Проектная и исследовательская деятельность в профильном обучении биологии.
статья по биологии по теме

Проектная и исследовательская деятельность в профильном обучении биологии.

Клещевская В.И., учитель биологии МОУ

          СОШ № 3 г. Ртищево Саратовской области.

         Глобальные изменения в информационной, коммуникационной, профессиональной и других сферах современного общества требуют корректировки содержательных, методических, технологических аспектов образования. Акцент переносится  на индивидуальное развитие личности, его креативности, навыка самостоятельного движения в информационных полях, умения самостоятельно добывать и применять знания, обдумывать, планировать действия и принимать решения в повседневной жизни, самоопределение  в будущей  профессиональной деятельности. Добиться обозначенных целей можно только через личностно-ориентированные технологии, которые я использую в обучении биологии – это проектная и исследовательская деятельность, обучение в сотрудничестве, проблемное и  разноуровневое обучение.

       Среди множества образовательных технологий я остановлюсь на использовании в своей практике проектной и исследовательской деятельности в профильном обучении биологии. Данные технологии дают возможность демонстрации на уроке и внеурочной деятельности всей глубинной работы, которая происходит с учеником в старшем школьном возрасте, создает условия для развития креативности, формирует безбоязненное отношение к миру, в котором скоро предстоит себя реализовывать, закаляет волю, учит коммуникации со сверстниками и взрослыми, формирует потребность в демонстрации своих знаний и умений, их отстаиванию в самых сложных ситуациях.

       В новом варианте базисного учебного плана старшей школы специально предусмотрена, наряду с элективными курсами, проектная и исследовательская деятельность школьников.

  Проектная деятельность–  это совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, имеющая общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности.

Исследовательская деятельность – деятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов исследования: постановка проблемы, изучение теории, подбор  методик исследования, сбор собственного материала, его анализ и систематизация, научный комментарий и собственные выводы. Такая цепочка является неотъемлемой частью исследовательской деятельности.

Данные виды деятельности эффективны  как на уроке или серии уроков по какой-либо значимой теме, разделу учебной программы, так и во внеаудиторной  деятельности школьников, главная их цель – развитие личности.

 Проекты, которые выполняют учащиеся, очень  многообразны:

1. по содержанию (монопроекты и межпредметные);
2. по доминирующей деятельности (исследовательские, поисковые, творческие, ролевые, прикладные, проблемно-реферативные);
3. по количеству участников (индивидуальные, групповые, коллективные);
4. продолжительности  выполнения проекта.

В своей работе я использую все типы проектов в зависимости от образовательных целей и хочу познакомить вас с опытом проектной деятельности в профильных классах.

Коллективная или групповая проектная деятельность требует большой подготовки. Прежде всего, начинать надо с выбора темы проекта, его типа, определения числа участников, постановки проблемы, помочь учащимся осознать значимость проекта. При сопровождении выполнения проекта учащимися изменяется  функция учителя, главное – управление учебной деятельностью учащегося, а не  управление самим учащимся. На втором этапе реализации проекта необходимо оказать помощь ученикам в подборе источников информации, по возможности предоставить литературу, сайты в Интернете, видеоматериал, составить план работы над выполнением проекта. Учащиеся включаются в работу, они самостоятельно распределяют роли, назначают ответственных за определенный вид деятельности: одни – подбирают теоретический материал, другие – перерабатывают его, анализируют, применяют к конкретной теме проекта, третьи – выполняют исследовательскую часть работы.

Очень важно организовать промежуточные обсуждения полученных данных в группах.

Это позволяет организовать планомерную работу над проектом. Учитель наблюдает, делает замечания, дает советы,  корректирует деятельность учащихся по окончательному выполнению и оформлению результатов. Между учителем и учеником возникают связи по обмену информацией. На протяжении всех этапов работы по выполнению проекта происходит интерактивное взаимодействие учителя с учащимися.  Не зря ведь великим Сократом было сказано, что «человек может постичь то, до чего додумался сам, а поиск истины возможен только в свободном обмене мнениями».

Работа в коллективе при выполнении проектов позволяет учащимся объединяться по интересам, обеспечивать распределение ролей, воспитывает чувство долга и ответственности при выполнении заданий в намеченные сроки, способствует развитию коммуникативных навыков. Выполненные школьниками проекты должны иметь личностную или общественную значимость, приводить к реальным результатам, которые можно применять в практической деятельности. Проектирование ориентировано на создание определенного образовательного продукта или получение нового знания.

В профильном классе учащимися выполнены коллективные информационно-реферативные  проекты по учебным разделам «Развитие органического мира» и «Антропогенез». Эти разделы в школьном учебнике профильного курса биологии представлены неглубоко, не рассматриваются все аспекты исторического развития природы, очень мало информации по этапам эволюции человека, отсутствует информация по доказательствам происхождения человека, биосоциальной сущности человека, факторам антропогенеза, человеческим расам и их происхождении. В учебнике недостаточно иллюстраций, или они не привлекательны для школьников. Все эти недостатки мы решили поправить, используя метод проектов.

Перед изучением вышеназванных разделов, за 1-1,5 месяца  были предложены темы работ в пределах раздела,  возможность выбора темы и группы по выполнению проекта. Учащиеся всего класса самостоятельно разбились на 5 групп по 4 -5 человек, и приступили к подготовке проекта. Результатом каждой группы являлся образовательный продукт в виде творческой работы и презентации, выполненной на компьютере. Современные школьники – дети нового, компьютерного поколения. Поэтому применение компьютерных технологий в проектной деятельности является неоспоримым. Учащиеся отрабатывают практические навыки создания собственных мультимедийных презентаций, используют видеосъемку и видеомонтаж с помощью компьютерной техники, умения сканировать изображения, готовить слайды, использовать эффекты анимации и  многое другое. Весь подготовленный материал был представлен на уроках в форме защиты проектов.

Публичная защита является очень важной частью работы по методу проектов, именно она позволяет учащимся обобщать и систематизировать знания, полученные в ходе работы. Учащиеся на уроках выступали в роли учителя, что также актуально в личностно-ориентированном обучении. Каждая группа старалась быть лучшей, в классе витал дух творческого соревнования.

Важный этап работы над проектами  -  оценка результатов. При оценивании результатов проектной деятельности целесообразно использовать рейтинговые виды оценки и элементы самооценивания: что делали, что понравилось, почему, кто внес больший вклад и т.д.  Очень важно дать возможность всем учащимся выразить свое мнение, обменяться впечатлениями. Каждый проект заслуживает похвалы, так как это труд с конечным результатом. Все учебные материалы в дальнейшем используются учащимися при подготовке к зачету по разделу, а в будущем при подготовке к ЕГЭ. Презентации передаются в медиотеку кабинета биологии для следующих поколений учеников.

Большинству учащихся такая форма работы нравится, это повышает их учебную мотивацию, и как следствие, качество получаемых знаний. При работе над проектом ученик сам видит (особенно в сравнении с работами своих одноклассников) насколько удачно он поработал. Оценка учителем личностных качеств школьника, проявленных в процессе работы (усидчивость, находчивость, воля и преодоление трудностей, аккуратность и кропотливость, и многие другие), становится для ученика более весомой, чем отметка по предмету по данному разделу. Такой коллективный проект, состоящий из мини-проектов,  изменяет и психологический климат в классе. Ощущается творческий подъем, осознание значимости деятельности каждого члена классного коллектива. В этой связи психолог Л.С. Выготский отмечает, то, что дети могут сделать вместе сегодня, - завтра каждый из них сможет сделать самостоятельно.  

Биология как учебный предмет обладает широкими возможностями для организации исследовательской проектной деятельности, которые наиболее актуальны. В разделе «Индивидуальное развитие организмов»  дано описание развития разных типов позвоночных животных, материал научный, довольно сложный для изучения и в учебнике не показано практическое применение этих знаний. Мной был предложен проект по изучению эмбриогенеза человека и влиянию тератогенных факторов на развитие зародыша. Цели проекта:

1. Изучить эмбриогенез человека;
2. Сравнить эмбриональное развитие хордовых животных с эмбриональным развитием человека;
3. Показать, что человек являясь биосоциальным существом, подчиняется общим законам природы;
4. Доказать негативное влияние тератогенов на развитие зародыша человека.

Данный проект выполняли четыре ученика, изучив научно-популярную и медицинскую литературу, используя данные Интернета, учебные мультимедийные диски по анатомии и физиологии человека учащиеся представили свою работу в форме презентации. В качестве исследования  использовали статистические данные, которые им предоставили в районной больнице. Кроме этого учащиеся провели интервью с врачом-гинекологом, она на конкретных примерах рассказала о пагубном влиянии наркотических средств, алкоголя на зародыш человека. Данный проект имел не только обучающий характер, но и воспитывающий. Использование видеоматериалов, фотографий последствий «пьяного зачатия» не оставили никого равнодушными к данной проблеме.

Мастер – класс

 Выполнение мини–проекта  « Моя родословная»

         Методика проведения долгосрочных проектов определена, и многие используют ее в своей практике. Но, как организовать проектную деятельность непосредственно на одном уроке, чтобы выдерживались все этапы проектирования?

Я хочу предложить вам стать участниками выполнения проекта « Моя родословная» в рамках урока « Методы генетики человека».

Вступительное слово учителя: Почему мы похожи на родителей и лицом, и характером? Откуда берутся болезни и почему какие-то из них становятся семейными?  Каков шанс родить здорового ребенка, если статистика неутешительна - сейчас в роддомах практически исчезли абсолютно здоровые малыши, на каждую тысячу родившихся – 800-900 имеют какие-либо врожденные дефекты. Каким же будет поколение через 20-30 лет? Что из наших особенностей  и как  передается по наследству детям? Много вопросов возникает,  на которые хочется получить ответ.                                                                       Человек – сложнейшая загадка,  как для науки, так и для самого себя, понимание его природы было и остается предметов многочисленных исследований, в том числе и генетических.   Генетика человека – раздел науки генетики, который объясняет многое из того, что ранее было загадочным в биологической природе человека.

Как же работает наследственность у человека?

Удивительно, но секрет человеческой жизни заключен в нити длиной в метр, а шириной всего лишь несколько миллиардных миллиметра. Мы называем  ее ДНК, именно в ней заключены все наши сбережения, все большие и маленькие семейные тайны.  Она располагается в самом центре ядра каждой клетки в виде 46 хромосом. Они же в свою очередь содержат 50 000 - 100 000 генов, которые мы наследуем в пропорции половина от папы, половина от мамы. Каждая хромосома нашего организма имеет пару (всего этих пар 23), за исключением половых хромосом у мужчин (ХУ), у женщин (ХХ).  Если в паре окажутся разные гены, заявить о себе сможет лишь один из них, и тот, которому это удастся, будет называться доминантным, а "подавленный" - рецессивным. Чтобы у ребенка проявился рецессивный наследственный признак, он должен одновременно передаться ему и папой и мамой. Зато доминантный признак станет явным, даже если достанется малышу лишь от одного из родителей. (учитель рисует условные обозначения на доске).

         В настоящее время ясно, что наследственность человека подчиняется тем же самым биологическим закономерностям, что и наследственность всех живых существ.  В классической генетике  для доказательства закономерностей наследования признаков использовали скрещивание по замыслу ученого-генетика.  

Можно ли проводить свободное скрещивание у людей, как объектов исследования?  (ответ – нет, по этическим причинам).   С какими еще трудностями может столкнуться генетик, изучающий наследственность у человека?  (ответ: большое количество хромосом и генов;  позднее наступление половой зрелости; малое количество потомков; невозможность уравнивания жизни для потомков).

Специфика человека, как генетического объекта, отражается и на наборе методов, которые используются в генетике человека.

Сегодня мы познакомимся только с одним методом -  генеалогическим.

ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД, или МЕТОД РОДОСЛОВНЫХ, который предусматривает прослеживание определенного признака или болезни  в семье или в роду с указанием типа родственных связей между членами родословной. 

Когда-то свою генеалогию знали только аристократические семьи. Позже их родословные пригодились науке – помогли установить закономерности наследования многих заболеваний. Русский философ П,А.Флоренский считал генеалогию своеобразной педагогикой: « История рода должна давать нравственные уроки и задачи». История сохранила для нас несколько родословных, чьи имена нам знакомы с детства. Среди них родословная А.С.Пушкина занимает одно из первых мест. Поэт своими предками гордился и не раз упоминал их в своих стихах.(презентация «Родословная А.С.Пушкина»)

Генеалогический анализ является самым распространенным, наиболее простым и одновременно высоко информативным методом, доступным каждому, кто интересуется своей родословной и историей своей семьи.  Сбор сведений начинается с пробанда – носителя признака, от которого идет изучение наследования признака, его родные братья  и сестры – сибсы. В генетике при составлении родословных приняты условные обозначения.     ( на слайде)

Практическая работа.

Создание проекта.

Цель: научиться методике выполнения мини-проекта на уроке.

 Я предлагаю вам создать свой мини-проект по составлению своей родословной.  Для этого познакомьтесь с этапами работы над проектом, представленными в таблице, правилами составления родословных  и условными обозначениями. (все материалы на столах). Определите один признак, который вы будете анализировать, сформулируйте проблему, основополагающий вопрос, творческое название проекта, форму защиты проекта.

Презентация и защита проектов.

Проектная  и исследовательская деятельность во внеклассной работе.

Во внеклассной и внеаудиторной  работе проектная деятельность не менее актуальна. Ежегодно старшеклассники участвуют в научно-практических конференциях школы и района, представляя творческие проекты. Такие работы обычно выполняются индивидуально или в паре. Темы проектов они предлагают сами, но весь ход работы согласуется с учителем. Наиболее интересные работы по темам:

1. «Фитодизайн или искусство живописать растениями». Ученица изучила приемы ландшафтного дизайна, создала проект озеленения пришкольной территории.
2. « Генетический рай или генетический апокалипсис?». Главной проблемой является вопрос: Безопасны ли для здоровья человека продукты, полученные на основе ГМ источников? Ученица привела аргументы за, и против данных продуктов питания, изучила состав некоторых продуктов на содержание ГМ источников, провела социологический опрос среди  населения города разных возрастных групп, беседовала с работниками здравоохранения и торговли. Использовала видеосъемку, фотографирование, составляла сравнительные диаграммы.
3.  «Похудеть до смерти». В мире эталоном моды считались девушки с полупрозрачным телом, высоким ростом, и многие стали стремиться за моделями с обложек журналов. Для некоторых это закончилось болезнью – анорексией. Тема очень актуальна для современной молодежи.
4. « Сахарный диабет – болезнь 21 века». Развитие заболевания, меры профилактики, статистика, социологический опрос легли в основу исследования по данной проблеме.
5. « Жизнь – как она возникла: путем эволюции или сотворением?». Этот вопрос волновал многих ученых разных времен. Ученики, изучив разные источники информации, пытались ответить на этот вопрос.
6.  « Да сгинет смерть»,  работа посвящена проблеме продолжительности жизни, выполнена двумя ученицами, которые исследовали разнообразные факторы, влияющие на срок жизни.                                                                                              (демонстрация мультимедийного проекта с комментариями)

Все перечисленные проекты занимали в разные годы  призовые места на районной научно-практической конференции «Старт в науку».    Учащиеся, активно участвующие в проектной и исследовательской деятельности получили хорошие знания и опыт,  успешно сдали экзамены в медицинские учебные заведения (СГМУ, медучилище г. Балашова), в СГУ на биологический и психологический факультет и продолжают заниматься исследованиями в высших учебных заведениях.

  В этом году на конференцию была представлена исследовательская работа учащегося 10 химико-биологического класса Бросалова Владимира «Удивительный мир грибов». Этот ученик  - особая гордость нашей школы – ученик с исследовательским мышлением, неоднократный победитель олимпиад  на муниципальном уровне,  призер этого года в конкурсе  областного детского экологического центра  «Саратовский край в прошлом, настоящем и будущем: духовно-экологическое пространство» с работой «Редкие и охраняемые насекомые Ртищевского района», участник Всероссийского чемпионата по биологии в «Центре развития одаренных детей», Всероссийской  заочной олимпиады в МГУ «Покори Воробьевы горы»,  результаты будут подведены в конце февраля, но мы надеемся на победу.