Организация исследовательской работы на уроках биологии. Использование исследовательского метода как средства активации познавательной деятельности учащихся на уроках биологии

Организация исследовательской деятельности учащихся на уроках биологии

Скажи мне, и я забуду,

Покажи мне, и я запомню,

Дай мне действовать самому,

И я научусь.

(Древнекитайская мудрость)

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. 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 внеурочной работе, которая позволяет учащимся интересующимися предметом, не ограничиваться рамками учебной программы. Применение во внеурочной 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 учащегося, 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 учащихся.

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.

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 использовала 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.

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.

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.

Уже в 5 классе при проведении лабораторных работ организую небольшое исследование с помощью 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»)

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, 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.

Задания в летнем профильном эколого-биологическом лагере:

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», «Птицы нашего города» и другие.

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

4. Проведение факультатива «Азбука здоровья», элективных курсов «Медицинская генетика», «Современные аспекты биологии».

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 (сердца)

Работаю над темой «Исследовательская деятельность учащихся» 2 года. За это время появились результаты учащихся на региональном уровне.

Районная эколого-биологическая конференция «Юные исследователи – родному краю», в секции «Зоология», Жданова Дарья, 9 класс – I место.

Районная эколого-биологическая конференция «Юные исследователи – родному краю», в секции «Экологическое просвещение», Шерстобитова Екатерина, 9 класс – I место.

Районная эколого-биологическая конференция «Юные исследователи – родному краю», в секции «Экологическое просвещение», Кобылкин Даниил, 8 класс – I место.

Районная эколого-биологическая конференция «Юные исследователи – родному краю», в секции «Экологическое просвещение», Лубкин Даниил, 8 класс – I место.

Районная эколого-биологическая конференция «Юные исследователи – родному краю», в секции «Экологическое просвещение», Жданова Данья, 9 класс – I место.

Районная конференция «Менделеевские чтения», Малыкцев Андрей, 10 класс – I место.

Районная конференция «Менделеевские чтения», Жданова Дарья, 9 класс - – III место.

Региональная X Х XI научно-практическая конференция НОУ ВГУ, секция «Химия», Малыкцев Андрей, Вишневская Ольга, 10 класс – Победители.

Региональная X Х XI научно-практическая конференция НОУ ВГУ, секция «Биология», Жданова Дарья - Диплом I степени.

Региональная эколого-биологическая конференция «Юные исследователи – родному краю», в секции «Химия». Малыкцев Андрей, 10 класс – III место.

III региональная научно-практическая конференция «Проблемы современной молодёжи в поликультурном обществе», Жданова Дарья – призёр.

Дети, а потом и подростки всегда очень деятельны. Им нужно все пощупать, потрогать, познать. Учиться – значит исследовать мир.

Бережная Оксана Викторовна,Старший преподавателькафедры физиологии человека и методики обучения биологии, ФГБОУ Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева, «КГПУ им. В.П. Астафьева» г.Красноярск, email: [email protected]

Исследовательский урок как основа формирования исследовательских умений в процессе обучения биологии

Аннотация.В статье предлагаются приемы методов и способов построения урока в русле исследовательского подхода. Рассматривается эффективность формирования исследовательских умений на уроке биологии.Ключевые слова: обучение биологии, современный урок биологии, исследование, исследовательские умения,.

В соответствии с ФГОС итогами проектной и учебно –исследовательской деятельности следует считать не столько предметные результаты по биологии, сколько интеллектуальное, личностное развитие школьников, рост их компетентности в сфере исследования или проекта, формирование умения сотрудничать в коллективе и работать самостоятельно, уяснение сущности исследовательской и проектной работы, которая рассматривается как показатель успешной деятельности .Прежде всего,это связано с условиями новой информационной деятельности, в которой все меньше места остается для человека, не способного к постоянному самостоятельному развитию профессиональных и социальных компетентностей. Современный работник любой сферы производства вынужден постоянно перерабатывать совершенно новую для себя информацию, принимать нестандартные решения, умет эти решения обосновать и защитить. Взаимопроникновение технологий и теоретических знаний достигло такой ступени, что становится необходимым поновому строить процесс обучения школьников, готовя их к профессиональной деятельности.Основной формой обучения урок стал считаться после 1931 г. Определение дал ему Н.М. Верзилин «Урок –основная форма организации учебной работы учителя с классом –постоянным однородным по возрасту и подготовке коллективом детей по государственной программе, твердому расписанию и в школьном помещении» .Урок биологии выполняет определенные функции: образовательную, воспитательную, развивающую. За последнее время функции урока биологии расширились, все большее значение приобретают его самообразовательная и стимулирующая функции.Современный урок биологии требует от учителя иной организации учебной деятельности учащихся: учитель организует работу учащихся с учебником, натуральными и разнообразными изобразительными средствами наглядности, которые выступают источниками знаний. В процессе данной деятельности школьники приобретают знания и преобразуют их в умения и навыки. Можно сказать, что современный урок реализует деятельностный подход в обучении.На уроках биологии в 57 классах учитель мотивирует школьников к учебно –исследовательской и проектной деятельности, формирует у них элементарные исследовательские умения: соблюдение правил работы с увеличительными приборами и инструментами, наблюден6ие за живыми организмами, наблюдение за состоянием собственного организма, постановка биологических экспериментов, работа с разными источниками биологической информации .Урокисследование –это урок, который максимально повышает уровень познавательной активности школьников, побуждает их к старательному изучению. Все учащиеся класса

на уроке работают интенсивно, с интересом и желанием.Исследование –один из четырех универсальных типов мыслительной деятельности, наиболее адекватно соответствующий социокультурной миссии образования. Целью исследовательского обучения является развитие аналитического мышления, умения видеть логические взаимосвязи между фактами, формирование навыков порождения информации путем анализа материала (первоисточника), подготовка к индивидуальной исследовательской работе. В исследовательском обучении акцент переносится с приобретения знаний, умений и навыков на развитие личности и мышления .

Исследовательский подход в обучении биологии выполняет следующие функции: создание положительной мотивации учения и образования, формирование глубоких, прочных и действенных знаний, развитие познавательной активности и самостоятельности.В структуре урокаисследования выделяют следующие этапы урока:1 этап. Актуализация опорных знаний. 2 этап. Демонстрация проблемного опыта. 3 этап. Формулировка учащимися цели исследования. 4 этап. Самостоятельная поисковая деятельность. 5 этап Дифференцированная групповая работа. 6этап Интерпретация полученных данных.7 этап. Обсуждение результатов. 8 этап.Вывод по результатам исследовательской работы.9 этап. Подведение итогов урока. 10 этап.Домашнее задание.Цель урока–исследования приобретение учащимися функционального навыка исследования как универсального способа получения новых прочных знаний(получаемых самостоятельно и поэтому являющихся личностно значимыми, а значит прочными), развитие способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе. Таким образом, главным результатом урока –исследования является интеллектуальный, творческий продукт (знания), устанавливающий ту или иную истину в результате процедуры исследования.

Формирование исследовательских умений происходит непосредственно в процессе осуществления учащимися исследовательской деятельности. Начиная работу над исследованием, следует ответить не только на вопрос «Как мы это делаем», но и «Почему мы это делаем?» важно, чтобы каждый участник исследования был в состоянии ответить на вопрос: «Что я лично могу сделать для решения этой проблемы?» при этом учителя должны учитывать интересы учащихся, подбирать посильные задачи, максимально способствующие развитию и становлению личности. Также необходимо соблюдать логику проведения исследования.В процессе данного урока у учащихся будут формироваться исследовательские умения. Существуют различные толкования термина «исследовательские умения». Рассмотрим некоторые из них: способность самостоятельных наблюдений, опытов, приобретаемых в процессе решения исследовательских задач; исследовательские умения представляют собой умения применять тот или иной метод исследования при решении данной проблемы или исследовательского задания; владение сложной системой психологических и практических действий, необходимых для познавательной деятельности во всех видах учебного труда; базовые компоненты личности, выражающие ведущие ха характеристики процесса профессионального ее становления, отражающие универсальность ее связей с окружающим миром, инициирующие способность к творческой самореализации, определяющие эффективность познавательной деятельности в любой области познавательной и практической деятельности. В процессеформирования у школьников исследовательских умений возрастает роль учителя. Он ставит проблему, создает проблемную ситуацию, обеспечивает учащихся необходимым фактическим материалом, руководит их деятельностью.Формирование исследовательских умений происходит непосредственно в процессе осуществления учащимися исследовательской деятельности. Начиная работу над исследованием, следует ответить не только на вопрос «Как мы это делаем», но и «Почему мы это делаем?» важно, чтобы каждый участник исследования был в состоянии ответить на вопрос: «Что я лично могу сделать для решения этой проблемы?» при этом учителя должны учитывать интересы учащихся, подбирать посильные задачи, максимально способствующие развитию и становлению личности. Также необходимо соблюдать логику проведения исследования.Таблица 1Структура и показатели сформированности исследовательских умений

Основные структурные элементы общих исследовательских уменийПоказатели сформированности (в действиях ученика)Уметь ставить цель работы«видит» проблему; формулирует проблему; «видит» результатУметь анализировать условия заданной ситуацииразбивает формулировку задачи на условие и требование;разбивает условия и требования на элементарные утверждения;оценивает необходимость и достаточность имеющих данных;оценивает непротиворечивость имеющихся данных;исключает лишние условия;определяет роль и значимость каждого из условий;определяет необходимость и направление дальнейших исследованийУметь выдвигать о обосновывать гипотезыпроводит эксперимент;проводит индуктивное рассуждения;проводит дедуктивное рассуждения;аппелирует к своему прошлому опыту;использует интуициюУметь планировать решение проблемыразбивает задачу на ряд вспомогательных задач;комбинирует элементы, чтобы получить целое, обладающее новизнойУметь анализировать результатустанавливает соответствие полученных результатов поставленным целям работы;рассматривает иные возможные пути решения проблемы; устанавливает аргументы (факты, ссылки на литературу, законы науки) подтверждающие истинность, возможность полученного результата;устанавливает наличие (отсутствие) противоречий в рассуждениях, то есть проверяет правильность хода решения как гарантию правильности результата;обобщает, конкретизирует, аналогизирует или специализирует исходную задачу

Принципы методики формирования умений заключаются в том, что умения должны соответствовать характеру учебного материала. Очень важно определить систему познавательных умений, которые необходимо выработать в процессе изучения определенного раздела биологии, темы или урока. Методика должна обеспечить учащимся овладение способами действий, которые могли бы использовать в каждой новой ситуации.Наиболее распространенной и продуктивной формой организации исследования учащихся на занятии является исследование в малых группах.

Применение групповых форм работы открывает широкие возможности для формирования предусмотренных стандартами второго поколения коммуникативных действий, развития мышления и личности ребенка, осуществления действительной дифференциации и индивидуализации обучения. Приведем пример работы в малых группах где учащиеся самостоятельно выполняют исследование. Лабораторная работа по изучению биологических объектов была проведена, например, при изучении темы «Цветок». Тема «Цветок»использовалась нами для формирования ряда исследовательских умений, таких как: умения формулировать цель исследования, умения находить и описывать части изучаемого биологического объекта, умения сравнивать и обобщать изучаемые биологические объекты, умения оформлять отчеты о выполненном биологическом исследовании.В начале урока нами была поставлена познавательная задача, мотивирующая учащихся к выполнению исследовательской работы: «Чтобы жить, нужно солнце, свобода и маленький цветок», говорил великий сказочник Ганс Христиан Андерсен.И действительно, цветы сопровождают нас всю жизнь: встречают при рождении, утешают в старости, радуют на свадьбах и праздниках. Без красоты цветов беднее становится жизнь. Цветы открывают перед человеком возможность показать прекрасное, открыть тайну рождения семян и плодов. Давайте попробуем еще раз вглядеться в добрые лица цветов, и, может быть, удастся разглядеть еще одну загадку природы.Всем учащимся были выданы инструктивные карточки,чашки Петри с цветками яблони илабораторное оборудование.

Инструктивная карточка к выполнению лабораторной работы «Строение цветка»1.Рассмотрите цветок. Найдите цветоножку, цветоложе, чашелистики, лепестки, тычинки, пестики.2.Расчлените цветок, подсчитайте число чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков.3.Определите, какой околоцветник простой или двойной.4.Определите, какая чашечка у данного цветка раздельнолистная или сростнолистная.5.Определите, какой венчик свободнолепестный или сростнолепестный.6.Рассмотрите строение тычинки. Найдите пыльник и тычиночную нить. Рассмотрите под лупой и найдите пыльцевые зерна.7.Рассмотрите пестик. Найдите рыльце, столбик, завязь. Разрежьте завязь поперек, рассмотрите под лупой, найдите семязачаток.8.Зарисуйте в рабочую тетрадь части цветка яблони и подпишите из названия.9.Составьте формулу цветка яблони.10.Составьте формулу полученного вами цветка.

Умение формулировать цель осуществлялась при совместной беседе, в результате которой учащиеся определили цель своей работы: изучение строения цветка; определение основных части цветка.Под нашим руководством учащиеся изучали строение цветка яблони: находили и называли части цветка (цветоножка, цветоложе, чашелистики, лепестки, тычинки и пестики); считали число чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков; определяли какой околоцветник простой или двойной; спорили какая чашечка -раздельнолистная или сростнолистная; высказывали свое мнение по поводу венчика свободнолепестный или сростнолепестный; находили тычинки и пестики, рассматривали их строение; находили завязь. В результате у учащихся формировались умения находить и описывать части изучаемого биологического объекта.После рассмотрения цветка яблони учащиеся зарисовывали и подписывали части цветка в рабочей тетради. Следующим этапом работы было составление формулы цветка яблони. Сначала учащиеся познакомились с необходимыми при составлении формулы обозначениями, а так же в качестве примера был рассмотрен алгоритм составления формулы цветка лилии.Потом каждый учащийся получил индивидуальное задания, содержащие изображение цветка, например картофеля, гороха посевного и др, выполняя работу учащиеся самостоятельно разбирали строение цветка, составляли формулу данного цветка, сравнивали с цветком яблони,делали выводы, при этом формировались умения сравнивать и обобщать.По окончании урока учащимися был сделан вывод: сегодня на уроке мы рассмотрели цветок, определили составные части цветка, научились составлять формулу цветка, таким образом, происходило формирование умение писать и оформлять отчеты о выполненном исследовании.При изучении темы «Клеточное строение листа» в ходе лабораторнойработы мы продолжили формирование у учащихся таких важные умения какумение работать с микроскопом, умения готовитьмикропрепараты для их изучения под микроскопом.Так как учащиеся в 6 классе уже знакомились с правилами работы с микроскопом и приготовлением временного микропрепараты при изучении тем «Устройство увеличительных приборов», «Строение клетки», мы устроили опрос, в ходе которого учащиеся повторили материал о строении микроскопа, вспомнили предназначении каждой части микроскопа; под нашим руководством, с использованием инструктивной карточки, повторили правила работы с микроскопом.В ходе выполнения лабораторной работы учащиеся готовили препарат кожицы листа камелии, проделывая работу по алгоритму указанному в инструктивной карточке, у учащихся формировались умения готовить микропрепараты для их изучения под микроскопом. Для закрепления умений готовить микропрепараты для их изучения под микроскопом, школьники оформили алгоритм приготовления препарата кожицы листа камелиив виде рисунков.При изучении темы: «Видоизменение побегов» исследовательская работа осуществлялась в группах.В начале занятия учащиеся были вовлечены в проблемную ситуацию: перед учащимися лежали клубень картофеля, луковица репчатого лука и побег березы, был поставлен вопрос: «Что общего между этими частями растения». Одни говорили, что это абсолютно разные части растения, отличающиеся по внешнему виду, другие объединяли луковицу и клубень, считая их подземными частями растения, однако полных и убедительных ответов не было. В классе возникло такое состояние, когда учащиеся уяснили проблему, пытались ее самостоятельно решить, но испытывали затруднения в силу недостаточности знаний. Выходом из сложившейся ситуации послужило выполнение исследовательской работы. В результате выполнения, которой школьники исследовательским путем пришли к общему выводу: клубень и луковица это видоизмененный побег, так как они имеют аналогичноестроение обычного побега. Видоизмененные побеги служат для запасанияпитательных веществ и размножения, человеком используются в пищу,таким образом, формировались умения выделять проблему, выдвигать гипотезы и доказывать их опытным путем, умения сравнивать, анализировать биологические объекты, делать выводы, умения писать и оформлять отчеты о выполненном исследовании.Для закрепления и лучшего усвоения знаний, полученных в результате исследовательской работы учащимся, былипрочитаны стихи об отличии клубня от плода и луковицу подземный побег.Работа в парах является наиболее рациональной формой организации исследовательской деятельности. В этом случае качество работы и результативность повышаются, потому что учащиеся неоднократно обсуждают выполняемую работу, спорят, исправляют друг друга, советуются, взаимно проверяют выученный материал, приходят к общему выводу.Следует отметить, что даже отстающим и не проявляющим интерес к предмету биологи школьникам были интересны данные формы обучения.На уроке «Плоды» мы формировали умения классифицировать плоды. Сообщали, что для изучения плодов необходимо уметь отличать одни плоды от других, разбираться в их многообразии, а для этого нужно знать классификацию плодов, распределение их по группам на основании сходства.При подготовке к изучению классификации плодов мы напомнили учащимся, что они уже сталкивались с классификацией при изучении вегетативных органов растений. Для повторения материала о классификации вегетативных органов растений ми использовали задание: закончить предложения «жилкование листьев бывает...», «корневая система бывает...». К тому же классификация сопровождает не только любую науку, но и нашу повседневную жизнь (ваш портфель, магазин и т.п.).В конце урока, изучив строение плодов и принципы классификации «плодов, учащиеся выполняли лабораторную работу. На каждую парту мы раздали следующие плоды: виноград, оливки, подсолнечник, мак, фундук, горох; раздали инструктивные карточки, план проведения лабораторной работы.Первый этап исследовательской работы заключался в постановке познавательной задачи: разделить плоды на группы; вместе с учащимися нами была сформулирована цель исследования: формирование умения классификации плодов. Затем учащиеся внимательно прочитали инструкцию по технике безопасности и приступили к выполнению работы по алгоритму указанному в плане проведения лабораторной работы:1.Внимательно рассмотрите имеющиеся у вас плоды.2.Определите названия этих растений.3.Обратите внимание на размеры, цвет и форму плодов.4.Осторожно, не нарушая целостности плодов, потрогайте их пальцами.5.Разделите плоды на сочные и сухие.6.Аккуратно вскройте плоды и рассмотрите, что внутри.7.Сочные плоды разделите на односемянные и многосемянные.8.Разделите сухие плоды на односемянные и многосемянные.9.Оформите отчет по лабораторной работе (заполните таблицу).

Классификация плодовНазвание растенийПлодСухой или сочныйОдносеменный или многосемянныйТип10. Сделайте выводы.Выполнив все действия указанные в плане выполнения лабораторной работы учащиеся оформили результаты исследовательской деятельности в тетрадь и сформулировали общий вывод: Все плоды можно классифицировать по общим признакам: по количеству семян односемянные и многосемянные, в зависимости от воды в околоплоднике сочные и сухие.В качестве закрепления учащимся были предложены задания на определение лишнего плода и на сравнение плодов.Так на формирование и развитие исследовательских умений необходимо использоватьпроблемные биологическиезадачиисследовательского характера.При изучении темы «Строение стебля» учащимся в качестве домашнего задания были предложены следующие задачи:1.Всем знакомы так называемые годовые (или годичные) кольца на спилах деревьев. В джунглях тоже валят лес. Но на спилах стволов тропических деревьев годовые кольца отсутствуют. Почему?2.Инспектор по охране природы поручил вам выяснить, в какой климатической зоне были срублены конфискованные бревна. Как бы вы могли выполнить его поручение?На уроке «Видоизменение побегов» учащиеся решали следующие задачи:1.Юннаты посадили клубни картофеля так, чтобы верхняя почка была повернута: а) вверх б) в сторону в) вниз. Все клубни были одинаковы по массе и количеству глазков. У какого клубня побеги появятся первыми? Почему?2.К клубням картофеля, находящимся в почве, не проникает солнечный свет. Они лишены хлорофилла. Каким образом в клетках накапливается крахмал? Где будет выше урожай картофеля при выращивании его в саду или на поле? Почему?При изучении темы «Строение листа» учащиеся решали, например, следующие биологические задачи:1. У большинства растений устьица находятся в кожице только с нижней стороны листа, но у некоторых они расположены и в кожице с верхней стороны листа. Приведите примеры таких растений.2. У травы перекати поле твердые листья, которые при наступлении жары скручиваются в трубку так, что устьица попадают внутрь ее. Как можно объяснить это явление?Метод группового исследования и очень близкий к нему поисковый метод. В случае группового исследования учащиеся самостоятельно изучают какой –либо вопрос учебной темы с целью подготовки группового сообщения и выступления перед классом. Каждая группа изучает свой материал, охватывающий один из разделов темы, при этом каждый участник группы может изучать свою часть материала либо весь материал, предложенный группе. Команда получает групповую оценку за общий доклад группы. Поисковый же метод фактически представляет собой разновидность метода группового исследования. Его специфика заключается в том, что дети решают какую –то практическую задачу или проблему, что предполагает высокую степень самостоятельности групп в поисковой деятельности. Итогом совместной деятельности является групповой итоговый продукт, чаще всего доклад. Результатом данной работы будет –развитие исследовательских и коммуникативных умений у школьников, высокая познавательная и учебная мотивация учащихся –обеспечивает учителю поддержку его творческих усилий . При традиционном подходе к планированию урока основные виды деятельности –это рассказ учителя и фронтальная работа учеников под его руководством. При этом учителю некогда отвлекаться от своего объяснения и контролировать степень занятости каждого ученика, так как ему надо успеть рассказать весь материал самому и успеть организовать все виды работы учеников. Предполагается, что все школьники внимательно слушают, организованно выполняют все задания учителя и так же организованно изученный материал.

Таким образом, можно заключить, что формирование и развитие исследовательских умений необходимо осуществлять на всех этапах учебновоспитательного процесса в школе. Изучение биологии должно в той или иной мере способствовать формированию исследовательских умений, в конечном итоге –и формирование у них исследовательской компетенции.

Ссылки на источники1.Верзилин Н.М., Корсунская В.М. Общая методика преподавания биологии. –М.:Просвещение,1983.с. 201.2.Пазынин В.В. Модель исследовательского урока // Исследовательская работа школьников 2008 №4 3.Суматохин С.В. Требования ФГОС к учебно исследовательской и проектной деятельности // Биология в школе 2013.№ 5.4.СмирноваН.З., Бережная О.В.Компетентностный подход в биологическом образовании. Часть II. Учебно –методическое пособие издание –2 дополненное /Краснояр. гос. пед. унт им. В.П. Астафьева.–Красноярск, 2014 г. 233 с.5.Шумакова Н.Б., Авдеева Н.И., Е.В. Климанова Развитие исследовательских умений младших школьников –М.: Просвещение, 2011 –157 с.

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.

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»).

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).

Е.В.Назаренко, учитель биологии I категории МОУ «Каменская ОСШГ №2»

Е.А.Яцкова, учитель биологии I категории МОУ «Каменская ОСШ №3»

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 o C птица поедает на 8 г корма больше, чем при температуре воздуха +25 o C 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 o C двадцать девять вдохов, при температуре +20 o C – двадцать один вдох, при температуре +15 o C – 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

Учебный год

Количество работ в секциях естественно-научного направления,

(в %)

Количество работ в секциях биологической направленности,

(в %)

2008-2009

2010-2011

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

Показатели уровня концентрации внимания

Очень высокий

Высокий

Средний

Низкий

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

Уровень сформированности понятийного мышления и продуктивности запоминания

Количество учащихся экспериментальной группы, (%)

Количество учащихся контрольной группы, (%)

Очень высокий

Высокий

Средний

Ниже среднего

Низкий

Выводы.

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

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

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.

Разделы: Биология

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

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.

Структура исследовательской деятельности определяется следующим образом:

Виды исследовательской деятельности на уроке:

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 использовала такие приемы, как:

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?

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

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.

4. Проведение учебного эксперимента

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

5. Исследования-соревнования

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

7. Исследовательские проекты

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.

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)