Доклад "Развитие навыков исследовательской деятельности на уроках биологии и во внеурочное время"

РАЗВИТИЕ НАВЫКОВ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ И ВО ВНЕУРОЧНОЕ ВРЕМЯ

Основные проблемы обучения биологии всегда были связаны с отбором структуры и содержания образования, его методами и средствами, а также их влиянием на воспитание и формирование личности учащихся. Качественные и структурные изменения в системе образования связаны с разрушениями стереотипов. В современной педагогике принято принимать учителя и ученика как равноправные субъекты образовательного процесса. Задача современного учителя – уметь создать условия для освоения учениками определенного объема знаний и умений, установленного стандартами нового поколения. При этом необходимо помнить, что развивает и воспитывает только та информация, которую ученик пропускает через собственное мировосприятие. Одно из положений нового государственного стандарта предполагает приобретение опыта использования методов биологической науки и проведение несложных биологических экспериментов для изучения живых организмов и человека. Ученики старших классов должны овладеть компетенциями, необходимыми для организации активной самостоятельной познавательной деятельности, которая должна стать ведущим видом их деятельности в учебном процессе. В то же время учитывая, что использование методов обучения всегда ситуативно, учителю в каждом конкретном случае приходится решать проблему оптимального сочетания репродуктивной и творческой познавательной деятельности учащихся. Не вызывает сомнения, что при этом в учебном процессе все большее место будут занимать проектная, исследовательская и информационно-коммуникативная технологии.

Широкими возможностями для развития исследовательских умений учеников обладает школьный курс биологии. Идея включения учащихся в исследовательскую деятельность для наиболее эффективного достижения целей обучения имеет давнюю историю, начало которой связано с именами методистов А.Я. Герда, М.М. Стасюлевича, Р.Э. Армстронга и Т. Гексли, сформулировавших общую идею исследовательского метода. Актуальность данной проблемы заключается в том, что к настоящему времени опубликовано недостаточно работ, содержащих систему заданий для исследовательской деятельности учащихся по биологии и методические рекомендации по их использованию. Объектом нашего исследования является образовательный процесс на уроках биологии и во внеурочное время. Предметом исследования является методика развития исследовательских умений школьников на уроках биологии и во внеурочное время.

Цель нашего исследования заключается в научном обосновании и разработке методики развития исследовательских умений школьников на уроках биологии и во внеурочное время.

Задачи: определить на основе теоретического анализа литературы методические основы развития исследовательских умений школьников на уроках биологии (этапы формирования, условия, методы и методические приемы, дидактические средства).

В зависимости от конкретных задач применялись следующие методы исследования: теоретические - анализ и синтез психологической, педагогической, методической литературы, учебно-программных и методических документов, учебников, обобщение передового опыта учителей; эмпирические - прямые и косвенные педагогические наблюдения, анкетирование, тестирование, срезы знаний, беседы; статистические - математическая обработка данных.

Освоение учащимися исследовательских знаний и умений должно проходить поэтапно:

1) подготовительный  этап — теоретическое изучение этапов и ступеней исследовательской деятельности

2) освоение школьниками процесса исследования на уроках «Образец исследования» (этап 1)

3) отработка учебных приемов исследовательской деятельности на уроках «Исследование», а также на уроках с элементами исследования (этап 2)

4) использование исследовательского подхода в процессе обучения на уроках «Собственно исследование» (этап 3).

Пример исследовательской работы на уроке  к теме «Перекрестное опыление» в курсе ботаники 6 класса или в курсе зоологии 7 класса  к уроку «Одомашненные насекомые». Проблемный вопрос:   Сколько цветков посещают пчёлы? Какое биологическое значение это имеет? Ученику дается задание пронаблюдать и посчитать, сколько цветков в природе посещает пчела за минуту, а затем посчитать, сколько она посещает за 10 часов рабочего дня?  Для чего она это делает?  (С удивление ученик узнает, что    в среднем пчела посещает 12 цветков в минуту, 720 цветков в час, 7200 цветков за 10 часов своего рабочего дня.) Даже сравнительно слабая семья пчёл может отправить в поле до 10 тысяч рабочих пчёл. Если принять условие, что все они будут собирать только нектар, то посетят они не менее 72 миллионов цветков в день, многие из которых будут опылены. О результатах он докладывает классу.

Пример  к уроку «Фотосинтез». Проблемный вопрос: От чего зависит увеличение роста  и веса растения? Ученику дается задание для исследования. Посадите в горшок, в котором 1 кг почвы, ветку ивы, заранее взвесьте эту ветку. Поливайте ее водой без минеральных  веществ. Как изменится вес ветки  и почвы через  две недели. Почему это произошло?

Пример: Домашняя лабораторная работа. Проблемный вопрос: Меняется ли рост человека в течение дня и от чего это зависит? Измерьте свой рост утром, как только встанете, и вечером, перед сном. Сравните эти величины. Объясните причины изменения роста в течение дня. (8 класс)

При изучении темы: «Размножение, его виды. Бесполое размножение. Вегетативное размножение растений» в 6 классе предлагается учащимся следующие  творческие задания:

- С помощью вегетативного размножения вырастить комнатные растения для кабинета биологии.

- Проведите прививку на плодовых деревьях и пронаблюдайте за ее результатами; Детям предлагается выполнить задание, пронаблюдать, сфотографировать, сделать  компьютерную презентацию и доложить результаты на уроке или конференции.

  Пример: Проблемный вопрос минипроекта «Лишайники это растения? К какой группе их можно отнести?» Так,  при изучении темы «Лишайники» (6 класс) учащиеся из рассказа учителя узнают, что долгое время ученые принимали лишайники за обычное растение и относили их ко мхам. Лишь  русским ученым А.С. Фаминцыну и О.В. Баронецкому удалось выделить зеленые клетки из лишайника и установить, что они не только могут жить вне тела лишайника, но и размножаться делением и спорами. Следовательно, зеленые клетки лишайника это самостоятельные растения – водоросли. Формулируется проблемная задача: что же такое лишайники? К какой группе растений их нужно отнести? Ребятам самостоятельно предлагается исследовать строение лишайников под микроскопом и ответить на проблемный вопрос.

Используя проблемные ситуации, создается осознанное затруднение учащегося, преодоление которого требует поиска, заставляет ученика мыслить, искать выход, рассуждать, переживать радость от правильно найденного  решения, что способствует развитию активных познавательных интересов к предмету.

Приведем некоторые примеры проблемных биологических задач исследовательского характера, которые могут быть использованы учителем биологии при организации процесса изучения школьниками темы “Основы экологии” в 11 классе.

1. Известно, что неядовитые змеи полозы питаются в природе мышевидными грызунами. Но выпущенная в террариум со змеей белая мышь через сутки не была съедена. Выскажите наибольшее число гипотез, объясняющих этот факт.

2. Ученому-биологу необходимо изучить изменение активности травяных лягушек в зависимости от времени суток. Опишите возможный план проведения работы и укажите порядок действий при её выполнении. Разработайте возможную методику исследования.

3. Ученый проводил длительные наблюдения за канарейкой в неволе. Выяснилось, что при температуре +10^oC птица поедает на 8 г корма больше, чем при температуре воздуха +25^oC за то же самое время. Как можно объяснить полученные результаты?

4. Ученый долгое время в одни и те же часы утром, днем и вечером проводил подсчет числа чаек в небольшой колонии этих птиц. Какие цели могли стоять перед исследователем? Какие вопросы биологии птиц могут быть изучены таким образом?

5. Аквариумные рыбы, купленные в зоомагазине, были привезены покупателем домой и выпущены в аквариум. Через несколько часов их нашли мертвыми. Предложите возможно большее число гипотез, объясняющих причины гибели рыб.

6. Ученому-биологу нужно изучить сезонные изменения численности мелких грызунов леммингов в тундре. Что должен сделать ученый, чтобы получить представление о численности леммингов в каждый момент исследования? Опишите план работы, укажите порядок действий при её выполнении.

7. Какие причины могли исказить результаты, полученные при изучении численности леммингов? Как можно уменьшить влияние каждой из этих причин на результаты исследования?

8. Ученый установил, что безногая ящерица веретеница делает за одну минуту при температуре +25^oC двадцать девять вдохов, при температуре +20^oC –  двадцать один вдох, при температуре +15^oC – двенадцать вдохов. Какой вывод можно сделать на основании полученных результатов? Как можно оформить эти результаты для творческой работы?

Занятия исследовательской деятельностью имеют свои “плюсы” и “минусы”.
   К положительным моментам можно отнести общеучебные умения и навыки, формирующиеся в процессе исследовательской деятельности. Это:

• рефлексивные умения;

• поисковые (исследовательские) умения;

• навыки оценочной самостоятельности;

• умения и навыки работы в сотрудничестве;

• менеджерские умения и навыки;

• коммуникативные умения;

• презентационные умения и навыки

Негативные стороны исследовательской технологии:

• неравномерность нагрузки учащихся и преподавателей на разных этапах работы;

• сложность системы оценивания вклада каждого исполнителя;

• риск неудачного окончания работы;

• повышение эмоциональной нагрузки и на учащихся, и на преподавателя;

• невозможность включить значительное число учащихся в исследовательскую работу.

Наивысшим результатов применения исследовательской работы в школе является участие в конференциях исследовательского общества учащихся. С целью подтверждения результативности использования исследовательской деятельности на уроках биологии и во внеурочное время было взяты показатели количества работ на районной конференции исследовательских работ учащихся. Показатели следующие.

Таблица 1. Сравнение количества работ на конференциях ИОУ

Был проведен ряд психологических тестов учащихся 2 групп по 10 учеников в каждой. Состав групп – ученики 15-17 лет с относительно одинаковыми показателями успеваемости. Исследуемая группа включала учащихся, занимающихся целенаправленной исследовательской деятельностью. В контрольную группу входят ученики, не занимающиеся систематически исследовательской работой. Тест по методике Пьерона – Рузера показал результаты.

Таблица 2. Определение концентрации внимания

По методике А.Р.Лурия был проведен анализ уровня сформированности понятийного мышления и продуктивности запоминания.

Выводы.

1. Организация исследовательской деятельности на уроках биологии и во внеурочное время формирует самостоятельную познавательную деятельность учащихся.

2. Привлечение учащихся к выполнению исследовательских работ разного объема приводит к повышению интереса к предметам естественно-научного цикла.

3. Образовательный потенциал исследовательской деятельности учащихся в системе работы школы реализуется, если исследовательская деятельность будет пониматься как компонент его образовательной деятельности и направлена на реализацию и развитию его творческих познавательных способностей. Для стимулирования данного процесса будет использоваться специально сконструированная последовательность действий, требующая постепенного усложнения исследовательских процедур. Это позволит повысить продуктивность обучения на уроках и подготовить учащихся к поиску оптимальных выходов из нестандартных жизненных ситуаций.

Литература

1. Алексеев, Н. Г. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся / Н. Г. Алексеев, А.В. Леонтович, А.В. Обухов, Л.Ф. Фомина // Исследовательская работа школьников. - 2001. - №. 1. - С. 24-34.

2. Алексеев, Н.Г. Критерии эффективности обучения учащихся исследовательской деятельности / Н.Г. Алексеев, А.В. Леонтович // Развитие исследовательской деятельности учащихся: Методический сборник. — М.: Народное образование, 2001. С. 64-68.

3. Алексеева, Л.Н. Исследовательская деятельность учащихся: формирование норм и развитие способностей / Л.Н. Алексеева, Г.Г. Копылов, В.Г. Марача // Исследовательская работа школьников. 2003. № 4. - С. 25-28.

4. Горностаева, З.Я. Проблема самостоятельной познавательной деятельности. /З.Я. Горностаева, Л.В. Орлова // Открытая школа. 1998. -№2.-32 с.

5. Савенков, А.И. Исследовательское обучение в теории и образовательной практике XIX в. / А.И.Савенков // Исследовательская работа школьников. 2006. - № 1. - 80 с.

6. Усманова, Л.С. Организация исследовательской работы учащихся / Л.С. Усманова // Биология в школе. 2007. - № 1. - 40 с.