Проектно - исследовательская деятельность обучающихся на уроках биологии
презентация урока для интерактивной доски по теме

 Министерство образования науки Самарской области

Государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов

Самарский областной институт повышения квалификации

и переподготовки работников образования

Итоговая работа по курсу повышения квалификации по ИОЧ

«Основные направления региональной образовательной политики в контексте модернизации российского образования»

на тему:

 « Проектно - исследовательская деятельность  обучающихся на уроках биологии »

время обучения: 1 сессия: 28.01- 01.02. 2013г.

                            2 сессия: 04.03 – 09.03. 2013 г.

 Выполнила

Горшкова Ольга Михайловна

учитель биологии

 ГБОУ СОШ «ОЦ» с. Александровка

муниципального района Большеглушицкий

Самарской области

Самара, 2013г.

   Анализ условий профессиональной деятельности.

         Главная цель любой педагогической деятельности - создание условий для развития познавательных, творческих, коммуникативных и других универсально-учебных действий обучающихся, средствами учебного процесса на уроках биологии через      проектно-исследовательскую        деятельность.
Я имею опыт в организации исследовательской деятельности учащихся   по   биологии. На основе этого и возникла идея проанализировать, как исследовательская деятельность влияет на развитие компетентностей  у обучающихся      при   изучении   биологии.
Все происходящие изменения в современном обществе и введение новых образовательных стандартов II поколения (ФГОС) требуют развития новых педагогических технологий, нацеленных на индивидуальное развитие личности, творческую инициацию, выработку навыка самостоятельного мышления. Создаётся развивающая среда. Я использую идеи проблемного обучения, технологию проектного обучения, что помогает детям реализовать свой творческий потенциал. Важным становится воспитание свободной личности, формирование у детей способности самостоятельно мыслить, добывать и применять знания, тщательно обдумывать принимаемые решения и чётко планировать действия, эффективно сотрудничать в разнообразных по составу группах и основы этого должны быть заложены на I ступени обучения в образовательном        учреждении.
     В ходе изучения темы были выявлены следующие противоречия:
- между низким уровнем развития исследовательских навыков младших школьников и требованиями ФГОС II поколения;
-  между желанием обучающихся заниматься исследовательской деятельностью и недостаточной материально -технической базы школы для её реализации;
-  между потребностью общества в творчески развитой личности и недостаточном внимании к этому в организации образовательного процесса.
      3.Выявленные противоречия позволили определить проблему:  совершенствование структуры исследовательской деятельности с учетом возрастных особенностей обучающихся, способствующей развитию творческого потенциала личности. Практическая значимость данного исследования заключается в разработке методических рекомендаций по организации и сопровождению исследовательской деятельности  школьников по биологии, путей внедрения их в образовательный         процесс.
Ведущая педагогическая идея опыта заключается в определении путей повышения познавательного интереса, через организацию сотрудничества между педагогом и обучающимися в процессе исследовательской деятельности.
Новизна опыта состоит в создании системы условий и возможности использования различных методик обучения, ориентированных на формирование у обучающихся познавательных интересов и навыков исследовательской деятельности.
Цель: создание условий для развития исследовательских навыков обучающихся, формирование способов активного познавательного интереса к предмету и самостоятельности       у      обучающихся.
Достижение цели предполагает решение следующих задач :
- организация образовательного процесса, позволяющего стимулировать познавательный интерес к предмету через исследовательскую деятельности;
-использование элементов проблемного обучения;
-составление индивидуальных планов работы с одарёнными детьми;
- организация участия в районных, окружных и областных конкурсах      и      конференциях;
-вовлечение школьников в работу научного общества учащихся.
-создание методических рекомендаций по организации и сопровождению исследовательской                деятельности       школьников;

В соответствии с поставленными целями и задачами педагогической деятельности в рамках представляемого опыта используются разнообразные формы, методы, средства и технологии учебно-воспитательной работы.

          Формирование исследовательской позиции учащихся – задача нелегкая. Ребят к поисково-исследовательской деятельности необходимо подготавливать,  всегда помня, что в стенах школы «не мыслям надобно учить, а учить мыслить».  Чтобы научить школьников рациональным способам мыслительной деятельности, необходимо знать пути формирования приемов умственной деятельности – практический и теоретический – и целесообразно их использовать.

       В настоящее время в педагогике сформировались различные подходы к определению видов исследовательской деятельности, к которым относят поисковую, экспериментальную, проектную, техническую творческую и другие, осуществляемые как на уроках, так и во внеурочное время.

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 структуру:  мотив, проблема, цель, задачи, методы и способы, план действия, результаты, рефлексия.  В основу исследования положена  идея, направленная на решение какой-либо проблемы. Необходимо через различные формы организации: урок, элективный курс, профильное обучение, групповую, индивидуальную, парную формы работы формировать у учащихся навыки исследовательской деятельности.

       При профильном обучении биологии 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. 

Однако желательно отслеживать индивидуальную траекторию каждого ученика, для чего следует иметь схему управления его движением по группам разных типов – именно этого и нет в большинстве сегодняшних групповых технологий. В настоящее время наиболее оптимальной формой учебной работы  для проведения биологического практикума является дифференцированно-групповая.

       В профильных классах практикум проводится после завершения крупных учебных тем, разделов и имеет преимущественно обобщающий характер. Дидактическая цель практикумов: применение знаний и умений на практике. Основная задача практикума: проведение исследований, направленных на проверку достоверности определения научных закономерностей.

  Средством управления деятельностью школьников во время практикума служат 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-алгоритмах также могут приводиться порядок 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, постановка опытов, проведение биологических исследований). 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:

1) формулирование темы

2) формулирование цели и задач исследования

3) теоретические исследования;

4) экспериментальные исследования;

5) анализ и оформление научных исследований;

6) внедрение и эффективность научных исследований;

7) публичное представление работ на уроках, конференциях, чтениях.  

        Всё начинается с создания проблемной ситуации на уроке.

Развитию навыков исследовательской деятельности учащихся способствуют педагогические ситуации.  В процессе обучения, я 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, товарищам, выяснять непонятное, углубляться в осмысление знаний. Ситуациями такого рода являются рецензирование ответов одноклассников, работы, связанные с экспертизой и  активным поиском нового.

       Учебное исследование становится реальным, когда мы сумеем подготовить к этому уровню работы и себя, и учащихся. Речь идет о постепенном освоении исследовательского подхода к темам, о работе, требующей настойчивости в накоплении знаний и умений, полезной – в том смысле, что она может стать дорогой к творческому труду.

       Исследование может быть организовано на всех этапах обучения  любого предмета: некоторые элементы исследовательского подхода школьникам следует осваивать уже в среднем звене, тогда более реальным будет подъем к высшему уровню творческой самостоятельности.

        В старших классах проектно-исследовательская деятельность в обучении предполагает введение общих и частных методов научного познания на всех его этапах - от восприятия до применения на практике. Это создаёт основу для профилизации обучения и обеспечивает повышение научного уровня преподавания.       

        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 своей 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:

1) исследование биологических объектов под микроскопом

2) исследование состава тел живой природы

3) исследование строения организма

4) наблюдения за живыми объектами

5) наблюдения за процессами жизнедеятельности организма

6) 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 поиску 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.

Например, в 11 классе 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)

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

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, в 11 классе (профильный уровень) урок «Первые русские  эволюционисты» провожу в форме урока-семинара (приложение №2).  Для этого класс делится на четыре группы по 3-4 человека в группе. 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. «Проектное обучение – полезная альтернатива классно-урочной системы, но оно отнюдь не должно вытеснять ее», - считает В. В. Гузеев (3).

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. Таким образом, 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 личности ученика: самоутверждение, самовыражение, самоопределение, самоактуализация. Ученик себя адаптирует к социуму, проходит первые социальные пробы, то есть осуществляет самосовершенствование.

     В своей практике использую последовательность работы над проектом, включающей несколько этапов: подготовка, планирование, исследование, формулирование результатов и выводов, защита проекта, оценка результатов и процесса проектной деятельности. 

Положительной  оценки  достоин любой уровень достигнутых результатов. От исследовательской  деятельности ребята получают творческий импульс, желание  расширять  собственные горизонты.  Это качество развивается  подчас  непросто, но, возникнув, способно увлекать желанием не сидеть, сложа руки, все время действовать.  Выполнение  проектов или исследований в 11 классе являются как отдельные случаи  выдающихся успехов одаренных обучающихся, или как  курсовое  проектирование на профильном предмете с последующей защитой результатов  в качестве творческого экзамена.

     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 сфере образования есть то, что оно является учебным.  Это означает, что его главной целью  является  развитие  личности учащегося, а  не  получение  объективно нового результата, как в «большой» науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской  деятельности – в  приобретении  учащимися  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.

      Педагог, подготовленный к решению задач исследовательского обучения, должен обладать рядом характеристик, ему необходимо овладеть набором специфических умений:  обладать сверхчувствительностью к проблемам, быть способным видеть «удивительное в обыденном»;   

• уметь находить и ставить перед детьми реальные учебно – исследовательские задачи в понятной форме;   
• уметь увлечь ребят проблемой, сделав её проблемой самих  детей;

• быть способным к выполнению функций координатора и партнёра;  
• уметь быть терпимым к ошибкам ребят, допускаемым ими в попытках найти собственное решение;   
• предлагать свою помощь только в тех случаях, когда ребёнок начинает чувствовать безнадёжность своего поиска;
•  организовывать мероприятия для проведения наблюдений, экспериментов и «полевых» исследований;  
• предоставлять возможность обмена мнениями в ходе открытых обсуждений;     
• поощрять и развивать критическое отношение к исследованиям;   
• уметь стимулировать предложения по улучшению работы и выдвижению новых, оригинальных направлений исследования;   
• внимательно следить за динамикой детских интересов к изучаемой проблеме;   
• уметь закончить проведение исследований и работу до появления у детей признаков потери интереса к проблеме.

 Я считаю, что проектная и исследовательская деятельность очень необходима для метапредметных результатов       образования.
Во-первых, это вызывает интерес у преподавателя и у самих детей. Во-вторых, приходится иметь дело с таким огромным количеством материала, что повышает уровень знаний, как детей, так и преподавателя. В-третьих, в таком виде работы ученик и учитель выступают именно партнерами образовательного процесса.

 Приобщение учащихся к исследовательской деятельности дает возможность осуществлять оперативный контроль промежуточных результатов деятельности учащихся, позволяет повысить темп урока, увеличив его педагогический эффект. К тому же учитель, используя исследовательский  метод, освобождается от видов рутинной работы и может направить внимание на решение более сложных вопросов, требующих высокой квалификации и творческого мышления. Не следует также забывать и о таком положительном моменте, как увеличение доли самостоятельной работы учащихся, их большей  увлеченности  предметом. Работы, выполненные учащимися, готовят их к исследовательской деятельности на студенческой скамье.