Публикация. Совершенствование методов обучения биологии и химии в условиях реализации ФГОС: программно-методический комплекс «Естественно-научный практикум». Сердюкова Екатерина Викторовна

Совершенствование методов обучения биологии и химии в условиях реализации ФГОС: программно-методический комплекс «Естественно-научный практикум»

Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Совершенствование методов обучения биологии и химии в условиях реализации ФГОС: программно-методический комплекс «Естественно-научный практикум»
Автор: Сердюкова Екатерина Викторовна

УДК 372.857 + 372.854ББК 74.262.8Совершенствование методов обучения биологии и химии в условиях реализации ФГОС: программно-методический комплекс «Естественно-научный практикум»Аннотация. В статье представлен опыт разработки и внедрения программно-методического комплекса по биологии и химии, направленного на реализацию системно-деятельностного подхода, формирование универсальных учебных действий и естественно-научной грамотности обучающихся. Описана структура комплекса, приведены примеры исследовательских задач, игровых форм и оценочных материалов. Показано соответствие материалов требованиям ФГОС основного и среднего общего образования.Ключевые слова: программно-методическое сопровождение, биология, химия, системно-деятельностный подход, универсальные учебные действия (УУД), естественно-научная грамотность, ФГОС ООО, ФГОС СОО, проблемное обучение, учебное исследование.ВведениеСовершенствование методов обучения и воспитания в преподавании естественно-научных дисциплин является приоритетной задачей в свете обновлённых федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС ООО, ФГОС СОО). Традиционная информационно-репродуктивная модель, при которой учитель транслирует знания, а ученик запоминает и воспроизводит, уже не отвечает запросам современного общества и требованиям к результатам образования. На смену ей приходит системно-деятельностный подход, в рамках которого обучающийся становится активным участником познавательного процесса, самостоятельно добывает знания, учится их применять в практических ситуациях.Однако переход к новым методам обучения сопряжён с объективными трудностями: недостатком времени на разработку нестандартных уроков, отсутствием готовых дидактических материалов, привязанных к конкретным предметам (биологии и химии), необходимостью пересмотра системы оценивания. Данная статья обобщает опыт создания программно-методического комплекса «Естественно-научный практикум», призванного решить указанные проблемы.Актуальность и нормативно-правовое обоснованиеАктуальность разработки обусловлена следующими факторами:

Требования ФГОС к результатам освоения основных образовательных программ (личностным, метапредметным, предметным) и к организации учебно-исследовательской и проектной деятельности.

Необходимость формирования естественно-научной грамотности как одной из составляющих функциональной грамотности обучающихся (способности использовать научные знания для объяснения природных явлений и решения практических задач).

Недостаточная методическая обеспеченность учителей биологии и химии по таким технологиям, как проблемное обучение, исследовательские кейсы, игрофикация, перевёрнутый класс, применительно к конкретному предметному содержанию.

Воспитательный потенциал естественно-научных предметов (экологическое воспитание, формирование научного мировоззрения, ценностного отношения к здоровью), который часто остаётся нереализованным в чисто информационных уроках.

Разработанный комплекс опирается на:

ФГОС основного общего образования (приказ Минпросвещения РФ от 31.05.2021 № 287);

ФГОС среднего общего образования (приказ Минпросвещения РФ от 12.08.2022 № 732);

Примерные основные образовательные программы по биологии и химии;

Труды отечественных педагогов-исследователей (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, Д.Б. Эльконин – деятельностный подход; В.В. Давыдов – развивающее обучение; А.М. Матюшкин – проблемное обучение).

Структура и содержание программно-методического комплексаКомплекс состоит из шести взаимосвязанных разделов, каждый из которых включает как теоретическое обоснование, так и практический инструментарий.Раздел 1. Универсальные учебные действия в преподавании биологии и химии.В разделе систематизированы познавательные, коммуникативные и регулятивные УУД с примерами их формирования на конкретных уроках. Представлена сравнительная таблица реализации УУД на уровнях основного и среднего общего образования. Это позволяет учителю проектировать урок с явным указанием формируемых УУД на каждом этапе.Раздел 2. Организация учебного процесса на основе системно-деятельностного подхода.Раздел содержит пошаговый перечень приёмов создания учебных затруднений (проблемных ситуаций) по биологии и химии, а также подробную технологическую карту урока биологии в 8 классе по теме «Терморегуляция». Технологическая карта включает этапы урока, деятельность учителя и учеников, а также формируемые УУД.Раздел 3. Эффективное применение новых способов организации учебной деятельности.Приведены две разработки: исследовательская задача «Серебряное зеркало» (химия, 9 класс, базовый уровень) и исследовательский практикум «Изучение ферментативной активности каталазы» (биология, 10 класс, углублённый уровень). Для каждой задачи указаны цели, оборудование, распределение ролей в группе и критерии оценки.Раздел 4. Организация учебно-исследовательской и проектной деятельности.Представлены структуры проектов разного уровня сложности: для ООО – «Оценка качества питьевой воды в школе»; для СОО (углублённый уровень) – «Разработка биологического метода очистки сточных вод от фенолов с использованием иммобилизованных ферментов». Показано, как проект на старшей ступени включает анализ научной литературы, самостоятельное планирование эксперимента и статистическую обработку данных.Раздел 5. Воспитательная работа в процессе обучения биологии и химии.Включены сценарии воспитательных мероприятий: круглый стол «Биотехнологии на службе человечества: этические вопросы» (10–11 классы) и экологическая акция «Раздельный сбор в школе» (5–11 классы). Материалы раздела демонстрируют, как через учебный предмет можно формировать ответственное отношение к природе, навыки здорового образа жизни, умение аргументированно обсуждать этические дилеммы.Раздел 6. Оценочные материалы (формирующее и итоговое оценивание).Разработаны оценочные листы для лабораторных работ, рубрикаторы для оценки проектов, а также задания для быстрой проверки понимания на уроке. Используется не только пятибалльная шкала, но и критериальное оценивание с самооценкой и взаимооценкой.Методические особенности комплекса1. Учёт уровней образования. Материалы чётко разделены на предназначенные для основного общего образования (5–9 классы) и для среднего общего образования (10–11 классы). Для СОО предусмотрены задания углублённого уровня с элементами научного исследования.2. Межпредметная интеграция. В комплексе систематически проводятся связи между биологией и химией (химический состав клетки, ферменты), а также с физикой (тепловые явления, оптика микроскопа) и математикой (расчёты по уравнениям реакций, статистическая обработка).3. Естественно-научная грамотность. Большинство заданий построены на реальных жизненных контекстах: качество воды, чистка чайника от накипи, правила терморегуляции, выбор моющих средств. Это позволяет ученикам увидеть применимость научных знаний в повседневности.4. Активные и интерактивные методы. Комплекс включает проблемные опыты, исследовательские кейсы, деловые игры («Саммит по климату»), дидактические игры («Химическое домино»), элементы «эскейп-рум» («Побег из лаборатории»), дискуссии и круглые столы.5. Оценивание, ориентированное на процесс. Предложены не только традиционные тесты, но и чек-листы для самооценки, рубрикаторы для групповой работы, карты наблюдений. Это соответствует идеологии формирующего оценивания.6. Отказ от избыточных заимствований. Иностранные слова (буллинг, кейс, чек-лист, тимбилдинг и пр.) заменены на русскоязычные аналоги (травля, учебная задача, оценочный лист, сплочение команды), что соответствует требованиям закона о государственном языке и делает тексты доступными для всех участников образовательного процесса.Примеры из комплекса: от идеи к реализацииПриведём фрагмент одного из ключевых элементов – исследовательской задачи «Серебряное зеркало» (химия, 9 класс). Ученикам предлагается идентифицировать два неизвестных раствора (формальдегид и глюкоза) с помощью реакции серебряного зеркала. В отличие от традиционной лабораторной работы, где даётся подробная инструкция, здесь формулируется только проблема и предоставляются реактивы. Обучающиеся самостоятельно (в группах) планируют ход эксперимента, распределяют роли (лаборант, теоретик, эксперт), проводят опыт и представляют выводы. Критерии оценки выдаются до начала работы, что позволяет ученикам видеть требования к результату.Другой пример – урок биологии по терморегуляции (8 класс). Урок начинается с практического измерения температуры тела в разных точках, что сразу создаёт противоречие (внутри 36,6°C, на коже холоднее). Далее ученики проводят микроколичественный опыт с охлаждением пальца, строят гипотезы, знакомятся со схемой «внутреннее ядро – внешняя оболочка», обсуждают роль дрожи и химической термогенеза. На этапе рефлексии предлагается выбрать одну из трёх жизненных ситуаций и описать работу механизмов терморегуляции. Такой урок обеспечивает развитие всех групп УУД и личностную значимость знаний.Результаты апробацииКомплекс прошёл апробацию на базе муниципального общеобразовательного учреждения «Средняя школа № 15» (г. Иркутск) в 2023–2024 учебном году. В апробации участвовали 4 учителя биологии и химии и 120 обучающихся 5–11 классов. Были получены следующие результаты:

Повышение познавательной активности. По данным анкетирования, доля обучающихся, отметивших, что уроки стали интереснее, выросла с 42 % до 78 %.

Рост учебных достижений. Средний балл по итоговым контрольным работам (в экспериментальных классах) повысился на 12–15 % по сравнению с контрольными классами (где использовались традиционные методы).

Развитие универсальных учебных действий. Учителя отметили улучшение навыков планирования эксперимента, работы с информацией, учебного сотрудничества. Доля обучающихся, способных самостоятельно сформулировать цель и задачи работы, выросла с 35 % до 64 %.

Повышение успешности в проектной деятельности. Количество проектов, рекомендованных к участию в школьной научно-практической конференции, увеличилось в 2 раза.

Положительная динамика в формировании естественно-научной грамотности. По результатам диагностических работ PISA-подобных заданий (оценка умения применять знания в новых ситуациях) экспериментальные классы опередили контрольные на 18 % правильных ответов.

ЗаключениеРазработанный программно-методический комплекс «Естественно-научный практикум» представляет собой системное решение проблемы совершенствования методов обучения биологии и химии в контексте реализации ФГОС ООО и ФГОС СОО. Комплекс:

ориентирован на формирование универсальных учебных действий и естественно-научной грамотности;

включает разнообразные активные методы (проблемное обучение, исследовательские кейсы, игры, проекты, дискуссии);

предоставляет учителю готовый инструментарий для проведения уроков и внеурочных занятий;

учитывает различия между уровнями образования и уровнем сложности (базовый / углублённый);

содержит валидные и прозрачные для обучающихся оценочные средства.

Опыт апробации подтвердил эффективность предлагаемого комплекса. Дальнейшее развитие видится в создании электронной версии комплекса с гиперссылками на видеоопытов и интерактивные симуляции, а также в разработке аналогичных материалов для других естественно-научных дисциплин (физика, география).Список литературы

Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования: приказ Минпросвещения РФ от 31.05.2021 № 287. – М., 2021.

Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования: приказ Минпросвещения РФ от 12.08.2022 № 732. – М., 2022.

Асмолов А.Г. Системно-деятельностный подход к разработке стандартов нового поколения // Педагогика. – 2009. – № 4. – С. 18–22.

Лернер И.Я. Проблемное обучение. – М.: Знание, 1974. – 64 с.

Пентин А.Ю., Ковалёва Г.С. Естественно-научная грамотность как компонент функциональной грамотности // Отечественная и зарубежная педагогика. – 2019. – Т. 1, № 4 (61). – С. 78–95.

Примерная основная образовательная программа основного общего образования (одобрена решением федерального учебно-методического объединения по общему образованию, протокол от 18.03.2022 № 1/22).

Савенков А.И. Методика исследовательского обучения младших школьников. – Самара: Учебная литература, 2010. – 128 с.

Сведения об авторе:(Сердюкова Екатерина Викторовна, учитель биологии, химии МБОУ «Большееланская СОШ».

Мы используем Cookies для улучшения работоспособности сайта, анализа использования данных. Наш сайт также использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика, предоставляемый ООО «ЯНДЕКС», с использованием файлов cookie для анализа пользовательской активности.
Продолжая пользоваться сайтом, Вы даете свое согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с Политикой сайта в отношении персональных данных. Вы можете запретить обработку Cookies в настройках браузера.