XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

В настоящее время современная школа переходит на Стандарты второго поколения, где на первый план выдвигается формирование у детей универсальных учебных действий, обеспечивающих формирование коммуникативных, познавательных, результативных качеств личности.

При изучении биологии основные виды учебной деятельности включают умения ученика характеризовать, объяснять, классифицировать, овладевать методами научного познания, проводить эксперименты, делать выводы и умозаключения.

Использование исследовательского метода подразумевает следующие этапы организации учебной деятельности: определение общей темы исследования, предмета и объекта исследования; выявление и формулирование общей проблемы; формулировку гипотез; определение методов сбора и обработки данных в подтверждение выдвинутых гипотез; сбор данных; обсуждение полученных данных; проверку гипотез; формулировку понятий, обобщений, выводов; применение заключений, выводов.

1. Определение общей темы исследования, предмета и объекта исследования. При выборе темы большое значение имеют социальная, культурная, экологическая, экономическая и прочая значимость. Намеченная идея может быть осознана только после рассмотрения в определенной системе знания, социального явления, экономической проблемы и т. д. То есть идея может потянуть за собой целую серию взаимосвязанных проектов, составляющих единую тему, которую целесообразно рассматривать, анализировать, последовательно изучать, все глубже вникая в проблему, рассматривая различные ее аспекты.

2. Выявление и формулирование общей проблемы. Перед учащимися ставится ряд проблем, вопросов, обсуждение которых ведет к следующему шагу - формулированию общей проблемы на основе частных. Обсуждение актуальности и новизны исследования помогает решить сформулированные проблемы.

3. Формулировка гипотез. Учащиеся с помощью педагога формулируют гипотезу исследования, которая в дальнейшем служит им ориентиром в поиске нужной информации. Например, гипотеза может соответствовать одному или нескольким проблемным вопросам, обсужденным ранее. Обычно гипотезы формулируются в виде определенных отношений между двумя или более событиями, явлениями.

Когда проблема определена, предмет, объект исследования намечены, гипотеза сформулирована, можно приступать к написанию введения к будущему исследованию. Для него могут быть рекомендованы приведенные в таблице обороты речи [9].

Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, опираться на их интересы. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью.

Учитель и ученик совместно должны что-то открывать. Тогда отношение учащихся к проводимым экспериментам будет вдумчивым и осмысленным. Они сами начнут высказывать массу гипотез и предлагать разные варианты объяснений увиденного. Здесь учитель, как более знающий экспериментатор, сможет вместе с ними проанализировать полученные результаты, объяснить их сущность, причинность и найти ответы [4].

Исследовательская деятельность под руководством педагога позволяет обучающимся:

- овладеть существенными научными понятиями, представлениями;

- самостоятельно определить проблемные ситуации, найти пути для их разрешения;

- точно описать факты, явления с применением общепризнанной технологии;

- приобрести навык подбора фактов по их существенным признакам;

- сгруппировать факты, признаки в соответствии с общенаучными правилами;

- проанализировать факты и явления, вычленить из них общее и единое, случайное и закономерное;

- выстроить доказательство и давать опровержение.

При написании исследовательской работы у учащихся развиваются умения:

- анализировать, систематизировать (анализ - это способ познания объекта посредством изучения его частей и свойств);

- сравнивать (сравнение - это способ познания посредством установления сходства и различия);

- обобщать и классифицировать (обобщение - это способ познания посредством определения общих существенных признаков);

- определять понятия (понятие - это слово или словосочетание, обозначающее отдельный объект или совокупность объектов и их существенные признаки);

- доказывать и опровергать (доказательство - это рассуждение, устанавливающее истинность какого-либо утверждения путем приведения ранее доказанных утверждений. Опровержение - это рассуждение, направленное на установление ложности выдвинутого утверждения) [7].

Участвуя в научно-исследовательской работе, ученики усваивают готовые формы социальной жизни, приобретают собственный социальный опыт, занимают активную жизненную позицию, которая помогает добиться позитивной самореализации. Полученные в процессе творческой деятельности навыки и умения позволят учащимся чувствовать себя приобщенными к культуре и науке, способными активно проявлять себя на рынке труда, свободно распоряжаться образовательным капиталом.

Достоинством исследовательского метода организации учебной деятельности является привитие учащимся навыка сотрудничества. Участники исследовательской деятельности не замыкаются на личностных интересах, учатся видеть проблемы и интересы своих партнеров и понимать, что результаты их исследований будут использованы для анализа полученных данных и формулирования выводов. Неверным было бы утверждать, что, используя исследовательский метод обучения, учащиеся имитируют работу ученых, - они действительно выполняют научное исследование, если верно определены проблематика, тема и цели работы. Такое исследование может оказаться значимым с точки зрения вклада в науку или привлечения внимания общественности к той или иной проблеме. Поэтому для формирования целостной, гармоничной и инициативной личности воспитанника в процессе обучения исследовательский метод следует использовать как можно чаще [3].

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. А также развитие таких коммуникативных умений и навыков, как организация внутригруппового сотрудничества, совместная выработка способов действий, публичная презентация работы.

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 также 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 также выявлению талантливых и одаренных школьников [10].

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 [8].

Учитель предлагает проблемное задание, учащиеся без помощи учителя ищут способ решения.

Этот прием 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.

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.

Решение творческих биологических задач.

Для успешного решения биологических задач используются элементы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

ТРИЗ имеет большое количество приемов и способов, помогающих создать решение и «извлечь» решение из подсознания.

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. 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.

Теоретические экспресс- исследования.

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 [5].

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 [2].

Проведение учебного эксперимента.

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

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

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

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

Учебный эксперимент – один из продуктивных методов обучения.

Исследования-соревнования

На уроках также эффективны. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся 10-11 класса предоставляется такая возможность. Учитель заранее готовит 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.

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 [1].

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.

Список использованной литературы:

1. Бухвалов, В. А., Богданова, Л. В., Купер, Л. З.Методы экологических исследований [Текст] / В. А.Бухвалов, Л. В. Богданова, Л. З. Купер. – М. : ЛА «Варяг»,1995.–167 с.

2. Викторов, Ю. М., Лебедева, С. А., Тарасов, С. В.Организация исследовательской деятельности школьников[Электронныйресурс]–Режимдоступа www.abitu.ru/researcher/practice/practice_org/practice_all/a_1z0csx.html

3. Лернер,И.Я.Учить,творческивоспитыватьличность [Текст] / И. Я. Лернер // Биология в школе. –1998.–№4.– С.52–55.

4.Стандартвторогопоколения:примернаяпро-граммапобиологиидляосновнойшколы(проект)[Текст]//Биологиявшколе.–2009.– №2.–С.16–33.

5.Чистякова, С. Н., Журкина, А. Я. Критерии ипоказатели готовности школьников к профессиональному самоопределению [Текст] : методич.пособие/С. Н. Чистякова, А. Я. Журкина. – М. : ИОСО РАО,1997.–80 с.

6. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. М.: Просвещение, 2012.

7. Фетисова Н.Е., Кондаурова Т.И. Познавательные задачи как средство формирования исследовательских умений в обучении биологии // Изв. Волгоград. гос. пед. ун-та. Сер.: Педагогические науки. 2016. № 2(106). С. 83–87.

8. Хуторской Н.Ю. Исследовательская деятельность и другие зарубежные системы обучения // Школьные технологии. 2013. № 3. С. 95–100.

9. Штейнберг В.Э. Технология проектирования образовательных систем и процессов // Школьные техноло- гии. 2000. № 2. С. 3–24.

10. Яковлева Н.Ф. Проектная деятельность в образовательном учреждении. 2-е изд. М.: ФЛИНТА, 2014..