Учебно-исследовательская деятельность учащихся 6-11 классов при обучении биологии



Скачать 494.22 Kb.
страница2/3
Дата27.04.2016
Размер494.22 Kb.
1   2   3

Применение методов научного познания для учебного исследования

Метод научного познания – это способ, который позволяет решить задачи и достичь цели исследования. Например, исторический метод позволяет исследовать возникновение, формирование и развитие процессов и событий в хронологической последовательности с целью выявить внутренние и внешние связи, закономерности и противоречия.

Общие научные методы можно условно подразделить на теоретические и эмпирические (практические).

Теоретические методы характеризуются обобщенностью и абстрактностью.

Анализ заключается в разложении изучаемого на единицы и раздельное изучение этих частей как элементов целого.

Синтез играет ведущую роль в исследовании, т.к. позволяет соединить части в целое, воссоздать из разрозненных частей нечто новое, единое, взаимодействующее с составными частями.

Моделирование – создание на основе простой схемы модели более сложного объекта, т.е. перенос реального объекта, процесса в условно создаваемую ситуацию, модель.

Классификация – распределение информации на основе сравнения.

Эмпирические - практические методы:

Наблюдение представляет собой активный познавательный процесс, который опирается на работу органов чувств человека и его предметную деятельность. Это наиболее элементарный метод познания. Наблюдения должны приводить к результатам, которые не зависят от воли, чувств и желаний человека. Это предполагает изначальную объективность: наблюдения должны информировать нас о свойствах и отношениях реально существующих предметов и явлений.

Сравнение – один из наиболее распространенных методов познания. Недаром говорится, что «все познается в сравнении». Сравнение позволяет установить сходство и различие предметов и явлений. Выявление общего, повторяющегося в явлениях – это серьёзный шаг к познанию закономерностей и законов окружающего нас мира.

Измерение представляет собой процедуру определения численного значения величины посредством единицы измерения. Ценность этого метода заключается в том, что он дает точные, количественно определенные сведения об окружающем мире.

Эксперимент предполагает вмешательство в естественные условия существования предметов и явлений или воспроизведение их определенных сторон в специально созданных условиях с целью их изучения. [7]

Исследовательское обучение реализуется не столько в содержании, сколько в способах обучения: в особых методах, приёмах и формах, часть из которых имеет точки пересечения с методами, приёмами и формами проблемного обучения. [11]



Приёмы исследовательского обучения:

Проблемный вопрос - это прямая противоположность риторическому вопросу, поскольку проблемный вопрос не предполагает однозначного ответа. Такой вопрос провоцирует у учащихся возникновение противоречивых суждений, на основании которых разворачивается дискуссия. Один из видов проблемного вопроса - провокационный (некорректный), на который невозможно дать непротиворечивый и терминологически точный ответ. [10]

Исследовательские задания рассчитаны на самостоятельное индивидуальное или групповое выполнение, моделируют исследовательскую деятельность, но не обязательно включают все её этапы. Можно использовать задания, включающие сбор материала, анализ существующих интерпретаций и, разумеется, материала. Исследовательские задания провоцируют учащихся на поиск новой информации, поэтому вопрос должен быть проблемным, т. е. допускающим различные версии. [10]

Методы исследовательского обучения:

Проблемная беседа – это метод изложения, при котором, монологические фрагменты объяснения материала перемежаются с дискуссиями, спровоцированными вопросами учителя. В исследовательском обучении объяснения нового материала максимально диалогизируется. Возможно, что объяснение новой темы начинается сразу с проблемного вопроса, на который учащиеся предлагают несколько вариантов ответа. По этим ответам видно, какие смежные представления нужно скорректировать, чтобы новая тема правильно ассоциировалась с системой представлений о предмете. После того как учитель или кто-либо из учеников тактично объяснил, почему должны быть отброшены те или иные неадекватные варианты ответа, остаются два-три здравых суждения, авторам которых предлагается их аргументировать. В дальнейшем аудитория либо находит слабое место в аргументации одного из суждений, либо приходит к выводу, что суждения не противоречат друг другу. В заключении учитель предлагает терминологически точную формулировку проработанного суждения. В начале тематического цикла такие беседы могут затягиваться на 15-20 минут, поскольку немало времени уходит на коррекцию неадекватных представлений и на то, чтобы «прописать» новую тему по нужному адресу среди смежных понятий. Если на первых занятиях удалось правильно выстроить базовые представления о предмете, в дальнейшем проблемная беседа будет занимать 3-5 минут. Проблемная беседа более чем на половину является импровизацией, зависящей от суждений, выдвинутых учениками, поэтому в сценарии урока её можно отразить лишь конспективно: указать проблемный вопрос и терминологически верный итог, к которому желательно прийти. В исследовательском обучении слово проблема имеет более узкое значение, чем в проблемном обучении. Исследовательская проблема основана либо на противоречии между недостаточным знанием учащегося (исследователя) и необходимостью интерпретировать научный факт, либо на противоречиях самого научного знания.

В жизни проблемы есть всегда, а в учебной деятельности их иногда приходится моделировать. Простой способ научиться ставить проблему самому и научить учащихся видеть ее - ознакомиться с любым связным текстом и найти в нем какие-нибудь противоречия. [9]



Эвристической (поисковой) беседой называют систему логически связанных вопросов учителя и ответов учащихся, в результате которых учащиеся порождают новое для них знание. Излагая материал этим методом, преподаватель обращается к учащимся с цепочкой аналитических вопросов, которые разбивают учебную проблему на серию проблем меньшего уровня, сложность которых ниже и доступна осмыслению учащихся.

Сущность данной беседы заключается в том, чтобы при помощи вопросов сначала ввести собеседника в замешательство (ощутить некорректность первоначального знания, проблемность) и затем логикой последующих аналитических вопросов заставить его прийти к новому знанию и сделать выводы. Задача задающего вопросы – не сообщить знание, а лишь помочь собеседнику открыть для себя и вербализировать знание, выйти на новый уровень обобщения.

Беседа поискового характера является необходимой подготовительной ступенью к работе учащихся на уровне исследования. [9]

Учебное исследование опирается на описанный в педагогической литературе исследовательский метод проблемного обучения. Особую роль в организации работы выполняет таблица, куда обычно заносятся важнейшие характеристики, либо результаты наблюдений. При этом учащимися определяется число граф таблицы, способ их рационального размещения, порядок записи сравниваемых признаков. Таким образом «нарисованная» учащимися, но еще не заполненная, таблица выступает основой для организации действий учащихся при выполнении эксперимента. По окончании проведенных опытов обязательно должен быть сформулирован вывод.

Представление полученных данных в виде таблицы расширяет возможности анализа полученных результатов. Обучение упорядочению данных (например, в виде таблиц) и последующему анализу упорядоченных данных необходимо для формирования исследовательских умений. [11]

Исследовательская деятельность может быть различной по продолжительности (кратковременной - урочной и длительной – внеурочной) и форме (экскурсия, эксперимент, исследовательская работа и др.).

Экскурсия - исследование

Исследовательская деятельность учащихся начинается с экспресс - исследований в 5-6 классах. Таким исследованием может стать учебная экскурсия. Например, учебный год в 6 классе (по программе Пасечника В.В.) начинается с экскурсии «Осенние явления в жизни природы», затем следуют «Зимние явления в жизни природы» и «Весенние явления в жизни природы». Использование одного маршрута дает возможность наблюдать за жизнью одних и тех же биологических объектов в течение года.

Примеры заданий для проведения эмпирических исследований на других учебных экскурсиях:


  • Птицы населенного пункта;

  • Стадии развития членистоногих;

  • Хвойные, лиственные, кустарниковые и цветочно-декоративные растения, используемые для озеленения населенного пункта;

  • Растения-первоцветы;

  • Обитатели болота и др.

Наблюдения в течение ряда лет за одним и тем же биологическим объектом, явлением, анализ полученных данных позволяют осуществлять мониторинговое исследование.

Так, с 2000 года учащиеся 6 класса выполняют лабораторное исследование «Лихеноиндикация пришкольной территории и населенного пункта», учащиеся 7 класса ежегодно бывают на экскурсии «Бобр и его средообразующая деятельность», учащиеся 9 класса - на экскурсии «Гидробионты Дьконовских озёр», во время ежегодного экологического лагеря учащиеся исследуют памятник природы «Парк Дудорова», резерват ООПТ «Гагарье озеро».



Теоретические исследования ориентированы на работу по изучению и обобщению информации, содержащейся в разных источниках.

По результатам исследований учащиеся 5-6 классов делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы.

В 7-9-х 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 информацией, умения 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.

Увлечение Сафоновской Дианы в 6 классе темой «Лекарственные растения» помогло ей в написании реферата «Аптекарский огород Праховой Ирины Петровны», с которым она выступала на районной конференции «Сохраним природную среду».

Реферат, подкрепленный экспериментом, наблюдениями может стать исследовательской работой.

При изучении экологии Вологодской области учащиеся 7 класса выполняют индивидуальную практическую работу «Оценка комфортности визуальной среды дома (квартиры)», ученица 9 класса Кузнецова Дарья исследовала комфортность помещений школы: кабинетов, залов, коридоров, столовой и пр. и представила свою работу «Визуальная среда школы» на районной конференции «Сохраним природную среду».



Учебный эксперимент

Лабораторная и практическая работы, традиционно являющиеся неотъемлемой частью школьного обучения предметам естественно - научного цикла, имеют большое значение в исследовательском обучении.

Выполняя лабораторную работу, ученик получает субъективно новые знания, приобретает навыки наблюдения, фиксирования и правильного оформления результатов наблюдений, анализа полученных данных, делает выводы.

В традиционной инструктивной карточке учащемуся сначала предлагается выполнить действие, а затем ответить на вопрос, сделать вывод. Это не согласуется с общей логикой научного исследования, ограничивает мыслительную деятельность учащихся, т.к. требуется только следовать инструкции.

На уроках – исследованиях структура инструкций для учащихся должна быть изменена. Она должна содержать цепочку познавательной деятельности:


  • Анализ фактов на основе проведенных наблюдений;

  • Постановка проблемы на основе анализа фактов;

  • Выдвижение гипотезы;

  • Эмпирическая проверка гипотезы – постановка эксперимента, выполнение лабораторной работы;

  • Анализ полученных результатов, теоретические выводы  о справедливости гипотезы, возможные практические применения результатов исследования.

Научившись применять такую цепочку в ходе урока-исследования, учащиеся приблизятся к освоению методологии естественных наук. [6]

Например, во время лабораторной работы в 8 классе (по программе Пасечника В.В.) «Рассматривание клеток крови человека и лягушки в микроскоп» учащимся предлагаются следующие факты:



  • В типе хордовых животных существуют и холоднокровные, и теплокровные животные.

  • У холоднокровных животных температура тела зависит от окружающей среды, у теплокровных животных температура тела постоянная.

  • Чем выше обмен веществ, тем больше теплопродукция, тем больше возможность сохранять постоянно высокую температуру тела в холод.

  • При окислении кислородом питательных веществ выделяется энергия.

Учащиеся формулируют проблему:

Почему лягушка – холоднокровное животное, человек – теплокровное животное?

Выдвинуты гипотезы:

Наверное, у лягушки – низкий обмен веществ, у человека – более высокий обмен веществ…

Возможно, с обменом веществ связано строение крови организма…

Может быть, транспорт кислорода кровью лягушки и человека различен…

Учащиеся рассматривают в микроскоп микропрепараты крови лягушки и человека.

Записывают наблюдения, оформляя таблицу:



Признаки

Кровь лягушки

Кровь человека

Размер эритроцитов

Эритроциты крупные

Эритроциты мелкие

Наличие ядра

Есть, большое ядро

Ядра нет

Форма клетки

Округлая

В виде двояковогнутого диска

Количество в единице объема, например, в 1 мл крови

Небольшое число клеток

Клеток много

Выводы

Количество переносимого кислорода одной клеткой – эритроцитом (причина)

Кислорода эритроцитами лягушки переносится мало, т.к. клетки хотя и большие, но общее их количество – маленькое, большую часть клетки занимает ядро.

Кислорода эритроцитами человека переносится много, т.к. клетки при их небольшом объеме имеют большую поверхность, общее их количество – огромно, ядро в зрелых клетках отсутствует – вся клетка занята гемоглобином – белком, транспортирующим кислород.

Обмен веществ

Низкий, энергии при окислении пищи образуется мало

Высокий, энергии при окислении пищи выделяется много

Температура тела

Непостоянная, зависит от температуры окружающей среды

Постоянная, не зависит от температуры окружающей среды

Общий вывод

Одной из причин холоднокровности (пойкилотермности) лягушки и теплокровности (гомойотермности) человека является различие в строении их эритроцитов.

Использование компьютера и другой оргтехники открывает новые возможности в проведении учебного эксперимента:



  • индивидуализация и дифференциация при выполнении лабораторных работ;

  • многовариантность эксперимента;

  • расширенный иллюстративный ряд;

  • выполнение работ в виртуальной лаборатории;

  • возможность сравнения своих результатов (выводов) с эталоном.

При проведении лабораторных работ используется цифровой микроскоп и веб-камера, позволяющие увидеть явление в его развитии, например, от образования мицелия мукора до его спорообразования, сукцессию биоценоза сенного настоя, плазмолиз и деплазмолиз, движение волосков листа росянки с насекомым и пр.

С помощью сканирования можно получить сканы отдельных органов растений, например, для составления определительных карточек по систематике.



Исследовательские работы, проекты

Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев умениями теоретических экспресс - исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Однако, для выполнения учебного исследовательского проекта времени одного урока недостаточно. [8]



Критерии оценивания исследовательской работы

Критерий

0 баллов

1 балл

2 балла

3 балла

Уровень постановки исследовательской проблемы

Работа репродуктивного характера - присутствует лишь информация из других источников, нет обобщений, нет содержательных выводов

Работа в целом репродуктивна, но сделаны неплохие самостоятельные обобщения

Работа частично поисковая - в работе есть проблемы, которые имеют частный характер (не отражающий тему в целом, а касающиеся только каких-то ее аспектов)

Работа исследовательская, полностью посвящена решению одной научной проблемы, пусть не глобального плана, но сформулированной самостоятельно

Актуальность и оригинальность темы

Тема всем известная, изучена подробно, в литературе освещена полно. При этом автор не сумел показать, чем обусловлен его выбор кроме субъективного интереса, связанного с решением личных проблем или любопытством

Тема изученная, но в ней появились «белые пятна» вследствие новых данных, либо тема относительно малоизвестная, но проблема «искусственная», не представляющая истинного интереса для науки

Тема с достаточным количеством «белых пятен», либо проблема поставлена достаточно оригинально, вследствие чего тема открывается с неожиданной стороны

Тема малоизученная, практически не имеющая описания, для раскрытия которой требуется самостоятельно делать многие выводы, сопоставляя точки зрения из соседних областей исследования

Логичность доказательства (рассуждения)

Работа представляет собой бессистемное изложение того, что известно автору по данной теме

В работе можно заметить некоторую логичность в выстраивании информации, но целостности нет

В работе либо упущены некоторые важные аргументы, либо есть «лишняя» информация, перегружающая текст ненужными подробностями, но в целом логика есть

Цель реализована последовательно, сделаны необходимые выкладки, нет «лишней» информации, перегружающей текст ненужными подробностями

Корректность в использовании литературных источников

В работе практически нет ссылок на авторов тех или иных точек зрения, которые местами могут противоречить друг другу и использоваться не к месту

Противоречий нет, но ссылок либо практически нет, либо они делаются редко, далеко не во всех необходимых случаях

Текст содержит необходимые ссылки на авторов в тех случаях, когда дается информация принципиального содержания (определения, обобщения, описания, характеристика, мнение, оценка и т.д.)

Текст содержит все необходимые ссылки на авторов в тех случаях, когда дается информация принципиального содержания (определения, обобщения, описания, характеристика, мнение, оценка и т.д.), при этом автор умело использует чужое мнение при аргументации своей точки зрения, обращаясь к авторитетному источнику

Количество источников

Нет списка литературы

1-2 источника

Список имеет несколько источников, но упущены некоторые важные аспекты рассматриваемой проблемы

Список охватывает все основные источники по данной теме, доступные ученику

Глубина исследования

Работа поверхностна, иллюстративна, источники в основном имеют популярный характер

Работа строится на основе одного серьезного источника, остальные – популярная литература, используемая как иллюстрация

Рассмотрение проблемы строится на содержательном уровне, но глубина рассмотрения относительна

Рассмотрение проблемы строится на достаточно глубоком содержательном уровне

Оформление

Оформление носит абсолютно случайный характер, обусловленный собственной логикой автора

Работа имеет какую-то структуру, но нестрогую.

Работа в общем соответствует требованиям, изложенным в следующей графе, но имеет некоторые недочеты, либо одно из требований не выполняется

Работа имеет четкую структуру, обусловленную логикой темы, правильно оформленный список литературы, корректно сделанные ссылки и содержание (оглавление) [7]

На районную конференцию «Я – исследователь» Кузнецова Дарья, ученица 9 класса представила свою исследовательскую работу «Плавучие острова» в которой обобщила материал о естественных и искусственных плавающих островах, за которую получила диплом победителя.



Киселева Надежда, ученица 9 класса, участница летних экологических лагерей выполнила работу по обобщению материала для обоснования назначения экспертизы на перевод Гагарьего озера из статуса резервата ООПТ в статус памятника природы областного значения и выступила с работой «Будущий памятник природы» на районной конференции «Я – исследователь».

Исследовательская деятельность почти не ограничена временными рамками. Это исследование с заранее неизвестным результатом.

Основной формой учебно-исследовательской деятельности является урок – исследование. Перед учащимися ставится исследовательская задача, решение которой, в подавляющем большинстве случаев, известно учителю, но не известно учащимся. Итог урока - новые знания. 

Урок-исследование - средство формирования исследовательского типа мышления учащихся и средство получения новых прочных знаний по предмету. Уроки - исследования направлены на самостоятельный поиск знаний. Проводя исследования, ученики знакомятся с такими понятиями как факт, проблема, гипотеза, доказательство, критерий и т.д. 

Дети учатся универсальным учебным действиям: 

  • анализировать;

  • классифицировать;

  • сравнивать;

  • выделять критерии и оценивать факты, события, явления и процессы с помощью разных критериев; 

  • проверять;

  • доказывать;

  • устанавливать последовательность;

  • устанавливать причинно-следственные связи;

  • делать умозаключения;

  • комбинировать;

  • преобразовывать;

  • предсказывать;

  • придумывать новое;

  • вести диалог и общаться в малых группах и др. [1]

Главная цель урока-исследования - приобретение учащимися функционального навыка исследования как универсального способа получения новых прочных знаний (получаемых самостоятельно и поэтому являющихся личностно значимыми, а значит прочными), развитие способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе. Таким образом, главным результатом урока-исследования является интеллектуальный, творческий продукт (знания), устанавливающий ту или иную истину в результате процедуры исследования. 

Ведущей ценностью урока-исследования является ценность процесса движения к истине. Урок-исследование - это совместный (учитель и ученик) процесс движения к истине. 
Применение метода исследования (или открытия) как единицы обучения, обеспечивающее творческое развитие ученика в процессе приобретения новых знаний, предполагает наличие этапов проведения исследования.
1   2   3


База данных защищена авторским правом ©refedu.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница