Статья раскрывает одну из главных проблем педагогике- как донести до обучающихся в интересной форме конкретно изучаемую тему. Использование современных методов и приёмов на уроках биологии способствуют лучшему усвоению материала обучающимися; помогает учителю в более доступной форме донести необходимую информацию.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Работа:
ГБОУ Лицей МКШ им. В.Н.Челомея
"Исследовательская деятельность НА УРОКАХ биологии и на внеурочных занятиях, как средство формирования учебно-познавательной компетенции учащихся"
учитель биологии: Иванова Александра Тимофеевна
г. Байконур
2022г.
"Исследовательская деятельность на уроках биологии и на внеурочных занятиях, как средство формирования учебно-познавательной компетенции учащихся"
Знание только тогда становится знанием,
когда оно приобретено усилиями своей
мысли, а не памятью.
Л. Н. Толстой.
В настоящее время наиболее значимой задачей общего образования является его направленность на приобретение каждым школьником своего собственного полноценного личностного опыта. Основной путь достижения этого – творческая созидающая деятельность учащихся. Глобальные процессы неизбежно приводят к информатизации образования, вызывают потребность в поиске новых подходов к организации учебно-воспитательного процесса, способствующего самореализации и саморазвитию личности школьника. Это, в свою очередь, определяет перспективы создания глобальной информационной образовательной среды, обеспечивающей широкие возможности для образовательной деятельности, влияет на перераспределение ролей между ее участниками.
Стандарты нового поколения ориентируют педагога на развитие у учащихся мотивации к творческому труду, готовности к профессиональному выбору, умения ориентироваться в мире социальных ценностей. На данном этапе становления личности особого внимания заслуживает исследовательская деятельность школьников.
Организация исследовательской деятельности на уроках является одним из приоритетов современного образования. Развивающие приемы обучения, семинары, элективные курсы, учебные проекты позволяют лучше учесть личные склонности учеников, способствуют формированию их активной и самостоятельной позиции в учении, готовности к саморазвитию, социализации. Методы проектный и поисковый не просто формируют умения, а компетенции, то есть умения, непосредственно сопряженные с практической деятельностью. Они широко востребованы за счет рационального сочетания теоретических знаний и их практического применения для решения конкретных проблем.
Педагогический коллектив ГМО естествознания г. Байконур работает над проблемой Формирование нового подхода к совершенствованию предпрофильной подготовки и профильного обучения школьников на основе инновационной деятельности по повышению качества образования в сетевом взаимодействии. Предпрофильная подготовка и профильное обучение – две составные части одного процесса: самоопределения личности в выборе дальнейшего направления в образовании и профессиональной деятельности.
В Концепции профильного обучения отмечается, что реализация идеи профильной старшей ступени ставит выпускника основной ступени перед необходимостью совершения ответственного выбора – предварительного самоопределения в отношении профилирующего направления собственной деятельности (1). Задача предпрофильной подготовки – выявить склонность школьников к конкретным видам деятельности по направлениям: технологическое, гуманитарное, естественно – научное. Так, естественно – научный профиль может быть представлен биологическим, химико-биологическим, биолого-географическим, биолого-физическим и другими направлениями.
В нашей школе на протяжении последних двух лет учащиеся девятых классов выбирают химико-биологический профиль. В связи с этим актуальна тема моего опыта – Исследовательская деятельность учащихся на уроках биологии и во внеурочное время как средство развития личности, так как при профильном обучении биологии большое значение имеют представления о научном методе исследования и его месте в системе общечеловеческих и культурных ценностей, умение применять результаты исследования на практике, ориентироваться в нестандартных ситуациях, а также развитие компетенций учащихся.
Формирование исследовательской позиции учащихся – задача нелегкая. Ребят к поисково-исследовательской деятельности необходимо подготавливать, всегда помня, что в стенах школы не мыслям надобно учить, а учить мыслить. Чтобы научить школьников рациональным способам мыслительной деятельности, необходимо знать пути формирования приемов умственной деятельности – практический и теоретический – и целесообразно их использовать.
Практический путь (П.П.Блонский, Л.С.Выготский, С.Л.Рубинштейн и другие) предполагает, что умственные операции формируются в процессе овладения конкретным содержанием. В процессе обучения внимание учеников обращается на содержание знания, а не на способы его приобретения.
По мнению же Д.Н.Богоявленского, П.Я.Гальперина, Е.Н.Кабановой-Меллер, А.Н.Леонтьева, Н.А.Менчинской, овладение конкретными знаниями требует специально организованного обучения приемам и способам получения знания. Внимание учеников в этом случае обращается не только на содержание учебного материала, но и на способы его приобретения, то есть на приемы умственной деятельности. В этом сущность теоретического пути (4).
Процессуальная сторона названного подхода раскрывается в теории поэтапного формирования умственных действий, разработанной П.Я.Гальпериным и развиваемой Н.Ф.Талызиной и ее школой. Теория касается преимущественно структуры процесса усвоения знаний и рассматривает процесс обучения как систему трех взаимосвязанных видов деятельности: ориентировочной, связанной с исследованием и планированием учеником предстоящей работы; исполнительной, обеспечивающей заданные преобразования, как идеальные так и материальные, в объекте действия; контролирующей деятельности, направленной на прослеживание хода выполнения действия, сопоставление полученных результатов с заданными образцами. Н.Ф.Талызина считает, что большой развивающий эффект обнаруживает ориентировочный вид деятельности (7).
В настоящее время в педагогике сформировались различные подходы к определению видов исследовательской деятельности, к которым относят поисковую, экспериментальную, проектную, техническую творческую и другие, осуществляемые как на уроках, так и во внеурочное время (5).
Исследовательская деятельность учащихся может быть представлена разными способами: предметная исследовательская деятельность учащихся (по алгоритму), проектирование и исследовательская деятельность учащихся, подкрепленная реальными действиями.
Организация исследовательской деятельности имеет следующую структуру: мотив, проблема, цель, задачи, методы и способы, план действия, результаты, рефлексия. В основу исследования положена идея, направленная на решение какой-либо проблемы. Необходимо через различные формы организации: урок, элективный курс, профильное обучение, групповую, индивидуальную, парную формы работы формировать у учащихся навыки исследовательской деятельности.
При профильном обучении биологии большое значение приобретают практикумы как наиболее эффективная форма экспериментальной деятельности. Традиционно практикум определяется как форма организации урока, когда класс делится на группы, которые, используя натуральные объекты, разнообразные приборы, инструменты и другое лабораторное оборудование, проводят экспериментально-практические работы и по истечении определенного времени подводят итоги. Практикум – это одна из форм групповой работы.
Разумность и целесообразность группового подхода к обучению осознана в нашей стране с начала 20-х гг. двадцатого века. В ту пору не обошлось без перегибов, особенно в связи с бригадно-лабораторной формой обучения, но позитивные достижения также были значительные. Среди разработок более близкого времени достаточно интересны и эффективны три системы, связанные с именами В.К.Дьяченко, Р.А.Утеевой, А.А.Границкой (2). Общей чертой этих образовательных технологий является использование уроков в форме практикума, когда на группы делится весь класс. Однако желательно отслеживать индивидуальную траекторию каждого ученика, для чего следует иметь схему управления его движением по группам разных типов – именно этого и нет в большинстве сегодняшних групповых технологий. В настоящее время наиболее оптимальной формой учебной работы для проведения биологического практикума является дифференцированно-групповая.
В профильных классах практикум проводится после завершения крупных учебных тем, разделов и имеет преимущественно обобщающий характер. Дидактическая цель практикумов: применение знаний и умений на практике. Основная задача практикума: проведение исследований, направленных на проверку достоверности определения научных закономерностей.
Средством управления деятельностью школьников во время практикума служат инструкции-алгоритмы. Они определяют содержание и последовательность действий школьников, содержат информацию о повторении необходимого материала, описания и изображения лабораторного оборудования, принципов его действия и способов использования. В инструкциях-алгоритмах также могут приводиться порядок выполнения заданий, контрольные вопросы, список литературы. Алгоритмическая заданность практических работ не исключает творческого и исследовательского характера их выполнения (проверка научной достоверности определенных закономерностей, теоретических положений, постановка опытов, проведение биологических исследований). Исследовательская деятельность на основе эксперимента способствует самоопределению и является первым шагом в подготовке личности к самореализации в естественно-научном направлении.
Исследовательскую работу учащиеся выполняют в определенной последовательности. Процесс выполнения включает в себя семь этапов:
1) формулирование темы
2) формулирование цели и задач исследования
3) теоретические исследования;
4) экспериментальные исследования;
5) анализ и оформление научных исследований;
6) внедрение и эффективность научных исследований;
7) публичное представление работ на уроках, конференциях, чтениях.
Всё начинается с создания проблемной ситуации на уроке.
Развитию навыков исследовательской деятельности учащихся способствуют педагогические ситуации. В процессе обучения я использую такие ситуации, в которых школьник должен защищать своё мнение, приводить в его защиту аргументы, доказательства, факты, использовать способы приобретения знаний и опыта, побуждающие обучающегося задавать вопросы учителю, товарищам, выяснять непонятное, углубляться в осмысление знаний. Ситуациями такого рода являются рецензирование ответов одноклассников, работы, связанные с экспертизой и активным поиском нового.
Учебное исследование становится реальным, когда мы сумеем подготовить к этому уровню работы и себя, и учащихся. Речь идет о постепенном освоении исследовательского подхода к темам, о работе, требующей настойчивости в накоплении знаний и умений, полезной – в том смысле, что она может стать дорогой к творческому труду.
Исследование может быть организовано на всех этапах обучения любого предмета: некоторые элементы исследовательского подхода школьникам следует осваивать уже в среднем звене, тогда более реальным будет подъем к высшему уровню творческой самостоятельности.
В старших классах проектно-исследовательская деятельность в обучении предполагает введение общих и частных методов научного познания на всех его этапах - от восприятия до применения на практике. Это создаёт основу для профилизации обучения и обеспечивает повышение научного уровня преподавания.
Практика показывает, что использование элементов проблемных, поисковых, исследовательских, эвристических методов обучения делает процесс обучения более продуктивным. Развитие исследовательских умений и навыков учащихся помогает достичь определенных целей: поднять интерес учащихся к учебе, направить их на достижение более высоких результатов.
Для успешной организации исследовательской деятельности на уроке необходимо тщательно продумывать формы уроков. В своей работе я использую такие формы как урок-семинар, урок-защита идей, урок-ролевая игра, урок-конференция, урок- круглый стол и т. д. Для достижения поставленных целей урока и учета степени самостоятельности, обучающихся использую следующие методы: репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский.
В процессе обучения биологии на лабораторных и практических занятиях использую:
1) исследование биологических объектов под микроскопом
2) исследование состава тел живой природы
3) исследование строения организма
4) наблюдения за живыми объектами
5) наблюдения за процессами жизнедеятельности организма
6) исследование надорганизменных уровней организации живой материи (вид и экосистема).
Важно так организовать учебную работу, чтобы обучающиеся ненавязчиво усваивали процедуру исследования: можно сделать акцент на значимость ожидаемых результатов, предложить оригинальное или неожиданно сформулированное учебное задание. Важно обеспечить видение обучающимися более общей проблемы, нежели та, которая отражена в условии задания. В идеале, проблему должен сформулировать сам ученик, однако, на практике такое случается далеко не всегда. Самостоятельное определение проблем затруднительно. Тут на помощь должен прийти учитель. В своей практике я стараюсь предложить детям занимательное, проблемное задание, которое при дальнейшей работе оказывается не сложным, но интересным. Часто включаю проектную деятельность в обычный урок. Такие задания стимулируют обучающихся к проведению несложных обоснований, к поиску закономерностей. Это задания на работу с готовыми гербарными экземплярами, коллекциями и моделями органов растений, животных и человека. Школьники с интересом относятся к своему здоровью, проводят исследовательскую работу по изучению основных антропометрических данных, делают выводы о влиянии экологических факторов на здоровье и физическое развитие человека.
При изучении механизмов функционирования и регулирования систем органов и организма в целом (раздел Человек и его здоровье) широко привлекается биологический эксперимент как в виде лабораторных работ и самонаблюдений, так и в виде примеров из истории науки и данные современной науки.
Из опыта работы приведу разные формы организации исследовательской деятельности обучающихся на уроках биологии в 8классе при выполнении лабораторных работ.
Урок Ткани и органы.
Лабораторная работа Изучение микроскопического строения тканей.
Инструктивная карточка:
1. Рассмотрите с помощью светового микроскопа клетки из разных групп тканей (эпителиальную и мышечную).
2. Установите особенности строения клеток, их соединение и характер межклеточного вещества.
3. Форма отчета:
А) Зарисуйте клетки, относящиеся к разным группам тканей.
Б) Обозначьте органоиды, видимые в световой микроскоп.
В) Опишите ткани организма человека по плану: ткань, особенности строения и
соединения клеток.
Г) Сделайте вывод: как особенности строения клеток ткани связаны с выполняемыми функциями.
Урок Строение и функции головного мозга (приложение №1).
Лабораторная работа Определение безусловных рефлексов различных отделов мозга.
В начале урока ставлю проблемный вопрос Можно ли утверждать, что чем больше мозг, тем умнее человек?. Для ответа на данный вопрос предлагаю рассмотреть познавательные задания:
1) Вес мозга И.С.Тургенева – 2012 г, Анатоля Франса – 1017г, а у Луи Пастера, как показало вскрытие, после перенесенной болезни вообще не работала половина переднего мозга. Выскажите ваше мнение.
2) У слона самый большой мозг, но он не самое умное животное, так как важно соотношение веса мозга к весу тела. У слона оно невысокое, а у дельфина – выше, чем у человека. Но ведь человек держит рыбку, а дельфин за ней прыгает, а не наоборот. Почему? Выскажите ваше мнение.
Учащиеся приходят к выводу, что ответ кроется в строении мозга человека и важно знать функции разных отделов мозга.
Лабораторную работу организую в парах: один ученик – испытуемый, другой – исследователь. Обучающиеся работают по инструктивной карточке, где указаны действия каждого из них (первая и вторая колонки таблицы). В ходе выполнения работы они заполняют графу Что наблюдали?. Для того, чтобы сделать вывод и ответить на вопрос Какой отдел ЦНС действовал?, учащиеся должны изучить материал параграфа. В заключение урока подводим итоги работы.
Урок Кровь, ее состав. Клеточные элементы крови.
Лабораторная работа Изучение микроскопического строения крови.
Лабораторная работа может проводиться в трех вариантах: иллюстративном, частично-поисковом и исследовательском. На столах обучающихся три вида инструктивных карточек, они сами выбирают вариант работы.
Иллюстративная лабораторная работа
Инструктивная карточка
1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека, найдите доказательства того, что кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки (увеличение общей поверхности эритроцитов и относительного содержания гемоглобина).
2. Сравните эритроциты лягушки и человека. По каким признакам можно судить об увеличении поверхности эритроцитов, а по каким – об увеличении относительного содержания гемоглобина в эритроцитах.
3. Запишите вывод:
Кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки, так как: 1) увеличивается общая поверхность эритроцитов вследствие…, 2) увеличивается относительное содержание гемоглобина вследствие…
Частично-поисковая лабораторная работа
Инструктивная карточка
1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека.
2. Сравните эритроциты лягушки и человека, обратив внимание на размеры эритроцитов, наличие или отсутствие ядра.
3) Сделайте вывод: чья кровь в единицу времени единицей объема переносит больше кислорода и почему?
Исследовательская лабораторная работа
Инструктивная карточка
1) Исследуйте микроскопическое строение крови лягушки и человека, сравнив их эритроциты.
2) Найдите и проанализируйте факты, доказывающие, что чья-то кровь переносит в единицу времени единицей объема больше кислорода.
3) Сделайте вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: Перенос кислорода будет зависеть от…, значит необходимо найти доказательства наличия этих причин.
Урок Регуляция дыхания
Лабораторная работа Определение частоты дыхания.
Инструктивная карточка
1) Пронаблюдайте за движениями своей грудной клетки.
2) Сосчитайте, сколько дыхательных движений вы делаете в течение 1 минуты сидя, после 10 приседаний.
3) Объясните разницу полученных данных и запишите вывод.
4) Решите следующие биологические задачи:
А) Сколько воздуха проходит через легкие человека при спокойном дыхании в 1 минуту, в 1 час, в сутки (вдох – 500мл воздуха, частота дыхания – 18 раз в минуту).
Б) Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится 20% кислорода, определите, сколько кислорода человек пропускает через легкие в сутки при спокойном дыхании.
Урок Пищеварение в ротовой полости
Лабораторная работа Действие слюны на крахмал
В начале работы определяем цель эксперимента: доказать, что ферменты слюны расщепляют крахмал и выдвигаем рабочую гипотезу. Затем знакомимся с оборудованием: накрахмаленные картофельным крахмалом салфетки, спички, вата или ватные палочки, йодная вода, химические стаканы или чашки Петри.
В ходе организационной беседы планируем эксперимент с использованием логической конструкции: если, то…
Если ферменты слюны расщепляют крахмал, то после действия слюны мы не обнаружим крахмал с помощью качественной реакции (йодной воды). То есть если после обработки слюной накрахмаленной салфетки поместить ее в раствор йода, то салфетка не посинеет. Как доказать, что именно слюна, а не вода расщепляет крахмал? Ребята приходят к выводу, что надо провести такой же опыт, но вместо слюны взять воду.
Таким образом, для проведения эксперимента нам необходимо взять две накрахмаленные салфетки и на одну нанести простой рисунок слюной (эксперимент), а на другую водой (контроль). И если наше предположение верно, то на салфетке проявиться белый рисунок.
Далее работа проводится фронтально по инструктивной карточке.
Урок Пищеварение в желудке.
Лабораторная работа Воздействие желудочного сока на белки.
Инструктивная карточка
1. Налейте в пробирку 3-4 мл желудочного сока (соляная кислота).
2. Добавьте хлопья белка.
3. Подержите на водяной бане при температуре 38-39 градусов полчаса.
4. Запишите вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: Если в желудке происходит расщепление белков до аминокислот, то необходимо выяснить условия действия ферментов желудочного сока.
Таким образом, на уроках биологии исследовательская работа может быть организована в процессе выполнения учащимися лабораторных и практических работ. Ряд исследований под руководством учителя учащиеся могут провести вне урока, а результаты сообщить и продемонстрировать на уроке (например, выработка условных рефлексов у аквариумных рыбок, изучение двигательной активности некоторых позвоночных животных – 7 класс). Написание учащимися рефератов – также исследовательская работа, если в ней есть практическая часть с результатами. Например, в 11 классе при подготовке рефератов по теме Антропогенные факторы и их воздействие на биосферу предлагаю учащимся карточки-задания для проведения экологических исследований.
Карточка №1
Тема Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта
Цель: определить количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.
Задания для исследования
1. Выберите определенный участок автодороги, расположенный вблизи школы или дома.
2. Подсчитайте, сколько проехало по автодороге за 1 час легковых, грузовых машин, автобусов, использующих дизельное топливо.
3. Используя данные таблицы 1, определите, какое количество выхлопных газов в среднем поступает в атмосферу за 1 час (за сутки) на этом участке дороги.
Таблица 1
Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем в течение суток (в граммах)
Химические соединения
Грузовики
Легковые
Автобусы
СО
502,2
225,8
227,9
NO2
70,4
43,8
17,7
С
19,3
-
3
SO2
4,5
-
0,7
Рb
0,2
0,27
0,08
4. Сделайте выводы.
Карточка №2
Тема Анализ состояния почвы дачного участка
Цель: научиться определять кислотность почвы.
Оборудование: две пробирки, индикаторная бумага, раствор хлорида калия.
Задания для исследования
1. Возьмите 2-3 грамма почвы с вашего приусадебного или дачного участка. Приготовьте почвенную вытяжку, поместив почву в пробирку и добавив 10 мл раствора хлорида калия. Когда содержимое пробирки отстоится, возьмите полоску индикаторной бумаги и опустите её в почвенную вытяжку. Через 2 сек достаньте индикаторную бумагу, сверьте её цвет с эталоном шкалы рН (табл. 3) и определите тип почвы.
Таблица 3
Шкала для определения кислотности почвы
Высокая кислотность
Умеренная кислотность
Слабая кислотность
Нейтральная среда
Щелочная среда
рН 1-2
рН 3-4
рН 5-6
рН 7
рН 8
2. Сделайте выводы о необходимости известкования почвы вашего дачного участка путем внесения известняка и золы.
3. Выясните, применяют ли ваши родители удобрения и ядохимикаты при выращивании растений на дачном участке. Какие правила использования химикатов вы знаете?
Карточка №3
Тема Выявление парникового эффекта
Цель: построить модель, демонстрирующую парниковый эффект.
Оборудование: прозрачная емкость с крышкой, термометр, пластмассовая ложка, электрическая лампа, вода, почва.
Задания для исследования
1. Возьмите прозрачную емкость, пластмассовую коробку или стеклянную банку и поместите на дно темный грунт, например почву, слоем 2-3 см. Грунт увлажните. Вертикально поместите термометр в емкость. Накройте емкость крышкой или стеклом и на высоте 20-30 см установите лампу.
2. Не включая лампу, запишите температуру, установившуюся внутри емкости. Оставив крышку на сосуде, включите лампу и записывайте температуру каждую минуту в течение 20 минут. Почему температура увеличивается? Сравните этот процесс с парниковым эффектом на Земле.
3. Как повлияет существенное повышение средней температуры нашей планеты на очертание материков? Предложите возможные пути решения проблемы парникового эффекта.
Исследовательский метод я использую также при работе с учебной и дополнительной литературой, осуществляя анализ текста.
Например, в 11 классе (профильный уровень) урок Первые русские эволюционисты провожу в форме урока-семинара (приложение №2). Для этого класс делится на четыре группы по 3-4 человека в группе. Каждой группе предлагается один текст о русском ученом, внесшем вклад в развитие эволюционной теории, а также лист исследования. В течение 20 минут учащиеся внимательно изучают тестовый материал и заполняют соответствующую графу в таблице, подготавливают небольшое сообщение о том, что узнали. Затем представители группы рассказывают о том, что узнали. В итоге знания каждого становятся знаниями всех. В конце урока провожу тестирование, чтобы оценить знания каждого ученика.
Исследовательская учебно-познавательная деятельность школьника обладает большим потенциалом для формирования у них опыта творческой деятельности, поскольку предполагает не только усвоение действий, выполняемых по образцу, но и самостоятельный поиск и создание нового субъективно значимого знания. Такой опыт формируется на основе личностно-ориентированного подхода в обучении, одним из путей реализации которого, является применение в обучении метода проектов.
Метод проектов представляет собой гибкую модель организации учебного процесса, ориентированную на творческую самореализацию личности обучающегося путём развития его интеллектуальных и физических возможностей, волевых качеств и творческих способностей в процессе создания (под контролем учителя) образовательного продукта, обладающего объективной или субъективной новизной и имеющего практическую значимость. Любой проект ориентирован на решение конкретной проблемы и рассчитан на определённого потребителя.
Основные требования к организации проекта:
проект создается по инициативе учащихся и должен быть значимым для них и для их ближайшего окружения;
решаемая с помощью проекта проблема и предполагаемые результаты должны иметь практическое (возможно, и научное) значение;
работа учащихся над проектом является самостоятельной и носит исследовательский характер;
проект планируется и разрабатывается заранее, исходя из конкретных целей и задач, допускаются изменения в процессе его осуществления.
Метод проектов позволяет создать условия, при которых школьники, с одной стороны, могут самостоятельно осваивать новые знания и способы действия, а с другой – применять на практике ранее приобретённые знания и умения. Это позволяет делать упор на творческое развитие личности. Проектное обучение – полезная альтернатива классно-урочной системы, но оно отнюдь не должно вытеснять ее, - считает В. В. Гузеев (3).
Учебный проект предполагает коллективную форму деятельности. Одна из его основных задач – осуществление межпредметных связей и создание некоторого образовательного продукта в процессе взаимодействия учащихся друг с другом и с учителем. Составление перечня вопросов, определение задач, работы, выбор методов изучения обозначенной проблемы и способа презентации проекта, распределение ролей и обязанностей между его участниками - всё это осуществляется в процессе коллективного обсуждения. При этом учитель выступает в обсуждении и принятии решений в качестве старшего товарища. С обучающей деятельности учителя акцент переносится на познавательную деятельность ученика: первый задаёт “пространство” возможных целей и путей их достижения, из которых второй выбирает те, что наиболее соответствуют его индивидуальности. Таким образом, создаются условия для непрерывного самообразования, интеллектуального и творческого развития обучающихся.
Деятельность ученика организуется не только как удовлетворение познавательной потребности, но и целого ряда потребностей развития личности ученика: самоутверждение, самовыражение, самоопределение, самоактуализация. Ученик себя адаптирует к социуму, проходит первые социальные пробы, то есть осуществляет самосовершенствование.
В своей практике использую последовательность работы над проектом, включающей несколько этапов: подготовка, планирование, исследование, формулирование результатов и выводов, защита проекта, оценка результатов и процесса проектной деятельности.
Например, в 8 классе тема Дыхание завершается уроком Заболевания органов дыхания, их предупреждение. В ходе урока обучающиеся вовлекаются в исследовательский проект Изучение функциональных возможностей дыхательной системы у курильщиков и некурящих подростков (приложение №3). Для этого выдвигается рабочая гипотеза: Влияет ли курение на работу дыхательной системы у подростков? и изучается методика проведения исследования. В исследовании участвуют два подростка: один – курящий, другой – нет. На уроке анализируем полученные данные, а оформлением проекта занимается творческая группа учащихся во внеурочное время.
К научно – исследовательской работе школьники приобщаются постепенно. В 8-9 классах ребята выступают с небольшими сообщениями по результатам наблюдений, лабораторных работ. В профильных 10-11 классах, приобретя опыт исследовательской работы, обладая достаточным багажом теоретических знаний, старшеклассники выполняют более серьезные исследовательские работы.
В любой исследовательской работе выделяют три основных раздела: введение, основная часть и заключение. Учащиеся старших классов оформляют работы согласно принятым нормам. В ведении обосновывают актуальность проблемы исследования. На основании актуальности определяется объект и предмет исследования. Определение цели и задач исследования вызывает значительные трудности. Цель исследовательской деятельности формулируется кратко, одним предложением. При формулировании задач отбирают оптимальное количество 3 – 5. Задачи исследования определяют его методы и методики, то есть те приёмы и способы, которыми пользуется исследователь. В заключении ученик перечисляет результаты, полученные в ходе исследования, и формулирует выводы.
При оформлении исследовательской работы учащиеся придерживаются следующих правил: выделяют титульный лист, оглавление, введение, основную часть, заключение, список литературы и других источников. Титульный лист является первой страницей работы и оформляется по определённым правилам.
После титульного листа помещается оглавление, в котором приводятся все заголовки работы и указываются страницы, с которых они начинаются. Заголовки оглавления должны точно повторять заголовки в тексте. Далее следует введение, основной текст и заключение. Основной текст может сопровождаться иллюстрационным материалом, рисунками, фотографиями, диаграммами, схемами, таблицами. После заключения помещают список использованной литературы и других источников. Все страницы текста нумеруются, начиная с титульного листа.
Защита проекта производится исследователем на промежуточном устном публичном выступлении (первичная презентация, урок), а затем окончательная защита на школьной конференции, районной конференции в пределах 5-7 минут.
Например, на районной научно – практической конференции юных исследователей окружающей среды учащиеся выступали с исследовательскими работами по темам: Сравнительная характеристика видового разнообразия растений в окрестностях г. Байконур, Оценка состояния древесно – кустарниковой растительности по наличию загрязняющих веществ, Определение загрязнения почвы по кресс-салату, Оценка экологического состояния реки Сыр-Дарьи с помощью методов биоиндикации.
Положительной оценки достоин любой уровень достигнутых результатов. От исследовательской деятельности ребята получают творческий импульс, желание расширять собственные горизонты. Это качество развивается подчас непросто, но, возникнув, способно увлекать желанием не сидеть, сложа руки, все время действовать. Выполнение проектов или исследований в 11 классе являются как отдельные случаи выдающихся успехов одаренных обучающихся, или как курсовое проектирование на профильном предмете с последующей защитой результатов в качестве творческого экзамена. В школе выполнение таких работ осуществляется с привлечением специалистов с зеленстроя. В условиях дополнительного образования нет жестких рамок классно-урочной системы, выбор содержания, тематики и проблематики проектов и исследований обучающимися происходит в момент выбора секций, кружков, которые они посещают. Учащиеся нашей школы выбирают работы в области экологии. С 2018 года они являются участниками Российских конференций школьников Первые шаги в науку, Дарын
В современных условиях, когда актуален вопрос о снижении учебной нагрузки детей, значение термина исследовательская деятельность учащихся приобретает несколько иное значение. В нем уменьшается доля профориентационного компонента, факторов научной новизны исследований, и возрастает содержание, связанное с пониманием исследовательской деятельности как инструмента повышения качества образования.
Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности учащегося, а не получение объективно нового результата, как в большой науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности – в приобретении учащимися навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения новых знаний.
Приобщение учащихся к исследовательской деятельности дает возможность осуществлять оперативный контроль промежуточных результатов деятельности учащихся, позволяет повысить темп урока, увеличив его педагогический эффект. К тому же учитель, используя исследовательский метод, освобождается от видов рутинной работы и может направить внимание на решение более сложных вопросов, требующих высокой квалификации и творческого мышления. Не следует также забывать и о таком положительном моменте, как увеличение доли самостоятельной работы учащихся, их большей увлеченности предметом. Работы, выполненные
учащимися, готовят их к исследовательской деятельности на студенческой скамье.
Библиографический список:
1. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования РФ от18 июля 2018г.
2. Гузеев В.В. Методы и организационные формы обучения. - М.: Народное образование, 2018г.
3. Гузеев В.В. Образовательная технология: от приема до философии. – М.: Сентябрь. 2018г.
4. Менчинская Н.А. Проблемы учения и умственного развития школьника. – М.: Педагогика, 2018г.
5. Мягкова А.Н. и др. Организация учебной деятельности школьников на уроках биологии. – М.: Просвещение, 2017г.
6. Развитие исследовательской деятельности учащихся: методический сборник - М.: Народное образование, 2016г..
7. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. – М.: МГУ, 2018г.
Скачать работу
"Исследовательская деятельность НА УРОКАХ биологии и на внеурочных занятиях, как средство формирования учебно-познавательной компетенции учащихся"
учитель биологии: Иванова Александра Тимофеевна
г. Байконур
2022г.
"Исследовательская деятельность на уроках биологии и на внеурочных занятиях, как средство формирования учебно-познавательной компетенции учащихся"
Знание только тогда становится знанием,
когда оно приобретено усилиями своей
мысли, а не памятью.
Л. Н. Толстой.
В настоящее время наиболее значимой задачей общего образования является его направленность на приобретение каждым школьником своего собственного полноценного личностного опыта. Основной путь достижения этого – творческая созидающая деятельность учащихся. Глобальные процессы неизбежно приводят к информатизации образования, вызывают потребность в поиске новых подходов к организации учебно-воспитательного процесса, способствующего самореализации и саморазвитию личности школьника. Это, в свою очередь, определяет перспективы создания глобальной информационной образовательной среды, обеспечивающей широкие возможности для образовательной деятельности, влияет на перераспределение ролей между ее участниками.
Стандарты нового поколения ориентируют педагога на развитие у учащихся мотивации к творческому труду, готовности к профессиональному выбору, умения ориентироваться в мире социальных ценностей. На данном этапе становления личности особого внимания заслуживает исследовательская деятельность школьников.
Организация исследовательской деятельности на уроках является одним из приоритетов современного образования. Развивающие приемы обучения, семинары, элективные курсы, учебные проекты позволяют лучше учесть личные склонности учеников, способствуют формированию их активной и самостоятельной позиции в учении, готовности к саморазвитию, социализации. Методы проектный и поисковый не просто формируют умения, а компетенции, то есть умения, непосредственно сопряженные с практической деятельностью. Они широко востребованы за счет рационального сочетания теоретических знаний и их практического применения для решения конкретных проблем.
Педагогический коллектив ГМО естествознания г. Байконур работает над проблемой Формирование нового подхода к совершенствованию предпрофильной подготовки и профильного обучения школьников на основе инновационной деятельности по повышению качества образования в сетевом взаимодействии. Предпрофильная подготовка и профильное обучение – две составные части одного процесса: самоопределения личности в выборе дальнейшего направления в образовании и профессиональной деятельности.
В Концепции профильного обучения отмечается, что реализация идеи профильной старшей ступени ставит выпускника основной ступени перед необходимостью совершения ответственного выбора – предварительного самоопределения в отношении профилирующего направления собственной деятельности (1). Задача предпрофильной подготовки – выявить склонность школьников к конкретным видам деятельности по направлениям: технологическое, гуманитарное, естественно – научное. Так, естественно – научный профиль может быть представлен биологическим, химико-биологическим, биолого-географическим, биолого-физическим и другими направлениями.
В нашей школе на протяжении последних двух лет учащиеся девятых классов выбирают химико-биологический профиль. В связи с этим актуальна тема моего опыта – Исследовательская деятельность учащихся на уроках биологии и во внеурочное время как средство развития личности, так как при профильном обучении биологии большое значение имеют представления о научном методе исследования и его месте в системе общечеловеческих и культурных ценностей, умение применять результаты исследования на практике, ориентироваться в нестандартных ситуациях, а также развитие компетенций учащихся.
Формирование исследовательской позиции учащихся – задача нелегкая. Ребят к поисково-исследовательской деятельности необходимо подготавливать, всегда помня, что в стенах школы не мыслям надобно учить, а учить мыслить. Чтобы научить школьников рациональным способам мыслительной деятельности, необходимо знать пути формирования приемов умственной деятельности – практический и теоретический – и целесообразно их использовать.
Практический путь (П.П.Блонский, Л.С.Выготский, С.Л.Рубинштейн и другие) предполагает, что умственные операции формируются в процессе овладения конкретным содержанием. В процессе обучения внимание учеников обращается на содержание знания, а не на способы его приобретения.
По мнению же Д.Н.Богоявленского, П.Я.Гальперина, Е.Н.Кабановой-Меллер, А.Н.Леонтьева, Н.А.Менчинской, овладение конкретными знаниями требует специально организованного обучения приемам и способам получения знания. Внимание учеников в этом случае обращается не только на содержание учебного материала, но и на способы его приобретения, то есть на приемы умственной деятельности. В этом сущность теоретического пути (4).
Процессуальная сторона названного подхода раскрывается в теории поэтапного формирования умственных действий, разработанной П.Я.Гальпериным и развиваемой Н.Ф.Талызиной и ее школой. Теория касается преимущественно структуры процесса усвоения знаний и рассматривает процесс обучения как систему трех взаимосвязанных видов деятельности: ориентировочной, связанной с исследованием и планированием учеником предстоящей работы; исполнительной, обеспечивающей заданные преобразования, как идеальные так и материальные, в объекте действия; контролирующей деятельности, направленной на прослеживание хода выполнения действия, сопоставление полученных результатов с заданными образцами. Н.Ф.Талызина считает, что большой развивающий эффект обнаруживает ориентировочный вид деятельности (7).
В настоящее время в педагогике сформировались различные подходы к определению видов исследовательской деятельности, к которым относят поисковую, экспериментальную, проектную, техническую творческую и другие, осуществляемые как на уроках, так и во внеурочное время (5).
Исследовательская деятельность учащихся может быть представлена разными способами: предметная исследовательская деятельность учащихся (по алгоритму), проектирование и исследовательская деятельность учащихся, подкрепленная реальными действиями.
Организация исследовательской деятельности имеет следующую структуру: мотив, проблема, цель, задачи, методы и способы, план действия, результаты, рефлексия. В основу исследования положена идея, направленная на решение какой-либо проблемы. Необходимо через различные формы организации: урок, элективный курс, профильное обучение, групповую, индивидуальную, парную формы работы формировать у учащихся навыки исследовательской деятельности.
При профильном обучении биологии большое значение приобретают практикумы как наиболее эффективная форма экспериментальной деятельности. Традиционно практикум определяется как форма организации урока, когда класс делится на группы, которые, используя натуральные объекты, разнообразные приборы, инструменты и другое лабораторное оборудование, проводят экспериментально-практические работы и по истечении определенного времени подводят итоги. Практикум – это одна из форм групповой работы.
Разумность и целесообразность группового подхода к обучению осознана в нашей стране с начала 20-х гг. двадцатого века. В ту пору не обошлось без перегибов, особенно в связи с бригадно-лабораторной формой обучения, но позитивные достижения также были значительные. Среди разработок более близкого времени достаточно интересны и эффективны три системы, связанные с именами В.К.Дьяченко, Р.А.Утеевой, А.А.Границкой (2). Общей чертой этих образовательных технологий является использование уроков в форме практикума, когда на группы делится весь класс. Однако желательно отслеживать индивидуальную траекторию каждого ученика, для чего следует иметь схему управления его движением по группам разных типов – именно этого и нет в большинстве сегодняшних групповых технологий. В настоящее время наиболее оптимальной формой учебной работы для проведения биологического практикума является дифференцированно-групповая.
В профильных классах практикум проводится после завершения крупных учебных тем, разделов и имеет преимущественно обобщающий характер. Дидактическая цель практикумов: применение знаний и умений на практике. Основная задача практикума: проведение исследований, направленных на проверку достоверности определения научных закономерностей.
Средством управления деятельностью школьников во время практикума служат инструкции-алгоритмы. Они определяют содержание и последовательность действий школьников, содержат информацию о повторении необходимого материала, описания и изображения лабораторного оборудования, принципов его действия и способов использования. В инструкциях-алгоритмах также могут приводиться порядок выполнения заданий, контрольные вопросы, список литературы. Алгоритмическая заданность практических работ не исключает творческого и исследовательского характера их выполнения (проверка научной достоверности определенных закономерностей, теоретических положений, постановка опытов, проведение биологических исследований). Исследовательская деятельность на основе эксперимента способствует самоопределению и является первым шагом в подготовке личности к самореализации в естественно-научном направлении.
Исследовательскую работу учащиеся выполняют в определенной последовательности. Процесс выполнения включает в себя семь этапов:
1) формулирование темы
2) формулирование цели и задач исследования
3) теоретические исследования;
4) экспериментальные исследования;
5) анализ и оформление научных исследований;
6) внедрение и эффективность научных исследований;
7) публичное представление работ на уроках, конференциях, чтениях.
Всё начинается с создания проблемной ситуации на уроке.
Развитию навыков исследовательской деятельности учащихся способствуют педагогические ситуации. В процессе обучения я использую такие ситуации, в которых школьник должен защищать своё мнение, приводить в его защиту аргументы, доказательства, факты, использовать способы приобретения знаний и опыта, побуждающие обучающегося задавать вопросы учителю, товарищам, выяснять непонятное, углубляться в осмысление знаний. Ситуациями такого рода являются рецензирование ответов одноклассников, работы, связанные с экспертизой и активным поиском нового.
Учебное исследование становится реальным, когда мы сумеем подготовить к этому уровню работы и себя, и учащихся. Речь идет о постепенном освоении исследовательского подхода к темам, о работе, требующей настойчивости в накоплении знаний и умений, полезной – в том смысле, что она может стать дорогой к творческому труду.
Исследование может быть организовано на всех этапах обучения любого предмета: некоторые элементы исследовательского подхода школьникам следует осваивать уже в среднем звене, тогда более реальным будет подъем к высшему уровню творческой самостоятельности.
В старших классах проектно-исследовательская деятельность в обучении предполагает введение общих и частных методов научного познания на всех его этапах - от восприятия до применения на практике. Это создаёт основу для профилизации обучения и обеспечивает повышение научного уровня преподавания.
Практика показывает, что использование элементов проблемных, поисковых, исследовательских, эвристических методов обучения делает процесс обучения более продуктивным. Развитие исследовательских умений и навыков учащихся помогает достичь определенных целей: поднять интерес учащихся к учебе, направить их на достижение более высоких результатов.
Для успешной организации исследовательской деятельности на уроке необходимо тщательно продумывать формы уроков. В своей работе я использую такие формы как урок-семинар, урок-защита идей, урок-ролевая игра, урок-конференция, урок- круглый стол и т. д. Для достижения поставленных целей урока и учета степени самостоятельности, обучающихся использую следующие методы: репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский.
В процессе обучения биологии на лабораторных и практических занятиях использую:
1) исследование биологических объектов под микроскопом
2) исследование состава тел живой природы
3) исследование строения организма
4) наблюдения за живыми объектами
5) наблюдения за процессами жизнедеятельности организма
6) исследование надорганизменных уровней организации живой материи (вид и экосистема).
Важно так организовать учебную работу, чтобы обучающиеся ненавязчиво усваивали процедуру исследования: можно сделать акцент на значимость ожидаемых результатов, предложить оригинальное или неожиданно сформулированное учебное задание. Важно обеспечить видение обучающимися более общей проблемы, нежели та, которая отражена в условии задания. В идеале, проблему должен сформулировать сам ученик, однако, на практике такое случается далеко не всегда. Самостоятельное определение проблем затруднительно. Тут на помощь должен прийти учитель. В своей практике я стараюсь предложить детям занимательное, проблемное задание, которое при дальнейшей работе оказывается не сложным, но интересным. Часто включаю проектную деятельность в обычный урок. Такие задания стимулируют обучающихся к проведению несложных обоснований, к поиску закономерностей. Это задания на работу с готовыми гербарными экземплярами, коллекциями и моделями органов растений, животных и человека. Школьники с интересом относятся к своему здоровью, проводят исследовательскую работу по изучению основных антропометрических данных, делают выводы о влиянии экологических факторов на здоровье и физическое развитие человека.
При изучении механизмов функционирования и регулирования систем органов и организма в целом (раздел Человек и его здоровье) широко привлекается биологический эксперимент как в виде лабораторных работ и самонаблюдений, так и в виде примеров из истории науки и данные современной науки.
Из опыта работы приведу разные формы организации исследовательской деятельности обучающихся на уроках биологии в 8классе при выполнении лабораторных работ.
Урок Ткани и органы.
Лабораторная работа Изучение микроскопического строения тканей.
Инструктивная карточка:
1. Рассмотрите с помощью светового микроскопа клетки из разных групп тканей (эпителиальную и мышечную).
2. Установите особенности строения клеток, их соединение и характер межклеточного вещества.
3. Форма отчета:
А) Зарисуйте клетки, относящиеся к разным группам тканей.
Б) Обозначьте органоиды, видимые в световой микроскоп.
В) Опишите ткани организма человека по плану: ткань, особенности строения и
соединения клеток.
Г) Сделайте вывод: как особенности строения клеток ткани связаны с выполняемыми функциями.
Урок Строение и функции головного мозга (приложение №1).
Лабораторная работа Определение безусловных рефлексов различных отделов мозга.
В начале урока ставлю проблемный вопрос Можно ли утверждать, что чем больше мозг, тем умнее человек?. Для ответа на данный вопрос предлагаю рассмотреть познавательные задания:
1) Вес мозга И.С.Тургенева – 2012 г, Анатоля Франса – 1017г, а у Луи Пастера, как показало вскрытие, после перенесенной болезни вообще не работала половина переднего мозга. Выскажите ваше мнение.
2) У слона самый большой мозг, но он не самое умное животное, так как важно соотношение веса мозга к весу тела. У слона оно невысокое, а у дельфина – выше, чем у человека. Но ведь человек держит рыбку, а дельфин за ней прыгает, а не наоборот. Почему? Выскажите ваше мнение.
Учащиеся приходят к выводу, что ответ кроется в строении мозга человека и важно знать функции разных отделов мозга.
Лабораторную работу организую в парах: один ученик – испытуемый, другой – исследователь. Обучающиеся работают по инструктивной карточке, где указаны действия каждого из них (первая и вторая колонки таблицы). В ходе выполнения работы они заполняют графу Что наблюдали?. Для того, чтобы сделать вывод и ответить на вопрос Какой отдел ЦНС действовал?, учащиеся должны изучить материал параграфа. В заключение урока подводим итоги работы.
Урок Кровь, ее состав. Клеточные элементы крови.
Лабораторная работа Изучение микроскопического строения крови.
Лабораторная работа может проводиться в трех вариантах: иллюстративном, частично-поисковом и исследовательском. На столах обучающихся три вида инструктивных карточек, они сами выбирают вариант работы.
Иллюстративная лабораторная работа
Инструктивная карточка
1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека, найдите доказательства того, что кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки (увеличение общей поверхности эритроцитов и относительного содержания гемоглобина).
2. Сравните эритроциты лягушки и человека. По каким признакам можно судить об увеличении поверхности эритроцитов, а по каким – об увеличении относительного содержания гемоглобина в эритроцитах.
3. Запишите вывод:
Кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки, так как: 1) увеличивается общая поверхность эритроцитов вследствие…, 2) увеличивается относительное содержание гемоглобина вследствие…
Частично-поисковая лабораторная работа
Инструктивная карточка
1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека.
2. Сравните эритроциты лягушки и человека, обратив внимание на размеры эритроцитов, наличие или отсутствие ядра.
3) Сделайте вывод: чья кровь в единицу времени единицей объема переносит больше кислорода и почему?
Исследовательская лабораторная работа
Инструктивная карточка
1) Исследуйте микроскопическое строение крови лягушки и человека, сравнив их эритроциты.
2) Найдите и проанализируйте факты, доказывающие, что чья-то кровь переносит в единицу времени единицей объема больше кислорода.
3) Сделайте вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: Перенос кислорода будет зависеть от…, значит необходимо найти доказательства наличия этих причин.
Урок Регуляция дыхания
Лабораторная работа Определение частоты дыхания.
Инструктивная карточка
1) Пронаблюдайте за движениями своей грудной клетки.
2) Сосчитайте, сколько дыхательных движений вы делаете в течение 1 минуты сидя, после 10 приседаний.
3) Объясните разницу полученных данных и запишите вывод.
4) Решите следующие биологические задачи:
А) Сколько воздуха проходит через легкие человека при спокойном дыхании в 1 минуту, в 1 час, в сутки (вдох – 500мл воздуха, частота дыхания – 18 раз в минуту).
Б) Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится 20% кислорода, определите, сколько кислорода человек пропускает через легкие в сутки при спокойном дыхании.
Урок Пищеварение в ротовой полости
Лабораторная работа Действие слюны на крахмал
В начале работы определяем цель эксперимента: доказать, что ферменты слюны расщепляют крахмал и выдвигаем рабочую гипотезу. Затем знакомимся с оборудованием: накрахмаленные картофельным крахмалом салфетки, спички, вата или ватные палочки, йодная вода, химические стаканы или чашки Петри.
В ходе организационной беседы планируем эксперимент с использованием логической конструкции: если, то…
Если ферменты слюны расщепляют крахмал, то после действия слюны мы не обнаружим крахмал с помощью качественной реакции (йодной воды). То есть если после обработки слюной накрахмаленной салфетки поместить ее в раствор йода, то салфетка не посинеет. Как доказать, что именно слюна, а не вода расщепляет крахмал? Ребята приходят к выводу, что надо провести такой же опыт, но вместо слюны взять воду.
Таким образом, для проведения эксперимента нам необходимо взять две накрахмаленные салфетки и на одну нанести простой рисунок слюной (эксперимент), а на другую водой (контроль). И если наше предположение верно, то на салфетке проявиться белый рисунок.
Далее работа проводится фронтально по инструктивной карточке.
Урок Пищеварение в желудке.
Лабораторная работа Воздействие желудочного сока на белки.
Инструктивная карточка
1. Налейте в пробирку 3-4 мл желудочного сока (соляная кислота).
2. Добавьте хлопья белка.
3. Подержите на водяной бане при температуре 38-39 градусов полчаса.
4. Запишите вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: Если в желудке происходит расщепление белков до аминокислот, то необходимо выяснить условия действия ферментов желудочного сока.
Таким образом, на уроках биологии исследовательская работа может быть организована в процессе выполнения учащимися лабораторных и практических работ. Ряд исследований под руководством учителя учащиеся могут провести вне урока, а результаты сообщить и продемонстрировать на уроке (например, выработка условных рефлексов у аквариумных рыбок, изучение двигательной активности некоторых позвоночных животных – 7 класс). Написание учащимися рефератов – также исследовательская работа, если в ней есть практическая часть с результатами. Например, в 11 классе при подготовке рефератов по теме Антропогенные факторы и их воздействие на биосферу предлагаю учащимся карточки-задания для проведения экологических исследований.
Карточка №1
Тема Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта
Цель: определить количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.
Задания для исследования
1. Выберите определенный участок автодороги, расположенный вблизи школы или дома.
2. Подсчитайте, сколько проехало по автодороге за 1 час легковых, грузовых машин, автобусов, использующих дизельное топливо.
3. Используя данные таблицы 1, определите, какое количество выхлопных газов в среднем поступает в атмосферу за 1 час (за сутки) на этом участке дороги.
Таблица 1
Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем в течение суток (в граммах)
Химические соединения
Грузовики
Легковые
Автобусы
СО
502,2
225,8
227,9
NO2
70,4
43,8
17,7
С
19,3
-
3
SO2
4,5
-
0,7
Рb
0,2
0,27
0,08
4. Сделайте выводы.
Карточка №2
Тема Анализ состояния почвы дачного участка
Цель: научиться определять кислотность почвы.
Оборудование: две пробирки, индикаторная бумага, раствор хлорида калия.
Задания для исследования
1. Возьмите 2-3 грамма почвы с вашего приусадебного или дачного участка. Приготовьте почвенную вытяжку, поместив почву в пробирку и добавив 10 мл раствора хлорида калия. Когда содержимое пробирки отстоится, возьмите полоску индикаторной бумаги и опустите её в почвенную вытяжку. Через 2 сек достаньте индикаторную бумагу, сверьте её цвет с эталоном шкалы рН (табл. 3) и определите тип почвы.
Таблица 3
Шкала для определения кислотности почвы
Высокая кислотность
Умеренная кислотность
Слабая кислотность
Нейтральная среда
Щелочная среда
рН 1-2
рН 3-4
рН 5-6
рН 7
рН 8
2. Сделайте выводы о необходимости известкования почвы вашего дачного участка путем внесения известняка и золы.
3. Выясните, применяют ли ваши родители удобрения и ядохимикаты при выращивании растений на дачном участке. Какие правила использования химикатов вы знаете?
Карточка №3
Тема Выявление парникового эффекта
Цель: построить модель, демонстрирующую парниковый эффект.
Оборудование: прозрачная емкость с крышкой, термометр, пластмассовая ложка, электрическая лампа, вода, почва.
Задания для исследования
1. Возьмите прозрачную емкость, пластмассовую коробку или стеклянную банку и поместите на дно темный грунт, например почву, слоем 2-3 см. Грунт увлажните. Вертикально поместите термометр в емкость. Накройте емкость крышкой или стеклом и на высоте 20-30 см установите лампу.
2. Не включая лампу, запишите температуру, установившуюся внутри емкости. Оставив крышку на сосуде, включите лампу и записывайте температуру каждую минуту в течение 20 минут. Почему температура увеличивается? Сравните этот процесс с парниковым эффектом на Земле.
3. Как повлияет существенное повышение средней температуры нашей планеты на очертание материков? Предложите возможные пути решения проблемы парникового эффекта.
Исследовательский метод я использую также при работе с учебной и дополнительной литературой, осуществляя анализ текста.
Например, в 11 классе (профильный уровень) урок Первые русские эволюционисты провожу в форме урока-семинара (приложение №2). Для этого класс делится на четыре группы по 3-4 человека в группе. Каждой группе предлагается один текст о русском ученом, внесшем вклад в развитие эволюционной теории, а также лист исследования. В течение 20 минут учащиеся внимательно изучают тестовый материал и заполняют соответствующую графу в таблице, подготавливают небольшое сообщение о том, что узнали. Затем представители группы рассказывают о том, что узнали. В итоге знания каждого становятся знаниями всех. В конце урока провожу тестирование, чтобы оценить знания каждого ученика.
Исследовательская учебно-познавательная деятельность школьника обладает большим потенциалом для формирования у них опыта творческой деятельности, поскольку предполагает не только усвоение действий, выполняемых по образцу, но и самостоятельный поиск и создание нового субъективно значимого знания. Такой опыт формируется на основе личностно-ориентированного подхода в обучении, одним из путей реализации которого, является применение в обучении метода проектов.
Метод проектов представляет собой гибкую модель организации учебного процесса, ориентированную на творческую самореализацию личности обучающегося путём развития его интеллектуальных и физических возможностей, волевых качеств и творческих способностей в процессе создания (под контролем учителя) образовательного продукта, обладающего объективной или субъективной новизной и имеющего практическую значимость. Любой проект ориентирован на решение конкретной проблемы и рассчитан на определённого потребителя.
Основные требования к организации проекта:
проект создается по инициативе учащихся и должен быть значимым для них и для их ближайшего окружения;
решаемая с помощью проекта проблема и предполагаемые результаты должны иметь практическое (возможно, и научное) значение;
работа учащихся над проектом является самостоятельной и носит исследовательский характер;
проект планируется и разрабатывается заранее, исходя из конкретных целей и задач, допускаются изменения в процессе его осуществления.
Метод проектов позволяет создать условия, при которых школьники, с одной стороны, могут самостоятельно осваивать новые знания и способы действия, а с другой – применять на практике ранее приобретённые знания и умения. Это позволяет делать упор на творческое развитие личности. Проектное обучение – полезная альтернатива классно-урочной системы, но оно отнюдь не должно вытеснять ее, - считает В. В. Гузеев (3).
Учебный проект предполагает коллективную форму деятельности. Одна из его основных задач – осуществление межпредметных связей и создание некоторого образовательного продукта в процессе взаимодействия учащихся друг с другом и с учителем. Составление перечня вопросов, определение задач, работы, выбор методов изучения обозначенной проблемы и способа презентации проекта, распределение ролей и обязанностей между его участниками - всё это осуществляется в процессе коллективного обсуждения. При этом учитель выступает в обсуждении и принятии решений в качестве старшего товарища. С обучающей деятельности учителя акцент переносится на познавательную деятельность ученика: первый задаёт “пространство” возможных целей и путей их достижения, из которых второй выбирает те, что наиболее соответствуют его индивидуальности. Таким образом, создаются условия для непрерывного самообразования, интеллектуального и творческого развития обучающихся.
Деятельность ученика организуется не только как удовлетворение познавательной потребности, но и целого ряда потребностей развития личности ученика: самоутверждение, самовыражение, самоопределение, самоактуализация. Ученик себя адаптирует к социуму, проходит первые социальные пробы, то есть осуществляет самосовершенствование.
В своей практике использую последовательность работы над проектом, включающей несколько этапов: подготовка, планирование, исследование, формулирование результатов и выводов, защита проекта, оценка результатов и процесса проектной деятельности.
Например, в 8 классе тема Дыхание завершается уроком Заболевания органов дыхания, их предупреждение. В ходе урока обучающиеся вовлекаются в исследовательский проект Изучение функциональных возможностей дыхательной системы у курильщиков и некурящих подростков (приложение №3). Для этого выдвигается рабочая гипотеза: Влияет ли курение на работу дыхательной системы у подростков? и изучается методика проведения исследования. В исследовании участвуют два подростка: один – курящий, другой – нет. На уроке анализируем полученные данные, а оформлением проекта занимается творческая группа учащихся во внеурочное время.
К научно – исследовательской работе школьники приобщаются постепенно. В 8-9 классах ребята выступают с небольшими сообщениями по результатам наблюдений, лабораторных работ. В профильных 10-11 классах, приобретя опыт исследовательской работы, обладая достаточным багажом теоретических знаний, старшеклассники выполняют более серьезные исследовательские работы.
В любой исследовательской работе выделяют три основных раздела: введение, основная часть и заключение. Учащиеся старших классов оформляют работы согласно принятым нормам. В ведении обосновывают актуальность проблемы исследования. На основании актуальности определяется объект и предмет исследования. Определение цели и задач исследования вызывает значительные трудности. Цель исследовательской деятельности формулируется кратко, одним предложением. При формулировании задач отбирают оптимальное количество 3 – 5. Задачи исследования определяют его методы и методики, то есть те приёмы и способы, которыми пользуется исследователь. В заключении ученик перечисляет результаты, полученные в ходе исследования, и формулирует выводы.
При оформлении исследовательской работы учащиеся придерживаются следующих правил: выделяют титульный лист, оглавление, введение, основную часть, заключение, список литературы и других источников. Титульный лист является первой страницей работы и оформляется по определённым правилам.
После титульного листа помещается оглавление, в котором приводятся все заголовки работы и указываются страницы, с которых они начинаются. Заголовки оглавления должны точно повторять заголовки в тексте. Далее следует введение, основной текст и заключение. Основной текст может сопровождаться иллюстрационным материалом, рисунками, фотографиями, диаграммами, схемами, таблицами. После заключения помещают список использованной литературы и других источников. Все страницы текста нумеруются, начиная с титульного листа.
Защита проекта производится исследователем на промежуточном устном публичном выступлении (первичная презентация, урок), а затем окончательная защита на школьной конференции, районной конференции в пределах 5-7 минут.
Например, на районной научно – практической конференции юных исследователей окружающей среды учащиеся выступали с исследовательскими работами по темам: Сравнительная характеристика видового разнообразия растений в окрестностях г. Байконур, Оценка состояния древесно – кустарниковой растительности по наличию загрязняющих веществ, Определение загрязнения почвы по кресс-салату, Оценка экологического состояния реки Сыр-Дарьи с помощью методов биоиндикации.
Положительной оценки достоин любой уровень достигнутых результатов. От исследовательской деятельности ребята получают творческий импульс, желание расширять собственные горизонты. Это качество развивается подчас непросто, но, возникнув, способно увлекать желанием не сидеть, сложа руки, все время действовать. Выполнение проектов или исследований в 11 классе являются как отдельные случаи выдающихся успехов одаренных обучающихся, или как курсовое проектирование на профильном предмете с последующей защитой результатов в качестве творческого экзамена. В школе выполнение таких работ осуществляется с привлечением специалистов с зеленстроя. В условиях дополнительного образования нет жестких рамок классно-урочной системы, выбор содержания, тематики и проблематики проектов и исследований обучающимися происходит в момент выбора секций, кружков, которые они посещают. Учащиеся нашей школы выбирают работы в области экологии. С 2018 года они являются участниками Российских конференций школьников Первые шаги в науку, Дарын
В современных условиях, когда актуален вопрос о снижении учебной нагрузки детей, значение термина исследовательская деятельность учащихся приобретает несколько иное значение. В нем уменьшается доля профориентационного компонента, факторов научной новизны исследований, и возрастает содержание, связанное с пониманием исследовательской деятельности как инструмента повышения качества образования.
Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности учащегося, а не получение объективно нового результата, как в большой науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности – в приобретении учащимися навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения новых знаний.
Приобщение учащихся к исследовательской деятельности дает возможность осуществлять оперативный контроль промежуточных результатов деятельности учащихся, позволяет повысить темп урока, увеличив его педагогический эффект. К тому же учитель, используя исследовательский метод, освобождается от видов рутинной работы и может направить внимание на решение более сложных вопросов, требующих высокой квалификации и творческого мышления. Не следует также забывать и о таком положительном моменте, как увеличение доли самостоятельной работы учащихся, их большей увлеченности предметом. Работы, выполненные
учащимися, готовят их к исследовательской деятельности на студенческой скамье.
Библиографический список:
1. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования РФ от18 июля 2018г.
2. Гузеев В.В. Методы и организационные формы обучения. - М.: Народное образование, 2018г.
3. Гузеев В.В. Образовательная технология: от приема до философии. – М.: Сентябрь. 2018г.
4. Менчинская Н.А. Проблемы учения и умственного развития школьника. – М.: Педагогика, 2018г.
5. Мягкова А.Н. и др. Организация учебной деятельности школьников на уроках биологии. – М.: Просвещение, 2017г.
6. Развитие исследовательской деятельности учащихся: методический сборник - М.: Народное образование, 2016г..
7. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. – М.: МГУ, 2018г.
