Небикова Тетяна Андріївна, вчитель біології
Уманської загальноосвітньої школа І-ІІІ ступенів № 9
Уманської міської ради
ВИКОРИСТАННЯ РІЗНИХ ВИДІВ МІЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ БІОЛОГІЇ
У статті розглянуто питання застосування міжпредметних зв’язків під час вивчення навчального предмету «Біологія». Наведено приклад уроку біології у 10 класі (профільний рівень) із використанням знань учнів з предметів природничого циклу.
Світове співтовариство визнає якість освіти головною метою, пріоритетом розвитку суспільства у ХХІ столітті, якому підпорядковані всі інші показники людського життя. Адже вирішення проблем сьогодення може здійснити суспільство, що складається із компетентних громадян. Особистість, яка здатна розбудовувати державу, повинна володіти не тільки глибокими теоретичними знаннями, а й здатністю творчо застосовувати їх.
Перед школою постало питання підготовки випускника, який здатний вирішувати широке коло проблем, оволодів діяльністю, що направлена на саморозвиток. Змінилася функція учителя у навчально-виховному процесі, яка полягає не у забезпеченні певною сумою знань, умінь і навичок, що передбачені навчальною програмою, а у формуванні і розвитку в учнів здатності практично діяти, застосовувати набуті знання та досвід для розв’язання практичних, соціальних задач.
Традиційно у основній та старшій школі навчальні предмети вивчаються диференційовано, відповідно до галузей навчання (природничо-математичні, філологічні, гуманітарні). Вчителі розкивають перед дітьми основи наук, що породжує деяку ізольованість навчальних предметів, відсутність системного сприйняття об'єкта навчання, ускладнює формування узагальнених знань. Так склалося, що більшість учнів сприймають навчання у школі як засвоєння певного обсягу інформації з окремої галузі знань. Результатом є те, що вчителям біології, хімії, фізики необхідно навчати дітей елементарних математичних дій, якими вони вільно володіють на уроках алгебри.
І. П. Підласий таким чином окреслив дану проблему сучасної школи – «…в українській школі між різними дисциплінами побудовано міцну бетонну стіну. Але ж світ за вікном – єдиний!» [7, с.51].
З метою подолання даної проблеми у державному стандарті базової і повної загальної середньої освіти акцентується увага на компетентнісному підході до навчально-виховного процесу. «Компетентнісний підхід сприяє формуванню ключових і предметних компетентностей. До ключових компетентностей належить уміння вчитися, спілкуватися державною, рідною та іноземними мовами, математична і базові компетентності в галузі природознавства і техніки, інформаційно-комунікаційна, соціальна, громадянська, загальнокультурна, підприємницька і здоров’язбережувальна компетентності, а до предметних (галузевих) — комунікативна, літературна, мистецька, міжпредметна естетична, природничо-наукова і математична, проектно-технологічна та інформаційно-комунікаційна, суспільствознавча, історична і здоров’язбережувальна компетентності.» [2, с.3]
Увага звертається на формування міжпредметної компетентності, тобто здатності учня застосовувати щодо міжпредметного кола проблем знання, уміння, навички, способи діяльності та ставлення, які належать до певного кола навчальних предметів і освітніх галузей [2, с.2].
Формування міжпредметної компетентності можливо лише за активного використання міжпредметних зв’язків під час вивчення навчальних предметів. Міжпредметні зв’язки, сприяють кращому розумінню та засвоєнню навчального матеріалу, адже вони забезпечують усвідомлення понять та термінів, дають можливість учням встановлювати причино-наслідкові зв’язки.
Визначення зв’язку між предметами формує самостійність мислення учнів, розвиває логічне та абстрактне мислення, що сприяє розвитку мовлення з використанням біологічних, фізичних, хімічних термінів, увага до мовного оформлення думки робить її точною і логічною [7, с.21].
Фізика, біологія, хімія тісно пов’язані між собою, адже вивчають побудову та особливості функціонування живої та неживої природи, їх об’єднує ідея єдності походження світу та безперервного руху речовин та енергії. Міжпредметні зв’язки, які можна використовувати у цих навчальних предметах сприяють створенню цілісного образу природи.
Міжпредметні зв’язки не ліквідовують специфіку фізичних, хімічних, біологічних наук, а лише збагачують їх теорії і методи пізнання природи, не порушуючи властивої їм своєрідності. Уведення в шкільний курс біології елементів фізики й хімії не перетворює її ані в біохімію, ані в біофізику, а лише збагачує біологічний зміст цього курсу, підвищує його науковість і дозволяє учням глибше зрозуміти своєрідність усіх процесів життя організмів [3, с 156].
Даниленко Л.І. розглядаючи особливості використання міжпредметних зв’язків при вивченні біології зазначає, що їх значення полягає у тому, що вони:
сприяють виробленню вмінь використовувати власні знання у різних ситуаціях;
допомагають вивчити природні явища різнобічно і в різних аспектах;
переконують у тому, що знання мають універсальний характер, тобто можуть застосовуватися у різних галузях;
формують цілісне уявлення про природничо-наукову картину світу;
сприяють появі переконань про загальний зв'язок явищ та їх обумовленість;
забезпечують розширення наукового світогляду учнів [1, с 32].
Максимова В. Н. зазначає, що міжпредметні зв’язки мають різноманітні дидактичні функції, тому пропонує класифікувати їх за різними ознаками: за змістом навчального матеріалу; за методами та засобами навчання; за уміннями, що формуються. Їх поділяють на внутрішньоциклові (зв’язки фізики з біологією, хімією, географією) і міжциклові (зв’язки біології з історією, світовою літературою, правознавством) [4].
У педагогічній літературі виділяють два типи зв’язків між навчальними предметами: тимчасовий і постійний. Тимчасовий зв'язок передбачає узгодження у часі проходження навчальної програми різних предметів та найчастіше використовується педагогами. Його поділяють на три види: попередній, супутній та перспективний. [1, с 34].
Перший передбачає при вивченні матеріалу з біології опиратись на раніше отримані знання з інших предметів і широко застосовується педагогами. Наприклад, при вивченні процесу фотосинтезу у 10 класі, використовуються знання про спектр світла, що отримані учнями під час вивчення фізики. Або у 8 класі, вивчаючи особливості обміну речовин у найпростіших, кишковопорожнинних, червів, вчитель використовує поняття «дифузія» з яким учні знайомилися у 7 класі у курсі «Фізика».
Використання другого виду є проблематичним, адже він базується на тому, що поняття і деякі питання вивчаються одночасно декількома навчальними предметами, що пов’язано з неузгодженістю навчальних програм.
Досить часто у біології використовується третій вид, перспективні міжпредметні зв’язки, які передбачають вивчення матеріалу з біології раніше, ніж він застосовується на інших предметах. Наприклад, у 9 класі вивчається оптична система ока, а у фізиці це питання опрацьовується лише у 10 класі.
Вивчення у 10 класі органічних сполук об’єднує два види міжпредметних зв’язків. Наприклад при вивченні білків можна базуватись на знаннях учнів, які вони отримали при вивченні органічної хімії, тобто є попередніми. Проте знання про особливості формування пептидних зв’язків, утворення структур поліпептидів є перспективними, адже цей матеріал вивчається у курсі хімії 11 класу.
На одному уроці біології можна використовувати зв’язки між кількома навчальними предметами. Пропоную розглянути використання міжпредметних зв’язків на уроці у 10 класі (профільний рівень навчання) під час вивчення теми «Роль мембран у клітині. Проникність мембран. Дифузія, осмос. Транспорт речовин через мембрани. Молекули-переносники».
Тема. Роль мембран у клітині. Проникність мембран. Дифузія, осмос. Транспорт речовин через мембрани. Молекули-переносники
Мета
навчальна: розкрити роль мембран у клітині; охарактеризувати види транспорту речовин (активного та пасивного) через мембрану;
розвиваюча: продовжувати формувати уміння аналізувати, порівнювати, робити висновки, спостерігати за біологічними процесами, використовувати знання отримані на уроках фізики, хімії для пояснення біологічних явищ;
виховна: розвивати толерантне ставлення до оточуючих, поважати думку інших.
Обладнання: мультимедійний проектор; презентація до теми «Роль мембран у клітині. Проникність мембран. Дифузія, осмос. Транспорт речовин через мембрани. Молекули-переносники»; саморобні схеми: «Різноманітність органічних сполук», «Будова плазматичної мембрани», набір для проведення демонстрації явища дифузії (декальциноване яйце, розчин барвника, вода, сироп), Межерін С.В. Біологія: (профільний рівень): підручник для 10 класу загальноосвітніх навчальних закладі.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань.
СТРУКТУРА УРОКУ
І. Актуалізація опорних знань та умінь учнів
Релаксаційна бесіда
Сьогодні ми продовжимо вивчати структуру організму, яку деякі вченні порівнюють із мегаполісом чи фабрикою, що ефективно працює. Структурою, яка є елементарною одиницею живого. Яка це структура? (Клітина)
Імперія клітинні об’єднує два надцарства. Які вони, та чим характеризуються організми, що входять до цих надцарств? (надцарство прокаріоти, клітини не мають ядра та надцарство еукаріоти, клітини мають сформоване ядро)
Які царства входять до надцарства еукаріоти? (рослини, гриби, тварини)
Хто є представником прокаріот? (бактерії, ціанобактерії, археобактерії)
Всі ці організми складаються із клітин. Їх клітини різні за розмірами, формою, виконують різні функції, але всі вони мають однаковий принцип побудови.
Повторення матеріалу вивченого на попередніх уроках теми:
Секрет цього принципу розкриєте ви. (учень біля дошки складає схему «Загальна структура будови клітини»)
Загальна структура побудови клітини
Спадковий апарат
Нуклеоїд
або
Ядро
Цитоплазма
Поверхневий апарат
Гіалоплазма
Органели
Включення
Надмембранний комплекс
Мембрана
Підмембранний комплекс
Одночасно виконуються завдання:
Робота зі схемою «Різноманітність органічних сполук» (учень отримує схему, що містить два стовпчики термінів: перший конкретна назва органічної сполуки, другий – узагальнена назва)
Інструкція щодо роботи учня: Встановити логічні зв’язки між назвами органічних сполук та групами до яких вони належать. Підкреслити ті сполуки, що входять до надмембранного комплексу клітин різних царств.
«Різноманітність органічних сполук»
Фосфоліпіди
Хітин Вуглеводи
Крохмаль (моно- та олігосахариди)
Глюкоза Білки
Целюлоза
Віск Ліпіди
Гемоглобін
Муреїн Вуглеводи
Холестерин (полісахариди)
Актин
Сахароза
Інсулін
Робота зі схемою «Будова плазматичної мембрани» (учень отримує розбірну схему, із запропонованих компонентів необхідно скласти пласку модель плазматичної мембрани)
Інструкція щодо роботи учня: З отриманих компонентів плазматичної мембрани, використовуючи клей, необхідно змонтувати пласку модель плазматичної мембрани.
Написання графічного диктанту (запис дати, виду роботи у зошиті)
Вірні твердження позначте трикутником, помилкові квадратом.
Твердження до графічного диктанту
Всі клітини живих організмів містять плазматичну мембрану.
До складу плазматичної мембрани входять лише ліпіди та білки.
Внутрішні білки плазматичної мембрани знаходяться у середині клітини, а зовнішні на її поверхні.
Клітини всіх організмів мають оболонку.
Капсулоподібна молекула муреїну оточує плазматичну мембрану бактерій.
Хітин входить до складу надмембранного комплексу клітин грибів.
Полісахарид крохмаль утворює оболонку рослин.
Тонка, еластична структура глікокалікс покриває плазматичну мембрану тварин та не перешкоджає процесу фагоцитозу.
Трав’янисті рослини мають прямостояче стебло завдяки внутрішньоклітинному тиску – тургору.
Мікротрубочки та мікронитки, які утворюють підмембранний комплекс властиві лише грибам.
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
▲
|
▀
|
▀
|
▀
|
▲
|
▲
|
▀
|
▲
|
▲
|
▀
|
(перевірка графічного диктанту шляхом взаємоперевірки)
Обговорення завдань, що виконували учні індивідуально.
ІІ. Мотивація навчальної діяльності
Розповідь вчителя
К.А. Тімірязєв, вчений який обґрунтував роль червів у процесах ґрунтоутворення, який пояснив сутність космічної ролі зелених росли, про один із фізичних процесів писав так: «Чи будемо ми говорити про живлення кореня за рахунок речовин, які знаходяться в ґрунті, чи будемо говорити про повітряне живлення листя за рахунок атмосфери, або живлення одного органа за рахунок іншого, сусіднього, — скрізь для пояснення ми будемо звертатися до однієї причини…..» Сьогодні ми на уроці з’ясуємо цю причину, встановимо які функції виконують плазматичні мембрани, які механізми забезпечують рух речовин у клітину та із неї. Запишемо тему уроку: «Роль мембран у клітині. Проникність мембран. Дифузія, осмос. Транспорт речовин через мембрани. Молекули-переносники»
Прочитайте тему ще раз, які ви маєте сподівання щодо сьогоднішнього уроку? (інтерактивна вправа «Мікрофон»)
Визначення завдань уроку:
встановити функції клітинної мембрани;
визначити сутність поняття «проникність мембран»;
ознайомитись із поняттям «дифузії» та особливою його формою «осмосом»;
обґрунтувати механізм дії молекул переносників;
з’ясувати механізми активного транспорту через мембрани.
ІІІ. Сприйняття матеріалу уроку
Функції клітинних мембран (самостійна робота учнів із підручником)
Опрацюйте статтю підручника «Функції клітинної мембрани» ст.. 197-199 параграф 35. Заповніть схему «Функції клітинних мембран», визначне у чому полягає сутність першої, другої, четвертої та п’ятої функцій згідно із підручником. (перша група працює із функціями 1,2, друга із — 4,5)
Функції клітинної мембрани
Проникність мембран
Загадкова транспортна функція. Саме завдяки транспорту надходять у клітину білки, вуглеводи, ліпіди, вітаміни, кисень, виводяться із неї токсини, вуглекислий газ, продукти синтезу. Проте не всі речовини проникають у клітину та не всі можуть вийти із неї. Плазматична мембрана володіє певною ступеню проникності.
Робота з підручником, прочитати текст ст.. 196, другий абзац.
Яка властивість характерна мембранам?
Які органічні сполуки забезпечують цю властивість?
Сформулюйте визначення вибіркова проникність мембран, використовуючи запропоновані поняття (здатність, біліпідний шар, електричний заряд, хімічні властивості, вибірково пропускати, залежність від, частки (атоми, молекули), розміри).
Вибіркова проникність мембран - це здатність мембран, завдяки біліпідному шару, вибірково пропускати різні частки (атоми, молекули) у залежності від їх розмірів, електричного заряду, хімічних властивостей.
Дифузія та осмос
Демонстрація досліду «Дифузія у рідинах» (У стакан із водою додається фарба, спостерігається хаотичний рух молекул у результаті якого забарвлення стає однорідним) Учні пояснюють побачене. Формулюють визначення поняття дифузія (поняття записують у зошит). Така форма дифузії може відбуватись у напіврідкому середовищі клітини — гіалоплазмі або у міжклітинній рідині, що характерна тваринним організмам. Як називається форма дифузії, що здійснюється через напівпроникну мембрану? (осмос)
Демонстрація досліду, що ілюструє процес осмосу. (Використовується декальциноване яйце - діяли протягом двох діб розчином оцтової кислоти, яке поміщається у розчин барвника.) За той час коли проходить дифузія розглядається питання «Приклади прояву дифузії в організмі людини».
Вибрати із перерахованих процесів, що відбуваються у живій природі ті, що демонструють явище дифузії
Газообмін між альвеолярними пухирцями легень та капілярами малого кола кровообігу.
Рух крові судинами.
Реабсорбція вуглеводів, амінокислот, солей, води у звивистих канальцях нефрону.
Щоденні регенераційні процеси війчастого епітелію у тонкому кишечнику людини.
Всмоктування амінокислот, моносахаридів, води у тонкому кишечнику людини.
Формування дійсного, оберненого, зменшеного зображення об’єкта на сітківці ока.
Демонстрація результату досліду.
Пропоную поміркувати над загадкою. А для цього прошу піднятись, щиро здивуватись, загадку навколо себе пошукати, у чому полягає проблема жестами мене запитати та знову за парти сідати. То ж яка загадка. На вашу думку ропа чи сироп який це розчин, по відношенню до внутрішнього вмісту клітини (гіпертонічний). Які зміни повинні відбутись у клітині, якщо вона опиниться у ропі (втратить тургор). До вашої уваги декальциноване яйце, яке протягом 4 годин знаходилось у концентрованому розчині солі.
Пасивний транспорт (полегшена дифузія)
Розповідь учителя із демонстрацією відео фрагменту.
Полегшена дифузія, особливий вид пасивного транспорту, тобто транспорту без витрати енергії, який здійснюється лише за градієнтом концентрації за участі молекул-переносників.
На вашу думку, які молекули, що входять до плазматичної мембрани можуть виконувати таку функцію? (внутрішні білки)
Яка просторова структура повинна бути властива цим білкам? (третинна)
Які процеси забезпечують зміни структури білків? (денатурація, ренатурація)
Прошу переглянути відео, що демонструє це явище.
Активний транспорт
Процес транспорту речовин, який не залежить від градієнта концентрації, відбувається завжди з витратою енергії, що акумулювалась у АТФ. Під час цього процесу в клітину та із неї можуть проникати великі молекули. З цим процесом ми розпочинали знайомитись, коли вивчали хімічні елементи живої природи.
Пригадаєте який позитивний іон характерний внутрішньому вмісту клітини? (К)
Який позитивний іон характерний позаклітинному простору? (Na)
Виходячи зі сказаного іонів Калію більше у клітині, а іонів Натрію поза її межами. Підпорядковуючись законам фізики іони Калію без перешкод виходять за межі клітини, а Натрію навпаки. Здавалося б повинна настати рівновага, проте механізм калій-натрієвий насос, що сформувався у процесі еволюції, постійно забезпечує «викачування» іонів Натрію із клітини та «закачування» Калію у неї.
Демонстрація відео з коментарем учителя.
Особливий вид транспорту – ендоцитоз
За яке відкриття у 1908 році І. Мечніков отримав Нобелівську премію? (відкриття явища фагоцитозу)
Фагоцитоз - форма особливого виду транспорту - ендоцитозу, що властивий тваринам завдяки відсутності клітинної стінки на поверхні мембрани.
Ми з вами читали і формулювали визначення, пригадували і давали визначення, а зараз пропоную мовчки подивитись, обговорити побачене у парах та дати визначення поняття «фагоцитоз».
IV. Узагальнення і систематизація знань
Пропоную пригадати завдання, що ставили ми на початку уроку. Чи можете ви дати відповіді на питання, що випливають із цих завдань? (Бесіда)
встановити функції клітинної мембрани;
визначити сутність поняття «проникність мембран»;
ознайомитись із поняттям «дифузії» та особливою його формою «осмосом»;
обґрунтувати механізм дії молекул переносників;
з’ясувати механізми активного транспорту через мембрани.
Продовжте думку К.А. Тімірязєва
«Чи будемо ми говорити про живлення кореня за рахунок речовин, які знаходяться в ґрунті, чи будемо говорити про повітряне живлення листя за рахунок атмосфери, або живлення одного органа за рахунок іншого, сусіднього, — скрізь для пояснення ми будемо звертатися до однієї причини…..»
К.А. Тімірязєв
V. Підсумок уроку, оцінювання роботи учнів
VІ. Домашнє завдання
Опрацювати матеріал параграфа 35.
Дайте відповіді на питання у кінці параграфа.
Змоделюйте клітину із целофану чи пергаменту, помістивши у неї концентрований розчин солі чи цукру, спостереження занотуйте та дайте пояснення.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
Даниленко Л.І. Використання задач біофізичного змісту як один з ефективних способів реалізації міжпредметних зв’язків у навчанні біології/ Л.І. Даниленко //Інтеграція знань з предметів природничо-математичного циклу: проблеми та шляхи їх вирішення: збірник матеріалів інтернет-семінару. Черкаси: ЧОІПІПП, 2011. С. 31-36. [Електронний ресурс] Режим повного доступу http://library.ippro.com.ua/attachments/article/241
Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти [Електронний ресурс] Режим повного доступу http://zakon4.rada/gov.ua|laws/show/1392-2011-п.
Левашова В. М. Міжпредметні зв’язки природничих дисциплін як засіб формування наукового світогляду школярів / В. М. Левашова // Вісник Національного технічного університету України "КПІ": Філософія. Психологія. Педагогіка. №1, 2008.
С. 154-158. [Електронний ресурс]. Режим повного доступу http: //novyn.kpi.ua/2008-1/07_
Максимова В. Н. Межпредметные связи и совершенствование процесса обучения: Кн. для учителя. / В. Н. Максимова. М.: Просвещение, 1984. 143 с.
-
Межерін С. В. Біологія: (профільний рівень): підручник для 10 класу загальноосвітніх навчальних закладів/ С. В. Межжерін, Я. О. Межжеріна, Т. В. Коршевнюк К.: Планета книжок, 2010. 336 с.
Підласий І.П. Чи буде PISA в Україні? /І.П. Підласий Х.: Вид. група «Основа», 2013, 128 с. (Бібліотека журналу «Управління школою»; Вип.8 (128)).
|