Формирование у учащихся ключевых, личностно-ориентированных компетентностей через применение проектно-исследовательских технологий

Развитие общества XXI века порождает глубокие перемены во всех областях жизни. Современный человек должен быть инициативен, самостоятелен, он должен уметь находить и анализировать информацию: уметь выбирать необходимое, делать вывод и использовать полученные сведения и умения. То есть ему должны быть свойственны такие качества, как ответственность и продуктивность. Кроме того, он должен уметь приспосабливаться к изменениям в социальной среде, адаптироваться к ним.

Кроме перечисленных выше объективных реалий, также необходимо вычлeнить ряд  субъективных факторов, которые  были    приняты мною во внимание при определении целей и задач своей  деятельности . C одной стороны, это выраженный разброс образовательных запросов учащихся и их родителей, обусловленный удаленным от центра местоположением школы. С другой стороны, особенности окружающего школу социума, продиктованные достаточно невысоким образовательным цензом родителей учащихся (образовательный уровень подавляющего количества родителей соответствует уровню среднего специального образования),     а также проблемы, связанные с обеспечением конкурентоспособности школы.  

Так как современные реалии диктуют пересмотреть свои подходы, я пришла к пониманию, что современное образование должно строиться на новых подходах.
Как этого достичь?

Поскольку лишь на изменении содержания и объема учебных дисциплин не достичь  желаемого результата – преодоление веками сложившейся дидактической трaнcляционности – «педагогики передачи и усвоения» – непременная задача – модернизации образования. Инновационный подход к обучению биологии я вижу в  попытке гуманизации обучения, преодоление формализма, авторитарного стиля, поворот к личности обучаемого, поиске условий для раскрытия его творческого потенциала. Особая форма предъявления изучаемого материала, его содержательной стороны влечет за собой не только усвоение знаний и умений по предмету, но и выработку умений, влияющих на учебно-познавательную деятельность и обеспечивающих ее перевод на уровень продуктивного. Необходим поворот всего учебно-воспитательного процесса к развитию творческой активности, коммуникативности, нравственной ответственности человека. Образование должно не только вооружать знаниями, но и развивать и совершенствовать личность. Иначе говоря, общество все более проникается идеей гуманизации образования. Вариативность современных программ и учебников по биологии даёт прекрасную возможность продемонстрировать учащимся дискуссионный хаpaктер многих  экологических вопросов, а не бороться за единообразие. Всё это, несомненно, формирует дивергентное мышление, что является необходимой составляющей креативности.

Разрешение всех названных  проблем возможно при адекватном применении проектно-исследовательской технологии обучения. Исследовательская деятельность инициирует начало эволюции от объектно-субъектной парадигмы образовательной деятельности к ситуации совместного постижения действительности.  Как не парадоксально, но ИД позволяет снизить нагрузку учащихся, так как я понимаем ИД как инструмент повышения качества образования. Наконец ИД позволяет решать задачи социализации учащихся через наработку социальной пpaктики средствами ИД. В качестве основных направлений ИД я  выбрала: экологию, валеологию, психологию. ИД я осуществляю через урочную, внеурочную деятельность, систему дополнительного образования и на каждой ступени обучения она решает свой спектр задач, носит сквозной хаpaктер с начальной ступени обучения  и до старшей.

Под исследовательской деятельностью я понимаю деятельность учащихся, связанную с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, хаpaктерных для исследования в научной сфере, нормированную исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и пpaктическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, собственные выводы. Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения.

Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности учащегося, а не получение объективно нового результата, как в «большой» науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности – в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (т. е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося).

Урок – одна из форм организации учебно-исследовательской деятельности. Ежедневно наблюдаемый учеником исследовательский подход в работе формирует и укрепляет в нем мотивацию учебной деятельности как исследовательской. Причём не у отдельных учащихся, предрасположенных к ней, а у большинства из них. Биология, как наука, даёт прекрасные возможности актуализировать вопросы сохранения здоровья, привлечь внимание  к проблемам экологии.

Для более продуктивного формирования исследовательских навыков я выбрала УМК Н.И.Сонина. Данный УМК  помогает  развивать способности учащихся в использовании различных источников информации, в осознании сущности целостного отношения к миру, осуществлении профессионального выбора с учётом собственных интересов и возможностей в новой коммуникативной среде.  Эта авторская линия использует концентрический принцип построения обучения, обеспечивает базовый уровень подготовки учащихся основной и средней школы, одновременно давая возможность организовать дифференцированное обучение школьников.

Для повышения эффективности проектной деятельности (при формировании групп, при выборе степени сложности заданий,  формы  исследования) необходимо в работе опираться на данные психолого-педагогической диагностики. Для диагностики используются следующие методики:

•  определения уровня и хаpaктера школьной тревожности (тест Филлипса)
• определение уровня интеллекта (школьный тест умственного развития)
• социометрические исследования;
• тест эмоций Басса – Дарки
• определения уровня школьной мотивации;
• Дифференционно – диагностический опросник (ДДО)

Очевидно, что успех любой деятельности, в том числе и учебно-исследовательской, во многом определяется условиями ее реализации. Такие условия должны соответствовать общедидактическим принципам. Основа  учебного исследования:

– воспроизведение в учебной деятельности логики научного  познания;
– передача детям не столько знания, сколько способы умственных действий.

Ученик ставится в положение исследователя-творца, ведь для того чтобы он мог овладеть принципом, открыть его, надо провести исследование. В этом  смысле целенаправленная учебная деятельность представляет собой аналог исследовательской деятельности. Все правила, и законы выстраиваются ребёнком собственноручно.

Для  развития исследовательских умений учащихся на уроках я использую наблюдение  и опыт как методы исследования.

Например, при выполнении лабораторной работы «Изучение препаратов крови лягушки и человека» перед ребятами ставится задача выявить особенности строения эритроцитов человека в связи с выполняемой ими функцией; определить направления эволюции эритроцитов у позвоночных животных. 

С целью формирования  логичности мышления, выявления причинно-следственных связей в конце работы учащиеся обобщают полученные результаты и делают вывод: строение эритроцитов идеально соответствует выполняемой ими газовой функции. Благодаря мелким размерам, двояковогнутой форме, отсутствию в зрелых клетках ядер эритроциты связывают большое количество кислорода и поставляют его тканям. Это одна из причин, наряду с четырехкамерным сердцем, полным разделением венозного и артериального кровотоках, прогрессивными изменениями в строении легких и др., теплокровности млекопитающих, в том числе и человека.

Для того чтобы учащиеся во время наблюдений могли правильно увидеть существенные особенности изучаемого объекта, им дается исследовательское задание. Я же предварительно или параллельно с наблюдением сообщаю минимум опopных заданий, без которых полученные знания учащихся не смогут быть достаточно сознательными. Но смысл исследовательских наблюдений состоит в том, чтобы в информации, сообщаемой учителем, не содержалось тех знаний, которые учащиеся смогут получить сами.

Так, например, в лабораторной работе «Определение качества воды с помощью инфузории-туфельки» учащимся даётся информация о скорости и траектории движения инфузории-туфельки в чистой воде, а в ходе наблюдения ученики должны были сами определить, как реагирует простейшее на воду, загрязнённую бытовыми стоками.

Успех наблюдения как метод изучения предметов и явлений зависит от правильно составленного задания. Поэтому я  четко сформулирую цель наблюдения, определяю  порядок его проведения; учащимся должны быть ясны критерии, с позиций которых ведется наблюдение.

Хорошо организованные наблюдения и пpaктические работы содействуют умственному развитию учащихся. Каждая работа, в основе которой лежит наблюдение, заканчивается отчетным заданием, которое  выполняется учащимися в письменном или устном виде. Например, в 6-м классе при изучении темы «Значение процессов выделения у растений» по итогам наблюдения за изменениями деревьев осенью, учащиеся  описывают в отчете, на  каких деревьях раньше других пожелтели листья, какие виды деревьев первыми сбросили листву. Это помогает учащимся окончательно уточнить и осмыслить проведенные наблюдения, а учителю осуществить контроль над качеством их выполнения.

Кроме метода наблюдения, в развитии исследовательских умений учащихся я использую опыт как метод исследования. Преимущество опыта перед наблюдением заключается в том, что экспериментатор произвольно вызывает явление, изменяет условия наблюдения и этим самым имеет возможность глубже вникнуть в причину явлений.

Проводимые опыты я подразделяю на иллюстративные и исследовательские. В 11-м классе  в теме «Воздействие человека на природу в процессе становления общества» я предлагаю проведение следующего иллюстративного опыта: «Определение поражения ткани листа при антропогенном загрязнении воздушной среды». Но этот же опыт может стать исследовательским, если предложить учащимся сравнить поражения листьев с различных деревьев, а затем сделать вывод о правильности подбора зелёных насаждений по видовому составу на школьной территории.

В качестве исследовательского опыта можно предложить учащимся и работу «Действие фитонцидов на жизнедеятельность инфузорий». В результате такого опыта учащиеся выясняют, какие растения обладают большей или меньшей фитонцидной активностью.

Я пришла к выводу, что содержание знаний, получаемых из опытов, не меняется в зависимости от способа их применения – путем демонстрации или самостоятельного проведения учащимися. Поэтому один и тот же опыт, например действие ферментов слюны на крахмал, может быть исследовательским или иллюстративным и при демонстрации, и при самостоятельном его проведении школьниками.

Обучающая эффективность опытов без надлежащего руководства познавательной деятельностью учащихся имеет даже меньше, чем простое словесное изложение изучаемого явления. При проведении любого опыта важно, чтобы учащимся были ясны задачи, ход и условия опыта. Если задание сформулировано кратко, то не следует  разрешать начинать работу, пока все учащиеся не уяснят, что им надлежит делить. Например, при постановке лабораторных опытов по действию желудочного сока на белки учащиеся должны хорошо представлять цель опыта (установление того, на какие пищевые вещества и при каких условиях влияет желудочный сок), отчетливо знать, в каких пробирках что находится, какими средствами в пробирках создается разная химическая среда и т.д.

Но наблюдения получаемых в опыте результатов и выводы обязательно должны проводиться совершенно самостоятельно. При этом условии опыт оказывает наибольшее воздействие на формирование необходимых понятий.

Вот, например, как можно организовать работу по наблюдению за работой сердца в 8 классе в теме «Движение крови по сосудам» Перед учащимися на уроке была поставлена задача определить, как меняется работа сердца при разных состояниях организма. Учащимся предложили выяснить это по пульсу, после чего им было продемонстрировано, как это сделать. На учительский стол был поставлен метроном, отсчитывающий секунды, а на доске написано задание: определить пульс в покое, сидя, затем стоя, после десяти приседаний и через две и пять минут после нагрузки; объяснить значение для организма изменения работы сердца.

Самонаблюдения играют большую роль в формировании понятий о строении, функциях и гигиене органов. Пpaктическая проверка на себе заставляет учащихся глубоко осмысливать многие теоретические положения и лучше их запоминать. Одним из условий успеха работы при организации самостоятельных наблюдений физиологических явлений служит хаpaктер заданий. В них должен требоваться точный учет времени и фиксирование количественных показателей, например, время наступления утомления мышц, количество пульсовых ударов в минуту при разных состояниях и т.д. Например: «Придумайте и опишите эксперимент, который  доказал бы зависимость утомления мышц пальца руки от ритма и величины нагрузки.

Не менее важно для формирования творческой активности учащихся  и продумывание соответствующих форм домашней работы, чтобы она способствовала не только закреплению изученного учебного материала, но  и развитию навыков самостоятельной исследовательской работы над значительными темами, например: «Определение наличия плоскостопия», «Определение остроты слуха», «Составление рациона питания» и др.

Для повышения эффективности проведения опытов и наблюдений уделяю  большое внимание вопросам переоснащения учебной базы своего кабинета. В настоящий момент кабинет биологии  оборудован цифровыми микроскопами, компьютером, мультимедийным проектором, ноутбуком, телевизором, DVD – плейером. Для повышения наглядности  широко применяю информационно-технологические технологии, стараюсь пpaктиковать уроки-презентации в качестве дидактических средств для повышения степени наглядности при изложении учебного материала, проведении лабораторных и пpaктических работ, для индивидуализации обучения, особенно в классах педагогической поддержки. Применяю самостоятельно разработанные медиа уроки с использованием таких графических редакторов  как Adobe Photoshop, GIF – Анимация, Power Point, при этом обучение носит активно-деятельностный, проектный хаpaктер. Использую цифровые микроскопы, обеспечивающие возможность передачи в реальном времени изображения микрообъекта, в том числе и в форме цифровой видеозаписи с помощью интеpaктивной доски.

С подключением школы к сети Интернет стала пpaктиковать уроки, направленные на развитие у учащихся навыков  самостоятельного целенаправленного поиска учащимися информации в Интернете, её обработке и анализе.

Когда у учащихся были сформированы навыки исследовательской деятельности, оказалось возможным перейти к проектному обучению. При проектном обучении образовательный процесс строится не в логике учебного предмета, а в логике деятельности, имеющей личностный смысл для ученика, что повышает его мотивацию в учении.

Для повышения эффективности  учебно-воспитательного процесса, я использую проектный  метод в урочной и внеурочной (клубной) деятельности. Виды учебных  проектов достаточно разнообразны:

1.  Информационный проект.

Например: « История развития рекреационных зон Калининграда».
Он направлен на изучение, каких либо объектов, явлений, процессов. При этом ребята изучают литературные источники, фотографируют, составляют отчёты, делают стенды.
Например: « Критерии здоровья». В теме «Что такое здоровье?» выдвигается проблема: «Можно ли считать абсолютно здоровым человека после медицинского обследования, в ходе которого сделано заключение о нормальном состоянии всех органов, а также анализов?». Или: «Существует мнение, что люди, которые имеют и стремятся выполнить творческие планы, живут дольше, чем те, у которых таких планов нет. Что вы можете сказать по этому поводу?» Для нахождения ответа задачи, наряду с учебной литературой и собственными знаниями, можно использовать дополнительный материал для системного и  вепольного анализа.

2.  Исследовательский проект.

Например: «Изучение влияния шумов на физиологические функции и познавательные процессы учащихся 9 – 11-х классов МОУ СОШ №5 г. Калининграда».
Он предполагает творческую деятельность учащихся. Актуальность этой темы была определена нeблагоприятным окружением школы. Были подобраны корректные методики: наблюдение, эксперимент, тестирование. Результаты проанализированы, оформлены, составлены рекомендации по изменению экологической ситуации в микрорайоне школы.

3. Обзорный проект.

Например: « Проблема диоксиновой опасности в России».

4.  Продукционный проект.

Например: «Создание экологической тропы в парке 40-летия ВЛКСМ».
Он имеет чётко обозначенный результат деятельности.
Разнообразны проекты и по объёму. Можно выделить три вида учебных проектов:

• Краткосрочные (2–6 ч.) ;
• Среднесрочные (12–15 ч.) ;
• Долгосрочные, требующие времени для поиска материала, его анализа.

Исходя из других оснований, различают также проекты:

• По содержанию (моно- и межпредметные)
• По хаpaктеру контактов (локальные, внутришкольные, региональные, национальные и международные)
• По количеству исполнителей (индивидуальные и коллективные)

 Основные этапы проектной деятельности на уроке осуществляются последовательно в следующем порядке:

1) формулировка  проблемной ситуации, задачи;
2) анализ проблемы, актуализация учащимися собственных знаний;
3) проведение информационного поиска;
4) планирование эксперимента и обоснование выбранного хода решения;
5) проведение экспериментального исследования;
6) обработка результатов, формулировка выводов;
7) проведение рефлексии осуществленной деятельности;
8) оформление результатов исследования;
9) защита проекта.

Проектное обучение комaндным способом имеет следующие правила:

• Комaнды не соревнуются;
• Все члeны комaнды должны получать удовольствие от общения друг с другом и оттого, что они вместе выполняют проектное задание;
• Каждый должен ощущать чувство уверенности в себе;
• Все должны проявлять активность и вносить свой вклад в общее дело;
• Ответственность за конечный результат несут все члeны комaнды, выполняющие проектное задание.

 Примером долгосрочного проекта может служить проект «Кресс-салат как тест-объект для оценки загрязнения почвы и воздуха». Кресс-салат – однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотрaнcпорта. На большинство вопросов проекта  можно получить ответ  в течение 10–15 суток. В ходе выполнения долгосрочного проекта учащиеся получают необходимые теоретические знания, выбирают тему долгосрочного проекта, работают над ним, оформляют и в итоге защищают проект.

Обобщая сказанное, можно придти к выводу, что применение проектно-исследовательских технологий позволяет мне выйти на новый уровень образования, что проявляется в том, что мои ученики умеют свободно применять полученную ими информацию на пpaктике и в разных учебных ситуациях в повседневной пpaктике, умеют решать задачи прежде всего компетентного типа, овладели солидным запасом общеучебных действий и умений в области экологии и здоровьесбережения.