Труды II-й Республиканской научно-практической online-конференции «Образование XXI века: проблемы, тенденции и перспективы»

Николай Сергеевич Лустов

В сборнике представлены статьи II-й Республиканской научно-практической online-конференции «Образование XXI века: проблемы, тенденции и перспективы».

Абильмажинова Т. Т., Мельникова И. Ф.

Развитие концептуального понимания посредством использования инфографики на уроках химии и биологии

(Назарбаев Интеллектуальная школа физико-математического направления, г. Кокшетау)

УДК 373

В современном образовании все чаще отмечается смещение акцента от фактов к глубокому, концептуальному пониманию. Концептуальное обучение определяется Брунером, Гуднау и Остином как «поиск и перечисление атрибутов, которые можно использовать для различения образцов от не образцов различных категорий» [1]. Оно предполагает, что учащиеся участвуют в качественном обучении, основанном на ключевых концепциях и центральных идеях.

Концептуальное обучение можно рассматривать как подход «сверху-вниз» в отличие от подхода «снизу-вверх», применяемого в модели заучивания наизусть. Изучать знания и навыки — это все равно, что стоять посреди леса в окружении деревьев: легко заметить детали, но трудно увидеть закономерности. Чтобы учащиеся могли мыслить концептуально, им нужна возможность подняться на вершину горы, остановиться и осмотреть весь лес. Им нужна возможность искать большие идеи, обобщать и делать выводы, рассматривая свое обучение целостно. Намеренно разрабатывая учебную деятельность, в которой учащиеся перемещаются между фактическим и концептуальным уровнями мышления, мы можем помочь им построить понимание, облегчить перенос и развить чувство свободы действий.

В связи с загрязнением окружающей среды и усилившимся воздействием человека на природу, концепт «environment» приобрел особое значение. Концептуальным признаком экологии будет взаимодействие человека и окружающей среды. Рассмотрим на примере изучения явления «Eutrophication» (Эвтрофикация). В соответствии образовательной программе АОО «Назарбаев Интеллектуальные школы» — NIS-Programme по предмету химия [2], в учебном плане 12 класса (Advanced level) обозначена следуюшая цель обучения: 12.2.1.12 — know and understand the environmental impact of oxides of nitrogen in the atmosphere and nitrates in soils and water supplies. В рамках достижения данной цели были раскрыты особенности понятия «eutrophication».

В начале учащимся было продемонстрировано фото экспериментального озера (Онтарио, Канада), где ярко виден контраст между чистой водой и эвтрофными условиями. Озеро было разделено в узких местах непроницаемой завесой, одна сторона была обработана фосфорными удобрениями. Деятельность учащихся была организована по стратегии IDEA: Identify — определять основные причины; Describe — описывать ключевые особенности; Explain — объяснять последствия; Analyze — анализировать влияние для окружающей среды.

Результатом исследования учащихся выступает инфографика на тему «Eutrophication», которая используется как мощный инструмент, позволяющий легко усваивать информацию с помощью визуальных данных и способствует развивать навыки, необходимые для критической оценки информации. Здесь были использованы основные принципы дизайна: логическая последовательность представленной информации и доступность для широкой аудитории.

Инфографики на тему «Eutrophication» и «Фотосинтез»

Анализируя содержание полученной инфографики, были идентифицированы основные причины эвтрофикации как избыток азота и фосфора в результате деятельности человека. Далее ученики отмечают ключевые особенности: вода приобретает зеленый цвет, неприятный «тяжелый» запах, неконтролируемое размножение водорослей, мутная пленка на поверхности, массивный осадок отложений на дне. На следующем этапе обсуждаются последствия: умирают аэробные микроорганизмы, растения, рыбы; водоём превращается в болото. На основе обсуждении и анализов учащиеся приходят к выводу, что проблема предотвращения эвтрофикации и сохранения естественной среды обитания водоемов является глобальной проблемой человечества, решается она и в локальном, и в региональном, и в глобальном масштабе.

Согласно образовательной программе АОО «Назарбаев Интеллектуальные школы» — NIS-Programme по предмету биология [3], в учебном плане за 8 класс рассматриваются цели обучения: 8.1.2.3 описывать уравнение процесса фотосинтеза; 8.1.2.4 исследовать условия необходимые для процесса фотосинтеза. Как добиться концептуального понимания роли фотосинтеза для растений и биосферы в целом? На первом этапе необходимо определить ключевое понятие — фотосинтез. Исходя из определения с учащимися составляем информационную графику. На схеме выделяем три ключевые концепции фотосинтеза: отслеживание вещества (отслеживание конкретных элементов в реакциях фотосинтеза), отслеживание энергии, местоположение в клетке (отслеживание того, где происходят фотосинтетические реакции в клетке).

На данном этапе основная задача — научить учащихся интерпретировать информационную графику. Для этого разрабатываем специальные вопросы и делим их на четыре категории. Первая категория включает вопросы, которые могут быть связаны с фотосинтезом, но не затрагивают напрямую нашу модель. Откуда берется сахар? В чем различие питания растений и животных? Вторая — вопросы, требующие от учащихся описания или воспроизведения данной модели. В третьей категории учащиеся должны сделать логические выводы или манипулировать моделью. Например, обведите самый важный продукт процесса и объяснить ваш выбор. Используя эту диаграмму, опишите и объясните взаимосвязь между дыханием и фотосинтезом у растений. Вопросы четвертой категории требуют от учащихся применения знаний к проблеме, выходящей за рамки исходного контекста. Попросите учащихся связать то, что они наблюдают в своей повседневной жизни с концепцией фотосинтеза. Можно ли сделать растения источником энергии?

Предложите учащимся решение математических задач на определение интенсивности фотосинтеза или дайте творческое задание, например, составить рассказ о «зеленом ребенке». Учащиеся используют свое воображение и полученные знания для написания рассказа о ребенке, способном к фотосинтезу. Такой подход к изучению данной темы может поддержать мотивацию учащихся и привести к глубокому осмыслению идей фотосинтеза и дыхания, побуждая учащихся устанавливать и разрывать связи между этими двумя процессами.

Таким образом, на основе проведенного исследования, можно сделать вывод, что развитие концептуального понимания предметов химии и биологии посредством использования информационной графики:

— помогает учащимся думать с возрастающей сложностью, в процессе организации и соотношения фактов и тем;

— способствует установлению связи между предметами и создает более глубокое понимание и оценивание сложности мира;

— поддерживает активное познавательное и учебное исследование;

— содействует глубокому изучению предмета.

Список использованных источников:

1. Bruner, J.S., Goodnow, J.J. & Austin, G.A. (1956) A Study of Thinking. Chapman & Hall, Limited. London.

2. AEO «Nazarbayev Intellectual Schools» Educational Programme — NIS-Programme, Course Plan «Chemistry», Grade 12 Advanced level, page 17

3. Образовательная программа АОО «Назарбаев Интеллектуальные школы» — NIS-Programme, Учебный план по предмету «Биология», 8 класс, с 34