Формирование специальных биологических понятий в общеобразовательной школе

При исследовании главы 3 – 4 «Органы цветковых растений" и "Основные процессы жизнедеятельности растений" по учебнику Пономаревой  Вентана - Граф 2011года за 6 класс, установлено 76 специальных понятия. Наибольшие количество встречается в параграфах 10 - «Семя. Внешнее и внутреннее строение семени»,13 - « Корень. Внешнее и внутренние строение корня», 23 - «Цветок. Строение и значение цветка». Локальные понятия отмечены в параграфах 14-«Внешнее строение корня»,17- «Почка. Внешнее и внутреннее строение корня», 26 - «Видоизменения подземных побегов». Общенаучные понятия отмечены во всех параграфах вместе со специальными, но в параграфах 11- «Условия прорастания семян», 26 - « Видоизменения подземных побегов», 29 – «Космическая роль зеленых растений» по учебнику Пономаревой 2011 года, ученики не изучают новых специальных и локальных ботанических понятий, а используют для анализа и обобщения ранее изученные специальные понятия.         

Локальные понятия не влияют на уровень усвоения знаний, поэтому в параграфе 10-« Семя. Внешнее и внутреннее строение семени», рекомендую исключить такие понятия как: микропиле, рубчик, они перегружают развитие учеников.

   Анализируя таблицу и рассматривая такие главы как  «Строение тела животных», «Подцарство Простейших», «Подцарство Многоклеточные животные» по учебнику Пономаревой Вентана - Граф для 7 класса за 2011 год, установлено 59 специальных понятий.  Наибольшее количество специальных понятий встречается при изучении параграфов  6 – « Клетка», 8 – « Органы и системы органов», 13 – «Тип Кишечнополостные». Локальные понятия отмечены в параграфах 8 – «Органы и системы органов», 10 – «Подтип Жгутиконосцы». Общенаучные понятия присутствуют во всех параграфах вместе со специальными. Локальные понятия не влияют на уровень усвоения знаний,  поэтому в  параграфе 10 « Подтип Жгутиконосцы», 15 «Тип Плоские черви. Белая планария» можно исключить понятия: пелликула, цитоплазматические мостики, разветвленные трубочки, кокон, желточные клетки, они перегружают  развитие учеников, поэтому их можно сократить.

                                                                

 Анализируя учебник за 8 класс под редакцией Пономаревой издательства Вентана – Граф за 2011 год, рассматривая главы 2 «Опора и движение», 3 главу «Кровь. Кровообращение», установлено 40 специальных понятий. Наибольшее количество встречается в параграфе 5 – «Строение и состав костей», 6 – «Скелет головы и туловища», 13 – «Внутренняя среда. Значение крови». Локальные понятия отмечены в параграфах 8 – «Первая помощь при растяжении связок, вывихах суставов, переломах костей», 11 – «Нарушение осанки и плоскостопие». Общенаучные присутствуют во всех параграфах вместе со специальными, но в параграфе 12 –«Развитие опорно – двигательной системы»,19 – «Регуляция работы сердца и кровеносных сосудов»,  21 – «Первая помощь при кровотечениях» ученики не изучают новых специальных и локальных понятий, а пользуются для анализа и обобщения ранее изученными специальными понятиями Локальные понятия не влияют на уровень усвоения знаний, поэтому рекомендую исключить из параграфа 17 -  «Движение лимфы» понятие - грудной проток, из параграфа 20 -  « Предупреждение заболеваний сердца и сосудов» - тренировочный эффект, функциональная проба.   

Количество понятий во всех дисциплинах разное. Специальные понятия преобладают над локальными, в рассмотренных нами главах.

Распределение специальных и локальных понятий. Таблица №2

ДИСЦИПЛИНА	ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ ПОНЯТИЙ	ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ЛОКАЛЬНЫХ ПОНЯТИЙ
Ботаника	74	31
Зоология	60	37
Анатомия	40	29

 

                                                                                                                                                                             График колебания численности понятий по разделам 3 – 4 в процессе изучения ботаники.     Рис. 3. 

ВВертикальная ось- количество понятий.

Горизонтальная ось- количество уроков.

График колебания специальных и локальных понятий по главам 1- 4 в процессе изучения зоологии. Рис. 4.

Горизонтальная ось – количество уроков.

Вертикальная ось – количество понятий.

График колебания специальных и локальных понятий по главам 2 -3  в процессе изучения анатомии человека. Рис. 5.

 

Горизонтальная ось- количество уроков. Вертикальная ось- количество понятий.

   Анализируя рис. 3(график 1), мы видим, что в середине полугодия число специальных понятий преобладает, поэтому нужно перераспределить нагрузку на другие уроки по сходным темам.

Исходя из рис. 4(график 2), в начале полугодия наблюдается преобладание специальных понятий, в середине полугодия число локальных и специальных понятий достаточно велико, поэтому можно исключить локальные такие как, пелликула, цитоплазматические мостики, а изучение специальных перераспределить на сходные темы.

Рассматривая рис. 5 (график 3), наблюдаем что, в начале полугодия большое число специальных понятий.

 

 ГЛАВА3.Формирование общебиологических  понятий как основу мировозрения ученика.   

На основе специальных понятий формируются общебиологические. Поэтому нам необходимо показать связь этих понятий между собой, как условие для получения учеником целостного биологического знания.

Нами разработан план работы со специальными понятиями, для не только их развития и формирования, но и определения их роли для создания у учеников базы на которой раскрываются  общебиологические понятия.      

3.1. Модель раскрытия  общебиологического понятия на  примере фотосинтеза.                                 

 Общебиологические понятия раскрываются в пределах каждого предмета как часть,а в составе всех предметов как целое. Это сквозные понятия проходят через все школьные биологические дисциплины. Начинается формирование этих понятий в курсе "Растения", а заканчивается в курсе "Общая биология".                                                                                                                                                                                                                                      Общебиологические понятия способствуют формированию научно материалистического мировоззрения ,овладевая ими ,ученик раскрывает свое биологическое образование на уровне школы.                                                                                                                                                                            Выделены следующие общебиологические понятия:                                                                                                                                                                    -Клеточный уровень организации живой материю                                                                                                                                                                     -Единство строения и функции в живой системе.                                                                                                                                                                         -Взаимосвязь и взаимозависимость организма и среды.                                                                                                                                                              -Живая система открытая и саморегулирующаяся.                                                                                                                                                                       -Эволюция органического мира.                                                                                                                                                                                                  При изучении растений в 6 классе впервые учащимся дается общебиологическое понятие об эволюции органического мира, на примере последовательного изучения отделов растений. Основой является изучение одноклеточных водорослей, учеников необходимо подвести к мысли, что следующим этапом усложнения организмов  является возникновение многоклеточности у водорослей и других растений. На уроке ботаники можно говорить об общем плане о развитии всего органического мира от простому к сложному. Формирование и развитие этого понятия продолжается в теме "Развитие растительного мира",в зоологии "Развитие животного мира".Теоретическую базу мы создаем при изучении теории эволюции Дарвина, современной синтетической теории развития органического мира.

Рис.3. Первый этап фотосинтеза.

 

 

В11 классе,  это общебиологическое понятие конкретизируется примерами из генетики и цитологии.     

Формирование и развитие понятия - живая система открытая и саморегулирующаяся, также начинается в курсе "Растения". Представления и простые понятия формируются при изучении почвы и ее значении как источнике элементов для жизни растений. В "Экологии" и при изучении "Биосферы" ученики развивают это понятие через понимание процессов биогенной миграции атомов на примере азота, кислорода,  углерода. Фотосинтез в ботанике так же является базой для формирования этого понятия, затем оно конкретизируется при изучении механизма фотосинтеза в 9 и 10 классах.    

     Первый этап фотосинтеза - световая фаза. Для формирования понятия - живая система открытая и саморегулирующаяся, воспользуемся схемой (рис. 3.).

 

Свидетельством открытости живой системы является поглощение солнечной энергии фотосистемами, которые образует хлорофилл. Объясняем механизм работы ферментов переносчиков электронов.

 Реакционный центр фотосистемы 1 состоит из молекул хлорофилла в комплексе с белком ,поглощающим энергию света с длиной волны 700нм. Электрон под действием кванта света переходит на более высокий энергетический уровень и переносится на ферредоксин, затем через фермент –редуктазу, электроны переносятся на НАДФ +, восстанавливая его в НАДФ.Н2. Потерявший электроны хлорофилл находится в окисленном состоянии. Восстанавливается молекула хлорофилла фотосистемы 1,за счет электронов фотосистемы 2. Идет саморегуляция и переход солнечной энергии в энергию химических связей. В этом проявляется космическая роль растений.   

Реакционный центр фотосистемы 2 способен улавливать энергию света с длиной волны 680нм. Возбужденный электроны захватывается первым переносчиком электроновQ, затем они переносят по цепи переносчиков, в которую входит пластохинон , цитохром b, цитохром f, пластоцианин и попадает на конечный акцептор-хлорофилл фотосистемы 1. Проходя цепь передачи электронов, электрон расходует энергию, которая запасается в молекулах АТФ, путем фосфорелирования АДФ. Недостающие электроны фотосистемы 2 поступают из полостей тилакоидов, где происходит фотолиз воды, т. е. разложение под действии энергии света. Выделение кислорода в окружающую среду подтверждает так же и другое общебиологическое понятие - взаимосвязь и взаимозависимость организма и среды. Атмосфера земли была сформирована при участи растений, Идет накопление энергии органических веществ на земле формируется облик планеты, образуются биогенные вещества.                                                                                               Второй этап - темновая фаза так же раскрывается под эгидой этого определения, происходит поглощение углекислого газа из внешней среды. Обе фазы объединим в единый процесс, формируя понятие - обмен веществ и превращение энергии в живых системах. Показываем роль АТФ, НАДФ, Н2, СО2, показываем побочность О2.  

В физиологии и анатомии человека раскрывается понятие - живая система открытая и саморегулирующаяся на примере изучения рефлекса и его торможение.                                                                                                                                                                                                                                    Торможение и формирование условных рефлексов приспосабливают организм к условиям среды, в которой он обитает.                                                 

   В учении о биосфере понятие - взаимосвязь и взаимозависимость организма и среды мы выводим на мировозренческий уровень ученика. Разбираем применение законов термодинамики к живым системам. Применять закон термодинамики о нарастании энтропии в организме невозможно, если его разбирать вне среды - энтропия не увеличивается в организме с течением времени. На этом заостряем внимание учеников. Открытость живой системы приводит к увеличению энтропии в окружающей среде, что позволяет живой структуре не только саморегулироваться, но принимать участие в эволюции геологических сфер планеты. По этому жизнь возникла изначально в виде биосферы, а не отдельных частей.                                                Ученики получают интегрированные знания для формирования общей картины материального мира.

                  

3.2. Приемы развития  понятий  и познавательного  интереса  на этапе восприятия знаний

Приёмами, способствующими развитию познавательного интереса на этапе восприятия знаний и активизирующие деятельность учащихся, являются:

1) Прием новизны, предполагающий включение в содержание учебного материала интересных фактов, сведений и др. При этом учитель должен постоянно заботиться о том, чтобы не сводить свое изложение к простому пересказу учебника, а делать его живым, увлекательным и глубоким по содержанию, обогащающим и расширяющим имеющиеся у школьников знания.

Приведем примеры таких заданий:

Один гектар леса в течение года очищает 18 миллионов кубометров воздуха! Сколько цветков посещают пчёлы? Пчела посещает в среднем 12 цветков в минуту, 720 цветков в час, 7200 цветков за 10 часов своего рабочего дня. Даже сравнительно слабая семья пчёл может отправить в поле до 10 тысяч рабочих пчёл. Если принять условие, что все они будут собирать только нектар, то посетят они не менее 72 миллионов цветков в день.

Показателем эмоционального интереса в этом случае является особое эмоциональное воздействие, наступившая тишина, которая свидетельствует о поглощенности от только что услышанного. Сведения о количестве посещенных пчёлами цветов вызывает не только удивление, но и восхищение.