Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся биоэкологической направленности
- Авторы: Семенов А.А.1, Яицкий А.С.1, Панфилова Л.В.1, Павловский В.А.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный социально-педагогический университет
- Выпуск: Том 7, № 4 (2018)
- Страницы: 352-360
- Раздел: 13.00.00 – педагогические науки
- URL: https://snv63.ru/2309-4370/article/view/21900
- DOI: https://doi.org/10.17816/snv201874312
- ID: 21900
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Стратегическая задача развития школьного образования на современном этапе заключается в достижении нового качества образовательных результатов посредством обновления его целей, содержания, форм, методов, средств и технологий обучения. К таким результатам относятся универсальные учебные действия (УУД). Одним из путей формирования УУД является включение учащихся в учебно-исследовательскую деятельность. Широким потенциалом для осуществления учебно-исследовательской деятельности обладают естественнонаучные предметы, в том числе биология и экология. Учебно-исследовательская деятельность – это процесс выработки новых знаний, ранее неизвестных учащимся, направленный на постановку проблемы, выдвижение гипотезы, проверку гипотезы и формулировку выводов. Она подчиняется определенной логической последовательности и состоит из нескольких компонентов: 1) мотивационно-целевой компонент – предполагает выработку потребностей и мотивов осуществления учебно-исследовательской деятельности, её мотивацию; определение методологического аппарата учебного исследования: постановку проблемы, формулировку темы, цели, объекта, предмета, гипотезы и задач; 2) содержательный компонент – состоит из когнитивного (система знаний об объекте исследования и способах выполнения исследовательских процедур), деятельностного (система умений, необходимых для успешного осуществления учебно-исследовательской деятельности) и ценностно-ориентационного (базовые национальные ценности российского общества и личностные качества исследователя) элементов; 3) процессуальный компонент – заключается в определении этапов учебно-исследовательской деятельности, выборе методов и средств её осуществления, проверке гипотезы; 4) результативно-оценочный компонент – включает формулировку выводов, изложение результатов, презентацию исследовательского продукта, оценку учебно-исследовательской деятельности и рефлексию.
Ключевые слова
Полный текст
В настоящее время общеобразовательные учреждения Российской Федерации переходят на федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) [1]. Этот переход должен завершиться к 2022 году [2]. Разработка и внедрение ФГОС связаны с социально-экономическими преобразованиями в России и общемировыми тенденциями перехода от индустриального общества к информационному. Стратегической задачей развития школьного образования на современном этапе является достижение нового качества образовательных результатов путём обновления его целей, содержания, форм, методов, средств и технологий обучения [3]. Основу ФГОС составляет системно-деятельностный подход. Он способствует воспитанию и развитию личностных качеств; формированию социальной среды развития учащихся; достижению цели и основных образовательных результатов; установлению приоритета за содержанием образования, учебным сотрудничеством и способами организации образовательного процесса; учёту индивидуальных особенностей школьников, разнообразию образовательных маршрутов и траекторий [4]. Внедрение ФГОС предполагает изменение роли учителя и ученика. Теперь учитель должен быть не столько основным источником знаний для учащихся, сколько организатором учебного процесса, помощником и консультантом. А ученик из пассивного слушателя должен превратиться в активного участника образовательного процесса. Между учителем и учеником должны установиться действительно равноправные субъект-субъектные отношения.
В центр государственной образовательной политики поставлена личность учащегося. Обществу нужны люди, способные самостоятельно осваивать новые знания и умения, неоднократно переучиваться на протяжении своей жизни, готовые к осуществлению самостоятельных действий и принятию самостоятельных решений [3]. Этому способствует формирование у школьников универсальных учебных действий (УУД) – умение учиться, т.е. способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путём сознательного и активного присвоения нового социального опыта [5, с. 27].
Одним из путей формирования УУД является включение учащихся в учебно-исследовательскую деятельность, ценность которой определяется возможностью школьников посмотреть на различные проблемы с позиции учёных, занимающихся научными исследованиями [6].
Широким потенциалом для осуществления учебно-исследовательской деятельности обладают естественнонаучные предметы, в том числе биология и экология. Они способствуют воспитанию патриотизма, формированию целостного мировоззрения, экологической культуры, здорового и безопасного образа жизни.
Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся как педагогическая проблема не нова. Она находит отражение в работах многих учёных-методистов и учителей. Среди них можно отметить И.Ю. Азизову [2; 7], Н.Д. Андрееву [2; 8], Н.Г. Боброву [9], Н.М. Горленко [10], И.Н. Грачеву [11], В.В. Губареву [12], А.А. Денисову [13], В.В. Пасечника [14], Б.Е. Райкова [15], С.В. Суматохина [16; 17], Е.В. Тяглову [18], С.А. Фамелис [19], О.Н. Финогенову [20] и др.
Источником данной проблемы является недостаточность разработанности компонентов учебно-исследовательской деятельности учащихся и их функционального содержания.
Целью настоящей работы стало уточнение компонентов учебно-исследовательской деятельности учащихся биоэкологической направленности и их функционального содержания.
Под учебно-исследовательской деятельностью мы понимаем процесс выработки новых знаний, ранее неизвестных учащимся, направленный на постановку проблемы, выдвижение гипотезы, проверку гипотезы и формулировку выводов.
Учебно-исследовательская деятельность имеет определённую логику и состоит из четырёх компонентов (рис. 1).
Мотивационно-целевой компонент | |||||||
Мотивация как совокупность потребностей и мотивов учебно-исследовательской деятельности | Методологический аппарат учебного исследования: проблема, тема, цель, объект, предмет, гипотеза и задачи | ||||||
Содержательный компонент | |||||||
Когнитивный элемент: знания об объекте исследования и способы выполнения исследовательских процедур | Деятельностный элемент: умения, необходимые для успешного осуществления учебно-исследовательской деятельности | Ценностно-ориентационный элемент: базовые национальные ценности российского общества и личностные качества исследователя | |||||
Процессуальный компонент | |||||||
Этапы учебно-исследовательской деятельности: постановочный, собственно исследовательский и заключительный | |||||||
Направления учебно-исследовательской деятельности: урочная и внеурочная | |||||||
Формы урочной учебно-исследовательской деятельности: урок. Формы внеурочной учебно-исследовательской деятельности: экскурсия, внеурочная работа, домашняя работа, внеклассная работа, факультатив, элективный курс, ученическое научно-исследовательское общество, экологический лагерь, исследовательская практика, экспедиция | |||||||
Методы учебно-исследовательской деятельности: анализ, синтез, описание, сравнение, обобщение, классификация, систематизация, наблюдение, эксперимент, мониторинг, биоиндикация, прогнозирование, конструирование, проектирование, моделирование, беседа, опрос | Средства учебно-исследовательской деятельности: информационные ресурсы, натуральные объекты, изобразительные пособия, оборудование (приборы, инструменты, устройства), химические реактивы | Технологии учебно-исследовательской деятельности: технология организации учебно-исследовательской деятельности, технология проблемного обучения, технология развития критического мышления, технология проектного обучения, технология организации самостоятельной работы учащихся, информационно-коммуникационные и рефлексивные технологии | |||||
Результативно-оценочный компонент | |||||||
Результат | Критерии оценивания | Рефлексия | |||||
присвоенные знания, умения и отношения осуществления учебно-исследовательской деятельности | сформированность личностных, метапредметных (межпредметных понятий, регулятивных, познавательных и коммуникативных УУД) и предметных результатов | самоанализ и самооценка |
Рисунок 1 – Компоненты учебно-исследовательской деятельности учащихся биоэкологической направленности
Мотивационно-целевой компонент – предполагает выработку потребностей и мотивов осуществления учебно-исследовательской деятельности, её мотивацию; определение методологического аппарата учебного исследования: постановку проблемы, формулировку его темы, цели, объекта, предмета, гипотезы и задач.
Мотивация – это система внешних и внутренних факторов, побуждающих к учебному познанию. В качестве мотивов могут выступать потребности учащихся, их личный смысл, вкладываемый в проведение учебного исследования, пример окружающих, система поощрений и наказаний [21], а также объект, предмет, способы и средства исследования, его конечный результат [9].
Проблема исследования должна быть представлена теоретическим или практическим вопросом. Ответ на него ученику не известен. Он требует изучения и последующего решения.
Тема является краткой словесной формулировкой проблемы исследования. Она должна быть актуальной, интересной, личностно значимой, иметь практическую направленность. При её формулировке можно воспользоваться известной формулой 7 ± 2, где 7 и 2 – количество слов в названии темы.
Цель исследования – это обоснованное представление о конечных результатах учебного поиска, которое направлено на получение нового знания для учащегося или конечного продукта. Она формулируется на основе темы исследования. Цель должна начинаться не с глагола, а с существительного: не изучить, а изучение…; не выявить, а выявление…; не определить, а определение… и т.п.
Объект исследования – «определённая совокупность свойств и отношений, которая существует независимо от познающего, но отражается им, служит конкретным полем поиска» [22, с. 55]. В биологии и экологии в качестве объекта исследования выступают биологические системы разного уровня организации: молекулы белков и нуклеиновых кислот, клетки, ткани, органы, системы органов, организмы, популяции, виды, биоценозы, биогеоценозы, экосистемы и биосфера в целом. Объект исследования всегда шире предмета исследования.
Предмет исследования – некий аспект изучения объекта [22], его отдельная сторона, свойство или особенность. Предметом исследования биоэкологических изысканий становятся взаимоотношения живых организмов между собой и неживой природой, их влияние друг на друга, а также структура и функционирование надорганизменных систем (популяций, видов, биоценозов, экосистем).
Гипотеза исследования – утверждение, истинность которого нуждается в проверке и доказательстве. Описательные гипотезы содержат предположение о структуре, свойствах, функциях, связях, отношениях, особенностях изучаемого объекта. Объяснительные – устанавливают причинно-следственные связи. Прогностические – предвосхищают действия, заключают в себе определённые прогнозы.
Задачи исследования отражают этапы решения поставленной цели. В учебном исследовании их может быть от 2 до 5–6, но не более. Формулировка задачи должна начинаться с глагола: изучить…; выявить; систематизировать… и т.п. Следует обратить внимание на недопустимость использования одного и того же глагола в формулировках задач. Желательно, чтобы все глаголы были разные.
Содержательный компонент – состоит из когнитивного, деятельностного и ценностно-ориентационного элементов.
Когнитивный элемент предполагает систему знаний об объекте учебного исследования и способах выполнения исследовательских процедур, которые являются его частью [23]. В биоэкологических исследованиях находят широкое применение такие исследовательские процедуры, как наблюдение, сравнение, описание, распознавание, определение, экспериментирование, моделирование, конструирование, систематизация, классификация, анализ, синтез, объяснение, аргументация, интерпретация и др.
Деятельностный элемент охватывает систему умений, необходимых для успешного осуществления учебно-исследовательской деятельности. К ним относятся умения планировать и выполнять учебное исследование; определять проблему, формулировать тему, цель, объект, предмет, гипотезу и задачи; работать с источниками информации, анализировать их; отбирать и использовать методы и средства научного поиска, адекватные цели и задачам; объяснять и интерпретировать полученные данные; устанавливать причинно-следственные связи; логически излагать материал; делать выводы; представлять результаты проделанной работы в устной и письменной формах, делать доклады и сообщения; готовить иллюстративный материал; отвечать на вопросы, аргументированно защищать и отстаивать свою точку зрения и позицию; осуществлять самоконтроль и самооценку.
Ценностно-ориентационный элемент содержит базовые национальные ценности российского общества и личностные качества исследователя. В процессе проведения биоэкологических учебных исследований у учащихся формируются такие ценности, как любовь к России, своему краю, ответственность за настоящее и будущее своей страны, нравственный выбор, честь, достоинство, добросовестность, ответственность, жизнь во всех её проявлениях, экологическая безопасность, экологическая культура, ресурсосбережение, экологическая грамотность, научная картина мира, стремление к познанию и истине, интеллектуальное развитие личности, целеустремленность и настойчивость, бережливость, выбор профессии и др. [4].
Процессуальный компонент – заключается в определении этапов учебно-исследовательской деятельности, выборе методов и средств для достижения поставленной цели и задач, проверке гипотезы.
Учебно-исследовательскую деятельность можно разделить на три этапа: постановочный, собственно исследовательский и заключительный.
- Постановочный этап начинается с определения учебной проблемы, далее – формулировка темы исследования, его цели, объекта, предмета, гипотезы и задач.
- Собственно исследовательский этап включает в себя отбор методов и средств учебного поиска, проверку гипотезы, анализ полученных результатов.
- Заключительный этап предполагает формулирование выводов, изложение результатов исследования, их представление и рефлексию.
Следует отметить, что содержание этапов учебно-исследовательской деятельности может быть весьма вариативным и неоднозначным.
Учебно-исследовательская деятельность учащихся биоэкологической направленности организуется по двум направлениям: урочная и внеурочная.
Урочная учебно-исследовательская деятельность учащихся осуществляется в рамках уроков биологии и экологии.
Урок – это основная форма обучения в школе. Его отличительными особенностями являются точно установленное время (40–45 минут), постоянная группа учащихся (класс), проведение в классной комнате (кабинете), овладение основами изучаемого предмета непосредственно в ходе занятия [24].
Учебное исследование может быть организовано на различных этапах урока: на этапе контроля достижений учащихся, когда ученики представляют результаты своих учебных изысканий, выполненных во внеурочное время; на этапах изучения и закрепления нового материала в рамках проведения лабораторных и практических работ (лабораторная работа проводится с целью изучения нового материала, практическая работа – с целью закрепления изученного материала и отработки практических умений); на этапе представления домашнего задания в виде заданий исследовательского характера.
На некоторых уроках учебно-исследовательская деятельность учащихся занимает большую часть времени. К ним относятся уроки-семинары, уроки-лабораторные занятия, уроки-практические занятия, уроки-конференции, уроки-защиты исследовательских работ, уроки-экспертизы и др.
В качестве примеров уроков с биоэкологическим содержанием можно отметить: «Вирусы и бактерии – возбудители заболеваний»; «Роль бактерий в природных сообществах (экосистемах)»; «Многообразие грибов, их роль в природе и жизни человека»; «Лишайники – симбиотические организмы, их экологическая роль»; «Растительные сообщества»; «Приспособление животных к различным средам обитания»; «Экологические факторы»; «Экосистемы»; «Проблема устойчивого развития биосферы и пути её решения».
Внеурочная учебно-исследовательская деятельность учащихся является логическим продолжением урочной деятельности и проводится в рамках таких форм обучения биологии и экологии, как экскурсия, внеурочная работа, домашняя работа, внеклассная работа и др.
Экскурсия проводится вне школы, с группой учащихся, предполагает передвижение от объекта к объекту в естественной среде или искусственно созданных условиях [25].
В рабочие программы учителей могут быть включены следующие экскурсии биоэкологической направленности: «Среды обитания. Адаптации растений и животных к среде обитания»; «Сезонные явления в жизни растений и животных»; «Знакомство с работой очистных сооружений», «Типы и формы биотических отношений»; «Изучение и описание экосистем своей местности»; «Местные растения и животные, занесённые в Красную книгу» и др.
Учебно-исследовательская работа в рамках экскурсии осуществляется, как правило, на этапе самостоятельной работы учащихся, когда учитель предлагает школьникам выполнить одно или несколько заданий исследовательского характера. Например:
– Определите среды обитания и выявите адаптации к ним у бычьего цепня, крота, волка и окуня.
– Изучите весенние изменения в жизни дуба и липы. В чём сходства и различия? Ответ обоснуйте.
– Составьте схему очистки сточных вод вашей местности. Опишите её. Отметьте положительные и отрицательные стороны. Сформулируйте и обоснуйте ваши предложения по совершенствованию работы очистных сооружений.
– Подберите примеры различных связей (трофические, топические, фабрические, форические) и форм отношений (хищничество, конкуренция, паразитизм, комменсализм, мутуализм) между животными, используя коллекцию зоологического (краеведческого) музея. Аргументируйте свой выбор.
– Докажите, что лес – это экосистема.
– Выявите в коллекции зоологического (краеведческого) музея виды животных, занесённых в Красную книгу. Объясните причины сокращения их численности. Предложите меры по её восстановлению.
Внеурочная работа организуется по индивидуальным и групповым заданиям учителя для выполнения внеурочных, обязательных, связанных с основным курсом практических работ [25]. К ним относят фенологические наблюдения, летние задания, работы на учебно-опытном участке и в уголке живой природы. Учащимся можно предложить такие внеурочные практические работы биоэкологической направленности, как: «Изменение положения листьев растений в зависимости от освещения»; «Влияние интенсивности освещения на рост молодила»; «Изменчивость одуванчика в зависимости от условий произрастания»; «Приспособление подорожника к условиям произрастания»; «Сезонные изменения авифауны своей местности»; «Сезонные изменения в жизни отдельного вида растения или животного»; «Влияние удобрений на рост, развитие и урожайность культурных растений» и др. [26; 27].
С введением ФГОС в общеобразовательных учреждениях появились занятия по внеурочной деятельности. Учитель может разработать рабочую программу занятий с биоэкологическим содержанием, в рамках которых успешно организовывать учебно-исследовательскую деятельность учащихся.
Домашняя работа проводится с целью самостоятельного выполнения в домашних условиях заданий учителя [25].
Ниже приводим несколько исследовательских домашних заданий биоэкологической направленности:
– Выясните, какую роль играют домашние животные в распространении паразитов человека. Перечислите способы, позволяющие избегать заражений.
– Смоделируйте пищевую сеть конкретной экосистемы вашей местности. Что произойдёт, если в экосистеме будут полностью уничтожены хищники? Выпишите виды, относящиеся к продуцентам и консументам I, II и III порядков. Обоснуйте свой выбор.
– Изучите видовой состав растений, произрастающих вдоль дороги по пути от школы до дома. Почему эти растения не приживаются в лесах, на лугах или в степях? Ответ обоснуйте [28].
Внеклассная работа имеет добровольный характер, проводится вне урока по желанию учащихся с целью расширения и дополнения школьной программы, повышения интереса к изучаемому предмету, развития творческих способностей [25]. Различают три вида внеклассной работы: индивидуальная, групповая и массовая.
В процессе индивидуальной внеклассной работы учащиеся выполняют учебные исследования, результаты которых они могут доложить на уроке, на занятии кружка, на заседании ученического научно-исследовательского общества, на предметной олимпиаде, конференции или конкурсе исследовательских работ.
Тематика индивидуальных учебных исследований школьников может быть различной. Например: «Экологический спектр жизненных форм растений (животных) экосистемы своей местности»; «Экология отдельного вида растения или животного»; «Влияние отдельных факторов на рост и развитие конкретного организма»; «Биоиндикация отдельных экосистем» и т.п.
Успешной формой организации учебно-исследовательской деятельности учащихся является кружок. На его занятиях школьникам могут быть предложены различные исследовательские работы биоэкологической направленности. Например: «Изучение приспособленности организма к определённой среде обитания»; «Подсчёт плотности и численности популяции»; «Создание экологического паспорта рабочего места, помещения, здания или территории»; «Моделирование экосистем»; «Конструирование фильтров для очистки воды»; «Изучение сукцессии простейших в водных культурах» и др. [28–30].
В рамках массовой внеклассной работы организуются мероприятия, на которых будут представлены результаты индивидуальных и групповых исследований учащихся. К таким мероприятиям можно отнести недели биологии и экологии, предметные олимпиады, исследовательские конкурсы учащихся и конференции, интеллектуальные марафоны и экологические фестивали.
Помимо вышеперечисленных форм организации учебно-исследовательской деятельности учащихся, следует отметить факультатив, элективный курс, ученическое научно-исследовательское общество, экологический лагерь, исследовательскую практику, экспедицию. Участвуя в них, школьники расширяют и углубляют свои знания по биологии и экологии, осваивают методы биоэкологических исследований, получают опыт проведения учебных исследований, собирают фактический материал, встречаются с учёными-экологами и представителями экологических организаций [31; 32].
Учебно-исследовательская деятельность реализуется с помощью различных методов и средств научного познания.
Метод исследования – способ решения поисковой цели или задачи. Среди основных методов школьных биоэкологических исследований можно отметить:
Анализ – расчленение целого (предмета, явления, процесса) на отдельные части, признаки, свойства и установление связей между ними (анализ экологического состояния воды, воздуха, почвы, растений, в зависимости от места расположения или произрастания).
Синтез – соединение отдельных элементов, частей, признаков в единое целое (изучение экологического состояния экосистемы своей местности, памятника природы; составление экологического паспорта).
Описание – система процедур сбора, первичного анализа и изложения данных и их характеристик (описание организма с другими организмами и неживой природой; описание структуры и функционирования надорганизменной экосистемы).
Сравнение – установление сходства и различия (сравнение природных и искусственных экосистем).
Обобщение – нахождение общего в изучаемых предметах или явлениях (обобщение экологических данных за определённый период времени).
Классификация – разделение объектов и явлений на группы согласно критериям (классификация экологических факторов; классификация организмов по отношению к конкретному фактору среды; классификация жизненных форм растений или животных; классификация популяций, экосистем, сукцессий).
Систематизация – разделение объектов и явлений на совокупности с общими и отличительными признаками, исходя из цели и выбранных критериев (систематизация биоэкологической информации, результатов учебного исследования).
Наблюдение – целостное изучение предмета, явления или процесса, в его естественном функционировании, в его живых, многогранных связях и проявлениях (наблюдения в экосистемах за отдельными их компонентами и в целом).
Эксперимент – изучение объекта или явления в специально созданных условиях, которые можно изменять и варьировать, фиксировать, воспроизводить. Эксперимент позволяет делать точные замеры, устанавливать причинно-следственные связи (изучение влияния отдельных факторов на биологические системы).
Мониторинг – слежение за природными и антропогенными процессами в биологических средах, организмах, сообществах и т.п. (мониторинг состояния экосистем; мониторинг окружающей среды и отдельных её компонентов; мониторинг динамических показателей популяции (численности, плотности, рождаемости, смертности, прироста популяций, темпа роста; половой, возрастной и пространственной структуры); мониторинг заболеваемости человека в зависимости от природных и антропогенных факторов).
Биоиндикация – установление особенностей среды или экосистемы по видам-индикаторам (лихеноиндикация атмосферного воздуха; изучение экологического состояния окружающей среды с помощью древесных растений; биоиндикация загрязнения водоёма по состоянию популяций растений семейства рясковых).
Прогнозирование – обоснованное предсказание поведения систем и их частей, определяемого естественными процессами и воздействием на них человека (прогнозирование последствий деятельности человека на изучаемый объект; прогнозирование изменений биологической системы под влиянием внешних и внутренних факторов).
Конструирование – создание различных изделий, моделей, макетов (конструирование фильтра для очистки сточных вод; конструирование анализатора углекислого газа; конструирование почвенных элементов).
Проектирование – определение основных характеристик системы или её частей (проектирование экосистем, зелёных насаждений, экологически безопасного жилища или помещения, безотходного производства).
Моделирование – изучение реально существующих объектов, процессов или явлений на их моделях (моделирование экосистемы; моделирование экологического состояния воздуха (почвы, водоёма); моделирование последствий влияния отдельного фактора на биосистему; изучение и моделирование глобальных экологических процессов, например, парникового эффекта).
Беседа – тематически направленный диалог исследователя и респондента с целью получения сведений об изучаемом объекте или явлении (беседы с учёными и практиками в области биоэкологии, ответственными и административными лицами, работниками сельскохозяйственных производств, промышленных предприятий, коммунальных хозяйств, экологических служб и ведомств с целью выяснения отдельных вопросов учебного исследования).
Опрос – процесс получения ответов на заранее сформулированные вопросы. Опрос может быть устным (интервью) и письменным (анкетирование) (проведение социологических опросов по проблемам окружающей среды).
Средства исследования в биологии и экологии – это предметы и объекты живой природы или созданные человеком, необходимые для организации учебного поиска. К ним относятся информационные ресурсы, натуральные объекты, изобразительные пособия, оборудование (приборы, инструменты, устройства) и химические реактивы.
К информационным ресурсам относятся любые источники информации по биологии и экологии. Их можно разделить на печатные (учебники, книги, журналы, сборники материалов конференций, справочники, энциклопедии, словари, альбомы, атласы, карты, отчеты, инструктивные карточки, планы, методические рекомендации и указания) и электронные (ресурсы сети Интернет, электронные презентации, мультимедиа).
Информационные ресурсы применяются в учебно-исследовательской деятельности для определения методологических и теоретических основ учебного исследования, определения его актуальности и значимости, выявления степени изученности, анализа литературы, понятийного аппарата, эмпирических данных.
Натуральные объекты – это объекты живой природы. Они могут быть живыми (бактерии, грибы, лишайники, комнатные, растения, животные, человек) и неживыми (чучела и тушки животных, влажные препараты, готовые микропрепараты, коллекции, гербарии).
В отсутствии натуральных объектов можно воспользоваться изобразительными пособиями. К ним относятся рисунки, таблицы, наборы открыток с изображениями растений и животных, модели (отражают основные характеристики объекта) и муляжи (являются точными копиями объекта).
Для успешного проведения некоторых учебных исследований по биологии и экологии необходимо специализированное лабораторное и полевое оборудование, компьютеры, программное обеспечение, а также химические реактивы.
Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся рассматривается как образовательная технология [2].
Образовательная технология – рациональная (стабильная) совокупность последовательно применяемых операций, осуществляемых субъектами образовательного процесса определённым способом в определённой последовательности для достижения поставленной цели [33; 34].
В технологии организации учебно-исследовательской деятельности можно выделять следующие технологические операции:
– мотивация;
– определение методологического аппарата учебного исследования;
– выбор методов исследования;
– проведение исследования, проверка гипотезы;
– изложение результатов исследования;
– презентация исследовательского продукта;
– рефлексия.
Технология организации учебно-исследовательской деятельности хорошо сочетается с технологией проблемного обучения, технологией развития критического мышления, технологией проектного обучения, технологией организации самостоятельной работы учащихся, информационно-коммуникационными и рефлексивными технологиями.
Результативно-оценочный компонент – включает формулировку выводов, изложение результатов учебного поиска, презентацию исследовательского продукта, оценку учебно-исследовательской деятельности и рефлексию.
Выводы – логический итог учебного исследования. Они должны быть немногочисленными, чёткими, ёмкими, лаконичными, соответствовать цели, задачам и содержанию проделанной работы. Каждый вывод должен быть пронумерован.
Результаты учебно-исследовательской деятельности учащихся могут быть представлены в виде рефератов, ученических отчётов, исследовательских работ, ученических статей.
Реферат – краткое изложение содержания одного или нескольких источников. В зависимости от количества анализируемых источников рефераты бывают монографическими (написаны на основе одного источника) и обзорными (написаны на основе нескольких источников, объединённых общей тематикой или проблемой). Реферат представляет собой вторичный текст, по смыслу адекватный источнику, ограниченный малым объёмом и вместе с тем максимально полно излагающий содержание исходного текста. В основе реферата лежит работа с источниками информации, их реферирование (анализ прочитанного; отбор главного, существенного) и конспектирование (краткое изложение содержания источника). В нём должна соблюдаться авторизованность в передаче информации. Для этого могут быть использованы следующие лексические клише: автор полагает…; автор обращает внимание на…; автор отмечает тот факт…; наконец, автор приходит к выводу… Реферат состоит из вводной части, основной и заключительной. Во введении даётся краткая характеристика источника (что он собой представляет – исследование, материалы конференции, статью, монографию, учебник, критический обзор); раскрывается авторская цель и задачи реферируемого текста, выделяется проблема или круг проблем, рассматриваемых автором; обосновывается их актуальность; формируется цель и задачи самого реферата. В основной части передаётся структура и содержание исходного теста. В заключении делаются выводы об актуальности поднятой проблемы, её значимости, перспективах развития, согласии или несогласии с позицией автора [35].
Выполнение реферативных работ способствует развитию у школьников умений работать с источниками информации, анализировать прочитанное, отбирать главное, составлять вторичный текст, формулировать свою позицию и др.
Ученический отчёт – форма подведения итогов учебного исследования. В нём отражается тема, цель, объект, предмет, гипотеза, задачи, методы исследования, описываются полученные результаты, формулируются выводы и приводится список литературы.
Исследовательская работа представляет собой описание содержания проведённого школьником учебного исследования. Во введении излагается актуальность исследования, его методологический аппарат, значимость, новизна (при наличии), объём и структура работы. В основной части приводится методика исследования и его результаты. Заключительная часть содержит выводы и список литературы.
Ученическая статья – исследовательское сочинение небольшого размера, написанное по результатам учебного изыскания. Статья начинается с обоснования актуальности и значимости темы исследования, далее коротко излагается методика работы, затем приводится анализ и обобщение её результатов, выводы, предложения (при наличии) и список литературы.
Продукт учебно-исследовательской деятельности может быть представлен (презентован) в виде ученического доклада или сообщения.
Ученический доклад – письменная форма представления информации о результатах проведённого учебного исследования, предназначенная для зачитывания вслух. Доклад обычно включает в себя краткие данные об актуальности и значимости темы исследования, цель и задачи, методику работы, результаты и их интерпретацию, выводы. Доклад должен быть выдержан по времени (обычно 5–7 минут).
Сообщение – краткая устная форма представления информации о результатах учебного поиска. Структура и содержание сообщения схожи с докладом. Продолжительность сообщения должна составлять не более 3–5 минут.
Для доклада (сообщения) желательно подготовить иллюстративный материал. Это может быть электронная презентация, гербарий, коллекция, модель и т.п.
Критерии оценивания учебно-исследовательской деятельности учащихся:
- Сформированность личностных результатов, проявляющихся в уважении к Отечеству, готовности к саморазвитию и самообразованию, ответственном отношении к учебно-исследовательской деятельности, целостном мировоззрении, доброжелательном отношении к людям, приверженности к здоровому и безопасному образа жизни, развитости эстетического сознания, наличии экологической культуры.
- Сформированность межпредметных понятий, таких как система, анализ, синтез, феномен, факт, закономерность, а также проявляющаяся в овладении читательской компетенцией, приобретении навыков работы с информацией.
- Сформированность регулятивных УУД, проявляющаяся в наличии мотивации и интереса к учебно-исследовательской деятельности; умении ставить цели, формулировать задачи, планировать пути, способы и средства их достижения, контролировать, корректировать и оценивать свои действия.
- Сформированность познавательных УУД, проявляющаяся в умении определять понятия, обобщать, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, логически рассуждать, делать выводы, создавать модели и схемы, применять и преобразовывать знаки и символы, развитии экологического мышления, использовании поисковых систем и словарей.
- Сформированность коммуникативных УУД, проявляющаяся в умении сотрудничать, аргументированно отстаивать своё мнение, во владении устной и письменной речью, наличии ИКТ-компетентности.
- Сформированность предметных результатов, проявляющаяся в умении использовать имеющиеся знания и способы действий для раскрытия содержания учебно-исследовательской работы, грамотного и обоснованного анализа её результатов, формулировки выводов и аргументированных ответов на вопросы [4; 6].
Алгоритм выставления оценки:
- Проверка исследовательского продукта.
- Прослушивание доклада или сообщения.
- Ответы на вопросы.
- Отзыв учителя (руководителя).
- Оценивание учебно-исследовательской деятельности по форме (табл. 1).
Таблица 1 – Критерии оценивания учебно-исследовательской деятельности
Критерии | Сформировано полностью | Сформировано частично | Не сформировано |
Сформированность личностных результатов | 2 | 1 | 0 |
Сформированность межпредметных понятий | 2 | 1 | 0 |
Сформированность регулятивных УУД | 2 | 1 | 0 |
Сформированность познавательных УУД | 2 | 1 | 0 |
Сформированность коммуникативных УУД | 2 | 1 | 0 |
Сформированность предметных результатов | 2 | 1 | 0 |
Баллы могут быть переведены в оценочное суждение (6 и более баллов – результат сформирован; 5 и менее – результат не сформирован) или в оценку по пятибалльной системе (11–12 баллов – «5»; 9–10 баллов – «4»; 6–8 баллов – «3»; 1–5 баллов – «2»; 0 баллов – «1»).
Завершается учебно-исследовательская деятельность рефлексией, т.е. анализом и оценкой участниками образовательного процесса своего развития в процессе выполнения учебного исследования.
Об авторах
Александр Алексеевич Семенов
Самарский государственный социально-педагогический университет
Email: semenov@pgsga.ru
кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой биологии, экологии и методики обучения
Россия, СамараАндрей Степанович Яицкий
Самарский государственный социально-педагогический университет
Email: yaitsky@pgsga.ru
старший преподаватель кафедры биологии, экологии и методики обучения
Россия, СамараЛюдмила Владимировна Панфилова
Самарский государственный социально-педагогический университет
Email: xim_kaf@mail.ru
доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой химии, географии и методики их преподавания
Россия, СамараВасилий Алексеевич Павловский
Самарский государственный социально-педагогический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: samar-reg@voop.eco
доктор технических наук, профессор кафедры педагогики и психологии
Россия, СамараСписок литературы
- Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования / М-во образования и науки Рос. Федерации. М.: Просвещение, 2013. 48 с.
- Андреева Н.Д., Азизова И.Ю., Малиновская Н.В. Новые концептуальные основы обучения биологии в общеобразовательной школе в условиях реализации ФГОС: учеб.-метод. пособие. СПб.: Изд-во «Свое издательство», 2014. 219 с.
- Концепция федеральных государственных образовательных стандартов общего образования: проект / под ред. А.М. Кондакова, А.А. Кузнецова. М.: Просвещение, 2008. 39 с.
- Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Основная школа / сост. Е.С. Савинов. М.: Просвещение, 2011. 342 с.
- Асмолов А.Г., Бурменская Г.В., Володарская И.А. и др. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли: пособие для учителя / под ред. А.Г. Асмолова. М.: Просвещение, 2008. 151 с.
- Примерная основная образовательная программа основного общего образования, одобренная решением Федерального учебно-методического объединения по общему образованию (протокол заседания от 8 апреля 2015 г. № 1/15) [Электронный ресурс] // https://минобонауки.рф.
- Азизова И.Ю., Фадеева Е.В. Исследовательские лабораторные работы в разделе «Общая биология» // Биология в школе. 2007. № 3. С. 24-32.
- Андреева Н.Д., Рябова С.С. Исследовательская работа учащихся при обучении биологии и экологии // Биология в школе. 2012. № 2. С. 4-38.
- Боброва Н.Г. Методика организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках общей биологии в средней школе: дис.. канд. пед. наук: 13.00.02. СПб., 1997. 199 с.
- Горленко Н.М. Организация исследовательской деятельности учащихся городских школ // Биология в школе. 2009. № 9. С. 19-22.
- Грачева И.Н. Формирование исследовательских умений учащихся в процессе обучения биологии // Биология в школе. 2009. № 6. С. 49-50.
- Губарева В.В. Внеклассная исследовательская деятельность // Биология в школе. 2009. № 8. С. 48-50.
- Денисова А.А. Исследовательская деятельность в современной системе образования // Биология в школе. 2008. № 1. С. 38-40.
- Пасечник В.В. Теория и практика организации учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе обучения биологии: дис.. д-ра пед. наук: 13.00.02. М., 1994. 269 с.
- Райков Б.Е. Пути и методы натуралистического просвещения. М.: Изд-во АПН РСФСР, 1960. 483 с.
- Суматохин С.В. Требования ФГОС к учебно-исследовательской и проектной деятельности // Биология в школе. 2013. № 5. С. 60-68.
- Суматохин С.В. Учебно-исследовательская деятельность по биологии в соответствии с ФГОС: с чего начинать, что делать, каких результатов достичь // Биология в школе. 2014. № 4. С. 23-29.
- Тяглова Е.В. Исследовательская и проектная деятельность учащихся по биологии: метод. пособие. М.: Глобус, 2008. 255 с.
- Фамелис С.А. Организация исследовательской работы учащихся // Биология в школе. 2007. № 1. С. 40-44.
- Финогенова О.Н. Исследовательская компетентность школьника // Биология в школе. 2009. № 9. С. 14-18.
- Педагогическая психология: учебное пособие / под ред. Л.А. Регуш, А.А. Орловой. СПб.: Питер, 2010. 416 с.
- Загвязинский В.И., Атаханов Р. Методология и методы психолого-педагогического исследования: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 208 с.
- Серых В.М. История и методология юридической науки: учебник. М.: Норма: ИНФРА-М, 2012. 464 с.
- Сластенин В.А., Исаев И.Ф., Шиянов Е.Н. Педагогика: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / под ред. В.А. Сластенина. М.: Издательский центр «Академия», 2002. 576 с.
- Пономарева И.Н., Роговая О.Г., Соломин В.П. Методика обучения биологии: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / под ред. И.Н. Пономаревой. М.: Издательский центр «Академия», 2012. 368 с.
- Полевой практикум по теории и методике обучения биологии: учеб.-метод. пособие для студентов-заочников / сост. Л.И. Лушина, А.А. Семенов, Н.Г. Боброва и др. / под ред. А.А. Семенова. Самара: Изд-во СГПУ, 2004. 86 с.
- Павлов С.И. Птицы леса и как их изучают: учебное пособие к полевому практикуму. Самара: СГСПУ, 2018. 338 с.
- Семенов А.А. Экология. Краткий курс: учеб. пособие для учащихся старших классов. Самара: Изд-во СГПУ, 2003. 129 с.
- Бухвалов В.А., Богданова Л.В., Купер Л.З. Методы экологических исследований. М.: ЛА Варяг, 1995. 168 с.
- Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: учеб. пособие / под ред. С.В. Алексеева. М.: АО МДС, 1996. 192 с.
- Кулемина Д.В., Наливайко И.В. Летние профильные лагеря как форма экологического образования и воспитания учащихся // Биоэкологическое краеведение: мировые, российские и региональные проблемы: материалы 4-й международной научно-практической конференции, посвящённой 115-летию со дня рождения доктора биологических наук, профессора И.С. Сидорука и доктора сельскохозяйственных наук, профессора П.А. Положенцева. 7 декабря 2015 г., г. Самара, Российская Федерация / отв. ред. С.И. Павлов. Самара: ПГСГА, 2015. С. 350-355.
- Семенов А.А., Астафьев В.М., Чердымова З.И. Новый полевой практикум по экологии // Экология и жизнь. 2003. № 3. С. 41-44.
- Коняева Е.А., Павлова Л.Н. Краткий словарь педагогических понятий: учеб. издание. Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2012. 131 с.
- Современные образовательные технологии: учеб. пособие / кол. авторов; под ред. Н.В. Бордовской. М.: КНОРУС, 2010. 432 с.
- Калмыкова И.Р. Реферат как форма устной итоговой аттестации учащихся 9 и 11 классов // Образование в современной школе. 2001. № 11. С. 57-61.
Дополнительные файлы
