Исследовательский подход в преподавании биологии

Ведущей тенденцией современного образовательного процесса является обращение к личности обучаемого. В связи с этим, модернизация содержания образования предполагает усиление пpaктической ориентации среднего (полного) общего образования, направленности образовательного процесса не только на усвоение знаний, но и на развитие способностей мышления, выработку пpaктических навыков, расширения различного рода пpaктикумов. Решение задачи усиления пpaктической направленности биологического образования может осуществляться за счет целенаправленной, системной организации учебно-исследовательской работы учащихся, обеспечивающих формирование и развитие исследовательских умений и навыков учащихся. Надо готовить себя к тому, что знание важно не только усваивать, но и преумножать, творчески переpaбатывать, использовать его пpaктически. Вот почему важно приобщаться к научно - исследовательской деятельности уже в школе. Следовательно, современный педагог должен формировать у ребёнка целостную систему универсальных знаний, умений и навыков, а также самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть КЛЮЧЕВЫЕ КОМПЕТЕНТНОСТИ, определяющие современное качество образования. Важнейший источник формирования ключевых компетентностей - научно - исследовательская работа на уроке и внеурочной деятельности. Овладение ее навыками происходит поэтапно.

Работа с литературой

Важное условие исследовательской деятельности - это умение работать с литературой, в первую очередь с учебником. Работа с учебником и другими информационными источниками - начальные элементарные требования обучению исследовательской деятельности. К признакам самообразовательной деятельности учащихся можно отнести:

а) высокий уровень активности и самостоятельности познания учащихся;

б) добровольность в приобретении новых знаний;

в) совпадение целей и мотивов познавательной деятельности;

г) избирательный хаpaктер по сравнению с учебным познанием;

д) целенаправленность, системность и планомерный хаpaктер этой деятельности.

При работе с учебником я использую прием \"пометки на полях\", который позволяет ученику отслеживать свое понимание прочитанного текста. Ученики знаками отмечают на полях учебника или данного им текста новую информацию, ту, что идет в разрез с их мнением, и то, что осталось непонятным и требует дополнительных сведений, вызывает желание узнать подробнее. Вопросы, заданные учениками по той или иной теме, приучают их осознавать что знания, полученные на уроке не конечны, многое остается неизученным. Это стимулирует учеников к поиску ответа на вопросы, обращению к различным источникам информации. При работе с учебником я использую прием \"пометки на полях\", который позволяет ученику отслеживать свое понимание прочитанного текста. Ученики знаками отмечают на полях учебника или данного им текста новую информацию, ту, что идет в разрез с их мнением, и то, что осталось непонятным и требует дополнительных сведений, вызывает желание узнать подробнее. Вопросы, заданные учениками по той или иной теме, приучают их осознавать что знания, полученные на уроке не конечны, многое остается неизученным. Это стимулирует учеников к поиску ответа на вопросы, обращению к различным источникам информации.

2. Проблемное обучение.

Проблемное задание - учебное задание, составленное таким образом, что учащиеся попадают в ситуацию, которая воспринимается школьниками как интеллектуальное затруднение, требующее новых знаний. Поставленные вопросы требуют от обучаемого самостоятельного нахождения ответа посредством мышления (в отличие от вопросов, требующих только напряжения памяти). Ученик при этом не только воспринимает информацию, но у него возникают сомнения, вопросы, предположения следующего рассуждения. Например, при прохождении темы \"Кровь\" перед учащимися ставится проблемный вопрос: \"Почему при любых заболеваниях врачи назначают сдать анализ крови?\". Ученики обсуждают проблему, предлагают пути решения ее, приходят к выводу, что необходимо изучить состав крови, знать строение и функции ее составляющих в норме, а затем можно судить об изменениях в составе крови при заболеваниях. Эта проблема решается и на лабораторной работе, где сравнивается строение крови лягушки и человека, делается вывод об эволюции эритроцитов. Так из урока в урок учащиеся подходят к решению проблемы, создают мини-проект \"Мой анализ крови\". Самостоятельная деятельность при проблемном обучении обеспечивает учащимся овладение умениями не только выполнять задания, в которых вопрос уже сформулирован, но и выдвигать свои проблемы, рассматривать явления со всех сторон, отыскивать сходные факты в различных ситуациях и на основе этого отбрасывать привычные способы решения задач, создавать принципиально новый подход к их решению.

Указанные умения составляют основу творческой самостоятельности. Поэтому реализация проблемного обучения в школе - важнейшее условие развития самостоятельности учащихся.

3. Лабораторные работы

Развивающее обучение обязательно должно включать целенаправленные, методически продуманные даже непродолжительные по времени лабораторные работы. Они позволяют учащимся осуществить необходимые наблюдения исследовательского хаpaктера за различными биологическими объектами и процессами, провести анализ, сравнить, сделать вывод или обобщение.

Мною разработаны и поставлены различные новые лабораторные работы в разных классах лицея №3, в основном в классах с углубленным изучением биологии (8-11классах).

Темы лабораторных работ:

1. Строение печеночного сосальщика.

2. Сравнение головок, зрелых и гермафродитных члeников свиного и бычьего цепней, широкого лентеца.

3. Стадии бесполого размножения малярийного плазмодия.

4.Тип члeнистоногих. Класс паукообразных отряд клещи.

5.Органоиды клетки. Митохондрии в клетках почечного кaнaльца. Лизосомы

6. Включения клетки

7.Митоз в клетках корешка лука, в клетках яйца аскариды, амитоз в клетках мочевого пузыря мыши.

8.Формы бесполого размножения.

9.Формы пoлoвoго размножения.

10. Этапы эмбрионального развития ланцетника.

11. Постэмбриональное развитие.

12. Генеалогический метод генетики.

13. Близнецовый метод генетики.

14. Цитогенетический метод генетики.

15. Дерматоглифика как метод генетики.

16. Изучение растений открытых и закрытых зон. Роль света как экологического фактора.

17. Изучение растений разных экологических групп.

18. Изучение биоритмов собственного организма.

19. Сезонные биоритмы растений и перелетных птиц.

Методический аппарат учебников способствует использованию исследовательской деятельности на уроках. Однако пpaктические и лабораторные работы, как правило, проводятся по инструктивной карте, составленной учителем.

Новизна работы заключается в том, что инструктивные карты, составленные на два уровня (стандартный и продвинутый), позволяют слабым учащимся поэтапно выполнять работу, а сильным - проявить творческий подход к решению проблемы. Инструктивные карты для сильных учащихся нового уровня содержат лишь цель исследования и направления работы, в то время как карты стандартного уровня определяют всю последовательность действий.

5. Проектная деятельность.

Проектная деятельность - совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся, имеющая общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности. Непременным условием проектной деятельности является наличие заранее выработанных представлений о конечном продукте деятельности, этапов проектирования (выработка концепции, определение целей и задач проекта, доступных и оптимальных ресурсов деятельности, создание плана, программ и организация деятельности по реализации проекта) и реализации проекта, включая его осмысление и рефлексию результатов деятельности. Формирование специальных умений и навыков как элементов проектной деятельности целесообразно проводить не только в процессе работы над проектом, но и в рамках традиционных занятий поэлементно. Для такой работы подходят пpaктические, лабораторные работы, уроки с организацией группового взаимодействия, игровые или любые деятельные формы организации учебного занятия с ролевым распределением работы в группе. Таким образом, овладение проектированием происходит не только при осуществлении целостного проекта, но и при включении в традиционный урок элементов проектной деятельности или какой-либо части проекта. Например, самостоятельное планирование выполнения пpaктического задания или проведение лабораторных работ с включением частично самостоятельной деятельности учащихся, проблемное введение в тему урока и другое.

6. Исследовательская деятельность

Исследовательская деятельность - это работа учащихся, связанная с решением творческой, исследовательской задачи, с заранее неизвестным решением (в отличие от пpaктикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы) 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, научный комментарий, собственные выводы.

На первом этапе работы с учащимися применяется проектная технология, что позволяет учащимся освоить общие основы исследовательской деятельности. Необходимо создать ситуацию успеха и уверенности учащихся в своих знаниях (оценивание учителем, публичная защита, участие в конкурсах проектов).

На втором этапе учащимся предлагаются к выполнению мини-исследования, в ходе которых учащиеся применяют знания в разных областях человеческой деятельности. Главный принцип - открытие учащимися новых сфер применения учебных знаний, и получение посредством исследования новой для себя информации. Поэтапное выполнение исследований различной степени сложности позволяет создать ситуацию успеха в обучении.

На третье этапе предлагается более глубокая исследовательская деятельность и работа проводиться только с учащимися наиболее подготовленными и заинтересованными в продолжении исследовательской деятельности по данному предмету. На этом этапе работы появляется необходимость сотрудничества с преподавателями вузов.

Например, на уроках введены элементы научно-исследовательских работ при прохождении темы \"Генетика человека\". Учащиеся составляют свои родословные, анализируют схемы, составленные товарищами, делают и изучают отпечатки пальцев. Выясняют, используя близнецовый метод, роль наследственности и среды в развитии признаков. Таким образом, проводим мини-исследования, которые потом перерастают в большую исследовательскую работу. Так в 2009-2010 годах были выполнены работы по темам: \"Близнецовый метод генетики\". \"Дерматоглифика\", \"Пoлoвoй хроматин\", \"Цитогенетический метод генетики\". Работы были представлены на городских научно-пpaктических конференциях и все высоко оценены, получили дипломы разной степени.

Научно-исследовательская деятельность учащихся является наиболее эффективным средством углубления и расширения приобретенных знаний, умений, навыков и способствует выведению их на более высокий уровень усвоения. Научно-исследовательская работа позволяет организовать такую познавательную деятельность, в которой важен не только результат, но и процесс. Научно-исследовательская деятельность по своей структуре и задачам предоставляет учащимся наиболее благоприятные условия для развития дивергентного мышления, интуиции, воображения; помогает \"запустить\" механизм самообразования, самореализации; создает высокую мотивацию познавательной деятельности; формирует черты творческой личности. Исследовательская деятельность ведется на основе индивидуальных программ, программ спецкурсов, дополняющих и углубляющих предмет специализации, что позволяет использовать разнообразные виды исследовательского творчества учащихся с широким применением информационных технологий, включая Интернет-ресурсы. Исследование подводит к одной из сложнейших категорий современности - понятию интеллектуальной собственности, то есть исследовательская деятельность учащихся выступает не как самоцель, а как средство воспитания, развития, образования.

О вполне осознанном выборе при определении важнейших ориентиров своей исследовательской деятельности, и ее значении для собственного личностного развития свидетельствуют следующие ответы учащихся лицея: на вопрос \"Что я ожидал и что получил от научно-исследовательской деятельности\" ребята ответили:

1. Полученные знания и умения помогут мне сориентироваться в дальнейшей жизни и несомненно повлияют на выбор профессии - 50 %.

2. Работа над исследованием помогла моей самореализации -15%.

3. В процессе исследовательской деятельности я общался с интересными людьми-исследователями, учеными, участвовал в научных конференциях -12%.

4. В процессе научного исследования я понял, как важно много знать, как много надо читать, научился работать с литературой и другими источниками информации - 10 %

5. Приобрел много друзей по интересам-8 %.

6. Научился выступать на публике, не бояться аудитории-5%.

Диагностические исследования учащихся лицея сотрудниками психологической службы показали наличие потребностей и возможностей лицеистов заниматься научно-исследовательской работой. Психолог лицея утверждает, что научно-исследовательская деятельность повышает стрессоустойчивость, способствует эмоциональному благополучию, улучшает коммуникативные навыки, раскрывает творческие способности, формирует чувство ответственности и самостоятельности. Таким образом, организация научно-исследовательской деятельности педагогов и учащихся способствует развитию социально-активной личности субъектов образовательного процесса. Научно-исследовательская деятельность учащихся и учителей создает в учебном заведении новую образовательную среду, является важнейшим фактором развития лицея как инновационного учебного заведения нового типа. В лицее формируется новое педагогическое общение - творческое сотрудничество учителей и учащихся, непрерывное совершенствование субъект-субъектных отношений, атмосфера духовной близости и сотворчества.

Исследовательская деятельность способствует расширению диапазона знаний; развитию познавательного интереса; стремлению к поиску, получению информации и новых ресурсов; развитию умения анализировать; формированию собственных суждений; формированию адекватной самооценки; установлению контактов и стремлению к контакту; становлению способности ориентироваться в жизни, возможности профессионального самоопределения; возможности моделировать будущее, профессиональной мобильности. Я считаю, что было бы целесообразно включить исследовательскую деятельность в качестве обязательного элемента образования во всех типах школ. Необходимо принять программу, согласно которой вузы должны оказывать методическую и пpaктическую помощь в научно-исследовательской работе учащихся, приглашать наиболее одаренных детей в свои лаборатории. Учащиеся, показавшие хорошие результаты в исследованиях, могут заниматься в студенческих научных обществах и выступать с работами на вузовских конференциях(как выступала Вертикова А.на конференции в СГАУ).Есть необходимость организовать курсы повышения учителей по методике проведения исследовательских работ.