Методы успешного достижения высоких результатов в проектной и исследовательской деятельности

Работая учителем биологии мне всегда хотелось, чтобы мои ученики не просто приходили на мой урок, а полюбили биологию, научились понимать сложные вопросы в биологии, захотели узнать больше информации чем написано в учебнике. Для этого необходимо создать на уроках ситуацию успеха, где ребенок почувствует себя первооткрывателем или почувствует командный дух соревнования, где в команде друг друга поддерживают и от каждого в команде зависит успех. Методика, описанная в программе элективного курса, помогает добиваться моим ученикам каждый год высоких результатов в научно-практических конференциях («Старт в медицину» и «Курчатовский проект»), начиная с 2021 года (победители и призеры).

Программу можно использовать не только как целостную программу по внеурочной деятельности, но и использовать элементы в уроках биологии на разных темах.

Выделяю три основные направления в методике для успешного освоения проектной и исследовательской деятельности:

1. Ситуация успеха
2. Технология педагогических мастерских
3. Практика-ориентированная деятельность

Программа

Элективный курс для обучающихся медицинских и естественнонаучных профильных классов «Учебно-исследовательский практикум по биологии».

Пояснительная записка

Программа предназначена для использования в образовательном процессе для учащихся 10 классов общеобразовательных учреждений, обучающихся по медицинскому или естественнонаучному профилю. Программа основана на учебно-междисциплинарных и исследовательско-междисциплинарных связях биологии, химии и физики. Содержание программы направлено на создание условий для совершенствования исследовательской компетентности учащихся, которые получают опыт проведения мини – исследований, работы со справочной литературой, натурными объектами. При проведении исследований учащиеся совершенствуют навыки качественного и количественного анализа, а также практически доказывают значимость осмоса для живых клеток.

Содержание программы элективного курса определено примерными основными образовательными программами основного среднего образования по биологии, химии и физике в соответствии с ФГОС СОО.

Курс рассчитан на 35 часа.

Цели и задачи программы

Цель: создание условий для учебно-исследовательской деятельности обучающихся в области биологических наук в классах естественнонаучного и медицинского профиля.

Задачи:

• формирование метапредметных универсальных способов учебной деятельности путем выполнения творческих, проектных и учебно-исследовательских работ междисциплинарной направленности;
• развитие экспериментальных навыков в области биологии, химии, физики;
• развитие практико-ориентированного мышления;
• развитие личностных характеристик и содействие социализации и профориентации школьников.

Планируемые результаты освоения образовательной программы

В процессе освоения программы планируется, что каждый ее участник научится:

• распознавать проблемы, которые можно решить при помощи биологических методов;
• анализировать отдельные этапы проведения исследований и интерпретировать результаты наблюдений и опытов;
• понимать роль эксперимента в получении научной информации;
• понимать суть осмотического давления в клетках;
• проводить качественный и количественный анализ;
• понимать принципы действия приборов;
• использовать при выполнении учебных задач справочные материалы, ресурсы Интернет;
• ориентироваться в источниках научной информации (текстовые, видео- и фотоизображения, компьютерные базы данных): находить и извлекать необходимую информацию.

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса

Личностные результаты:

• формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности, обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;
• формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики;
• формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками и взрослыми в процессе учебно - исследовательской деятельности.

Метапредметные результаты:

• умение определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;
• умение определять понятия, устанавливать аналогии, классифицировать, устанавливать причинно - следственные связи, строить логическое рассуждение и делать выводы;
• умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения;
• владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
• умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации;
• развитие мотивации к овладению культурой активного пользования поисковыми системами;
• формирование биологического мышления, умения применять его в профессиональной ориентации.

Предметные результаты

• овладение элементарными практическими умениями использования приборов и инструментов для определения количественных и качественных анализов;
• овладение основными навыками нахождения, использования и презентации биологической информации;
• формирование представлений о закономерной связи и познаваемости явлений природы, об объективности научного знания; о системообразующей роли биологии для развития других естественных наук;
• понимание химических основ и принципов действия измерительных приборов;

Содержание программы

1. Вирусы - неклеточные формы жизни, роль и место в биосфере, значение для человека.
2. Бактерии. Значение в природе, жизни человека и собственной деятельности.
3. Витамины — незаменимые компоненты пищи. Роль витаминов в обмене веществ. Группы витаминов. Гиповитаминоз, авитаминоз, симптомы и последствия, их предупреждение.
4. Общий план строения клетки эукариот. Поверхностные структуры (клеточная стенка, гликокаликс), строение и функции. 
5. Биохимия, ее задачи, краткая история развития. Выдающиеся исследователи в области биохимии. Важнейшие химические элементы клетки. Неорганические вещества в клетке. Органические соединения в клетке.
6. Плазмолиз и деплазмолиз клетки, осмотическое давление в клетке.
7. Воздушное питание растений, фотосинтетические пигменты, значение фотосинтеза в природе и жизни человека.

Лабораторные и практические работы

1. «Модель вируса»
2. «Строение бактериальной клетки»
3. «Метод окраски по Граму»
4. Интеллект – карта по теме «Значение бактерий»
5. Исследовательская работа «На страже здоровья»
6. «Модель растительной и животной клеток»
7. «Строение растительной, животной клеток под микроскопом на готовых микропрепаратах и их описание»
8. «Биомолекулы»
9. «Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука»
10. «Осмотическое давление в клетках растений»
11. «Тайна растительных пигментов»
12. «Фотосинтез»
13. Решение задач «Биосинтез белка»

Образовательные технологии

При реализации программы модуля предполагается активное использование технологии мастерских. В этой технологии знания выстраиваются самим учеником (в паре или группе) с опорой на свой личный опыт, приобретенный в ходе естественнонаучного эксперимента, учитель (мастер) лишь предоставляет ему необходимый материал в виде заданий для размышления, лабораторного оборудования и руководства к действию. Эта технология позволяет ученику самому строить своё знание: выдвигать гипотезу, самостоятельно планировать ход эксперимента, проводить его, анализировать полученные результаты и обсуждать их в формате дискуссии. В мастерской обязательно сочетаются индивидуальная, групповая и фронтальная формы деятельности.

Учебно-тематический план занятий

Оценка образовательных результатов программы

Работа в рамках курса оценивается комплексно. Во-первых, по форме и содержанию представленных письменных отчётов и вербальной деятельности (доклады, объяснения, участие в дискуссии и др.). Во-вторых, по результатам мониторинга личностного роста ученика в ходе обучения. В-третьих, по результатам самооценки ученика и взаимооценки учащихся при коллективно-распределённой деятельности.

В качестве итоговой формы контроля предлагается представление одного из мини-проектов учащихся на итоговой конференции.

Требования к условиям организации образовательного процесса

Учебные помещения: Учебная аудитория, оснащенная техническими (мультимедийными) средствами обучения для использования цифровых образовательных ресурсов.

Технические средства обучения:

• Мультимедийный проектор (ТВ панель).
• Компьютер.
• Экран.
• Выход в Интернет.
• Телефоны или планшеты учащихся (с выходом в Интернет).

Материалы и оборудование: водный раствор яичного белка (белок одного куриного яйца отделяют от желтка, растворяют в 15–20-кратном объеме дистиллированной воды, затем раствор фильтруют через марлю, сложенную в 3–4 слоя, и хранят в холодильнике); ткани растений (кусочки сырого и варёного картофеля) и животных (кусочки сырого и варёного мяса); семена подсолнечника; растительное масло; луковица; 10% раствор гидроксида натрия; 1% раствор сульфата меди; 1% раствор карбоната натрия; 5% раствор ацетата свинца; мыльный раствор; йодная вода; крахмал; свежий 3%  раствор пероксида водорода; желчь медицинская; пробирки, пинцет, ватные диски, чашки Петри, фарфоровые пестики; световые микроскопы (10 штук); предметные и покровные стекла (30 штук); фильтровальная бумага; концентрированный раствор хлорида натрия; пипетки (10 штук); стакан химический мерный (10 штук); микроскопы; хлорид натрия, 15-20 мл этилового спирта и примерно 0,1 г порошка Na2CO3 цилиндры 100 мл; бензина (уайт-спирита); 20% раствора соляной кислоты; кристаллов ацетата меди (цинка); готовые микропрепараты клеток растений и животных, лук, морковь, карболовый раствор генцианового фиолетового, раствор Люголя.

Приборы и оборудование «На страже здоровья»: (на группу, 12 человек, следовательно, 6 малых групп)

• Штатив – 6 шт.
• Бюретка с краном (25 мл) – 6 шт.
• Стакан пластиковый 500 мл. – 6 шт.
• Стакан стеклянный 250 мл – 12 шт.
• Ложечка пластиковая – 6 шт.
• Ступка и пестик – 6 шт.
• Лоток раздаточный – 6 шт.
• Пипетки Пастера – 12 шт.
• Пробирки – 40 шт.
• Штатив для пробирок – 6 шт.
• Перчатки одноразовые – 12 шт.
• Халаты – 12 шт.
• Одноразовые медицинские шапочки – 12 шт.
• Защитные очки – 12 шт.

Материалы и реактивы:

• Р-р йода 0,1 Н. – 100 мл. (6 шт.).
• Универсальная индикаторная бумага – 6 шт.
• Лакмус – 6 шт.
• 5% раствор нитрата серебра AgNO₃ – 20 мл. (6 шт.).
• 5%-й раствор гидроксида натрия NaОН – 20 мл. (6 шт.).
• 5%-й раствор красной кровяной соли К₃(Fе (СN)₆) – 20 мл. (6 шт.).
• 5%-й раствор соляной кислоты HCI – 20 мл. (6 шт.)
• 5% раствор хлорида железа (III) FeCI₃ – 20 мл. (6 шт.).
• 1% раствор крахмала – 20 мл. (6 шт.).
• Сок яблочный – 150 мл.
• Отвар из плодов шиповника – 150 мл.
• Сок яблочный после термической обработки – 150 мл.
• Сок мультифруктовый – 150 мл.
• Сок грушевый – 150 мл.
• Сок апельсиновый – 150 мл.
• Компот из кураги – 150 мл.