Использование метода аналогии на уроках биологии

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3» гп. Жешарт

Усть-Вымского района Республики Коми

Использование метода аналогии на уроках биологии

Автор - Чернова Н.В.,

учитель биологии

Жешарт, 2015

Содержание

1. Введение ……………………………………………………………………………….……..3

2. Основная часть…………………………………………………………………………….….5

3. Заключение ………………………………………………………………………………….10

4. Список используемой литературы…………………………………………………………11

5. Приложения………………………………………………………………………………….12

ВВЕДЕНИЕ

Новый мир имеет новые условия и требует новых действий.

Н. Рерих

Актуальность. История развития педагогических концепций и систем состоит из чередования взглядов на цели и задачи образования.

В советской школе приоритет был отдан приобретению учащимися полезных для практической жизни знаний и умений по различным учебным предметам. Однако в последние десятилетия логика развития общества и производства привела к осознанию того, что истинное совершенствование жизни связано не столько с внешней образованностью человека, усвоением им той или иной системы знаний и умений, сколько с развитием его ума и способностей, системы ценностей и мотивационных установок. Каждый учитель должен осознать глубину и значимость предстоящего перехода, переосмыслить свой педагогический опыт и по-новому ответить для себя на вопросы «Как учить?» и «С помощью чего учить?»

Человеческие психофизиологические возможности давно уже не соответствуют объёму подлежащей усвоению учебной информации за установленные промежутки времени. Кроме того, свойство человеческого мозга очищаться от воспринятой и неиспользуемой информации через некоторое время, существенно снижает объём оставшихся в памяти активных знаний.

Учение - очень сложная деятельность. Дело взрослых - организовать ее: определить ее содержание, продумать формы, пути и средства подачи учебного материала, направить ребенка на поиск наиболее рационального способа действия с ним, оказать необходимую помощь. В требованиях Федерального государственного образовательного стандарта второго поколения чётко ставится задача достижения предметных, метапредметных и личностных результатов.

Реальные дидактические методы разрабатываются с учётом психологии восприятия, т.е. возможности учащихся воспринимать и эффективно усваивать определённый объём учебной информации за единицу времени. Педагогика, как наука и часть общей системы знания, не является обособленной и невосприимчивой к использованию междисциплинарных моделей или аналогий. Возможность использования в разрабатываемых образовательных методах аналогии и изоморфные модели других предметных областей является эффективным средством повышения КПД учебного процесса.

Понятие аналогия происходит от древнегреческого ἀναλογἰα - соответствие, сходство и означает подобие, равенство отношений; сходство предметов (явлений, процессов) в каких-либо свойствах, а также познание путём сравнения.

Широкое применение аналогии в процессе обучения является одним из эффективных приемов, способных побудить у учащихся живой интерес к предмету, приобщить их к тому виду деятельности, который называют исследовательским. Кроме того, широкое применение аналогии дает возможность более легкого и прочного усвоения школьниками учебного материала, так как часто обеспечивает мысленный перенос определенной системы знаний и умений от известного объекта к неизвестному (что, кстати говоря, способствует также актуализации знаний).

Цель данной работы - создание условий для повышения эффективности организации учебной деятельности учащихся на основе использования метода аналогии.

Задачи:

1. Изучить теоретическую основу вопроса;

2. Выявить области применения метода аналогии в биологии;

3. Продемонстрировать некоторые примеры использования разных видов аналогии на уроках биологии.

Основная педагогическая идея состоит в переводе ученика из пассивного объекта обучения к деятельности творческой личности.

Новизна. Метод аналогии активно применяется на уроках математики и физики, а на уроках биологии почему-то практически не используется. Однако не секрет, что в технике широко применяются биологические аналогии, благодаря чему появилась наука, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов, - бионика.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Возможно, не существует открытий

ни в элементарной, ни в высшей математике,

ни даже, пожалуй, в любой другой области,

которые могли бы быть сделаны… без аналогии.

Д. Пойя.

Тенденция возникновения интегрирующих научных направлений на стыке уже устоявшихся наук, возникла достаточно давно. Существует множество примеров взаимопроникновения наук на стыках физика-химия, химия-биология, биология-медицина и т.д. Междисциплинарный подход в современном естествознании всегда имеет место в явном или неявном виде, потому что практически любая серьезная научная проблема - комплексная и требует привлечения специалистов из множества областей. Но интеграция происходит не только в естественных науках. Идеи эволюции и единства мира все интенсивнее используются в гуманитарных науках. Биосоциальные явления оказываются весьма схожими с физико-техническими. Проводятся многочисленные аналогии между разными сферами жизни.

Аналогия как метод исследований используется в науке со времен античного мира.

Еще Аристотель писал: «По аналогии - здесь я имею в виду [тот случай], когда второе так относится к первому, как четвертое к третьему… [например], старость так [относится] к жизни, как вечер к дню…». То есть два элемента в одной системе относятся друг к другу так же, как два других в другой.

В средневековой логике, в науке эпохи Возрождения и Нового времени аристотелевские идеи об аналогии получили дальнейшее развитие. Г. Гегель отмечает: «…например, планета Земля обладает движением; Луна есть планета; следовательно, Луна обладает движением». На данном примере он показывает логическую структуру умозаключения по аналогии, в котором то, что c полным правом высказывается об одном объекте, можно уверенно высказать и о другом на основании знания их всеобщей природы или идентичности ряда свойств и отношений.

Аналогии из науки постепенно проникли как полезный прием в процесс обучения.

С дидактической точки зрения, аналогия представляет интерес, как важнейшее средство познания через комбинирование, соотнесение имеющихся знаний с объяснением вновь открываемых явлений, свойств, признаков, количественных соотношений. Кроме того, отмечаем позитивную роль аналогии в организации урока. Благодаря этому этапы урока приближаются к технологическим процессам и более реально отражают их составные части и практические ситуаций.

Исходя из анализа литературных источников, в настоящее время можно выделить два основных аспекта применения метода аналогий:

1. Метод аналогий используется при обучении в качестве приема визуализации сложных и визуально непредставимых объектов и явлений.

2. Более важный аспект, который применяется чрезвычайно редко - использование метода аналогий как основы для переноса знания одной науки на предмет другой. То есть использование в качестве инструмента при восхождении по пирамиде знаний.

О роли аналогий как в научном познании, так и в процессе обучения говорили многие видные ученые. Так, Кеплер высказал следующее суждение: «Я больше всего дорожу Аналогиями, моими самыми верными учителями. Они знают все секреты Природы, и ими меньше всего следует пренебрегать».

Установление аналогий требует от учащихся проводить сравнение. Благодаря сравнению объектов, явлений, процессов человек получает возможность мыслить глубже, и его знания становятся более прочными и осмысленными. Сравнение позволяет сформировать у школьников умение находить сходства и различия понятий, процессов, явлений, что активизирует мыслительную деятельность и ускоряет процесс умственного развития.

Сравнение осуществляется в двух основных формах: сопоставления и противопоставления. Противопоставление направлено на уяснение отличительного в предметах и явлениях при выделении существенных признаков и свойств. Сопоставление направлено на выделение существенных свойств, общих для ряда объектов. Как показывает практика, ученик легче находят различие, чем сходство.

Аналогия помогает учащимся находить предположительное решение новых вопросов, учебных проблем и этим способствует активизации познавательного процесса, учения школьников, эффективному развитию их самостоятельного продуктивного мышления, биологической интуиции. Аналогии, кроме того, являются важнейшем источником ассоциаций, обеспечивающих глубокое и прочное усвоение предмета учащимися.

Использование удачных аналогий позволяет достичь гораздо большей наглядности. При этом многократно возрастает легкость усвоения и запоминания материала за счет включения ассоциативного мышления. С другой стороны, без использования аналогий просто невозможно обойтись, если излагается абстрактный предмет, который необходимо каким-либо образом визуализировать, чтобы слушатель с не слишком развитым абстрактным мышлением понял смысл излагаемого. Иными словами, если явление слишком сложное или его невозможно представить визуально, используют метод аналогий.

Далее будут представлены некоторые примеры использования метода аналогий для обучения.

А. Метод аналогий как способ визуализации сложных и визуально непредставимых объектов и явлений.

В биологии есть немало тем, которые сложны для восприятия и понимания учащихся. В этом случае мы опираемся на имеющийся у учащихся житейский опыт или же актуализируем ранее полученные знания для решения новых задач.

В курсе 8го класса проводим аналогию между человеком и оркестром, где каждый орган - «музыкальный инструмент» играет свою «партию» (например, сердце - «барабан», легкие - «гармонь» и др.). Однако, благодаря «дирижеру» - нервно-гуморальной регуляции организм - «оркестр» работает слаженно и согласованно.

На уроке в 9м классе при изучении механизма биосинтеза белка используем аналогию с производством фанеры на Жешартском фанерном комбинате.

Производство фанеры

Линии сравнения

Биосинтез белка

В столице государства

Где находится вся информация?

В ядре

Копируется часть плана и предается на завод.

Как доставляется нужная нам информация?

Считывается с гена ДНК на и-РНК и переносится на рибосому (транскрипция и трансляция)

Жешартский фанерный комбинат

Место производства

Рибосома

Древесина

Основное сырье

Аминокислоты

Грузовики

Транспортные средства

т-РНК

Фанера

Основной продукт

Белок

В курсе 7го класса при изучении темы «Клетка» проводится аналогия между структурой государства и строением клетки (приложение 1).

Б. Метод аналогии как основа при переносе знаний из одной области в другую.

Посредством аналогии осуществляется перенос информации с одного предмета (модели) на другой (прототип). Посылки относятся к модели, заключение - к прототипу. В зависимости от характера информации, переносимой с модели на прототип, аналогия делится на два вида: аналогия свойств и аналогия отношений.

В аналогии свойств рассматриваются два единичных предмета или два множества однородных предметов (два класса), а переносимыми признаками являются свойства этих предметов. Так, например, можно провести аналогию между работой рычагов из курса физики и работой опорно-двигательного аппарата человека, между движением жидкости по трубам и движением крови по сосудам.

Аналогии активизируют мыслительную деятельность учащихся. Ребята выдвигают предположения, гипотезы, что в свою очередь это побуждает их к исследовательской деятельности. Так, семиклассников заинтересовал факт: Как вырабатывается ток в электрических органах ската? Может ли он «разрядиться»? Почему в реках нет рыб с электрическими органами? В результате проведенного исследования, они обнаружили аналогию работы электрических органов рыб с работой карманной батарейки.

В аналогии отношений информация, переносимая с модели на прототип, характеризует отношения между двумя предметами или двумя классами однородных предметов. Это позволяет решать различные познавательные задачи.

Например, почему кот в холодную погоду сворачивается в клубок? Чтобы ответить на поставленный вопрос, надо провести аналогию с законом геометрии: «Из всех тел равного объема 1 наименьшую поверхность имеет шар» и законом физики «Теплоотдача прямо пропорциональна площади поверхности». Таким образом, кот максимально уменьшает свою поверхность, чтобы уменьшить теплоотдачу.

При изучении теории эволюции в 11 классе для объяснения хода мыслей Дарвина при создании теории эволюции используем две аналогии: практика селекционеров и «теория народонаселения» Мальтуса. При этом известно, что для Дарвина не имело значения, справедлива ли теория Мальтуса в той области, для которой она была предложена: главный интерес для него представляла лишь её логическая схема.

Аналогия - мощный генератор новых идей, гипотез, предположений. Поэтому метод аналогии можно использовать в проектной деятельности учащихся. Как известно, на основе аналогии отношений изучением объектов и процессов живой природы с целью использования полученных знаний в новейшей технике занимается бионика. Можно предложить ребятам смоделировать «идеальный» организм, способный существовать при заданных условиях. Задания могут носить и практический характер - предложите области использования знаний о паутине, или смоделируйте объект по аналогии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Аналогия, широко и успешно применяемая в научных исследованиях, в средней школе используется в основном при изложении учебного материала по математике и физике. К сожалению, несмотря на положительные результаты, метод аналогии не получил распространения при изучении других предметов в школе. В данной работе рассмотрена лишь небольшая часть аналогий, которые можно использовать на уроках биологии.

Использование метода аналогии на уроках биологии значительно повышает эффективность организации учебной деятельности учащихся на уроке, прежде всего познавательной. Сравнение, как логический прием, становится тем толчком, который делает мышление активным. Со сравнения понятий начинается формирование новых мыслей. Мышление поднимается на более высокий уровень. Знания из разных областей обретают связь. Познание становится более глубоким. На основе сравнения выдвигаются гипотезы, предположения, появляется необходимость в исследовании.

Чем дальше отстоят друг от друга область существования исходного объекта и область существования аналогии, тем оригинальнее могут оказаться результаты. Так, аналогии между литературой и музыкой достаточно тривиальны. А вот между музыкой и биологией - если уж удастся найти широкие аналогии, то можно ожидать поистине удивительные результаты. Если аналогия заработает, можно ожидать сразу двойной отдачи: и в исходной области, и в области аналогии. Так рождаются целые науки -бионика, например.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Батороев, К. Б. Аналогии и модели в познании. Новосибирск: Наука, 1981.

2. Большая советская энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. М.: Советская энциклопедия, 1970. Т. 1.

3. library.biophys.msu.ru/mce/20021501.htm

4. mir-idey.org/articles/00104.html

5. nihononline.ru/glava1-1.htm

6. imc-eduekb.ru/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=107&Itemid=135

7. xreferat.ru/71/6414-1-analogii-i-modeli-odin-iz-metodov-obucheniya-fiziki-sredneiy-shkoly.html

8. gdzna5.ru/abstracts/pedagogika/0-lnkckc/

ПРИЛОЖЕНИЯ

Урок «Клетка». 7 класс.

Цель урока: Создание условий для изучения строения клетки, функции ее органоидов, понимания клетки как единого целого.

Задачи урока:

Образовательная: способствовать получению учащимися знаний о строении клетки как единого целого.

Развивающая: способствовать развитию мыслительных навыков учащихся, познавательного интереса, умения находить нужную информацию, умения составлять схемы по заданному тексту, умению работать в группе, формированию различных видов мышления, памяти, внимания и речи.

Воспитательные: способствовать воспитанию толерантного отношения друг к другу.

Тип урока: урок изучения нового материала

Формы работы учащихся: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Необходимое техническое оборудование: мультимедийный проектор, интерактивная доска, мультимедийная презентация.

Этап урока

№ слайда

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Организаци-онный момент

1

Проверка готовности к уроку, создание благоприятного психологического климата.

Приветствует учащихся, проверяет готовность к совместной деятельности.

Приветствуют учителя.

Вызов

2-4

5-18

19

20

- Каждый в детстве хотел быть принцем или принцессой и править неким царством. Но, как говорил, персонаж известного мультфильма: «Свое надо иметь».

Давайте мы с вами построим такое государство.

- Скажите, можем ли мы наше государство назвать системой? Почему?

- Но мы на уроке биологии. На какой биологический объект похоже наше государство. Чем?

- Какова цель нашего урока?

Ребята предлагают для начала очистить территорию, установить границы и построить в центре дворец. Для того, чтобы государство процветало в государстве нужны заводы и фабрики. Нужны дороги. Нужны электростанции. Нужны склады готовой продукции И конечно, чтобы государство не погрязло в мусоре, нужна служба утилизации.

Ребята отмечают, что все государственные структуры работают согласованно.

Ребята отмечают сходство с клеткой. Обозначают цель урока.

Осмысление

21-24

25

26-27

- Где мы можем найти нужную нам информацию?

- Используя текст, выполните предложенные задания.

- Прошу представить ваши работы.

- Можно ли клетку назвать системой? Почему?

- Около ядра обнаружен органоид? Что это и какова его функция? Какой аналог в государстве вы можете назвать данному органоиду?

Отмечают разные источники информации.

Работают в группах. Для групп предлагаются тексты и разные формы заданий в зависимости от запросов самих детей. (см. ниже)

Группы демонстрируют результаты своей деятельности.

Отмечают, что в клетке все органоиды взаимосвязаны.

Предлагают аналоги клеточного центра.

Рефлексия

28-31

А теперь, я предлагаю вам небольшую игру «Какой я органоид?»

Если вы набрали:

3-5 баллов - «Как комплекс Гольджи знания копи, старайся - биологию учи!»

6-7 баллов - «Удел у рибосомы - созидать, творить, а можешь и кого-то поучить!»

8-9 баллов - «Коль получился ты ядро, то «выстрелить» ты Гением должно!»

Ребята подсчитывают баллы по таблице. Находят сумму и выясняют «свой уровень».

Объяснение домашнего задания

32-33

На выбор:

Составить кроссворд

Составить тест с вариантами ответов для одноклассников

Написать сочинение-сказку «Путешествие к центру клетки» (название может быть свое)

Сконструировать модель клетки с указанием органоидов (материал любой)

Записывают домашнее задание.

ТЕКСТ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ «Строение животной клетки»

Клетка - самое загадочное явление природы. Строение клетки живого чрезвычайно сложно - на клеточном уровне протекает множество биохимических процессов, которые в совокупности обеспечивают жизнедеятельность организма.

Все органоиды клетки взаимосвязаны и работают как единое целое. Строение клетки животного базируется на трех основных составляющих - ядро, цитоплазма и клеточная оболочка. Сверху клетка покрыта тонкой и эластичной мембраной. Мембрана пропускает необходимые вещества и задерживает те, которые приносят вред. Строение животной клетки нацелено на обеспечение защитной функции уже на этом уровне.

Под ней расположено полужидкая часть клетки - цитоплазма, в которой происходят основные химические процессы, обеспечивающие жизнь клетки. Цитоплазма - это вместилище для органоидов и включений.

Все органоиды имеют собственное специфическое строение, которое обусловлено выполняемыми функциями.

В клетке хорошо заметна эндоплазматическая сеть в виде многочисленных каналов, по которым переносятся необходимые вещества внутри клетки. Иногда на ее каналах, а также в самой цитоплазме хорошо видны небольшие округлые тельца - рибосомы, в которых происходит синтез белка - основного строительного материала клетки.

Вблизи ядра можно легко заметить аппарат Гольджи. Он похож на эндоплазматическую сеть, но имеет более компактное строение и состоит из полостей - «цистерн», в которых сортируются и накапливаются необходимые клетке вещества.

В цитоплазме хорошо видны пузырьки с пищеварительными ферментами - лизосомы. Они расщепляют поступающие в клетку питательные вещества, а также разрушают органоиды, которые «отработали» положенный срок.

Всем процессам жизнедеятельности нужна энергия, которую накапливают и поставляют митохондрии - овальные тельца с внутренними перегородками - кристами, на которых и происходит окисление органических веществ и высвобождение энергии.

Ядро - центральная клеточная единица, которая содержит наследственную информацию и регулирует все процессы жизнедеятельности клетки.

Вблизи ядра хорошо видны 2 циллиндрические структуры - центриоли, образующие клеточный центр. Он участвует в процессе деления клетки, образуя нити веретена деления.

ТАКИМ ОБРАЗОМ, Клетка - наименьшая единица живого. Даже на своем собственном уровне клетка чрезвычайно сложно устроена и содержит множество структур, которые выполняют определенные функции. Но при этом обеспечивают жизнедеятельность клетки как биосистемы.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ГРУПП.

1 группа. Прочитав предложенный текст, вставьте пропущенные термины в данное стихотворение.

Сей микромир нам очень интересен.

В какой-то мере и понятен, и известен.

Здесь во главе стоит …………... -

В нем информации полно.

За ним контроль! Ему решать,

Что разрушать иль создавать.

……………… мир сей защищает,

От посягательств охраняет.

И пропускает только то,

Что в микромире ждут давно.

На ………………… точно в срок

Необходимый строится белок.

Затем белок без промедленья

Поступит к месту назначенья.

Для этого и предусмотрена - заметь.

Вот ……………………………………………...

По ней спешат туда-сюда

Важнейшие для жизни вещества.

А чтобы соблюдалась чистота.

Есть ……………………… на своих постах.

Все, что не нужно в жизни, расщепляют,

Да потихонечку на части разбирают.

Излишки, что понадобятся позже,

Здесь сохраняют в ………………………………

Он вещества рассортирует

И в пузырьки на время упакует.

А чтоб работа не остановилась,

Нужна энергетическая сила.

И в этом ………………………… помогут

Энергию добыть для микромира смогут.

Как здорово у них организовано - работают все четко, согласованно

(Чтоб перебои были очень редко!) в том государстве под названьем «………»

2 группа. Прочитав предложенный текст, заполните данный фишбоун (на верхних косточках - название органоида, на нижних - выполняемая им функция). В хвосте напишите вывод.

3 группа. Прочитав предложенный текст, составьте кластер «Клетка». Сделайте необходимый вывод.

4 группа. Прочитав предложенный текст, подпишите соответствующие органоиды на рисунке. Сделайте необходимый вывод.

5 группа. Прочитав предложенный текст, заполните таблицу. Сделайте необходимый вывод.

КЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ

Функции

Соответствующие ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТРУКТУРЫ

Содержит наследственную информацию, регуляция

Накопление и сортировка необходимых веществ

Защита и избирательная проницаемость для веществ

Источник энергии

Синтез белка

Транспорт веществ

Расщепление отработанного материала

Среда для реакций

НЕКОТОРЫЕ КЛЮЧЕВЫЕ СЛАЙДЫ ИЗ ПРЕЗЕНТАЦИИ

1.

2 слайд

4 слайд

5 слайд

19 слайд

20 слайд

25 слайд

27 слайд

28 слайд

31 слайд