Формирование исследовательской компетенции на уроках биологии
статья на тему

Формирование исследовательской компетенции студентов через творческую работу на уроках биологии

          Исследование - это процесс

поиска неизвестного,

новых знаний, один из видов

познавательной деятельности.

          Исследовательскую деятельность следует рассматривать  как особый вид интеллектуально – творческой деятельности, в основе которой лежит поисковая активность. «Высокая мотивация, интерес, эмоциональная включённость – необходимые составляющие исследовательского поведения, указывающие на наличие поисковой активности». [ ]

          После рождения ребёнок частично осваивает действительность репродуктивно от взрослых. Другую часть сведений о мире ребёнок осваивает самостоятельно, приобретая новый опыт.   Потребность ребёнка в исследовательском поиске обусловлена генетически.

          Развитию у студентов исследовательской компетенции, а соответственно творческих способностей и самостоятельности, повышению качества обучения способствует организация на уроках наблюдений, проведение экспериментов, анализ теоретических данных. В результате исследовательской работы формируются  умения видеть проблему, анализировать сложившуюся ситуацию, применять полученные знания в новых нестандартных ситуациях.

          В настоящее время наблюдается тенденция к потере интереса студентов к получению образования. Использование исследовательских методов – переход от репродуктивной к активной творческой работе студентов. Повышается мотивация студентов к обучению.

          На первом уроке биологии изучается тема «Методы исследования в биологии». Мы говорим на уроке о том, что данные методы – описание, наблюдение, исторический, экспериментальный – научные. В отличие от слухов, научное знание проверяемо. Любой человек может повторить научный эксперимент, опыт повторяем много раз. Исследование отличается от других видов работ, что оно должно привести к доказательству того или иного факта.

         Какие исследования можно предложить студентам? Как научить студентов  получать удовольствие от научного поиска?

Практическое исследование. Организация поисковой деятельности позволяет студенту провести самостоятельное исследование по предложенной теме в форме наблюдения, эксперимента, проанализировать опыт и сделать выводы.

         Особую заинтересованность вызывают работы с микроскопом. Студенты получают инструкционную карту к лабораторной работе, рассматривают клетки растений, грибов, бактерий под микроскопом, затем сравнивают их, находят отличия. В лабораторной работе «Каталитическая активность ферментов» проверяют, все ли организмы содержат фермент каталазу, в каких фермент более активный и почему? В группе технологов я провожу лабораторную работу «Выявление антропогенных факторов в окружающей среде». Студенты оценивают по фотографиям вид загрязнения, его причины, а затем проводят опыты – анализ почвы на наличие ионов Pb, Cu, Fe. Проблема - загрязнение, проблемный вопрос – какие источники загрязнения, формулирование и обоснование гипотезы – завод или автотранспорт, проведение эксперимента – опыт на наличие иона Pb, фиксирование и обработка результатов – свинец в почве обнаружен, вывод – Pb заводов в городе нет, значит источник Pb – автомобили, оформление отчёта о выполненном исследовании. Работа в лаборатории всегда проводится в парах, что способствует развитию у студентов коммуникативных умений и навыков. Во время исследовательской работы каждый студент имеет возможность продемонстрировать свою компетентность, реализовать себя.

          Теоретическое исследование направлены на сбор информации в различных источниках (я предлагаю учебники, дополнительную литературу, при необходимости – подобранные распечатки, вырезки из журналов, Интернет), обработку и обобщению фактов. Фактов много, необходимо их проанализировать, подискутировать и прийти к научному выводу. Студенты собирают материал по данной теме, представляют его перед группой. Если работа организована в командах, то получаются мини – проекты.  Так, при изучении темы «Основные этапы развития жизни на Земле» студенты ищут факты, доказательства того, почему вымерли именно динозавры.

          Особую заинтересованность и сложность, с другой стороны, вызывают ТРИЗ - задания. 

ТРИЗ бала предложена инженером Генрихом Альтшуллером и показала свою плодотворность для решения проблемных задач во многих областях человеческой деятельности, очень эффективна для развития творческих способностей студентов. Развитие решения осуществляется путём преодоления противоречий, мешающих достижению ИКР (идеального конечного результата». [  ]

Одно из таких заданий «Кислород для рыб»: «Рыба в мелких прудах может зимой погибнуть от недостатка кислорода. Предложите решения проблемы. Одно из решений — делать проруби, но они постоянно замерзают. Как быть?

Противоречие: сквозь лед должен проходить воздух, так как он нужен рыбам, но воздух не может проходить через лед.

ИКР: лед сам пропускает воздух в воду. Используйте посредник, через который проходит воздух.

В лед вмораживаются капилляры — пучки обычной соломы. По ним кислород попадает в воду. 
Лесная радиогазета. 1-я программа Всесоюзного радио, 20.12.1987». [  ]

Рыбы — водные существа. Освоив все жизненные ресурсы своей среды, они высадили десант на сушу. С какими проблемами столкнулись эти первопроходцы?

-Кожа и слизистая глаз будут пересыхать на воздухе. Как этого избежать?

-Как дышать на суше, ведь жабры тоже сразу высохнут?

-В воде пища и так была мокрая, а теперь ее надо как-то смачивать.

 -Что случится с икрой, отложенной на суше? Ответ очевиден — высохнет. И что с этим делать?

 -Как передвигаться на суше? Плавники — слабые помощники, да и вес тела возрастает при выходе из воды.

Признаки класса земноводных выводятся как решения обозначенных проблем. Появление у этой группы животных тонкой кожи со слизистыми железами, легких, суставных конечностей, слюнных и слезных желез, укрепление скелета по сравнению с рыбами и некоторые другие особенности становятся логически обоснованными и легко запоминаются. Амфибии не справились с одной существенной задачей – размножением вне воды. Природа остановилась на компромиссном варианте: жизнь взрослых животных протекает на суше, а размножение и развитие – в воде. Что, собственно, и определило название класса –Земноводные.

          При изучении темы “Приспособленность животных и растений к условиям окружающей среды” студенты выполняют практическую работу и изучают какой - либо вид животного, растения, как они приспособлены к обитанию Возможная тематика исследований:  “Приспособленность растений пустынь к засушливым условиям обитания”, “Приспособления растений к опылению”, «Приспособленность животных к обитанию в водоёмах». Студенты делают описание приспособленности организма с описанием условий обитания, делают выводы, характеризуют относительный характер приспособленности.

      Высшей ступенью  исследовательской деятельности студентов являются исследовательские проекты. Можно, конечно, выполнять их на уроках (затрагивают не один урок) по особо подобранным методикам.  

Формировать исследовательские умения необходимо не только на уроках, но и во внеклассной работе, которая позволяет учащимся интересующимися предметом, не ограничиваться рамками учебной программы. Применение во внеклассной работе заданий, связанных с проведением наблюдений и опытов, развивает у школьников исследовательские наклонности.

Достигается более осознанное усвоение знаний и практических действий.

- создание эмоционально-насыщенного фона во время исследовательской работы;

-  коммуникативность в процессе осмысления проблемы исследования;

- проблемность исследования, являющийся одним из основных при построении технологии формирования учебно-познавательной компетенции; мотивация и потребность в знании;

 Таким образом, оценивая приведенные  выше аргументы, можно сказать, что учебный предмет « Биология» имеет возможности развития творческих способностей и самостоятельности студентов через исследовательскую  деятельность.

1. Сборник творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ / сост. В.И. Тимохов – СПб, ТОО ТРИЗ-Шанс, 1996, 105 с.
   2.  Программа "ТРИЗ - Теория решения изобретательских задач.

neobionika.ru›triz/246-programma-triz.html

Формирование исследовательской компетенции студентов через творческую работу на уроках биологии

          Исследование - это процесс

поиска неизвестного,

новых знаний, один из видов

познавательной деятельности.

          Исследовательскую деятельность следует рассматривать  как особый вид интеллектуально – творческой деятельности, в основе которой лежит поисковая активность. «Высокая мотивация, интерес, эмоциональная включённость – необходимые составляющие исследовательского поведения, указывающие на наличие поисковой активности». [ ]

          После рождения ребёнок частично осваивает действительность репродуктивно от взрослых. Другую часть сведений о мире ребёнок осваивает самостоятельно, приобретая новый опыт.   Потребность ребёнка в исследовательском поиске обусловлена генетически.

          Развитию у студентов исследовательской компетенции, а соответственно творческих способностей и самостоятельности, повышению качества обучения способствует организация на уроках наблюдений, проведение экспериментов, анализ теоретических данных. В результате исследовательской работы формируются  умения видеть проблему, анализировать сложившуюся ситуацию, применять полученные знания в новых нестандартных ситуациях.

          В настоящее время наблюдается тенденция к потере интереса студентов к получению образования. Использование исследовательских методов – переход от репродуктивной к активной творческой работе студентов. Повышается мотивация студентов к обучению.

          На первом уроке биологии изучается тема «Методы исследования в биологии». Мы говорим на уроке о том, что данные методы – описание, наблюдение, исторический, экспериментальный – научные. В отличие от слухов, научное знание проверяемо. Любой человек может повторить научный эксперимент, опыт повторяем много раз. Исследование отличается от других видов работ, что оно должно привести к доказательству того или иного факта.

         Какие исследования можно предложить студентам? Как научить студентов  получать удовольствие от научного поиска?

Практическое исследование. Организация поисковой деятельности позволяет студенту провести самостоятельное исследование по предложенной теме в форме наблюдения, эксперимента, проанализировать опыт и сделать выводы.

         Особую заинтересованность вызывают работы с микроскопом. Студенты получают инструкционную карту к лабораторной работе, рассматривают клетки растений, грибов, бактерий под микроскопом, затем сравнивают их, находят отличия. В лабораторной работе «Каталитическая активность ферментов» проверяют, все ли организмы содержат фермент каталазу, в каких фермент более активный и почему? В группе технологов я провожу лабораторную работу «Выявление антропогенных факторов в окружающей среде». Студенты оценивают по фотографиям вид загрязнения, его причины, а затем проводят опыты – анализ почвы на наличие ионов Pb, Cu, Fe. Проблема - загрязнение, проблемный вопрос – какие источники загрязнения, формулирование и обоснование гипотезы – завод или автотранспорт, проведение эксперимента – опыт на наличие иона Pb, фиксирование и обработка результатов – свинец в почве обнаружен, вывод – Pb заводов в городе нет, значит источник Pb – автомобили, оформление отчёта о выполненном исследовании. Работа в лаборатории всегда проводится в парах, что способствует развитию у студентов коммуникативных умений и навыков. Во время исследовательской работы каждый студент имеет возможность продемонстрировать свою компетентность, реализовать себя.

          Теоретическое исследование направлены на сбор информации в различных источниках (я предлагаю учебники, дополнительную литературу, при необходимости – подобранные распечатки, вырезки из журналов, Интернет), обработку и обобщению фактов. Фактов много, необходимо их проанализировать, подискутировать и прийти к научному выводу. Студенты собирают материал по данной теме, представляют его перед группой. Если работа организована в командах, то получаются мини – проекты.  Так, при изучении темы «Основные этапы развития жизни на Земле» студенты ищут факты, доказательства того, почему вымерли именно динозавры.

          Особую заинтересованность и сложность, с другой стороны, вызывают ТРИЗ - задания. 

ТРИЗ бала предложена инженером Генрихом Альтшуллером и показала свою плодотворность для решения проблемных задач во многих областях человеческой деятельности, очень эффективна для развития творческих способностей студентов. Развитие решения осуществляется путём преодоления противоречий, мешающих достижению ИКР (идеального конечного результата». [  ]

Одно из таких заданий «Кислород для рыб»: «Рыба в мелких прудах может зимой погибнуть от недостатка кислорода. Предложите решения проблемы. Одно из решений — делать проруби, но они постоянно замерзают. Как быть?

Противоречие: сквозь лед должен проходить воздух, так как он нужен рыбам, но воздух не может проходить через лед.

ИКР: лед сам пропускает воздух в воду. Используйте посредник, через который проходит воздух.

В лед вмораживаются капилляры — пучки обычной соломы. По ним кислород попадает в воду. 
Лесная радиогазета. 1-я программа Всесоюзного радио, 20.12.1987». [  ]

Рыбы — водные существа. Освоив все жизненные ресурсы своей среды, они высадили десант на сушу. С какими проблемами столкнулись эти первопроходцы?

-Кожа и слизистая глаз будут пересыхать на воздухе. Как этого избежать?

-Как дышать на суше, ведь жабры тоже сразу высохнут?

-В воде пища и так была мокрая, а теперь ее надо как-то смачивать.

 -Что случится с икрой, отложенной на суше? Ответ очевиден — высохнет. И что с этим делать?

 -Как передвигаться на суше? Плавники — слабые помощники, да и вес тела возрастает при выходе из воды.

Признаки класса земноводных выводятся как решения обозначенных проблем. Появление у этой группы животных тонкой кожи со слизистыми железами, легких, суставных конечностей, слюнных и слезных желез, укрепление скелета по сравнению с рыбами и некоторые другие особенности становятся логически обоснованными и легко запоминаются. Амфибии не справились с одной существенной задачей – размножением вне воды. Природа остановилась на компромиссном варианте: жизнь взрослых животных протекает на суше, а размножение и развитие – в воде. Что, собственно, и определило название класса –Земноводные.

          При изучении темы “Приспособленность животных и растений к условиям окружающей среды” студенты выполняют практическую работу и изучают какой - либо вид животного, растения, как они приспособлены к обитанию Возможная тематика исследований:  “Приспособленность растений пустынь к засушливым условиям обитания”, “Приспособления растений к опылению”, «Приспособленность животных к обитанию в водоёмах». Студенты делают описание приспособленности организма с описанием условий обитания, делают выводы, характеризуют относительный характер приспособленности.

      Высшей ступенью  исследовательской деятельности студентов являются исследовательские проекты. Можно, конечно, выполнять их на уроках (затрагивают не один урок) по особо подобранным методикам.  

Формировать исследовательские умения необходимо не только на уроках, но и во внеклассной работе, которая позволяет учащимся интересующимися предметом, не ограничиваться рамками учебной программы. Применение во внеклассной работе заданий, связанных с проведением наблюдений и опытов, развивает у школьников исследовательские наклонности.

Достигается более осознанное усвоение знаний и практических действий.

- создание эмоционально-насыщенного фона во время исследовательской работы;

-  коммуникативность в процессе осмысления проблемы исследования;

- проблемность исследования, являющийся одним из основных при построении технологии формирования учебно-познавательной компетенции; мотивация и потребность в знании;

 Таким образом, оценивая приведенные  выше аргументы, можно сказать, что учебный предмет « Биология» имеет возможности развития творческих способностей и самостоятельности студентов через исследовательскую  деятельность.

1. Сборник творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ / сост. В.И. Тимохов – СПб, ТОО ТРИЗ-Шанс, 1996, 105 с.
   2.  Программа "ТРИЗ - Теория решения изобретательских задач.

neobionika.ru›triz/246-programma-triz.html