Универсальные учебные действия – их формирование и развитие на уроках биологии и химии

Дорогие друзья, мы рады представить вам Колычеву Татьяну Алексеевну, учителя биологии и химии высшей квалификационной категории НОУ СОШ с углубленным изучением иностранных языков «Мир знаний» с. Петрово-Дальнее Московской области. Сегодня Татьяна Алексеевна с радостью делится с нами своим профессиональным опытом по формированию и развитию на уроках биологии и химии универсальных учебных действий. Статья будет полезна и педагогам, и родителям

Краткий комментарий к статье от Татьяны Алексеевны:

«В статье рассматривается классификация универсальных учебных действий и их применение на уроках химии и биологии в свете реализации Стандартов нового поколения».

Полезного чтения…

Универсальные учебные действия – их формирование и развитие на уроках биологии и химии

Посмотреть статью с приложениями

Введение

За последние десятилетия в нашем обществе кардинально изменились представления о целях образования и путях их реализации. Общепризнанные и реализуемые знания, умения и навыки как основные итоги образования изжили себя к настоящему времени. Мы должны подходить к пониманию обучения как процесса подготовки обучающихся к реальной жизни, готовности к проявлению активной жизненной позиции, успешному решению реальных задач, умению сотрудничать и работать в группе, быть готовым к быстрому переучиванию в ответ на обновление знаний и требования рынка труда.

В Федеральном государственном образовательном стандарте основного общего образования, разработанном в соответствии с Законом Российской Федерации «Об образовании», сказано, что основным образовательным результатом является воспитание успешного поколения граждан страны, владеющих адекватными времени знаниями, навыками и компетенциями, на идеалах демократии и правового государства, в соответствии с национальными и общечеловеческими ценностными установками. Это и есть стратегическая цель российского образования.

В связи с этим отличительной особенностью нового Стандарта является его направленность на обеспечение перехода в образовании к стратегии социального проектирования и конструирования, от простой ретрансляции знаний к развитию творческих способностей обучающихся, раскрытию своих возможностей, подготовке к жизни в современных условиях на основе системно-деятельностного подхода и придания образовательному процессу воспитательной функции.

Особенностью предложенного проекта стандарта среднего (полного) общего образования является его направленность на обеспечение перехода от простой ретрансляции знаний к развитию творческих способностей каждого обучающегося, раскрытию им своих возможностей, подготовке к жизни в современных условиях на основе системно-деятельностного(компетентностного) подхода и придания образовательному процессу воспитательной функции в широком смысле этого слова.

В структуре основной образовательной программы основного общего и среднего (полного) общего образования предусмотрена программа формирования и развития универсальных учебных действий.

Цель: рассмотреть применение программы формирования универсальных учебных действий на уроках биологии и химии в основной и старшей школе.

Задачи:

1. Изучить государственные документы и литературу по данному вопросу;
2. Рассмотреть методические приемы и действия в рамках учебных предметов биологии в средней и старшей школе, направленные на формирование различных УУД.

Универсальные учебные действия и их классификация

Универсальные учебные действия (УУД) – способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта; совокупность действий учащегося, обеспечивающих его культурную идентичность, социальную компетентность, толерантность, способность к самостоятельному усвоению новых знаний и умений, включая организацию этого процесса.

В основу выделения состава и функций УУД для основного общего образования были положены возрастные психологические особенности учащихся и специфика возрастной формы УУД, факторы и условия их развития. Концепция развития универсальных учебных действий разработана на основе системно-деятельностного подхода (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин, Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов, А.Г. Асмолов) группой авторов: А.Г. Асмоловым, Г.В. Бурменской, И.А. Володарской, О.А. Карабановой, Н.Г. Салминой и  С.В. Молчановым под руководством А.Г. Асмолова.

В Программе развития универсальных учебных действий выделены четыре блока УУД.

Личностные универсальные учебные действия.

Личностные универсальные учебные действия обеспечивают ценностно-смысловую ориентацию учащихся (умение соотносить поступки и события с принятыми этическими принципами, знание моральных норм и умение выделить нравственный аспект поведения) и ориентацию в социальных ролях и межличностных отношениях.

Применительно к учебной деятельности следует выделить два вида действий:

- действие смыслообразования, т. е. установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом, другими словами, между результатом учения, и тем, что побуждает деятельность, ради чего она осуществляется. Ученик должен задаваться вопросом о том, «какое значение, смысл имеет для меня учение», и уметь находить ответ на него.

- действие нравственно-этического оценивания усваиваемого содержания, исходя из социальных и личностных ценностей, обеспечивающее личностный моральный выбор.

В Федеральном государственном образовательном стандарте говорится, что в современной школе в сфере развитияличностных универсальных учебныхдействий приоритетное внимание уделяется формированию:

• основ гражданской идентичности личности (включая когнитивный, эмоционально-ценностный и поведенческий компоненты);

• основ социальных компетенций (включая ценностно- смысловые установки и моральные нормы, опыт социальных и межличностных отношений, правосознание);

• готовности и способности к переходу к самообразованию на основе учебно-познавательной мотивации, в том числе готовности к выбору направления профильного образования.

Регулятивные универсальные учебные действия.

Регулятивные действияобеспечивают организацию учащимся своей учебной деятельности. К ним относятся:
- целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно;
- планирование – определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата; составление плана и последовательности действий;
- прогнозирование – предвосхищение результата и уровня усвоения, его временных характеристик;
- контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий от эталона;
- коррекция – внесение необходимых дополнений и корректив в план и способ действия в случае расхождения эталона, реального действия и его продукта;
- оценка - выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения.
-волевая саморегуляция как способность к мобилизации сил и энергии; способность к волевому усилию - к выбору в ситуации мотивационного конфликта и к преодолению препятствий.

В сфере развитиярегулятивных универсальных учебныхдействий приоритетное внимание уделяется формированию действий целеполагания, включая способность ставить новые учебные цели и задачи, планировать их реализацию, в том числе во внутреннем плане, осуществлять выбор эффективных путей и средств достижения целей, контролировать и оценивать свои действия как по результату, так и по способу действия, вносить соответствующие коррективы в их выполнение.

Ведущим способом решения этой задачи является формирование способности к проектированию.

Коммуникативные универсальные учебные действия.

Коммуникативные универсальные действия обеспечивают социальную компетентность и учет  позиции других людей, партнера по общению или деятельности, умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми.
Виды коммуникативных действий:    
•планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками - определение цели, функций участников, способов взаимодействия;
•постановка вопросов - инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
•разрешение конфликтов - выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;
•управление поведением партнера - контроль, коррекция, оценка действий партнера;
•умение с достаточно полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и  условиями коммуникации; владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами родного языка.

В сфере развитиякоммуникативных универсальныхучебных действий приоритетное внимание уделяется:

• формированию действий по организации и планированию учебного сотрудничества с учителем и сверстниками,умений работать в группе и приобретению опыта такой работы, практическому освоению морально-этических и психологических принципов общения и сотрудничества;

• практическому освоению умений, составляющих основу коммуникативной компетентности: ставить и решать многообразные коммуникативные задачи; действовать с учётом позиции другого и уметь согласовывать свои действия; устанавливать и поддерживать необходимые контакты с другими людьми; удовлетворительно владеть нормами и техникой общения; определять цели коммуникации, оценивать ситуацию, учитывать намерения и способы коммуникации партнёра, выбирать адекватные стратегии коммуникации;

• развитию речевой деятельности, приобретению опыта использования речевых средств для регуляции умственной деятельности, приобретению опыта регуляции собственного речевого поведения как основы коммуникативной компетентности.

Познавательные универсальные учебные действия.

Познавательные универсальные учебные действиявключают в себя:
•общеучебные,
•логические,
•действия постановки и решения проблем.

В сфере развитияпознавательных универсальных учебных действий приоритетное внимание уделяется:

• практическому освоению обучающимися основ проектно-исследова-тельской деятельности;

• развитию стратегий смыслового чтения и работе с информацией;

• практическому освоению методов познания, используемых в различных областях знания и сферах культуры, соответствующего им инструментария и понятийного аппарата,регулярному обращению в учебном процессе к использованию общеучебных умений, знаково-символических средств, широкого спектра логических действий и операций.

При изучении учебных предметов обучающиеся усовершенствуют приобретённые на первой ступенинавыки работыс информацией и пополнят их. Они смогут работать с текстами, преобразовывать и интерпретировать содержащуюся в них информацию, в том числе:

• систематизировать, сопоставлять, анализировать, обобщать и интерпретировать информацию, содержащуюся в готовых информационных объектах;

• выделять главную и избыточную информацию, выполнять смысловое свёртывание выделенных фактов, мыслей; представлять информацию в сжатой словесной форме (в виде плана или тезисов) и в наглядно-символической форме (в виде таблиц, графических схем и диаграмм, карт понятий — концептуальных диаграмм, опорных конспектов);

• заполнять и дополнять таблицы, схемы, диаграммы, тексты.

Обучающиеся усовершенствуют навык поиска информациив компьютерных и некомпьютерных источниках информации, приобретут навык формулирования запросов и опыт использования поисковых машин. Они научатся осуществлять поиск информации в Интернете, школьном информационном пространстве, базах данных и на персональном компьютере с использованием поисковых сервисов, строить поисковые запросы в зависимости от цели запроса и анализировать результаты поиска.

Обучающиеся приобретут потребность поиска дополнительной информации для решения учебных задач и самостоятельной познавательной деятельности; освоят эффективные приёмы поиска, организации и хранения информации на персональном компьютере, в информационной среде учреждения и в Интернете; приобретут первичные навыки формирования и организации собственного информационного пространства.

Они усовершенствуют умение передавать информацию в устной форме, сопровождаемой аудиовизуальной поддержкой, и в письменной форме гипермедиа (т. е. сочетания текста, изображения, звука, ссылок между разными информационными компонентами).

1. Развитие универсальных учебных действий на уроках биологии и химии в основной и старшей школе.
2. Формирование универсальных учебных действий

на уроках изучения нового материала, обобщения темы.

При изучении материала на уроках биологии и химии можно применять различные виды УУД.

Для диагностики и формирования познавательных и регулятивных универсальных учебных действий возможны следующие виды заданий:

• самостоятельно изучить материал по тексту параграфа и выполнить письменно задание: составить план ответа, подтвердив каждый пункт плана соответствующим тезисом, или заполнить таблицу.

Так, например, при изучении темпо биологии курса 7 класса «Тип Плоские черви. Классы: Ресничные. Сосальщики, Ленточные», «Тип Круглые черви» и «Тип Кольчатые черви» учащиеся, пользуясь рекомендованным текстом учебника, самостоятельно изучают материал и вносят данные в таблицу «Сравнительная характеристика типов червей» (Приложение 1).

Подобная работа по сравнительно анатомическому анализу предусматривается и при изучении материала по теме «Органы чувств. Регуляция деятельности организма».

Для диагностики и формирования коммуникативныхуниверсальных учебных действий я предлагаю следующие виды заданий:

• Составь проблемный вопрос партнеру, начиная со слова «почему…»;
• Работа по составлению кроссворда, обмен кроссвордами для их решения (Приложение 2);
• «Отгадай, о ком говорим». Учащиеся составляют ряд признаков одного из представителей изученного типа животных.

Например:

1. Тело состоит из головогруди и брюшка;
2. Брюшко не расчленено;
3. 4 пары ходильных ног;
4. На голове 8 простых глаз;
5. На конце брюшка расположены паутинные бородавки;
6. На верхней стороне брюшка имеется рисунок в виде крест (Паук-крестовик)

На уроках химии познавательные действия формируются, например, в задании, в котором необходимо закончить уравнения возможных реакций, идущих с участием кислот:

1. Угольная кислота + гидроксид бария →
2. азотная кислота + оксид алюминия →
3. серная кислота + ртуть →
4. соляная кислота + хлорид натрия →
5. сернистая кислота + силикат калия →
6. сероводородная кислота + оксид железа (II) →
7. соляная кислота + кальций →
8. азотистая кислота + гидроксид магния →
9. серная кислота + оксид бария →
10. азотная кислота + оксид серы (IV) →
11. кремниевая кислота →
12. угольная кислота + оксид натрия →
13. соляная кислота + нитрат серебра →
14. азотная кислота + хлорид алюминия →
15. серная кислота + магний →

Данное задание усложняется тем, что в нем приводятся только названия реагирующих веществ, и необходимо сначала составить их формулы, определить класс веществ, тип реакции и ее механизм.

Учащимся приходится одновременно выполнять логические построения, осуществлять взаимосвязи графических единиц и текстовой структуры, связывать понятия атом, степень окисления, индекс, формула, коэффициент. Решение подобных заданий учащимися на уроках является важным шагом к успешному усвоению общего способа решения уравнений и закреплению знаний химических свойств предложенных веществ.

Для формирования личностных универсальных учебных действий на уроках химии для обобщения материала предлагаются творческие задания, например, написать мини-сочинения об изученном химическом элементе или веществе (Приложение 3).

Личностные действия формируются также при выполнении таких заданий, в которых ученик может показать личное видение проблемы или раскрыть своё отношение к изучаемому материалу. Так, например, в 8 классе в ходе изучения темы «Явления физические и химические. Химические реакции» химии можно предложить домашнее задание с условным названием «Химические реакции на кухне», т.е. привести примеры химических реакций, которые происходят на домашней кухне. При этом можно воспользоваться советом родителей. Это не только поможет усвоению химических знаний, но и раскроет важность этих знаний в быту, в будущей жизни.

Личностные, познавательные и коммуникативные универсальные учебные действия формируются при выполнении задания по общей биологии:

• Сделать сообщение на тему «Внутривидовые взаимоотношения особей в популяции». Учащиеся пользуются дополнительными источниками информации, используют компьютерные технологии и технические средства обучения.

Выступления ребят вызывают живой интерес у других учащихся класса, завязывается беседа, иногда и споры.

Формирование универсальных учебных действий при выполнении проектов.

Одним из эффективных методов обучения школьников, позволяющих

рационально сочетать теоретические знания и их практическое применение для решения конкретных жизненных проблем в совместной деятельности является метод проектов. Учащиеся получат навыки организовывать, проводить ученические проекты по исследованию свойств веществ, имеющих важное практическое значение. Использование метода проектов в процессе изучения химии позволяет формировать различные виды универсальных учебных действий. Рассмотрим это на примере учебного проекта «Сравнительная характеристика содержания витамина С в свежевыжатых соках». Данный проект проводится в рамках темы «Витамины» (органическая химия, 10 класс) в течение 2 часов учебного времени.

Работа над проектом позволяет развивать у учащихся специальные (химические) и общеучебные умения. Учащиеся выбирают нужную часть информации в ее большом потоке. Планируют химический эксперимент и проводят его, по ходу дела разрешают возникшие затруднения. Производится обработка, анализ результатов и их осмысление. Практическая значимость проекта состоит в определении наличия и сравнительно-количественного содержания витамина С во фруктах, в подготовке рекомендаций по повышению иммунитета.

Работа над проектом призвана показать учащимсяпрактическое применение знаний, полученных при изучении темы «Витамины».

Работа над проектом позволяет развивать творческое мышление школьников,умение приобретать знания из различных источников, анализировать факты, делатьобобщения, высказывать собственные суждения, критически относиться к чужомумнению.

Поскольку количественный состав учащихся 10 класса в моей школе небольшой (до 10 человек), то они организуются в одну проектную группу.

Предварительно распределяются витамины как вещества для самостоятельного изучения по плану:

1. Витамин, его место в классификации.
2. Значение для организма.
3. Суточные нормы витамина.
4. Продукты питания, содержащие данный витамин.

Урок 1.

Подготовительный этап.

• Распределение обязанностей учащихся внутри группы;
• выбор лидера группы;
• разработка плана действия каждого участникапроекта.

Основной этап.

• Формулировка проблемы исследования;
• выбор творческого названия проекта;
• обсуждение источников информации;
• обсуждение методики предстоящих исследований;
• обсуждение индивидуальных планов работы учащихся;
• самостоятельная работа, проведение эксперимента;
• общие выводы к проделанной работе.

Заключительный этап.

• Выбор формы представления проекта

Урок 3. Защита проекта

Подготовительный этап.

• Подготовка материалов и оборудования кдемонстрации работы.

 Основной этап.

• Демонстрация творческой разработки учащихся;
• обсуждение, оценка актуальности.

Заключительный этап.

• Оценивание работыучащихся и подведение итогов;
• рефлексия деятельности учащихся.

Цели работы и краткое содержание см. в Приложении 4.

Расчетные задачи, формирующие универсальные

учебные действия.

Приведу несколько примеров расчетных задач, которые позволяют формировать регулятивные и познавательные УУД.

Задача 1.

Вряд ли найдется человек, не испытавший на себе действие зеленки. Это ярко-зеленый 0,2-2%-й водный раствор органического красителя бриллиантового зеленого, химическая формула которого С₂₇Н₃₆N₂SO₄. Он обладает антисептическими свойствами и применяется как наружное средство при воспалительных заболеваниях и мелких травмах кожи.

Сколько молекул красителя бриллиантового зеленого содержитсяв одной капле его 1,5%-го водного раствора? Объем одной капли раствора равен 0,04мл. Плотность раствора примите равной плотности воды.

Задача 2.

Для нейтрализации щелочного ожога в лаборатории используют заранее приготовленный и находящийся в аптечке 3%-ый раствор борной кислоты (Н₃ВО₃). Рассчитайте массу борной кислоты и воды, которые потребуются для приготовления 150г такого раствора.

Задача 3.

В основе применения пищевой соды (5-% раствор гидрокарбоната натрия) для уменьшения боли и жжения при укусах муравьев, которое возникает в результате действия муравьиной кислоты (НСООН), лежит реакции нейтрализации. Составьте уравнение данной химической реакции.

Генетические задачи, формирующие универсальные

учебные действия.

Любая задача вызовет интерес к решению, если «правильно» составить ее условие. Приведу примеры некоторых из них.

Задача 1.

Дигибридное скрещивание.

Косолапый диабетик вступает в брак с нормальной (относительно рассматриваемых признаков) женщиной. Рождаются дети: первый – диабетик, но не косолапый, второй – косолапый, но не диабетик. Определите вероятность (%) того, что в этой семье действительно могли появиться такие дети, если известно, что косолапость и отсутствие диабета – доминантные гены, расположенные в разных хромосомах.

Задача 2.

Кареглазый правша женился на голубоглазой левше. Какое потомство в отношении указанных признаков следует ожидать в такой семье, если генотипы родителей гомозиготны? Учтите, что доминантными признаками являются праворукость и карий цвет глаз.

Задача 3.

Моногибридное скрещивание.

Мужчина-дальтоник женился на нормальной гомозиготной женщине. Определите вероятность рождения в этой семье здоровых и страдающих дальтонизмом детей. Какие внуки могут родиться у данной пары, если их дети вступили в брак с нормальными относительно дальтонизма людьми?

Задача 4.

Наследование, сцепленное с полом.

Рецессивный ген гемофилии сцеплен с Х хромосомой. Отец девушки страдает гемофилией, тогда как мать в этом отношении здорова и происходит из семьи, благополучной по данному заболеванию. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать о будущих сыновьях и дочерях от этого брака?

Задача 5.

Группы крови.

У родителей, имеющих II (гетерозиготный генотип) и IV группы крови, родился ребенок с IV группой крови. Какова вероятность рождения детей в данной семье с такой группой крови?

Используя информацию о доминантных и рецессивных признаках, учащиеся сами могут составить условие генетической задачи.

 Заключение

Применяемые универсальные учебные действия на уроках биологии и химии позволяют достичь метапредметных и предметных результатов освоения образовательных программ.

В рамках предмета биологии выпускник научится:

• характеризовать особенности строения и процессов жизнедеятельности биологических объектов (клеток, организмов), их практическую значимость;

• применять методы биологической науки для изучения клеток и организмов: проводить наблюдения за живыми организмами, ставить несложные биологические эксперименты и объяснять их результаты, описывать биологические объекты и процессы;

• использовать составляющие исследовательской и проектной деятельности по изучению живых организмов (приводить доказательства, классифицировать, сравнивать, выявлять взаимосвязи);

• ориентироваться в системе познавательных ценностей: оценивать информацию о живых организмах, получаемую из разных источников; последствия деятельности человека в природе.

• характеризовать особенности строения и процессов жизнедеятельности организма человека, их практическую значимость;

• применять методы биологической науки при изучении организма человека: проводить наблюдения за состоянием собственного организма, измерения, ставить несложные биологические эксперименты и объяснять их результаты;

• ориентироваться в системе познавательных ценностей: оценивать информацию об организме человека, получаемую из разных источников, последствия влияния факторов риска на здоровье человека.

• характеризовать общие биологические закономерности, их практическую значимость;

• ориентироваться в системе познавательных ценностей: оценивать информацию о деятельности человека в природе, получаемую из разных источников;

В рамках предмета химии выпускник получает возможность:

• грамотно обращаться с веществами в повседневной жизни;

• осознавать необходимость соблюдения правил экологически безопасного поведения в окружающей природной среде;

• понимать смысл и необходимость соблюдения предписаний, предлагаемых в инструкциях по использованию лекарств, средств бытовой химии и др.;

• использовать приобретённые ключевые компетентности при выполнении исследовательских проектов по изучению свойств, способов получения и распознавания веществ;

• развивать коммуникативную компетентность, используя средства устной и письменной коммуникации при работе с текстами учебника и дополнительной литературой, справочными таблицами, проявлять готовность к уважению иной точки зрения при обсуждении результатов выполненной работы;

• объективно оценивать информацию о веществах и химических процессах, критически относиться к псевдонаучной информации, недобросовестной рекламе, касающейся использования различных веществ.

• осознавать значение теоретических знаний для практической деятельности человека;

• описывать изученные объекты как системы, применяя логику системного анализа;

• применять знания о закономерностях периодической системы химических элементов для объяснения и предвидения свойств конкретных веществ;

• развивать информационную компетентность посредством углубления знаний об истории становления химической науки, её основных понятий, периодического закона как одного из важнейших законов природы, а также о современных достижениях науки и техники.

• описывать физические и химические процессы, являющиеся частью круговорота веществ в природе;

• организовывать, проводить ученические проекты по исследованию свойств веществ, имеющих важное практическое значение.                                                                                                   

Источники информации

1. Копотева, Г. Л.Проектируем урок, формирующий универсальные учебные действия: соответсвует ФГОС. М: ООО"Учитель", 2013, Методическая лаборатория
2. Примерные программы по учебным предметам: химия: 8-9-й классы: проект (ФГОС). М: Просвещение, 2011, Стандарты второго поколения, 2-е изд., дораб.
3. Примерные программы по учебным предметам: Биология: 5-9-й классы: проект (ФГОС). М: Просвещение, 2011, Стандарты второго поколения.
4. Примерные программы по учебным предметам: Химия: 10-11-й классы: проект. М: Мир и образование, 2010, Стандарты второго поколения
5. Примерные программы по учебным предметам: биология: 10-11-й классы: проект (ФГОС). М: Просвещение, 2010, Стандарты второго поколения.
6. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли: система заданий: пособие для учителя (ФГОС). М: Просвещение, 2011, Стандарты второго поколения
7. http://standart.edu.ru/
8. http://www.rg.ru/2011/02/17/shkola-standart-site-dok.html