Моделирование и применение на уроках биологии интерактивных Интеллект-карт
учебно-методический материал по биологии

Моделирование и применение на уроках биологии интерактивных Интеллект-карт

В Законе РФ сказано: «Образование – целенаправленный процесс воспитания и обучения в интересах человека, общества, государства…» 
Современная педагогика предлагает:

• переход к личностно – ориентированному образованию;
• поиск новых подходов и новых смыслов в обучении и воспитании.

Исходя из этого представляю свой опыт работы по моделированию Интеллект-карт.
Современные технические возможности позволяют за минимальное время донести поток объемной информации и главное сделать информацию легковоспринимаемой. 
Карта состоит из иерархически взаимосвязанных между собой элементов, позволяющих отследить все причинно-следственные связи, сделать необходимые выводы и систематизировать имеющиеся знания.

Философские принципы, лежащие в основе Интеллект-карт

Интеллект-карты  –  это удобный инструмент для отображения процесса мышления и структурирования информации в визуальной форме. На сегодняшний день ученики получают огромное количество информации. И обычно информацию кодируют визуально: в виде текста; в виде таблиц; в виде графиков; в виде списков. Но если информация закодирована, например, в виде таблиц – то нашей голове придется напрячься, чтобы информацию в подобном виде освоить, т.к. для нашего мозга неестественно думать таким образом. А если информация закодирована в виде Интеллект-карт, то это гораздо проще, т.к. мозг легко ее воспримет, ибо информация записана на "языке мозга", т.е. происходит естественный способ мышления человеческого мозга. 

Интеллект-карты  с позиций психофизиологии

Теория интеллект-карт была впервые представлена миру весной 1974 года после публикации книги «Работай головой». Интеллект-карты это разработка Тони Бьюзена – известного писателя, лектора и консультанта по вопросам интеллекта, психологии обучения и проблем мышления. [1] 
Каждый педагог, чтобы обучать и воспитывать, должен знать физиологию психики.
Напомню! Психика – свойство мозга отражать окружающий мир, необходимый субъекту для деятельности в нем  и регуляции своего поведения.

Психический мир человека

Нейрофизиологи считают, что для структурирования, понимания, обработки и запоминания информации лучше всего подходит визуальное мышление –  процесс порождения новых образов, несущих смысловую нагрузку и делающих знания видимыми.
Почему именно эти три принципа мышления? Дело в том, что мозг воспринимает информацию как ассоциативную сеть.

Ассоциативная сеть, описывая центральный объект, связывает с ним значения понятий, и весь комплекс ощущений, сопровождающих восприятие объекта (цвет, форма, структура и др.), представляя как целостный образ этого объекта. Т. О. объект отображается в психике в совокупности его свойств (даже тех, которые не осознаются ребенком при восприятии) как гештальт – все свойства восприятия: константы, фигура, фон — вступают в отношения между собой:

• расположенные рядом  воспринимаются вместе, а близость во времени и пространстве  предопределяет восприятие, когда одно событие вызывает другое, как цепная реакция;
• сходство по размеру, очертаниям, цвету или форме так же воспринимаются вместе, следовательно,  образуя целостность восприятия, его упорядоченность, не являются суммой только вербализуемых характеристик.

Такую же ассоциативную сеть и представляют Интеллект-карты.
В коре различают области трех типов в соответствии с функциями, которые выполняют находящиеся в них клетки:

• сенсорные зоны –  воспринимают и хранят информацию
• ассоциативные зоны коры головного мозга –  связывают вновь поступающую сенсорную информацию с той, которая была получена ранее и хранится в блоках памяти; сравнивают информацию, получаемую от разных рецепторов; интерпретируют, осмысливают и передают в двигательную зону
• двигательные зоны

 Таким образом, ассоциативные зоны участвуют в процессах запоминания, учения и мышления, и результаты их деятельности составляют то, что обычно называют интеллектом. Взаимосвязи между этими зонами позволяют коре большого мозга контролировать и координировать все произвольные и некоторые непроизвольные формы деятельности, включая такие высшие функции, как память, учение, сознание и свойства личности.
Т.е. интеллект-карты это такое визуальное представление информации, которое отражает распространение информации в нашем мозгу – из каждого нейрона во все стороны (пример фиксации памяти). А стрелки на Интеллект-карте моделируют те связи, которые называются ассоциативными

В чем преимущества Интеллект-карт перед традиционными способами переработки информации (конспектирование  в виде текста, таблиц, графиков,  списков)?

С позиций нейрофизиологии изучение информации через Интеллект-карты объединяет работу левого и правого полушарий в целое, следовательно, более быстрая и качественная фиксация изучаемого материала. 
Напомню!

• Левое полушарие обеспечивает операции с последовательностями, перечнями и числами, линейные представления, анализ, логику и речь.
• Правое полушарие ответственно за пространственную ориентацию и трёхмерное восприятие, воображение, целостное восприятие (гештальт), мечты, ритм и цвет. 

Традиционные способы переработки информации задействуют в основном кортикальные способности левого полушария.

Стандартное конспектирование

1. Демонстрирует почти полное отсутствие:

• визуального ритма – промежутки между элементами, шаг визуального ритма, можно варьировать, создавая тем самым группы и подгруппы элементов;
• цвета;
• образов (воображения);
• графического представления информации;
• оперирования с многомерными объектами;
• пространственной ориентации – взаимное положение объектов, определяемое направлением движения от одного объекта к другому;
• гештальта
• ассоциаций

2. В традиционных конспектах ключевые слова нередко встречаются на разных страницах, теряются в массе менее важных слов. В итоге затрудняется формирование необходимых ассоциаций, связывающих ключевые понятия, концепты.

3. Стандартное конспектирование в виде однообразных перечней пунктов обедняет ассоциативный ряд, приводит к потере самых неожиданных связей между ними.

4. Традиционное конспектирование ведет к неоправданным потерям времени, а именно:

• записывается много ненужной информации;
• теряется время на прочтение впоследствии этой ненужной информации;
• теряется время на повторное прочтение ненужной информации;
• теряется время на поиск ключевых слов. [2]

Построение Интеллект-карт

Современные технические возможности позволяют за минимальное время донести поток объемной информации и главное сделать информацию легковоспринимаемой. Карта состоит из иерархически взаимосвязанных между собой элементов, позволяющих отследить все причинно-следственные связи, сделать необходимые выводы и систематизировать имеющиеся знания. При создании Интеллект-карты проектирование всегда начинается из центра – от главного обобщающего понятия, и продолжается в разные стороны.

Принципы рисования очень просты: (на примере Интеллект-карты «Строение мембраны» – Приложение 1)

Центральный образ (символизирующий основную идею) рисуется в центре.

• От центрального образа отходят ветки первого уровня и пишутся слова, ассоциирующиеся с ключевыми понятиями, раскрывающими центральную идею.
• От веток первого уровня при необходимости отходят ветки 2 уровня. По возможности используем максимальное количество цветов, для рисования карты.
• Везде, где возможно, добавляем рисунки, символы, и другую графику, ассоциирующиеся с ключевыми словами.
• При необходимости рисуем стрелки, соединяющие разные понятия на разных ветках. Интеллект-карта включает в себя несколько систем понятий, каждую из которых можно использовать отдельно, учитывая тему урока.

Отличие Интеллект-карты от системы понятий

В отличие от систем понятий Интеллект-карта имеет линии разной толщины и символизирует важность, очередность или другую логику взаимоотношения понятий. Принципиальная разница в том, что система понятий одномерна, т.е. каждая стрелка в системе читается одинаково – «состоит из …» или «содержит …». Обязательное условие, прежде чем перейти к обучению составления Интеллект-карт, необходимо научить суворовцев составлять систему понятий по малым тематическим объемам. Например: изучая строение мембраны используется одна схема

,

далее изучая функции – другая схема

.

А можно провести взаимосвязь в виде Интеллект-карты «Строение и функции мембраны»

.

Включение Интеллект-карты на уроке

Каждому суворовцу предлагаются инструктивные вопросы, последовательность которых отражает логику изучаемого материала, а, следовательно, и составления Интеллект-карты и словарик терминов работающих при изучении данной темы. 

Тема: «Плазма крови. Форменные элементы крови».

Проблемно-поисковые задания

Задание 1:

1) Допишите схему «Внутренняя среда организма» и прочитайте ее.
2) Докажите, что все жидкости среды тесно связаны между собой.

Задание 2: ответить на вопросы:

1) Объясните, с позиции химии следующее утверждение: «Клетки могут существовать только в жидкой среде».
2) Приведите научные доказательства того, что клетки могут существовать только в жидкой среде.
3) К какому типу ткани относят кровь?
4) Каков состав крови?
5) Назовите форменные элементы крови?
6) Какие функции выполняет кровь?
7) К какому типу ткани относят лимфу?
8) Какой вид имеет лимфа?
9) Какой состав лимфы?
10) Функции лимфы. 
11) Каков состав межклеточной жидкости?
12) Какие функции межклеточная жидкость выполняет?

Задание 3: Словарик

Фагоцитоз – процесс обнаружения, захвата и уничтожения чужеродных тел.
Лейкемия – поражение костного мозга и перерождение здоровых клеток на опухолевые.
Оксигемоглобин – белок гемоглобин с О2 –  (HbO8).
Анемия – понижение содержания гемоглобина в крови.
Сыворотка – плазма крови без фибриногена (растворимый белок плазмы).
Фибрин – нерастворимый белок, образует тромб.
Гемофилия – несвертываемость крови.
Гемолиз – растворение крови.

Задание 4: «Свернуть» информацию урока в Интеллект-карту «Состав крови».

Используйте терминологию:

– состав крови                                             – анемия
– плазма                                                       – лейкемия
– эритроциты                                              – гемофилия
– лейкоциты                                                – фибрин
– тромбоциты                                              – фибриноген
– иммунитет                                                – вода
– гемолиз                                                      – минеральные соли
– форменные элементы крови                   – белки

2. Вопросы для Интеллект-карт «Состав крови»:  (Приложение 2)

1) Назовите 2 основные части крови.
2) Назовите составляющие плазмы.
3) Какой растворимый белок плазмы вам известен?
4) Назовите форменные элементы крови.
5) Если концентрация NaCl в плазме, ниже, чем в эритроцитах, какое явление произойдет с клетками?
6) Если понижена концентрация гемоглобина или количество эритроцитов, какое заболевание может возникнуть?
7) Поражен костный мозг, какое заболевание клеток крови возникает?
8) Если во внутреннюю среду попадают микробы, как реагирует организм?
9) Поврежден сосуд, какие структуры помогут организму?
10) Если помощи от организма нет, какое заболевание возникает?

Учитывая, методический взгляд педагога по конкретному уроку, в Интеллект-карте могут присутствовать символы, рисунки, формулы и т.д. Такой учебный элемент (Интеллект-карта «Клетка») работает как вводное повторение при изучении темы в 10 классе, т.к.  материал темы частично известен (изучался в курсе 9 класса), т.е. происходит активизация элементов ранее изученного содержания, которые становятся опорными при изучении нового материала.

Как идет Запоминание?

Например: при помощи Интеллект-карты, требуется запоминать не 7 страниц текста (а слов несколько сотен), а 17 ключевых слов. Что гораздо проще!
Для того чтобы карта отложилась в долговременной памяти необходимо ее  повторить несколько раз. По Тони Бьюзену: после одного часа учебной работы оптимальными интервалами времени для повторения пройденного материала являются следующие:

• Спустя 10 минут – повторение в течение 10 минут
• Спустя 1 сутки – повторение в течение 2-4 минут
• Спустя 1 неделю – повторение в течение 2 минут
• Спустя 1 месяц – повторение в течение 2 минут
• Спустя 3 месяца – повторение в течение 2 минут
• Спустя 6 месяцев – повторение в течение 2 минут
• Спустя 1 год – повторение в течение 2 минут

В результате усвоенный материал окажется закрепленным в долговременной памяти. Повторение подразумевает, что  ученик пробует:

• по памяти воссоздать карту
• и лишь потом сравнивает то, что вспомнил с оригиналом. [1]

100%-ые возможности карты по  вовлечению учащихся в работу на уроке

Компьютерная технология позволяет корректировать движение карты в зависимости от тех учебных ситуаций, которые складываются на уроке и тех целей, которые ставит преподаватель: можно предложить достроить схему (суворовец или группа суворовцев) используя интерактивную доску.  В это время с остальными суворовцами проводиться работа с динамическими моделями, работа по терминологии, работа по цепочке, т.е. идет опрос всего взвода каждый урок! И за короткий промежуток времени!
Технология составления Интеллект-карт дает возможность целенаправленно объединить конкретные структуры, процессы, явления по объёмным темам в компактном варианте, а, следовательно, обеспечить более качественную фиксацию теоретического материала.

Приведу конкретный пример

Раскрытие понятия «клетка» в биологии – это объемный, достаточно трудный материал, который изучается на протяжении нескольких школьных лет. Использование компьютерной технологии позволяет «свернуть» и «развернуть» весь информационный объем. Интеллект-карта позволяет построить объемную модель изучения темы, ответа по теме, алгоритмов поиска решения проблем.

Вводиться четыре основных блоковых характеристик живой клетки:

• Уровни клеточной организации в природе.
• Разнообразие клеток в природе.
• Общность химического состава всех клеток в природе.
• Общность структурной организации клеток в природе.

Для каждого блока предлагается серия вопросов, которые возможно, поставить перед объяснением,  самостоятельным изучением текста или  исследовании рисунков клеток прокариот и эукариот в групповой или парной работе. Эти же вопросы работают при актуализации знаний, на этапе активного усвоения знаний, а также в контролирующих работах. Компьютерная презентация высвечивается постепенно по мере работы над материалом. Для монологического ответа необходимо весь блок «уровни клеточной организации» высветить одновременно, дав задание «прочитать» схему (отрабатывается умение разворачивать информацию). Возможно, заменить термины «эукариотический» и «прокариотический» рисунками клеток при опросе. Вариантов множество! Каждый из блоков Интеллект-карты работает на всех этапах урока, в зависимости от поставленной методической цели преподавателя. (Приложение 3)
Очень эффективно использование карт на обобщающих уроках, уроках – повторения и при подготовке к ГИА и ЕГЭ.

Применение Интеллект-карт в проектной деятельности

Если карта составляется суворовцем или группой суворовцев (проект «Генетическая терминология»), тогда само предметное содержание становиться средством запуска и поддержания процессов саморазвития и самопознания обучающихся. "Все, что я знаю, я знаю для чего мне это надо и где и как я могу это применить" – вот основной тезис современного понимания метода проектов. (Приложение 4) Образовательный и воспитательный эффект от просмотра работ одноклассников был велик. 
Таким образом, при помощи Интеллект-карт решается поставленная задача – дать систему обобщённых знаний. Суворовцы воспринимают проблему целиком и прослеживают связи между основными звеньями в этой системе, а учебный процесс становиться интересным, и нет необходимости заучивать большие объемы плохо осмысленного материала. В результате применения Интеллект-карт у суворовцев формируются системные предметные знания и развиваются умения, необходимые для самостоятельного поиска, восприятия, переработки и присвоения информации. 
В заключении, хочу сказать, что использование технологии составления Интеллект-карт при изучении материала – это средства запуска и поддержания саморазвития и самопознания суворовцев. При этом урок не превращается в развлечение, а используются из всего разнообразия методы и приемы, которые помогают достичь главной цели: научить суворовца учиться, не потеряться в огромном информационном потоке, а из различных источников выбирать, анализировать, классифицировать информацию. Предлагаю несколько вариантов Интеллект-карт. (Приложение 5, Приложение 6, Приложение 7, Приложение 8)

Области применения:

Интеллект-карты – очень красивый инструмент для решения таких задач, как: проведение презентаций; принятие решений; планирование своего времени; запоминание больших объемов информации; проведение мозговых штурмов; самоанализ; разработка сложных проектов; собственное обучение, развитие.

Информационные источники:

1. Бьюзен Т. и Б. Супермышление / Т. и Б. Бьюзен; пер. с англ. Е.А. Самсонов. – 4-е изд. – Мн.: "Попурри", 2007, С. 54-55. (в оригинале «The mind map book»).
2. Бершадский М.Е.  Психолого-педагогические основания метода карт понятий (http://tip.psychology.org/ausubel.html).