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)
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. 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.
Эффективным средством, позволяющим развитие познавательной и исследовательской компетентности является творческая деятельность. Развить творческую деятельность учащихся можно на уроках, применяя различные методы и приемы и во внеурочной деятельности.
1. Метод «Работа с учебной литературой». Учим хорошо ориентироваться в учебной литературе: пользоваться оглавлением, указателем терминов, шрифтовыми выделениями, вопросами, рисунками, изучать и излагать основное содержание, находить ответы на вопросы и писать реферат.
2. Метод «Наблюдение» - целенаправленная познавательная деятельность учащихся, основанная на чувственном восприятии изучаемого объекта или процесса. Наблюдение обусловливает направленность мыслительной деятельности школьников.
Наблюдения проводятся как в кабинете биологии, так и в естественных условиях (экскурсии в природу). Во время экскурсии учебный процесс протекает вне кабинета, преобладающую роль в обучении играют наблюдения и самостоятельная работа учащихся по инструктивной карточке.
3. Учебный прием «Сравнение» чаще используется при установлении сходства и различия.(Пример:Признаки птици пресмыкающихся; жиры и углеводы;ДНК и РНК.)
4. Метод «Описание биологического объекта» - составление устного или письменного рассказа об объекте на основе чувственного восприятия (Памятка для учащихся «Исследования, наблюдения и описания объектов растительного мира»).
5. При изучении живых объектов от школьников требуется умение анализировать, т.е. мысленно выделять части объекта, их соподчиненность. Начинаем формирование этого умения с внешнего материального действия - расчленения объекта. Выполняя лабораторные работы по изучению органов цветкового растения, строения семян, плодов и пр. учащиеся сначала рассматривают натуральные объекты целиком, расчленяют на части, а затем составляют схему. Схема отражает только наиболее существенные признаки изучаемого объекта и их соподчиненность.
Пример исследовательского урока по теме "Лист. Внешнее строение листа. Форма листьев", 6 класс. На этом уроке обучающиеся не самостоятельно решают поставленную перед ними проблему, а делают это вместе с учителем. Прием "Учимся вместе" помогает учителю показать основные приемы исследования.
6. Биологическая наука в основе своей экспериментальна. Эксперимент требует более сложной работы школьников, чем наблюдение. Он включает в себя постановку опытов с живыми объектами, наблюдения за биологическими явлениями и процессами.
7. Метод «Решение исследовательских задач», в зависимости от объема содержащегося экспериментального материала, степени включения математического аппарата для обработки данных, можно разделить на задачи практикума, исследовательские задачи и научные задачи.
Первые два типа задач чаще всего решаются в ходе урока - лаборатории, урока - практикума и являются его составной частью (лабораторный опыт) или его основой (лабораторная, практическая работа).
Задачи практикума служат для иллюстрации какого-либо явления. В этом случае изменяется один параметр и исследуется связанное с этим изменение.
Например, объявляется тема "Движение цитоплазмы".
Учитель: Какие вопросы у вас возникают?
Ученики: Что такое цитоплазма? Какое значение имеет движение цитоплазмы? Как мы можем увидеть движение цитоплазмы? Если цитоплазма движется, то можно ли измерить ее скорость? Известно, скорость может меняться и зависеть от разных факторов. Можно ли изменить скорость движения цитоплазмы?
Учитель: Какую цель мы поставим? Какое приготовим оборудование, материалы? Какой эксперимент мы можем провести для обнаружения движения цитоплазмы? Какие гипотезы сформулируем? Предположим, каким будет результат.
Исследовательские учебные задачи на элементарном уровне решаются при выполнении лабораторных работ. Как правило, перед началом работ учащиеся получают на руки специальную инструкцию, которая исполняет роль ориентированной основы их действий. Такие инструктивные карточки состоят из следующих друг за другом указаний к действию, которые должен выполнить ученик и обычно содержат вопросы к учащимся, которые придают работе проблемный характер и исследовательскую направленность.Демонстрация инструктивных карточек трех видов для проведения лабораторной работы по теме "Строение раковин различных моллюсков, выявления их сходства и различий" для учащихся с разным уровнем развития исследовательских умений.Научные задачи решаются, как правило, в ходе внеурочной исследовательской деятельности. Анализ таких задач требует широкого кругозора, научной интуиции.В ходе реализации метода решения исследовательских задач формируются навыки обучающихся по подбору методик исследования и практическому овладению ими.Развивающий этап "Развитие творческих способностей. Формирование основ исследовательской деятельности".
Проблемный метод наиболее разнообразен по своим формам и возможностям использования. В том или ином случае он, в первую очередь, направлен на формирование у обучающихся способности вычленить проблему, выдвинуть гипотезу, предложить методы решения проблемы, обобщить полученные результаты и сформулировать выводы.
Высший уровень проблемности, когда я преднамеренно создаю проблемную ситуацию и организую поисковую деятельность обучающихся по самостоятельной подготовке учебных проблем и их решению. Например, при изучении темы "Плоды. Типы плодов" (6 класс) обучающимся предлагается набор самых различных ботанических объектов (клубень картофеля, луковица, кочан капусты, боб фасоли, перец, морковь, зерновка пшеницы, семя гороха, семя подсолнечника помидор, яблоко). Задание: Какое понятие объединяет все эти объекты. Используя ботанические знания об этих объектах, разделите их на группы, объясните, почему вы сделали это именно так. С каким органом растения мы не знакомились в этом учебном году? Какими признаками обладает этот орган растения? Какое определение слову "плод" мы можем дать. для того, чтобы дать определение, нужно знать из каких составных частей состоит плод. Что необходимо сделать? Какой вывод мы можем сделать исходя из этой работы? Данная проблема решается через комплекс теоретических и практических (экспериментальных) средств.(Урок «Фотосинтез» 6 класс), где каждая лаборатория знакомиться с опытом, сравнивает исходные данные и результаты,делает выводы при этом решая проблему, поставленную на уроке.)
Низший уровень проблемности основан на максимальной функции учителя, который сам ставит проблему и решает ее, показывая обучающимся логику движения мысли в поисковой ситуации. Например работа по таблице "Анатомические доказательства эволюции", 11 класс, на которой мы видим скелеты гориллы и человека. Проблемный вопрос: "Чем отличаются друг от друга скелеты человека и гориллы? С чем связаны эти отличия?".
Проблемный метод может использоваться на одном из этапов урока: мотивационном, основном (изучение нового материала); или составлять основу всему занятию. На основе системы форм организации обучения биологии с опорой на активные методы обучения, я широко использую в педагогической практике академические формы (проблемная лекция, семинар, зачет); инновационные (исследовательский урок, семинар "круглый стол", "мозговой штурм").
Вот некоторые приемы, которые используются на моих уроках.
Прием «Мозговой штурм» - это хороший способ включения в работу всех членов группы, который позволяет выслушать мнение каждого, быстро генерировать множество идей. Каждый в группе имеет возможность высказать свое мнение, что конечно повышает самооценку. В группе действуют правила работы "Не оценивай! Не критикуй! Не выноси информацию из группы! Здесь и сегодня!" Задается тема, формируется вопрос, дается время для обсуждения и каждый высказывает свое мнение по кругу. Учитель "погружает" учащихся в проблему. В ходе работы учитель записывает всё, что предлагают ученики. Каждая идея, каждый факт важны и должны быть зафиксированы. Записывать идеи надо без нумерации - по мере их поступления, в краткой форме, без исправлений и комментариев или интерпретаций. Мозговой штурм может быть индивидуальным,парным или групповым.Выполняются основные правила проведения мозгового штурма.Например: Что произойдет, если на Земле исчезнут все бактерии?
Прием "Ассоциация".
В самом начале урока учащимся предлагается записать все ассоциации, которые возникают у них на слово "Селекция".
1 этап: Учащиеся записывают все возникшие у них ассоциации на листе бумаги или в тетради.
2 этап: Объединяют эти ассоциации в паре.
3 этап: Объединят ассоциации в группе.
4 этап: Работая в группе, составляют рассказ "Что мы знаем о селекции", используя все ассоциации группы.
5 этап: Работая в группе, выполняют задание: Представьте, что вы селекционеры. Какой новый сорт томата вы бы хотели получить? Какими качествами он должен обладать и почему?
6 этап: Работа в группе продолжается. Вопрос: "Как вы будете получать новый сорт томата? Какие приемы будете использовать?"
7 этап: Задание: "Вам необходимо вывести сорт томата, пригодный для машинной уборки плодов. Подумайте, какими качествами он должен обладать и почему?"
Прием «Кластеры».
Кластер - это способ графической организации материала, позволяющий сделать наглядными те мыслительные процессы, которые происходят при погружении в ту или иную тему (после прослушивания рассказа учителя, прочтения учебного текста, при подготовке к написанию сочинения и т.д). Кластер является отражением нелинейной формы мышления. Иногда такой способ называют "наглядным мозговым штурмом".
Происходит выделение смысловых единиц текста и графическое оформление в определенном порядке в виде грозди.
Использовать данный прием можно на всех этапах урока: на стадии вызова, осмысления, рефлексии или в качестве стратегии урока в целом.
Это педагогическая стратегия, которая помогает учащимся свободно и открыто думать по поводу какой-либо темы. Этот прием используется для стимулирования мыслительной деятельности до того, как определена тема или в качестве средства для подведения итогов, стимулирования появления новых ассоциаций или графического изображения новых представлений. Это письменный род деятельности служит инструментом обучения письменной речи, дает доступ собственным знаниям, пониманию или представлениям об определенной теме.
Приводим пример использования кластера как стратегии урока «Кровь, ее строение и функции».
Таким образом, мы видим, что в проблемный метод органично вписываются и другие методы исследовательской технологии.
В ходе знакомства со строением белковых молекул и их многообразием в курсе биологии 9 класса в рабочей тетради к учебнику Каменского обучающимся предлагается выполнить следующее задание: "Даны четыре группы аминокислот. Составьте, используя эти аминокислоты, все возможные варианты белковых молекул, состоящих из четырех аминокислотных звеньев" …
Напишите аминокислотные последовательности всех трипепетидов, которые можно построить из двух разных аминокислот А и В. Исходя из того, что у вас получилось, составьте формулу для определения числа различных трипепетидов, которые могут быть построены из двух разных аминокислот
а) 2 в степени 3 = 8; 2 в степени n, где n - число аминокислотных остатков в молекуле
б) 2 в степени 100 = 1, 27 х 10 в степени 30
в) 20 в степени 100 = 1,27 х 10 в степени 130. Это значительно больше, чем число атомов во Вселенной!
Таким образом, существуют практически бесконечные возможности для разнообразия белков
Функция учителя: координировать данный процесс, анализировать результаты.
В некоторых случаях модельный метод может включать в себя лабораторную работу, как средство, служащее доказательством или опровержением теоретического предположения.
Модельный метод обучения позволяет сформировать такие исследовательские навыки как выдвижение гипотезы, анализ полученных материалов, обобщение и формулировка собственных выводов.
ПОПС - формула - метод , используемый при обсуждении дискуссионных проблем, при выполнении упражнений, в которых нужно занять определенную позицию. Это простая форма работы на занятии, когда нужно выработать аргументы, позволяющая сформулировать и представить свое мнение в четкой и сжатой форме. Наиболее результативно данный метод применяется на уроках изучения нового материала. Схема работы следующая.
П - позиция (в чем заключается точка зрения) - я считаю, что…
О - обоснование (доводы в поддержку позиции) - … потому, что…
П - пример (факты, иллюстрирующие довод) - …например…
С - следствие (вывод, призыв к принятию позиции) - …поэтому…
Например, при изучении темы "Методы современной селекции. Генная инженерия" обучающимся предлагается самостоятельно рассмотреть материал по теме ГМО. Наиболее удобной здесь является групповая форма работы. По рассмотренной выше схеме группы предлагают аргументы в виде формулы ПОПС, позволяющей сформулировать и представить свое мнение в четкой сжатой форме, обосновывая и доказывая свою точку зрения.
Например: Я (Мы) считаю (-ем), что генномодифицированные продукты несут опасность; потому, что генетический материал живых организмов, от которых получены эти продукты, изменен; Не зря на продуктах пишут "Не содержат ГМО"; поэтому употреблять такие продукты не стоит.
Данный метод способствует формированию таких навыков, как умение структурировать материал; формулирование выводов и умозаключений; объяснение, доказательство и защита собственных идей; проявление креативности в проблемной ситуации.
Прием «Инсерт».
Учащимся необходимо прочесть текст и сделать в нем определенные пометки в соответствии со своими знаниями и пониманием. Дополняю работу заданием- составить вопросы, расширяющие знания (прямые ответы на эти вопросы в тексте отсутствуют и требуют дополнительной информации), а также вопросы проблемного характера. Провожу конкурсы на лучший вопрос 2-ой и 3-ей категории.
Не все можно сделать и успеть на уроке. Но часть исследовательского поиска можно перенести на факультативные курсы, в кружки, на индивидуальные и групповые внеклассные занятия.
Завершающий этап "Развитие умений и навыков исследовательской деятельности".
Цель исследовательской деятельности, осуществляемой во внеурочное время: развитие у учащихся навыков исследовательской работы, приобретение ими опыта работы с источниками, расширение кругозора школьников, формирование их научно-исследовательских предпочтений и выбор сферы научных интересов; расширение опытно-экспериментальных навыков.
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 1 п. Пангоды»
Исследовательский метод в обучении биологии
Лийв Ольга Викторовна,
учитель биологии
г. Пангоды, 2014
Исследовательский метод обучения биологии
как способ приблизить знания к ученику
За двадцать лет работы в школе замечаю, как она изменилась с точки зрения оснащённости, доступа к различным источникам информации, разнообразия средств обучения. Сегодня видишь, насколько школа стала более открытой и динамичной.
В то же время, наблюдая за учеником, понимаешь, что процесс познания по-прежнему предъявляет свои трудности, преодолевать которые готовы не все дети и не всегда. Занимаясь вопросом внедрения инфомационно-коммуникационных средств в процесс обучения, применения обучающих программ на различных этапах урока, пришла к выводу, что данные средства могут выполнять свою дидактическую функцию только в условиях активности ребёнка и его психологической готовности познавать, заинтересованности.
Психологами подмечено, что побуждает человека к действию внутреннее противоречие. Так, противоречие между известным и ещё не познанным подталкивает к действию получения нового знания. Казалось бы, вот он – простой ключ к решению всех наших педагогических затруднений. Но возникает вопрос, как сделать это актуальным для ребёнка, которого мы должны подвести к самостоятельному познанию.
Мне как педагогу близки идеи проблемного подхода в обучении. Вместе с детьми изучая на уроках и во внеурочной деятельности объекты живой природы, поняла: чтобы знание стало важным для ученика, он должен принять активное участие в его созидании. Такие возможности процессу обучения даёт использование исследовательского метода. При изучении вопросов использования данного метода в педагогической практике я опиралась на выводы Лернера И.Я., Шацкого С.Т. и других учёных-педагогов, которые рассматривали особенности применения исследования в практике школьного обучения.
При построении урока с использованием исследовательского метода работа учеников должна быть выстроена в логике научного поиска. Учебное исследование имеет те же этапы, что и научное:
Постановка вопроса;
Предполагаемое решение вопроса – догадка, гипотеза;
Исследование гипотезы путём наблюдения, опыта или теоретического анализа;
Разрешение вопроса;
Фиксирование результатов.
Задача учителя умело организовать прохождение всех этих этапов учащимися. Поэтому конструирование урока-исследования становиться для учителя проблемной ситуацией: как довести вопрос до учащихся, сделать так, чтобы у них возникло определённое желание его решать, т.е. чтобы учебная проблемная ситуация возникла у учащихся. Здесь могут прийти на помощь современные информационные средства. Яркий видеосюжет на экране, подборка иллюстраций, демонстрирующая объекты или явления, содержащие неполное знание или противоречие могут помочь создать ситуацию интеллектуального затруднения. Так короткий сюжет отрывок из телефильма, показанный в начале урока по теме «Происхождение человека» заставляет задуматься одиннадцатиклассников, почему до сих пор учёные не пришли к единому мнению по данному вопросу. То есть возникает проблемная ситуация и желание её разрешить.
Иногда для создания проблемной ситуации использую работу с понятием. Так, при изучении статической и динамический работы мышц, спрашиваю: «Как вы думаете, почему работу относят к разным видам?» Дети высказываются о том, что она разная. «Что значит разная работа?». Высказываются, что разная работа по-разному влияет на мышцы. Проблемный вопрос возникает из наших рассуждений: «Какая работа сильнее утомляет мышцы?»
Далее наступает этап выдвижения гипотез. Здесь дети обычно очень активно проявляют себя. Каждому хочется высказать свою точку зрения. При разнообразии возможных гипотез учитель должен помочь детям отобрать наиболее правильную. В нашем примере гипотезы две взаимоисключающие: «Сильнее утомляет статическая (динамическая) работа», причём обе звучат одинаково часто. Спрашиваю, можем ли мы решить этот спор, просто «перетягивая канат»? Дети соглашаются, что решение нужно искать.
Наступает этап исследования гипотезы . Важно, чтобы учащиеся чётко представляли задачи своей работы. Предлагаю клише: «Узнать…», «Определить…», «Оценить…», «Сравнить…» и т.п. Очень ценно, когда ученики сами предлагают пути поиска ответа. Иногда, если опыт детей в решении таких задач невелик, ограничено время, учитель может предлагать алгоритмы проверки гипотезы, давать определённые инструкции. В данном случае, выбираем один из предложенных ребятами способов: оценить, какую работу один и тот же ученик сможет выполнять дольше, то есть проверить экспериментальным путём.
В ситуациях, когда исследование гипотезы требует изучения большого объёма информации или связано с трудоёмкими операциями можно организовать проведение этого этапа в малых группах с использованием для каждой группы разного материала для изучения, на основе которого учащиеся осуществляют свой поиск. В этом случае необходимо организовать обмен мнениями и результатами. Он может быть организован в форме поочередного доклада своих результатов, обмена продуктами работы. Материал может быть вынесен на экран, помещён на отдельный компьютер, где будет доступен всем.
После того, как исследование проблемы проведено, необходимо оценить решение с точки зрения подтверждения или опровержения гипотезы. Полученный результат должен быть понят и осознан учащимися. На этом этапе всегда обращаю внимание на то, как правильно оценить результат, сделать вывод, проконтролировать достижение поставленной цели. Например: «Сравните то, что у вас получилось с выдвинутой гипотезой. Запишите вывод в виде краткого (развёрнутого) ответа. Прочитайте и оцените, будет ли он понятен другим».
Следующий этап – фиксирование результатов – требует умения синтезировать информацию, обобщать. Это сложный процесс для учащихся, поскольку предполагает высокий уровень мыследеятельности. Тем не менее, важно научить детей представлять собственное знание, делать его зримым. Примером такого представления результата может быть схема, рисунок, диаграмма, блок тезисов, презентация, обобщающего характера.
Анализируя результаты своей работы, проводила анкетирование среди обучающихся 6 и 8 классов, в которых исследовательский метод применялся мною наиболее широко. Анкетирование проводилось в начале и в конце 2012-2013 учебного года. Оно показало повышение уровня владения такими исследовательскими умениями как выдвижение гипотезы, умение видеть проблему, строить план действий для достижения цели. К результатам моей работы по использованию исследовательских заданий на уроке биологии можно отнести повышение интереса учащихся к изучению данного предмета. Увеличилось количество детей, желающих принимать участие в олимпиадах по биологии, сдавать экзамен по этому предмету. Ежегодно мои ученики принимают участие в научно-практических конференциях. В прошедшем учебном году представляли результаты исследования по экологии на II окружном туре Всеросийского конкурса юношеских исследовательских работ им. Вернадского в г. Новый Уренгой. Работа была напечатана в сборнике работ учащихся, изданном по итогам данного конкурса.
В педагогической литературе говорится, что учебное исследование отличается от научного. Оно не создаёт объективно нового знания. Применение исследовательского метода нацелено на развитие личности ребёнка. Дети активно включаются в самостоятельную деятельность по освоению новых знаний. Однажды совершив открытие, пусть даже маленькое, новое только для него, ребёнок начинает понимать ценность знания, что делает это знание гораздо более прочным и осознанным. К педагогу же приходит удовлетворение, когда он понимает, что смог помочь ребёнку постичь не только азы своего предмета, но и способствовал развитию личных качеств будущего гражданина. специалиста, человека.
Приложение 1.
Этапы урока-исследования
Этап | Результат |
|
Постановка проблемного вопроса | Выявление противоречия или недостаточности знания о изучаемом явлении или объекте | Формулировка проблемы |
Выдвижение гипотезы | Обсуждение разных точек зрения, предположений, выбор боле точных | Формулировка гипотезы в виде краткого тезиса |
Проверка гипотезы | Постановка цели, задач исследования, определение плана действий, необходимых для проверки гипотезы. | Практические действия по алгоритму, соответствующему задачам исследования |
Разрешение вопроса | Анализ и обобщение проделанной работы, сравнение результатов с гипотезой | Формулировка выводов |
Представление (фиксирование)результатов | Оформление результатов исследования в графической, знаковой форме. | Презентация, схема, тезисное заключение |
Приложение 2.
Сформированность исследовательских умений среди учащихся 8-х классов
Методы научного исследования при обучении географии, нетрадиционные типы уроков
1. Методы и этапы научного исследования в методике обучения географии
Сегодня учителя обладают значительной самостоятельностью в планировании учебного процесса, выборе программ и учебников. Учитель должен уметь вести исследовательскую работу, владеть методами педагогического исследования.
В методике обучения географии используют методы теоретического и экспериментально-эмпирического уровня.
Эмпирические методы используются на этапе, когда идет накопление фактов по проблеме исследования, а также на этапе проверки и уточнения полученных выводов. Теоретические применяются на этапе осмысления фактов и построения теории.
Методы исследования
ТеоретическиеЭмпирическиеСистемно- структурный анализ, Логико-дидактический анализ, Типологический подход, Исторический, Сравнительный, Статистический, Математический.Изучение опыта работы школы- наблюдения, беседы, анкетирование, изучение школьной документации.Обобщение передового педагогического опыта.Эксперимент естественный, лабораторный, констатирующий, контрольный.география обучение нетрадиционный урок
В начале своего развития методика использовала в основном методы экспериментально-эмпирические. В последние десятилетия в связи с развитием теоретического аспекта и превращения ее в частную дидактику усилилось внимание к логике исследования, к теоретическим методам.
В методике стали шире применять системно-структурный подход, при котором анализу подвергают связи между содержанием, средствами и методами обучения, между усвоением знаний и развитием школьников, между понятиями, входящими в одну систему знаний.
Математический и статистический методы применяются при обработке результатов экспериментальной работы и опытной проверке качества обучения. Они позволяют делать достаточно обоснованные выводы по результатам исследования.
Выбор методов исследования зависит от поставленных целей и задач. Так, определение исходных позиций, обоснование актуальности методической проблемы требуют теоретического анализа литературных источников. Поиски эффективных путей и средств формирования представлений на основе развития воображения школьников требуют непосредственного наблюдения за учебным процессом, постановки эксперимента.
Эмпирические методы также широко применяют в методике обучения географии. Один из самых распространенных методов - наблюдения. Умение наблюдать - необходимое качество учителя, наблюдательность - показатель педагогических способностей человека. Методика наблюдений, ее строй, содержание, виды, техника наблюдений зависят от особенностей изучаемой методической проблемы, от цели исследования, от характера объекта наблюдений. Успех наблюдений зависит от программы, которая составляется с учетом цели исследования.
Наблюдения на уроках, во время проведения учебных экскурсий сочетаются с другими методами: анкетирование учителей и учащихся, беседы, изучение школьной документации. Разработка содержания анкет проводится с целью сбора информации по различным методическим проблемам.
Посредством анкетирования получают данные, которые подвергаются количественным методам обработки. Одинаковые ответы на вопросы анкеты, полученные от учителей и учащихся из разных регионов страны, подтверждают достоверность изучаемых педагогических явлений.
Логическим продолжением изучения опыта работы школы служит педагогический эксперимент. В практике методических исследований это наиболее широко распространенный метод. Педагогический эксперимент - это научно поставленный опыт обучения и воспитания, позволяющий наблюдать исследуемое педагогическое явление в контролируемых и учитываемых условиях. Классификацию педагогического эксперимента проводят на основе нескольких признаков.
Различают эксперимент по времени действия - длительный и кратковременный, по составу изучаемых явлений - простой и сложный, по организации бывают эксперименты лабораторные (проводятся с группой учащихся) и естественные (со всем, классом или несколькими классами в разных школах). По (целям различают констатирующий, формирующий (или созидательный) и контрольный.В последние годы в методических исследованиях применяют социологические методы. С помощью интервью проводят анкетирование специалистов, работающих в различных отраслях хозяйства. Так можно установить практическую значимость географических знаний как элемента общей культуры. Метод экспертов в методике географии применим для обсуждения новых идей построения содержания школьной географии, при разработке стандартов базового географического образования.
Методы тестирования, широко используемые в психолого-педагогических исследованиях, применимы также и в методике географии. Тестом принято называть нормированные по времени выполнения и по трудности наборы заданий, которые используются с целью сравнительного изучения групповых и индивидуальных особенностей знаний и умений школьников. В исследованиях по методике тест можно использовать в качестве измерительного инструмента результатов обучения. С помощью теста можно сравнивать результаты обучения и развития отдельных учеников и целых классов.
2. Нетрадиционные типы уроков, их организации и проведение
1 Урок - пресс-конференция
Такой урок лучше проводить как заключительный по изучаемой теме. Как правило, он проводится в виде ролевой игры, т.к. предполагает наличие определенных ролей: это беседы членов делегаций или других групп с представителями телевидения, прессы, журналистами газет и журналов, фотокорреспондентами. Перед участниками конференции ставится речевая задача. В ходе урока учащиеся тренируются в монологической речи, в умении задавать проблемные вопросы дискуссионного характера, аргументировано отвечать на вопросы.
2 Урок - ролевая игра
Одним из эффективных способов создания ситуации, способствующей говорению, является ролевая игра. Обучающие возможности заключаются в следующем:
Ролевая игра - самая точная модель общения, т.к. в ней предполагается подражание естественной ситуации.
Ролевая игра обладает большими возможностями мотивационно - побудительного характера.
Эмоции, связанные с определенными фразами или ситуацией, создают прекрасные условия для запоминания материала.
Ролевая игра способствует формированию учебного сотрудничества и партнерства, развитию мотивации совместной деятельности.
Предполагает усиление личной сопричастности к происходящему.
2.3 Урок с использованием компьютерного тестирования
Компьютерное тестирование само по себе нетрадиционно, т.к. все мы привыкли к тестам, выполненным на бумаге. По сравнению с традиционными формами контроля компьютерное тестирование имеет ряд преимуществ:
быстрое получение результатов;
объективность в оценке знаний;
позволяет получить достоверную информацию о владении учащимися определенными умениями и навыками;
дает возможность учителю соотнести эти данные с поставленными на данном этапе задачами обучения и провести своевременную коррекцию процесса усвоения новых знаний;
компьютерное тестирование более интересно по сравнению с традиционными формами, что влияет на повышение познавательной активности учащихся и создает у них положительную мотивацию.
Прежде, чем начать работу с компьютерными тестами, необходимо сформировать содержание тестовых заданий, распределить их по типам и уровню сложности и создать программное содержание теста. Необходимо учитывать возможности программной оболочки.
3. Методика изучения курса «Страноведение» (7 класс). Материки, океаны и страны
В соответствии со Стандартом основного общего образования, в котором определён обязательный минимум географического содержания, и согласно новой концепции среднего географического образования курс 7 класса открывает страноведческий блок школьной географии. В Стандарте основного образования этот содержательный блок представлен разделом «Материки, океаны, народы и страны», а так же включены элементы знаний из других разделов стандарта - «Источники географической информации», «Природа Земли и человек», «Природопользование и геоэкология».
Усиление страноведческой основы школьной географии служит укреплению комплексного подхода к изучению территориальных природно-общественных систем, развитию у школьников познавательного интереса к явлениям природы и событиям общественной жизни, способности рассуждать на основе общих посылок, стремление к познанию, расширение области интересов, способности понимать причины разнообразия природы материков и океанов, крупных регионов и отдельных стран, понимать людей другой культуры, осознавать своё место в жизни своей страны и планеты в целом.
Главная цель курса - развитие у школьников целостного представления о Земле как планете людей, о целостности и дифференциации природы материков, регионов и отдельных стран, о людях, их населяющих, особенностях жизни и хозяйственной деятельности в различных природных условиях, т.е. формирование минимума базовых знаний страноведческого характера, необходимых современному человеку.
Достижение данной цели решается посредством следующих учебно-методических задач:
·Расширение и конкретизация представлений о пространственной неоднородности поверхности Земли на разных уровнях ее дифференциации (от планетарного до локального);
·Создание образных представлений о крупных регионах материков и странах, использовании природных богатств в хозяйственных целях;
·Усиление культурологической и гуманистической направленности содержания курса посредством комплексных характеристик регионов и стран, в центре которых - человек, люди, народы, их образ жизни, материальная и духовная культура, хозяйственная деятельность;
·Воспитание у школьников уважения к другим народам через развитие знаний об истории, традициях, и образе мышления людей другой культуры;
·На историко-географической основе раскрывать изменения политической карты, практики природопользования, нарастания экологических проблем, формировать эмоционально-ценностное отношение к географической среде;
·Развитие картографической грамотности через систему практических работ;
·Умение извлекать информацию из различных источников, в том числе, из Интернет-ресурсов.
Структурно курс состоит из введения и четырёх разделов: «Современный облик планеты Земля», «Главные особенности природы Земли», «Континенты и страны» «Природа Земли и человек». Треть курса составляет введение и общеземлеведческие разделы, на страноведение отводится две трети учебного времени, курс авторски модифицирован, согласно учебной концепции гимназии.
«Исследовательская деятельность учащихся,
как способ повышения эффективности учебного процесса на уроках биологии».
Учитель биологии
Шувалова Елена Витальевна
ГБОУ СОШ с. Ташелка
1.Введение 3 – 4 стр.
2.Основная часть 4 – 11 стр.
3.Заключение 11 стр.
4. Используемая литература 12 стр.
5. Приложения 13 – 20 стр.
1. Введение.
В настоящее время наиболее значимой задачей общего образования является его направленность на приобретение каждым школьником своего собственного полноценного личностного опыта. Основной путь достижения этого – творческая созидающая деятельность учащихся. Глобальные процессы неизбежно приводят к информатизации образования, вызывают потребность в поиске новых подходов к организации учебно-воспитательного процесса, способствующего самореализации и саморазвитию личности школьника. Это, в свою очередь, определяет перспективы создания глобальной информационной образовательной среды, обеспечивающей широкие возможности для образовательной деятельности, влияет на перераспределение ролей между ее участниками.
Стандарты нового поколения ориентируют педагога на развитие у учащихся мотивации к творческому труду, готовности к профессиональному выбору, умения ориентироваться в мире социальных ценностей. На данном этапе становления личности особого внимания заслуживает исследовательская деятельность школьников.
Актуальность 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.
Цель исследования : повышение педагогической эффективности классно-урочной формы обучения с применением исследовательских способов деятельности, путем совершенствования методики их проведения, улучшения результативности и повышения дидактической ценности в учебном процессе.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи.
1.Организация исследовательской деятельности на уроках биологии.
2.Применение различных развивающих методов обучения, лабораторные и практические работы, эксперименты, семинары.
3.Применение технологии исследовательской деятельности учащихся во внеклассной работе.
2. Основная часть.
Формирование исследовательской позиции учащихся – задача нелегкая. Ребят к поисково-исследовательской деятельности необходимо подготавливать, всегда помня, что в стенах школы «не мыслям надобно учить, а учить мыслить». Чтобы научить школьников рациональным способам мыслительной деятельности, необходимо знать пути формирования приемов умственной деятельности – практический и теоретический – и целесообразно их использовать.
В настоящее время в педагогике сформировались различные подходы к определению видов исследовательской деятельности, к которым относят поисковую, экспериментальную, проектную, техническую, творческую и другие, осуществляемые как на уроках, так и во внеурочное время.Содержание заданий исследовательского характера ставит целью развитие познавательной самостоятельности учащихся, воспитания бережного отношения к природе, развитие специальных учебных умений, изучение видового разнообразия флоры и фауны, особенно своей местности, пополнение учебной базы кабинета биологии собственноручно изготовленными коллекциями и гербариями. Организация исследовательской деятельности имеет следующую структуру: мотив, проблема, цель, задачи, методы и способы, план действия, результаты, рефлексия. В основу исследования положена идея, направленная на решение какой-либо проблемы. Необходимо через различные формы организации: урок, (урок – семинар, урок – защита идей, урок – ролевая игра, урок – конференция и др.),дополнительное обучение, проектную деятельность, групповую, индивидуальную, парную формы работы формировать у учащихся навыки исследовательской деятельности.
Виды исследовательской деятельности:
1.Экспресс – исследования: цель – самостоятельное проведение исследования и оформление его по описанию. Например – наблюдение за птицами на кормушке, за поведением домашних животных и т.д.
2.Проведение учебного эксперимента: сюда относят лабораторные и практические работы. Учебный эксперимент – один из продуктивных методов обучения.
3. Исследования – соревнования. На уроках также эффективны. Например найти ошибки в тесте.
4.Творческие задания.
Сочинения «Путешествие с капелькой воды по растению», «Путешествие по клетке», кроссворды, викторины, презентации.
5.Летние задания: составление гербариев, коллекций
6.Виды исследовательской деятельности во внеурочное время: подготовка и участие в олимпиадах по биологии, конкурсах, участие в образовательных экспедициях, экологических субботниках, написание творческих работ, рефератов.
Остановлюсь на уроках, где применяю технологию исследовательской деятельности учащихся.
Для достижения поставленных целей урока и учета степени самостоятельности обучающихся использую следующие методы : репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский. В основе исследовательского метода преподавания биологии являются лабораторные и практические работы.
В процессе обучения биологии на лабораторных и практических занятиях использую:
1) исследование биологических объектов под микроскопом
2) исследование состава тел живой природы
3) исследование строения организма
4) наблюдения за живыми объектами
5) наблюдения за процессами жизнедеятельности организма
6) исследование надорганизменных уровней организации живой материи (вид и экосистема).
Важно так организовать учебную работу, чтобы обучающиеся ненавязчиво усваивали процедуру исследования: можно сделать акцент на значимость ожидаемых результатов, предложить оригинальное или неожиданно сформулированное учебное задание. Важно обеспечить «видение» обучающимися более общей проблемы, нежели та, которая отражена в условии задания. В идеале, проблему должен сформулировать сам ученик, однако, на практике такое случается далеко не всегда. В своей практике я стараюсь предложить детям занимательное, проблемное задание, которое при дальнейшей работе оказывается не сложным, но интересным. Часто включаю проектную деятельность в обычный урок. Такие задания стимулируют обучающихся к проведению несложных обоснований, к поиску закономерностей. Это задания на работу с готовыми гербарными экземплярами, коллекциями и моделями органов растений, животных и человека. Школьники с интересом относятся к своему здоровью, проводят исследовательскую работу по изучению основных антропометрических данных, делают выводы о влиянии экологических факторов на здоровье и физическое развитие человека.
Применение поэтапной организации исследовательской работы на уроках наиболее ярко иллюстрируют уроки лабораторных работ
Организуя исследовательскую работу на уроках по заданиям-инструкциям, учитель имеет возможность в определенной мере осуществлять дифференцированный подход в обучении, сделав одни пункты заданий обязательными для выполнения всеми учащимися класса, другие предложить проработать только тем, кто быстро и хорошо справляется с работой.
Лабораторные работы имеют несколько разновидностей.
1.Организованные во время изучения нового материала самостоятельные работы будут носить исследовательский характер, служить источником получения новых знаний.
Пример: Тема «Видоизменение побегов». В начале урока ставится задача – доказать, что корневище, клубень и луковица – видоизмененные побеги. Учащиеся выполняют лабораторную работу, использую инструктивную карточку, делают выводы. (Приложение 1)
Лабораторные работы с целью закрепления уже полученных знаний о растениях и животных могут быть иллюстрацией к знакомому материалу, подтверждением к рассказу учителя.
Пример: Тема урока "Класс Моллюски" Лабораторная работа по изучению внешнего и внутреннего строения моллюсков (Работа с живыми объектами или с влажными препаратами). (Приложение 1)
Учитывая современные требования к процессу обучения, на уроках биологии возможно ставить школьников в положение первооткрывателей, отдавать предпочтение первому варианту организации работы как наиболее эффективному в учебно-воспитательном отношении.
Исследовательские работы учащихся с использованием натурального раздаточного материала могут быть организованы по-разному.
Некоторые работы могут быть выполнены во внеурочное время или частично проведены на уроке, а частично за его пределами, что дает возможность для продолжения исследовательской работы на кружковых занятиях «Юный исследователь», «Зеленая лаборатория» , факультативного курса «Проектная деятельность» и в ходе экскурсий.
Развитию навыков исследовательской деятельности учащихся способствуют педагогические ситуации. В процессе обучения я использую такие ситуации, в которых школьник должен защищать своё мнение, приводить в его защиту аргументы, доказательства, факты, использовать способы приобретения знаний и опыта, побуждающие обучающегося задавать вопросы учителю, товарищам, выяснять непонятное, углубляться в осмысление знаний. Ситуациями такого рода являются рецензирование ответов одноклассников, работы, связанные с экспертизой и активным поиском нового.
Практика показывает, что использование элементов проблемных, поисковых, исследовательских, эвристических методов обучения делает процесс обучения более продуктивным. Развитие исследовательских умений и навыков учащихся помогает достичь определенных целей: поднять интерес учащихся к учебе, направить их на достижение более высоких результатов
При изучении механизмов функционирования и регулирования систем органов и организма в целом (раздел «Человек и его здоровье») широко привлекается биологический эксперимент как в виде лабораторных работ и самонаблюдений, так и в виде примеров из истории науки и данные современной науки. Ряд исследований под руководством учителя учащиеся могут провести вне урока, а результаты сообщить и продемонстрировать на уроке (например, выработка условных рефлексов у аквариумных рыбок, изучение двигательной активности некоторых позвоночных животных – 7 класс). Написание учащимися рефератов – также исследовательская работа, если в ней есть практическая часть с результатами. Например, в 9 классе при подготовке рефератов по теме «Антропогенные факторы и их воздействие на биосферу» предлагаю учащимся карточки-задания для проведения экологических исследований. (Приложение 2) Исследовательский метод я использую также при работе с учебной и дополнительной литературой, осуществляя анализ текста.
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.
Исследовательская учебно-познавательная деятельность школьника обладает большим потенциалом для формирования у них опыта творческой деятельности, поскольку предполагает не только усвоение действий, выполняемых по образцу, но и самостоятельный поиск и создание нового субъективно значимого знания. Такой опыт формируется на основе личностно-ориентированного подхода в обучении, одним из путей реализации которого, является применение в обучении метода проектов. Метод проектов представляет собой гибкую модель организации учебного процесса, ориентированную на творческую самореализацию личности.
Основные требования к организации проекта:
проект создается по инициативе учащихся и должен быть значимым для них и для их ближайшего окружения;
решаемая с помощью проекта проблема и предполагаемые результаты должны иметь практическое (возможно, и научное) значение;
работа учащихся над проектом является самостоятельной и носит исследовательский характер;
проект планируется и разрабатывается заранее, исходя из конкретных целей и задач, допускаются изменения в процессе его осуществления.
Метод проектов позволяет создать условия, при которых школьники, с одной стороны, могут самостоятельно осваивать новые знания и способы действия, а с другой – применять на практике ранее приобретённые знания и умения.
Учебный проект предполагает коллективную форму деятельности. Одна из его основных задач – осуществление межпредметных связей и создание некоторого образовательного продукта в процессе взаимодействия учащихся друг с другом и с учителем. Таким образом, создаются условия для непрерывного самообразования, интеллектуального и творческого развития обучающихся.
Деятельность ученика организуется не только как удовлетворение познавательной потребности, но и целого ряда потребностей развития личности ученика: самоутверждение, самовыражение, самоопределение, самоактуализация. Ученик себя адаптирует к социуму, проходит первые социальные пробы, то есть осуществляет самосовершенствование.
В своей практике использую последовательность работы над проектом, включающей несколько этапов: подготовка, планирование, исследование, формулирование результатов и выводов, защита проекта, оценка результатов и процесса проектной деятельности.
Например, в 8 классе тема «Дыхание» завершается уроком «Заболевания органов дыхания, их предупреждение». В ходе урока обучающиеся вовлекаются в исследовательский проект «Изучение функциональных возможностей дыхательной системы у курильщиков и некурящих подростков» . Для этого выдвигается рабочая гипотеза: «Влияет ли курение на работу дыхательной системы у подростков?» и изучается методика проведения исследования. В исследовании участвуют два подростка: один – курящий, другой – нет. На уроке анализируем полученные данные, а оформлением проекта занимается творческая группа учащихся во внеурочное время.
К научно – исследовательской работе школьники приобщаются постепенно. В 5-6 классах работа над проектом « Пригласим природу в дом» ,«Лук – зеленый друг», «Аптека на подоконнике» и др. учащиеся выясняют роль комнатных растений в жизни человека. «Ландшафт пришкольного участка», учащиеся учатся размещать многолетние и однолетние декоративные растения на клумбах, в школьном саду, парке. В 8-9 классах ребята выполняют проекты по здоровьесберегающей тематике, экологии. «Вредные привычки», «Рациональное питание школьника», «Влияние двигательной активности на здоровье подростка», «Экология малых рек и др. выступают с сообщениями и презентациями на уроках – здоровья, экологических часах, по результатам наблюдений, лабораторных работ, составляют памятки, буклеты.
3. Заключение.
Результативность опыта.
Использование данной педагогической технологий на уроке и во внеурочное время позволило повысить уровень познавательных способностей обучающихся в сфере учебной и внеклассной деятельности, наблюдается повышение интереса обучающихся к предмету «Биология» (участие в конкурсах, олимпиадах), высокий уровень мотивации к учебной и внеучебной деятельности,повышается успеваемость учащихся качество знаний, продвигает ребенка в общем развитии, создаёт благоприятные условия для лучшего взаимопонимания учителя и обучающихся, их сотрудничества в учебном процессе. Ребёнок становится ищущим, жаждущим знаний, неутомимым, творческим, настойчивым и трудолюбивым.
4. Используемая литература:
1.Воронцова А. Б. Сборник проектных задач (работаем по стандартам) М.:Просвещение, 2011г.
2.Ганич Л.Ю. Внеклассные занятия по биологии: необычные формы и методы активизации познания: М.: Школа-пресс, 2004г.
3.Господникова М. К. Проектная деятельность в школе: Издательство«Учитель», 2008г.
4. Кузьмина И.И. Требования к оформлению исследовательских и творческих работ школьников 2004.
5. Масленникова А.В. Основы исследовательской деятельности учащихся: Журнал «Исследовательская деятельность», 2006, № 1.
6. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования.–М.:ВЛАДОС, 2001.
7. Русских Г.А. Технология проектного обучения: Биология в средней школе.//Биология в школе. – 2003. - № 3.
8. Степанова М.В. Учебно-исследовательская деятельность школьников в профильном обучении. - Санкт-Петербург: "Каро”, 2009г.
9. Щукина Г.И. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе. - М.: Просвещение, 1979.
5. Приложения.
Приложение1
Из опыта работы приведу разные формы организации исследовательской деятельности обучающихся на уроках биологии в 8 классе при выполнении лабораторных работ.
Урок «Обмен веществ. Углеводы" Урок начинается с постановки проблемной задачи. Можно ли углеводы убрать из рациона человека? -постройте схему переваривания углеводов, начиная с их поступления в организм и заканчивая их утилизацией в клетке. Лабораторная работа: «Превращение углеводов в организме. Роль углеводов»
Применяя известные факты, ребята выстраивают следующую цепочку: разложение крахмала до глюкозы в пищеварительном тракте Под действием фермента (амилазы) - всасывание ее в кровь - изменения, происходящие с глюкозой в печени и мышцах - превращения в клетках, где часть ее окисляется, т. е. расходуется на удовлетворение энергетических потребностей клетки, а другая часть используется для синтеза новых веществ.
Урок «Строение и функции головного мозга»
Лабораторная работа «Определение безусловных рефлексов различных отделов мозга».
В начале урока ставлю проблемный вопрос «Можно ли утверждать, что чем больше мозг, тем умнее человек?». Для ответа на данный вопрос предлагаю рассмотреть познавательные задания:
1) Вес мозга И.С.Тургенева – 2012 г, Анатоля Франса – 1017г, а у Луи Пастера, как показало вскрытие, после перенесенной болезни вообще не работала половина переднего мозга. Выскажите ваше мнение.
2) У слона самый большой мозг, но он не самое «умное» животное, так как важно соотношение веса мозга к весу тела. У слона оно невысокое, а у дельфина – выше, чем у человека. Но ведь человек держит рыбку, а дельфин за ней прыгает, а не наоборот. Почему? Выскажите ваше мнение.
Учащиеся приходят к выводу, что ответ кроется в строении мозга человека и важно знать функции разных отделов мозга.
Лабораторную работу организую в парах: один ученик – испытуемый, другой – исследователь. Обучающиеся работают по инструктивной карточке, где указаны действия каждого из них (первая и вторая колонки таблицы). В ходе выполнения работы они заполняют графу «Что наблюдали?». Для того, чтобы сделать вывод и ответить на вопрос «Какой отдел ЦНС действовал?», учащиеся должны изучить материал параграфа. В заключение урока подводим итоги работы.
Урок «Кровь, ее состав. Клеточные элементы крови».
Лабораторная работа «Изучение микроскопического строения крови».
Лабораторная работа может проводиться в трех вариантах: иллюстративном, частично-поисковом и исследовательском. На столах обучающихся три вида инструктивных карточек, они сами выбирают вариант работы.
Иллюстративная лабораторная работа
Инструктивная карточка
1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека, найдите доказательства того, что кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки (увеличение общей поверхности эритроцитов и относительного содержания гемоглобина).
2. Сравните эритроциты лягушки и человека. По каким признакам можно судить об увеличении поверхности эритроцитов, а по каким – об увеличении относительного содержания гемоглобина в эритроцитах.
3. Запишите вывод:
Кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода больше, чем кровь лягушки, так как: 1) увеличивается общая поверхность эритроцитов вследствие…, 2) увеличивается относительное содержание гемоглобина вследствие…
Частично-поисковая лабораторная работа
Инструктивная карточка
1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека.
2. Сравните эритроциты лягушки и человека, обратив внимание на размеры эритроцитов, наличие или отсутствие ядра.
3) Сделайте вывод: чья кровь в единицу времени единицей объема переносит больше кислорода и почему?
Исследовательская лабораторная работа
Инструктивная карточка
1) Исследуйте микроскопическое строение крови лягушки и человека, сравнив их эритроциты.
2) Найдите и проанализируйте факты, доказывающие, что чья-то кровь переносит в единицу времени единицей объема больше кислорода.
3) Сделайте вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: «Перенос кислорода будет зависеть от…, значит необходимо найти доказательства наличия этих причин».
Урок «Регуляция дыхания»
Лабораторная работа «Определение частоты дыхания».
Инструктивная карточка
1) Пронаблюдайте за движениями своей грудной клетки.
2) Сосчитайте, сколько дыхательных движений вы делаете в течение 1 минуты сидя, после 10 приседаний.
3) Объясните разницу полученных данных и запишите вывод.
4) Решите следующие биологические задачи:
А) Сколько воздуха проходит через легкие человека при спокойном дыхании в 1 минуту, в 1 час, в сутки (вдох – 500мл воздуха, частота дыхания – 18 раз в минуту).
Б) Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится 20% кислорода, определите, сколько кислорода человек пропускает через легкие в сутки при спокойном дыхании.
Урок «Пищеварение в ротовой полости»
Лабораторная работа «Действие слюны на крахмал»
В начале работы определяем цель эксперимента: доказать, что ферменты слюны расщепляют крахмал и выдвигаем рабочую гипотезу. Затем знакомимся с оборудованием: накрахмаленные картофельным крахмалом салфетки, спички, вата или ватные палочки, йодная вода, химические стаканы или чашки Петри.
В ходе организационной беседы планируем эксперимент с использованием логической конструкции: «если, то…»
«Если ферменты слюны расщепляют крахмал, то после действия слюны мы не обнаружим крахмал с помощью качественной реакции (йодной воды). То есть если после обработки слюной накрахмаленной салфетки поместить ее в раствор йода, то салфетка не посинеет. Как доказать, что именно слюна, а не вода расщепляет крахмал? Ребята приходят к выводу, что надо провести такой же опыт, но вместо слюны взять воду.
Таким образом, для проведения эксперимента нам необходимо взять две накрахмаленные салфетки и на одну нанести простой рисунок слюной (эксперимент), а на другую водой (контроль). И если наше предположение верно, то на салфетке проявиться белый рисунок.
Урок «Пищеварение в желудке».
Лабораторная работа «Воздействие желудочного сока на белки».
Инструктивная карточка
1. Налейте в пробирку 3-4 мл желудочного сока (соляная кислота).
2. Добавьте хлопья белка.
3. Подержите на водяной бане при температуре 38-39 градусов полчаса.
4. Запишите вывод: за основу можете взять рабочую гипотезу: «Если в желудке происходит расщепление белков до аминокислот, то необходимо выяснить условия действия ферментов желудочного сока».
Приложение 2
Карточка № 1
Тема «Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта»
Цель: определить количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.
Задания для исследования
1. Выберите определенный участок автодороги, расположенный вблизи школы или дома.
2. Подсчитайте, сколько проехало по автодороге за 1 час легковых, грузовых машин, автобусов, использующих дизельное топливо.
3. Используя данные таблицы 1, определите, какое количество выхлопных газов в среднем поступает в атмосферу за 1 час (за сутки) на этом участке дороги.
Таблица 1
Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем в течение суток (в граммах)
Химические соединения Грузовой Легковой Автобус
4. Сделайте выводы.
Карточка № 2
Тема «Анализ состояния почвы приусадебного участка»
Цель: научиться определять кислотность почвы.
Оборудование: две пробирки, индикаторная бумага, раствор хлорида калия.
Задания для исследования
1. Возьмите 2-3 грамма почвы с вашего приусадебного или дачного участка. Приготовьте почвенную вытяжку, поместив почву в пробирку и добавив 10 мл раствора хлорида калия. Когда содержимое пробирки отстоится, возьмите полоску индикаторной бумаги и опустите её в почвенную вытяжку. Через 2 сек достаньте индикаторную бумагу, сверьте её цвет с эталоном шкалы рН (табл. 3) и определите тип почвы.
Таблица 3
Шкала для определения кислотности почвы
| Высокая кислотность | Умеренная кислотность | Низкая кислотность | нейтральная среда | |
| РН 8 щелочная среда |
2. Сделайте выводы о необходимости известкования почвы вашего дачного участка путем внесения известняка и золы.
3. Выясните, применяют ли ваши родители удобрения и ядохимикаты при выращивании растений на дачном участке. Какие правила использования химикатов вы знаете?
Карточка № 3
Тема «Выявление парникового эффекта»
Цель: построить модель, демонстрирующую парниковый эффект.
Оборудование: прозрачная емкость с крышкой, термометр, пластмассовая ложка, электрическая лампа, вода, почва.
Задания для исследования
1. Возьмите прозрачную емкость, пластмассовую коробку или стеклянную банку и поместите на дно темный грунт, например почву, слоем 2-3 см. Грунт увлажните. Вертикально поместите термометр в емкость. Накройте емкость крышкой или стеклом и на высоте 20-30 см установите лампу.
2. Не включая лампу, запишите температуру, установившуюся внутри емкости. Оставив крышку на сосуде, включите лампу и записывайте температуру каждую минуту в течение 20 минут. Почему температура увеличивается? Сравните этот процесс с парниковым эффектом на Земле.
3. Как повлияет существенное повышение средней температуры нашей планеты на очертание материков? Предложите возможные пути решения проблемы «парникового эффекта».