Исследовательский метод обучения на уроках биологии и экологии
статья по биологии на тему

Исследовательский метод обучения на уроках биологии и экологии

План

1. Введение

2. Исследовательская компетентность

3. Виды исследовательской деятельности на уроке

3.1 Применение исследовательских методов изучения

3.2 Экспресс-исследование

3.3 Теоретические экспресс-исследования

3.4 Проведение учебного эксперимента

3.5 Исследования-соревнования

3.6 Нетрадиционные уроки

3.7 Исследовательские проекты

4.Результативность исследовательской деятельности школьников.

« Страшная эта опасность – безделие за партой, безделие месяцы, годы. Это развращает морально, калечит человека и ... ничего не может возместить того, что упущено в самой главной сфере, где человек должен быть тружеником – в сфере мысли».

В.А. Сухомлинский

Я только пришла  работать в Корпус только в этом году, и педагогического стажа практически не имею. Работая полгода, я пытаюсь выяснить какие же методы в обучении будут наиболее актуальны и смогут повысить интерес к изучению моего предмета. На данном этапе остановилась на исследовательском методе изучения. При этом ученики проявляют интерес и активно работают, разбирая темы урока .  Участвуя в данном конкурсе, я бы хотела именно перенять ваши знания  и умения. Выявить для себя наиболее интересные и полезные методы обучения для применения на уроках. Которые позволят мне повысить качества знания и больший интерес учеников.

На мой взгляд, неотъемлемой частью эффективного образования в области биологии и экологии является исследовательская работа учащихся. Так как при использовании объяснительно-иллюстративного подхода, задача ученика сводится к запоминанию и воспроизведению знаний или усвоению того или иного действия путем тренировки, а при исследовательском подходе ученик получает знания о предметах и явлениях и устанавливает пути их изучения в ходе самостоятельного исследования. Он “открывает” знания или действия, подлежащие усвоению, путем решения задач, выдвинутых учителем или самостоятельно сформулированным. В процессе такой работы формируется исследовательская компетентность учащихся.

Исследовательская компетентность – способности, связанные с анализом и оценкой ситуаций. При формировании исследовательской компетентности происходит сознательное усвоение материала, более четкое выделение признаков основных понятий, расширение объема знаний, формирование различных умений и навыков, обеспечение преемственности с другими учебными дисциплинами.

         В основе исследовательской компетентности лежит понятие «умения» как готовность личности к определенным действиям и операциям в соответствии с поставленной целью, на основе имеющихся знаний и навыков. Умения всегда опираются на активную интеллектуальную деятельность и обязательно включают в себя процессы мышления. Сознательный интеллектуальный контроль – это главное, что отличает умения. Активизация интеллектуальной деятельности в умениях происходит как раз в тот момент, когда изменяются условия деятельности, возникают нестандартные ситуации, требующие оперативного принятия разумных решений.
При использовании исследовательского подхода я направляю деятельность учащихся на творческое усвоение научных знаний и овладения методами научного познания. Формирование исследовательских умений возможно при проведении исследовательской работы в два этапа:

 а) теоретический,

б) практический.

         Основная деятельность  на первом этапе принадлежит учителю, я являюсь помощником, соратником в поисках истины, приобщаю учеников к предмету.

Второй этап является продолжением первого. Только на этом этапе учащиеся самостоятельно проводят исследования, формируют и закрепляют данные умения. Наибольшие затруднения вызывает у учащихся умение правильно формулировать цель исследования, выдвигать и обосновывать гипотезу, которую можно положить в основу. Чем быстрее эти умения будут сформированы, тем эффективнее будут проходить уроки.
Сущность подхода состоит в постановке проблемы и самостоятельном поиске путей её решения учащимися. Главное - не увлечение новыми приборами и сложными вычислениями, а доказательность выводов, результативность исследований. Развитие творческой активности школьника в значительной степени зависит от самостоятельности его поисковой деятельности. Знания, приобретенные в результате собственного поиска, становятся средством обогащения творческого опыта школьника, основой для получения новых знаний.

Значение исследовательской работы.

1. Способствует более глубокому и прочному усвоению знаний по учебным предметам.
2. Вырабатывает умения и навыки самостоятельной работы учащихся.
3. Формирует умения применять теоретические знания в решении конкретных практических задач.
4. Развивает личностные качества ученика.
5. Влияет на выбор будущей профессии учеников.

         Помогая выбрать тему исследования и форму самой работы ученик выдвигает свои теории и предположения.

Тема должна быть актуальна, понятной, вызывать интерес у исполнителя и, наконец, не должна вызывать сомнений в возможности её реализации. Именно этими правилами руководствуюсь я, когда помогаю выбрать тему исследования ребятам. Далее мы вместе с учащимся формулируем цели и задачи исследования. Цель и задачи – не одно и тоже: цель – существенно шире задач. Задач может быть много, они все конкретны, включают все существенные детали, требующие разрешения в процессе работы. Цель вытекает из предложенной темы, а задачи соответствуют поставленной цели. После этого мы вместе выбираем объект исследования. Это не так просто. Биологические характеристики объекта должны соответствовать поставленным задачам и этическим нормам. Сам объект должен быть доступен и понятен ученикам. Следующий шаг – анализ литературы по проблеме, включая детальное знакомство с объектом исследования. Подборка литературы для анализа – моя задача, как руководителя, т.к. учащиеся не смогут найти первоисточники. Литературный обзор позволяет школьникам познакомиться с состоянием проблемы. Сведения, полученные из источников, обсуждаем вместе. Теперь можно сформулировать гипотезу, иными словами, определить предполагаемый результат, чтобы потом сравнить теоретические представления с эмпирическими данными. Далее переходим к выбору методики проведения исследования. Они должны быть адекватны поставленным задачам, а выбранные методы работы - простыми и доступными для школьников. Число наблюдений должно быть достаточно велико, чтобы данные были достоверны. Теперь учащиеся приступают к проведению исследований. После этого наступает момент обработки результатов. Достоверность их проверяется с помощью методов математической статистки, если в этом есть необходимость. По окончании обработки материалов исследования проводится обсуждение полученных результатов. Закономерный итог выполнения исследовательской работы по определённой теме, без которого деятельность школьника вряд ли может считаться по-настоящему завершенной, - научный доклад. В нём должно кратко отражаться основное содержание исследовательской работы. Поэтому выступление должно быть тщательно продумано. Общая структура доклада может быть следующей:

1. Формулировка темы исследования.
2. Представление исполнителей и научного руководителя работы.
3. Актуальность исследования.
4. Цель работы и задачи исследования.
5. Гипотеза.
6. Методика проведения.
7. Результаты исследования.
8. Выводы исследования.

            Основы экологического мировоззрения следует формировать на протяжении всего учебно-воспитательного процесса, а не только при изучении естественно-научных дисциплин. В педагогической науке существуют два термина: «экологическое воспитание» и «экологическое образование». Первое невозможно без второго, и в то же время знания сами по себе ещё не определяют направленность деятельности человека. Воспитание экологической культуры у учащихся подразумевает формирование представлений о том, каким должно быть взаимодействие человека и природы. Воспитывая культуру поведения, важно не забывать о способах и формах самовыражения, самореализации подростка, прививать им новые представления о нормах и правилах поведения современного человека. Экологическая культура – это социально необходимое нравственное качество современной личности.

Для экологического воспитания в школе мы должны учитывать некоторые критерии, цели и задачи, которые можем выполнить самостоятельно:

 - Духовно-нравственное развитие личности через воспитание активного неравнодушного отношения к нарастающим негативным изменениям в окружающей среде.

- Создание условий для формирования экологического сознания учащихся с младшего школьного возраста.

- Пропаганда экологических знаний среди педагогов, школьников и членов их семей.

- Раскрытие взаимосвязи результатов деятельности людей с состоянием окружающей среды.

- Воспитание потребности бережного отношения к окружающей среде.

- Формирование у школьников патриотического отношения к своему району, городу, стране.

- Использование возможностей школьного коллектива для улучшения состояния окружающей среды.

Сущность исследовательского подхода в обучении, по мнению Т. А. Файн, состоит:
1.  во введении общих и частных методов научного исследования в процесс учебного познания на всех его этапах (от восприятия до применения на практике);
2. в организации учебной и внеучебной научно-образовательной, поисково-творческой деятельности;
3.  в актуализации внутрипредметных,  межцикловых связей;
4. в усложнении содержательной и совершенствовании процессуальной сторон познавательной деятельности;
5. в изменении характера взаимоотношений «учитель-ученик - коллектив учащихся» в сторону сотрудничества.

Содержательную основу исследовательского подхода в обучении составляет взаимосвязь между содержанием изучаемого материала, методами и формами обучения. Исследовательский подход в обучении помогает учащимся увидеть связи между явлениями и фактами, картину природы в целом. Ведущими в составе исследовательского подхода в обучении являются индуктивный и дедуктивный, исследовательский методы. Также общие дидактические приемы: анализ и установление причинно-следственных связей; сравнение, обобщение и конкретизация; выдвижение гипотез; перенос знаний в новую ситуацию; поиск аналога для нового варианта решения проблемы, доказательства или опровержения гипотезы; планирование исследования; оформление результатов проверенного исследования.

Виды исследовательской деятельности на уроке:

1. Применение исследовательских методов изучения ( предлагаетcя проблемное задание, учащиеся без помощи учителя ищут способ решения)

Этот метод предполагает максимально самостоятельную деятельность учащихся по получению и усвоению знаний и умений. При этом в основе метода лежит отчетливая цель – обеспечить усвоение опыта творческой деятельности.

На своих уроках исследовательский метод я использую при решении творческих биологических задач.
          Для успешного решения биологических задач использовались элементы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).
ТРИЗ имеет большое количество приемов и способов, помогающих создать решение и «извлечь» решение из подсознания.
           В своей деятельности я использовала такие приемы, как:

1. Прием «Наоборот»

Он рекомендует вместо прямого действия, диктуемого условиями задачи, попробовать осуществить обратное действие, общепринятые решения сменить на обратные.

 Например,

Есть очень вкусные шоколадные конфеты – «бутылочки с сиропом». При их изготовлении сталкиваются с противоречием:
 – Сладкий желеподобный сироп должен быть горячим, чтобы его легко было залить в шоколадную бутылочку, но тогда плавится шоколад.
 – Если сироп холодный, то шоколад не плавится, но очень трудно его залить. Что делать?

Делают наоборот: сироп не нагревают, а замораживают в виде бутылочки, а шоколад делают жидким и окунают в него бутылочку.

2. Прием «Обрати вред в пользу».

Это трудный, но в то же время мудрый прием. Он требует хорошо знать систему, знать, что в ней плохо, попытаться обратить вред в пользу.
Например,

• В настоящее время резко уменьшилось число работающих промышленных предприятий и сельских хозяйств. Это плохо. А что хорошего?

Ответ:  Экологическая обстановка многих районов стала заметно лучше. 

2. Экспресс-исследование

По такому типу строится исследовательская деятельность учащихся в  пятом классе. На экскурсиях даются индивидуальные задания для проведения эмпирических исследований,  какие птицы живут в городе, какие декоративные растения используются для озеленения улиц города.

3. Теоретические экспресс-исследования ориентированы на работу по изучению и обобщению фактов, материалов, содержащихся в разных источниках. Темы таких исследований должны позволять изучать самые разные объекты в их реальном окружении, в действии, давать большой материал и позволяют увидеть множество тем для собственных изысканий, построения различных гипотез.

4. Проведение учебного эксперимента

Сюда относятся все лабораторные и практические  работы по биологии, начиная с 6-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. Учебный эксперимент – один из продуктивных методов обучения.

5. Исследования-соревнования

На уроках также эффективны. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся 10-11 класса предоставляется такая возможность. Заранее готовлю учебный текст. Этим текстом может быть раздел учебника: «Теория происхождения жизни на Земле», «Происхождение видов», «Основы цитологии» и др. При составлении шпаргалки внимание учащихся становится избирательным, учащиеся стараются выбрать тот текст, который является  главным, основополагающим всей темы. Отдельные сюжеты шпаргалки объединяются логическими связями. Этот метод учит учащихся  рационально использовать научную литературу.

6. Нетрадиционные уроки (урок-презентация «Древние  пресмыкающиеся»,  урок – дискуссия «Происхождение человека»)

7. Исследовательские проекты

Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом  теоретических экспресс-исследований,  приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Однако, для выполнения учебного проекта одного урока недостаточно.

 Домашние задания также могут носить  исследовательский  характер:

 1.  Описание растений и животных по плану

2. Наблюдение за живыми объектами

3.  Наблюдение за своим организмом

 4. Опыты с растениями и домашними животными

 5.  Творческие задания

Летние задания:

1. Составить  гербарий (различных семейств покрытосеменных растений, виды сложных листьев у растений, виды жилкования листьев у растений и др.)
2.  Составление коллекций (коллекция бабочек, коллекция раковин брюхоногих или двустворчатых моллюсков и др.)

Результативность исследовательской деятельности школьников.

Исследовательская деятельность позволяет ученикам:

• овладеть существенными научными понятиями, представлениями;

• самостоятельно определить проблемные ситуации, найти пути для их разрешения;

• точно описать факты, явления с применением общепризнанной технологии;

• приобрести навык подбора фактов по их существенным признакам;

• сгруппировать факты, признаки в соответствии с общенаучными правилами;

• проанализировать факты и явления, вычленить из них общее и единое, случайное и закономерное;

• выстроить доказательство и давать опровержение.

При написании исследовательской работы у учеников развиваются умения:

• анализировать, систематизировать (анализ - это способ познания объекта посредством изучения его частей и свойств);

• сравнивать (сравнение - это способ познания посредством установления сходства и различия);

• обобщать и классифицировать (обобщение - это способ познания посредством определения общих существенных признаков);

• определять понятия (понятие - это слово или словосочетание, обозначающее отдельный объект или совокупность объектов и их существенные признаки);

• доказывать и опровергать (доказательство - это рассуждение, устанавливающее истинность какого-либо утверждения путем приведения ранее доказанных утверждений. Опровержение - это рассуждение, направленное на установление ложности выдвинутого утверждения).

Участвуя в научно-исследовательской работе, усваивает готовые формы социальной жизни, приобретает собственный социальный опыт, занимает активную жизненную позицию, которая помогает добиться позитивной самореализации. Полученные в процессе творческой деятельности навыки и умения позволят учащимся чувствовать себя приобщенными к культуре и науке, способными активно проявлять себя на рынке труда, свободно распоряжаться образовательным капиталом.

Достоинством исследовательского метода организации учебной деятельности является привитие учащимся навыка сотрудничества. Участники исследовательской деятельности не замыкаются на личностных интересах, учатся видеть проблемы и интересы своих партнеров и понимать, что результаты их исследований будут использованы для анализа полученных данных и формулирования выводов. Неверным было бы утверждать, что, используя исследовательский метод обучения, учащиеся имитируют работу ученых, - они действительно выполняют научное исследование, если верно определены проблематика, тема и цели работы. Такое исследование может оказаться значимым с точки зрения вклада в науку или привлечения внимания общественности к той или иной проблеме. Поэтому для формирования целостной, гармоничной и инициативной личности воспитанника в процессе обучения исследовательский метод следует использовать как можно чаще.