Исследовательская деятельность учащихся на уроках биологии и во

внеурочное время

Стандарты

нового

поколения

ориентируют

педагога

на

развитие

у

обучающихся мотивации к творческому труду, готовности к профессиональному

выбору, умения ориентироваться в мире социальных ценностей.

На данном

этапе становления личности особого внимания заслуживает исследовательская

деятельность школьников.

Организация

исследовательской

деятельности

на

уроках

является

приоритетным направлением современного образования. Развивающие приемы

обучения,

семинары,

учебные

проекты

позволяют

лучше

учесть

личные

склонности

учеников,

способствуют

формированию

их

активной

и

самостоятельной позиции в учении, готовности к саморазвитию, социализации.

Проектный

и

поисковые

методы

формируют

компетенции,

умения,

непосредственно

связанные

с

практической

деятельностью.

Они

широко

востребованы

за

счет

сочетания

теоретических

знаний

и

их

практического

применения для решения конкретных проблем.

Формирование

исследовательской

позиции

учащихся

–

важная

задача

педагога. Чтобы научить школьников рациональным способам мыслительной

деятельности,

необходимо

знать

пути

формирования

приемов

умственной

деятельности

–

практический

и

теоретический

–

и

целесообразно

их

использовать.

Исследовательская

деятельность

учащихся

может

быть

представлена

разными способами: предметная исследовательская деятельность учащихся (по

алгоритму),

проектирование

и

исследовательская

деятельность

учащихся,

подкрепленная реальными действиями.

Организация

исследовательской

деятельности

имеет

следующую

последовательность

действий:

мотив,

проблема,

цель,

задачи,

методы

и

способы,

план

действия,

результаты,

рефлексия.

В

основу

исследования

положена

идея,

направленная

на

решение

проблемы.

Необходимо

через

различные

формы

организации:

урок,

групповую,

индивидуальную,

парную

формы

работы

формировать

у

учащихся

навыки

исследовательской

деятельности.

Большое значение приобретают практикумы как наиболее эффективная

форма экспериментальной деятельности. Традиционно практикум определяется

как

форма

организации

урока,

когда

класс

делится

на

группы,

которые,

используя

натуральные

объекты,

разнообразные

приборы,

инструменты

и

другое лабораторное оборудование, проводят экспериментально-практические

работы и по истечении определенного времени подводят итоги. Практикум –

это одна из форм групповой работы. Наиболее оптимальной формой учебной

р а б от ы

д л я

п р о вед е н и я

б и ол о ги ч е с ко го

п р а кт и кума

я в л я е т с я

дифференцированно-групповая.

Практикум

по

биологии

целесообразнее

привести

после

завершения

крупных учебных тем, разделов в виде обобщающего занятия. Дидактическая

цель практикумов: применение знаний и умений на практике. Основная задача

практикума:

проведение

исследований,

направленных

на

проверку

достоверности определения научных закономерностей.

Как средство управления деятельностью школьников во время практикума

используются

инструкции-алгоритмы.

Они

определяют

содержание

и

последовательность действий школьников, содержат информацию о повторении

необходимого материала, описания и изображения лабораторного оборудования,

принципов его действия и способов использования. В инструкциях приводится

последовательность

выполнения

заданий,

контрольные

вопросы,

список

литературы.

Алгоритмическая

заданность

практических

работ

не

исключает

творческого и исследовательского характера их выполнения (проверка научной

достоверности

определенных

закономерностей,

теоретических

положений,

по становка

опытов,

проведение

биологиче ских

и с с л е д о в а н и й ) .

Исследовательская

деятельность

на

основе

эксперимента

способствует

самоопределению

и

является

первым

шагом

в

подготовке

личности

к

самореализации в естественно-научном направлении.

Исследовательскую

работу

учащиеся

выполняют

в

определенной

последовательности. Процесс выполнения включает в себя семь этапов:

- формулирование темы

- формулирование цели и задач исследования

- теоретические исследования;

- экспериментальные исследования;

- анализ и оформление научных исследований;

- внедрение и эффективность научных исследований;

- публичное представление работ.

Все

начинается

с

создания

проблемной

ситуации

на

уроке.

Развитию

навыков

исследовательской

деятельности

учащихся

спо собствуют

педагогические ситуации. В процессе обучения использую такие ситуации, в

которых школьник должен защищать своё мнение, приводить в его защиту

аргументы, доказательства, факты, использовать способы приобретения знаний

и

опыта,

побуждающие

обучающегося

задавать

вопросы

учителю,

одноклассникам,

выяснять

непонятное,

углубляться

в

осмысление

знаний.

Ситуациями такого рода являются рецензирование ответов учеников, работы,

связанные с экспертизой и активным поиском нового.

Практика

показывает,

что

использование

элементов

проблемных,

поисковых, исследовательских, эвристических методов обучения делает процесс

обучения более продуктивным. Развитие исследовательских умений и навыков

учащихся помогает достичь определенных целей: поднять интерес учащихся к

учебе, направить их на достижение более высоких результатов.

Для

успешной

организации

исследовательской

деятельности

на

уроке

необходимо тщательно продумывать формы уроков. В работе я использую такие

формы

как

урок-семинар,

урок-защита

идей,

урок-ролевая

игра,

урок-

конференция, урок- круглый стол и т. д. Для достижения поставленных целей

урока и учета степени самостоятельности, обучающихся использую следующие

методы: репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский.

В процессе обучения биологии на лабораторных и практических занятиях

использую:

- исследование биологических объектов под микроскопом;

- исследование состава тел живой природы;

- исследование строения организма;

- наблюдения за живыми объектами;

- наблюдения за процессами жизнедеятельности организма;

- исследование надорганизменных уровней организации живой материи (вид и

экосистема).

Важно так организовать учебную работу, чтобы обучающиеся ненавязчиво

усваивали

процедуру

исследования:

можно

сделать

акцент

на

значимость

ожидаемых

результатов,

предложить

оригинальное

или

неожиданно

сформулированное

учебное

задание.

Важно

обеспечить

«видение»

обучающимися более общей проблемы, нежели та, которая отражена в условии

задания. В идеале, проблему должен сформулировать сам ученик, однако, на

практике

такое

случается

далеко

не

всегда.

Самостоятельное

определение

проблем

затруднительно.

Тут

на

помощь

должен

прийти

учитель.

В

своей

практике я стараюсь предложить детям занимательное, проблемное задание,

которое при дальнейшей работе оказывается не сложным, но интересным. Часто

включаю проектную деятельность в обычный урок. Такие задания стимулируют

обучающихся

к

проведению

несложных

обоснований,

к

п ои ску

закономерностей. Это задания на работу с готовыми гербарными экземплярами,

коллекциями и моделями органов растений, животных и человека. Школьники с

интересом относятся к своему здоровью, проводят исследовательскую работу по

изучению основных антропометрических данных, делают выводы о влиянии

экологических факторов на здоровье и физическое развитие человека.

При изучении механизмов функционирования и регулирования систем

органов

и

организма

в

целом

(раздел

«Человек

и

его

здоровье»)

широко

привлекается биологический эксперимент как в виде лабораторных работ и

самонаблюдений,

так

и

в

виде

примеров

из

истории

науки

и

данные

современной науки.

Из опыта работы приведу разные формы организации исследовательской

деятельности обучающихся на уроках биологии в 8 классе при выполнении

лабораторных работ.

Урок «Ткани организма человека».

Лабораторная работа «Изучение микроскопического строения тканей».

Инструктивная карточка:

1. Рассмотрите с помощью светового микроскопа клетки из разных групп тканей

(эпителиальную, мышечную, соединительную).

2.

Установите

особенности

строения

клеток,

их

соединение

и

характер

межклеточного вещества.

3. Форма отчета:

- зарисуйте клетки, относящиеся к разным группам тканей;

- обозначьте органоиды, видимые в световой микроскоп;

- опишите ткани организма человека по плану: ткань, особенности строения и

соединения клеток;

-

сделайте

вывод:

как

особенности

строения

клеток

ткани

связаны

с

выполняемыми функциями.

Урок «Форменные элементы крови».

Лабораторная работа «Строение крови лягушки и человека».

Лабораторная работа может проводиться в трех вариантах: иллюстративном,

частично-поисковом и исследовательском. На столах обучающихся три вида

инструктивных карточек, они сами выбирают вариант работы.

Иллюстративная лабораторная работа

Инструктивная карточка

1.

Рассмотрите

микропрепараты

крови

лягушки

и

человека,

найдите

доказательства того, что кровь человека в единицу времени единицей объема

переносит

кислорода

больше,

чем

кровь

лягушки

(увеличение

общей

поверхности эритроцитов и относительного содержания гемоглобина).

2. Сравните эритроциты лягушки и человека. По каким признакам можно судить

об

увеличении

поверхности

эритроцитов,

а

по

каким

–

об

увеличении

относительного содержания гемоглобина в эритроцитах.

3. Запишите вывод:

Кровь человека в единицу времени единицей объема переносит кислорода

больше, чем кровь лягушки, так как: 1) увеличивается общая поверхность

эритроцитов

вследствие…,

2)

увеличивается

относительное

содержание

гемоглобина вследствие…

Частично-поисковая лабораторная работа

Инструктивная карточка

1. Рассмотрите микропрепараты крови лягушки и человека.

2. Сравните эритроциты лягушки и человека, обратив внимание на размеры

эритроцитов, наличие или отсутствие ядра.

3) Сделайте вывод: чья кровь в единицу времени единицей объема переносит

больше кислорода и почему?

Исследовательская лабораторная работа

Инструктивная карточка

1) Исследуйте микроскопическое строение крови лягушки и человека, сравнив

их эритроциты.

2)

Найдите

и

проанализируйте

факты,

доказывающие,

что

чья-то

кровь

переносит в единицу времени единицей объема больше кислорода.

3)

Сделайте

вывод:

за

основу

можете

взять

рабочую

гипотезу:

«Перенос

кислорода

будет

зависеть

от…,

значит

необходимо

найти

доказательства

наличия этих причин».

Урок «Регуляция дыхания»

Лабораторная работа «Функциональные возможности дыхательной системы».

Инструктивная карточка

- пронаблюдайте за движениями своей грудной клетки.

- сосчитайте, сколько дыхательных движений вы делаете в течение 1 минуты

сидя, после 10 приседаний.

- объясните разницу полученных данных и запишите вывод.

- решите следующие биологические задачи:

1. 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).

2. Зная, что во вдыхаемом воздухе содержится 20% кислорода, определите,

сколько кислорода человек пропускает через легкие в сутки при спокойном

дыхании.

Урок «Пищеварение в ротовой полости»

Лабораторная работа «Расщепление веществ в ротовой полости»

В начале работы определяем цель эксперимента: доказать, что ферменты слюны

расщепляют

крахмал

и

выдвигаем

рабочую

гипотезу.

Затем

знакомимся

с

оборудованием: накрахмаленные картофельным крахмалом марлевые салфетки,

спички, вата или ватные палочки, йодная вода, химические стаканы или чашки

Петри.

В

ходе

организационной

беседы

планируем

эксперимент

с

использованием логической конструкции: «если, то…»

«Если ферменты слюны расщепляют крахмал, то после действия слюны

мы не обнаружим крахмал с помощью качественной реакции (йодной воды). То

есть если после обработки слюной накрахмаленной салфетки поместить ее в

раствор йода, то салфетка не посинеет. Как доказать, что именно слюна, а не

вода расщепляет крахмал? Ребята приходят к выводу, что надо провести такой

же опыт, но вместо слюны взять воду.

Таким образом, для проведения эксперимента нам необходимо взять две

накрахмаленные

салфетки

и

на

одну

нанести

простой

рисунок

слюной

(эксперимент), а на другую воду (контроль). И если наше предположение верно,

то на салфетке проявиться белый рисунок.

Далее работа проводится фронтально по инструктивной карточке.

На уроках биологии исследовательская работа может быть организована в

процессе

выполнения

учащимися

лабораторных

и

практических

работ.

Ряд

исследований под руководством учителя, учащиеся могут провести вне урока, а

результаты сообщить и продемонстрировать на уроке (например, выработка

условных рефлексов у аквариумных рыбок, изучение двигательной активности

некоторых позвоночных животных – 7 класс). Написание учащимися рефератов

–

также

исследовательская

работа,

если

в

ней

есть

практическая

часть

с

результатами. Например, при подготовке рефератов по теме «Антропогенные

факторы и их воздействие на биосферу» предлагаю учащимся карточки-задания

для проведения экологических исследований.

Карточка №1

Тема «Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта»

Цель: определить количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от

автомашин.

Задания для исследования

1. Выберите определенный участок автодороги, расположенный вблизи школы

или дома.

2. Подсчитайте, сколько проехало по автодороге за 1 час легковых, грузовых

машин, автобусов, использующих дизельное топливо.

3. Используя данные таблицы 1, определите, какое количество выхлопных газов

в среднем поступает в атмосферу за 1 час (за сутки) на этом участке дороги.

Таблица 1

Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем

в течение суток (в граммах)

Химические

соединения

Грузовики

Легковые

Автобусы

СО

502,2

225,8

227,9

NO

2

70,4

43,8

17,7

С

19,3

-

3

SO

2

4,5

-

0,7

Рb

0,2

0,27

0,08

4. Сделайте выводы.

Карточка №2

Тема «Анализ состояния почвы дачного участка»

Цель: научиться определять кислотность почвы.

Оборудование: две пробирки, индикаторная бумага, раствор хлорида калия.

Задания для исследования

1. Возьмите 2-3 грамма почвы с вашего приусадебного или дачного участка.

Приготовьте почвенную вытяжку, поместив почву в пробирку и добавив 10 мл

раствора

хлорида

калия.

Когда

содержимое

пробирки

отстоится,

возьмите

полоску индикаторной бумаги и опустите её в почвенную вытяжку. Через 2 сек

достаньте индикаторную бумагу, сверьте её цвет с эталоном шкалы рН (табл. 3)

и определите тип почвы.

Таблица 3

Шкала для определения кислотности почвы

Высокая

кислотность

Умеренная

кислотность

Слабая

кислотность

Нейтральная

среда

Щелочная

среда

рН 1-2

рН 3-4

рН 5-6

рН 7

рН 8

2. Сделайте выводы о необходимости известкования почвы вашего дачного

участка путем внесения известняка и золы.

3.

Выясните,

применяют

ли

ваши

родители

удобрения

и

ядохимикаты

при

выращивании

растений

на

дачном

участке.

Какие

правила

использования

химикатов вы знаете?

Карточка №3

Тема «Выявление парникового эффекта»

Цель: построить модель, демонстрирующую парниковый эффект.

Оборудование:

прозрачная

емкость

с

крышкой,

термометр,

пластмассовая

ложка, электрическая лампа, вода, почва.

Задания для исследования

1. Возьмите прозрачную емкость, пластмассовую коробку или стеклянную банку

и

поместите

на

дно

темный

грунт,

например,

почву,

слоем

2-3

см.

Грунт

увлажните. Вертикально поместите термометр в емкость. Накройте емкость

крышкой или стеклом и на высоте 20-30 см установите лампу.

2. Не включая лампу, запишите температуру, установившуюся внутри емкости.

Оставив крышку на сосуде, включите лампу и записывайте температуру каждую

минуту в течение 20 минут. Почему температура увеличивается? Сравните этот

процесс с парниковым эффектом на Земле.

3. Как повлияет существенное повышение средней температуры нашей планеты

на

очертание

материков?

Предложите

возможные

пути

решения

проблемы

«парникового эффекта».

Исследовательский метод я использую также при работе с учебной и

дополнительной

литературой,

осуществляя

анализ

текста.

Например,

урок

«Развитие

эволюционного

учения

Ч.

Дарвина.

Предпосылки

возникновения

теории эволюции биологических видов» - в форме урока-семинара. Для этого

класс делится на четыре группы. Каждой группе предлагается один текст о

русском ученом, внесшем вклад в развитие эволюционной теории, а также лист

исследования. В течение 20 минут учащиеся внимательно изучают тестовый

материал

и

заполняют

соответствующую

графу

в

таблице,

подготавливают

небольшое

сообщение

о

том,

что

узнали.

Затем

представители

группы

рассказывают о том, что узнали. В итоге знания каждого становятся знаниями

всех. В конце урока провожу тестирование, чтобы оценить знания каждого

ученика.

Исследовательская

учебно-познавательная

деятельность

школьника

обладает большим потенциалом для формирования у них опыта творческой

деятельности,

поскольку

предполагает

не

только

усвоение

действий,

выполняемых

по

образцу,

но

и

самостоятельный

поиск

и

создание

нового

субъективно значимого знания. Такой опыт формируется на основе личностно-

ориентированного подхода в обучении, одним из путей реализации которого,

является применение в обучении метода проектов.

Метод проектов представляет собой гибкую модель организации учебного

процесса,

ориентированную

на

творческую

самореализацию

личности

обучающегося

путём

развития

его

интеллектуальных

и

физических

возможностей, волевых качеств и творческих способностей в процессе создания

(под контролем учителя) образовательного продукта, обладающего объективной

или субъективной новизной и имеющего практическую значимость. Любой

проект

ориентирован

на

решение

конкретной

проблемы

и

рассчитан

на

определённого потребителя.

Основные требования к организации проекта:



проект создается по инициативе учащихся и должен быть значимым для

них и для их ближайшего окружения;



решаемая с помощью проекта проблема и предполагаемые результаты

должны иметь практическое (возможно, и научное) значение;



работа

учащихся

над

проектом

является

самостоятельной

и

носит

исследовательский характер;



проект планируется и разрабатывается заранее, исходя из конкретных

целей и задач, допускаются изменения в процессе его осуществления.

Метод проектов позволяет создать условия, при которых школьники, с

одной

стороны,

могут

самостоятельно

осваивать

новые

знания

и

способы

действия, а с другой – применять на практике ранее приобретённые знания и

умения. Это позволяет делать упор на творческое развитие личности.

Учебный проект предполагает коллективную форму деятельности. Одна

из его основных задач – осуществление межпредметных связей и создание

некоторого образовательного продукта в процессе взаимодействия учащихся

друг с другом и с учителем. Составление перечня вопросов, определение задач,

работы,

выбор

методов

изучения

обозначенной

проблемы

и

способа

презентации

проекта,

распределение

ролей

и

обязанностей

между

его

участниками - всё это осуществляется в процессе коллективного обсуждения.

При этом учитель выступает в обсуждении и принятии решений в качестве

старшего товарища. С обучающей деятельности учителя акцент переносится на

познавательную

деятельность

ученика:

первый

задаёт

“пространство”

возможных целей и путей их достижения, из которых второй выбирает те, что

наиболее

соответствуют

его

индивидуальности.

Так

создаются

условия

для

непрерывного

самообразования,

интеллектуального

и

творческого

развития

обучающихся.

Деятельность

ученика

организуется

не

только

как

удовлетворение познавательной потребности, но и целого ряда потребностей

развития

лично сти

ученика:

самоутверждение,

с а м о в ы р а же н и е ,

самоопределение,

самоактуализация.

Ученик

себя

адаптирует

к

социуму,

п р оход и т

п е р в ы е

с о ц и а л ь н ы е

п р о б ы ,

т о

е с т ь

о с у щ е с т в л я е т

самосовершенствование.

В 8 классе тема «Дыхание» завершается уроком «Заболевания органов

дыхания,

их

предупреждение».

В

ходе

урока

обучающиеся

вовлекаются

в

исследовательский

проект

«Изучение

функциональных

возможностей

дыхательной системы у курильщиков и некурящих подростков».

Для этого

выдвигается

рабочая

гипотеза:

«Влияет

ли

курение

на

работу

дыхательной

системы

у

подростков?»

и

изучается

методика

проведения

исследования

(рекомендации

СЮН).

В

исследовании

участвуют

два

подростка:

один

–

курящий,

другой

–

нет.

На

уроке

анализируем

полученные

данные,

а

оформлением проекта занимается творческая группа учащихся во внеурочное

время.

К

научно

–

исследовательской

работе

школьники

приобщаются

постепенно. В 6-7 классах ребята выступают с небольшими сообщениями по

результатам наблюдений, лабораторных работ. В 8-9 классах, приобретя опыт

исследовательской

работы,

обладая

достаточным

багажом

теоретических

знаний,

старшеклассники

выполняют

более

серьезные

исследовательские

работы.

Положительной оценки достоин любой уровень достигнутых результатов.

От

исследовательской

деятельности

ребята

получают

творческий

импульс,

желание расширять собственные горизонты. В современных условиях, когда

актуален

вопрос

о

снижении

учебной

нагрузки

детей,

значение

термина

«исследовательская

деятельность

учащихся»

приобретает

несколько

иное

значение.

В

нем

уменьшается

доля

профориентационного

компонента,

факторов научной новизны исследований, и возрастает содержание, связанное с

пониманием

исследовательской

деятельности

как

инструмента

повышения

качества образования.

Главным смыслом исследования в образовании есть то, что оно является

учебным.

Это означает, что его главной целью является развитие личности

учащегося,

в

приобретении

школьниками

навыка

исследования

как

универсального способа освоения действительности, развитии способности к

исследовательскому

типу

мышления,

активизации

личностной

позиции

учащегося в образовательном процессе на основе приобретения новых знаний.