Исследовательская деятельность обучающихся на уроках биологии как средство развития личности

Исследовательская деятельность обучающихся

на уроках биологии как средство развития личности

Знание только тогда становится знанием,

когда оно приобретено усилиями своей

мысли, а не памятью.

Л. Н. Толстой.

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.

Организация исследовательской деятельности на уроках является одним из приоритетов современного образования. Развивающие приемы обучения, семинары, учебные проекты позволяют лучше учесть личные склонности учеников, способствуют формированию их активной и самостоятельной позиции в учении, готовности к саморазвитию, социализации. Методы проектный и поисковый не просто формируют умения, а компетенции, то есть умения, непосредственно сопряженные с практической деятельностью. Они широко востребованы за счет рационального сочетания теоретических знаний и их практического применения для решения конкретных проблем.

Ребят к поисково-исследовательской деятельности необходимо подготавливать, всегда помня, что в стенах школы «не мыслям надобно учить, а учить мыслить».

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.

Для успешной организации исследовательской деятельности на уроке необходимо тщательно продумывать формы уроков. В своей работе я использую такие формы как урок-семинар, урок-защита идей, урок-ролевая игра, урок —конференция, урок — круглый стол и т. д. Для достижения поставленных целей урока и учета степени самостоятельности обучающихся использую следующие методы: репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский.

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. 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.

Из опыта работы приведу форму организации исследовательской деятельности обучающихся на уроках биологии в 8 классе при выполнении лабораторных работ.

Урок «Строение и функции головного 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.

Работу организую в парах: один ученик – испытуемый, другой – исследователь. Обучающиеся работают по инструктивной карточке, где указаны действия каждого из них. 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.

Таким образом, на уроках биологии исследовательская работа может быть организована в процессе выполнения учащимися лабораторных и практических работ. 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 12 классе при подготовке рефератов по теме «Антропогенные факторы и их воздействие на биосферу» предлагаю учащимся карточки-задания для проведения экологических исследований.

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)

4. Сделайте выводы.

Исследовательский метод я использую при работе с учебной и дополнительной литературой, осуществляя анализ текста.

Например, в 9 классе урок «Развитие биологии в додарвиновский период» провожу в форме урока-семинара. Для этого класс делится на четыре группы по 3-4 человека в группе. Каждой группе предлагается один текст о русском ученом, внесшем вклад в развитие эволюционной теории, а также лист исследования. В течение 20 минут учащиеся внимательно изучают материал и заполняют соответствующую графу в таблице, подготавливают небольшое сообщение о том, что узнали. Затем представители группы рассказывают о том, что узнали. В итоге знания каждого становятся знаниями всех.

Так же использую 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. 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

3. Экспресс-исследование

По такому типу строится исследовательская деятельность учащихся на экскурсиях, даются индивидуальные задания для проведения эмпирических исследований,  какие птицы живут в городе, какие декоративные растения используются для озеленения улиц города.. 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.

По результатам исследований авторы делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы.

В 8-10-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. 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.

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)

Положительной оценки достоин любой уровень достигнутых результатов. От исследовательской деятельности ребята получают творческий импульс, желание расширять собственные горизонты.

В современных условиях, когда актуален вопрос о снижении учебной нагрузки детей, значение термина «исследовательская деятельность учащихся» приобретает несколько иное значение. В нем уменьшается доля профориентационного компонента, факторов научной новизны исследований, и возрастает содержание, связанное с пониманием исследовательской деятельности как инструмента повышения качества образования.