Углубленная работа с учащимися по предметам естественно-научного цикла. Руководство научно-исследовательской деятельности учащихся в средней школе

Разделы: Химия, Биология, Внеклассная работа, Экология


Введение.

Экологическая дисциплина относится к сравнительно молодым по сроку введения её как самостоятельного предмета в школе. Однако она возникла не на пустом месте, впрочем, как и не может существовать сама по себе, без связи с такими дисциплинами как химия, география и, конечно же, биология. Но есть в преподавании этой дисциплины отличительная особенность, без которой усвоение экологических знаний учащимися было бы скучным и неинтересным – это экскурсионная и научно-исследовательская деятельность в живой природе. Проведение экскурсий в природе носит познавательный характер и, как правило, не требует наличия особого оборудования, каких либо углублённых знаний у учащихся. Научно - исследовательская же деятельность, напротив, требует высокого уровня знаний, в первую очередь от самого педагога, хорошего владения методиками исследования живых объектов, наличия солидной библиотеки с серьёзной литературой, и, вообще, желания углублённо работать с учащимися по изучению живых объектов родного края.

С 1994 года в Кировской области введена и активно действует программа школьного экологического мониторинга “ШЭМ”, согласно которой во всех 39 районах области выделены опорные школы по экологическому образованию. Многим учителям естественно – научного цикла, работающим в этих школах было дано второе высшее образование по специальности “преподаватель экологии” при Вятском государственном педагогическом университете (ВГПУ, а ныне Вятском гуманитарном государственном университете - ВятГГУ). Все опорные школы, по мере возможности снабжаются необходимым оборудованием и методической литературой. Практически всё сказанное выше относится и к нашей Синегорской средней общеобразовательной школе, являющейся опорной по экообразованию в Нагорском районе. В школе есть хорошая библиотека, содержащая разнообразную литературу экологической тематики. Здесь и рассказы о природе родного края, сборники научных статей и монографий, литература, содержащая методики исследования разнообразных живых объектов, Красная Книга Кировской области. Благодаря специалистам экологического отделения химического факультета ВятГГУ школа не знает проблем с обеспечением химикатами, химической посудой, разнообразным оборудованием.

Однако, как же всё начиналось. В 1996 году после победы одного из учеников школы (Карпов Дмитрий Сергеевич, ныне студент биофака МГУ) в областной экологической олимпиаде и включении его в состав сборной команды области для участия уже во Всероссийской олимпиаде остро встал вопрос о необходимости выполнения научно – исследовательской работы экологической тематики как важнейшего условия участия в олимпиаде. Тема родилась сразу – “Влияние арборицидов группы 2,4 Д на состав и сукцессию лесного фитоценоза на примере ельников – кисличников окрестностей села Синегорье Нагорского района Кировской области”. Именно такая тема исследования была выбрана не случайно, её “подсказала” окружающая действительность, сама жизнь. В семидесятые – восьмидесятые годы прошлого столетия в лесах нашего района проводилось опрыскивание лесов арборицидами, с целью изменения светового режима в лесу и ускорения роста хвойных пород. Добросовестно и скрупулёзно выполненная учеником работа была высоко оценена компетентным жюри Всероссийского уровня.

Наш Нагорский район по праву считается одним из наиболее лесистых районов области, лесная промышленность в буквальном смысле “кормит” 7 тысяч жителей района, лес – основная статья дохода районного бюджета. Кроме того лес - это один из наиболее доступных и интересных объектов для изучения учащимися старшего школьного возраста. В лес мы ходим за грибами и ягодами, просто отдохнуть от домашних забот и суеты, наконец, огромные удивительно прекрасные во все времена года массивы леса видны из окон домов многих синегорцев, - все эти причины и побудили нас глубоко и серьёзно заняться проблемами изучения лесов родного края наряду с изучением луговых сообществ.

1. Отбор школьников для олимпиад конференций, конкурсов.

Дополнительная работа с учащимися по предмету является трудным, кропотливым, затратным по времени для педагога, но в тоже время очень интересным и увлекательным занятием. Ведь победа ученика (впрочем, как и неудача) это радость или огорчение учителя, работавшего с ним. С ростом ученика растёт и учитель.

Важным звеном в подготовке победителя экологических мероприятий разного уровня, на мой взгляд, является возраст ученика, который подбирается учителем для дополнительных занятий. Для экологических мероприятий хорошо было бы заинтересовать предметом ученика 5, 6 или 7-го класса (всё- таки экология это не химия и не физика), потому что в этом возрасте общая нагрузка ученика другими предметами ниже, чем, например, девятиклассника. Да и заинтересовать такого ученика легче. Нужно сразу объяснить все условия занятий и надеяться на его добросовестность и трудолюбие.

Основное требование средней школы – научить каждого, что, на мой взгляд, маловероятно, но вот научить ученика, желающего получить знания, это просто обязанность учителя. Поэтому можно, конечно, предложить дополнительные занятия любому ученику независимо от уровня его способностей, но для результативности занятий лучше протестировать ребёнка на предмет выявления способностей у него к тому или иному предмету. Хорошо известно, что существуют разные типы детей по психологическому складу. Одним легче даются точные науки, другим гуманитарные. Поэтому, если тип ребёнка не соответствует направлению вашей деятельности, нужно оставить опыты “загрузить” школьника знаниями, которые ему будут трудны и малодоступны для усвоения. Пусть это будет хороший художник, чем посредственный биолог или эколог. Задания для тестов такого рода любой учитель может составить без труда или воспользоваться книжными.

Важный момент на пути установления деловых контактов между учителем и учеником, который дополнительно занимается по предмету, это конечный результат занятий. Ведь хорошо известно, что любая работа учеником будет выполнена аккуратно, в срок и на должном уровне, если за работу ученика ждёт поощрение. Ставить или не ставить оценку за простое участие ученика в предметной школьной олимпиаде должен решить сам педагог, а вот высокий уровень выполненной олимпиадной работы, грамотность ответов на вопрос, не должны быть не отмечены учителем. Такая работа должна быть поощрена оценкой “5” в журнале и дневнике, а может быть даже и не одной, если ученик это заслужил, выполнив двойной объём работы. Кроме того, за счёт разного рода спонсоров, управления образования, экологического фонда можно поощрить ученика призом (например, книгами по предмету или оборудованием для проведения дальнейших исследований в дикой природе – компасом, биноклем и т.д.). По возможности необходимо вручить грамоту за призовое место и непременно на общешкольной линейке, где администрации нелишним будет акцентировать внимание школьного коллектива на трудолюбии ученика. Собираясь предложить школьнику дополнительные занятия, необходимо выяснить, кем бы он хотел стать в будущем, к какой специальности “лежит душа”. Может оказаться, что ученик сам заинтересован в дополнительных занятиях с учителем – и это наилучший вариант, когда инициатива исходит от самого учащегося. А иногда бывает и так, что именно учитель оказывает существенное влияние на выбор жизненного пути учеником и такие случаи не редкость в нашей школе.

Занятия с учеником немыслимы без знакомства и общения с его родителями на предмет их согласия с предложением педагога. Зачастую родители видят своего ребёнка в другом качестве, нежели учитель, хотят, чтобы ребёнок достиг большего в жизни, чем они сами. И тут иногда приходится проводить серьёзную беседу с его родителями. Объяснить им, к какому предмету есть склонности и природные задатки у ребёнка, а к какому нет, доказать, что именно в этом направлении его и нужно развивать. Заручившись поддержкой родителей, можно быть уверенным, что и они лишний раз напомнят ребёнку о занятиях, сами проконтролируют выполнение им того или иного задания уже дома. Но здесь очень важно, что называется, не переборщить, чтобы не вызвать у ребёнка реакцию отторжения, не оттолкнуть его от своего предмета, а это напрямую зависит от педагогического мастерства и опыта педагога.

Весомым аргументом в пользу дополнительных занятий при беседе с ребёнком может явиться факт необходимости получения образования в трудных нынешних экономических условиях. Ведь человек, имеющий образование, может претендовать на более престижную и высокооплачиваемую работу (хотя бывает так не всегда). В общем, так или иначе, основываясь на собственном опыте, учитель должен подобрать необходимые слова, чтобы заинтересовать школьника, найти с ним “общий язык”. Ведь природный талант отдельных учеников сам по себе ничего не значит, если он не развивается под руководством и чутким вниманием опытного педагога.

2. Подготовка ученика.

Если ученик имеет склонности сразу к нескольким предметам из числа преподаваемых учителем, то целесообразнее всего выбрать тот, по которому возможные успехи будут максимальными, т.е. тот, по которому у учителя имеется максимум наработок, методичек, предметной литературы.

Если оба предмета, из предлагаемых для дополнительных занятий, нужны ученику для поступления в ВУЗ (например, биология и химия), то лучше всего углублённо заниматься по тому, который является профилирующим на вступительных экзаменах. Хотя иногда не лишним будет попробовать силы в нескольких предметах.

Начать подготовку нужно с тестирования ученика по всем разделам курса. Сейчас такие тесты имеются во многих методических пособиях, однако высококвалифицированный педагог может и сам разработать варианты тестов. После тестирования необходимо тщательно проанализировать все ошибки, недочёты, пробелы в знаниях. Первым шагом на пути непосредственной подготовки школьника к олимпиаде должно явиться устранение всех пробелов в знаниях школьного курса. Ведь дополнительные и углублённые сведения могут ложиться только на прочный фундамент школьных знаний.

Следующим шагом должна явиться работа с дополнительной литературы. И тут важен не объём и количество прочитанных страниц, а осознанное усвоение материала. Лучше прочитать 3 страницы научного текста и чётко представлять себе всё прочитанное, нежели 30, но без всякого понятия. В случае необходимости (жителям села) книги можно заказать по межбиблиотечному абонементу – МБА. Важно научить школьника работать с книгой, объяснить ему правила конспектирования литературы. Ведь каким бы умным не был учитель, он не сможет дать весь требуемый учащемуся объём знаний, так как олимпиадные вопросы зачастую далеко выходят за рамки программы, а многие сведения можно получить только из первоисточника. Кроме того, умение конспектировать пригодится школьнику в дальнейшей жизни, а углублённые знания существенно облегчат обучение на первых курсах в ВУЗе.

Подготовка учащегося к выполнению научно – исследовательской работы носит особый характер, нежели простая подготовка к олимпиаде. Ведь помимо книжных знаний, ученик должен владеть навыками исследовательской работы в живой природе, уметь определять (а в идеальном случае и знать наизусть, что называется, “в лицо” многие виды растений и животных) объекты живой природы по определителям. На первом этапе ученик подробно знакомится с методиками исследования объектов живой природы, овладевает знаниями по использованию определителей, изучает представителей местной флоры по имеющимся в школе гербарным экземплярам. Методики полевых исследований очень доступно и полно изложены в книге “Школьный экологический мониторинг”. Учебно-методическое пособие / Под. ред. Т. Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000, а так же в брошюрах, выпущенных ассоциацией “Экосистема”, под редакцией кандидата биологических наук А.С.Боголюбова, Москва, 1996-1998г.г. Методические материалы подробно разбираются с учащимся на занятиях кружка, затем многократно апробируются на модельных сообществах в окрестностях села. Причём учителем заранее проводится обследование и подробное описание территории, которая будет предложена в последующем ученику, например, на предмет выявления формулы древостоя в смешанном лесу или определения видового состава трав. При таком раскладе учитель имеет возможность проконтролировать достоверность результатов, полученных учащимся. В случае, если ученик успешно овладел предлагаемыми ему методиками, на следующем этапе ему доверяется самостоятельная исследовательская работа, однако под чутким наблюдением руководителя, которая в дальнейшем представляется в нашем регионе на ежегодной областной конференции “Человек и природа”, а зачастую выходит и на более высокий уровень – всероссийский.

В рамках нашего школьного научного общества “Естествоиспытатель” теоретическая подготовка учащихся по экологии неразрывна с практическими занятиями по овладению различными методиками и тематическими экскурсиями на водоём, луг, лес. Важную роль в пополнении экологических знаний учащихся школы играет и экологический маршрут, существующий с 1996 года, основные этапы которого – “Водоём”, “Свалка”, “Муравейник”, “Растения луга”, “Экотон”, “Растения хвойного леса”. Необходимо отметить, что маршрут был разработан самими учащимися, членами научного общества, которые и проводят по маршруту экскурсии, как для учащихся школы, так и для учителей района. Экологический маршрут является важным инструментом экологического воспитания учащихся в живой природе.

3. Выбор темы исследовательской работы.

Уже восьмой год школа работает в рамках областной программы школьного экологического мониторинга (являясь опорной по экообразованию в районе), а потому тематика работ в значительной степени определяется объектами изучения, входящими в программу. Однако, мы не зацикливаемся лишь на заполнении бланков экологических паспортов микрорайона школы, а стараемся найти свою “изюминку” в решении любой экологической проблемы. Зачастую нестандартность темы, трудолюбие и энтузиазм учащихся, высокий уровень научных руководителей – преподавателей Вятского гуманитарного государственного университета и хорошее качество добросовестно проведённого исследования позволяют выполнять работы, которые получают призовые места не только на областном, но даже и на Всероссийском уровне. Так в 1996 году учащимся школы Карповым Дмитрием Сергеевичем (о котором уже говорилось выше) была выполнена и успешно защищена на областном конкурсе “Человек и природа” научно – исследовательская работа “Влияние арборицидов группы 2,4.- Д на состав и сукцессию лесного фитоценоза”. Необычность темы и широта постановки проблемы в работе, высокое качество наглядного материала, достойная защита проекта были оценены областным жюри – 1 местом. Эта же работа на 1 Всероссийском конкурсе в Москве была удостоена поощрительного диплома, а на Всероссийской экологической олимпиаде в г. Пензе в том же году позволила ученику подняться до 2-го призового места. Интересными, на мой взгляд, работами являются и многие другие, например, “Сравнение продуктивности искусственных и естественных луговых фитоценозов окрестностей села Синегорье”, выполненная Безносиковым Иваном Владимировичем, “Грибы – паразиты лесных фитоценозов окрестностей села Синегорье”, выполненная Шулаковой Алёной Леонидовной в 1997 году, “Сравнение влияния различных способов ухода за лесом на состав и сукцессию лесного фитоценоза”, выполненная Самоделкиной Еленой Олеговной в 1998 году – членами научного общества “Естествоиспытатель”. Все эти работы были отмечены призами и наградами на мероприятиях экологической тематики разного уровня. Темы работ можно перечислять очень долго, за годы существования научного общества выполнено более 25 исследований в живой природе.

Однако, изучением какого сообщества не занимались бы наши учащиеся, первоначальная идея темы и инициатива по выполнению исследования исходила от них самих. Учитель же выполнял направляющую и корректирующую функцию в этом вопросе. Можно сказать, что тему диктовала и сама жизнь, будь то изучение лесного, лугового, водного, болотного сообщества, которое могли ежедневно наблюдать учащиеся, в буквальном смысле, из окон своих домов. В выборе тем работ мы руководствовались принципом – “Мыслить глобально, действовать локально”.

4. Методика выполнения работ.

При выполнении работ мы старались пользоваться общепринятыми, широко известными и достаточно хорошо апробированными методиками. Ведь достоверность результатов, полученных при использовании таких методик, значительно выше, да и попросту отпадает необходимость “заново изобретать велосипед”. Очень часто при описании сообщества мы используем стандартные бланки геоботанического описания леса или луга, разработанные на кафедре ботаники Вятского гуманитарного государственного университета или Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. Эти методики очень хорошо освещены в сборнике статей “Экология родного края”, под ред. Т.Я.Ашихминой, Киров, 1996. Итак, определившись с методикой выполнения работы, мы составляем её план, руководствуясь при этом определёнными правилами, которые, на мой взгляд, достаточно доступно изложены в брошюре А.С.Боголюбова, “Правила оформления исследовательских работ”, “Экосистема”, Москва, 1997. Нужно помнить, что к оформлению детских научно – исследовательских работ предъявляются такие же жёсткие требования, как и к студенческим курсовым и дипломным работам, и это не прихоть жюри – это веление времени. Ведь если уже со школьной скамьи учащийся привыкнет к грамотному, чёткому, единообразному оформлению результатов своей работы, в ВУЗе ему будет учиться значительно легче. Почти каждый год дальнейшего обучения в ВУЗе будет сопряжён с выполнением курсовых, дипломных и прочих работ, правила оформления, которых уже будут хорошо известны.

Какой материал включать в работу, а какой нет, помещать в неё оглавление, содержание или план решает сам учащийся со своим руководителем. Однако примерным вариантом плана оформления практически любой работы может служить следующий.

  1. Грамотно оформленный титульный лист.
  2. Содержание или оглавление.
  3. Введение.
  4. Обзор литературы по проблеме исследования.
  5. Методика выполнения эксперимента и используемое оборудование.
  6. Результаты эксперимента.
  7. Обсуждение результатов эксперимента.
  8. Математическая обработка результатов эксперимента.
  9. Выводы и рекомендации.
  10. Список использованной литературы.
  11. Приложение (Может содержать бланки геоботанического описания сообщества).
  12. Справочные материалы, оценочные шкалы, таблицы, общеизвестные биоиндикационные данные, схемы, рисунки, фотографии, планы, карты.

Примерно такие позиции, по возможности, должны быть практически в любой работе, допустимо лишь изменение последовательности следования их друг за другом в материале работы.

5. Руководство научно – исследовательской работой.

В большинстве случаев одним из основных руководителей работы является учитель – предметник, непосредственно работающий с учеником в живой природе. Однако нашу Синегорскую школу связывают тесные многолетние связи с учёными Вятского гуманитарного государственного университета. Руководителями исследовательских работ наших учащихся были, Копысов Вадим Алексеевич – профессор, заведующий кафедрой общей биологии ВГГУ, Зубарева Лидия Арсентьевна – кандидат биологических наук, научный сотрудник проблемной экологической лаборатории ВГГУ, Ашихмина Тамара Яковлевна – профессор, заведующая кафедрой химии ВГГУ, Тарасова Елена Михайловна – старший научный сотрудник кафедры ботаники ВГГУ. Именно благодаря этим учёным черновые варианты детских работ превращаются в полноценные научные исследования, заслуживающие всеобщего признания. Многочисленные консультации, рекомендации учёных, правки текста, ценные советы по грамотному оформлению материала итогового экземпляра работы воспитывают у наших учащихся культуру научного труда, углубляют интерес к научным исследованиям, делают более ощутимой связь школа – вуз.

6. Финансирование мероприятий экологической тематики.

Безусловно, работа научного общества невозможна без поддержки и в первую очередь финансовой. И здесь нужно отметить внимательное и очень доброжелательное отношение председателя районного комитета охраны природы и природных ресурсов к нуждам кружковцев. Практически все наши мероприятия экологической тематики от районного до Всероссийского уровня финансируются за счёт этой организации. Это и помощь в приобретении необходимого оборудования, литературы, канцтоваров, фототоваров финансирование поездок учащихся на мероприятия. В нашем Нагорском районе, как, наверно, ни в каком другом, действительно работает программа “Одарённые дети”. Глава района Зыков Николай Николаевич, в прошлом учитель средней школы, никогда не отказывает в помощи, даже в самые тяжёлые годы, с точки зрения финансирования, наши учащиеся имели возможность успешно защищать честь школы, района, области на мероприятиях различного уровня.

В последнее время всё чаще финансовая помощь приходит от спонсоров – предпринимателей района. Понимая, что школа сегодня находится в нищенском положении, эти люди помогают провести тематические вечера, праздники, общешкольные мероприятия, выделяя средства на поощрение учащихся и приобретение необходимых материалов. Дети некоторых из них занимаются в обществе, что позволяет наладить более тесную связь между семьёй и школой, делает родителей неравнодушными к её проблемам.

7. Связь с производственными предприятиями района.

Многие из работ, выполненных нашими учащимися, сделаны в тесном контакте с рядом организаций района, заинтересованных в результатах работы, что делает работу более весомой и значимой, повышает уровень ответственности ученика при её выполнении. Так, ряд работ по изучению видового состава естественных и сеяных лугов окрестностей нашего села были выполнены по заказу подсобного хозяйства Синегорского леспромхоза (бывшего колхоза “Победа”). В рамках сотрудничества с этой же организацией были выполнены работы по подбору подсеваемых трав для искусственных лугов с целью повышения продуктивности сообщества.

В рамках сотрудничества с колхозом “Нагорский” были выполнены работы по изучению сеяных лугов в окрестностях посёлка Нагорск, в условиях различного типа увлажнения. Рассматривались вопросы видового состава подсеваемых растений, а так же сроков существования таких сообществ.

Однако, наиболее тесный контакт связывает нас с Синегорским лесхозом, где директор - Терехов Владимир Васильевич. Работники лесхоза с удовольствием выезжают с учащимися в лес, оказывают практическую помощь по лесотаксационным описаниям на местности, определению видов флоры, грибов – паразитов и т.д. Неоднократно лесхоз оказывал нам финансовую поддержку, выделял транспорт для поездки в лес, для проведения исследований, поездок в райцентр на экологические олимпиады (До райцентра 55 километров). При выполнении работ ценные сведения учащиеся получают из имеющихся таксационных материалов, а выполнив работу, делятся полученными данными с работниками лесхоза. Такие контакты повышают научную ценность, достоверность полученных результатов, приучают учащихся к аккуратности, воспитывают чувство ответственности.

Выводы.

Нужно отметить, что работа общества тщательно планируется, а руководитель ежегодно аккуратно посещает недельные курсы – практикум при областном институте усовершенствования учителей, что повышает качество и уровень выполняемых работ, позволяет расширить их тематику. Так за годы существования общества его учащиеся заняли свыше 100 призовых мест в мероприятиях экологической тематики районного, областного и всероссийского уровня. Работы, выполненные учащимися общества, не только ценны сами по себе, они воспитывают ответственность перед другими людьми и окружающей средой, прививают ответственное отношение к своему здоровью, образованию, морально этическим нормам, кругу общения и т.д., являются важным звеном в цепи мероприятий по формированию экологической культуры учащихся, воспитанию гармоничной всесторонне развитой личности. Отрадно заметить, что практически все выпускники школы, члены общества успешно поступают в ВУЗы, причём не только города Вятка, но и столичные по специальностям, связанным с биологией, экологией. В руководстве работ прослеживается тенденция преемственности поколений, а именно, вчерашние ученики – члены общества, сегодняшние студенты ВУЗов, являются руководителями исследовательских работ сегодняшних школьников – членов общества.

Литература, рекомендуемая для подготовки школьника к различным мероприятиям экологической направленности.

1. Демьяненко Е. Н. Биология в вопросах и ответах, М., Просвещение, 1996
2. Небел Б. Наука об окружающей среде, т. 1-2, М., Мир, 1993
3. Чернова А. М., Былова А. М. Экология, учебник для ВУЗов
4. Одум Ю. Экология, т. 1-2, М., Мир, 1996
5. Экологическая безопасность региона (Кировская область на рубеже веков) / Под. ред. Т. Я. Ашихминой, М. А. Зайцева – Киров: Вятка, 2001
6. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под. ред. Т. Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000
7. Население и хозяйство Кировской области, под ред. Г.М.Алалыкиной, А.Г. Шурыгиной, – Киров, 1997
8. Окружающая природная среда Кировской области: Материалы научных исследований / Под. ред. Т. Я. Ашихминой, В. М. Сюткина, Н. А. Буркова. – Киров: ВГПУ, 1996
9. Экология родного края / Под. ред. Т. Я. Ашихминой. – Киров: Вятка, 1996
10. Дажо, Основы экологии, М., Прогресс, 1975
11.  “Природа” том 7. Государственное издательско-полиграфическое предприятие “Вятка” 1997.
12.  “Определитель растений горьковской области” Горький Волго-Вятское книжное издательство, 1985.
13.  “Лабораторные работы и межсессионные задания по географии растений с основами ботаники”. Москва “Просвещение”, 1985.
14.  “Летняя полевая практика по ботанике”, Москва “Просвещение” 1986.
15. Простейшая методика геоботанического описания леса: Методическое пособие А.С.Боголюбов, А.Б.Панков. М., Экосистема, 1996.
16.  Новиков В.С., Губанов И.А. “Школьный атлас-определитель высших растений. – М.: Просвещение 1991.