Пояснительная записка
Рабочая программа по предмету «Введение в исследовательскую деятельность» разработана на основе требований к результатам освоения программ основного общего образования по учебному предмету «Биология», представленных в Федеральном государственном образовательном стандарте ООО (приказ Минпросвещения России от 31.05.2021 № 287 «Об утверждении Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования»).
Требованием времени является самостоятельность мышления выпускников школ, умение поставить цель и спланировать путь к ее достижению, оценить полученный результат, причины неудач и успешности и понять куда двигаться дальше. Необходимость выполнять объемы рабочих программ в рамках традиционных дисциплин естественнонаучного цикла часто не позволяет развивать у учащихся такие способности из-за дефицита времени. Для формирования этих качеств у детей и подростков ФГОС закрепил введение таких предметов, как «Введение в проектную и исследовательскую деятельность», «Индивидуальный проект», «Основы научных исследований». Появление в учебном плане школы таких дисциплин можно использовать и для достижения учащимися более высоких предметных результатов. Ежегодно преподаватели биологии сталкиваются с серьезной проблемой. Биологические знания являются основой понимания глобальных процессов, происходящих в биосфере, что особенно важно при современном уровне техногенного вторжения человека в биосферу, при решении проблем биоэнергетики и обеспечения человечества продуктами питания. Однако, в 5 и 6 классе биология изучается в объеме 1 часа в неделю, времени хватает только на общие теоретические основы ботаники, в 7-9 классах в объеме 2 часов, а в старшей школе может отсутствовать вовсе.
Практика показывает, что из всех биологических дисциплин учащиеся особенно негативно относятся к изучению ботаники, и, в итоге, обладают скудными, недолговечными знаниями по этому предмету, навыки исследования ботанических объектов и вовсе отсутствуют. В итоге, в средней и старшей школе учащиеся исключают биологию из сферы своих интересов.
Данная программа направлена на решение этой проблемы. В виде учебного предмета, внеурочной деятельности или дополнительного образования курс «Введение в исследовательскую деятельность» сделает изучение ботанических объектов и процессов наглядными. Благодаря простоте организации исследовательской среды, понятности результатов экспериментов для детей проблема вовлечения детей в исследовательскую деятельность может быть решена.
Проблема изменения отношения детей к биологическим знаниям и одновременно развитие у детей исследовательских навыков требуют комплексного подхода к решению. В моей школе для реализации предлагаемой программы были приняты следующие действия:
- введение курса «Введение в проектную и исследовательскую деятельность» в учебный план 6 класса;
- формирования в школе материальной базы для преподавания этого предмета;
- изменения финансирования работы преподавателей в связи с делением классов на группы;
- составление программы и поурочного планирования нового предмета.
В связи с тем, что учитель, ведущий курс «Введение в исследовательскую деятельность», стремится достичь и образовательных результатов, он должен подвести учащихся к мысли, что не все в обсуждаемой области ботаники известно, или поставить учащихся в ситуацию, когда нужно придумать или сконструировать средства для решения задачи, или показать противоречие между догмами, излагаемыми в учебнике и исключительными ситуациями, существующими в природе. Любой из этих способов вовлечения в исследовательскую деятельность легко реализуем на ботаническом материале.
Мой пятилетний опыт работы с предлагаемыми исследовательскими кейсами показал, что вовлечение учащихся в самостоятельное получение знаний через исследование ботанических объектов и процессов неизбежно ведёт к повышению интереса к биологии.
Предлагаемая программа разработана и апробирована в параллели 6 классов, занятия проводились в группах до 15 человек 1 раз в 2 недели, что важно для работ, связанных с ростом растений.
В 6 классе возраст, отсутствие опыта исследования и большое количество детей на 1 учителя не позволяют с каждым ребенком осуществить полноценное исследование, поэтому эта программа предлагает обучающие исследовательские кейсы, в ходе выполнения которых учащиеся проходят через большинство этапов жизненного цикла исследования. На этапе постановки проблемы происходит погружение учащихся в тему. После выявления проблемы учащиеся под руководством педагога, который в данном случае выполняет роль наставника, формулируют цель и задачи работы. На этапе реализации решаются прикладные задачи. Выполнение исследовательских кейсов предполагает обучение практическим лабораторным навыкам с нулевого уровня. На этапе рефлексии оценивается достижение ценностного результата работы. Экспертиза выполнения исследовательских кейсов проводится преподавателем на уроках.
Результатами моей работы может воспользоваться любой преподаватель, знакомый с основами биологии и взявшийся за преподавание курса «Введение в исследовательскую деятельность» в 6 классе.
Решая задачи исследовательских кейсов, учащиеся понимают какая область жизни растений заинтересовала их в наибольшей степени. По выбранному направлению желающие могут выполнить самостоятельную исследовательскую работу, которую можно представить на очном этапе МОШ по экологии, или выступить со своей работой на конференции.
Лица, освоившие программу, смогут:
- отличать проект от исследования;
- формулировать цель, задачи и гипотезу исследования;
- планировать и проводить эксперимент;
- работать с текстовой, цифровой и графической информацией;
- анализировать полученные результаты и делать выводы.
Реализацию программы можно считать успешной в случае повышения заинтересованности учащихся в изучении биологии, проявлению у них самостоятельности в поиске информации, проведении наблюдений, выборе предмета и объекта исследования.
По ссылкам в программе предлагаются тексты кейсов, предназначенные для распечатки и выдачи учащимся в начале урока. Учителю отводится роль координатора действий учащихся, организатора групповой работы. При необходимости учитель осуществляет индивидуальные консультации, знакомит с названием и техникой работы с лабораторным оборудованием, осуществляет контроль за соблюдением правил техники безопасности при выполнении практической части работ.
Содержание программы
Введение
Что такое проект и исследование. Общее знакомство с содержанием курса. Сравнительная характеристика проекта и исследования. Разбор основных характеристик проекта и исследования на любом конкретном примере.
Какие умения нужны ученому и инженеру. Умею ли я читать? Необходимость работы с большими объемами информации. Методы поиска информации и работы с ней. Нахождение в тексте нужной информации. Смысловое расширение текста. Тренинг по работе с текстами по технологии «Тройное интервью».
Умею ли я сосредоточиться? Умею ли я видеть, а не просто смотреть?
Работа с рисунками различных видов растений, относящихся к одному роду с целью поиска общих черт и черт отличия по морфологическим признакам.
Организация исследования. Условия постановки эксперимента.
Подготовка эксперимента: постановка цели, формулировка гипотезы. Верификация.
Примечание. Количество вводных уроков зависит от количества уроков биологии до начала изучения темы «Семя». Изучение тем на уроках биологии должно немного опережать работу с кейсами.
Исследовательские кейсы к теме «Семя»
Особенности строения семян. Работа с кейсом «Сортировка семян» (одно занятие)
Особенности жизнедеятельности семян. Обсуждение факторов, необходимых для прорастания семени. Роль эндосперма для развития зародыша. Работа с кейсом «Что хранит эндосперм семян?» (одно занятие). Работа с кейсом «Семечко, расти!» (первое занятие - формулировка цели, задач, гипотезы, заложение эксперимента; второе занятие - описание наблюдений, измерения, анализ, вывод). На основе проростков, полученных при работе с кейсом «Семечко, расти» выявляются причины опережающего роста корня относительно побега.
Примечание: В конце второго занятия, после окончания обсуждения результатов выполнения кейса «Семечко, расти!» необходимо заложить семена кукурузы и огурца на прорастание в гидропонные установки для работы со с кейсом к теме «Побег». При отсутствии гидропоник можно посеять семена в грунт, предусмотрев дополнительное освещение. Для начала работы с кейсом нужны, как минимум, семядоли.
Исследовательские кейсы к теме «Корень»
Типы корневых систем. Работа с кейсом «Корень корню рознь» (первое занятие - формулировка цели, задач, гипотезы, заложение эксперимента; второе занятие - описание наблюдений, измерения, анализ, вывод).
Исследовательские кейсы к теме «Побег»
Понятие о возрастных периодах растения. Что такое проросток, ювенильное, виргинильное растение. Работа с кейсом «Как рождается побег» (одно занятие - описание морфологических черт проростков кукурузы и гороха).
Примечание: В конце занятия необходимо заложение семян овса на прорастание на свету и в темноте для работы со следующим кейсом. Семена закладываются на влажные ватные диски в чашки Петри. Я практикую деление учащихся на пары, один закладывает семена для прорастания на свету, другой - в темноте.
Изменение морфологических признаков ювенильного растения в зависимости от внешних факторов: освещенности, типа почв, минерального питания и т.д. Этиолированные растения. Работа с кейсом «Не зеленые растения» (одно занятие, основанное на описании морфологических черт проростков овса, полученных на свету и в темноте). Рекомендую предъявить учащимся полученные проростки после выполнения ими начальных этапов работы с кейсом.
Характеристика имматурного растения. Лист - часть побега, осуществляющая газообмен, транспирацию и обеспечивающая растение органическими веществами. Работа с кейсом «Повар и поварята». (одно занятие)
Примечание: Рекомендую работу в парах. Разным парам для выделения пигментов можно предложить листья разных растений, в том числе растения овса, описание которых проводилось на прошлом занятии. Работа предполагает экстракцию пигментов листа спиртом и разделение бензином. Спирт и бензин ядовитые вещества, поэтому строго выдаются учителем. Если есть сомнения в том, что учащиеся будут соблюдать правила техники безопасности, то работу лучше не проводить.
Анатомическое строение стебля однодольных и двудольных растений. Работа с кейсом «Найди отличия» с использованием готовых микропрепаратов поперечного среза стебля травянистых однодольных и двудольных растений.
Исследовательские кейсы к теме «Цветок»
Нахождение признаков перехода к генеративному периоду. Общая характеристика генеративного периода онтогенеза растений. Цветение и плодоношение - процессы полового размножения растений. Короткодневные, длиннодневные и среднедневные растения. Монокарпические и поликарпические виды. Работа с кейсом «Что может рассказать цветок?» (одно занятие - работа с фотоматериалами, позволяющими по строению цветка написать «историю жизни» растения).
Работа с кейсом «Прекрасные цвета растений» (одно занятие).
Примечание: Работа предполагает получение водной вытяжки антоцианов из лепестков красных цветков, я покупаю хризантемы темных окрасок. Но перед занятием готовлю 100 мл вытяжки краснокочанной капусты. Антоцианы этого растения дают самую потрясающую по красоте гамму цветов в кислой и щелочной среде. После работы детей с полученными из лепестков антоцианами я даю им возможность «поиграть» с антоцианами краснокочанной капусты, поэтому каждой паре учащихся выдается полный штатив пробирок.
Подведение итогов
Рефлексия. Анализ приобретенных умений и навыков. Обсуждение значения ботанических знаний в практике садовода, агронома, охране лесных фитоценозов и отдельных редких видов растений.
Экскурсия: нахождение в природе растений на различных стадиях онтогенеза и их характеристика.