ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ
БИОЛОГИИ 8
1.1. Отечественный и зарубежный опыт использования химического
эксперимента на уроках биологии 8
1.1.1. Роль химического эксперимента 12
1.1.2. Развитие межпредметных связей 15
1.2. Анализ авторских программ по биологии для 5-9 классов на предмет
наличия химического эксперимента в школьном курсе биологии 18
1.3. Химический эксперимент для установления межпредметных связей
между биологией и химией 25
1.3.1. Хроматография на уроках биологии в 5-9 классах 26
1.3.2. Методы аналитической химии на уроках биологии в 5-9 классах...29
1.3.3. Химический эксперимент как модель биологических процессов.. .38
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО
БИОЛОГИИ С ХИМИЧЕСКИМ СОДЕРЖАНИЕМ 41
2.1. Актуальность и место лабораторного практикума по биологии с
химическим содержанием 42
2.2. Лабораторный практикум по биологии для 5-9 классов с химическим
содержанием 44
2.3. Апробация лабораторного практикума по биологии для 5-9 классов с
химическим содержанием 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 73
ПРИЛОЖЕНИЯ 80
Химический эксперимент является частью изучения биологии в школе. Признаки живых организмов - рост, возбудимость, способность реагировать на изменения, происходящие в окружающей среде - неразрывно связаны с химическими превращениями. Роль хлорофилла в процессе фотосинтеза, гемоглобина в передаче кислорода была установлена в результате химических опытов. С помощью денатурации белковых молекул была определена структура ДНК, важнейшего генетического материала каждого живого организма.
Согласно Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования, утвержденному приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897 целью обучения является формирование естественно -научной грамотности обучающихся . Это возможно в результате интеграции учебных предметов биологии и химии. Но так, как на изучение биологии в 57 классах отводится 1 час в неделю, то организация лабораторных опытов не всегда возможна в полном объеме. Таким образом, обучающиеся получают биологические знания без опоры на их химическую составляющую.
Вступивший в силу с 1 сентября 2022 года Приказ Министерства просвещения РФ от 31 мая 2021 г. № 287 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования» предусматривает одним из метапредметных результатов - овладение обучающимися базовыми исследовательскими умениями: проводить эксперименты по заранее описанному плану с целью установления причинно-следственных связей между изучаемыми объектами. Поэтому при разработке учебной программы по предмету «Биология» необходимо включение в нее лабораторно-практических работ, в которых биологические явления изучаются в виде наглядных химических реакций. Кроме того , биология имеет множество тем, сопровождающихся химическими 3
процессами: фотосинтез, дыхание, биосфера, экосистема, минеральные удобрения, микро- и макроэлементы. Химические реакции по этим темам изучаются как на уроках биологии, так и на уроках химии только на теоретическом уровне, либо с применением видеофрагментов.
При этом Министерство Просвещения каждые три года, начиная с 2015 года , проводит тестирование 15-летних обучающихся по естественнонаучной грамотности, но показатель результативности не повышается.
Однако, как в зарубежной, так и в отечественной педагогике имеется опыт использования химического эксперимента на уроках биологии. Данный метод применяется не только в качестве иллюстрации химических процессов в природе, но и как средство познания этих явлений. В работе И.А. Гостищева, Н.В. Князевой, П.А. Оржековского применяется химический эксперимент на уроках биологии с целью познания влияния химических веществ на жизнедеятельность растений.
С одной стороны, биология и химия - это естественные науки, которые могут изучать один и тот же объект или явление в природе. Знания, которые получают обучающиеся на уроках химии и биологии должны помогать изучать природные явления. С другой стороны, обучающиеся испытывают сложности при использовании химических знаний на уроках биологии, или наоборот. Поэтому необходимо ввести в образовательные программы химические опыты, которые помогли бы обучающимся объяснять происходящие биологические явления.
Проблема исследования: изучение биологии и химии в школе как отдельных дисциплин способствует приобретению обучающимися систематизированных, но разобщенных знаний по конкретным предметам, а интеграция знаний по смежным дисциплинам служит основой для формирования универсальных учебных действий по предметам естественнонаучного цикла.
Цель исследования: разработка лабораторного практикума по биологии с химическим содержанием как средство формирования межпредметных связей у обучающихся 5-9 классов
Объект исследования: формирование межпредметных связей между химией и биологией.
Предмет исследования: химический эксперимент в школьном курсе биологии 5-9 классов, как средство формирования межпредметных связей между химией и биологией.
...
В рамках изучения проблемы применения химического эксперимента на уроках биологии мы выяснили, что он целесообразен на уроках с морфологическим и физиологическим содержанием. Моделирование химических реакций позволяет обучающимся наглядно познакомиться с процессами, происходящими в живых организмах.
Анализ рабочих программ по биологии показывает, что лабораторные работы с включенным в них химическим экспериментом, приходятся на 5, 6 и 8 класс. Учебник В. В. Пасечника является интегрированным, так как содержит опыты, направленные на изучение физиологических процессов растений, животных и человека.
Изучив содержание лабораторных работ разных линий УМК по биологии 5-9 классов был разработан биологический практикум, включающий себя химические эксперименты по разделам «Органические и неорганические вещества живых организмов», «Пигменты растений», «Пищеварительная система человека», «Макроэлементы» и «Энергетический обмен». Лабораторные работы представлены в виде качественных реакций на органические вещества (белки, жиры, углеводы) и неорганические вещества (кислоты и соли).
Апробация лабораторного практикума была проведена в МБОУ СШ №39 среди параллелей 5-х и 8-х классов.
В качестве диагностики установления межпредметных связей при помощи химического эксперимента на уроках биологии были разработаны практические задания прилагаемые к тематическим контрольным работам.
70% обучающихся 5Б класса и 40% обучающихся 8Б класса верно выполнили практическое задание, что на 65% и на 38% больше по сравнению с классами, в которых уроки проводились без включения в них химического эксперимента.
Выводы
Химический эксперимент на уроках биологии с морфологическим и физиологическим содержанием является необходимым.
Моделирование химических реакций позволяет обучающимся наглядно познакомиться с процессами, происходящими в живых организмах.
Учебник В. В. Пасечника является интегрированным и пригоден для подготовки лабораторных работ с химическим экспериментом в 5, 6 и 8-х классах. Опыты, направленные на изучение физиологических процессов растений, животных и человека необходимы для формирования межпредметных связей в школьном курсе биологии 5-9 классов.
Разработан биологический практикум для обучающихся 5 -9 классов, включающий химические эксперименты по разделам «Органические и неорганические вещества живых организмов», «Пигменты растений», «Пищеварительная система человека», «Макроэлементы» и «Энергетический обмен».
Апробация лабораторного практикума, проведенного в МБОУ СШ №39, свидетельствует о повышении качества знаний обучающихся 5Б и 8Б классов на 65% и 38% по сравнению с классами, в которых уроки проводились без включения в них химического эксперимента.
1. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации
от 31.12.2015 № 1577 "О внесении изменений в федеральный
государственный образовательный стандарт основного общего образования, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897".
2. Приказ Министерства просвещения РФ от 31 мая 2021 г. № 287 “Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования”.
3. СанПиН О. 2.4. 2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические
требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях» //Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от. - 2010. Т. 29.
4. Акишина, Е. А. Влияния газированных напитков на структуру яичной скорлупы и человеческого зуба. М.: Юный ученый. 2016. С. 120-122.
5. Александрова Э.А., Гайдукова Н.Г. Аналитическая химия. Физикохимические методы анализа. М.: Юрайт. 2016. 355 с.
6. Аниашвили К. С. Научные опыты и эксперименты. М.: Издательство АСТ, 2020. 159 с.
7. Аршанский Е. А. Методические подходы к интеграции обучения химии и биологии. Научно-методический и организационнопедагогический журнал. №1. 2005 С.61-68.
8. Белько Е. А. Увлекательные опыты с растениями и солнечным светом. 25 развивающих карточек. СПб.: Питер, 2016. 25 с.
9. Беляева О. Б. Светозависимый биосинтез хлорофилла. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. 232 с.
10. Биохимия. Практикум: Учебное пособие по курсу «Медицинская биохимия» /Л.А. Ганеева, Л.И. Зайнуллин, З.И. Абрамова, Н. Х. Тенишева. — Казань: ИСБ, 2015. 176 с.
11. Борисова Г. Г. Биохимия растений: вторичный обмен: учеб. пособие для вузов. М.: Издательство Юрайт, 2018. 128 с.
12. Боровских Т. А. Деятельностный подход к преподаванию химии и экологии в основной школе. М.: МПГУ, 2016. 212 с.
13. Вайткене Л.Д. Опыты. Эксперименты. М.: Издательство АСТ, 2018. 159 с.
14. Валова В. Д. Аналитическая химия и физико-химические методы
анализа: практикум. 3-е изд. стер. М.: Издательско-торговая
корпорация «Дашков и К», 2021. 198 с.
15. Веккионе Г. Занимательные опыты. 100 интересных экспериментов, которые помогут понять законы окружающего мира: физика, химия, биология и астрономия. М.: АСТ: Астрель, 2008. 287 с.
... всего 73 источников