430 г кислорода и выделяется 800 г. углекислого газа. Один гектар зеленых насаждений поглощает углекислого газа столько, сколько 200 человек выдыхают, при этом выделяют 80 г. кислорода. Какое количество кислорода в сутки необходимо жителям города насчитывающего 5 млн. человек.

Использование КИМ на уроке неотъемлемая часть познавательного процесса современного школьника. Важно, чтобы работа носила не только репродуктивный характер, но и позволяла углублять идеи заложенные в мотивационных заданиях. В данном заданий ребенок может моделировать ситуацию и прогнозировать ее исход.

На данном уроке используется электронный ресурс «Опыт Пристли». Ребята изучают различные исходы ситуации в зависимости от наличия трех компонентов: мышки, света, растения. Главная задача ребят найти путь решения, при котором все объекты живой природы будут сохранены. Вместе с детьми формулируется вывод, о том, что только при наличии трех факторов возможно сохранить жизнь в изолированном пространстве. Этот опыт был поставлен в 1771 году английским священником, естествоиспытателем Джоном Пристли. Им было доказано, что растения на свету поглощают углекислый газ, а выделяют кислород.

На этом наш урок познания и творчества заканчивается. Сегодня мы с вами постарались ответить на многие вопросы, побыть проектировщиком городской среды, заглянуть в тайну биолого-химических процессов, протекающих в растениях, пофантазировать над вымышленными событиями и полететь в космос!

Оценивание ребятами своего эмоционального состояния после урока осуществляется при помощи техники «рожицы». Ребята выбирают разложенные рядом со стендом рожицы и приклеивают их на стенд. Также применяется таблица оценивания, включающая графы:

- Я доволен своей деятельностью на уроке.

- Разобрался, но не во всем.

- Ничего не понял.

На позитивной ноте благодарю всех за внимание и не прощаюсь!

В данном уроке была попытка воплотить основные концепции развития творческого мышления и креативности личности. Пока еще методы творчества на уроках биологии применяются не повсеместно, поэтому предстоит огромная методическая работа авторов, что является перспективой на будущее.