Одним из требований, предъявляемых высшей школой и самой жизнью к выпускникам средней школы, является самостоятельность и оригинальность мышления, умение объяснить наблюдаемые явления, основываясь на знаниях основных закономерностей развития живой природы.
Развитию мышления, целенаправленного научного поиска способствует исследовательская деятельность учащихся. Исследовательская деятельность, в широком смысле, “обеспечивает адаптацию организма к динамичному внешнему окружению и в конечном итоге является гарантией выживания данного организма и вида в целом” /1/.
Исследовательская деятельность учащихся среднего звена в курсе изучения биологии направлена на развитие у учащихся навыков самостоятельной работы, постановки эксперимента, наблюдений, обработки результатов, умения делать выводы, т. е. позволяет учащимся овладеть алгоритмом исследовательской работы.
Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, базироваться на их интересах. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны превышать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью и непонятностью.
Структура исследовательской деятельности Савенковым А. И. /1/ определяется следующим образом:
Поисковая активность —> анализ —> оценка —> прогнозирование развития ситуации —> действия —> поисковая активность.
Исходя из этого, при организации исследовательской деятельности учащихся среднего звена можно использовать следующие виды исследований.
Экспресс-исследование. По такому типу строится исследовательская деятельность учащихся в начальной школе и пятом классе. На экскурсиях даются индивидуальные задания для проведения эмпирических исследований какие птицы живут в городе, какие декоративные растения используются для озеленения улиц города.
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. Такие исследования должны быть интересны учащемуся, нести познавательный заряд.
Учащиеся 5-6 классов достаточно успешно справляются с этой формой исследования. Так, при изучении темы “Приспособленность животных и растений к условиям окружающей среды” ребята по материалам учебника знакомятся с тем, как приспособлены к обитанию в засушливых условиях кактусы, верблюжья колючка, как приспособлены к обитанию в наземно-воздушной и водной средах пингвины и ластоногие млекопитающие. Возможная тематика исследований: “Приспособленность растений степей к засушливым условиям обитания”, “Особенности насекомоядных растений”, “Приспособления растений к опылению”, “Приспособления насекомых к сбору пыльцы и нектара”. По результатам исследований авторы делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы.
При изучении темы “Небесные тела” предлагаю ребятам совершить фантастическое путешествие на одну из планет Солнечной системы. Чтобы совершить это путешествие, ребятам необходимо изучить условия на этой планете и, фантазируя, опираться на данные науки. Работа выполняется с увлечением, и все хотят прочитать рассказ о своем путешествии.
В 7 – 9 классах теоретические исследования оформляются в виде реферата, содержащего гораздо больший объем информации по выбранному направлению исследования. В процессе поиска информации для написания реферата ученик приобретает навыки работы с каталогами в библиотеке, классификации и систематизации материала, знакомится с основами оформления текстовых документов, учится выделять главное, анализировать данные и делать выводы. Работа над рефератом помогает глубже разобраться в теме, усвоить ее, вырабатывает навыки организованности и целеустремленности, необходимые при изучении любого предмета.
Экспериментальные исследования (наблюдения, практические работы, эксперимент).
Навыки экспериментальной работы учащиеся приобретают в ходе выполнения лабораторных и практических работ на уроках биологии, различных опытов и экспериментов во внеурочное время. Лабораторные работы предусмотрены в курсе биологии 6 класса (15 работ), 7 класса (22 работы) по учебникам нового поколения.
Практические работы по курсу биологии в 8 – 9 классах предлагаются различными источниками и здесь достаточно обширные возможности для выбора /2/. Так, при изучении тем “Нервная регуляция физиологических функций”, “Поведение и психика” предлагаю учащимся выполнить практические работы, позволяющие познакомиться с функциями отделов нервной системы, процессами безусловного торможения, определить устойчивость внимания, выявить объем кратковременной, смысловой памяти, определить объем восприятия. Работы выполняются в парах. При выполнении этих работ учащиеся приобретают навыки наблюдения за работой своего организма, фиксирования и правильного оформления результатов наблюдений, анализа полученных данных, делают выводы.
Интерес к теоретическим и экспериментальным исследованиям необходимо формировать в ходе познавательной деятельности на уроке. Именно тогда должны возникать и обозначаться проблемы, которые учащимся хотелось бы разрешить.
Так, при изучении темы “Строение семян двудольных и однодольных растений” ребята, готовясь к уроку, проращивают семена растений, на уроке проводят сравнение сухих и проросших семян, изучают их внешнее строение, знакомятся со строением зародыша семени и проростка. Следующий этап эксперимента заключается в ответе на вопрос: “Можно ли в домашних условиях вырастить из этих проросших семян полноценное растение, способное зацвести и дать плоды?”. Некоторые ребята высаживают проросшие семена в почву в цветочные горшки, ухаживают за растениями, добиваются их цветения и плодоношения. При выполнении данной работы ребята обязательно ведут дневник наблюдений, отмечая в нем все изменения, происходящие с растениями.
При изучении темы “Корень” в ходе урока отмечаю, что корню и стеблю растений свойственны тропические движения (тропизм) под влиянием факторов внешней среды. Так, корню свойствен гидротропизм – движение к воде, положительный геотропизм – движение по направлению действия силы земного тяготения. Для того, чтобы убедиться в этом, предлагаю ребятам выполнить несложные эксперименты во внеурочное время. Желающие выполнить работу получают необходимые рекомендации.
Навыки исследовательской экспериментальной работы учащиеся приобретают в основном во внеурочное время, занимаясь в кружке “Олимпийские надежды”. Учащимся предлагается ряд опытов на выбор с учетом их интереса, возможностей проведения опыта, умений, навыков /3, 4/. Некоторые опыты достаточно просты в исполнении, они помогают учащимся приобрести опыт наблюдения и эксперимента, другие предполагают более высокий уровень подготовки учащихся, стремление к исследовательскому поиску.
Исследовательские проекты. Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом эмпирических, теоретических экспресс-исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам.
Учащиеся, проявляющие интерес к исследованиям, уже в 6 – 7 классах делают первые шаги к участию в работе научного общества лицеистов, проходя при этом ряд этапов. Это можно проследить на одном из примеров.
Учащиеся 7-го класса Катя Р. и Елена М. , выполнив реферативные работы по темам “Биология воробьиных” и “Растения Зимнего сада”, выступили на конференции лицейского НОУ. Работа Кати Р. заняла второе место, Елена получила диплом. В восьмом классе работы девочек стали носить прикладной характер. Катя Р. изучала видовой состав птиц города Темиртау, проводя наблюдения за птицами в природе и учет их количества в различных районах города по сезонам года. В виде реферата эта работа была представлена в ноябре 2002 г. на городской конференции НОУ, а затем, дополненная данными наблюдений – в Малой Академии Наук юных исследователей в г. Караганде, где заняла второе место. Эта работа также приняла участие в областных соревнованиях научных проектов учащихся по секции “Биология”, где также заняла второе место.
Елена М. выбрала тему “Древесные растения г. Темиртау”. Она провела литературный поиск по древесным породам Республики Казахстан, определила некоторые виды древесных растений города, их распределение по районам города и возраст растений. Эта работа также была представлена на городской конференции НОУ и Малой Академии Наук, где была отмечена грамотой.
В 10-м классе Катя Р. начала работать над темой “Игры на уроках биологии”. Основное внимание она уделила созданию игротеки по различным темам курса зоологии и общей биологии. Часть игр уже опробована ею на уроках, проведена рефлексия. Работа имеет прикладной характер, тесно связана с методикой преподавания биологии, поэтому она будет представлена на секции психологии в МАНЮИ г. Караганды.
Результативность занятий теоретическими и экспериментальными исследованиями можно проследить и по результатам участия ребят в олимпиадах. Участники I Городской Малой олимпиады по предметам естественнонаучного цикла для учащихся 5 – 8 показали достаточно высокий уровень готовности по предмету (биология), завоевав два первых, четыре третьих и два четвертых места. На городской олимпиаде старшего звена (2003 г.) учащиеся ПТКЛ заняли одно первое, одно пятое, два шестых места. На II Городской Малой олимпиаде (5 – 7классы , 2004 г.) лицеисты заняли три третьих, одно четвертое место, а на городской олимпиаде старшего звена (8 – 11 классы) – одно первое, два третьих и одно четвертое место.
Проявление интереса к предмету, формирование навыков работы с литературой и эксперимента, желание заниматься дополнительно во внеурочное время, поделиться своими “открытиями” и достижениями с другими учащимися, стремление озеленить класс, территорию лицея, города – самый значимый и желаемый результат в организации исследовательской деятельности учащихся.
На основании изложенного можно сделать следующие выводы:
Исследовательская работа учащихся способствует высокой творческой активности, развитию самостоятельности мышления при условии овладения учащимися алгоритмом исследовательской работы.
Развитию интереса к исследованиям, экспериментальной работе способствует использование на уроках и во внеурочной деятельности разнообразных опытов и практических работ, предлагаемых в литературных источниках коллегами – преподавателями биологии.
Исследовательская работа необходима для приобретения новых знаний и навыков, в том числе навыков постановки и проведения эксперимента, фиксируемых наблюдений, обработки полученного материала, публичных выступлений и участия в конкурсах и олимпиадах.
Навыки, приобретенные учащимися при выполнении исследовательских работ, окажутся необходимыми им при проведении самостоятельных научно – исследовательских работ в старших классах и в ВУЗах.
ЛИТЕРАТУРА.
Савенков А. И. Психология исследовательского поведения и исследовательские способности. Журнал “Исследовательская работа школьников”, № 2, 2003.
Рохлов В. С. Школьный практикум. Биология. Человек. 9 класс. Дрофа, М., 1998.
Теремов А. В., Рохлов В. С. Простые опыты по ботанике. “Биология”, приложение к газете “Первое сентября”, № 5, 7, 1999.
Батурицкая Н. В., Фенчук Т. Д. Удивительные опыты с растениями. “Биология”, приложение к газете “Первое сентября”, № 2, 3, 6, 8, 2000.