Организация исследовательской деятельности на уроках биологии. Формирование исследовательской компетенции обучающихся на уроках биологии при изучении темы "пищеварение". Урок «Пищеварение в желудке»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 1 п. Пангоды»

Исследовательский метод в обучении биологии

Лийв Ольга Викторовна,

учитель биологии

г. Пангоды, 2014

Исследовательский метод обучения биологии

как способ приблизить знания к ученику

За двадцать лет работы в школе замечаю, как она изменилась с точки зрения оснащённости, доступа к различным источникам информации, разнообразия средств обучения. Сегодня видишь, насколько школа стала более открытой и динамичной.

В то же время, наблюдая за учеником, понимаешь, что процесс познания по-прежнему предъявляет свои трудности, преодолевать которые готовы не все дети и не всегда. Занимаясь вопросом внедрения инфомационно-коммуникационных средств в процесс обучения, применения обучающих программ на различных этапах урока, пришла к выводу, что данные средства могут выполнять свою дидактическую функцию только в условиях активности ребёнка и его психологической готовности познавать, заинтересованности.

Психологами подмечено, что побуждает человека к действию внутреннее противоречие. Так, противоречие между известным и ещё не познанным подталкивает к действию получения нового знания. Казалось бы, вот он – простой ключ к решению всех наших педагогических затруднений. Но возникает вопрос, как сделать это актуальным для ребёнка, которого мы должны подвести к самостоятельному познанию.

Мне как педагогу близки идеи проблемного подхода в обучении. Вместе с детьми изучая на уроках и во внеурочной деятельности объекты живой природы, поняла: чтобы знание стало важным для ученика, он должен принять активное участие в его созидании. Такие возможности процессу обучения даёт использование исследовательского метода. При изучении вопросов использования данного метода в педагогической практике я опиралась на выводы Лернера И.Я., Шацкого С.Т. и других учёных-педагогов, которые рассматривали особенности применения исследования в практике школьного обучения.

При построении урока с использованием исследовательского метода работа учеников должна быть выстроена в логике научного поиска. Учебное исследование имеет те же этапы, что и научное:

Постановка вопроса;

Предполагаемое решение вопроса – догадка, гипотеза;

Исследование гипотезы путём наблюдения, опыта или теоретического анализа;

Разрешение вопроса;

Фиксирование результатов.

Задача учителя умело организовать прохождение всех этих этапов учащимися. Поэтому конструирование урока-исследования становиться для учителя проблемной ситуацией: как довести вопрос до учащихся, сделать так, чтобы у них возникло определённое желание его решать, т.е. чтобы учебная проблемная ситуация возникла у учащихся. Здесь могут прийти на помощь современные информационные средства. Яркий видеосюжет на экране, подборка иллюстраций, демонстрирующая объекты или явления, содержащие неполное знание или противоречие могут помочь создать ситуацию интеллектуального затруднения. Так короткий сюжет отрывок из телефильма, показанный в начале урока по теме «Происхождение человека» заставляет задуматься одиннадцатиклассников, почему до сих пор учёные не пришли к единому мнению по данному вопросу. То есть возникает проблемная ситуация и желание её разрешить.

Иногда для создания проблемной ситуации использую работу с понятием. Так, при изучении статической и динамический работы мышц, спрашиваю: «Как вы думаете, почему работу относят к разным видам?» Дети высказываются о том, что она разная. «Что значит разная работа?». Высказываются, что разная работа по-разному влияет на мышцы. Проблемный вопрос возникает из наших рассуждений: «Какая работа сильнее утомляет мышцы?»

Далее наступает этап выдвижения гипотез. Здесь дети обычно очень активно проявляют себя. Каждому хочется высказать свою точку зрения. При разнообразии возможных гипотез учитель должен помочь детям отобрать наиболее правильную. В нашем примере гипотезы две взаимоисключающие: «Сильнее утомляет статическая (динамическая) работа», причём обе звучат одинаково часто. Спрашиваю, можем ли мы решить этот спор, просто «перетягивая канат»? Дети соглашаются, что решение нужно искать.

Наступает этап исследования гипотезы . Важно, чтобы учащиеся чётко представляли задачи своей работы. Предлагаю клише: «Узнать…», «Определить…», «Оценить…», «Сравнить…» и т.п. Очень ценно, когда ученики сами предлагают пути поиска ответа. Иногда, если опыт детей в решении таких задач невелик, ограничено время, учитель может предлагать алгоритмы проверки гипотезы, давать определённые инструкции. В данном случае, выбираем один из предложенных ребятами способов: оценить, какую работу один и тот же ученик сможет выполнять дольше, то есть проверить экспериментальным путём.

В ситуациях, когда исследование гипотезы требует изучения большого объёма информации или связано с трудоёмкими операциями можно организовать проведение этого этапа в малых группах с использованием для каждой группы разного материала для изучения, на основе которого учащиеся осуществляют свой поиск. В этом случае необходимо организовать обмен мнениями и результатами. Он может быть организован в форме поочередного доклада своих результатов, обмена продуктами работы. Материал может быть вынесен на экран, помещён на отдельный компьютер, где будет доступен всем.

После того, как исследование проблемы проведено, необходимо оценить решение с точки зрения подтверждения или опровержения гипотезы. Полученный результат должен быть понят и осознан учащимися. На этом этапе всегда обращаю внимание на то, как правильно оценить результат, сделать вывод, проконтролировать достижение поставленной цели. Например: «Сравните то, что у вас получилось с выдвинутой гипотезой. Запишите вывод в виде краткого (развёрнутого) ответа. Прочитайте и оцените, будет ли он понятен другим».

Следующий этап – фиксирование результатов – требует умения синтезировать информацию, обобщать. Это сложный процесс для учащихся, поскольку предполагает высокий уровень мыследеятельности. Тем не менее, важно научить детей представлять собственное знание, делать его зримым. Примером такого представления результата может быть схема, рисунок, диаграмма, блок тезисов, презентация, обобщающего характера.

Анализируя результаты своей работы, проводила анкетирование среди обучающихся 6 и 8 классов, в которых исследовательский метод применялся мною наиболее широко. Анкетирование проводилось в начале и в конце 2012-2013 учебного года. Оно показало повышение уровня владения такими исследовательскими умениями как выдвижение гипотезы, умение видеть проблему, строить план действий для достижения цели. К результатам моей работы по использованию исследовательских заданий на уроке биологии можно отнести повышение интереса учащихся к изучению данного предмета. Увеличилось количество детей, желающих принимать участие в олимпиадах по биологии, сдавать экзамен по этому предмету. Ежегодно мои ученики принимают участие в научно-практических конференциях. В прошедшем учебном году представляли результаты исследования по экологии на II окружном туре Всеросийского конкурса юношеских исследовательских работ им. Вернадского в г. Новый Уренгой. Работа была напечатана в сборнике работ учащихся, изданном по итогам данного конкурса.

В педагогической литературе говорится, что учебное исследование отличается от научного. Оно не создаёт объективно нового знания. Применение исследовательского метода нацелено на развитие личности ребёнка. Дети активно включаются в самостоятельную деятельность по освоению новых знаний. Однажды совершив открытие, пусть даже маленькое, новое только для него, ребёнок начинает понимать ценность знания, что делает это знание гораздо более прочным и осознанным. К педагогу же приходит удовлетворение, когда он понимает, что смог помочь ребёнку постичь не только азы своего предмета, но и способствовал развитию личных качеств будущего гражданина. специалиста, человека.

Приложение 1.

Этапы урока-исследования

Этап		Результат
Постановка проблемного вопроса	Выявление противоречия или недостаточности знания о изучаемом явлении или объекте	Формулировка проблемы
Выдвижение гипотезы	Обсуждение разных точек зрения, предположений, выбор боле точных	Формулировка гипотезы в виде краткого тезиса
Проверка гипотезы	Постановка цели, задач исследования, определение плана действий, необходимых для проверки гипотезы.	Практические действия по алгоритму, соответствующему задачам исследования
Разрешение вопроса	Анализ и обобщение проделанной работы, сравнение результатов с гипотезой	Формулировка выводов
Представление (фиксирование)результатов	Оформление результатов исследования в графической, знаковой форме.	Презентация, схема, тезисное заключение

Приложение 2.

Сформированность исследовательских умений среди учащихся 8-х классов

Особенности организации исследовательской деятельности на уроках биологии

Одним из путей творческого восприятия современных наук считается систематическая учебно-исследовательская работа. Грамотно проводить исследования может не только человек, занимающийся наукой профессионально, но и тот, кто еще учится в школе. Современный этап развития общества протекает в условиях гиперконкуренции. При этом, в качестве наиболее значимых факторов конкурентно-способности берутся: наличие квалифицированных, творчески мыслящих кадров; умение организовывать их творческую деятельность; готовность воспринимать новаторскую мысль и создать условия для её воплощения в жизнь. Однако в современной российской школе большая часть знаний преподносится в готовом виде и не требует дополнительных поисковых усилий и основной трудностью для учащихся является самостоятельный поиск информации, добывание знаний. Поэтому одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента - исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованием программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив учебной деятельности в целом.

Формировать исследовательские умения необходимо не только на уроках, но и во внеклассной работе, которая позволяет учащимся интересующимися предметом, не ограничиваться рамками учебной программы. Применение во внеклассной работе заданий, связанных с проведением наблюдений и опытов, развивает у школьников исследовательские наклонности. Проблема исследования связана с преодолением противоречия между необходимостью активизации познавательной деятельности, развития исследовательских наклонностей школьника, его познавательного интереса к изучению биологии и преобладанием анатомо-морфологического материала в содержании школьного курса биологии.

Еще Сухомлинский отмечал: «Страшная эта опасность - безделие за партой, безделие месяцы, годы. Это развращает морально, калечит человека и... ничего не может возместить того, что упущено в самой главной сфере, где человек должен быть тружеником - в сфере мысли». Разнообразие объектов и процессов, изучаемых на уроках биологии, обеспечивает огромные возможности для исследовательской деятельности, в процессе которой обучающиеся учатся излагать свои мысли, работать индивидуально, в группе и в коллективе, конструировать прямую и обратную связь. Организация исследовательской деятельности позволяет учителю обеспечить самостоятельную отработку пропущенного учебного материала - например, провести самостоятельное исследование по заданной теме в форме наблюдения и записать результаты, а так же мотивировать успешного ученика головоломным заданием. Элементы исследовательской деятельности на уроках биологии можно вводить уже в 6-х и даже в 5-х классах. Для активизации исследовательской деятельности у младших школьников и формирования мотивации, целесообразно их знакомство с исследовательскими работами старшеклассников. Данная система поэтапного приобщения учащихся к исследовательской деятельности содействует развитию у них интереса к знаниям в области биологии, а так же выявлению талантливых и одаренных школьников. Во время исследовательской работы каждый ученик имеет возможности реализовать себя, применить имеющиеся у него знания и опыт, продемонстрировать свою компетентность, ощутить успех. В ходе работы над учебным исследованием возможно и целесообразно развитие следующих исследовательских умений: понимание сущности проблемы и формулирование проблемного вопроса, формулирование и обоснование гипотезы, определение задач исследования, отбор и анализ литературных данных, проведение эксперимента или наблюдения, фиксирование и обработка результатов, формулирование выводов, оформление отчета о выполнении исследования. А также развитие таких коммуникативных умений и навыков, как организация внутригруппового сотрудничества, совместная выработка способов действий, публичная презентация работы. Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, базироваться на их интересах. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны превышать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью и непонятностью.

Структура исследовательской деятельности определяется следующим образом:

Поисковая активность —> анализ —> оценка —> прогнозирование развития ситуации —> действия —> поисковая активность.

Исходя из этого, при организации исследовательской деятельности учащихся среднего звена можно использовать следующие виды исследований.

1. Применение исследовательских методов изучения (учитель предлагает проблемное задание, учащиеся без помощи учителя ищут способ решения). Этот метод предполагает максимально самостоятельную деятельность учащихся по получению и усвоению знаний и умений. При этом в основе метода лежит отчетливая цель - обеспечить усвоение опыта творческой деятельности.На своих уроках исследовательский метод я использую при решении творческих биологических задач. Для успешного решения биологических задач использовались элементы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). ТРИЗ имеет большое количество приемов и способов, помогающих создать решение и «извлечь» решение из подсознания.

В своей деятельности использовались такие приемы, как:

1. Прием «Наоборот » Он рекомендует вместо прямого действия, диктуемого условиями задачи, попробовать осуществить обратное действие, общепринятые решения сменить на обратные. Например, есть очень вкусные шоколадные конфеты - «бутылочки с сиропом». При их изготовлении сталкиваются с противоречием:- Сладкий желеподобный сироп должен быть горячим, чтобы его легко было залить в шоколадную бутылочку, но тогда плавится шоколад - Если сироп холодный, то шоколад не плавится, но очень трудно его залить. Что делать? Делают наоборот: сироп не нагревают, а замораживают в виде бутылочки, а шоколад делают жидким и окунают в него бутылочку.

2. Приём «Обрати вред в пользу». Это трудный, но в то же время мудрый прием. Он требует хорошо знать систему, знать, что в ней плохо, попытаться обратить вред в пользу. Например, В настоящее время резко уменьшилось число работающих промышленных предприятий и сельских хозяйств. Это плохо. А что хорошего? Ответ: Экологическая обстановка многих районов стала заметно лучше. Чарльз Дарвин в детстве много болел. Это плохо. А что хорошего? Ответ: Это закалило его волю и он дал человечеству новую научную концепцию жизни на Земле. Жак Ив Кусто рассказал о таком случае. В месте, где нерестится рыба, затонуло рыболовецкое судно. Это плохо. А что хорошего? Судно стало мешать ловить в этом районе рыбу, так как появилась опасность потерять очень дорогие капроновые сети

2. Экспресс-исследование По такому типу строится исследовательская деятельность учащихся в пятом классе. На экскурсиях даются индивидуальные задания для проведения эмпирических исследований, какие птицы живут в городе, какие декоративные растения используются для озеленения улиц.

3. Теоретические экспресс-исследования ориентированы на работу по изучению и обобщению фактов, материалов, содержащихся в разных источниках. Темы таких исследований должны позволять изучать самые разные объекты в их реальном окружении, в действии, давать большой материал и позволяют увидеть множество тем для собственных изысканий, построения различных гипотез. Возможная тематика исследований: “Приспособленность растений степей к засушливым условиям обитания”, “Особенности насекомоядных растений”, “Приспособления растений к опылению”, “Приспособления насекомых к сбору пыльцы и нектара”. По результатам исследований авторы делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы. В 7-9-х классах теоретические исследования оформляются в виде реферата, содержащего гораздо больший объем информации по выбранному направлению исследования. В процессе поиска информации для написания реферата ученик приобретает навыки работы с каталогами в библиотеке, классификации и систематизации материала, знакомится с основами оформления текстовых документов, учится выделять главное, анализировать данные и делать выводы. Работа над рефератом помогает глубже разобраться в теме, усвоить ее, вырабатывает навыки организованности и целеустремленности, необходимые при изучении любого предмета.

4.Проведение учебного эксперимента. Сюда относятся все лабораторные и практические работы по биологии, начиная с 6-го класса и заканчивая 11 классом. Выполняя лабораторную работу, ученик получает субъективно новые знания. При выполнении этих работ учащиеся приобретают навыки наблюдения, фиксирования и правильного оформления результатов наблюдений, анализа полученных данных, делают выводы. Например, изучение строения плесневого гриба - мукора. Проблемным вопросом при изучении плесневого гриба может быть нахождение разницы и выявление ее причины между рассмотренными временными микропрепаратами плесневого гриба, развивающегося на субстрате в начальном периоде развития и во время созревания спор. Учащиеся выполняют работу на своих рабочих местах с использованием светового микроскопа. Учебный эксперимент - один из продуктивных методов обучения.

5. Исследования-соревнования. На уроках также эффективны. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся 10-11 класса предоставляется такая возможность. Заранее готовлю учебный текст. Этим текстом может быть раздел учебника: «Теория происхождения жизни на Земле», «Происхождение видов», «Основы цитологии» и др. При составлении шпаргалки внимание учащихся становится избирательным, учащиеся стараются выбрать тот текст, который является главным, основополагающим всей темы. Отдельные сюжеты шпаргалки объединяются логическими связями. Этот метод учит учащихся рационально использовать научную литературу.

6. Нетрадиционные уроки (урок-презентация «Многообразие и происхождение пресмыкающиеся», урок - дискуссия «Происхождение человека»).

К дискуссии учащиеся готовятся самостоятельно. По теме обсуждения они исследуют не только учебную литературу, но и дополнительную, для того, чтобы показать свою значимость в обсуждаемом вопросе. При подготовке сообщений, учащиеся часто выискивают «каверзные» вопросы для участия в дискуссии.

7. Исследовательские проекты Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом теоретических экспресс- исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Однако, для выполнения учебного проекта одного урока недостаточно.

Домашние задания также могут носить исследовательский характер:

1. Описание растений и животных по плану Задание: Охарактеризуйте шиповник по следующему плану.1. Жизненная форма растения 2. Продолжительность жизни растения.3. Цветковое или нецветковое.4. Высшее или низшее. 5. Имеет вегетативный подземный орган (какой?)6. Орган полового размножения, заключенный в плод.7. Осевой вегетативный орган, несущий на себе листья и почки. 8. Генеративный орган, в котором развивается семя.

2. Наблюдение за живыми объектами (за поведением рыб в аквариуме, поведением хомячка в клетке, реакцией комнатных растений на время суток и др.)

3. Наблюдение за своим организмом (частота дыхания после физической нагрузки, реакция организма на время суток и др.)

4. Опыты с растениями и домашними животными (выработка условных рефлексов).Например: Выработка условного рефлекса у рыб.

5. Творческие задания - стихи, сочинения «Путешествие с капелькой воды по зеленому растению», «Путешествие с молекулой кислорода по организму», «Путешествие по клетке», кроссворды, викторины, презентации.

Летние задания: 1. Составить гербарий (различных семейств покрытосеменных растений, виды сложных листьев у растений, виды жилкования листьев у растений и др.) 2. Составление коллекций (коллекция бабочек, коллекция раковин брюхоногих или двустворчатых моллюсков и др.)

Виды исследовательской деятельности во внеурочное время:

1. Подготовка и участие в олимпиадах по биологии.

2. Участие в конкурсах, природоохранных мероприятиях и акциях «Наш дом - Земля», «Птица года» и другие.

3. Участие в образовательных экспедициях (экскурсиях по экологической тропе, походах по родному краю)

4. Проведение кружков «Юный друг природы», «Юные исследователи природы родного края», «Школьный экологический мониторинг», элективных курсов «Твои возможности, человек».

5. Написание творческих работ.

6. Написание рефератов, например, «Грибы-подснежники».

7. Выполнение мини - исследований, например, «Моё любимое дерево», Моё любимое животное».

8. Создание буклетов.

9. Создание презентаций

10. Создание моделей (цветкового растения, побега)

11. Создание книги юного биолога, например - 8 класс («Эволюция человека», «Анализаторы. Орган слуха» и др).

Учебно-исследовательская деятельность –
это деятельность, главной целью
которой является образовательный
результат, она направлена на обучение
учащихся, развитие у них
исследовательского типа мышления.

Н.П. Харитонов

Современный этап развития общества протекает в условиях гиперконкуренции. При этом, в качестве наиболее значимых факторов конкурентноспособности берутся: наличие квалифицированных, творчески мыслящих кадров; умение организовывать их творческую деятельность; готовность воспринимать новаторскую мысль и создать условия для её воплощения в жизнь.

Однако в современной российской школе большая часть знаний преподносится в готовом виде и не требует дополнительных поисковых усилий и основной трудностью для учащихся является самостоятельный поиск информации, добывание знаний. Поэтому одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента – исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованием программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив учебной деятельности в целом.

Проблема исследования связана с преодолением противоречия между необходимостью активизации познавательной деятельности, развития исследовательских наклонностей школьника, его познавательного интереса к изучению биологии и преобладанием анатомо-морфологического материала в содержании школьного курса биологии.

Еще Сухомлинский отмечал: « Страшная эта опасность – безделие за партой, безделие месяцы, годы. Это развращает морально, калечит человека и... ничего не может возместить того, что упущено в самой главной сфере, где человек должен быть тружеником – в сфере мысли».

Разнообразие объектов и процессов, изучаемых на уроках биологии, обеспечивает огромные возможности для исследовательской деятельности, в процессе которой обучающиеся учатся излагать свои мысли, работать индивидуально, в группе и в коллективе, конструировать прямую и обратную связь. Организация исследовательской деятельности позволяет учителю обеспечить самостоятельную отработку пропущенного учебного материала – например, провести самостоятельное исследование по заданной теме в форме наблюдения и записать результаты, а так же мотивировать успешного ученика головоломным заданием – например, провести исследование на базе медиа – лаборатории с использованием компьютера и защитить результаты исследования. Элементы исследовательской деятельности на уроках биологии можно вводить уже в 6-х и даже в 5-х классах. Для активизации исследовательской деятельности у младших школьников и формирования мотивации, целесообразно их знакомство с исследовательскими работами старшеклассников. Данная система поэтапного приобщения учащихся к исследовательской деятельности содействует развитию у них интереса к знаниям в области биологии, а так же выявлению талантливых и одаренных школьников.

Во время исследовательской работы каждый ученик имеет возможности реализовать себя, применить имеющиеся у него знания и опыт, продемонстрировать свою компетентность, ощутить успех.

В ходе работы над учебным исследованием возможно и целесообразно развитие следующих исследовательских умений: понимание сущности проблемы и формулирование проблемного вопроса, формулирование и обоснование гипотезы, определение задач исследования, отбор и анализ литературных данных, проведение эксперимента или наблюдения, фиксирование и обработка результатов, формулирование выводов, оформление отчета о выполнении исследования. А также развитие таких коммуникативных умений и навыков, как организация внутригруппового сотрудничества, совместная выработка способов действий, публичная презентация работы.

Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, базироваться на их интересах. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны превышать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью и непонятностью.

Структура исследовательской деятельности определяется следующим образом:

Поисковая активность -> анализ -> оценка -> прогнозирование развития ситуации -> действия -> поисковая активность.

Виды исследовательской деятельности на уроке:

1. Применение исследовательских методов изучения (учитель предлагает проблемное задание, учащиеся без помощи учителя ищут способ решения)

Этот метод предполагает максимально самостоятельную деятельность учащихся по получению и усвоению знаний и умений. При этом в основе метода лежит отчетливая цель – обеспечить усвоение опыта творческой деятельности.

На своих уроках исследовательский метод я использую при решении творческих биологических задач.
Для успешного решения биологических задач использовались элементы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).
ТРИЗ имеет большое количество приемов и способов, помогающих создать решение и «извлечь» решение из подсознания.
В своей деятельности я использовал такие приемы, как:

1. Прием «Наоборот»

Есть очень вкусные шоколадные конфеты – «бутылочки с сиропом». При их изготовлении сталкиваются с противоречием: – Сладкий желеподобный сироп должен быть горячим, чтобы его легко было залить в шоколадную бутылочку, но тогда плавится шоколад. – Если сироп холодный, то шоколад не плавится, но очень трудно его залить. Что делать?

Делают наоборот: сироп не нагревают, а замораживают в виде бутылочки, а шоколад делают жидким и окунают в него бутылочку.

2. Прием «Обрати вред в пользу».

Это трудный, но в то же время мудрый прием. Он требует хорошо знать систему, знать, что в ней плохо, попытаться обратить вред в пользу.
Например,

В настоящее время резко уменьшилось число работающих промышленных предприятий и сельских хозяйств. Это плохо. А что хорошего?

Ответ: Экологическая обстановка многих районов стала заметно лучше.

Чарльз Дарвин в детстве много болел. Это плохо. А что хорошего?

Ответ: Это закалило его волю и он дал человечеству новую научную концепцию жизни на Земле.

Жак Ив Кусто рассказал о таком случае. В месте, где нерестится рыба, затонуло рыболовецкое судно. Это плохо. А что хорошего? Судно стало мешать ловить в этом районе рыбу, так как появилась опасность потерять очень дорогие капроновые сети

2. Экспресс-исследование

По такому типу строится исследовательская деятельность учащихся в пятом классе. На экскурсиях даются индивидуальные задания для проведения эмпирических исследований, какие птицы живут в городе, какие декоративные растения используются для озеленения улиц города.

Учащиеся 5-6 классов достаточно успешно справляются с этой формой исследования. Так, при изучении темы “Приспособленность животных и растений к условиям окружающей среды” ребята по материалам учебника знакомятся с тем, как приспособлены к обитанию в засушливых условиях кактусы, верблюжья колючка, как приспособлены к обитанию в наземно-воздушной и водной средах пингвины и ластоногие млекопитающие.

Возможная тематика исследований : “Приспособленность растений степей к засушливым условиям обитания”, “Особенности насекомоядных растений”, “Приспособления растений к опылению”, “Приспособления насекомых к сбору пыльцы и нектара”. По результатам исследований авторы делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы.

В 7-9-х классах теоретические исследования оформляются в виде реферата, содержащего гораздо больший объем информации по выбранному направлению исследования. В процессе поиска информации для написания реферата ученик приобретает навыки работы с каталогами в библиотеке, классификации и систематизации материала, знакомится с основами оформления текстовых документов, учится выделять главное, анализировать данные и делать выводы. Работа над рефератом помогает глубже разобраться в теме, усвоить ее, вырабатывает навыки организованности и целеустремленности, необходимые при изучении любого предмета.

4. Проведение учебного эксперимента

Сюда относятся все лабораторные и практические работы по биологии, начиная с 6-го класса и заканчивая 11 классом. Выполняя лабораторную работу, ученик получает субъективно новые знания.

При выполнении этих работ учащиеся приобретают навыки наблюдения, фиксирования и правильного оформления результатов наблюдений, анализа полученных данных, делают выводы.

В 6 классе при проведении лабораторных работ организую небольшое исследование с помощью цифрового микроскопа.

Например, изучение строения плесневого гриба мукора. Проблемным вопросом при изучении плесневого гриба может быть нахождение разницы и выявление ее причины между рассмотренными временными микропрепаратами плесневого гриба, развивающегося на субстрате в начальном периоде развития и во время созревания спор. Учащиеся выполняют работу на своих рабочих местах с использованием светового микроскопа. Учитель демонстрирует микропрепараты с помощью цифрового микроскопа.
Учебный эксперимент – один из продуктивных методов обучения.

5. Исследования-соревнования

На уроках также эффективны. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся 10-11 класса предоставляется такая возможность. Заранее готовлю учебный текст. Этим текстом может быть раздел учебника: «Теория происхождения жизни на Земле», «Происхождение видов», «Основы цитологии» и др. При составлении шпаргалки внимание учащихся становится избирательным, учащиеся стараются выбрать тот текст, который является главным, основополагающим всей темы. Отдельные сюжеты шпаргалки объединяются логическими связями. Этот метод учит учащихся рационально использовать научную литературу.

6. Нетрадиционные уроки (урок-презентация «Древние пресмыкающиеся», урок – дискуссия «Происхождение человека»)

7. Исследовательские проекты

Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом теоретических экспресс-исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Однако, для выполнения учебного проекта одного урока недостаточно.

Домашние задания также могут носить исследовательский характер:

1. Описание растений и животных по плану

Задание : Охарактеризуйте шиповник по следующему плану.

1. Жизненная форма растения
2. Продолжительность жизни растения.
3. Цветковое или нецветковое.
4. Высшее или низшее.
5. Имеет вегетативный подземный орган (какой?)
6. Орган полового размножения, заключенный в плод.
7. Осевой вегетативный орган, несущий на себе листья и почки.
8. Генеративный орган, в котором развивается семя.

2. Наблюдение за живыми объектами (за поведением рыб в аквариуме, поведением хомячка в клетке, реакцией комнатных растений на время суток и др.)

3. Наблюдение за своим организмом (частота дыхания после физической нагрузки, реакция организма на время суток и др.)

4. Опыты с растениями и домашними животными (выработка условных рефлексов).

Например: Выработка условного рефлекса у рыб.

При проведении опыта учащиеся пользуются инструктивной карточкой.

Инструктивная карточка

Тема: «Нервная система рыб»
Цель: Изучить особенности формирования условных рефлексов у рыб»
Оборудование: аквариум с рыбами, бусинка на нитке, рыбий корм.
Ход работы:
1. Подойдите к аквариуму с рыбами и осторожно опустите в него бусинку, подвешенную на нитке. Наблюдайте за поведением рыб.
2. Повторите данные действия несколько раз.
3. Во время опускания бусинки в воду дайте рыбам корм.
4. Повторите данные действия 3-4 дня.
5. Опустите в аквариум бусинку, не давая корма. Наблюдайте за поведением рыб в аквариуме.
6. Сделайте вывод по результатам данного опыта.

5. Творческие задания – стихи, сочинения «Путешествие с капелькой воды по зеленому растению», «Путешествие с молекулой кислорода по организму», «Путешествие по клетке», кроссворды, викторины, презентации.

Летние задания:

1. Составить гербарий (различных семейств покрытосеменных растений, виды сложных листьев у растений, виды жилкования листьев у растений и др.)
2. Составление коллекций (коллекция бабочек, коллекция раковин брюхоногих или двустворчатых моллюсков и др.)

Виды исследовательской деятельности во внеурочное время:

1. Подготовка и участие в олимпиадах по биологии, экологии.
2. Участие в конкурсах, природоохранных мероприятиях и акциях «Наш дом – Земля», «Птица года» и другие.
3. Участие в образовательных экспедициях (экскурсиях по экологической тропе, походах по родному краю)
4. Проведение кружков «Юный друг природы», «Юные исследователи природы родного края», «Школьный экологический мониторинг», элективных курсов «Твои возможности, человек».
5. Написание творческих работ.
6. Написание рефератов, например, «Грибы-подснежники».
7. Выполнение мини – исследований, например, «Моё любимое дерево», Моё любимое животное».
8. Создание буклетов.
9. Создание презентаций
10. Создание моделей (цветкового растения, побега)
11. Создание книги юного биолога, например – 8 класс («Эволюция человека», «Анализаторы. Орган слуха» и др)..
12. Оформление альбомов: («Я изучаю природоведение» – 5 класс; «Я изучаю биологию» – 6 класс).

Результативность исследовательской деятельности школьников.

Критерий

Показатели

Способ отслеживания

Развитие коммуникативных умений и навыков

Учащийся –

1. Умеет грамотно, лаконично выражать свои мысли.

2. Способен проявить толерантность в обсуждении проблемы.

3. Владеет навыками презентации своей работы.

– наблюдение за учащимися в ходе дискуссий на различные темы

– Выступление учащихся в массовых мероприятиях: конференциях, конкурсах и т.д.

– тест оценки коммуникативных умений.

Ребенок – существо само по себе деятельное. Ему нужно все пощупать, потрогать, познать. Учиться – значит исследовать мир.

Скажи мне, и я забуду,
Покажи мне, и я запомню,
Дай мне действовать самому,
И я научусь.

(Древнекитайская мудрость)

Важнейшим условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента – исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованием программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив учебной деятельности в целом.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Писаренко Надежда Ивановна,

учитель биологии

МБОУ СОШ №23

с. Новозаведенное

Ставропольский край

Организация исследовательской деятельности учащихся на уроках биологии и во внеурочное время (методические рекомендации)

В проекте федерального государственного образовательного стандарта общего образования второго поколения предъявляются высокие требования к метапредметным результатам освоения выпускниками школы программы по биологии. Выпускники должны овладеть составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы, объяснять, доказывать, защищать свои идеи.

Каждый учитель хочет, чтобы его ученики хорошо учились, с интересом и желанием занимались в школе. В этом заинтересованы и родители учащихся. Но подчас и учителям, и родителям приходится с сожалением констатировать: «не хочет учиться», «мог бы прекрасно заниматься, а желания нет». В этих случаях мы встречаемся с тем, что у ученика не сформировались потребности в знаниях, нет интереса к учению.
В чем сущность потребности в знаниях? Как она возникает? Как она развивается? Какие педагогические средства можно использовать для формирования у учащихся мотивации к получению знаний?

В своей педагогической практике важное место я отвожу исследовательской работе - работе, связанной с решением творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным результатом. Учебное исследование имеет целью приобретение учащимися навыка исследовательской деятельности, освоения исследовательского типа мышления, формирования активной позиции в процессе обучения.

Какие же конкретно задачи я ставлю при обучении учеников проектной и исследовательской деятельности? Их можно наметить несколько, но ведущими будут следующие:

формировать и развивать творческие способности ученика;
развивать умения и навыки в постановке проблем и нахождения способов их решений;
создать мотивирующий фактор в обучении и самообразовании;
заложить основы чувства индивидуальной ответственности за свои поступки, принятые решения и действия;
развить у ученика коммуникативные умения и навыки и т.д.

Грамотно проводить исследования может не только человек, занимающийся наукой профессионально, но и тот, кто еще учится в школе. Поэтому одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента – исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованием программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив учебной деятельности в целом.

Еще Сухомлинский отмечал: «Страшная эта опасность – безделие за партой, безделие месяцы, годы. Это развращает морально, калечит человека и … ничего не может возместить того, что упущено в самой главной сфере, где человек должен быть тружеником – в сфере мысли».

Элементы исследовательской деятельности на уроках биологии применяю уже в 6-х и даже в 5-х классах.

В курсе «Природоведение» на уроках по темам: «Животные клетки», «Разнообразие живого», «Среды обитания», «Методы изучения живой природы» и т. д. дети с большим интересом рассматривают под микроскопом одноклеточные и многоклеточные организмы. Они изучают, наблюдают, сравнивают, исследуют.

Проведение учебного эксперимента

Например, изучение строения плесневого гриба мукора. Проблемным вопросом при изучении плесневого гриба может быть нахождение разницы и выявление ее причины между рассмотренными временными микропрепаратами плесневого гриба, развивающегося на субстрате в начальном периоде развития и во время созревания спор. Учащиеся выполняют работу на своих рабочих местах с использованием светового микроскопа. Я демонстрирую микропрепараты с помощью цифрового микроскопа.
Учебный эксперимент – один из продуктивных методов обучения.

Большое внимание уделяю практическим работам в разделе «Общая биология», которые можно использовать в экологии при изучении «отдельных» тем. Время проведения практических работ - в течение года. Цель проведения подобных работ - совершенствование умений и навыков, учащихся по организации поисковой и исследовательской деятельности. Задания практических работ имеют экологическую направленность и выполняются индивидуально или в группах. Они создают условия для личной заинтересованности ученика в конечном результате его деятельности и в самом процессе его достижения.

Нетрадиционные уроки (урок-презентация, урок – дискуссия)

Исследовательские проекты

Исследовательские проекты считаю высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом теоретических экспресс-исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Однако, для выполнения учебного проекта одного урока недостаточно.

Домашние задания также могут носить исследовательский характер:

1. Описание растений и животных по плану

2.Наблюдение за живыми объектами (за поведением рыб в аквариуме, поведением хомячка в клетке, реакцией комнатных растений на время суток и др.)

3. Наблюдение за своим организмом (частота дыхания после физической нагрузки, реакция организма на время суток и др.)

4. Опыты с растениями и домашними животными (выработка условных рефлексов).

5.Творческие задания – стихи, сочинения «Путешествие с капелькой воды по зеленому растению», «Путешествие с молекулой кислорода по организму», «Путешествие по клетке», кроссворды, викторины, презентации.

Летние задания:

Для активизации исследовательской деятельности у младших школьников и формирования мотивации знакомлю их с исследовательскими работами старшеклассников. Данная система поэтапного приобщения учащихся к исследовательской деятельности содействует развитию у них интереса к знаниям в области биологии, а так же выявлению талантливых и одаренных школьников.

Формирование исследовательских навыков происходит не только в учебное время, но и во внеурочное.

Виды исследовательской деятельности во внеурочное время:

1. Подготовка и участие в олимпиадах по биологии, экологии.
2. Участие в конкурсах, природоохранных мероприятиях и акциях.

3. Участие в образовательных экспедициях (экскурсиях по экологической тропе, походах по родному краю). Конкурс фоторепортажей об экологической, социально- полезной деятельности « Эко-Око».
4. Проведение кружков, элективных курсов.

5. Написание творческих работ.
6. Выполнение мини – исследований.
7. Создание буклетов.
8. Создание презентаций
9. Создание моделей.
10. Оформление альбомов.

На протяжении нескольких лет я возглавляю научное экологическое объединение учащихся «Исследователи природы». Программа НЭОУ «Исследователи природы» предназначена для развития интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности мышления, приобщения учащихся к научным исследованиям, подготовки к предметным олимпиадам, к сдаче выпускных экзаменов.

Программу отличает целостность, главной идеей является выявление закономерностей развития и разнообразия жизни на Земле, взаимосвязи этих процессов и роли их в культуре человека. Содержание программы отражает состояние науки и ее взаимосвязи с решением современных проблем.

Члены научного общества проводят рейды и акции природоохранного значения, принимают участие в благоустройстве территории школы и села, озеленении, участвуют в акции по очистке реки Кума.

Задания исследовательского характера увлекают детей. Исследовательскую деятельность провожу в три этапа: исследовательские игры для детей 5-6 классов; исследовательские проекты для среднего звена 7-8 классы; научно-исследовательские работы 9-11 классы. Получая собственный экспериментальный материал, обучающиеся проводят анализ и делают выводы о характере исследуемого материала. Например, в работе «Питание птиц зимой» ребята подсчитывают количество птиц в районе школьного участка, наблюдают за их поведением и делают выводы о характере их питания, разнообразии. Работа «Сохраним родники» позволяет узнать много интересного о свойствах воды, прикоснуться к истории родного края.

Опыт исследовательской деятельности – необходимый компонент подготовки школьников к решению многообразных учебных, впоследствии – жизненных задач, в том числе и выбора будущей профессии.

Итогом исследовательской деятельности является участие учеников в конкурсах, научно-практических конференциях муниципального и регионального уровней: «Зеленая планета», «Юннат», «Подрост», «Юные исследователи окружающей среды».

В ходе работы над учебным исследованием происходит развитие следующих исследовательских умений: понимание сущности проблемы и формулирование проблемного вопроса, формулирование и обоснование гипотезы, определение задач исследования, отбор и анализ литературных данных, проведение эксперимента или наблюдения, фиксирование и обработка результатов, формулирование выводов, оформление отчета о выполнении исследования, а также развитие таких коммуникативных умений и навыков, как организация внутригруппового сотрудничества, совместная выработка способов действий, публичная презентация работы.

Привлекая учащихся к исследованиям, учитываю их интересы. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно - значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако, предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны превышать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью и непонятностью.

Так, например, теоретические экспресс-исследования ориентированы на работу по изучению и обобщению фактов, материалов, содержащихся в разных источниках. Темы таких исследований позволяют изучать самые разные объекты в их реальном окружении, в действии, давать большой материал и позволяют увидеть множество тем для собственных изысканий, построения различных гипотез.

Учащиеся 5-6 классов успешно справляются с такой формой исследования. Так, при изучении темы “Приспособленность растений к условиям окружающей среды”, ребята по материалам учебника знакомятся с тем, как приспособлены к обитанию в засушливых условиях кактусы, верблюжья колючка. Возможная тематика исследований: “Приспособленность растений степей к засушливым условиям обитания”, “Приспособления растений к опылению”, “Приспособления насекомых к сбору пыльцы и нектара”. По результатам исследований ребята делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы.

Развитие новых информационно-коммуникационных технологий требует иного подхода к преподаванию школьных предметов. Увеличивающийся поток информации лучше усваивается учениками, если он излагается в доступной, наглядной форме. Этим требованиям отвечает работа с презентациями.

Готовые презентации по биологии использую в качестве наглядного и краткого пособия при изучении нового материала, закреплении знаний, коррекции знаний. Наиболее эффективной является работа в сотрудничестве «ученик - учитель биологии - учитель информатики». При этом создаются условия для реализации творческого потенциала учащихся, развития интереса к предмету. Ученик, сам, создавая презентацию, переосмысливает получаемую информацию и передает ее одноклассникам.

При этом повышается качество знаний самого ученика.

Изложение материала в форме презентаций занимает немного урочного времени, при этом не теряется эффективность обучения. Это наиболее ценно при повторении материала и подготовке к экзаменам.

Работая в сотрудничестве с учениками, создаю методическую копилку презентаций, которую можно использовать и при изучении новых тем, при повторении, при индивидуальной коррекции знаний.

Приобретаемые навыки работы с научной литературой, интернет-ресурсами способствуют не только учебной деятельности и выбору профессии, но и обогащают жизненный опыт подростка.

Мы сотрудничаем: вместе ставим цели и задачи, корректируем наблюдения, отбираем факты, значимые в данной работе, формулируем гипотезу, составляем план для проведения наблюдения. Ученики работают с огромным объемом информации по теме (отбирают, анализируют и применяют в работе).

Ученик, выполнив проект и защитив его, учится:

планировать работу;
письменно и устно представлять результаты своей работы;
защищать и отстаивать свою точку зрения;
отвечать за результаты работы;
оформлять работу и т.д.

Постоянно овладевая умениями и навыками рационального учебного труда, тренируя себя по вопросам и заданиям, наблюдениям и опытам с натуральными об ъ ектами, учащиеся самостоятельно приобретают знания, дополняя и углубляя.

Таким образом, проектная и исследовательская деятельность учащихся, как никакая другая учебная деятельность, поможет учителям сформировать у ученика качества, необходимые ему для дальнейшей учебы, для профессиональной и социальной адаптации, причем, независимо от выбора будущей профессии.

Одним из достижений современной цивилизации является создание Всемирной информационной сети, без которой сейчас невозможно представить деятельность учителя и организацию научно-исследовательской работы с учащимися. Одним из способов применения современных средств обучения является создание Web – сайта. Создание сайта нацелено на определение того сообщения, которое мы хотим донести до аудитории. Я считаю, что создание сайта – это процесс обретения лица и имиджа учителя. С этой целью я сконструировала и разместила в сети Личный сайт учителя. Хотелось сделать его стильным, удобным, информативным и посещаемым. На своих страницах я постаралась разместить информацию, которая, надеюсь, окажется полезной не только для учителей биологии, но также для учащихся и их уважаемых родителей.

Самостоятельный поиск информации имеет смысл поручать в первую очередь старшеклассникам. На уроках в классах среднего звена использование материалов, полученных из Интернета, носит в большей степени познавательно-развлекательный характер, позволяет дополнительно заинтересовать учащихся и расширить их кругозор.

Введение технологии организации исследовательской деятельности в сочетании с информационными технологиями при изучении биологии позволяет:

1. Интенсифицировать все уровни образовательного процесса;

2. Рационально организовать познавательную деятельность учащихся;

3. Построить открытую систему образования, обеспечивающую каждому ученику собственную траекторию обучения;

4. Изучать явления и процессы внутри сложных биологических систем на основе использования средств компьютерной графики и компьютерного моделирования;

5. Представлять в удобном для изучения масштабе времени различные биологические процессы.

Появляется возможность в большей степени использовать некоторые универсальные особенности личности ребенка – естественный интерес и любопытство ко всему, потребность в общении и игре, а самое главное помогает заложить основу человеческого развития – стремление и способность к обучению в течение всей жизни.

Выводы

Проектная и исследовательская деятельность учащихся способствует лучшему усвоению учебного материала
Отмечается повышение интереса к предмету при использовании разных методов обучения.
Проектная и исследовательская деятельность способствуют развитию навыков самостоятельной работы учащихся, творческого подхода к решению проблем.
Отрабатываются навыки работы с различными источниками дополнительной информации.
Работая по собственному плану действий, ученик меняет виды работ (практическая работа чередуется с теоретической), что важно для снижения утомления и выполнения здоровьесберегающего подхода к обучению.

Учебное исследование становится реальным не тогда, когда нам вдруг захочется его вести, а тогда, когда мы сумеем подготовить к этому уровню работы и себя, и учеников.

Воспитание ученика-исследователя открывает широкие возможности для развития активной творческой личности, способной вести самостоятельный поиск, делать собственные открытия.

За время организации научно-исследовательской работы с учащимися я убедились в эффективности данной инновации. Это проявляется в повышении интереса учащихся к изучаемому предмету, в увеличении количества участников и призеров школьных и муниципальных олимпиад, конкурсов, многие из которых поступают в ВУЗы на факультеты естественно-научного профиля.

Организация исследовательской деятельности обучающихся

на уроках биологии и химии

(описание системы работы Коршуновой Светланы Валерьевны

учителя биологии и химии)

Как научить ребёнка мыслить творчески? Развить познавательную активность, самостоятельность? Эти вопросы волнуют всех учителей, родителей. На смену традиционной технологии обучения в школе должно прийти обучение нового типа, основной задачей которого будет не столько приобретение суммы знаний, сколько интеллектуальное развитие ребёнка, формирование умений самостоятельно приобретать знания, учебно-исследовательских умений и навыков. У современного учителя выбор методических путей и приёмов, новых технологий для решения образовательных и воспитательных задач обучения достаточно велик.

Исследовательская деятельность направлена на удовлетворения специфических познавательных потребностей учащихся, которые стремятся к более глубокому изучению интересующих их вопросов.

Выполнение исследовательской работы формирует у ребёнка умение самостоятельно думать, мыслить, развивать творческий интерес.

В последнее время интерес детей к обучению теряется. Их не привлечешь обычными демонстрациями опытов и плакатов. Ребята получают большую информацию через телевидение, Интернет. Нужно, чтобы ребёнок не бездумно, всё подряд, а осознанно получал знания. Я считаю, что исследовательская работа подталкивает детей к осмысленному обучению, поддерживает интерес к учению, даёт возможность показать ребёнку его значимость, причастность к происходящему.

Исследовательскую работу я использую как на уроках биологии и химии, так и во внеурочное время: на предметных неделях, на занятиях научного общества «Уникум». Добиться усвоения знаний учащихся можно не только многократным повторением, закреплением и воспроизведением изученного материала, но и вовлечением учащихся в исследовательскую деятельность, в ходе которой они сами самостоятельно решают поставленные задачи и ясно осознают изучаемое. Этот способ является более эффективным.

Цель: обучение учащихся, направленное на образовательный результат, развитие у них исследовательского типа мышления и творческое развитие личности.

Задачи:

Создать условия для приобретения учащимися средств познания и исследования мира;

Создать условия для появления у учащихся мотива к самоизменению, личностному росту;

Развивать креативные способности;

Активизировать учебно-познавательную деятельность учащихся при помощи информационных технологий;

Создать благоприятные условия для самореализации личности.

Объект исследования: процесс обучения учащихся биологии и химии

Предмет исследования: исследовательская деятельность обучающихся

Гипотеза: можно предположить, развивая исследовательский тип мышления обучающихся увеличится самостоятельный поиск информации, повысится их творческая деятельность, уровень самообразования, что приведет к повышению качества обучения и усвоения нового материала.

1.1Основные понятия исследовательской деятельности школьника

Понятие «исследовательская деятельность школьников» в педагогической литературе рассматривается с позиции организации такой деятельности педагогами. Как правило, под организацией исследовательской работы школьников понимается, прежде всего, использование педагогами определенных форм и методов работы, способствующих развитию исследовательских умений учащихся.

Учебная исследовательская деятельность – это специально организованная, познавательная творческая деятельность учащихся, по своей структуре соответствующая научной деятельности, характеризующаяся целенаправленностью, активностью, предметностью, мотивированностью и сознательностью, результатом которой является формирование познавательных мотивов, исследовательских умений, субъективно новых для учащихся знаний или способов деятельности.

Любая научно-исследовательская работа по утверждению Ивочкиной Т. и Ливерц И. состоит из следующих этапов:

Этап 1. Мотивация научно-исследовательской работы.

Приобщение к научно-исследовательской работе начинается с мотивации. Именно на этой стадии каждый участник будущей работы должен увидеть вполне конкретные выгоды. Обычно учащиеся впервые сталкиваются с научными исследованиями и абстрактные обещания здесь неуместны. Очень важно наряду с моральными увидеть и понятные материальные стимулы – от защиты реферата на переводных экзаменах до получения преимуществ при поступлении в выбранный вуз.

Этап 2. Выбор направлений исследований.

Это наиболее сложный этап. Здесь всё определяется профилем данного класса и возможностями детей. Объём исследований должен быть таким, чтобы детский коллектив уложился в сроки назначенные учителем.

Этап 3. Постановка задачи

На этом этапе сначала фиксируется достигнутый настоящий уровень знаний и желаемая конкретная цель. Дети должны сформировать цельную картину предмета и будущих исследований. Этап заканчивается обсуждением в детском коллективе с формулировкой понятных целей предстоящей работы в самом лаконичном виде, а если возможно, то и в формализированном (математическом) виде.

Этап 4. Фиксация и предварительная обработка данных.

На этой стадии проводятся непосредственные наблюдения, их результаты фиксируются. Позиция исследовательской технологии на этом этапе – активно-наблюдательная. Очень важно не вмешиваться в творческий процесс, пока это возможно, а лишь предлагать схемы для сортировки данных и задавать вопросы: «Почему?...Что из этого следует?...Что будет, если?...»

Этап 5. Обсуждение результатов исследований, выдвижение и проверка гипотез.

Обсуждение необходимо для того, чтобы предположения и догадки облечь в форму гипотез, подлежащих проверке. Форма дискуссии любая, но по возможности демократичная. При этом каждый участник работы должен высказать свою точку зрения. Дух соревнования вполне приемлем – это мощный стимул в детском коллективе. Итак, гипотезы сопоставляются с данными экспериментов или фактами, подтверждаются или опровергаются, становятся утверждениями, которые формулируются как результат исследований. Особо следует остановится на случае, когда все выдвинутые гипотезы не подтверждаются и не удалось достичь сформулированных на третьем этапе целей. Результат исследований – отрицательный. Но отрицательный результат тоже результат и заслуживает представления.

Этап 6. Оформление результатов работы.

Требования по оформлению работы стандартны и лишь незначительно меняются.

Идея использования исследования как метода обучения известна со времен Сократа (беседа–исследование), организация целенаправленного обучения, при котором ученик ставился в положение первого исследователя определенной проблемы и должен был самостоятельно найти решение и сделать выводы появились в педагогике в конце 19 века (А.Я. Герд, М.М. Стасюлевич, Р.Э. Армстронг, Т. Гексли), впоследствии широко использовался в отечественной практике (Б.В. Всесвятский, И.П. Плотников, В.Я. Стоюнин, И.И. Срезневский, К.П. Ягодовский и др.).

Термин «исследовательский метод» был предложен Б.Е. Райковым в 1924 году, под которым он понимал «…метод умозаключения от конкретных фактов, самостоятельно наблюдаемых учащимися или воспроизводимых ими на опыте». В педагогической литературе также используются другие названия этого метода - эвристический, лабораторно–эвристический, опытно–испытательный, метод лабораторных уроков, естественнонаучный, исследовательский принцип (подход), метод эвристического исследования, метод проектов и др.

Научно-исследовательская деятельность - такая форма организации учебно-воспитательной работы, которая связана с решением обучающимся творческой, исследовательской задачи в различных областях знания с заранее неизвестным результатом.

Логика каждого исследования специфична. Исследователь должен исходить из характера интересующей его проблемы. И лишь потом, ставятся цели и задачи предстоящей работы. После чего обязательно анализируется уже имеющийся конкретный материал, которым располагает ученик, а также оснащённость исследования и свои возможности.

Проблема исследования принимается как категория, означающая нечто неизвестное, что предстоит открыть, доказать.

Тема отражает проблему в ее характерных чертах. Удачная, точная в смысловом отношении формулировка темы уточняет проблему, очерчивает рамки исследования, конкретизирует основой замысел, создавая, тем самым, предпосылки успеха работы в целом. Актуальность выбранной темы обосновывает необходимость исследования.

Объект исследования - это область, в рамках которой содержится то, что будет изучаться. Это совокупность связей, отношений и свойств, которая служит источником необходимой для исследователя информации.

Предмет исследования более конкретен и включает только те связи и отношения, которые подлежат непосредственному изучению в данной работе, он устанавливает границы научного поиска в каждом объекте.

Цель формулируется кратко и предельно точно, в смысловом отношении выражая то основное, что намеревается сделать исследователь. Любая цель начинается с глаголов "выяснить", "выявить", "сформировать", "обосновать", "провести" и т.д. Цель конкретизируется и развивается в конкретных задачах исследования . В задачах выстраивается комплекс проблем, которые необходимо решать в ходе эксперимента.

Экспериментальные исследования требуют формулирования гипотезы. Гипотеза исследования - это развернутое предположение, где максимально подробно изложена модель, методика, система мер, т.е. технология того нововведения, за счет которого ожидается достижение цели исследования. Гипотез может быть несколько - какие-то подтвердятся, какие-то нет. Как правило, гипотеза формулируется в виде сложноподчинённого предложения: "Если…, то…" или "Чем…, тем…". В ходе эксперимента гипотеза может уточняться, дополняться, развиваться, отвергаться.

Выбор конкретных методик и методов исследования определяется, прежде всего, характером объекта изучения, предметом, целью и задачами исследования. Методика - это совокупность приемов, способов исследования, порядок их применения и интерпретации полученных с их помощью результатов.

Необходимым компонентом программы эксперимента является установление сроков исследования. Сроки должны быть достаточны для проверки воспроизводимости, надежности и стабильности результатов, их обсуждения и апробации. Проведение эксперимента осуществляется по плану. Основанием плана являются этапы исследования , рекомендуется выделение нескольких этапов исследованию.

Научно-исследовательскую работу на уроках химии я рассматриваю так: создание проблемных ситуаций на уроке, поиск решения как теоретический, так и через эксперимент, анализ полученных результатов, наблюдений, затем выводы и обобщения. Такой несложный механизм технологии научно-исследовательской работы в школе. Эту работу можно начинать с первых уроков химии. Например, в теме: “Что изучает химия? Каков путь изменения этого предмета?”, можно предложить для исследования вопрос: зачем нужно изучать химию? Создается, как бы, мини педагогическая мастерская, где каждый ученик делится своим жизненным опытом, знаниями, которые складываются в совместную научную копилку. Каждой паре учащихся предлагаю научно-популярную литературу по вопросам прикладной химии, через 10 минут эта “копилка” пополняется дополнительными сведениями. То есть мы совместно подходим к осознанию значимости данной науки и можем оценить высказывание нашего знаменитого соотечественника М.В. Ломоносова: “широко распростирает химия руки свои в дела человеческие”. И так, шаг за шагом, от собирания фактов к обобщению, мы осваиваем основные химические понятия и законы. К 9 классу багаж знаний уже достаточен, чтобы перейти к освоению нового этапа научно-исследовательской деятельности. Ежегодно образуется группа учащихся, которых серьезно увлекает прикладная экология, которые желают продолжить исследовательскую работу в этом направлении. На протяжении нескольких лет обучающиеся принимают участие с исследовательскими проектами на районном слете Юных экологов.

Помимо изложенного в рамках работы, проводятся исследования в области выращивания кристаллов, изучение и опыты с комплексными соединениями, выделение индикаторов из комнатных растений и ряд других опытов и экспериментов.

В каждом ученике живет страсть к открытиям и исследованиям. Даже плохо успевающий ученик обнаруживает интерес к предмету, когда ему удается что-нибудь „открыть". Поэтому при изучении химии для активизации познавательной деятельности я использую уроки-исследования, где предметом ученического исследования является „переоткрытие" уже открытого в науке, вместе с тем для ученика выполнение исследовательского задания является познанием еще не познанного.

Ученики во время урока сами накапливают факты, выдвигают гипотезу, ставят эксперимент, создают теорию. Задания такого характера вызывают у учащихся усиленный интерес, что приводит к глубокому и прочному усвоению знаний. Итогом работы на уроке становятся выводы, самостоятельно полученные школьниками, как ответ на проблемный вопрос учителя. Например, как можно классифицировать химические реакции, опираясь на знания о простых и сложных веществах и признаках химических реакций. Неотъемлемой частью химии является выполнение лабораторных работ. Если ученику трудно выполнить работу, то он может воспользоваться учебником. Это учит самостоятельно мыслить, а урок считать не “обязаловкой”, а методом исследования.

В качестве примера привожу уроки химии в 8 классе, основанный на методе проблемного обучения (Приложение 1, 2,3).

Каждый учитель хочет, чтобы его предмет вызывал глубокий интерес у школьников, чтобы ученики умели не только писать химические формулы и уравнения реакций, но и понимать научную картину мира, умели логически мыслить, чтобы каждый урок был праздником, маленьким представлением, доставляющим радость и ученикам и учителю. Для развития творческой, активной личности большие возможности имеет проектно- исследовательская деятельность.

Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную работу учащихся, однако этот метод сочетается с групповым подходом в обучении.

Учащиеся перед началом работы над проектом получают инструкции: 1)требования к проекту,

Применительно к школьному курсу химии система проектной работы может быть представлена двумя подходами:

Связь проекта с учебными темами (на уроке).

Использование проектной деятельности во внеклассной работе (внеурочная деятельность).

Проекты бывают разные по времени, но лучше если он будет длиться от 1 месяца до 3, так как может утратиться интерес к проекту.

Для проектной деятельности на уроках химии, я использую следующие виды проектов: исследовательские, индивидуальные и групповые, информационные. Учащиеся, готовя материал для проекта, проводят эксперименты во внеурочное время, а защиту проектов стараюсь проводить на уроках обобщения или изучения нового материала.

Презентация – важный навык, который развивает речь, мышление. Применение компьютерных технологий позволяют учащимся создавать удивительные по содержанию презентации, в которых отражены способы решения поставленных задач, результаты работы, выводы.

В нашей практике учащимися рассматривались исследовательские проекты по различной тематике, например:

Волшебный мир кристаллов.

Индикаторы вокруг нас.

Кристаллогидраты в быту

Краски в палитре художника

Сложные вещества в нашем доме.

Самостоятельно найденный ответ - маленькая победа ребенка в познании сложного мира природы, придающая уверенность в своих возможностях, создающая положительные эмоции, устраняющая неосознанное сопротивление процессу обучения. Самостоятельное открытие малейшей крупицы знания учеником доставляет ему огромное удовольствие, позволяет ощутить свои возможности, возвышает его в собственных глазах. Ученик самоутверждается как личность. Эту положительную гамму эмоций школьник хранит в памяти, стремится пережить еще и еще раз. Так возникает интерес не просто к предмету, а что более ценно - к самому процессу познания - познавательный интерес, мотивация к знаниям.

Лабораторные и практические работы проводятся по инструкционным картам

(приложение 4 – 7)

1.2. ЗАДАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ХАРАКТЕРА ПО ХИМИИ

Задание 1. «Необычное в обычном». Одно из самых важных свойств в деле выявления проблем – способность изменять собственную точку зрения, смотреть на объект исследования с разных сторон. Естественно, если смотреть на один и тот же объект с разных точек зрения, то обязательно увидишь нечто, ускользающее от традиционного взгляда. Например, при рассмотрении свойств воды или низших спиртов учащиеся вдруг обращают внимание на то, что вода и этиловый спирт находятся в жидком состоянии при обычных условиях, несмотря на низкие значения относительных молекулярных масс, тогда как имеющие гораздо большие значения M r хлор и бутан являются газами. Решение этой проблемы позволяет сформировать представление о водородной связи. В свою очередь этот взгляд на агрегатное состояние воды дает возможность рассмотреть такую ее аномалию, как способность сжиматься при охлаждении, но лишь до +4 °С, и о значении этой аномалии для живой природы.

Задание 2. «Найти особенное и единичное в общем». Рассмотрение физических свойств галогенов позволит выделить единичное (йод – твердое вещество, бром – жидкость) и особенное (фтор и хлор – газы). Знакомство с химическими свойствами галогенов дает возможность в общем (вытеснительный ряд галогенов: фтор – хлор – бром – йод) показать особенное (вытеснение более активными галогенами менее активных из растворов их солей или бескислородных кислот, за исключением фтора) и единичное (способность фтора взаимодействовать с водой).

Задание 3. «Охарактеризовать химический объект многопланово». Классификационная характеристика азотной кислоты в этом ракурсе может быть представлена так: это одноосновная, кислородсодержащая, растворимая, сильная кислота, которая необратимо диссоциирует по одной ступени и поэтому образует только один ряд солей – средние или нитраты.

Задание 4. «Увидеть в другом свете». В обучении химии большие возможности для конструирования заданий этого типа дает использование приема анимации (от лат. anima – жизнь, душа). Т.е. наделение неживых объектов учебного предмета (элементов, веществ или химических реакций) характеристиками, свойственными живому, в частности человеку, – своеобразное «очеловечивание» этих объектов. Например, общую идею таких заданий может отражать общее название «Художественный образ вещества или процесса».

При выполнении заданий такого типа важно поощрять самые интересные, самые изобретательные, оригинальные варианты. Отмечать каждый поворот сюжетной линии, каждую черточку, свидетельствующую о глубине проникновения ученика в новый, непривычный для него образ вещества или химической реакции.

Решение поставленной проблемы достигается посредством умственной деятельности, протекающей в форме выдвижения догадок и гипотез. Новое знание впервые осознается исследователем в форме гипотезы. Гипотеза выступает необходимым и кульминационным моментом мыслительного процесса.

Таким образом, гипотезы дают нам возможность увидеть проблему в другом свете, посмотреть на ситуацию с другой стороны.

Упражнения на развитие гипотетического мышления. Делая предположение, мы обычно используем следующие слова: «может быть», «предположим», «допустим», «возможно», «что если…»

1. При каких условиях каждый из перечисленных объектов (названия веществ, реакций) будет очень полезным? Можете ли вы придумать условия, при которых полезными будут два или более из этих объектов (веществ, реакций)?

2. При каких условиях эти же объекты (вещества, реакции) будут совершенно бесполезны и даже вредны?

3. Найдите возможную причину явления, события.

Почему загорелась лампочка прибора при испытании раствора вещества на электропроводность?

4. Предложите несколько разных гипотез по следующему поводу.

Почему бензол, имеющий по формуле Кекуле непредельный характер, не обесцвечивает бромную воду?

1.3. Учебно-исследовательская деятельность детей на уроках

Одним из основных методов школьной биологии считают наблюдение. Наблюдение натуральных объектов и простейшие эксперименты с ними позволяют усилить мотивацию, активизировать эмоциональную сферу личности, вызывать у них желание принять участие в решении разнообразных, в том числе и экологических проблем.

Самостоятельные работы с натуральными объектами, т.е. с живыми системами разной степени сложности, способствуют формированию у школьников первичных исследовательских навыков. Лабораторные работы способствуют развитию творческой инициативы как обучающего, так и обучаемых.

Науку развивает человеческая любознательность, и задача учителя состоит в том, чтобы учащиеся не только запоминали совокупность знаний, но и сводили метод самостоятельного получения их в ходе лабораторного практикума.

Биология - наука экспериментальная, поэтому я по возможности чаще привлекаю учащихся к постановке опытов, проведению наблюдений над живыми организмами. На лабораторных занятиях у учащихся не только повышаются знания, но и развиваются практические умения и навыки, способности каждого к самостоятельному действию.

Данные уроки оказывают существенное влияние на умственное развитие учащихся, так как в ходе самостоятельного изучения натуральных объектов по заданиям учителя учащиеся приучаются целенаправленно рассматривать их, в результате чего возникает целостное восприятие этих объектов, представление о них, на основе чего формируются различные биологические понятия и умения ими оперировать. Самостоятельно действуя в процессе лабораторных работ, учащиеся постепенно овладевают предметно-действенным анализом, что является неотъемлемым качеством творчески мыслящего человека.

В соответствии с возрастом обучающихся я работаю по программе «Ступени», которая определяет основные этапы в развитии, обученности и воспитанности.

При использовании исследовательского метода в биологии и экологии эти ступени реализуются следующим образом:

5 класс – работа с дополнительной литературой, дневники наблюдений, составление плана.

6 класс – опыты, эксперименты, практические и лабораторные работы (первые навыки)

7 класс – моделирование, научное сообщение, описание результатов практических и лабораторных работ, формулирование выводов.

Лабораторные работы по усмотрению учителя могут проводиться как для получения новых знаний, так и для их закрепления и проверки уже имеющихся.

На лабораторных работах учащиеся работают самостоятельно по инструктивным карточкам (приложение 8 - 16)

8 класс - оформление деловых документов, выступления с докладом, обобщение материала в виде графиков, диаграмм, таблиц, умение работать в группах.

9 класс – умение искать оригинальное решение, составление реферата и его защита.

10 класс – организация и проведение учебно – исследовательской работы

11 класс – самостоятельный выбор критериев, классификация объектов, создание собственных алгоритмов познавательной деятельности, умение вести дискуссию и диспут, участие в проектной деятельности.

В течение нескольких лет обучающиеся принимаю участие в районном и областном научном форуме молодых исследователей «Шаг в будущее»

Главная > Пол

Скачать:

Предварительный просмотр:

Рекомендуем также