Организация исследовательской работы учащихся в предметной области «Биология» в рамках РИП. Автор Е. В. Саитов, 2018 год.
статья по биологии (7 класс)

Организация исследовательской работы учащихся  в предметной области «Биология» в рамках РИП.

Предметную область «Биология» для проведения исследований выбрали 33 семиклассника. Среди них:

А. Организация теоретического этапа исследования

Ребята самостоятельно выбирают темы исследовательских работ в зависимости от того, какие растения произрастают или могут быть выращены в школьной теплице, а также от наличия оборудования для проведения самого исследования.

После выбора темы мы приступаем к определению методологических характеристик исследования.

1. Актуальность исследования

Чтобы обосновать актуальность выбранной темы, учащиеся должны ответить на вопрос: почему данную тему необходимо изучать именно сегодня? Учащиеся не могут проводить исследования на неактуальные темы. Я разрешаю семиклассникам обосновывать актуальность своего исследования исходя из их знаний и опыта, полученного в ходе организационного этапа РИП. Для этого предлагаю им выполнить следующее задание:

1. Посмотрите на тему исследования.

2. Почему необходимо провести исследование по этой теме?

3. Почему необходимо проводить исследования в данном направлении?

Результаты этого и последующих заданий я проверяю вместе с ребятами. Все записи ведутся в отдельной тетради и сохраняются.

2. Проблема

Школьникам довольно сложно определить проблему, поэтому чтобы помочь им, я привожу такой пример: тема исследовательской работы «Влияние света на формирование корнеплода свёклы». Проблема: как свет влияет на развитие корнеплода свёклы? Затем предлагаю выполнить задание:

1.  Посмотрите на тему исследования.

2. Сформулируйте и напишите вопрос, ответом на который будет содержание вашей исследовательской работы.

Очень важным является то, что в одной исследовательской работе решается только одна проблема.

3. Объект исследования

Объект исследования – это какой-либо организм, предмет, явление и т.д. Когда учащиеся определяют его, им необходимо дать ответ на вопрос: что конкретно они исследуют? Объект исследования должен быть указан в теме работы.

Привожу учащимся пример:

Задание для учащихся:

1.  Посмотрите на тему исследования.

2.  В теме над словом, обозначающим объект исследования, запишите «объект».

4. Предмет исследования

Объектом исследования может быть какой-либо предмет, а предметом исследования являются разные аспекты его изучения.

На данном этапе я привожу учащимся довольно простой пример, который хорошо запоминается ими: мел как физическое тело (мел – объект, физическое тело – предмет), мел как химическое вещество (мел – объект, химическое вещество – предмет), мел как полезное ископаемое (мел – объект, полезное ископаемое – предмет).

Задание для учащихся:

1.  Посмотрите на тему исследования.

2.  В теме над словом, обозначающим предмет исследования, запишите «предмет».

 Предмет исследования должен быть указан в теме работы.

5. Гипотеза

Гипотеза – это основанное на ряде фактов научное предположение, которое необходимо доказать. (2)

Чтобы семиклассники смогли сформулировать гипотезу, я предлагаю им образец: «если……., то…….».

Затем привожу такой пример: если температура окружающей среды влияет на прорастание семян гороха, то можно подобрать наиболее оптимальную температуру для их проращивания и последующего высаживания.

В одной исследовательской работе должна быть только одна гипотеза.

Задание для учащихся:

1. Что вы собираетесь доказать в вашем исследовании?

2. Сформулируйте гипотезу, которую будете доказывать при выполнении исследовательской работы.

6. Цель исследования

Цель – это запланированный результат какой-либо деятельности. Цель любого исследования состоит в доказательстве выдвинутой гипотезы. Цель исследовательской работы – это её конечный результат, ответ на вопрос: «Что хочет получить исследователь в результате своей работы?» (1)

Чтобы учащиеся сформулировали цель своей работы, предлагаю им следующие подсказки: сравнить…, объяснить…, определить…, сравнить…, дать описание… и т.д.

Задание для учащихся:

1. Посмотрите на тему, проблему и гипотезу исследования.

2. Какой результат вы хотите получить в конце своей работы?

3. Сформулируйте цель вашего исследования.

7. Задачи исследования

Задачи исследования – это действия, которые необходимо сделать для достижения цели. В исследовательской работе рекомендую учащимся сформулировать от 3 до 5 задач. Для этого снова предлагаю пользоваться подсказками: пронаблюдать…, сравнить…, проанализировать…, описать…, объяснить…, установить…, разработать и т.д.

Задание для учащихся:

1. Посмотрите на цель исследования.

2. Что необходимо сделать для того, чтобы достичь этой цели?

3. Сформулируйте от 3 до 5 задач для достижения поставленной цели.

8. Методы исследования

Методы исследования учащиеся подбирают совместно со мной, т.к. самостоятельно сделать это им довольно сложно. Основные методы исследования в биологии: опыт, эксперимент, наблюдение, описание, сравнение, мониторинг, анализ, объяснение.

Задание для учащихся:

1. Посмотрите на тему, цель и задачи исследования.

2. Какие средства вы будете использовать при проведении исследования?

3. Сформулируйте методы вашего исследования.

9. Новизна исследования

Новизна – это очень важная характеристика исследования. Следует понимать, что новизна определяется, прежде всего, для самого учащегося.

Чтобы учащиеся сформулировали новизну предлагаю им ответить на такие вопросы: «Узнаю ли я что-то новое в ходе исследования?», «Научусь ли я чему-то новому в ходе исследования?», «Где я могу использовать полученные знания и умения в дальнейшем?»

После того как учащиеся дают ответы на эти вопросы, предлагаю им сформулировать новизну исследования.

Б. Организация практического этапа исследования

После определения методологических характеристик исследования семиклассники приступают к выполнению практической части работы. Здесь можем выделить следующие этапы:

1. Посадка семян

Посадка семян выполняется несколькими способами: проращивание рассады в торфяных таблетках (томаты, огурцы); внесение семян непосредственно в почву (салат, свёкла, морковь, редис, зеленные культуры).

2. Уход за посадками. Наблюдение за ростом и развитием проростков

После того как семена посажены ребята заводят дневники наблюдений, в которых ежедневно фиксируют те изменения, которые происходят с посадками (появление проростка из почвы, увеличение вегетативной массы растений). Замеры проводятся с помощью линейки.

Помимо этого каждый день проводятся замеры температуры три раза в сутки, полив рассады по мере необходимости, фиксируются условия освещения.

На данном этапе учащиеся 7 «Б» приступили к выполнению исследования. Семена гороха сорта «Русский размер» были разделены на 5 групп, которые проходили предпосевную обработку различными микроэлементами.

1 группа (контрольная) – замачивание в чистой воде

2 группа – замачивание на сутки в растворе сернокислого марганца

3 группа – замачивание на сутки в растворе сернокислой  меди

4 группа – замачивание на сутки в растворе сернокислого цинка

5 группа – замачивание на сутки в растворе всех вышеперечисленных солей

Для приготовления растворов солей микроэлементов ребята с помощью электронных весов отвешивали 1 г соли, который впоследствии растворяли в 500 мл воды. Семена находились в растворе 24 часа, затем промывались проточной водой и отправлялись на проращивание.

Скорость прорастания и количество проросших семян, в зависимости от выбранной смеси фиксировались ежедневно.

3. Высадка рассады на постоянное место

Когда рассада достигает определённых размеров, учащиеся проводят работу по её пересадке на постоянное место в школьную теплицу. При этом продолжается фиксация всех изменений, происходящих с растениями в дневники наблюдений.

Ученики 7 «Г» перед высадкой растений провели исследование почвы в теплице. Определили её механический состав, структурность, цвет, водопроницаемость и воздухопроницаемость. С помощью датчиков pH определили степень кислотности почвенной вытяжки.

4. Проведение исследования. Фиксирование результатов.

Как только растения пересажены в теплицу, семиклассники приступают к выполнению своих исследовательских работ, в зависимости от выбранной темы.

Ученики 7 «А» класса помещали рассаду огурцов в различные условия освещения (полное освещение, частичное затемнение, отсутствие света). В дальнейшем ими были исследованы листовые пластинки этих растений. Исследовали не только морфологию листьев огурцов, но и их анатомическую структуру с помощью цифровой лаборатории по биологии. Благодаря камере в цифровом микроскопе ребята смогли зафиксировать те изменения, которые приобретают листья в зависимости от условий освещения.

Учащиеся 7 «В» пытались выяснить, влияет ли гормон тироксин (гормон щитовидной железы человека) на рост и развитие рассады томатов двух сортов: «Бонсай» и «Жёлтая жемчужина». Для этого 300 мг гормона разбавляли в 1 л воды и производили полив данной смесью. Для сравнения контрольную группу томатов поливали чистой водой. Наблюдения велись ежедневно, все изменения ребята фиксировали с помощью фотокамеры.

5. Подготовка к публичной защите. Оформление исследовательских работ

На данном этапе семиклассники на основании результатов исследований составляли тексты докладов, выполняли компьютерные презентации, готовились к участию в полемике и дискуссии.

6. Публичная защита исследовательских работ

22 мая 2018 года в МАОУ СОШ № 32 г. Южно-Сахалинска состоялась школьная конференция «Исследовательская работа на пришкольном учебно-опытном участке» в ходе которой семиклассники представили результаты своих исследований.

Список литературы:

1. Бурцева О. Ю. Организация работы школьников над исследовательским проектом по биологии в свете требований новых образовательных стандартов. – М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2013.

2. Краевский В. В. Методология педагогического исследования: Пособие для педагога-исследователя. - Самара: изд-во СамГПИ, 1994.

июнь 2018 г.

учитель биологии и химии

МАОУ СОШ № 32 г. Южно-Сахалинска

Е. В. Саитов