"технология работы с одаренными детьми через организацию учебно-исследовательской деятельности по биологии, экологии". Технология исследовательской деятельности учащихся на уроках биологии Использование исследовательских работ на уроках биологии

Галахова Надежда Владимировна

МБОУ "Первомайская СОШ" Бийского района Алтайского края

Методический материал "Технология работы с одаренными детьми через организацию учебно-исследовательской деятельности по биологии, экологии" разработан с целью нахождения и подбора метода работы преподавателя с одаренным ребенком, который будет способствовать развитию интереса учащегося к осуществлению исследовательской деятельности и развитию собственных умственных возможностей.

Регулярное использование на уроках системы специальных заданий, направленных на развитие исследовательских навыков, расширяет кругозор учащихся, реализует и развивает их умственные способности.

Каким образом можно обеспечить условия, при которых каждый без исключения ученик получил бы качественное биолого-экологическое образование? Создать необходимую среду. Если создана такая среда, учащиеся даже со слабой учебной мотивацией получают возможность для своего развития, если такой среды нет, то и мотивированные учащиеся не будут иметь возможности для получения качественного образования.

Рисунок 1. Образовательная среда.

Чтобы образовательное пространство выступало как развивающая образовательная среда, должна быть вариативность. Поэтому кроме урочной деятельности учащиеся имеют возможность реализоваться во внеурочной деятельности Основная идея состоит в ступенчатом формировании биологической и

экологической компетентности обучающихся. В данной системе работа проводится на пяти различных уровнях (Рисунок 1. ).

Уровень 1. Работа по формированию биологической и экологической компетентности обучающихся на уроках. На уроках не только закладываются базовые знания по предметам, но и создаются условия для развития и проявления детской одаренности. Основной прием – индивидуализация заданий.

Уровень 2. Работа над формированием биологической и экологической компетентности обучающихся на элективных курсах по биологии, экологии. Организация работы элективных курсов позволяет учащимся попробовать свои силы в углубленном изучении предмета; создается возможность индивидуальной работы учителя с учащимися.

Уровень 3. Формирование биологической и экологической компетентности обучающихся в рамках внеурочной деятельности.

Уровень 4. Работа по формированию биологической и экологической компетентности обучающихся в рамках конкурсов, проектов и соревнований. Признание высоких результатов является важным фактором формирования мотивации учащихся к дальнейшему развитию биологической и экологической компетентности обучающихся.

Уровень 5. Индивидуальная работа с учащимися. Необходимым является индивидуальный контакт с учителем, наставником.

На любом уровне работа ведётся, основываясь на интересе и желании обучающегося развиваться в интересном для него направлении, т.е. основным связующим звеном между уровнями является мотивация учащихся.

Реализовать новые цели образования невозможно, если пассивно усваиваются готовые истины. Необходим самостоятельный поиск, в процессе которого приобретается опыт целеполагания, достижения поставленных целей, рефлексивной самоорганизации и самооценки, опыт коммуникативного взаимодействия, поэтому для формирования у них биологической и экологической компетентности в процессе урочной и внеурочной деятельности необходимо включить их в учебно-познавательную деятельность.

Каким образом можно обеспечить условия, при которых каждый без исключения ученик получил бы качественное образование? Создать необходимую среду, которая будет использована учеником для создания собственного содержания образования в виде его личных продуктов творчества. Объектом воздействия педагога должен быть не ребенок, не его черты (качества) и даже не его поведение, а условия, в которых он существует: внешние условия – среда, окружение, межличностные отношения, деятельность.

Чтобы образовательное пространство выступало как развивающая образовательная и воспитывающая среда, должна быть вариативность. Поэтому кроме урочной деятельности учащиеся имеют возможность реализоваться во внеурочной деятельности.

Цель и направления работы с одаренными детьми: создание оптимальных педагогических условий для гармоничного развития одарённых и высокомотивированных детей и их творческой самореализации.

Основная идея данной системы состоит в ступенчатом выявлении, поддержке и развитии одаренности учащихся. В данной системе работа проводится на пяти различных уровнях:

Основным критерием эффективности работы по формированию биологической и экологической компетентности обучающихся в процессе урочной и внеурочной деятельности является

- повышение учебной мотивации:

Показателями повышения роста мотивации к изучению предмета являются:

Позитивная динамика количества учащихся – участников олимпиад различных уровней.

Количество призовых мест в предметных олимпиадах и конкурсах, полученных учащимися.

Позитивная динамика уровня качества обучения.

Позитивная динамика количества учащихся, участвующих в исследовательской и проектной деятельности.

Положительная динамика индивидуальной успешности учащихся в творческих конкурсах, предметных олимпиадах, соревнованиях.

- динамика уровня сформированности универсальных учебных действий:

Уровни сформированности биологической и экологической компетентности обучающихся определяются на основе Стандартизированных материалов для промежуточной аттестации (авт. Ковалева Г. С., Васильевых И. П., Гостева Ю.Н. Метапредметные результаты. Стандартизированные материалы для промежуточной аттестации. 5-7 классы. Пособие для учителя. (комплект с электронным приложением) М. Просвещение, 2014 год ) в компьютерной программе для ввода и обработки результатов выполнения работы.

Бийский район относится к экологически чистым районам. На его развитие влияет географическая близость туристических зон Горного Алтая. Район входит в туристический маршрут «Большое Золотое кольцо Алтая », обладает достаточным природным, культурным и историческим потенциалом для развития туристской отрасли. Ставя акцент на эту особенность, активно участвую в организации и проведении районных эколого-туристических слётов.

Какие бы серьезные проблемы ни поднимались в программах турслёта, прежде всего они решаются на местном материале. Решение таких проблем обязательно должно способствовать улучшению местной экологической обстановки. Например, вблизи с. Боровое Бийского района выходит родник. К нему приезжают со всего Бийского района, запасаются чистой родниковой водой. В 2014 г. произошло сильнейшее за всю историю наблюдений наводнение, нанесшее и роднику значительный ущерб. Для его восстановления были привлечены не только экологи школы, но и местное население. Проект по восстановлению родника занял призовые места в районе, крае.

Экологи школы ежегодно составляют отчёты о состоянии экологической обстановки в с. Первомайское. Через проекты, агитбригады распространяют экологические знания. Получая теоретические знания на занятиях творческого объединения, подтверждают их на предметных олимпиадах по экологии.

В 2018 году результаты проекта по направлению Экологическое и трудовое воспитание в процессе урочной и внеурочной деятельности» вошёл в состав лучших практик. Для реализации эколого-просветительского проекта в учебный план школы был включен в школьный компонент учебный предмет «Экология ». Программа предназначена для ознакомления обучающихся с социальной экологией человека.Разработаны программы элективных курсов «Основы земледелия ». Ведение этих элективных курсов воспитывает бережное отношение к природе, даёт представление о профессиях.

Моя работа с учениками направлена на создание жизненной стратегии достижения успеха. В основе стратегии достижения успеха должен быть заложен принцип сравнения себя с самим собой, а не с другим. Это один из обязательных критериев, так как люди, у которых в структуре мотиваций преобладает стремление к достижению успеха в деятельности (а не потребность во власти), характеризуются устойчивыми нормальными цифрами артериального давления, а те лица, у которых ярко выражен мотив власти, но нет возможности в полной мере удовлетворить эту потребность в силу объективных препятствий, склонны к развитию гипертонической болезни и имеют серьёзные проблемы со здоровьем.

То есть, если для подростка главным станет постоянный контроль ситуации и желание всегда ощущать себя выше других, он легко может впасть в непереносимые и в то же время неподвластные ему условия явного преимущества конкурента. Безудержное стремление контролировать ситуацию приводит в действительности к зависимости от ситуации, повлиять на которую у него нет никакой возможности.

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

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)