Организация проектной и исследовательской деятельности на уроках биологии и во внеурочное время.

Организация проектной и исследовательской деятельности на уроках биологии и во внеурочное время. Горчанинова Л.Ф., учитель биологии МБОУ «СШ №37» города Смоленска     Какие черты нужно иметь современному человеку, чтобы быть успешным? Как научить учащихся,   принимать   решения   и   нести   ответственность,  уметь   самостоятельно   решать проблемы,   справляться   с   отрицательными   эмоциями,   адекватно   вести   себя   в   стрессовых ситуациях. В   современных   условиях   общество   предъявляет   высокие   требования   не   только   к уровню   знаний   учащихся,   но   и   к   умению   работать   самостоятельно,   к   способности рассматривать   проблему   или   явление   с   точки   зрения   различных   наук.  Одной   из   форм организации   деятельности   учащихся,   позволяющей   максимально   приближать   обучение   к жизни, является исследовательская  работа и проектная деятельность, в процессе которой учащиеся встречаются с многообразием фактов и явлений. Школьники сами или с помощью учителя отбирают нужные им данные из наблюдений, литературных источников, результатов экспериментов. Так школьники приобщаются к пониманию биологических и экологических проблем, у них появляется   ответственность за состояние окружающей среды, за здоровье людей, развивается интерес к получению теоретических знаний в области экологии, биологии и смежных с ними наук.  Опыт исследовательской деятельности – необходимый компонент  подготовки школьников к решению многообразных учебных, впоследствии – жизненных задач, в том числе и выбора будущей профессии. Под исследовательской деятельностью,  нами понимается деятельность обучающихся, связанная   с   решением       творческой,  исследовательской   задачи,   предполагающая   наличие основных этапов, характерных   для исследования в научной сфере: выбор темы, работа с источниками   информации,   выдвижение   гипотезы,   сбор   фактического   материала, систематизация и обобщение полученных данных, подготовка и защита проекта. Обучение   навыкам   исследовательской   деятельности   осуществляется   в   рамках концентрической   системы   обучения.  Поэтому   одним   из   важнейших   условий   повышения эффективности   учебного   процесса   является   организация   учебной   исследовательской     и проектной   деятельности,   которую   мы   начинаем   с   5   класса  в   ходе   которой   происходит непосредственное   общение   обучающихся   с   природой,   приобретаются   навыки   научного эксперимента, развивается наблюдательность, пробуждается интерес к биологии В 5­м классе  вводится понятие исследовательской деятельности,   а также таких её составляющих, как проблемный вопрос, гипотеза, у учащихся формируются первоначальные навыки выдвижения гипотез, сбора материала, его группировки и классификации. Сначала в классе   представляется,   как   правило,   обучающимися   10­11   классов     их   собственные исследования.   Затем   школьникам   сообщается,   что   они   тоже   могут   выполнить   подобную работу.   Учитель   вводит   понятие   проблемного   вопроса   и   гипотезы,   предмета,   объекта исследования. В   качестве   домашнего   задания   предлагается   провести   наблюдение   по заранее представленному алгоритму.   Например, наблюдение за изменением окраски листьев у разных деревьев. На   следующих   уроках   под   руководством   учителя   происходит   группировка, классификация и систематизация собранного материала. Продуктом является коллективная исследовательская работа, которая оформляется учениками совместно с учителем.  Уже в пятом классе мы подключаем наших юных исследователей к выступлению на школьном дне науки.   Исследовательская деятельность учащихся среднего звена в курсе изучения биологии направлена   на   развитие   у   учащихся   навыков   самостоятельной   работы,   постановки эксперимента, наблюдений, обработки результатов, умения делать выводы, т. е. позволяет учащимся овладеть алгоритмом исследовательской работы.             В   6­ом   классе  исследовательские   работы   носят   экспериментальный   характер,   они могут     рассматриваться   как   работы,   написанные   на основе   выполнения   эксперимента, описанного   в науке   и имеющего   известный   результат.   Они   носят   скорее   иллюстративный характер, предполагают самостоятельную трактовку особенностей результата в зависимости от изменения исходных условий.    Исследовательская деятельность шестиклассников может носить как коллективный, так и индивидуальный характер. В 7­8 классах для выполнения исследовательских работ формируются группы по 5­6 человек, а также организуется работа по выполнению  проектов. Нами организуется две формы работы в группах: 1) на уроках; 2) во внеурочное время (кружки, факультативы, элективные курсы). Остановимся на особенностях каждой из этих форм. 1.   На уроке учитель сообщает тему исследовательской работы.   Участники групп предлагают свои варианты гипотез. Как правило,  школьники приходят к выводу о том, что для   решения   проблемы   необходимо   выполнить   несколько   исследований,   включающих наблюдение   за   биологическим   объектом   (в   8   классе   –   за   собственным   организмом),   сбор материала, его группировку и классификацию. В целях экономии учебного времени каждая из групп   проводит одно из таких   исследований, а затем сообщает о его результатах всему классу. Главное в таких уроках – это совместный поиск истины и собственные открытия в исследовании биологических объектов и явлений. В качестве домашнего задания учитель предлагает группам самостоятельно изучить научную   литературу,   оформить   исследовательскую   работу   и   защитить   её.   На   следующем уроке   (примерно   через   две   недели)   участники   групп   предъявляют   результаты   своей деятельности.  На   уроке   можно   объявить   конкурс   на   самую   лучшую   исследовательскую работу по степени проработанности темы, содержанию, оформлению, защите. 2. В начале  изучения какого­либо крупного раздела учитель  предлагает участникам групп или отдельным учащимся несколько тем исследовательских работ. После выбора темы обучающиеся приступают к работе, которая длится 2­3 недели. Учитель во внеурочное время проводит   консультации,   координируя   исследовательскую   работу   школьников   и   проходя таким образом вместе с учащимися все этапы исследовательской деятельности.  На итоговом уроке   участники   групп   сообщают   о   результатах   своих   исследований,   обмениваясь информацией.    Темы   исследовательских   работ   могут   быть   предложены   учителем,   а   могут   быть выбраны самими учащимися (любая из них связана с отдельными вопросами общей биологии или же интеграции знаний из ботаники, зоологии и анатомии).  Для отслеживания результатов творческой самореализации личности школьников на каждого учащегося могут быть оформлены индивидуальные  карты наблюдений за развитием навыков   исследовательской   деятельности   школьников   по   биологии,   специально разработанные учителем.  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.  В   нашей   образовательной     организации   создана   школьная   целевая   программа «Одарённые   дети»   (в   рамках   данной   программы   создан   клуб   «Эрудит»   и   секция «Занимательная биология»). Секция «Занимательная биология» объединяет учащихся, обладающих   творческими способностями  и высокой мотивацией.  Учащиеся  принимают участие в  конкурсах разного уровня, показывая высокие результаты. В качестве примера можно привести выступление на городской неделе науки, которая прошла в Смоленском государственном университете. На секции   «Биология»   обучающиеся   11   класса   Воробъева   Анастасия     и   Девятилова   Алина представили   свое   учебное   исследование:  «Определение   группы   крови,   резус­фактора   и генетические   особенности   их   наследования   на   основе   составленной   родословной». Обучающиеся научились определять группы крови и резус фактор, составили родословные своих семей, определив группы крови и резус фактор у родственников, которые его не знали. Кроме   того   обучающиеся   сняли   видеофрагмент,   который   мы   теперь   используем   на лабораторных   работах.     В   результате   заслуженное   1   место.   Хочется   привести   фрагмент данной работы, возможно, пригодится  начинающим исследователям Содержание Введение Глава 1. 1.1. История открытия групп крови 1.2. Закономерности наследования групп крови и резус фактора           а) Наследование групп крови по системе АВО            б) Резус­принадлежность (Rh­factor, Rh) 1.3. Переливание крови         а) доноры и реципиенты 1.4.Влияние резус фактора на наследственность          а) совместимость матери и плода          б) гемотрансфузионный шок — резус конфликт          в) последствия резус конфликта 1.5. Значение знаний о группах крови и резус факторе     Глава 2.Практическая часть 2.1.Методика определение группы крови по стандартным изогемагглютинирующим  сывороткам 2.2 Техника определения групп крови Составление родословной своей семьи  Генетические задачи на наследование групп крови и резус фактора Выводы Заключение                                                                                                   Список использованной литературы                                                       Приложения Актуальность темы: изучение и сохранение свойств крови, стремление пожертвовать ею  ради спасения, нуждающегося в ней человека ­ эта тематика сегодня очень актуальна, так как: ­определение группы крови и резус­фактора необходимо для переливания крови; ­кровь необходима при кровопотере, которая возникает при ранениях, травмах, операциях,  некоторых заболеваниях; ­иммуногематология с успехом используется в судебной медицине при спорах об отцовстве,  материнстве и в случае потери детей в раннем возрасте; ­определение резус­фактора в первую очередь необходимо для беременных женщин во  избежание гемолитической желтухи новорожденных; ­исследования иммуногематологов дают возможность узнать свойства крови далеких предков  человека по сохранившимся останкам, мумиям, костям; ­в настоящее время установлена определенная закономерность между групповой  принадлежностью крови и частотой некоторых заболеваний. Эти исследования, возможно,  приведут к новым открытиям в медицине. Цель исследования: установить генетические особенности наследования групп крови  по системе АВО в наших семьях, научиться определять группы крови,  и резус­фактор. Гипотеза исследования: если человек знает свою группу крови и резус­фактор, то он может при помощи генетических задач предположить генотипы предков и будущих потомков. Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи: ­подобрать и изучить соответствующую литературу; ­расширить свои теоретические знания о группах крови, резус­факторе и переливании крови; ­рассмотреть основные способы определения групп крови и резус­фактора; ­провести эксперимент по определению резус фактора и групп крови по системе АВО у  членов наших семей при помощи цоликлонов; ­построить генеалогическое дерево семей; ­проследить наследование групп крови, резус фактора и определить характер наследования; ­проанализировать результаты исследования. В нашей исследовательской работе мы использовали следующие методы:  ­изучение научной литературы по теме группы крови, резус­фактор и переливание крови; ­проведение и описание эксперимента, позволяющего определить группы крови с помощью  цоликлонов; ­фиксация визуальных результатов эксперимента с помощью фотосъемки; ­анализ и обобщение полученных результатов. Выступая   на   городском   дне   науки   в   Смоленском   гуманитарном   университете   на секции  «Биология»  с учебным исследованием «Леворукие и праворукие дети в современном мире   —   одарённость   или   индивидуальный   признак   нормы?»   Воробьева   Анастасия   и Девятилова Алина заняли 3 место.   по   выявлению   экологических   проблем,   На уроках биологии, географии, физики и химии  был    реализован межпредметный проект (химия­география­биология­физика) по изучению экологического состояния школы и пришкольной   территории,   связанных   с месторасположением школы.  В рамках данного межпредметного проекта были выполнены исследовательские работы:  ­Исследовательский проект «Роль автотранспорта в загрязнении атмосферного воздуха в нашем городе». Цель работы: Оценить степень влияния автотранспорта на состояние воздуха  в нашем городе. Задачи:  1. Подсчитать количество автотранспорта, проходящего на разных участках дорог нашего  города в будние и выходные дни в одни и те же временные отрезки (в том числе и в районе  нашей школы); 2. Определить количество топлива, сжигаемого двигателями автомобилей; 3. Оценить количество выделяемых автотранспортом вредных веществ и степень их  воздействия на живые организмы; 4. Исследовать воздух на содержание в нём пыли; ­ Исследовательская работа по теме «Оценка состояния атмосферного воздуха  методом лихеноиндикации». Цель данной работы: оценка чистоты атмосферного воздуха в  нашем городе по состоянию лишайников и городской растительности. В ходе работы  решались следующие задачи:  1. Изучение видового состава лишайников, произрастающих на различных породах деревьев; 2. Определение загрязненности воздуха методом лихеноиндикации; 3. Изучение видового состава зеленых насаждений на исследуемых участках нашего города и  оценка правильности их подбора; 4. Определение по пораженной ткани листьев с исследуемых деревьев состояния воздушной  среды. ­ Исследовательская работа «Снег как индикатор чистоты атмосферного воздуха». Цель работы: оценить чистоту атмосферного воздуха в нашем городе по состоянию снежного  покрова. В ходе работы наметился ряд задач: 1.Определить основные источники загрязнения атмосферного воздуха и их воздействие на  организм человека. 2.Изучить методику «Исследования снега на общую химическую токсичность методом  биотестирования» и применить её для мониторинга атмосферного воздуха в нашем городе. 3.Сравнить и проанализировать результаты, полученные с исследуемых участков города. 4.Разработать рекомендации по улучшению качества атмосферного воздуха в нашем городе.   «Исследование   физико­химических   показателей ­ Исследовательский проект «Оценка экологического состояния школьных кабинетов».  Цель работы: Оценить экологическое состояние школьных кабинетов. Задачи работы: 1.Выявить состояние воздушной среды в классных помещениях, 2.Выяснить соответствие площади и объема помещения санитарно­гигиеническим нормам, 3.Проверить соответствие уровня вентиляции, освещенности, температуры воздуха и  влажности в классных помещениях санитарно­гигиеническим нормам, 4.Выяснить, какие строительно­отделочные материалы и мебель использованы в кабинетах, 5.Произвести учет комнатных растений и выяснить их роль,  6.Провести анкетирование учащихся по теме « Визуальное восприятие кабинетов».  ­Исследовательская работа: «Шум ­ одна из форм физического загрязнения среды  жизни» ­Исследовательская работа: «Исследование микробной загрязненности воздуха» ­Исследовательская   работа: водопроводной воды»;  ­Исследовательская работа: Исследование освещенности классных комнат»;  ­Исследовательская   работа:   «Роль   зеленых   насаждений   в   улучшении   экологического состояния окружающей среды»;  ­Исследовательская   работа:   «Изучение   количественного   и   видового   разнообразия лишайников»; В результате совместной деятельности учащиеся научились: ­определять   физико­химические   характеристики   атмосферы; ­рассчитывать степень загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей вблизи школы; ­определить физические характеристики и качественный  состав воды, почвы, атмосферы.  ­Был  создан экологический паспорт школы и пришкольного участка. ­Подготовлена мультимедийная презентация по результатам реализации проекта. ­Результаты   работы   обобщены   и   представлены   на   областном   конкурсе   «Живем   на Смоленщине» Можем выделить 3 этапа реализации данного проекта I этап – информационно­аналитический. Создание   теоретической   базы   для   реализации   проекта   на   основе   изучения   печатных   и электронных информационных источников. II этап – исследовательский. Экологическое исследование пришкольного участка: 1.Определение   содержания   количества   вредных   веществ,   выбрасываемых   в     атмосферу транспортом; 2.  Изучение   влияния   растительности   пришкольной   территории   на   состав   атмосферного воздуха; 3.Изучение количественного и видового разнообразия лишайников; 4.Исследование почв на территории пришкольного участка. Санитарно – гигиеническая оценка школьных помещений: 1.Исследование освещенности классных комнат; 2.Исследование температурного режима и влажности; 3. Исследование шумового режима; 4. Исследование микробной загрязненности воздуха;   проб   воды,   почвы,   растительности, 5. Исследование физико­химических показателей водопроводной воды. III этап – практический 1.Составление экологического паспорта школы и пришкольной территории. 2.Проведение субботников, трудовых десантов.  Участие   в  областном   конкурсе   экологических   проектов:  «Живем   на Результат. Смоленщине»   с   проектом:       «Экологический   паспорт   школы   и   пришкольного   участка МБОУ«СШ   №   37».  Асипенко   Александра,   Сечкова   Елизавета,   Железняков   Никита  ­ лауреаты конкурса. Поощрение лучших работ и лучших участников проекта обязательно, так как это  дополнительная мотивация для продолжения ими проектной деятельности. Победителям  вручаются школьные грамоты, дипломы, благодарности, а также дается право защищать честь школы на городских и всероссийских конкурсах, научно­практических конференциях. Соколова Ксения, Александров Даниил (9 класс) представили свою работу «Изучение  условий содержания гигантской  Ахатины (Achatina fulica),  в условиях неволи и влияние  плотности популяции на динамику роста брюхоногого моллюска» на городской неделе  науки, которая прошла в Смоленском государственном университете (3 место). Савкина  Ангелина (10 класс) представила свою исследовательскую работу:  Призеры школьного дня науки Воробьева Валерия и Хроменкова Полина (5 класс)  стали участниками областной научно­практической конференции студентов и обучающихся  «Шаг в науку». Секция: «Я – исследователь»  с работой: «Тайна зеленого листа».  Оценка воздействия антропогенного фактора на озеро в лесопитомнике » был признан  самым лучшим на районном конкурсе исследовательских проектных работ  и был направлен  для участия на всероссийском этапе. Работа в этом направлении продолжается. Проектная технология позволяет в полной  мере решать приоритетные задачи общего образования:  Ученик, выполнив проект или исследовательскую работу, защитив его, учится: ­планировать работу; ­письменно и устно представлять результаты исследования; ­защищать и отстаивать свою точку зрения; ­отвечать за результаты работы; ­оформлять работу. Не случайно народная китайская мудрость гласит: «Я слышу – я забываю.  Я вижу – я запоминаю. Я делаю – я понимаю». Постоянно овладевая умениями и навыками рационального учебного труда учащиеся  самостоятельно приобретают знания, дополняя и углубляя их. Таким образом, проектная и  исследовательская деятельность учащихся, как никакая другая учебная деятельность,  поможет педагогам сформировать у ученика качества, необходимые ему для дальнейшей  учебы, для профессиональной и социальной адаптации. Список литературы 1. Бакулина Н.А., Краева Э.Л. Микробиология.­ М.: Медицина, 1980 2.Бязров Л. Г. Лишайники в экологическом мониторинге. М.: Научный мир, 2002. С 4 – 136. 3. Габриелян О.С., Рунов Н.Н., Толкунов В.И. «Химический эксперимент в школе 8 класс» М. «Дрофа» 2005г. 4.Габриелян О.С., Рунов Н.Н., Толкунов В.И. «Химический эксперимент в школе 9 класс» М. «Дрофа» 2010г. 5.Габриелян О.С., Остроумов И.Г. «Настольная книга учителя химии», М. «Дрофа» 2002г. 6.Дрейер О.К., Лось В.А. «Экология и устойчивое развитие», М.,УРАО, 2014. 7.Лабораторный практикум по общей микробиологии. Автор/создатель: Прунтова О.В., Сахно О.Н.Год: 2005  8.Детская энциклопедия №6­2013г. Познавательный журнал для девочек и мальчиков. 9.Методика   определения   массы   выбросов   загрязняющих   веществ   автотранспортными средствами в атмосферный воздух. М, 1993г 10.Методика   расчета   выбросов   загрязняющих   веществ   автотранспортом   на   городских магистралях. М, 1997г. 11.Определитель бактерий Берджи. Девятое издание в 2­х томах, Перевод акад. РАН Г.А.  Заварзин .­ М.: Мир 1997.  12.Государственное санитарно­эпидемиологическое нормирование Российской Федерации  Государственные санитарно­эпидемиологические правила и гигиенические нормативы.  13.Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.4.2.576­96 Гигиенические требования к условиям  обучения школьников в различных видах современных общеобразовательных учреждений. 14.Пчелкин А. В., Боголюбов А. С., 1997. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие для педагогов дополнительного образования и учителей. М.:  Экосистема. 25 с. 15.Пчелкин А. В., Слепов В. Б. 2004. Использование водорослей и лишайников в  экологическом мониторинге и биоиндикационных исследованиях. М.: МосгорСЮН, 20с.