Проектирование образовательных практик в контексте фгос-3: метапредметная и профориентационная модель на уроках биологии

Зварич Оксана Михайловна
учитель биологии высшей квалификационной категории,
МБ НОУ «Лицей № 111», г. Новокузнецк

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРАКТИК В КОНТЕКСТЕ ФГОС-3: МЕТАПРЕДМЕТНАЯ И ПРОФОРИЕНТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ

Аннотация. В статье рассматривается проблема трансформации школьного биологического образования в условиях реализации Федерального государственного образовательного стандарта третьего поколения (ФГОС-3). Автор обосновывает необходимость перехода от знаниево-центрированной модели к практике проектирования образовательных ситуаций – «антропопрактик», где ученик выступает как субъект, конструирующий своё профессиональное и ценностное самоопределение через решение реальных проблем. Представлена авторская модель интегрированного урока-проекта «БИОГИД: Лаборатория будущего» для учащихся 7-9 классов, в которой системно-деятельностный, метапредметный и профориентационный подходы реализуются через технологию образовательного квеста. Подробно описаны методические механизмы интеграции предметного знания (биологии, экологии, генетики) с формированием гибких навыков (soft skills) и ранней профориентацией в естественно-научной сфере. Модель демонстрирует практическую реализацию ключевых трендов современного образования: цифровизации, индивидуализации, воспитания через содержание и формирования функциональной грамотности. Статья содержит полное методическое описание этапов работы, примеры кейсов, теоретические материалы для учащихся и анализ результатов апробации.

Ключевые слова: ФГОС третьего поколения, биологическое образование, профориентация, метапредметность, системно-деятельностный подход, образовательная антропопрактика, soft skills, функциональная грамотность, кейс-технологии.

Введение. Актуальность переосмысления содержания биологического образования.

Реализация Федерального государственного образовательного стандарта третьего поколения (ФГОС-3) актуализирует поиск педагогических моделей, которые не просто адаптируют, а опережают вызовы времени. Перед учителем-предметником, в частности учителем биологии, стоит сложнейшая задача: преодолеть разрыв между быстро устаревающим фактологическим содержанием учебников и динамичной реальностью, где биология стала драйвером технологических (биотехнологии, биоинженерия), экономических (биоэкономика, АПК) и социальных (экология, медицина) трансформаций. Традиционный вопрос ученика «Зачем мне это учить?» обретает новое звучание: «Как эти знания помогут мне понять мир и найти в нём своё место?».

Таким образом, ядром педагогического проектирования становится не передача информации, а конструирование образовательных антропопрактик – целенаправленно организованных ситуаций, в которых происходит встреча ученика не только с предметным знанием, но и с самим собой как будущим профессионалом, гражданином, мыслящим и ответственным человеком. В контексте биологии это означает создание среды, где знание о фотосинтезе или структуре ДНК становится инструментом для решения прикладной задачи, а сам ученик примеряет на себя роль учёного, инженера, эколога, аналитика.

Теоретико-методологическая основа: синтез ключевых подходов ФГОС-3.

Предлагаемая модель урока-проекта «БИОГИД: Лаборатория будущего» является попыткой практической интеграции следующих методологических оснований ФГОС-3:

1. Системно-деятельностный подход (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин): Знание не даётся в готовом виде, а конструируется учеником в процессе деятельности. В нашей модели деятельность – это решение профессионально-ориентированного кейса от «заказчика». Ученик переходит из позиции пассивного слушателя в позицию исследователя, проектировщика, эксперта.

2. Метапредметность (Ю.В. Громыко, А.В. Хуторской): Цель – формирование универсальных учебных действий (УУД) и освоение надпредметных понятий (система, модель, проблема, алгоритм). Работа в «лабораториях» требует выхода за рамки биологии: ученики оперируют понятиями химии (состав растворов), географии (экосистемы), информатики (анализ данных), экономики (эффективность), обществознания (разрешение конфликтов).

3. Принцип интеграции образования и жизненных ситуаций (контекстное обучение): Содержание обучения максимально приближено к реальным проблемам (глобальное потепление, продовольственная безопасность, пандемии, сохранение биоразнообразия). Это формирует функциональную грамотность – способность применять знания в нестандартных жизненных условиях.

4. Воспитательный потенциол предмета: Воспитание не является отдельным мероприятием, а «растворено» в содержании и деятельности. Работа с кейсами воспитывает экологическую ответственность, научную этику, командный дух, критическое мышление и уважение к труду учёного.

Методическая модель урока-проекта «БИОГИД: Лаборатория будущего».

Целеполагание: Сформировать у обучающихся 7-9 классов целостное представление о современном рынке профессий в сфере биологии и смежных наук, создать условия для осознания взаимосвязи фундаментальных биологических знаний с решением актуальных научно-прикладных задач.

Структура и содержание (формат: образовательный квест, 2 академических часа).

Модуль 1. Проблематизация и вызов (15 мин).

• Приём «Провокационный квиз»: Учащимся демонстрируются изображения представителей современных профессий (специалист по CRISPR-Cas9 редактированию генов, сити-фермер, эколог с квадрокоптером, биоинформатик за суперкомпьютером). Вопрос: «Что общего у этих людей?». Ответ – все они являются биологами новой формации.

• Интерактивный опрос (Mentimeter): «Какой глобальный вызов человечества вы считаете самым важным?» (климат, голод, болезни, загрязнение). Обсуждение, как биология может ответить на каждый вызов.

• Постановка учебной задачи: Формируются 4 проектные «лаборатории», каждая получает уникальный кейс от реального или гипотетического «заказчика».

Модуль 2. Работа в «лабораториях» – решение профессиональных кейсов (50 мин).
Каждая группа работает с пакетом теоретических материалов (см. Приложение 1) и чётким техническим заданием.

1. Лаборатория «Микромир» (Профиль: биотехнология, биофармацевтика).

   • Кейс: Разработать для компании «ФармБио» схему производства терапевтического белка (инсулина) методом рекомбинантных ДНК.

   • Теоретическая основа: Принципы генной инженерии, работа с плазмидами, процесс трансформации бактерий.

   • Продукт: Алгоритм-схема «От гена до продукта» с указанием специалистов (биоинженер, лаборант-микробиолог, технолог) и их функций.

2. Лаборатория «Зелёный мир» (Профиль: агроэкология, урбанистика).

   • Кейс: Спроектировать концепцию вертикальной фермы на крыше учебного заведения для обеспечения столовой свежей зеленью.

   • Теоретическая основа: Принципы гидропоники и аэропоники, фотосинтез и спектры света, экономия ресурсов.

   • Продукт: Макет/схема фермы с подбором культур и расчётом ресурсопотребления.

3. Лаборатория «Мир животных» (Профиль: зоология, охрана природы, ветеринария).

   • Кейс: Разработать план управления популяцией бобров в городской черте, учитывая интересы животных и жителей.

   • Теоретическая основа: Концепция экологической ниши, трофические связи, методы неинвазивного мониторинга (фотоловушки, GPS-трекеры).

   • Продукт: Карта-проект с предложениями по инженерным решениям (бобропроводы) и программе экопросвещения.

4. Лаборатория «Мир данных» (Профиль: биоинформатика, экологический мониторинг).

   • Кейс: Проанализировать набор данных ДНК-последовательностей и смоделировать возможную мутацию патогена.

   • Теоретическая основа: Принцип записи генетической информации, основы компьютерного моделирования в биологии.

   • Продукт: Упрощённая модель-предсказание и визуализация данных в виде графиков/диаграмм.

Модуль 3. Презентация решений и построение «Карты профессий будущего» (25 мин).
Группы представляют свои решения в формате краткого научного питча (3-4 мин). После каждого выступления проходит рефлексия в формате «Навыки 21 века»: другие команды определяют, какие ключевые soft skills (креативность, аналитическое мышление, коллаборация, коммуникация) были продемонстрированы. Учитель фиксирует все упомянутые профессии и навыки на интерактивной доске (Padlet), формируя общую «Карту био-профессий».

Модуль 4. Персонализированная рефлексия «Мой био-трек» (10 мин).
Учащиеся заполняют цифровую или бумажную анкету по модели «Интерес – Потенциал – Действие»:

1. Что вызвало самый живой отклик? (эмоциональная оценка).

2. Какое направление или профессия требуют от меня дальнейшего изучения? (когнитивная оценка).

3. Какой конкретный шаг я могу сделать на следующей неделе? (действенная установка). Предлагаются варианты: онлайн-курс, интервью со специалистом, кружок, проект.

Результаты апробации и выводы.

Модель была апробирована в 2023/24 учебном году в параллелях 8-х классов (общий охват 112 учащихся). Качественный анализ рефлексивных анкет и продуктов проектной деятельности показал:

1. Рост познавательной мотивации: 89% учащихся отметили, что «увидели биологию с новой, практической стороны».

2. Расширение профессионального кругозора: Учащиеся называли в среднем 7-8 новых профессий против 2-3 (врач, ветеринар) на этапе входной диагностики.

3. Формирование метапредметных связей: В своих решениях 76% групп успешно привлекли знания из других предметных областей.

4. Развитие коммуникативных и презентационных навыков: Наблюдался прогресс от смущённого пересказа к структурированной защите идеи.

Заключение.

Представленная модель урока-проекта «БИОГИД» является практическим ответом на запросы ФГОС-3. Она трансформирует традиционный урок в полигон для профессиональных и личностных проб, где:

• предметное знание обретает личностный смысл;

• воспитание происходит через проживание ценностей научного поиска и ответственности;

• профориентация становится неотъемлемой частью образовательного процесса, а не внешним дополнением к нему.

Таким образом, проектирование образовательных антропопрактик, центрированных на ученике и его будущем, представляется ключевым направлением в работе современного учителя, позволяющим реализовать не только предметные, но и личностные, метапредметные и, что особенно важно, жизненные результаты образования.

Приложение 1

Методическая разработка

«БИОГИД: Профессии, которые оживляют планету»

Целевая аудитория: 7-9 классы (занятие рассчитано на 2 академических часа или как проект внеурочной деятельности в рамках 3-4 встреч).

Основные характеристики конкурсной работы:

• Соответствие ФГОС: Проект реализует системно-деятельностный подход, формирует УУД (познавательные, регулятивные, коммуникативные).

• Интеграция: Связь с химией, географией, информатикой, технологией, обществознанием.

• Цифровизация: Использование современных образовательных инструментов (QR-коды, интерактивные доски, облачные сервисы).

• Практико-ориентированность: Работа с реальными проблемами и примером проектной методологии.

• Дифференциация: Ученики с разным уровнем подготовки и интересами найдут свою зону успеха (от рисования схем до анализа данных).

• Воспитательный компонент: Формирование ценностей научного познания, экологической ответственности и осознанного выбора.

• Измеримость результата: Конкретные продукты (питчи, карта профессий, рефлексивные анкеты) позволяют оценить эффективность занятия.

Заключение: Данная разработка представляет собой не просто урок, а модель профориентационной среды на уроке биологии. Она трансформирует восприятие предмета из «учебного» в «жизненный и профессиональный», показывая ученикам, что биолог — это не только человек с учебником, но и инноватор, аналитик, спасатель и созидатель будущего.

1. Концепция и метапредметная идея

Название проекта/урока: «БИОГИД: Лаборатория будущего. От клетки до экосистемы — твоя профессиональная траектория».

Ключевая идея: Профориентация в биологии — это не просто перечисление профессий. Это погружение в реальные проблемные ситуации (кейсы), которые решают современные специалисты, и демонстрация того, как фундаментальные биологические знания превращаются в технологии, бизнес и заботу о планете.

Цель: Сформировать у обучающихся целостное представление о современном рынке профессий в сфере биологии и смежных наук, осознать взаимосвязь школьных знаний с реальными профессиональными задачами.

Задачи:

• Образовательные: Актуализировать знания по разделам «Биотехнология», «Экология», «Генетика», «Цитология» через призму профессиональной деятельности.

• Развивающие: Развивать навыки критического мышления, работы в команде, анализа информации, принятия решений и презентации.

• Воспитательные: Формировать экологическую и социальную ответственность, мотивацию к получению качественного естественно-научного образования.

• Профориентационные: Познакомить с широким спектром профессий (от научно-исследовательских до прикладных и коммерческих), построить индивидуальные «био-треки» интересов.

2. Технологическая карта занятия / проекта

Форма: Образовательный квест (работа в малых группах — «лабораториях»).

Оборудование и ресурсы:

• Цифровые устройства (планшеты/ноутбуки) с доступом в интернет.

• Станции-лаборатории: «Микромир», «Зелёный мир», «Мир животных», «Мир данных».

• Раздаточный материал: кейс-задания, инструкции, бейджи с названиями профессий.

• Программное обеспечение: Mentimeter, Padlet (для общего облака идей), Canva (для создания презентаций).

• Наглядность: образцы (гербарии, микропрепараты, семена, экопродукты), плакаты с QR-кодами на интервью с представителями профессий.

Структура:

Этап 1. Погружение: «Биология — это скучно? Вызов!» (15 мин)

• Приём «Провокационный вопрос»: Учитель показывает яркие изображения (спасение кита, лаборатория по созданию искусственного мяса, учёный с дроном в лесу, фармацевт-робототехник) и задаёт вопрос: «Какой из этих людей — биолог?» (Ответ: все).

• Интерактивное голосование (Mentimeter): «С каким из глобальных вызовов может справиться биология?» (Изменение климата, голод, пандемии, загрязнение океана).

• Формулировка проблемы: Мы — «БиоГиды». Наша задача — не просто изучить мир, а найти профессии, которые спасут и улучшат его. Сегодня мы работаем в исследовательских лабораториях.

Этап 2. Работа в «лабораториях» — решение кейсов (50 мин)
Класс делится на 4 группы. Каждая получает кейс-задание от «заказчика».

• Лаборатория «Микромир» (Биотехнологии, медицина):

  • Профессии: Биотехнолог, биоинженер, биофармаколог, лаборант химического анализа.

  • Кейс: «Компании «ФармБио» нужен новый способ производства инсулина. Предложите современное биотехнологическое решение и опишите специалистов, которые будут над ним работать».

  • Задание: Изучить метод генной инженерии, нарисовать схему процесса, распределить роли в проектной команде.

• Лаборатория «Зелёный мир» (Агроэкология, сити-фермерство):

  • Профессии: Агроном-эколог, сити-фермер, фитодизайнер, специалист по защите растений.

  • Кейс: «Жителям мегаполиса нужно местное, свежее и экологичное питание. Разработать концепцию вертикальной фермы на крыше школы».

  • Задание: Подобрать культуры для выращивания (салаты, микрозелень), предложить технологию (гидропоника), рассчитать экономию ресурсов.

• Лаборатория «Мир животных» (Ветеринария, зоопсихология, охрана природы):

  • Профессии: Ветеринарный врач, зоопсихолог, эколог-реабилитолог, ихтиолог.

  • Кейс: «В городской парк вернулись бобры, но они валят деревья. Жители разделились: одни «за», другие «против». Нужен план действий».

  • Задание: Провести «стокгольмский синдром» — анализ интересов всех сторон, предложить научно обоснованный компромисс (например, создание коридора к реке).

• Лаборатория «Мир данных» (Биоинформатика, экологический мониторинг):

  • Профессии: Биоинформатик, экологический аналитик, ГИС-специалист.

  • Кейс: «Учёные получили миллионы строк данных ДНК вируса. Нужно их расшифровать, найти уязвимые места и смоделировать распространение».

  • Задание: Расшифровать простой код (игра на замену нуклеотидов), понять принцип работы компьютерных моделей в биологии, предложить, как Big Data может помочь в изучении миграции птиц.

Этап 3. Презентация решений и формирование «Карты профессий» (25 мин)

• Каждая группа представляет своё решение (формат — короткий питч на 3 минуты).

• После выступления группа «награждает» другие команды, определяя, какие soft skills им были особенно нужны для решения их кейса (креативность, логика, коммуникация, лидерство).

• Учитель фиксирует все упомянутые профессии и навыки на общей интерактивной доске (Padlet), создавая «Карту био-профессий будущего».

Этап 4. Рефлексия: «Мой био-трек» (10 мин)

• Учащимся предлагается заполнить краткую анкету-лестницу:

  1. Интерес: Какая из лабораторий была самой интересной? (эмоция)

  2. Потенциал: Какую профессию из услышанных я хотел бы исследовать глубже? (мысль)

  3. Действие: Что я могу сделать уже сейчас? (Например: записаться на кружок, посмотреть документальный фильм, пройти онлайн-курс по основам биоинформатики, пообщаться с ветеринаром). Конкретные ссылки и рекомендации выдаются на памятке.

Домашнее задание (по выбору):

1. Найти и взять короткое интервью у представителя одной из понравившихся профессий (можно онлайн).

2. Созить инфографику «День из жизни…» (выбранного специалиста).

3. Написать эссе-размышление «Как биология сделает мир лучше через 20 лет, и какую роль в этом могу сыграть я».

Приложение 2

НАУЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ ДЛЯ «ЛАБОРАТОРИЙ БУДУЩЕГО»

Материалы для команд. Краткая теоретическая справка для решения кейсов.

Лаборатория «МИКРОМИР» (Биотехнологии и генная инженерия)

Ключевая технология: Производство белка с помощью бактерий.

Как это работает (упрощённо):

1. Цель: Заставить бактерию (например, кишечную палочку E. coli) производить нужный человеку белок (например, инсулин, гормон роста, ферменты).

2. Ген — это инструкция. У каждого белка есть свой ген — участок ДНК с кодом для его сборки.

3. Взятие гена: Учёные находят в клетке человека ген, отвечающий за нужный белок, и «вырезают» его с помощью специальных ферментов — «молекулярных ножниц» (рестриктаз).

4. Вектор — это курьер. Ген встраивают в специальную кольцевую молекулу ДНК — плазмиду. Это вектор, который может проникнуть в бактерию.

5. Трансформация: Бактерии смешивают с плазмидами. Часть бактерий поглощает их.

6. Фабрика запущена: Если всё прошло успешно, бактерия начинает читать человеческий ген и синтезировать по его инструкции нужный белок. Бактерии быстро размножаются, создавая огромную фабрику.

7. Очистка: Белок выделяют из бактериальной культуры и очищают.

Почему бактерии? Они просты, безопасны (используют особые лабораторные штаммы), быстро растут и дешевы в содержании.

Таблица: Где применяется эта технология?

Вопрос для размышления к кейсу: Какой этап процесса самый сложный и требует работы главного биоинженера, а какой этап — рутинный, но ответственный, за который отвечает лаборант?

Лаборатория «ЗЕЛЁНЫЙ МИР» (Агроэкология и сити-фермерство)

Ключевые технологии: Альтернативное земледелие.

1. Гидропоника: Выращивание растений без почвы, на питательном растворе. Корни находятся в специальном субстрате (керамзит, минеральная вата, кокосовое волокно) и постоянно или периодически омываются раствором с точно рассчитанным количеством минеральных солей.

Преимущества:

• Экономия воды до 90% (система замкнутая).

• Не нужно пестицидов (нет почвенных вредителей и сорняков).

• Можно выращивать в любом месте (подвал, крыша, пустыня).

• Высокая скорость роста и урожайность.

2. Вертикальная ферма: Многоярусные стеллажи с растениями, освещаемые специальными фитолампами (с преобладанием синего и красного спектра, важного для фотосинтеза). Часто сочетается с гидропоникой или аэропоникой (где корни опрыскиваются туманом).

Преимущества:

• Максимальное использование площади (урожайность с 1 кв.м. в десятки раз выше).

• Независимость от погоды и сезонов.

• Сокращение транспортных расходов (ферма — в городе).

Таблица: Что можно выращивать на вертикальной ферме в школе?

Вопрос для размышления к кейсу: Кто будет следить за химическим составом питательного раствора (специалист по агрохимии), а кто — за настройкой светового дня и климатом (инженер-агроном)?

Лаборатория «МИР ЖИВОТНЫХ» (Экология и охрана природы)

Ключевая концепция: Экосистема и трофические (пищевые) связи.

Любой вид в природе — не случайный гость. Он занимает свою экологическую нишу: что ест, где живет, как влияет на окружающую среду.

Пример с бобрами — не «вред» или «польза», а перестройка экосистемы:

1. Бобр — инженер экосистем. Своими плотинами он создаёт запруды.

2. Последствия:

   • Для водоёма: Замедление течения, увеличение площади, очистка воды (ил оседает).

   • Для биоразнообразия: Появляются новые места обитания для рыб, насекомых, птиц и земноводных.

   • Для леса: Подтопление может привести к гибели некоторых деревьев, но даст жизнь влаголюбивым растениям.

3. Конфликт с человеком: Подтопление дорог, полей, вырубка ценных деревьев.

Научный подход: Мониторинг и управление.
Экологи не просто «защищают» или «выселяют». Они изучают:

• Численность популяции.

• Маршруты перемещения животных.

• Состояние среды обитания.
  На основе данных предлагают компромиссные решения: создание искусственных водоёмов для отвлечения бобров, защита отдельных деревьев сеткой, сооружение бобропроводов (каналов для стока лишней воды).

Вопрос для размышления к кейсу: Кто будет отслеживать перемещения бобров по GPS-меткам (эколог-полевик), а кто — проводить переговоры с жителями и администрацией (эколог-менеджер, специалист по экопросвещению)?

Лаборатория «МИР ДАННЫХ» (Биоинформатика и моделирование)

Ключевая концепция: Биологическая информация как «цифровой код».

1. ДНК — это код жизни. Вся наследственная информация записана четырьмя «буквами»-нуклеотидами: А (Аденин), Т (Тимин), Г (Гуанин), Ц (Цитозин).

   • Последовательность АТГЦААЦГ... в гене определяет последовательность аминокислот в белке.

   • Простой шифр: А=00, Т=11, Г=01, Ц=10. Так ДНК становится цифровыми данными.

2. Биоинформатика — это наука, которая с помощью компьютеров и математики:

   • Расшифровывает геномы (например, ищет ген вируса, отвечающий за заражение).

   • Сравнивает гены разных видов (чтобы понять эволюцию или найти мишень для лекарства).

   • Предсказывает структуру белка по последовательности ДНК.

3. Экологическое моделирование:

   • Учёные собирают данные: численность животных, маршруты, качество воды, температуру.

   • На компьютере создаётся виртуальная модель экосистемы или распространения болезни.

   • Можно запустить сценарий: «Что будет, если станет на 2° теплее?» или «Что, если выпустить 10 новых особей?». Это позволяет прогнозировать последствия и находить лучшие решения.

Пример задачи биоинформатики (для кейса):

Дана последовательность участка вирусного белка (в аминокислотах): Лейцин – Валин – Глутамин – Серин.
Учёные хотят изменить её, чтобы белок перестал связываться с клеткой человека. Они пробуют заменить Глутамин на Аланин с помощью редактирования гена. Задача биоинформатика — смоделировать, как изменится трёхмерная структура белка после этой замены, не проводя долгий эксперимент в лаборатории.

Вопрос для размышления к кейсу: Кто будет писать алгоритм для сравнения тысяч геномов (биоинформатик-программист), а кто — визуализировать данные в виде понятных карт и графиков для отчёта (экоаналитик)?

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/627786-proektirovanie-obrazovatelnyh-praktik-v-konte