Обобщение опыта по теме самообразовательной работы "Исследовательская деятельность на уроках биологии и во внеурочное время как средство формирования УУД" учителя биологии МБОУ"Сивинская СОШ" Коняевой Марии Борисовны

Обобщение опыта по теме самообразовательной работы

«Исследовательская деятельность на уроках биологии и

во внеурочное время как средство формирования УУД».

учителя биологии МБОУ «Сивинская СОШ»

Коняевой Марии Борисовны.

Работа над темой самообразования «Исследовательская деятельность на уроках биологии во внеурочное время как средство формирования УУД» велась согласно методической теме школы «Управление качеством образования в условиях введения ФГОС нового поколения».

Современное общество стремительно развивается. Изменения происходят во всех сферах жизни: политической; экономической, социальной, культурной. Все более значимым становится развивающий потенциал обучения, обеспечивающий существование и развитие системы образования, в условиях быстро меняющейся среды.

Стандарты нового поколения определяют цели образования как общекультурное, личностное и познавательное развитие учащихся, обеспечивают приобретение такой ключевой компетенции образования, как научить учиться. 

Важнейшей задачей современной системы образования является формирование совокупности универсальных учебных действий, обеспечивающих указанную ключевую компетенцию, а не только освоение учащимися конкретных предметных знаний и навыков в рамках отдельных дисциплин.

В стандартах нового поколения возникает понятие – универсальные учебные действия (УУД). Это связано с изменением парадигмы образования: от цели усвоения знаний, умений и навыков к цели развития личности учащегося.  В составе основных видов универсальных учебных действий можно выделить четыре следующих блока: личностный; регулятивный; познавательный; коммуникативный.

Одним из эффективных методов формирования универсальных учебных действий, является организация исследовательской деятельности, которая предполагает высокую степень самостоятельности, инициативности учащихся, формирует развитие социальных навыков школьников в процессе групповых взаимодействий.

«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).

Алгоритм работы по формированию исследовательских умений и навыков выстраивается через различные формы организации: урок - исследование, экологический кружок, элективный курс, внеклассную работу.

Исследовательская деятельность учащихся - образовательная технология, использующая в качестве главного средства достижения образовательных задач учебное исследование. Оно предполагает выполнение учащимися учебных исследовательских задач с заранее неизвестным решением, направленных на создание представлений об объекте или явлении окружающего мира.

 Целью работы является: Формирование у детей активной личностной позиции для повышения внутренней мотивации к обучению и воспитанию  через исследовательские навыки, приобретенные на уроках и во внеурочное время, помочь быть успешным в любых ситуациях.

Для реализации цели решаются следующие задачи:  

1. Создать условия для формирования и оптимального развития познавательных и творческих способностей учащихся.

2. Формировать ценностное отношение к окружающей среде и потребность познания окружающего мира;

3. Воспитывать у обучающихся любознательность, самостоятельность, чувство ответственности за любое дело, самореализация личности;

4. Формировать навыки самостоятельного поиска и получения нужной информации, самостоятельно успешно усваивать новые знания.  

С целью обучения исследовательской деятельности ставятся следующие задачи: приобретение учащимися исследовательских знаний и умений (ступеней исследовательской деятельности, умение выделять проблему, формулировать гипотезу, планировать эксперимент в соответствии с гипотезой и  делать выводы).

Структура  урока - исследования:           

• актуализация знаний;

• мотивация;

• создание проблемной ситуации;

• постановка проблемы исследования;

• определение темы исследования;

• формулирование цели исследования;

• выдвижение гипотезы;

• проверка гипотезы (проведение эксперимента, лабораторной работы, чтение литературы, просмотр фрагментов учебных фильмов);

• интерпретация полученных данных;

• выводы по результатам исследовательской работы;

• применение новых знаний в учебной деятельности;

• подведение итогов урока;

• домашнее задание;

• рефлексия.

Этапы  исследования.   

Первый этап - этап погружения в урок.

От того, как учитель выполнит свою роль на этапе погружения в тему, - зависит судьба исследования в целом. Работа учащихся действительно  должна быть  исследовательской, чтобы она не сводилась к обычной самостоятельной работе по какой-либо теме.

Прежде всего, начиная исследование по теме, необходимо пробудить в учащихся интерес к теме урока – исследования, подвести к тому, чтобы учащиеся сами назвали тему урока. Существует несколько приемов мотивации:

 1. Парадоксальные факты

• Известный врач А. Везалий проводил публичное вскрытие трупа. Когда он вскрыл грудную клетку, зал ахнул. У трупа слабо билось сердце. Как объяснить этот факт? Может быть, А. Везалий совершил ошибку и вскрыл живого человека?

 • Картофель имеет красивые цветки - белые и фиолетовые. Однако насекомые их мало посещают. Почему?

2. Анализ жизненных ситуаций

• Замечено, что в молоке коров, пасущихся на лугу, витамина D значительно больше, чем в молоке коров, находящихся на стойловом содержании. Как это можно объяснить?

• На улицах мы встречаем людей с различной окраской волос: блондины, брюнеты, шатены, седые. Почему каждый из нас имеет неповторимый цвет волос?

3.Использование загадок, пословиц, поговорок

Справедливы ли с биологической точки зрения поговорки:

• «От худого семени не жди доброго племени» (тема «Семя»).

• «Достанется тебе ухо от селёдки» (тема «Рыбы»).

5.Разъяснение значимости знаний

• Из жизненного опыта вы знаете, что при ручной стирке спина устаёт больше, чем руки. Знаете ли вы почему?

Можно использовать фрагменты видеосюжетов, мультфильмов и др.

Следующим этапом является постановка проблемы, с определения которой, начинается исследование. Формулировка проблемы является результатом осознания проблемной ситуации. При осмыслении проблемной ситуации у школьников возникают трудности, которые на основании имеющегося жизненного опыта разрешить невозможно. Нужны новые знания. На первых порах учащимся 5-8 классов определиться с темой исследования и проблемой довольно трудно. Для этого создаю проблемную ситуацию, все вместе выделяем проблему. Тогда дальнейшая работа идет по группам. Из проблемы вытекают цель и задачи.

Создание проблемной ситуации:

• В известном опыте итальянского ученого Моссо человека кладут на горизонтальную платформу очень чувствительных весов и уравновешивают их. Стоит испытуемому несколько пошевелить пальцами ног, как стрелка прибора покажет, что та сторона платформы, где лежат ноги, опустилась. А при решении сложной математической задачи опустится другой конец. Почему?

• В опытах по изучению утомления мышц руки И.М. Сеченовым была обнаружена интересная закономерность: уставшая рука отдыхает быстрее, если работают мышцы другой руки. Как объяснить это явление?

• Оводы ничего не едят, они даже лишены ротового аппарата и живут всего несколько дней, а вред от них огромный. Почему оводы являются врагами сельскохозяйственных животных?

Работая в группе, ребята учатся ставить цель работы, так как для успешного учебного исследования ее необходимо знать.  

Формулирование цели исследования (ответ на вопрос: что нужно сделать для решения поставленной проблемы).

Задачи – организация и проведение определенной работы для поиска способов решения проблемы проекта или исследования.

Работая в группе, ребята выдвигают предположения (гипотезы) для объяснения какого-либо явления, которое не подтверждено и не опровергнуто. Проверка гипотезы через (проведение эксперимента, лабораторной работы, чтение литературы, просмотр презентации),

Второй этап – деятельность учащихся.

 На втором этапе организуется деятельность детей. На этом же этапе происходит и планирование работы по решению задачи.  Ребята всё делают сами. Мотивация усиливается благодаря творческому характеру учебной деятельности, самостоятельности, ответственности ученика перед членами своей группы. Работая в малых группах, учащиеся разговаривают, размышляют, анализируют и делают выводы. У них развивается коммуникативное мышление.

Третий этап - интерпретация полученных данных.

 На данном этапе организуется обсуждение,  т. е. учащиеся обобщают  всё то, что они узнали или исследовали.

Четвёртый этап - выводы по результатам исследовательской работы, оформление.

Пятый этап - подведение итогов урока, оценка.

Формирую навыки самоконтроля и самооценки. Все, что школьник узнает, должно обобщаться и систематизироваться. Очень важна самооценка своей деятельности учеником.

Учащиеся приобретают эти навыки, заполняя оценочный лист:

Шестой этап – рефлексия.

Рефлексия помогает ученикам оценить свои возможности, лучше понять себя, осознать трудности. Рефлексивный компонент на уроке  провожу в различной форме:

 - в виде  беседы в конце урока: Что мы делали для достижения поставленных целей? Что узнали нового на уроке? Какая информация урока наиболее важна для тебя? Что у вас получилось хорошо? Что нам пока не удается?

- приемов «лестница успеха», «незаконченного предложения», «синквейна», «анкеты самоанализа и др.

Учебно-исследовательская  деятельность  школьников  включает: лабораторные  и  практические  работы,  опыты и  наблюдения,   учебные экскурсии,  работа по учебнику, дополнительной литературе, нестандартные формы уроков, творческие задания (проекты) и др.

 Начиная с 5 класса,  включаю ребят в  исследовательскую деятельность. Урок – исследование провожу при открытии нового знания.

Использую  разнообразные формы обучения учащихся: индивидуальную, парную, групповую. Здесь более уместны информационно - поисковые исследования, связанные с поиском информации в учебнике или различных источниках: книгах, энциклопедиях, в информационных листах с текстами. Например, урок - путешествие при изучении темы» «Жизнь на разных материках». Выявляем проблему о недостаточности знаний животных и растений разных материков. Предлагаю разделиться на группы - экспедиции по числу материков. Экспедициям предстоит собрать материал  и подготовить отчет для тех ребят, кто не побывал на вашем материке. У каждого в группе свои роли: капитан, историк, ботаник, зоолог. В ходе исследования группы оформляют письменный  отчет в виде таблицы и устно представляют свой материк у карты.

Домашнее задание тоже в виде мини – проекта. Подготовить сообщение или презентацию о растении или животном, о котором на уроке не упоминалось.

Информационные проекты  использую в каждом классе,  они могут быть индивидуальными, парными или групповыми, в зависимости от объема материала. Эти исследования связаны с поиском информации в различных источниках. В среднем звене информационные проекты реализуются в виде оформленных сообщений, докладов, презентаций.   Ученикам 8-х классов часто даю возможность проявить творческое воображение и оригинальность мышления при создании плаката, рисунка, рекламы о здоровом образе жизни.

 Чаще всего исследовательская проектная деятельность реализуется в ходе проведения многих практических и лабораторных работ в курсе биологии, начиная с 5-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.

 При проведении лабораторных и практических работ организую небольшие исследования с  помощью цифровых и оптических   микроскопов, компьютера, моделей по анатомии, мультимедийных презентаций, ЦОРов, гербариев, коллекций, таблиц.

Например, Урок «Регуляция дыхания» (8класс)

Лабораторная работа «Определение частоты дыхания».

Инструктивная карточка

1) Пронаблюдайте за движениями своей грудной клетки.

2) Сосчитайте, сколько дыхательных движений вы делаете в течение 1 минуты сидя, после 20 приседаний.

3) Объясните разницу полученных данных и запишите вывод.

4) Решите следующие биологические задачи:

А) Сколько воздуха проходит через легкие человека при спокойном дыхании в 1 минуту, в 1 час, в сутки (вдох – 500мл воздуха, частота дыхания – 18 раз в минуту).

Б) Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится 20% кислорода, определите, сколько кислорода человек пропускает через легкие в сутки при спокойном дыхании.

Учебное исследование на примере урока: «Работа мышц». (8 класс).

Тема исследования: « Утомление  мышц при статической и динамической нагрузке».

Оборудование и материалы: секундомер, груз весом 3 кг.

Инструктивная карточка.

Теория: Работа, связанная с удержанием определенной позы или груза, называется статической, а работа, связанная с перемещением тела или груза в пространстве, называется динамической.

Утомление – это физиологическое состояние, наступающее вследствие напряженной и длительной деятельности, выражающееся в снижении работоспособности.

Используя памятку «Научно – исследовательская деятельность», выполните учебное исследование  (актуальность, проблема, объект исследования, предмет исследования, цель, задачи, гипотеза, методы).

Ход исследования:

Возьмите груз с книгами, засеките время по секундомеру и держите в отведенной в сторону руке столько, сколько сможете.

Наблюдайте, за какое время произойдет утомление мышц.

Возьмите тот же груз в другую руку и поднимайте его на тот же уровень, и опускайте, заметьте время утомления в этом случае.

По результатам исследования сделайте выводы.

Оформите их графически.

Множество мини - исследований можно проводить на уроках в 5 – 6 классах. Они оказывает большое воспитательное и познавательное значение, так как учащиеся сами формулируют цель опыта, определяют методику закладки, выдвигают гипотезу о том, какие будут результаты. При изучении темы в 5 классе « Химический состав клетки», предлагаю детям ознакомиться с текстом учебника и составить схему «Вещества клетки». В  ходе эксперимента они доказывают наличие этих веществ в клетке. ( Работа в малых группах). Выводы и наблюдения записывают в таблицу. Затем знакомят с результатами исследования своих одноклассников. Работа в группах продолжается при изучении роли веществ в клетке, дети работают с информационными листами и выступают с сообщениями. При изучении тем «Строение клетки» («Приготовление и рассматривание под микроскопом клеток кожицы лука», «Рассматривание тканей под микроскопом»  дети работают по инструкциям и с обсуждением дополнительных заданий. «Устройство увеличительных приборов» (парная и индивидуальная  работа по рабочей карте.)   Самооценка и оценка в парах.

В 6 классе по теме «Семейства класса Двудольные», «Семейства класса Однодольные», организую работу в группах с использованием гербариев, таблиц, рисунков растений с целью выявления общих признаков семейств. Оформление в виде таблицы. Выступления групп. Используя информационные ресурсы,  предлагаю подготовить  сообщения об использовании растений данных семейств в жизни человека.

Чем старше ученик, тем больше предоставляю самостоятельности, усложняю мыслительную деятельность. Исследования,  выполняемые учащимися 10-11-х классов, имеют более серьезный характер и требуют от старшеклассника составления плана работы, подбора материала, оборудования, проведение наблюдений и эксперимента с четким фиксированием результатов. Старшеклассники профильных групп работают над индивидуальными исследовательскими проектами, которые они могут использовать затем при подготовке к итоговой аттестации, для повторения изученного материала на уроках и дома. В профильной группе применяю  лекционно-семинарскую систему обучения.  Уроки-семинары – это важная форма выработки у школьников самостоятельности, активности, умения работать с литературой, творчески мыслить и действовать. На семинарах изменяются функции, выполняемые учителем и учащимися: учащиеся выполняют информационную функцию, а учитель – регулятивную и организаторскую. Уроки-практикумы способствуют формированию специальных биологических умений и навыков. Данная технология даёт возможность перевести свою деятельность в режим консультирования и управления, а ученикам обеспечить возможность выбора пути достижения конечного результата.  

Исследовательская деятельность позволяет каждому школьнику испытать, выявить и актуализировать хотя бы некоторые из своих дарований. Главной  своей задачей считаю создание и поддержание  творческой атмосферы в этой работе. Развитию исследовательских навыков на уроке способствует творческая работа учащихся, например, при изучении в 5 классе темы « Значений бактерий в природе и жизни человека». Работа проводится в парах. Каждая пара представляет свою рекламную листовку о группе бактерий (рассказать об их опасности или же пользе). Защита проводится в оригинальной форме (стихи, интересные факты, знаете ли вы и др).

Активизировать познавательную и исследовательскую деятельность учащихся позволяют нетрадиционные формы  уроков. Они дают возможность учащимся проявить себя, научиться ставить перед собой цель учебной деятельности и определять пути ее решения. Это (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. Уроки -  конференции («Вред наркогенных веществ», «Гигиена сердечно – сосудистой системы», «Жизнь на заре жизни» и др). Урок – зачет в игровой форме

(« Вертушка») для старших классов по теме «Эволюция», « Происхождение и развитие жизни на Земле».

Класс делится на малые группы, каждая выполняет свое задание. По истечении времени  проводят самопроверку  выполненного задания по эталону, оценивают его и заносят в «Экран учета знаний». После этого группа переходит к другому столу и выполняет следующее задание и т.д.

Стол №1- задание по теме «Эволюция».

Стол №2 – задание по теме «Происхождение жизни»

Стол№3 – задание по теме «Развитие жизни»

Стол №4 – задания на эрудицию и смекалку. ( Кроссворд, рисунки с изображением растений и животных определенной эры).

На уроке биологии в 8 классе, изучая тему « Гигиена кожи», ввожу элементы деловой игры –

« На приёме у доктора». Ребята  распределяют роли профессионалов: дерматолога, косметолога, биохимика, специалистов по гигиене и других.

Домашние задания также могут носить  исследовательский  характер:

1. Описание растений и животных по плану.

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, пульса до и после физической нагрузки, реакция организма на время суток, исследования тактильных рецепторов, внимания человека при разных условиях и др).

 4. Опыты с растениями.

 Тема урока «Условия прорастания семян»

1)Постановка цели исследования:

Изучить условия прорастания семян

2)Создание учебно-проблемной ситуации.

Какие условия необходимы для прорастания семян?

3) Выдвижение гипотезы: для прорастания семян необходимы вода и воздух, тепло, свет, почва, питание.

4)Постановка опыта

Класс делится  на группы и дается   экспериментальное  задание каждой группе.

1 группа исследовала влияние воды на прорастание семян.

2 группа выясняла влияние температуры на прорастание семян.

3 группа - влияние питательных веществ на прорастание семян.

4 группа - влияние глубины заделки семян на прорастание семени.

5 группа рассматривала влияние света на прорастание семян.

5)Описание опыта и его результатов.

Через неделю эксперты от каждой группы показывают и рассказывают о своём эксперименте и делают самостоятельно вывод.

1 группа –  семена проросли лишь в третьем стакане

2 группа – семена проросли в тёплом помещении, а в холодильнике остались без изменений

3 группа – семена с полноценными семядолями имели хорошие, крепкие проростки, а у семян с одной семядолей проростки были маленькими и хилыми что в воде, что в почве.

4 группа – семя гороха, посаженное в почву глубже, взошло позже семени посаженного до 3 сантиметров

5 группа – семена овса проросли одинаково, что на свету, что в темноте, но  растения, которым не хватало света, вытянулись и стали тоненькими и светлыми, а на свету ростки оказались  более тёмными и крепкими.

6) Подведение итогов

7)Оформление своих наблюдений в виде мультимедийной презентации.

Таким образом, исследовательская деятельность на уроке

- усиливает практическую направленность уроков;

- активизирует познавательную, творческую деятельность;

- развивает в учениках компетенции, необходимые для продолжения образования.

Работа по развитию исследовательских умений детей может проходить не только на уроках, но и  во внеурочное время. За многие годы сложилась определенная система работы с учащимися во внеурочное время. Внеурочная исследовательская деятельность заключается в следующем:

-  подготовка и участие учащихся в школьном, муниципальном и региональном этапах Всероссийской олимпиады школьников;

- подготовка и участие в школьном и муниципальном конкурсах исследовательских работ учащихся « Старт в науку»;

- конкурс школьных проектов « Земля – наш общий дом»;  

- мини – исследования в кружке по краеведению «Мой Пермский край»;

- исследовательские проекты  курсов по выбору « Биология в профессиях»,

« Биологическое краеведение»;

- элективные курсы для старшеклассников при профильном обучении;

- подготовка и участие в краевой инновационной площадке, организованной в рамках сетевых образовательных событий « Время мыслить проектно», «Время ИКТ», «Время созидать», «Школа социального успеха». 

Формирование УУД через исследовательскую деятельность позволит обеспечить учащимся:

-  возможность самостоятельно осуществлять деятельность учения,

-  ставить учебные цели,

-  искать и использовать необходимые средства и способы их достижения,

-  уметь контролировать и оценивать учебную деятельность и ее результаты,

-  создать условия развития личности и ее самореализации на основе «умения учиться»

-  сотрудничать с взрослыми и сверстниками.

 Умение учиться во взрослой жизни обеспечивает личности готовность к непрерывному образованию, высокую социальную и профессиональную мобильность; обеспечить успешное усвоение знаний, умений и навыков, формирование картины мира, компетентностей в любой предметной области познания.

Правильность выбранного мною направления работы вижу в следующих результатах:

1. Сохранность контингента учащихся на конец учебного года, при количественной успеваемости в 100%.

2. Стабильность качества знаний учащихся.

3.Повышение интереса к предмету, что подтверждается выбором предмета в качестве выпускного экзамена в 9, 11 классах.

4. Успешная сдача ОГЭ и ЕГЭ в 9, 11 классах.

4. Активное участие и результативность учащихся в олимпиадах, конкурсах различного уровня.

5. Поступление  учащихся в высшие учебные заведения, где профилирующим предметом является биология. За последние пять лет успешно обучаются в ПГМУ им. Е.А. Вагнера  9 человек, в ПГАТУ – 1человек, в ПГГПУ – 1 человек, в Чайковском институте физической культуры -2 человека.