Организация проектной и исследовательской деятельности на уроках биологии при реализации ФГОС

Васильева Наталья Анатольевна

Учитель биологии

МКОУ Копкульской СОШ

Купинского района Новосибирской области

«Организация проектной и исследовательской деятельности на уроках биологии при реализации ФГОС»

Предметом интереса и педагогического исследования педагога была и остается организация проектно-исследовательской деятельности учащихся на уроках биологии и во внеурочное время.

Перед учителем встаёт отнюдь не риторический вопрос: «Каковы же цели обучения детей проектной, в том числе, исследовательской деятельности?» Их несколько, но главные следующие:

• Формирование и развитие творческих способностей учащихся;

• Развитие умения находить или ставить проблемы и самостоятельно их решать;

• Создание мотивов к обучению и самообразованию;

• Формирование чувства индивидуальной ответственности за принятое решение;

• Развитие коммуникативных умений и навыков;

• Развитие исследовательских умений.

Приведенный перечень не исчерпывает всех целей, достигаемых применением в обучении исследовательского метода, но в качестве ориентира для учителя, решившего работать этим методом, он вполне достаточен.

Учителя и школьники в процессе совместного исследования проблемы учатся следующему:

• сотрудничеству и сотворчеству;

• наблюдению и отбору фактов;

• постановке проблем и видению их решения;

• определению цели исследования;

• постановке задач исследования;

• умению формулировать гипотезы;

• умению планировать эксперименты;

• умению работать с информацией – искать, отбирать, анализировать;

• применять полученные знания для достижения своих целей;

• конструировать новые способы деятельности;

• анализировать полученные результаты.

Кроме этих специальных методологических умений школьники учатся и общеучебным умениям, а именно:

• планировать работу;

• оформлять результаты исследования и саму работу;

• письменно и устно представлять результаты работы;

• защищать свою точку зрения.

Таким образом, исследовательская деятельность, как никакая другая деятельность, формирует у учащегося качества, необходимые для профессиональной карьеры и социальной адаптации независимо от выбора будущей профессии.

Исследовательская работа учащихся чаще всего проводится во внеурочное время, хотя и на уроках можно практиковать решение некоторых проблем и задач при постановке лабораторных опытов и обсуждать полученные результаты. Необходимо учитывать и то обстоятельство, что исследовательская работа, выполняемая в течение учебного года не должна отнимать у ученика слишком много времени. Ведь существуют еще учебная программа, домашние задания, множество других общественно-полезных дел, а длительная работа может просто надоесть ученику.

Для того чтобы увлечь учащихся исследованиями, необходимо заранее продумать интересные и посильные формы проектной деятельности. Одним из наиболее удачных способов вовлечения детей в исследовательскую работу считается туризм – сочетание отдыха с научной деятельностью. Путешествуя по родному краю на поезде, пешком, на велосипеде, можно изучить историю и географию своего района, видовое разнообразие растений и животных, экологическую обстановку. Такие исследования подходят как для каждого участника похода, так и для малых групп детей. Но могут быть и специальные, достаточно глубокие научные исследования. Например: «Наблюдения за насекомыми водоема»;

«Разведение бабочек в комнатных условиях и наблюдение за ними»;

«Выращивание и микроскопическое изучение плесневых грибов».

Эти и другие исследовательские работы старшеклассников носят объективно значимый и научный характер. Они полноценны как по целям и задачам, так и по методам исследования, оценке результатов и выводам.

Одной из серьезных проблем проектной и исследовательской деятельности является выбор ее тематики. Дело в том, что исследовательская деятельность многозначна и осуществляется с различными педагогическими целями. В одном случае, она направлена на развитие способностей каждого учащегося класса, независимо от его интереса к конкретному предмету. Например, на уроках биологии все учащиеся занимаются решением проблемных задач или ставят опыты в зеленом уголке кабинета или на пришкольном участке. Ученики могут и не интересоваться биологией, но занимаются при этом исследовательской деятельностью, и она приносит определенную пользу. В других случаях, тема работы – это предмет активного интереса ученика, которая выступает как объект изучения, так и собственно исследования. И если в первом случае уровень сложности работ относительно не велик, то во втором случае трудно даже предусмотреть, какие дополнительные шаги придется совершить исследователю для достижения поставленной цели. Все это необходимо предусмотреть, планируя разработку той или иной темы исследования.

Можно воспользоваться примерами исследовательских работ из книги К. Сент - Илера «Элементарный курс зоологии» (Ленинград, 1988 г.), вот два из них:

1. «Найдите весной в пруду икру лягушки и положите ее в аквариум. Наблюдайте за развитием головастиков. Через сколько времени появится зародыш в икринках? Какой вид имеют только что вышедшие из икры головастики? Когда заметите вы у них жабры? Через сколько дней пропадут наружные жабры? Что головастик ест? Когда у него появятся задние ножки? Когда появятся передние? Все ли головастики одинаково скоро развиваются? Когда выйдут из воды молодые лягушки?».

2. «Найдите на иве, березе или ольхе зеленых личинок с семью парами ног и белой головкой. Если эту личинку взять в руки, то она свертывается в кружок. Посадите ее в банку и кладите туда ежедневно свежие листья березы, ивы или ольхи. Как грызут личинки листья? Линяют ли личинки? Много ли едят? Долго ли остаются личинками? Как превращаются они в куколки? Сколько времени лежит куколка? Какое насекомое выйдет из куколки?

Уже эти два примера показывают, каким образом можно начинать приобщение школьников к исследованиям. Работы по подобным темам вполне доступны учащимся, интересны, не очень продолжительны, но и не очень сжаты по срокам. Их можно выполнять во время летних каникул. В задании практически обозначены все шаги исследования (это своеобразный алгоритм), их нужно только выполнять. На ученика ложатся задачи наблюдения, описания и обобщения результатов работы, то есть необходимые первичные действия, с которых начинается исследование.

Постановка проблемы исследования, выдвижение гипотезы исследования, планирование и проведение новых экспериментов – это следующий шаг в проектной работе. Но вначале необходимо заинтересовать этой деятельностью детей. На помощь и приходят творческие задания, требующие самостоятельности и наблюдательности, как было показано в двух вышеописанных примерах с головастиками и куколками бабочки. Доступность материала для исследования, относительная простота выполнения работы, ее практическая направленность и значимость могут послужить стимулом для приобщения школьников к исследовательской деятельности.

Коснёмся роли учителя в проектной деятельности школьников. Глубоким заблуждением было бы думать, что учитель берет на себя всю ответственность за качество выполнения работы и выступает в роли постоянного опекуна. Этого нельзя допускать. Учитель по отношению к ученику выполняет функции консультанта и научного руководителя точно так же, как это происходит в большой науке. Юный исследователь должен понимать, что основная доля ответственности за качество работы лежит на нем. Он должен думать о сроках выполнения, добросовестности и научной достоверности своих исследований. Дело учителя - напоминать ему об этом, подсказывать направление, в котором нужно искать решение, отредактировать текст, если это необходимо.

Некоторые алгоритмы деятельности учителя и ученика по организации проектной деятельности.

Этапы работы учащихся над проектом

(для учителя)

1. Введение в проектную деятельность (создание положительной мотивации к работе через постановку интересной и близкой ученикам проблемы, создание проблемной ситуации).

2. Определение и утверждение тематики проектов.

3. Составление графика работы над проектом.

4. Подбор и анализ литературных источников и других материалов.

5. Контроль и анализ процесса выполнения проекта (групповые и индивидуальные консультации).

6. Контроль над оформлением проекта.

7. Организация и проведение предзащиты проекта.

8. Контроль за доработкой проекта.

9. Защита проекта и подведение итогов работы по проекту.

Содержание работы учащихся над проектом

(для учащихся)

1. Получает от руководителя информацию о проектной деятельности (требования, план выполнения проектной работы).

2. Выбирает тему проекта, согласовывает ее утверждение с учителем.

3. Составляет график работы над проектом.

4. Подбирает и изучает необходимую литературу.

5. Обсуждает с различными специалистами (учителем) ход выполнения проекта, сроки промежуточных консультаций.

6. Работает по теме проекта.

7. Оформляет предварительные результаты проекта.

8. Предварительно защищает проект в группе.

9. Дорабатывает проект с учетом предложений участников группы и учителя.

10. Защищает проект и обсуждает результаты своей работы.

Система оценки ученических проектов

Оценивание – это имитация профессиональной экспертизы. Но следует помнить, что оценивание результатов творческой деятельности ученика всегда драматично и противоречиво.

Многие проблемы снимает защита проекта, хотя она сама по себе - психологически напряженный этап проектной деятельности, ибо включает в себя подготовку проекта и выход на его публичную защиту. Команда экспертов (5-7 учащихся), авторов таких же творческих проектов, но различных по тематике, и учитель (либо группа педагогов) будут оценивать выполнение проекта и его защиту (доклад 6-8 минут, ответы на вопросы экспертов).

Учащиеся должны умело защитить свою работу, убедить экспертов в ее практической значимости, показать свою компетентность не только в специальных вопросах, касающихся проекта, но и раскрыть его значение. Таким образом, у учащихся формируется целостное представление о проекте, происходит осознание его законченности и, конечно, значимости своей исследовательской деятельности.

Для большей стимуляции воли к победе педагог организует своего рода соревнования: устраивает конкурсы, олимпиады проектов, выставки лучших работ, на которые приглашает родителей учащихся. В результате у учащихся повышается самооценка, происходит самоутверждение личности ребенка и признание взрослыми ценности их работы. Оценивание проекта и процедура его защиты проводится по определенным критериям.

Критерии оценивания выполненных проектов

1. Аргументированность выбора темы проекта, обоснование потребности в его разработке, практическая направленность проекта и значимость выполненной работы.

2. Объем и полнота разработки проекта, качество выполнения принятых этапов проектирования, самостоятельность, законченность, подготовленность к его восприятию другими людьми.

3. Аргументированность предлагаемых решений, подходов, выводов.

4. Уровень творчества, оригинальность темы проекта, подходов, найденных решений.

5. Качество пояснительной записки: оформление, соответствие стандартным требованиям; качество схем , рисунков, фотографий, таблиц.

Оценка защиты выполненного проекта складывается из следующего:

• качество доклада: композиция, полнота представления работы, аргументированность, объем, убедительность и убежденность;

• объем и глубина знаний по теме, эрудиция;

• культура речи, использование наглядных средств, чувство времени, удержание внимания аудитории;

• ответы на вопросы, их полнота, аргументированность, убедительность;

• деловые и волевые качества докладчика: ответственное отношение, стремление к достижению высоких результатов, готовность к дискуссии, доброжелательность, коммуникабельность.

Рейтинговую оценку проекта предлагается выводить по средней оценке экспертов + самооценка учащегося + оценка учителя.

Как же педагог на практике организует проектно - исследовательскую деятельность учащихся на уроках биологии и во внеурочное время

Например, в 7-ом классе в первом полугодии школьники овладевают правилами оформления проектной работы в целом и отдельных ее составных частей (титульный лист, содержание, список литературы и приложения – схемы, графики, таблицы, фотографии). Естественно, обучение идет индивидуально, поскольку все учащиеся имеют разные навыки работы с дополнительной литературой, с компьютером. Во втором полугодии учащиеся начинают готовить проект и продумывают его оформление.

Метод проектов дает возможность организовать эту деятельность в интересной для учеников форме, и тогда практические занятия становятся увлекательными и целенаправленными, освоение новой информации - осмысленным, а работа учащихся - познавательно мотивированной.

Вот как можно поработать над проектом «Поселок, в котором мы живем» :

Учащиеся 7-го класса получают летнее домашнее задание – провести наблюдения за домашними животными. Эти задания они выполняют с помощью фотоаппаратов, видеокамер и, конечно же, приобщают к наблюдениям своих родителей, увлекая их своей наблюдательностью и интересной информацией из дополнительной литературы. Ребята выполняют данное задание в спокойной обстановке, в отсутствии жестких «рамок» школьного урока. На представление проекта «Мой ласковый и нежный зверь» дети приносят из дома фотоальбомы, видеофильмы, очерки о своих питомцах. Лучшие работы участвуют в конкурсе летних заданий. Все наблюдения учащихся фиксируются и используются в дальнейшей работе на уроках биологии.

Или такой проект: «Отходам – вторую жизнь». Это проект акцентирует внимание ребят на важнейшую проблему сегодняшнего дня – проблему бытовых отходов. Что нужно делать с вещами, которые в доме больше не нужны: сжечь, закопать, выбросить на мусорную свалку? Как избежать образование большого количества отходов в быту и как научиться вторично использовать их?

Вначале, чтобы привлечь внимание учащихся и их родителей к конкретной экологической акции, можно выпустить информационно-агитационный номер журнала «Школьные страницы» с тревожной информацией, заставляющей думать, размышлять, действовать, а также листовки-обращения к жителям поселка. Провести социологический опрос среди населения «От кого зависит чистота нашего поселка?», в котором поучаствуют, в основном, родители учащихся. Когда учащиеся проанализируют данные опроса, то придут к следующим выводам:

• Замусоренность влияет на красоту поселка (особенно после праздничных мероприятий);

• Очистка поселка от мусора обходится дорого ее администрации;

• Самые грязные территории – дворы жилых домов и зоны отдыха;

• Взрослые и особенно подростки больше всего загрязняют поселок.

Дети поймут главные причины замусоренности поселка - низкий уровень общей культуры жителей поселка и отсутствие четкой работы администрации по сбору и утилизации мусора. Значит, назрела необходимость что-то делать, чтобы спасти ситуацию.

С начала реализации проекта в кабинете биологии будет действовать «копилка бережливых», куда учащиеся внесут предложения по уменьшению количества мусора в поселке и уменьшению количества отходов на подворье. Вот некоторые примеры таких предложений:

• Напитки покупать не в пластиковых бутылках, а в стеклянных, которые можно использовать вторично;

• Обслужившую срок одежду, обувь, если она еще в хорошем состоянии, передавать малоимущим;

• При приготовлении пищи стараться не превращать полезные продукты в отходы;

• Ввести систему штрафов для жителей грязных подъездов и подворий;

• Запретить выгул собак в зоне детских площадок и т.п.

Основной этап этого проекта – практические дела: очистка своей лестничной площадки, подъезда, школьного двора; организация выставки «Отходам – вторую жизнь. Каждый экспонат выставки привлечёт внимание посетителей. Учащиеся сами расскажут о своем изобретении, разрешат потрогать, примерить и поиграть. Лучшие работы будут отмечены призами.

Выбранные учителем совместно с учащимися темы проектов оказывают большой воспитательный эффект, их разработка формирует у школьников экологическое мышление, дети начинают понимать законы природы и то, что человеку необходимо, прежде всего, хорошо подумать, а стоит ли нарушать эти законы. Одновременно у учащихся формируются и совершенствуются умения и навыки по уходу за домашними животными и растениями, по созданию необходимых условий их содержания. Дети совершенствуют навыки работы с микроскопом, учатся изготовлению временных микропрепаратов, работают с научно-популярной литературой.

Модель знакомства с реальным миром свойственна всем – и детям, и взрослым. В результате у каждого остается то, что всегда будет принадлежать только ему – личное знание и способ действия. Эта закономерность познания легла в основу того, как выстраивается наблюдение на уроках биологии в шестом классе. Работа в этом направлении длительная и включает в себя несколько этапов. Покажем это на конкретном примере.

I-ый этап. Подготовка к наблюдению

Учащимся предстояло провести достаточно длительное (трехнедельное) наблюдение за ростом корней и листьев лука. Прежде чем ученики получили задание, они провели поисковую работу, во время которой искали ответы на вопросы:

• Что такое наблюдение?

• Нужно ли проводить наблюдение в повседневной жизни?

• Что и как можно наблюдать?

• Кто и зачем должен наблюдать?

Для того чтобы все учащиеся могли проявить себя, класс был поделен на две группы по 3 человека. Каждый вопрос обсуждали несколько минут в команде, а затем ее представитель озвучивал единое мнение или несколько других мнений. Во время такой работы роль учителя состояла в том, чтобы сначала выслушать все версии, затем с помощью уточняющих вопросов помочь учащимся проанализировать их и в заключении сформулировать итоговое, понятное всем суждение. Важно, чтобы учитель при этом выступал как равноправный участник обсуждения и принимал все, даже самые невероятные версии. Выслушав все предложения и версии, ученики переходят к их обсуждению. Учитель приводит некоторые варианты ответов на вопрос: что такое наблюдение?

• это изучение другого мира (после обсуждения и уточнения была принята формулировка «изучение окружающего мира»);

• это умение увидеть изменения в каких-либо объектах (после обсуждения было добавлено, что изменения могут происходить как во времени, т.е. объект изменяется с течением времени, так и в пространстве, например, перемещение объекта).

Поиск ответа на вопрос: кто и зачем должен наблюдать? - занял гораздо больше времени, чем предыдущий. Таким образом, на этапе подготовки к проведению наблюдения в ходе совместного обсуждения определилась его сущность и значимость.

II-ой этап. Выбор объекта и способа фиксации наблюдений

Предстоящее наблюдение – первое системное наблюдение в жизни шестиклассников, поэтому выбор объекта осуществляется учителем. Этим объектом стал всем доступный лук. Ученикам было сообщено о грядущем самостоятельном наблюдении, учитель ответил на ряд их вопросов: сколько времени нужно наблюдать, что лучше – записывать или зарисовывать?

Школьники получили ответ на вопрос о длительности наблюдения (три недели), а далее им было предложено фиксировать свои наблюдения в таблице.

Наблюдение за ростом корней и листьев лука

Ценность данных, занесенных в таблицу, не только в конечном результате, но и в том, что в процессе ее заполнения ребенок приобретает не только опыт самостоятельной деятельности, но и ее планирования.

III-ий этап. Наблюдение

Наблюдение за ростом лука проводилось школьниками самостоятельно в домашних условиях. Результаты наблюдений заносились в таблицу ежедневно. Роль учителя заключалась в том, чтобы интересоваться, как идет наблюдение.

IV-ый этап. Обработка результатов

По прошествии трех недель все учащиеся принесли заполненные таблицы. Обработка результатов началась с вопроса детей: «Что будем делать с полученными данными?». Обсудив предложения, ученики решили:

• найти в наблюдениях самый «рослый» лук (луковицу, имеющую больше всех корней и листьев;

• сравнить между собой результаты работы, в зависимости от условий, в которых находилась луковица.

Ученики обсудили также вопрос, в какой форме лучше всего представить результаты своих наблюдений, чтобы их было удобно анализировать. Решено было построить два графика по данным таблицы наблюдений, один отражал бы зависимость корней, листьев, а второй – зависимость количества корней и листьев от продолжительности наблюдения. Работа по построению графиков оказалась кропотливой. Тот, кто быстрее справился с ней, помогал остальным, а это создавало у ребят ощущение общего дела. Затем ученики сравнили графики и, к своему удивлению обнаружили больше отличий, чем сходств, а это вызвало постановку вопроса «почему?». Очевидно, что учебная поисковая деятельность в совокупности с внеурочной, в ходе которой школьники ищут ответы на свои вопросы, гораздо продуктивнее, чем любая другая.

V-ый этап. Подготовка проектов к конференции

После работы с графиками и их обсуждения учащиеся занялись подготовкой докладов по проведенным наблюдениям: впереди их ждала «луковая» конференция. Ребята писали черновики проектов и по мере их готовности подходили к учителю за консультацией. Проекты содержали:

• Вступление, в котором речь шла о целях, условиях проведения наблюдения, об использованных приспособлениях и приборах;

• Основную часть, которая содержала материал о ходе наблюдения;

• Заключительную часть, она была посвящена выводам по результатам наблюдения.

VI-ой этап. Представление результатов («луковая» конференция)

Для учащихся важно, чтобы результаты их деятельности были обнародованы. С этой целью и была проведена конференция с участием родителей. Каждый родитель мог увидеть результаты работы своего ребенка на выставке «Наблюдения за ростом корней и листьев лука».

Для устного сообщения участникам конференции предоставлялось 6 минут, после чего следовали ответы на вопросы. Родители вели себя очень активно, а к середине конференции выдвигали свои версии наравне с детьми. Кроме вопросов, касающихся непосредственно содержания работ, они поставили перед ребятами и другие:

• Почему мы плачем, когда режем лук?

• Полезен ли лук для детей? И если полезен, то почему?

• Влияет ли размер луковицы на скорость появления у нее корней, листьев?

Конференция закончилась, результаты наблюдения проанализированы. Учащиеся задают вопросы о том, по какой проблеме они будут работать дальше.

Из предложенного варианта выполнения исследовательской работы видно, что существуют проекты, не имеющие отношения к научному исследованию, и, тем не менее, являются вполне творческими и самостоятельными работами. Это, например, написание литературного произведения (экологический рассказ, экологическая сказка, стихи о родном крае), сценария кинофильма, составление компьютерной программы, отображающей то или иное явление (фотосинтез, деление клетки и т.п.). При выполнении этих и подобных работ, а они рассчитаны уже на учащихся старших классов, проявляются все те же исследовательские и творческие умения и навыки, однако оформление и защита подобных работ проходит иначе и зависит от их жанра.

В заключении хочу сказать, что хотя термин «проект» получил неоднозначную трактовку, следует все-таки понимать, что любая самостоятельно выполненная творческая работа может считаться проектной, ибо она направлена, в первую очередь, на развитие творческого потенциала ребенка, на приобретение им исследовательских умений и навыков, которые могут пригодиться ему в его дальнейшей взрослой жизни.