Возможности применения методов и приемов системы НФТМ-ТРИЗ на уроках биологии

 

Думаю, не вызовет сомнений мысль о том, что биология одна из тех наук, которая предполагает развитие интеллектуальных и творческих способностей учащихся — это происходит в процессе наблюдений, экспериментов, самостоятельной работы с различными источниками информации. На уроке биологии учащиеся получают большой «багаж знаний» (объем информации, который требуется применить при выполнении заданий ГИА), а также набор приемов для решения стандартных задач сборников ЕГЭ и ГИА. Эти знания и умения являются фундаментом для дальнейшего развития выпускника школы, поступающего в медицинский ВУЗ, но нельзя недооценивать и тот факт, что любой другой творческий человек, не знающий, как устроен его организм, не умеющий увидеть необычное в обычном дереве или птичке, сидящей на ветке этого дерева, не умеющий грамотно изложить свои мысли вряд ли много добьется в современной жизни. Вместе с тем практика показывает, что в реальной жизни человеку приходится решать совсем другие – открытые – задачи, где нет достаточных условий для решения проблемы, неизвестно, с какой стороны к ней подступиться, да и сама проблема порой скрыта за массой второстепенных деталей. Работая не первый год в школе учителем биологии приходится констатировать, что в учебниках по биологии не так много открытых задач, практико-ориентированных, с которыми можно бы было организовать плодотворную работу на уроке. Решение подобных задач    предполагает, что ребенок самостоятельно определит цель, интуитивно найдет способы достижения цели и раздобудет необходимую информацию известными ему способами. Возникает необходимость целенаправленного формирования творческого мышления учащихся – если мы действительно хотим подготовить их к реальной жизни, а не только к «успешной сдаче экзаменов». ТРИЗ-технология – это технология решения изобретательских задач (основатель Г. С. Альтшуллер). Основная цель этой технологии научить детей мыслить системно, с пониманием того, что происходить и как происходит. В основу ТРИЗ-технологии положено решение противоречий или ситуаций требующих, найти выход из создавшегося положения. Решение задач такого типа невозможно без использования творческого подхода. Творчество предполагает креативность мышления, нестандартный подход в выборе решения [1].

Тема «Обмен веществ и энергии в клетке – основа жизнедеятельности организмов» традиционно одна из наиболее сложных для понимания учащихся в 9 классе. Применяя ТРИЗ-технологию, решая творческие задачи можно значительно повысить качество усвоения данной темы учащимися.  Пример разработки такого креативного урока по биологии по теме «Способы питания. Автотрофный и гетеротрофный тип питания. Хемосинтез» в 9-м классе в виде блоков представлен ниже.

1. Блок мотивации представляет собой специально отобранную систему оригинальных объектов-сюрпризов, способных вызвать удивление учащегося. Этот блок обеспечивает мотивацию учащегося к занятиям и развивает его любознательность. Предлагается проблемный вопрос: «Один ученый захотел измерить содержание соединений серы в листьях осины. Он собрал листья, заполнил ими пробирки и залил водой. Через три дня в ходе анализа было обнаружено значительное содержание соединений серы. Но внезапно ученого отозвали на конференцию, и он вернулся домой через неделю. Каково же было его удивление, когда обнаружилось отсутствие всяких следов серы в тех самых пробирках, откуда он перед тем брал раствор на анализ. Куда же подевались из раствора соединения серы?» (Личное сообщение доктора биологических наук В.Г. Антипова, БГТУ, г. Минск, кафедра лесоводства) [2]. В ходе обсуждения проблемного выявляется противоречие. Для определения целей урока учащимся задаётся вопрос: «Какие вопросы вы хотели бы задать, чтобы понять изучаемую тему?». Таким образом, цели урока формулируются совместно с учащимися.

В начале проводится актуализация знаний, работа с терминами. Задается вопрос: «Все живые организмы нуждаются в пище и питательных веществах. В зависимости от источника углерода и энергии делятся на две группы. Какие это группы?». Для того чтобы вспомнить эти две группы, предлагается выполнить задание. В таблицах 1 и 2 с помощью букв зашифрованы термины. Задача учащихся найти их, для чего необходимо правильно совместить понятия по вертикали и горизонтали. Затем из букв составить нужный термин.

	Подготовительный этап	Кислородный этап	Энергия рассеивается в форме тепла	Гликолиз	Брожение	Клеточное дыхание	Образуется 2 АТФ	Образуется 36 АТФ
митохондрии	б	т	н	е	л	ф	ш	р
цитоплазма	г	к	к	в	о	я	т	и
Пищеварительный тракт и лизосомы	а	м	о	з	ч	у	з	п

Ответ: автотроф

	Поглощение кванта света хлорофиллом	Граны	Строма	Использование энергии АТФ	Синтез глюкозы	Фотолиз воды	Выделение кислорода	Синтез АТФ	Восстановленный переносчик водорода	Фиксация углекислого  газа
Световая фаза	г	е	к	м	п	т	е	р	о	ш
Темновая фаза	в	с	ф	о	р	й	я	и	б	т

Ответ: гетеротроф

Блок 3 (содержательный) содержит программный материал учебного курса и обеспечивает формирование системного мышления и развитие творческих способностей. Для этого предлагается работа с учебником - изучив материал параграфа, затем учащимся предлагается составить сравнительную таблицу. Для этого предлагается провести обсуждение в группах и предложить критерии для сравнения. (Ниже представлена - примерная таблица). 

Отличительные признаки	Автотрофы	Гетеротрофы
Значение термина
Синтез органических веществ
Источник углерода
Способ получения энергии
Роль в экосистемах
Представители

4 блок психологической разгрузки, предлагается выйти из-за парт, взявшись за руки, каждой группе изобразить способ питания амебы, росянки обыкновенной, лейкоцита, дождевого червя, гидры пресноводной.

Блок 5. Головоломки.  Блок представлен системой заданий, направленных на развитие у учащихся творческого мышления и умения применять знания в нестандартной ситуации [2].

(Ответ: Солнечный луч. Из каменного угля выделяется тепло Солнца, которое светило миллионы лет назад).

Работа проводится в группах.

Скарабей ест пищу у себя в норке. Но для того, чтобы поесть, ему нужно навоза в 20 раз больше себя. Если тащить большой кусок в норку, жук обессилит, а если таскать понемногу, это займет весь день. Как быть жуку? 

(Ответ: Жук делает шар и катит его.)

Из диких животных наиболее часто переносчиком бешенства является лисица. Чтобы помешать распространению этой опасной для человека болезни, долгое время лисиц в Европе безжалостно отстреливали. Наконец была изобретена вакцина против бешенства, но лисиц не заставишь приходить на пункты приема вакцины. Как быть? 

(Ответ: В приманки из рыбьей муки и жира помещают капсулу с вакциной и расставляют их в местах обитания лисиц. Обладая тонким обонянием, те легко находят приманки и поедают их вместе с вакциной. После одной такой массовой акции в Швейцарии практически полностью было искоренено бешенство среди животных).

Задание 4 [3].

Водородные бактерии используют для получения энергии водород. Напишите суммарное уравнение реакции, используемой этими бактериями. Ответ запишите в виде xАn + yBm = zАpBq, где x,y,z – коэффициенты, А,B – формулы веществ, n,m,p,q – индексы в формулах,

(Ответ: 2H₂+O₂=2H₂O)

Компьютерная интеллектуальная поддержка (КИП) продолжает и углубляет идеи, заложенные в мотивационных заданиях, заданиях типа головоломок, заданиях интеллектуальной разминки и др. При реализации КИП используются дополнительные возможности, предоставляемые компьютерной средой, в частности мультимедийные эффекты, интерактивное взаимодействие.

Предлагаются интерактивные задания на сайте Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов [3]:

1. Задание на сопоставление «Типы обмена веществ»: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/482a27c3-d61e-c5fd-7e70-e25bf44d0209/00135958555863737.htm

2. Задание со свободным ответом «Значение фотосинтеза»: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f256fa14-08d0-9afe-d8d7-41cb51cdf27e/00135958568580816.htm

3. Задание на соответствие по теме «Сравнение фотосинтеза и хемосинтеза» http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/000004db-1000-4ddd-789e-630046bc432f/148.swf

Обсуждение проблемного вопроса, озвученного в начале урока.  Учащиеся определяют тип питания серных бактерий, которые переработали соединения серы в растворах.

Рефлексия осуществляется по кругу, учащиеся высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске:

сегодня я узнал…

было интересно…

было трудно…

я выполнял задания…

я понял, что…

теперь я могу…

я почувствовал, что…

я приобрел…

я научился…

у меня получилось …

я смог…

я попробую…

меня удивило…

урок дал мне для жизни…

мне захотелось…

1) Составить вопросы для викторины по теме «Типы питания организмов».

2) Представьте модель эукариотического организма-паразита, придерживающегося стратегии: опасный паразит не заботится о здоровье окончательного хозяина, так как способен переключаться на окончательных хозяев других видов. Какие анатомические, физиологические и экологические особенности будут характерны для такого паразита?