Учебник биологии как средство развития системного мышления школьников Азизова И. Ю., доцент кафедры методики обучения биологии и экологии РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург.

Системное мышление включает: умение определять систему и выделять ее совокупные свойства, отсутствующие у компонентов; умение выделять основные и вспомогательные функции (свойства) системы; умение определять взаимосвязь надсистемы, системы, ее подсистем, определять состав, структуру и организацию элементов и частей системы и ориентироваться на существенные признаки объектов и явлений;

Системное мышление включает: умение видеть прошлое и будущее системы и ее частей, обнаруживать на основе законов логики и диалектики закономерности и тенденции развития системы (например, чередование этапов количественного роста компонентов системы и ее качественных скачков вплоть до появления принципиально новой системы).

Учебник биологии (его текстовый компонент, иллюстративный и дидактический аппараты, аппарат ориентировки) - эффективное средство развития системного восприятия мира.

Г.С. Альшуллер ( )

Прием «Упорядочивание по родовым отношениям» Примеры рядов слов: пудель, собака, карликовый пудель, домашнее животное, животное; пресмыкающееся, змея, ядовитая змея, гадюка; водоплавающая птица, лебедь, черный лебедь, птица; багульник болотный, луговая растительность, болото, экосистема, луг, ёжа сборная

Экосистема Луг Ёжа сборная Луговая растительность багульник болотный, луговая растительность, болото, экосистема, луг, ёжа сборная Болото Багульник болотный

Системное конструирование объекта Состояние надсистемы в прошлом Система Надсистема Состояние надсистемы в будущем Состояние системы в прошлом Состояние системы в будущем Состояние подсистемы в прошлом Подсистема Состояние подсистемы в будущем

Генетический подход используется при изучении этапов становления всей системы и ее компонентов, последовательности ее развития и изменения во времени, влияния на нее окружающей среды, замены другой системой Состояние надсистемы в прошлом Система Надсистема Состояние надсистемы в будущем Состояние системы в прошлом Состояние системы в будущем Состояние подсистемы в прошлом Подсистема Состояние подсистемы в будущем

Биоценоз вырубки Фитоценоз березняка Биоценоз березняка Биоценоз ельника Травяной фитоценоз Фитоценоз елового леса Кипрей БерезаЕль

Компонентный подход рассматривает сложную взаимосвязь системы «С» с ее подсистемами «ПС» и надсистемой «НС» Состояние надсистемы в прошлом Система Надсистема Состояние надсистемы в будущем Состояние системы в прошлом Состояние системы в будущем Состояние подсистемы в прошлом Подсистема Состояние подсистемы в будущем Компонентный подход

Животные луга Растения луга Почва луга Компонентный подход Экологическ ая система луга Экологическ ий комплекс области

Структурный подход изучает иерархическое строение подсистем, связи между ними в пространстве и времени Состояние надсистемы в прошлом Система Надсистема Состояние надсистемы в будущем Состояние системы в прошлом Состояние системы в будущем Состояние подсистемы в прошлом Подсистема Состояние подсистемы в будущем Структурный подход

Экосистема дерева- эдификатора елового леса Экосистема ручья в еловом лесу Экосистема пня в еловом лесу Структурный подход Экосистема елового леса Экосистема природной зоны

Функциональный подход рассматривает возможность выполнения одной системой суммы функций (положительной, отрицательной, нейтральной), а также определяет роль и место функций и их взаимодействие по каждому системному элементу, системы и надсистемы в целом Существенны й признак Система Надсистема Полезная функция Признак Функция Несуществен ный признак Подсистема Вредная функция

Главный источник – энергия Солнца Биогеохимич еский круговорот Большой круговорот Поддержание существования жизни на планете Цикличный процесс Образование вещества и превращение энергии Потеря энергии при переносе в пределах трофим. цепи Биологическ ий круговорот Разрушение горных пород из-за биологического выветривания

Технологические шаги развития системности восприятия информации и системного анализа на основе использования системного оператора 1. Ознакомление учащихся с алгоритмом работы с системным оператором: выбор системы, определение основной ее функции; определение топографической и классификационной принадлежности; определение основной положительной функции системы; качественно-количественная характеристика системы; определение доминирующих подсистем; определение топографических изменений системы и ее компонентов во времени; определение качественных изменений системы и ее компонентов во времени.

Технологические шаги развития системности восприятия информации и системного анализа на основе использования системного оператора 2.Упражнения, основанные на аналогичных примерах (комментированный (устный) анализ информационного материала, разделение его на блоки, запись основных данных по экранам системного оператора на доске или в тетради); 3. Упражнения на творческое применение усвоенных приемов и алгоритмов на новом материале (перенос действия в новую ситуацию).

Примеры основных конфликтов в моделях биологических задач и приемы разрешения противоречий (на основе ТРИЗ)

Неудовлетворительное действие Необходимы два разных действия одной системы на другую, что невозможно. Требуется устранить противоречие Паразит или хищник не могут одномоментной приносить пользу хозяину или жертве

Показатели развития системного мышления учащихся понимание логики анализа и решения задач на противоречие (правильное определение претензии к системе; анализ информационного фонда, выявление главных позиции; сравнение и поиск взаимосвязи; абстрагирование в выбранных символах (буквенных, цифровых, знаковых); обобщение и синтезирование, решение, основанное на введении дополнительных законов развития технических систем; использование алгоритма поиска ресурсов,

Показатели развития системного мышления учащихся использование списка приемов устранения противоречий и т.д.; использование алгоритма построения системного оператора: определение системы, ее структуры, надсистемы, функции, ориентация на существенные признаки объектов и явлений.

Развитие системного мышления при изучении биологии будет способствовать более глубокому пониманию учащимися фундаментальной идеи – идеи разноуровневой организации живой природы.

Учебник биологии выступает средством широкого и полного представления уровней организации природы – от клетки до биосферы.

Спасибо. Азизова И. Ю., доцент кафедры методики обучения биологии и экологии РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург.