«Исследовательский подход в преподавании биологии»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Гиагинского района

 «Средняя общеобразовательная школа №1 имени А.Г. Сапрунова»

 

 

 

 

 

 

 

 

«Исследовательский подход в преподавании биологии»

Методические рекомендации

 

 

 

 

Разработала: Пахомова Ольга Ивановна

учитель биологии

 

 

 

 

станица Гиагинская

2019

 

Аннотация

 

Данные методические рекомендации могут оказать помощь учителям предметов естественного – научного цикла, студентам педагогических ВУЗов.  В работе раскрываются способы формирования исследовательских навыков у  школьников посредством методически правильной организации исследовательской деятельности, проведен анализ методов, форм и приёмов организации исследовательской деятельности с точки зрения их целесообразности в урочной и внеурочной деятельности.

Сведения об авторе:

Пахомова Ольга Ивановна, учитель биологии  МБОУ СШ№1 имени а.Г. Сапрунова. ст.Гиагинской, Гиагинского района,  Республики Адыгея.

Отличник народного просвещения РФ, Заслуженный работник общего образования Республики Адыгея, победитель конкурса «Лучших учителей России», победитель республиканского конкурса «Учитель года 2012».

Высшая квалификационная  категория;

Электронная почта vupsin@bk.ru

Введение

«Если хотите, чтобы уроки не превратились в скучную однообразную повинность, ведите каждого ученика на счастливую тропинку исследования…»

                                                                                            В.А. Сухомлинский

В национальной образовательной инициативе «Наша новая школа» сформулированы требования к современной школе. Главная задача современной школы - это раскрытие способностей каждого ученика, воспитание личности, готовой к жизни в высокотехнологичном, конкурентном мире. Поэтому перед каждым учителем стоит задача реализации современных требований общества и стандарта образования, поиска оптимального пути их реализации.

Одним из подходов к решению проблемы формирования и развития творческих способностей учащихся является исследовательское обучение. В разработку теории исследовательского обучения наибольший вклад внесли американские ученые Дж. Дьюи, У.Х. Килпатрик, Э. Паркхерст, немецкий педагог Г. Кершенштейнер, французкий педагог С. Френе, а также русские психологи и педагоги В.И. Андреев, П.П. Блонский, М.В. Кларин, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, А.М. Матюшкин, А.С. Обухов, А.И. Савенков, И.Ф. Свадковский, М.Н. Скаткин и др. Исследовательский подход в обучении не является новым педагогическим явлением, но именно в современном образовании он оказался крайне востребованным, так как  это путь знакомства учащихся с методами научного познания, важное средство формирования у них научного мировоззрения, развития мышления и познавательной самостоятельности. В ходе исследовательского обучения происходит развитие познавательного интереса, положительной мотивации учения, формирование глубоких, прочных и знаний, познавательной активности и самостоятельности, интеллектуальной сферы личности, формирование умений и навыков самообразования.

    Исследовательский подход в обучении помогает школьнику увидеть гармонические связи между разрозненными явлениями и фактами, картину природы как связного целого. Ведущими в составе исследовательского подхода в обучении являются индуктивный и дедуктивный, эвристический и исследовательский методы; приемы и средства стимулирования учения, разработанные Г.И. Щукиной, Ю.К. Бабанским и их последователями;

Исследовательский подход в обучении   позволяет  сформировать все компонентов исследовательской культуры школьника:

• мыслительных умений и навыков  (анализ и выделение главного; сравнение; обобщение и систематизация; определение и объяснение понятий; конкретизация, доказательства и опровержение, умение видеть противоречия);

• умений и навыков работы с книгой и другими источниками информации;

• умений и навыков, связанных с культурой устной и письменной речи;

• специальных исследовательских умений и навыков (в старших классах).

   Использование в практике обучения  элементов исследовательской деятельности учащихся позволяет педагогу направлять познавательную деятельность, помогая  ребенку  активно и самостоятельно выстраивать свой путь познания.

В данной разработке представлены авторские приемы создания проблемных ситуаций, принципы планирования и проведения лабораторных работ, проектной и научно-исследовательской деятельности, сформировавшиеся в ходе многолетней педагогической деятельности. 

Цель составления методических рекомендаций - оказание методической помощи учителям биологии в планировании и организации исследовательской деятельности учащихся  на уроках и внеурочной деятельности, трансляция собственного педагогического опыта

 Данные  методические рекомендации помогут учителю  разработать собственную траекторию развития исследовательских навыков у обучающихся,  стать основой при  планировании  и проведении  учебных и внеклассных мероприятий по предмету, способствовать сформированию  все компонентов исследовательской культуры школьника.

 

Эпиграф

«Если ребёнок не научится сам ничего творить, то в жизни, он всегда будет только подражать и копировать»

                                                                                             Л.Н. Толстой

 

Основная часть

1Авторские приемы создания проблемных ситуаций на уроке.

Основной способ формирования познавательного интереса и развития творческого мышления у школьников — это проблемное обучение биологии, основа  которого - проблемная ситуация. При планировании такого урока важно соблюдать следующие правило - проблемная ситуация должна мотивировать учащихся к исследовательской деятельности, заставлять учащихся осмысливать предложенную информацию, определять проблему, выдвигать гипотезы и определять пути поиска истины. Это всем известный алгоритм проблемного урока. Я же хочу остановиться на первом его этапе - создании проблемной ситуации.

Для создания проблемной ситуации я рекомендую применять следующие приемы:

1. Информационный шок (подбор интересной, неожиданной, иногда парадоксальной информации о природном объекте, явлении, процессе)

Например, при изучении темы «Состав и функции крови», предлагаю учащимся,  ознакомится с высказыванием польского ученого Яна Янского

«Алая жидкость, бегущая по сосудам, выдаст любую вашу тайну, как бы глубоко она ни была спрятана. Что вы едите, какой образ жизни ведете, в порядке ли обмен веществ, иммунная система и наследственность, в каком состоянии сердце, сосуды, печень и другие органы, какие болезни уже имеются или разовьются в будущем — обо всем этом расскажет капля крови. Помимо медицинских данных она выдаст и паспортные — приблизительный возраст, пол и даже национальную принадлежность.»

Такая информация вызывает большой интерес, многие учащиеся, начинают оспаривать данное высказывание, и возникает проблемная ситуация, какие же тайны хранит кровь? Что же это за алая жидкость? А дальше по алгоритму можно совместно с учащимися выстраивать ход исследования и поиск путей решения проблемы. Такие факты заставляют искать дополнительную информацию, выходящую за рамки школьной программы.

2.Исторический факт.  Человечество было убеждено в чудодейственной силе крови с древнейших времен. Еще Гомером описано шестое приключение Одиссея, который, пытаясь вернуть умершему пророку Тирессию сознание и дар речи, дал его тени выпить крови жертвенных животных. Гиппократ был убежден в эффективности лечения душевнобольных с помощью крови здоровых людей.

В сочинениях Плиния и Цельса встречаются истории о том, что пожилые люди с целью омоложения принимали кровь умирающих гладиаторов. Известен случай, когда одряхлевший папа Иннокентий VIII тщетно пытался вернуть себе силу и молодость, употребив напиток, приготовленный из крови трех десятилетних мальчиков.

Кровь употребляли с лечебной целью во время войн. Например, за египетскими войсками всегда следовали стада баранов, кровью которых лечили раненых. Древнегреческий царь Константин, страдавший проказой, использовал кровь для принятия лечебных ванн. Дети добавляют еще факты, связанные с использованием крови в лечебных целях. Возникает вопрос, почему именно кровь использовали в лечебных целях? Оправдано ли было такое применение крови? Могла ли кровь, применяемая таким способом, исцелить больного?  Используется ли кровь в современном обществе и как?

Анализ этих исторических фактов помогает определить проблему, сформулировать тему урока «Переливание крови», его цель и вопросы на которые предстоит ответить в ходе урока.

  3.Поэтическая нота.  Предлагаю учащимся  отрывок из стихотворения, которое содержит информацию о строении или функциях определенного органа или организма. Например, при изучении темы «Значение органов чувств. Анализаторы», читаю стихотворение Ю. Друниной «Как объяснить»

Как объяснить слепому,
Слепому, как ночь, с рожденья,
Буйство весенних красок,
Радуги наважденье?

Как объяснить глухому,
С рожденья, как ночь, глухому,
Нежность виолончели
Или угрозу грома?

Как объяснить бедняге,
Рожденному с рыбьей кровью,
Тайну земного чуда,
Названного любовью?

Какая проблема затронута в стихотворении? Почему она возникла?

Или еще один прием использования стихов «Биологическая ошибка»

Отрывок из стихотворения К. Чуковского «Муха –цокатуха»

А злодей-то не шутит,

Руки-ноги он Мухе верёвками крутит,

Зубы острые в самое сердце вонзает

И кровь у неё выпивает.

Какая биологическая ошибка закралась в текст?

4.Поговорка в помощь.  Использование пословиц и поговорок для создания проблемных ситуаций.

Например, при изучении темы «Класс ракообразные» я предлагаю учащимся объяснить следующие поговорки:

Покраснел как рак

Когда рак на горе свиснет

Я покажу тебе, где раки зимуют.

Объяснение

Показать, где раки зимуют

значение фразеологизма: жёстко наказать, проучить

Оборот, как предполагают, основан на реальных фактах. Раньше многие помещики уезжали на зиму из своих имений в города. И во время званых обедов среди прочих деликатесов были особенно популярны раки. Гурманы говорили, что они по-настоящему вкусны только в те месяцы, в названиях которых есть буква «р», то есть с сентября по апрель. Но именно выражение: «я тебе покажу, где раки зимуют» стало настоящей угрозой. В это время раков ловить трудно: вода ледяная, раки прячутся. Вот и посылали за ними провинившихся крепостных крестьян.

По другой версии, выражение «показать, где раки зимуют» первоначально имело значение «утопить», так как раки часто зимуют на дне омута.

Когда рак на горе свистнет  

значение фразеологизма: никогда

Как известно раки живут в воде и свистеть не умеют. Стало быть, событие, когда рак заберётся на гору, да ещё и свистнет, – просто невероятное. А потому и фразеологизм нужно воспринимать как шутливо-иронический. Если вам обещают сделать что-то, когда рак на горе свистнет, значит, не будет этого никогда. Примерно такой же смысл имеют выражения «после дождичка в четверг» и «приходи вчера».

Красный как рак

значение фразеологизма: так говорят о том, кто покраснел от сильного волнения, смущения, или же обгорел на солнце

В природе цвет раков в зависимости от местообитания варьируется от зеленовато-бурого до иссиня-коричневого. Такая расцветка делает их малозаметными на фоне тёмного дна. Окраску панциря обеспечивает в основном краситель астаксантин, который в чистом виде имеет красно-оранжевый цвет. В хитиновом панцире рака астаксантин комбинируется с разными белками, образуя пигменты жёлтого, зеленоватого, голубого, синего, почти чёрного цветов. При варке раков белки сворачиваются, их соединения с астаксантином разлагаются и краситель приобретает свой исходный красноватый цвет.

Само же явление изменения цвета в кипящей воде вошло в язык ещё в древности. Выражение «красный как рак» имеют не только русские, но и немцы, итальянцы, французы. Не удивительно, что способность менять цвет панциря действовала на воображение древних людей магически. Многие считали рака целебным. Аристотель и Плиний рекомендовали настойку из рака, разрезанного на мелкие части, как средство против яда. Поэтому многие аптеки средневековой Европы именовались «Красный рак» и воспроизводили на вывесках его изображение.

 При изучении темы анализаторы для углубления понятия о строении анализатора предлагаю учащимся  поговорку  «Не верю глазам своим» С биологической точки зрения она не правильнаяю.Почему? Как правильно будет она звучать?  (Глаз только рецептор, он воспринимает раздражение, анализ же  осуществляет мозг и возникает зрительное ощущение.) Поэтому правильно эта поговорка должна звучать «Не верю мозгу своему» и в  ходе урока учащиеся сами делают такой вывод  и формируется четкое понимание функций, каждой части  зрительного анализатора.

5.Реклама – двигатель познанья. Использования рекламных слоганов для создания проблемных ситуаций.  Например,  при изучении темы «Анализаторы» я предлагаю посмотреть рекламный ролик чая «Тесс» Посмотри как вкусно, попробуй как красиво». Я спрашиваю учеников, что в ней ни так? Почему автору за рекламу можно поставить 5, а за знания биологии 2?

Очень важно то, что дети сами пытаются потом искать ошибки в рекламных слоганах.

6.Очевидное - невероятное. Прием, когда один биологический объект может служить моделью для изучения другого. Например, при изучении темы «Головной мозг человека»  я приношу на урок грецкий орех и предлагаю учащимся назвать 5 общих признаков для двух объектов – головного мозга и ореха. (твердая скорлупа –череп, серое вещество покрывает сверху, внизу белое вещество, 2 полушария, наличие извилин и борозд)

Или можно использовать и другие объекты. Например, при изучении темы «Губки» я приношу на урок губку для мытья посуды игрушку «Губка Боб» и спрашиваю, как они связаны с биологией, есть ли в природе организмы, которые стали прототипами для этих объектов? Что же у них общего? И возникает проблемная ситуация.

7. «Озвучка» В арсенале современного учителя достаточно много мультимедийных пособий. Эти пособия можно использовать и для создания проблемной ситуации. Например,  диск 1С образование Биология 6 класс, содержит много интересных демонстраций опытов по фотосинтезу, дыханию, испарению воды листьями, корневому давлению. Я предлагаю учащимся посмотреть эксперимент, но при этом выключаю звук и дикторский текст,  учащиеся не слышат. Потом предлагаю определить, с чем связано проведение опыта, что он позволяет установить. Естественно, что ученики затрудняются ответить на этот вопрос, возникает проблема, выдвигаются гипотезы, определяется траектория решения проблемы, и в конце исследования я предлагаю озвучить данную видеозапись опыта и объяснить его результаты. В ходе просмотра дети составляют дикторский текст, а затем  в ходе просмотра уже со звуком сравнивают его с оригиналом и определяют степень совпадения. Эту работу можно организовывать в парах, группах или индивидуально.

2.Формирование навыков исследования при проведении лабораторных работ.

Особую роль в формировании исследовательских навыков учащихся на уроках биологии играют  лабораторные  работы. Они выполняются с применением   специального оборудования,  натуральных объектов, что позволяет  быстро и наглядно получить необходимые результаты.

 Для проведения лабораторных  работ необходимо использовать специально подготовленные  инструктивные карты. Для 5-6 классов в этих картах указаны тема, цель, оборудование, ход работы и даны вопросы, помогающие сформулировать вывод. Пример можно посмотреть в разделе «Приложения»

В старших классах инструктивные карты уже не содержат цели работы и нумерации порядка деятельности при проведении исследования, поэтому в ходе обсуждения определяется цель работы и алгоритм действия. Карточки содержат  контрольные вопросы, помогающие не только сформулировать вывод, но и формирующие умения на основе проведенных опытов или исследований объяснять биологические явления или процессы .у

В старших классах учащимся предоставляется большая самостоятельность в процессе выполнения лабораторных  работ. Постепенно от руководства деятельностью учащихся необходимо  переходить к  консультационной, наблюдательной и контролирующей работе.

 В ходе проблемного обучения на уроке учащиеся овладевают умениями определять проблему, выдвигать гипотезы и находить пути  решения возникших проблем. Таким образом, ребенок ставится в позицию субъекта своего обучения и, как результат, у него образуются новые знания, он овладевает новыми способами действия.

3.Метод проектов

Особое место в формировании исследовательской культуры учащихся на уроках занимает метод проектов. Действенность этого метода обусловлена тем, что он позволяет учащимся выбрать деятельность по своим интересам и через дело, которое соответствует их способностям, формирует ключевые компетенции. Выполняя проекты, школьники осваивают методы творческой деятельности, учатся самостоятельно находить и анализировать информацию, получать и применять знания по различным отраслям, приобретать умения и навыки практической работы, опыт решения реальных задач. Работу можно начинать   с мини – проектов. Это могут быть информационно-творческие проекты.  Например, в 5 классе это проекты «Самая удивительная бактерия» или «Мое любимое растение». Очень интересными являются проекты по созданию моделей. Такая работа включает в себя следующие этапы:

1.     Изучение объекта для создания модели

2.      Подбор материала, из которого будет изготавливаться модель

3.     Процесс создания модели

4.     Презентация модели (публичное выступление, на котором ученик   представляет свою модель и объясняет, что можно изучить с её помощью.)

  Научно-исследовательский  характер имеют проекты, где учащимся предлагается создать модель организма, не существующего в природе, объяснить, почему появился такой организм, описать особенности его строения, жизнедеятельности и систематическое положение. Такие проекты обычно можно предложить учащимся после изучения крупной систематической категории, например «Класса Млекопитающие» или отдела «Покрытосеменные растения».  Создание и защита такого  проекта дает возможность интерпретировать знания о признаках существующих организмов в признаки нового организма, обосновывать, появившиеся признаки, доказать свою точку зрения, отвечать  на вопросы в ходе публичной презентации.

3.Методические рекомендации по организации и проведению конференций.

Еще одним интересным приемом, позволяющим формировать исследовательские компетенции,   у учащихся старших классов, является подготовка и проведение конференций. Алгоритм данной формы работы следующий:

1.Определяется тема конференции и вопросы, которые будут обсуждаться в ходе конференции.

2. Формирование рабочих групп, каждая из которых готовит один из вопросов конференции.

3.Выбирается  научный совет из числа учащихся и преподавателей школы, задача которого оценить выступление каждой рабочей группы и подвести итоги конференции.

Например,  изучение темы «Антропогенез» в 11 классе мы заканчиваем конференцией «Человек будущего»,  в ходе которой рассматриваем вопросы о возможных направлениях дальнейшей эволюции человека. Рабочие группы представляют материал о возможности перехода человека в водную среду обитания, жизнь в космическом пространстве и анатомо - физиологическую эволюцию человека под влиянием научно-технического прогресса. Каждая группа готовит свой проект, обосновывает и защищает свою точку зрения.

Такая форма работы развивает все исследовательские компетенции учащихся, их творческий потенциал и стремление к получению новых знаний, даже после окончания конференции члены рабочих групп и научного совета еще долго спорят и обсуждают между собой, проблемные вопросы.

4.Рекомендации по организации индивидуальной научно –исследовательская деятельность с обучающимися средних и старших классов.

Следующий этап формирования исследовательской культуры учащихся - это  научно исследовательская деятельность. Это индивидуальная работа с учащимися по выполнению исследовательских работ в области биологии экологии и охраны природы. Такая работа требует четкого понимания и определенного алгоритма действий. Поэтому я  рекомендую учащимся следующий алгоритм по подготовке и написанию исследовательской работы.

Рассмотрим подробно, основные этапы выполнения исследовательской работы

Тема работы не должна быть  очень  широкой, ни слишком

узкой. В то же время, чем меньше слов в названии темы, тем она шире,

охватывает более широкое поле деятельности (Обувь и здоровье). И наоборот, — чем больше слов в названии, тем тема уже, охватывает

более узкую область (Влияние различных видов обуви на опорно-двигательную систему подростков)

Цель исследования основное направление исследовательской деятельности. Это то, что в самом общем виде должно быть достигнуто в итоге работы над исследованием. Формулирование цели позволяет ответить на вопрос «Зачем проводится исследование?».

Задачи — это последовательные шаги, которые обеспечивают достижение поставленной цели. Задачи исследования конкретизируют цель, определяют основное содержание работы. Задачи трансформируются в названия разделов (подразделов).

При формулировании задач обычно употребляются следующие глаголы: определить, раскрыть, создать, выявить, разработать, установить, обосновать и др.

Необходимо избегать употребления таких слов, как изучить проанализировать, рассмотреть, исследовать.

Типичными ошибками в формулировании задач:

задача формулируется более широко, чем цель;

задача формулируется почти так же, как и цель;

задачи располагаются непоследовательно;

большое количество задач.

Пример обоснования актуальности темы исследования «Влияние различных видов обуви на опорно-двигательную систему подростков»

Выбранная нами тема актуальна, т.к. современная мода обуви предоставляет на рынок сбыта в основном две крайности: высокий каблук и плоская подошва. Девочки-подростки очень рано начинают носить обувь на каблуке, чередуя эту обувь с балетками. Большинство учащихся, как показали проведенные наблюдения,  предпочитают спортивную обувь- кеды или кроссовки Поэтому проблемой нашего исследования является участившиеся случаи деформации стоп, а также возникновения болезненных ощущений в ногах и спине у подростков,  вследствие ежедневного использования неправильной обуви.

Для достижения положительного результата работы необходимо подобрать правильные методы исследования. Рассмотрим подробно, этот момент.

Методы исследования - это способы достижения цели исследовательской работы. Иногда учащиеся используют формулировку методы исследовательской работы или проекта. Обоснование методов исследования описывается в разделе «Введение»

В обосновании методов проведения исследования нужно указать:
- методы исследования, которые использовались в исследовательской работе;
- желательно пояснить  выбор методов исследования, т.е. почему именно эти методы лучше подойдут для достижения цели.

На каждом уровне работы исследователь определяет используемые методы исследования.

Виды методов исследования:
Методы эмпирического уровня:
- наблюдение
- интервью
- анкетирование
- опрос
- собеседование
- тестирование
- фотографирование
- счет
- измерение
- сравнение

С помощью этих методов исследовательской работы изучаются конкретные явления, на основе которых формируются гипотезы.

Методы экспериментально-теоретического уровня:

- эксперимент
- лабораторный опыт
- анализ
- моделирование
- исторический
- логический
- синтез
- индукция
- дедукция
- гипотетический

Эти методы исследования помогают не только собрать факты, но проверить их, систематизировать, выявить неслучайные зависимости и определить причины и следствия.

Методы теоретического уровня:

·         изучение и обобщение

·         абстрагирование

·         идеализация

·         формализация

·         анализ и синтез

·         индукция и дедукция

·         аксиоматика

Эти методы исследования позволяют производить логическое исследование собранных фактов, вырабатывать понятия и суждения, делать умозаключения и теоретические обобщения.

В главах основной части подробно рассматриваются методика и техника исследования и обобщаются результаты. Основной текст может сопровождаться иллюстрированным материалом (рисунки, схемы, карты, диаграммы, фотографии).

В заключительной части в сжатой форме синтезируется описанный в работе материал, подводятся итоги.

Заключение предполагает также наличие обобщенной итоговой оценки проделанной работы. В некоторых случаях возникает необходимость указать пути продолжения исследуемой темы.

Заключение может включать в себя и практические предложения, что повышает ценность теоретического материала. 

 

Учебно-исследовательские работы оцениваются по следующим основным критериям, помнить о которых нужно при представлении работы и при ее написании:

Ø Актуальность содержания, глубина, полнота анализа факторов, проблем, относящихся к теме;

Ø Информационная насыщенность, новизна, оригинальность изложения вопросов;

Ø Простота и доходчивость изложения;

Ø Структурная организованность, логичность, грамматическая правильность и стилистическая выразительность;

Ø Убедительность, аргументированность, практическая значимость и теоретическая обоснованность предложений и выводов, сделанных в работе.

Заключение

Работа по формированию исследовательских навыков имеет позитивные результаты. Мои ученики являются  постоянными победителями  и призерами  научно - практических конференций районного и республиканского уровня. Отрадно отметить, что став студентами, они продолжают исследовательскую деятельность, публикуются в вузовских научных сборниках.

Анализ моей работы позволяет сделать вывод,  что реализация поставленных перед школой и учителем  задач по формированию творческой, коммуникативной, целеустремленной, креативной личности возможна  путем  воспитания исследовательской культуры школьников, как в урочной, так и  внеурочной деятельности. Помимо развития  навыков исследовательской культуры, закрепляется устойчивый интерес к изучению биологии ,складывается благоприятный психологический климат, раскрываются  возможности  и способности учащихся, способствующие повышению качества образования, формированию необходимых навыков для дальнейшего обучения в колледжах и ВУЗах. 

 

Библиографическая ссылка

Шарипов Ф.В. ТЕХНОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ОБУЧЕНИЯ // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 5-3. – С. 371-374;