Конструирование и методика использования ситуационных задач по биологии в условиях детализации требований фгос

Non scholae, sed vitae discimus.

(Учиться не для школы, а для жизни.).

Компетентностный подход направлен на развитие мобильности личности в изменяющихся социально-политических, профессиональных, жизненных и учебных условиях. В биологическом образовании школьников необходимо сместить акценты в сторону применения знаний на практике, развития дивергентного мышления, способности учащихся ориентироваться в нестандартных ситуациях, решать задачи, встречающиеся в текущей и будущей жизнедеятельности. Современный выпускник школы должен владеть универсальными учебными действиями в сфере решения ситуационных задач. В статье авторы предлагают вниманию читателей опорную схему-конструктор ситуационных задач по биологии. Применение конструктора помогает планировать и достигать новые образовательные результаты в учебном процессе в соответствии с требованиями ФГОС.

Стремительно изменяющиеся жизненные, профессиональные условия требуют от человека умения быстро ориентироваться и адекватно на них отвечать. Именно эта способность называется компетенцией, она и определяет концептуальное направление современного образования. Актуальным для нынешнего века вновь становится высказывание выдающегося методиста естествознания Половцова: «Школа должна, с одной стороны, ясно ставить общую цель, к которой она стремится; с другой — согласовать с ней как материал, так и методы, проводимые в отдельных учебных предметах; все это, наконец, должно делаться ради того, чтобы дать развивающемуся человеку общее образование, с целью приготовить его к жизни». Далее, также в духе компетентностного подхода, автор отмечает: «Образовать — значит настолько развить органы физической и психической жизни человека, чтобы он правильно и глубоко понимал окружающие явления и умел бы путем свободной самодеятельности решать те задачи, которые ставит ему жизнь».

Однако то, что в теории кажется интуитивно понятным и очевидным, на практике оказывается не таким уж и простым. При переходе на ФГОС у учителей биологии возникает много проблем. Наибольшие трудности связаны с тем, как правильно обеспечить формирование у учащихся компетенций в решении жизненных ситуаций на основе привычного преподавателю учебного материала. Несмотря на большую популярность проблемного обучения, учитель до сих пор испытывает трудности в том, как сформулировать диалог с учащимися, в котором они, используя теоретический материал предмета, быстро и легко перейдут к практическому его использованию в повседневной жизни. Таким образом, отечественное образование испытывает потребность обучения и воспитания детей в ситуативном русле. «Ситуативность обучения — основное отличие образования в передовых странах мира», — как пишет О. А. Назарова. Ему отвечают перспективные новые и традиционные образовательные технологии — проблемное, проблемно-диалогическое обучение, обучение посредством кейсов (пакета ситуаций для принятия решений), использование ситуационных задач.

Ситуационные задачи — это учебные задачи, основанные на описании конкретной жизненной ситуации или факта, позволяющие ученику осваивать интеллектуальные операции последовательно в процессе работы с информацией: ознакомление — понимание — применение — анализ — синтез — оценка. Анализ школьной практики показал, что ситуационные задачи почти не встречаются в учебниках и различных пособиях, большинство учителей не подготовлено к обучению школьников приемам решения и составления ситуационных задач. Но наукой установлено: чем больше задач используется в обучении, тем теснее становятся связи межу получаемыми фундаментальными знаниями и их использованием в реальной жизни. Значит, без использования ситуационных задач учащиеся не осознают роли многих биологических законов, не обращаются к ним для понимания различных фактов и биологических явлений.

Важную роль ситуационных задач в педагогическом процессе признают многие: однако при изучении биологии широкое распространение получили вопросы-задачи, задания, а ситуационные задачи очень редки. Вопросы, связанные с методикой решения задач учащимися и применения задач в образовательном процессе изучали многие педагоги и методисты-биологи: О. В. Акулова, Т. А. Бабакова, Е. Н. Демьянков, Л. С. Илюшин, А. В. Кулев, А. П. Момотова, С. А. Писарева, Е. В. Пискунова, С. В. Суматохин и другие. Тем не менее основной причиной редкого применения ситуационных задач, на наш взгляд, остается неумение учителей конструировать задачи с учетом структуры планируемых результатов образования. Изучение данной проблемы, опыт работы подвели нас к разработке опорной схемы-конструктора для составления ситуационных задач с учетом требований ФГОС к построению образовательного процесса. Схема представлена на рис. 43.1.

Конструктор предназначен для учителей, методистов-биологов, а также студентов, получающих педагогическое образование по профилю «Биология». С помощью конструктора можно составлять задачи для уроков разных типов. Конструируемые ситуационные задачи могут предназначаться для решения в различных формах организации познавательного процесса (индивидуальной, индивидуализированной, групповой, парной, дифференцированно-групповой, звеньевой, фронтальной). Конструктор позволяет разрабатывать задачи с заранее запрограммированными новыми образовательными результатами. Конструктор называется опорным в связи с тем, что он не предлагает конкретных формулировок задач, а лишь задает структуру задач — тот вопрос (требование задачи) либо тот вид проблемы (предметною область), на которой основана задача.

Конструирование следует начинать с определения типа урока и этапа, на котором планируется использование данной задачи: изучение нового, закрепление знаний, комплексное применение знаний, обобщение и систематизация знаний, контроль, оценка и коррекция знаний. Далее учитель по соответствию выделяет мыслительные операции, которые должны быть задействованы при решении данной задачи: ознакомление, понимание, применение, анализ, синтез, оценка (по таксономии Б. Блума). Также есть возможность спланировать различные уровни сложности задач для осуществления дифференцированного подхода к образовательному процессу: ученический, алгоритмический, эвристический, креативный (по В. П. Беспалько).

Когда все этапы пройдены, можно приступить к определению основного замысла задачи. Идея для следующей части нашей опорной схемы основана на конструкторе ситуационных задач Л. С. Илюшина. Нужно выбрать строку с одной из трех форм организации образовательного процесса: индивидуальная, парная, групповая. После этого следует найти столбцы с теми мыслительными операциями, которые вы хотите спровоцировать у учащихся данной задачей. На пересечении строки формы и столбца мыслительной операции находится предложенная разработчиками конструктора основа задачи. Далее нужно обратить внимание, что по вертикали и горизонтали ей соответствуют планируемые образовательные результаты, пронумерованные числами: личностные и метапредметные (коммуникативные, регулятивные, познавательные) (по рабочей программе по биологии А. А. Вахрушева).

Остается проверить, соответствуют ли они тем ожиданиям, которые возлагаются на ситуационную задачу. Если да, то последним этапом составления ситуационной задачи будет ее формулировка. Условием задачи может стать проблема из реальной жизни (бытовая), из технологии производств, факт из истории биологии и медицины, практики сельского хозяйства, либо исторический (ложноисторический) факт.

Рис. 43.1. Опорная схема-конструктор ситуационных задач по биологии.

Перечислим результаты образовательного процесса, рассматриваемые в рамках данного конструктора.

Регулятивные УУД

1. Выдвигать версии решения проблемы, осознавать конечный результат, искать самостоятельно средства достижения цели.

• 2. Составлять (индивидуально или в группе) план решения проблемы (задачи).
• 3. Подбирать к каждой проблеме (задаче) адекватную ей теоретическую модель.
• 4. Использовать наряду с основными и дополнительные средства (справочная литература, сложные приборы, компьютер).
• 5. Планировать свою индивидуальную образовательную траекторию.
• 6. Свободно пользоваться выработанными критериями оценки и самооценки, исходя из цели и имеющихся критериев, различая результат и способы действий.
• 7. Самостоятельно осознавать причины коллективного успеха или неуспеха и находить способы выхода из ситуации неуспеха.
• 8. Уметь оценить степень успешности своей индивидуальной образовательной деятельности.
• 9. Давать оценку своим личностным качествам и чертам характера («каков я»), определять направления своего развития («каким я хочу стать», «что мне для этого надо сделать»).

Познавательные УУД

• 1. Осуществлять сравнение, самостоятельно выбирая основания и критерии для указанных логических операций.
• 2. Создавать схематические модели с выделением существенных характеристик объекта.
• 3. Уметь определять возможные источники необходимых сведений, производить поиск информации, анализировать и оценивать ее достоверность.
• 4. Строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей.
• 5. Преобразовывать информацию из одного вида в другой и выбирать удобную для себя форму фиксации и представления информации. Представлять информацию в оптимальной форме в зависимости от адресата.
• 6. Использовать различные виды чтения (изучающее, просмотровое, ознакомительное, поисковое), приемы слушания.
• 7. Соблюдать информационную гигиену и правила информационной безопасности.
• 8. На основе имеющихся знаний предлагать альтернативные варианты решения проблемы.

Коммуникативные УУД

• 1. Самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе (определять общие цели, распределять роли, договариваться друг с другом и т. д.).
• 2. Отстаивая свою точку зрения, приводить аргументы, подтверждая их фактами.
• 3. В дискуссии уметь выдвинуть контраргументы, перефразировать свою мысль (владение механизмом эквивалентных замен).

• 4. Учиться критично относиться к своему мнению, с достоинством признавать ошибочность своего мнения (если оно таково) и корректировать его.
• 5. Понимая позицию другого, различать в его речи: мнение (точку зрения), доказательство (аргументы), факты; гипотезы, аксиомы, теории.
• 6. Уметь взглянуть на ситуацию с иной позиции и договариваться с людьми иных позиций.
• 7. Создавать источники информации разного типа и для разных аудиторий.

Личностные результаты

• 1. Осознавать единство и целостность окружающего мира, возможности его познаваемости и объяснимое™ на основе достижений науки.
• 2. Постепенно выстраивать собственное целостное мировоззрение.
• 3. Осознавать потребность и готовность к самообразованию, в том числе и в рамках самостоятельной деятельности вне школы.
• 4. Оценивать жизненные ситуации с точки зрения безопасного образа жизни и сохранения здоровья.
• 5. Формировать экологическое мышление: умение оценивать свою деятельность и поступки других людей с точки зрения сохранения окружающей среды — гаранта жизни и благополучия людей на Земле.
• 6. Осознавать современное многообразие типов мировоззрения, общественных, религиозных, атеистических, культурных традиций, которые определяют разные объяснения происходящего в мире;
• 7. С учетом многообразия типов мировоззрения постепенно вырабатывать свои собственные ответы на основные жизненные вопросы, которые ставит личный жизненный опыт;
• 8. Учиться признавать противоречивость и незавершенность своих взглядов на мир, возможность их изменения.
• 9. Учиться самостоятельно противостоять ситуациям, провоцирующим на поступки, которые угрожают безопасности и здоровью.
• 10. Выбирать поступки, нацеленные на сохранение и бережное отношение к природе, особенно живой, избегая противоположных поступков, постепенно учась и осваивая стратегию рационального природопользования.

Далее рассмотрим использование опорной схемы-конструктора на примере конкретных задач. В ходе изучения главы «Регуляция работы организма», посвященной эндокринной системе, раздела «Человек», изучаемого в 8-м классе. Тип фрагмента урока — обобщение и систематизация знаний. Значит, нас интересуют следующие мыслительные операции: синтез и оценка. На данном этапе изучения темы можно предложить задачи двух уровней сложности: эвристическом и креативном. На эвристическом уровне мы можем выбрать парную организацию решения задачи, на креативном — индивидуальную, чтобы учащиеся могли раскрыть свой потенциал в полной мере. Переходим к поиску основных идей задач двух уровней. В первой задаче схема-конструктор предлагает нам составить рекомендации.

Формулируем задачу 1: пациенту поликлиники Г. Иванову врачи поставили диагноз «предсахарный диабет». Это означает, что образ жизни и, в особенности характер его питания является нездоровым, и если Иванов не изменит его, то через некоторое время он заболеет сахарным диабетом. Составь рекомендации по правильному режиму, характеру питания и физических нагрузок для пациента Г. Иванова.

Далее выбираем по схеме-конструктору образовательные результаты: личностные — из номеров 1, 5, 7, 8, 9,10 нам подходят 1, 7, 8, 9 — см. список. Метапредметные результаты: регулятивные УУД — из предложенных к составленной задаче подходят 1, 2, 4, 7, 9; познавательные УУД — 4, 8; коммуникативные УУД — 2, 4, 6, 7. Таким образом, мы выбрали из предложенных в схеме результатов только те, которые отвечают условию данной задачи и целям самого педагога.

В задаче креативного уровня нам предлагается сделать основой задачи прогноз какого-либо явления.

Формулируем задачу 2: спортсменов, занимающихся тяжелой атлетикой с целью увеличения размера или качества мышц называют культуристами. Сергеев занимается культуризмом уже три года, и решил попробовать присоединить к своим тренировкам биохимическую стимуляцию мышечного роста — начать употребление стероидных гормонов (препаратов группы анаболиков). Зная о механизмах гормональной регуляции, сделайте прогноз, что может произойти с организмом Сергеева, если он будет принимать эти препараты дольше положенного периода или в больших количествах.

Переходим к планированию соответствующих образовательных результатов. Личностные — 4, 7, 8, 9; метапредметные: регулятивные — 3, 4, 5, 8, 9; познавательные — 4, 5, 7; коммуникативные — 2, 4, 7.

Если же задача будет составляться к фрагменту урока, на котором будет осуществляться контроль, оценка и коррекция, то задача может потребовать от учащихся любых из пяти мыслительных операций: понимание, применение, анализ, синтез, оценка. Соответственно, можно составить задачи любого из четырех уровней: ученического, алгоритмического, эвристического и креативного. На контрольном фрагменте урока ученики, успешно решившие задачи ученического и алгоритмического уровня могут получить удовлетворительную оценку, а выполнившие задания эвристического и креативного уровня — оценки хорошие и удовлетворительные. Выберем операцию применение в качестве ученического уровня. Далее к выбору основной идеи задачи. Проверка знаний учащихся чаще всего предполагает индивидуальную форму организации образовательной деятельности. Итак, нам предлагается составить задачу, направленную на объяснение причин использования объекта именно данным способом.

Формулируем задачу 3: О. Степановой врач-психотерапевт посоветовал чаще баловать себя шоколадом для снятия стресса и повышения настроения. Однако он рекомендовал употреблять именно темный шоколад. Чем обусловлено это предпочтение?

Завершим составление задачи планированием образовательных результатов. Личностные: 3, 4, 7, 9; метапредметные: регулятивные УУД — 3, 4, 6, 8, 9; познавательные УУД — 4, 8; коммуникативные — 2, 4.

Опорная схема-конструктор была апробирована в СОШ № 72 города Омска с углубленным изучением отдельных предметов. Студентами успешно применялись задачи, созданные на основе данного конструктора, при этом было выражено возрастание познавательного интереса у обучающихся, намеченные образовательные результаты были достигнуты. В Омском государственном педагогическом университете разработан и проведен спецкурс «Теория и практика конструирования ситуационных задач по биологии». В рамках спецкурса студенты изучили опорную схему и составили набор задач для последующего применения на педагогической практике.

Итак, в век практико-ориентированного обучения ситуационные задачи становятся все более актуальными и востребованными учителями биологии. Они могут быть разработаны и применены при различных формах организации познавательной деятельности и на всех этапах дидактического цикла. Использование ситуационных задач предполагает дифференциацию и индивидуализацию образовательного процесса. Предложенная модель позволяет учителю биологии конструировать ситуационные задачи в соответствии с требованиями ФГОС и учитывая индивидуально-типологические особенности обучающихся.