Формирование навыков исследовательской деятельности на уроках биологии. "организация исследовательской деятельности учащихся на уроках биологии" Исследовательские методы на уроках биологии
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.
Брагина Галина Сергеевна
МАОУ СОШ №5 имени Ю.А. Гагарина
2015г.
Тамбов
Использование исследовательского метода как средства активации познавательной деятельности учащихся на уроках биологии
Ни один школьный предмет не имеет таких прекрасных перспектив, как биология для применения исследовательского метода. Разнообразие объектов, изучаемых на уроках биологии, обеспечивает огромные возможности для развития общеучебных, информационных и мыслительных навыков. Красота, богатство красок, запахов и звуков природы дает уникальную возможность развивать образное и логическое мышление, одновременно развивая и вкус.
Развитие познавательных интересов обучающихся является одной из актуальных проблем педагогики, призванной воспитать личность способную к саморазвитию и самосовершенствованию. Использование исследовательского метода позволяет развивать познавательные способности детей, научить самостоятельному конструированию своих знаний, ориентировке в информационном пространстве, развить критическое мышление. Ребята вовлекаются в процесс активного интеллектуального поиска информации.
Привычный подход к организации образовательно – воспитательного процесса заключается в том, что ученик изучает новую теорию, решает задачу, получает оценку и ждёт от учителя новой задачи. Предполагается, что у задачи есть единственный правильный ответ, и учитель его знает.
В своей работе использую исследовательский подход. Он отличается от традиционного тем, что ученик сам ставит вопросы и ищет на них ответы, выдвигает гипотезы, доказывает и опровергает их. Всякий полученный ответ может стать основанием для новых вопросов.
При традиционном подходе к обучению знания, полученные в готовом виде, как правило, вызывают затруднения учащихся в их применении к объяснению наблюдаемых явлений и решению конкретных задач. Одним из существенных недостатков знаний учащихся остается формализм, который проявляется в отрыве заученных учащимися теоретических положений от умения применить их на практике. Участвуя в научно-исследовательской работе, ребята добывают знания самостоятельно, учатся планировать и проводить опыты, вносить работу необходимые коррективы, анализировать и оформлять результаты, дети 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.
Исследовательская деятельность прививает учащимся навык сотрудничества. Участники образовательного процесса 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. Используя исследовательский метод обучения, учащиеся выполняют научное исследование. Поэтому для формирования целостной, гармоничной и инициативной личности воспитанника в процессе обучения исследовательский метод следует использовать как можно чаще.
Во время работы консультирую ученика, делюсь своими соображениями и идеями (но не навязывают их), помогаю ясно изложить результаты – в общем, из тренера превращаюсь в старшего коллегу.
Проектная и исследовательская технология создает благоприятные условия для акцентирования внимания учащихся на местных проблемах, темы для проектов и исследовательских работ выбираются в основном из окружающей жизни. Работа над изучением и поисками путей решения актуальных проблем своей деревни, района, республики способствует воспитанию гражданских качеств детей, формированию любви к малой родине, стремления заботиться о сохранении и приумножении национальных и природных богатств родного края.
Опыт работы убедительно показал на практике необходимость тесной связи учебной и внеучебной работы по предмету. Эта взаимосвязь отражается на результатах обученности учащихся, на развитии их познавательного интереса, на стремлении каждого из них постичь тайны исследовательской деятельности.
Приложенные файлы
Применение исследовательского метода обучения на уроках биологии
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
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 конкурентноспособности берутся: наличие квалифицированных, творчески мыслящих кадров; умение организовывать их творческую деятельность; готовность воспринимать новаторскую мысль и создать условия для её воплощения в жизнь.
Однако в современной российской школе большая часть знаний преподносится в готовом виде и не требует дополнительных поисковых усилий и основной трудностью для учащихся является самостоятельный поиск информации, добывание знаний. Поэтому одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента – исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованием программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив учебной деятельности в целом.
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 – например, провести исследование на базе медиа – лаборатории с использованием компьютера и защитить результаты исследования. Элементы исследовательской деятельности на уроках биологии можно вводить уже в 6-х и даже в 5-х классах. Для активизации исследовательской деятельности у младших школьников и формирования мотивации, целесообразно их знакомство с исследовательскими работами старшеклассников. Данная система поэтапного приобщения учащихся к исследовательской деятельности содействует развитию у них интереса к знаниям в области биологии, а так же выявлению талантливых и одаренных школьников.
Во время исследовательской работы каждый ученик имеет возможности реализовать себя, применить имеющиеся у него знания и опыт, продемонстрировать свою компетентность, ощутить успех.
В ходе работы над учебным исследованием возможно и целесообразно развитие следующих исследовательских умений: понимание сущности проблемы и формулирование проблемного вопроса, формулирование и обоснование гипотезы, определение задач исследования, отбор и анализ литературных данных, проведение эксперимента или наблюдения, фиксирование и обработка результатов, формулирование выводов, оформление отчета о выполнении исследования. А также развитие таких коммуникативных умений и навыков, как организация внутригруппового сотрудничества, совместная выработка способов действий, публичная презентация работы.
Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, базироваться на их интересах. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны превышать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью и непонятностью.
Структура исследовательской деятельности определяется следующим образом:
Поисковая активность -> анализ -> оценка -> прогнозирование развития ситуации -> действия -> поисковая активность.
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.
В 6 классе при проведении лабораторных работ организую небольшое исследование с помощью цифрового микроскопа.
Например, изучение строения плесневого гриба мукора. Проблемным вопросом при изучении плесневого гриба может быть нахождение разницы и выявление ее причины между рассмотренными временными микропрепаратами плесневого гриба, развивающегося на субстрате в начальном периоде развития и во время созревания спор. Учащиеся выполняют работу на своих рабочих местах с использованием светового микроскопа. Учитель демонстрирует микропрепараты с помощью цифрового микроскопа.
Учебный эксперимент – один из продуктивных методов обучения.
5. Исследования-соревнования
На уроках также эффективны. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся 10-11 класса предоставляется такая возможность. Заранее готовлю учебный текст. Этим текстом может быть раздел учебника: «Теория происхождения жизни на Земле», «Происхождение видов», «Основы цитологии» и др. При составлении шпаргалки внимание учащихся становится избирательным, учащиеся стараются выбрать тот текст, который является главным, основополагающим всей темы. Отдельные сюжеты шпаргалки объединяются логическими связями. Этот метод учит учащихся рационально использовать научную литературу.
6. Нетрадиционные уроки (урок-презентация «Древние пресмыкающиеся», урок – дискуссия «Происхождение человека»)
К дискуссии учащиеся готовятся самостоятельно. По теме обсуждения они исследуют не только учебную литературу, но и дополнительную, для того, чтобы показать свою значимость в обсуждаемом вопросе. При подготовке сообщений, учащиеся часто выискивают «каверзные» вопросы для участия в дискуссии.
7. Исследовательские проекты
Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом теоретических экспресс-исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Однако, для выполнения учебного проекта одного урока недостаточно.
Домашние задания также могут носить исследовательский характер:
1. Описание растений и животных по плану
Задание : Охарактеризуйте шиповник по следующему плану.
1. Жизненная форма растения
2. Продолжительность жизни растения.
3. Цветковое или нецветковое.
4. Высшее или низшее.
5. Имеет вегетативный подземный орган (какой?)
6. Орган полового размножения, заключенный в плод.
7. Осевой вегетативный орган, несущий на себе листья и почки.
8. Генеративный орган, в котором развивается семя.
2. Наблюдение за живыми объектами (за поведением рыб в аквариуме, поведением хомячка в клетке, реакцией комнатных растений на время суток и др.)
3. Наблюдение за своим организмом (частота дыхания после физической нагрузки, реакция организма на время суток и др.)
4. Опыты с растениями и домашними животными (выработка условных рефлексов).
Например: Выработка условного рефлекса у рыб.
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.
Учащийся –1. Умеет грамотно, лаконично выражать свои мысли.
2. Способен проявить толерантность в обсуждении проблемы.
3. Владеет навыками презентации своей работы.
– наблюдение за учащимися в ходе дискуссий на различные темы
– Выступление учащихся в массовых мероприятиях: конференциях, конкурсах и т.д.
– тест оценки коммуникативных умений.
Ребенок – существо само по себе деятельное. Ему нужно все пощупать, потрогать, познать. Учиться – значит исследовать мир.
Скажи мне, и я забуду,
Покажи мне, и я запомню,
Дай мне действовать самому,
И я научусь.
(Древнекитайская мудрость)
Особенности организации исследовательской деятельности на уроках биологии
Одним из путей творческого восприятия современных наук считается систематическая учебно-исследовательская работа. Грамотно проводить исследования может не только человек, занимающийся наукой профессионально, но и тот, кто еще учится в школе. Современный этап развития общества протекает в условиях гиперконкуренции. При этом, в качестве наиболее значимых факторов конкурентно-способности берутся: наличие квалифицированных, творчески мыслящих кадров; умение организовывать их творческую деятельность; готовность воспринимать новаторскую мысль и создать условия для её воплощения в жизнь. Однако в современной российской школе большая часть знаний преподносится в готовом виде и не требует дополнительных поисковых усилий и основной трудностью для учащихся является самостоятельный поиск информации, добывание знаний. Поэтому одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента - исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованием программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив учебной деятельности в целом.
Формировать исследовательские умения необходимо не только на уроках, но и во внеклассной работе, которая позволяет учащимся интересующимися предметом, не ограничиваться рамками учебной программы. Применение во внеклассной работе заданий, связанных с проведением наблюдений и опытов, развивает у школьников исследовательские наклонности. Проблема исследования связана с преодолением противоречия между необходимостью активизации познавательной деятельности, развития исследовательских наклонностей школьника, его познавательного интереса к изучению биологии и преобладанием анатомо-морфологического материала в содержании школьного курса биологии.
Еще Сухомлинский отмечал: «Страшная эта опасность - безделие за партой, безделие месяцы, годы. Это развращает морально, калечит человека и... ничего не может возместить того, что упущено в самой главной сфере, где человек должен быть тружеником - в сфере мысли». Разнообразие объектов и процессов, изучаемых на уроках биологии, обеспечивает огромные возможности для исследовательской деятельности, в процессе которой обучающиеся учатся излагать свои мысли, работать индивидуально, в группе и в коллективе, конструировать прямую и обратную связь. Организация исследовательской деятельности позволяет учителю обеспечить самостоятельную отработку пропущенного учебного материала - например, провести самостоятельное исследование по заданной теме в форме наблюдения и записать результаты, а так же мотивировать успешного ученика головоломным заданием. Элементы исследовательской деятельности на уроках биологии можно вводить уже в 6-х и даже в 5-х классах. Для активизации исследовательской деятельности у младших школьников и формирования мотивации, целесообразно их знакомство с исследовательскими работами старшеклассников. Данная система поэтапного приобщения учащихся к исследовательской деятельности содействует развитию у них интереса к знаниям в области биологии, а так же выявлению талантливых и одаренных школьников. Во время исследовательской работы каждый ученик имеет возможности реализовать себя, применить имеющиеся у него знания и опыт, продемонстрировать свою компетентность, ощутить успех. В ходе работы над учебным исследованием возможно и целесообразно развитие следующих исследовательских умений: понимание сущности проблемы и формулирование проблемного вопроса, формулирование и обоснование гипотезы, определение задач исследования, отбор и анализ литературных данных, проведение эксперимента или наблюдения, фиксирование и обработка результатов, формулирование выводов, оформление отчета о выполнении исследования. А также развитие таких коммуникативных умений и навыков, как организация внутригруппового сотрудничества, совместная выработка способов действий, публичная презентация работы. Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, базироваться на их интересах. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны превышать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью и непонятностью.
Структура исследовательской деятельности определяется следующим образом:
Поисковая активность —> анализ —> оценка —> прогнозирование развития ситуации —> действия —> поисковая активность.
Исходя из этого, при организации исследовательской деятельности учащихся среднего звена можно использовать следующие виды исследований.
1. Применение исследовательских методов изучения (учитель предлагает проблемное задание, учащиеся без помощи учителя ищут способ решения). Этот метод предполагает максимально самостоятельную деятельность учащихся по получению и усвоению знаний и умений. При этом в основе метода лежит отчетливая цель - обеспечить усвоение опыта творческой деятельности.На своих уроках исследовательский метод я использую при решении творческих биологических задач. Для успешного решения биологических задач использовались элементы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). ТРИЗ имеет большое количество приемов и способов, помогающих создать решение и «извлечь» решение из подсознания.
В своей деятельности использовались такие приемы, как:
1. Прием «Наоборот » Он рекомендует вместо прямого действия, диктуемого условиями задачи, попробовать осуществить обратное действие, общепринятые решения сменить на обратные. Например, есть очень вкусные шоколадные конфеты - «бутылочки с сиропом». При их изготовлении сталкиваются с противоречием:- Сладкий желеподобный сироп должен быть горячим, чтобы его легко было залить в шоколадную бутылочку, но тогда плавится шоколад - Если сироп холодный, то шоколад не плавится, но очень трудно его залить. Что делать? Делают наоборот: сироп не нагревают, а замораживают в виде бутылочки, а шоколад делают жидким и окунают в него бутылочку.
2. Приём «Обрати вред в пользу». Это трудный, но в то же время мудрый прием. Он требует хорошо знать систему, знать, что в ней плохо, попытаться обратить вред в пользу. Например, В настоящее время резко уменьшилось число работающих промышленных предприятий и сельских хозяйств. Это плохо. А что хорошего? Ответ: Экологическая обстановка многих районов стала заметно лучше. Чарльз Дарвин в детстве много болел. Это плохо. А что хорошего? Ответ: Это закалило его волю и он дал человечеству новую научную концепцию жизни на Земле. Жак Ив Кусто рассказал о таком случае. В месте, где нерестится рыба, затонуло рыболовецкое судно. Это плохо. А что хорошего? Судно стало мешать ловить в этом районе рыбу, так как появилась опасность потерять очень дорогие капроновые сети
2. Экспресс-исследование По такому типу строится исследовательская деятельность учащихся в пятом классе. На экскурсиях даются индивидуальные задания для проведения эмпирических исследований, какие птицы живут в городе, какие декоративные растения используются для озеленения улиц.
3. Теоретические экспресс-исследования ориентированы на работу по изучению и обобщению фактов, материалов, содержащихся в разных источниках. Темы таких исследований должны позволять изучать самые разные объекты в их реальном окружении, в действии, давать большой материал и позволяют увидеть множество тем для собственных изысканий, построения различных гипотез. Возможная тематика исследований: “Приспособленность растений степей к засушливым условиям обитания”, “Особенности насекомоядных растений”, “Приспособления растений к опылению”, “Приспособления насекомых к сбору пыльцы и нектара”. По результатам исследований авторы делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы. В 7-9-х классах теоретические исследования оформляются в виде реферата, содержащего гораздо больший объем информации по выбранному направлению исследования. В процессе поиска информации для написания реферата ученик приобретает навыки работы с каталогами в библиотеке, классификации и систематизации материала, знакомится с основами оформления текстовых документов, учится выделять главное, анализировать данные и делать выводы. Работа над рефератом помогает глубже разобраться в теме, усвоить ее, вырабатывает навыки организованности и целеустремленности, необходимые при изучении любого предмета.
4.Проведение учебного эксперимента. Сюда относятся все лабораторные и практические работы по биологии, начиная с 6-го класса и заканчивая 11 классом. Выполняя лабораторную работу, ученик получает субъективно новые знания. При выполнении этих работ учащиеся приобретают навыки наблюдения, фиксирования и правильного оформления результатов наблюдений, анализа полученных данных, делают выводы. Например, изучение строения плесневого гриба - мукора. Проблемным вопросом при изучении плесневого гриба может быть нахождение разницы и выявление ее причины между рассмотренными временными микропрепаратами плесневого гриба, развивающегося на субстрате в начальном периоде развития и во время созревания спор. Учащиеся выполняют работу на своих рабочих местах с использованием светового микроскопа. Учебный эксперимент - один из продуктивных методов обучения.
5. Исследования-соревнования. На уроках также эффективны. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся 10-11 класса предоставляется такая возможность. Заранее готовлю учебный текст. Этим текстом может быть раздел учебника: «Теория происхождения жизни на Земле», «Происхождение видов», «Основы цитологии» и др. При составлении шпаргалки внимание учащихся становится избирательным, учащиеся стараются выбрать тот текст, который является главным, основополагающим всей темы. Отдельные сюжеты шпаргалки объединяются логическими связями. Этот метод учит учащихся рационально использовать научную литературу.
6. Нетрадиционные уроки (урок-презентация «Многообразие и происхождение пресмыкающиеся», урок - дискуссия «Происхождение человека»).
К дискуссии учащиеся готовятся самостоятельно. По теме обсуждения они исследуют не только учебную литературу, но и дополнительную, для того, чтобы показать свою значимость в обсуждаемом вопросе. При подготовке сообщений, учащиеся часто выискивают «каверзные» вопросы для участия в дискуссии.
7. Исследовательские проекты Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом теоретических экспресс- исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Однако, для выполнения учебного проекта одного урока недостаточно.
Домашние задания также могут носить исследовательский характер:
1. Описание растений и животных по плану Задание: Охарактеризуйте шиповник по следующему плану.1. Жизненная форма растения 2. Продолжительность жизни растения.3. Цветковое или нецветковое.4. Высшее или низшее. 5. Имеет вегетативный подземный орган (какой?)6. Орган полового размножения, заключенный в плод.7. Осевой вегетативный орган, несущий на себе листья и почки. 8. Генеративный орган, в котором развивается семя.
2. Наблюдение за живыми объектами (за поведением рыб в аквариуме, поведением хомячка в клетке, реакцией комнатных растений на время суток и др.)
3. Наблюдение за своим организмом (частота дыхания после физической нагрузки, реакция организма на время суток и др.)
4. Опыты с растениями и домашними животными (выработка условных рефлексов).Например: Выработка условного рефлекса у рыб.
5. Творческие задания - стихи, сочинения «Путешествие с капелькой воды по зеленому растению», «Путешествие с молекулой кислорода по организму», «Путешествие по клетке», кроссворды, викторины, презентации.
Летние задания: 1. Составить гербарий (различных семейств покрытосеменных растений, виды сложных листьев у растений, виды жилкования листьев у растений и др.) 2. Составление коллекций (коллекция бабочек, коллекция раковин брюхоногих или двустворчатых моллюсков и др.)
Виды исследовательской деятельности во внеурочное время:
1. Подготовка и участие в олимпиадах по биологии.
2. Участие в конкурсах, природоохранных мероприятиях и акциях «Наш дом - Земля», «Птица года» и другие.
3. Участие в образовательных экспедициях (экскурсиях по экологической тропе, походах по родному краю)
4. Проведение кружков «Юный друг природы», «Юные исследователи природы родного края», «Школьный экологический мониторинг», элективных курсов «Твои возможности, человек».
5. Написание творческих работ.
6. Написание рефератов, например, «Грибы-подснежники».
7. Выполнение мини - исследований, например, «Моё любимое дерево», Моё любимое животное».
8. Создание буклетов.
9. Создание презентаций
10. Создание моделей (цветкового растения, побега)
11. Создание книги юного биолога, например - 8 класс («Эволюция человека», «Анализаторы. Орган слуха» и др).
