Грицкевич Денис Иванович

к.б.н., учитель биологии ГБОУ СОШ №152 Красногвардейского района г. Санкт-Петербурга

ПОСТРОЕНИЕ ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ НА ПРИМЕРЕ ГБОУ СОШ№152 Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Современные стандарты образования требуют вовлечения учащихся в исследовательскую и проектную деятельность [1]. Основной целью учебного проекта является формирование творческого мышления учащихся. Проект - работа, направленная на решение конкретной проблемы, на достижение оптимальным способом заранее запланированного результата. Проект может включать элементы докладов, рефератов, исследований и любых других видов самостоятельной творческой работы учащихся, но только как способов достижения результата проекта. Вместе с тем, тонкости методологии и методики проектной деятельности многими педагогами представляются довольно неясно, не смотря на их постоянную вовлеченность в эту самую деятельность.

В этой связи целью настоящей работы является исследование принципов построения проектной деятельности в средней школе на примере ГБОУ СОШ№152 г. Санкт-Петербурга.

Для достижения поставленной цели необходимо рассмотреть теоретические и методологические основы проектной деятельности в образовании; концептуализацию в формировании предмета исследования в проектной деятельности; разработать и реализовать на базе ГБОУ СОШ №152 ряд учебных проектов согласно современным теоретическим и методологическим закономерностям в этой сфере.

Проектная деятельность в образовании.

В современном обществе проектирование всё шире применяется в различных сферах и видах человеческой деятельности. Популярным становится проектирование экологическое, социальное, инженерно-психологическое, генетическое и пр. Всё перечисленное, в том числе и проекты сугубо гуманитарные: в журналистике, на телевидении, в шоу-бизнесе, образовании и др. – позволяют говорить о том, что технология проектирования имеет широкие возможности применения, универсальный подход, всеобщие закономерности. Используется проектирование и в образовательных целях (учебное проектирование, проектное обучение). Здесь в процессе проектирования участвуют взрослые и дети. Используемую при этом образовательную технологию называют методом проектов. Проектирование часто завершается презентацией проекта, рефлексией проведенной работы и самооценкой [2].

Следует отметить, что философскую и методологическую основу этой широкой области образовательной деятельности заложил в 20-е годы прошлого века выдающийся советский педагог Л.С. Выготский, сформулировав основные положения культурно-исторической концепции. В трактовке его многочисленных и не менее выдающихся последователей они звучат следующим образом.

·              основой психического развития человека выступает качественное изменение социальной ситуации или, говоря терминами Леонтьева, изменение деятельности человека.

·              всеобщими моментами психического развития человека служат его обучение и воспитание.

·              исходной формой деятельности является развернутое ее выполнение человеком во внешнем или социальном, или коллективном плане.

·              психологические новообразования, возникающие у человека, производны от интериоризации исходной формы его деятельности.

·              существенная роль в процессе интериоризации лежит в различных знаковых и символических системах.

·              важное значение в деятельности и сознании человека имеют его интеллект и эмоции, находящиеся во внутреннем единстве [3].

Любая научно-исследовательская деятельность, любая художественная деятельность, если они осуществляются более или менее грамотно, по определению всегда направлена на объективно новый результат. Инновационная деятельность специалиста-практика (учителя, врача, строителя и т.д.) может быть направлена как на объективно новый, так и на субъективно новый (для данного специалиста или для данной организации, предприятия) результат. Учебная деятельность всегда направлена на субъективно новый (для каждого конкретного обучающегося) результат [4].

Распространенная точка зрения на ученическое проектирование – форма организации учения для практического применения знаний и умений изучаемого содержания. Учебное проектирование как средство обучения собственно проектированию, как правило, не рассматривается. Надо заметить, что исследователи почти нигде не оговаривают степень самостоятельности учащихся в проектировании. Остаётся открытым вопрос - как и когда целесообразно начинать обучать детей проектированию в школьный период. Учитель, не овладевший проектированием, методом учебных проектов, не может эффективно использовать возможности проектного обучения, учебного проектирования. Основная масса учителей не овладевают проблемным методом и методом проектов в период профессиональной подготовки. Устранением этого пробела пытаются заниматься в системе повышения квалификации педагогических кадров, но потребности превосходят возможности этой системы. Проектирование – сложная умственная деятельность, которая опирается на умения целеполагания, планирования, анализа проблемной ситуации и формулирования проблемы, выделения условий существования проблемы, определения системы действий, которые могут изменять ситуацию, и т. д. Без какого-либо из этих умений невозможно самостоятельно осуществить проектирование [2].

При формировании готовности к проектной деятельности должны решаться следующие задачи: поэтапное формирование необходимых отдельных проектных умений; формирование умений осуществлять проектные действия в технологически обусловленной последовательности; формирование полного технологического комплекса умений в целостном проектировании, проектной деятельности. Основным элементом проектной технологии является построение схемы применения необходимых действий. В простейшем случае это последовательное выполнение действий, решающих проектируемую проблему – цепочка действий. Порядок формирования проектных умений (действий) – обратный этапам проектирования. Сначала осваивается планирование, составление цепи действий, решающих проблему, затем цепочка из целеполагания и планирования, затем технологическая цепочка из проблематизации, целеполагания и планирования [2].

Сегодняшняя популярность учебной проектной деятельности во многом связана с широким спектром образовательных задач, которые могут быть поставлены и разрешены в ее рамках. В то же время из сферы деятельности учащихся часто исключаются такие важные элементы как определение объекта и предмета проектной деятельности. Причины такого изъятия – отсутствие у учащихся ясных представлений о пространстве проектных возможностей, то есть объектах проектной деятельности и тех их сторонах, которые могут быть доступны изучению или преобразованию в существующих условиях. По этой причине попытка учащихся самостоятельно определить объект и предмет проектной деятельности обычно приводит к выдвижению идей прожектерского характера. В то же время способность посмотреть на объект проектной деятельности с необычной стороны во многом определяет творческий характер не только учебной, но и профессиональной деятельности [5].

Концептуальные системы естественных наук могут использоваться и для формирования разнообразных «точек зрения» на объект учебной исследовательской или преобразовательной деятельности. Освоение этого методологического инструмента вполне доступно старшеклассникам знакомым с основами физики, химии и биологии [5].

Разработка учебных проектов на базе ГБОУ СОШ №152.

Согласно исследованиям профессора Давыдова В.Н. [5], в системе естественных наук можно выделить, среди прочих, следующие концептуальные системы:

1.            Физика: механическая; термодинамическая; электромагнитная; релятивистская; квантово-механическая.

2.            Химия: учение о составе; структурная химия; учение о химическом процессе; эволюционная химия.

3.            Биология (концептуальные системы структурных уровней организации живого): молекулярно-генетический; клеточный; тканевый; органный; организменный; популяционно-видовой; биогеоценотический; биосферный.

На первой стадии практической реализации задач исследования необходимо было выбрать универсальный объект исследования, который можно было бы рассмотреть в предложенных концептуальных системах на базе средней общеобразовательной школы. Нами был выбран объект – семя.

Далее на этапе формулировки проблемы (или определения предмета исследования) объект был рассмотрен в различных концептуальных системах. В работе представлен более широкий спектр концептуальных систем сообразно учебным предметам общего среднего образования:

1.     Биология:

-         Строение и развитие семени.

-         Тканевый состав семени.

-         Классификация семян.

-         Всхожесть семян.

-         Эволюция процесса полового размножения у растений.

2.     Биохимия:

-         Условия прорастания семян.

-         Влияние состава и свойств воды на всхожесть семян.

-         Влияние типа почвы на прорастание семян.

-         Влияние химического состава почвы на прорастание семян.

3.     Биофизика:

-         Влияние температуры на всхожесть семян.

-         Влияние освещённости на всхожесть семян.

-         Определение пределов толерантности семян по температуре.

4.     Химия:

-         Определение наличия тяжёлых металлов в семенах растений.

-         Определение химического состава питательных сред для проращивания растений.

-         Выявление оптимального химического состава почв для прорастания растений.

5.     География:

-         Распространение культурных растений и банк семян.

-         Семенной фонд России.

-         Скорость распространения семян и климат.

-         Анализ и прогноз расширения ареала борщевика в Евразии.

6.     История:

-         История земледелия, центры происхождения культурных растений.

-         Моделирование примитивного сельского хозяйства на опытной площадке.

7.     Литература:

-         Семя как источник жизни в русской и зарубежной поэзии.

-         Основы стихосложения как семена творчества в литературе.

8.     Обществознание:

-         Символизм понятие «семя» у философов древности.

-         «Семена революции» в современном обществе.

9.     Математика:

-         Зависимость скорости прорастания семян от их массы.

-         Вычисление зависимости между факторами среды и динамикой прорастания семян.

10. ОБЖ:

-         Семена ядовитых растений.

-         Опасные семена, доврачебная помощь при асфиксии.

-         Исследование рисков, связанных с производством, хранением и переработкой зерна.

Выбор концептуальной системы, по существу, это выбор направления исследования. В качестве примера в работе представлен проект-лауреат VI международной конференции школьников «Шаги к успеху», проходившей на базе ГБОУ СОШ №152 Красногвардейского района г. Санкт-Петербурга 20 апреля 2018 г. Направление исследования – биохимия; тема – «Влияние состава и свойств воды на всхожесть семян».

Чтобы определить задачи исследования, необходимо осуществить выбор целевой аудитории проекта (или возрастную группу исполнителей проекта). Целевая аудитория №1 – учащиеся 5 и 6 классов (изучают Ботанику). Целевая аудитория №2 – учащиеся 8 и 9 классов (изучают Неорганическую химию). Ботаническая часть идентична – проведение эксперимента по проращиванию семян. Для целевой аудитории №1 понятие «состав и свойства воды» может быть взято в упрощённом смысле – водопроводная вода, кипячёная, минеральная, талая, дистиллированная и т.п. Для целевой аудитории №2 важен анализ ионного состава воды и степень её минерализации.

На этапе постановки цели исследования важна работа с учащимся-исполнителем проекта. Педагог формулирует актуальность темы и подводит учащегося к самостоятельной (или совместной) формулировке цели. Ниже в кавычках курсивом представлены выдержки из текста исследовательской работы. Раскрытие перед учеником проблемы:

«Для прорастания семян различных видов растений требуются разные условия. Но три условия необходимы для прорастания всех без исключения семян – это наличие воды, воздуха и тепла [6]. Известно, что состав воды сильно влияет на рост и развитие растения [7]. Также известно, что на этапе прорастания семя использует питательные вещества, находящиеся в запасающих тканях – эндосперме и семядолях.

Цель данной работы – выяснить, насколько состав и свойства воды влияют на развитие растения на этапе прорастания семени.

Задачи исследования:

·        определить общую всхожесть семян;

·        выявить различия во всхожести семян, залитых водой с разным составом и свойствами;

·        сделать выводы об оптимальном составе воды для прорастания семян.»

Научный руководитель знает, каким будет результат исследования, программирует его результат. В данном случае с большой вероятностью семенам растений важен факт наличия воды, а не её состав и свойства; с большой вероятностью слишком сильная минерализация воды будет угнетать прорастание растений; совершенно точно семена разных видов растений будут по-разному реагировать на воду и дадут разную динамику всхожести. При этом, для учащегося безусловно важен элемент открытия, стимулирующий его к дальнейшей исследовательской и творческой деятельности.

Этап реализации проекта: «Материал и методика исследования: Мы взяли пять видов воды:

•        водопроводная вода,

•        водопроводная кипячёная вода,

•        минеральная вода «Ессентуки №4»,

•        талая снеговая вода,

•        дистиллированная вода.

Также мы взяли семена двух видов растений:

•        подсолнечник,

•        кукуруза

Разложив в чашки по 100 семян, мы залили их различными видами воды – 10 чашек по 100 семян (рис.1). Общее количество семян подсолнечника 500 семян, кукурузы 500 семян. Семена урожая 2017 года были приобретены в продуктовом магазине, где хранились в полотняных мешках. Наблюдения проводились в течение 15 дней с 12.03.2018 по 26.03.2018 г. Прочие условия – освещение и температура (25оС) были одинаковы для всех семян. Ежедневно подсчитывали количество проросших семян и заносили в рабочую таблицу. Собранные данные занесли в электронную таблицу Excel и проанализировали.»

Рис.1. Начало эксперимента.

 А  

Рис. 2. Прорастание семян на пятый день

А -водопроводная вода

 Б  

Б - кипячёная водопроводная вода

 В  

В - минеральная вода

 Г

Г - талая снеговая вода

 Д

Д - дистиллированная вода

Рис. 3. Семена кукурузы на седьмой день эксперимента

(талая и дистиллированная вода)

Рис. 4. Первые проросшие семена на момент окончания эксперимента.

На этапе обработки результатов исследования важен хороший навык выполнения универсальных учебных действий у учащегося, его способность к сосредоточению и точному следованию алгоритмам исследовательской работы. Для учеников средней школы следует планировать большее количество времени на анализ результатов, чем для старшеклассников.

Рис. 5. Пример обработки результатов исследования

в электронных таблицах Excel.

«Анализ результатов: всхожесть семян кукурузы составила 23% (115 проросших на 500 семян); всхожесть подсолнечника 18% (90 проросших на 500 семян) (рис.6). Это очень маленькая всхожесть, такие семена не пригодны для высаживания и годятся только в пищу. Минимальная всхожесть для семян, используемых в сельском хозяйстве, должна составлять 95%.

Рис. 6.

На рисунке 7 видно, что кукуруза прорастала более интенсивно, пик прорастания пришелся на 4-6 дни. Подсолнечник прорастал более равномерно в течение всего эксперимента.

Рис. 7.

При анализе всхожести кукурузы выяснилось, что максимальную всхожесть 37% дала кукуруза, прораставшая в дистиллированной воде (рис. 8 вода №5). Минеральная вода значительно замедляла прорастание (рис. 8 вода №3), всхожесть 4%. Водопроводная вода также дала хорошую всхожесть семян кукурузы – 33%. Не проросшие семена быстро заплесневели. Минеральная вода замедляла и гниение семян, к концу эксперимента они сохранились в неизменном виде.

Рис. 8.

При анализе всхожести подсолнечника выяснилось, что его семена менее чувствительны к различиям в составе воды. Максимальную всхожесть 25% дали семена, прораставшие в талой снеговой воде (рис. 9 вода №4). Минеральная вода практически не замедляла прорастание (рис. 9 вода №3), всхожесть 14%. Талая и водопроводная вода дали примерно равную всхожесть семян подсолнечника, всхожесть 15-18%».

Рис. 9.

На этапе подведения итогов важно совместное с учеником формулирование результатов исследования. Как правило, даже при хорошей способности научного руководителя к прогнозированию, велика вероятность получить неожиданные результаты исследования, которые позволят скорректировать исследование в будущем с теми же или другими учащимися.

«Заключение: Таким образом, в результате эксперимента выяснилось:

·                   семена, приобретённые в магазине, не годятся для сельского хозяйства по причине плохой всхожести – 18-23% в среднем;

·                   кукуруза прорастает более интенсивно, чем подсолнечник;

·                   на этапе прорастания семян, кукуруза более чувствительна к составу и свойствам воды; минеральная вода угнетает прорастание семян кукурузы, а дистиллированная стимулирует;

·                   семена подсолнечника менее чувствительны к различиям в составе воды и прорастают более равномерно во времени;

·                   растения разных видов имеют разную чувствительность к составу и свойствам воды на этапе прорастания семян.

Дальнейшее изучение минерального состава воды и её свойств позволит выяснить, какие именно вещества влияют на прорастание семян разных видов растений».

На этапе оформления исследования совместная деятельность реализуется в трёх направлениях - обязательно последовательное выполнение трёх видов работы:

·        создание основного текста по правилам оформления научной статьи;

·        создание электронной презентации исследования (Power Point, Prezi.com);

·        написание доклада к презентации (по слайдам).

Здесь важен универсальный характер оформления результатов, который даёт возможность их очного и заочного представления (например, опубликования).

На последнем этапе работы научный руководитель с коллегами на заседании предметной кафедры подводит итоги работы (педагогический и научный результат). Таким образом, в процессе выполнения работы совершенствовались практически все УУД и ПК, реализуемые ФГОС. Решались предметные, метапредметные и личностные задачи образовательного процесса. Научная новизна состояла в высокой оригинальности работы (вид растений, состав воды), что обусловливает научную ценность результатов. Точность эксперимента определяет достоверность результатов. Практическая значимость – рекомендации садоводам более внимательно относиться к выбору состава и свойств воды при проращивании семян.

Таким образом, в работе реализованы все поставленные задачи: рассмотрены теоретические и методологические основы проектной деятельности в образовании; рассмотрена концептуализация в формировании предмета исследования в проектной деятельности; разработан и реализован на базе ГБОУ СОШ №152 ряд учебных проектов согласно изученным теоретическим и методологическим закономерностям. Созданы, реализованы и апробированы в рамках школьной конференции с международным участием проекты в области естественных наук. Среди учащихся - исполнителей проекта один победитель (I премия) и три дипломанта. Предполагается продолжить работу на базе ГБОУ СОШ №152 по интеграции полученных в данном курсе знаний в образовательную и проектную деятельность.

Список литературы:

1.     Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 июня 2017 г. № 613 «О внесении изменений в федеральный государственный образовательный стандарт общего образования, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 мая 2012 г. № 413» [Электронный ресурс] // https://минобрнауки.рф/документы/10650

2.     Пахомова Н.Ю. Учебное проектирование как деятельность [Электронный ресурс] // Электронный журнал «Вестник Московского государственного областного университета» www.evestnik.mgou.ru

3.     Рубцов В.В. Культурно-историческая научная школа: проблемы, которые поставил Л.С. Выготский // Культурно-историческая психология 2016. Т. 12. № 3

4.     Новиков А.М. Методология учебной деятельности. – М.: Издательство «Эгвес»,  2005. - 176 с.

5.     Давыдов В.Н. Использование концептуальных систем естественных наук в учебной проектной деятельности // Физика в школе, 2017, №3. –С.193-196.

6.     Пасечник В.В. Биология: Многообразие покрытосеменных растений. 6 кл.: учебник / В.В. Пасечник. – М.: Дрофа, 2016. – С.108-113.

7.     Алексеенко А.С. Влияние воды на рост и развитие растений. [Электронный ресурс] // https://school-science.ru/3/1/32246

Скачано с www.znanio.ru