«Формирование исследовательских навыков при изучении биологических систем»
учебно-методический материал по биологии (10 класс) на тему

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Гимназия»

Программа факультативного курса по биологии

«Формирование исследовательских навыков при изучении биологических систем»

(10, 11 классы)

Автор: Малова Наталья Петровна,

учитель биологии МАОУ «Гимназия»

г. Старая Русса

2013

Пояснительная записка

Программа «Формирование исследовательских навыков при изучении биологических систем» (далее программа) создана как программа факультативного курса на основе федерального закона РФ от 29.12 №273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации (статья 12,пункт 4.1). Программа является средством реализации требований Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования (пункт 14). Программа предназначена для учащихся 10, 11 классов, количество часов – 34. Программа утверждена на педагогическом совете МАОУ «Гимназия» от 28.08.2013 г.

Программа включает требования к личностным и метапредметным результатам:

Личностные: осознанный выбор профессии, потребность к самоопределению, готовность к творческой деятельности, навыки сотрудничества со сверстниками.

Метапредметные результаты: умение самостоятельно определять цели и составлять планы деятельности. Умение использовать ИКТ. Умение пользоваться различными источниками информации. Умение анализировать и презентовать свой опыт.

Предметные результаты: умение формулировать основную мысль текста. Владение основными методами научного познания. Сформированность умений объяснять результаты биологических экспериментов. Исследовать и анализировать биологические объекты. Владение умениями выдвигать и проверять гипотезы. Формирование способности к выполнению экологических проектов, конкретизирует методы формирования универсальных учебных действий учащихся на этой ступени образования в части повышения мотивации и эффективности учебной деятельности обучающихся.

Актуальность создания программы вызвана необходимостью реализации  требований Стандарта по биологии, которые включают:

• «сформированность умений исследовать и анализировать биологические объекты и системы, объяснять закономерности биологических процессов и явлений;
• прогнозировать последствия значимых биологических исследований; владение умениями выдвигать гипотезы на основе знаний об основополагающих биологических закономерностях и законах, о происхождении и сущности жизни, глобальных изменениях в биосфере; проверять выдвинутые гипотезы экспериментальными средствами, формулируя цель исследования;
• владение методами самостоятельной постановки биологических экспериментов, описания, анализа и оценки достоверности полученного результата;» ( материалы ФГОС).

Обучение учащихся по обычным, даже профильным программам не предполагает формирования исследовательских навыков. В среднем звене биологические дисциплины рассматриваются и воспринимаются учащимися как обособленные разделы биологии ,на упрощенном уровне.

Программа предназначена для учащихся 10-11 общеобразовательных и профильных классов, которые проявляют интерес к биологии. Однако, при небольшом количестве часов, предусмотренных БУП удовлетворить потребности этих ребят очень сложно. Кроме того, при изучении биологических дисциплин в среднем звене, мало кто из учащихся задумывается о своей будущей специальности. Программа поддерживает и углубляет базовые знания, помогает проверить целесообразность выбора профиля обучения. Освоение навыков исследовательской деятельности даст возможность учащимся  быстрее адаптироваться в высшей школе, где им придется заниматься  написанием курсовых, дипломных работ и т.п.

Программа дает возможность показать все многообразие жизни, особенности построения биологических систем, перспективы развития биологии. Изучение данного курса поможет ученику определиться, какой раздел биологии для него оказался наиболее интересным, чем бы он предпочел заниматься в дальнейшем.

Особенность программы заключается в том, что ее можно использовать при занятии исследовательской деятельностью по смежным дисциплинам: географии, химии, экологии.

Программа разработана таким образом, что для ее усвоения подойдет любой комплект УМК т.к. она предполагает формирование универсальных исследовательских навыков  Участие в проектной деятельности позволяет обучающимся сформировать конструктивное отношение к работе и подготовиться к выбору профиля обучения на следующей ступени образования.

Программа является логическим продолжением  предыдущей программы «Биологические системы», разработанной автором в 2007г и прошедшей экспертизу на муниципальном уровне. Эта программа была успешно апробирована в гимназии Старой Руссы и гимназии №2 Великого Новгорода. Однако, в связи с тем, что в МАОУ «Гимназия» Старой Руссы с 1999г действует научное общество учащихся, возникла необходимость более серьезно и системно заняться исследовательской и проектной деятельностью. В основе проектирования и конструирования программы лежит системно-деятельностный  подход, обеспечивающий активную учебно-познавательную деятельность, обучающихся и построение образовательного процесса с учетом индивидуальных возрастных, психологических и физиологических особенностей обучающихся.

Программа направлена на развитие творческих способностей обучающихся, формирование у них основ  культуры исследовательской и проектной деятельности, системных представлений и позитивного социального опыта применение методов и технологий этих видов деятельности, развитие умений обучающихся самостоятельно определять цели и результаты (продукты) такой деятельности.

Программа обеспечивает требования Стандарта к организации системно-деятельностного подхода в обучении и организации самостоятельной работы обучающихся, развитие критического и формирование инновационного мышления в процессе достижения личностно значимой цели, представляющей для обучающихся познавательный или прикладной интерес.

Цель программы: реализовать комплекс  условий, направленных на развитии коммуникативных умений, способности к саморегуляции и  познавательных умений для решения учебных и личностных проблем   учащихся на основе организации исследовательской и проектной деятельности. Программа предполагает:

 Формирование универсальных учебных действий обучающихся через:

- освоение социальных ролей, необходимых для учебно-исследовательской и проектной деятельности;

- актуальные для данного вида деятельности аспекты личностного развития: умение учиться, готовность к самостоятельным поступкам и действиям, целеустремленность, самосознание и готовность преодолевать трудности;

- освоение научной картины мира, понимание роли и значения науки в жизни общества, значимости учебно-исследовательской и проектной работы, инновационной деятельности; овладение методами и методологией познания, развитие продуктивного воображения;

- развитие компетентности общения;

Овладение обучающимся продуктно-ориентированной деятельностью при помощи последовательного освоения:

- основных этапов, характерных для исследования и проектной работы;

- методов определения конкретного пользователя продукта (результата) проекта или исследования;

- технологий анализа инновационного потенциала продукта до момента начала его создания;

Развитие творческих способностей и инновационного мышления обучающихся на базе:

- предметного и метапредметного, научного и полунаучного содержания;

- владения приёмами и методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, творческого поиска решений структурированных и неструктурированных задач;

Общение и сотрудничество обучающихся с группами одноклассников, учителей, специалистов за счет потенциала и многообразия целей, задач и видов учебно-исследовательской и проектной деятельности.

Исходя из целей освоения Программы, организационно-методическое обеспечение и педагогическое сопровождение программы направлены на создание условий для решения следующих задач:

В отношении обучающихся:

- обучение целеполаганию, планированию и контролю;

- овладение приемами работы с неструктурированной информацией (сбор и обработка, анализ, интерпретация и оценка достоверности, аннотирование, реферирование) и простыми формами анализа данных;

- обучение методам творческого решения проектных и задач;

- формирование умений представления отчетности в вариативных формах;

- создание дополнительных условий для успешной социализации и ориентации  мире профессий;

В отношении учителя:

- применение педагогических техник и приёмов, обеспечивающих самоопределение и самостоятельность обучающегося в процессе работы, и контроль за соблюдением этапов деятельности;

- поддержка научного уровня, ориентированности на результат и инновационной направленности исследований и проектных разработок;

- обучение приемам и методам учебно-исследовательской и проектной деятельности, творческого поиска и работы с информацией; разработка банка заданий, проблем, тем и учебно-методических комплексов для обеспечения многообразия видов деятельности;

- владение методами организации учебного сотрудничества и проектной кооперации, повышения индивидуальной эффективности деятельности отдельных учащихся и работы группы в целом.

Принципы построения программы:

Доступности – занятие проектно-исследовательской деятельностью предполагает освоение материала за рамками школьного учебника, и это происходит зачастую на высоком уровне трудности. Но понятие «высокий уровень сложности» имеет смысл тогда, когда этот уровень имеет непосредственное отношение к конкретному ученику, а не к конкретному учебному материалу: что для одного ученика достаточно сложно и непонятно, для другого просто и доступно;

Естественности – тема исследования, за которую берётся обучающийся, не должна быть надуманной взрослым. Она должна быть интересной и настоящей, а значит, реально выполнимой. Естественность заключается в том, что ученик сможет исследовать тему самостоятельно, без каждодневной и постоянной помощи взрослого, когда ребенок может сам «потрогать» проблему, ощутить возможности ее решения, стать первооткрывателем без подсказки и руководства учителя;

Культуросообразности – это воспитание в ученике культуры соблюдения научных традиций, научного исследования с учётом актуальности и оригинальности подходов к решению научной задачи. Этот принцип можно считать принципом творческой исследовательской деятельности, когда обучающийся привносит в работу что-то свое, неповторимое, пронизанное своими мироощущением и мировосприятием;

Самодеятельности – ученик может овладеть ходом своей исследовательской (проектной) работы только в том случае, если она основана на его собственном опыте.

Содержание программы. Тематические модули.

Тема 1. Понятие о биологических системах (2 часа)

Разнообразие жизни на Земле. Характеристика биологических систем. Свойства биологических систем. Стратегия жизни биологических систем. Пределы сложности жизни.

Тема 2. Методы изучения биологических систем (2 часа)

Описательный метод. Сравнительный метод. Исторический метод. Экспериментальный метод. Метод  моделирования. Теоретические и эмпирические методы.

Тема 3. Понятие учебно-исследовательской, проектной, исследовательской деятельности (3 часа)

Учебно-исследовательская деятельность как способ освоения новых знаний, не предполагающая получения нового научного результата. Проектная деятельность как деятельность, направленная на достижение реальной, личностно значимой цели. Типы проектов. Исследовательская деятельность, связанная с решением проблемы и получения новых научных знаний.

Тема 4. Этапы работы над проектом.(2 часа)

Выбор темы   исследования. Актуальность, обоснованность, новизна. Постановка цели, задачи. Этапы и механизмы реализации   проекта. Практическая значимость проекта.

Тема 5. Требования к оформлению исследовательских работ.(2 часа)

Титульный лист, оглавление, введение, результаты исследования и их обсуждение, выводы, заключение, список использованной литературы.

Тема 6. Критерии оценки выполнения проектных и исследовательских работ. (2 часа)

Оценка информации в проектах. Оценка проектов, представленных только в виде текста. Оценка исследовательской деятельности в проекте. Оценка прикладных результатов проекта. Оценка уровня использованных в проекте технологий. Оценка художественного исполнения проекта. Оценка цифровых технологий в проекте. Оценка доклада (выступления). Оценка демонстрационных и иллюстративных материалов.

Тема 7. Направления исследовательской и проектной деятельности по уровням организации живых организмов. Выбор тем исследования. (6 часов).

Темы исследований:

• модельный объект-организм.
• модельный объект-популяция, вид
• модельный объект-экосистема
• модельный объект-биосфера
• модельный объект-человек

Тема 8. Работа над проектами и исследованиями. (5 часов)

Определение проблемы. Составление плана и графика работы. Изучение информационных источников. Разработка гипотез. Постановка целей, задач. Проведение экспериментов, сопоставление гипотезы с результатами. Выводы и заключения.

Тема 9. Межпредметные проекты.(3 часа)

Организация работы над групповым проектом. Распределение ролей.

• «Гармонию проверяем алгеброй»
• «Дом, в котором ты живешь»
• «Экономический и экологический аспект сбора лекарственных трав»

Тема 10. Предзащита и защита проектов и исследований. ( 2 часа).

Оценка выступлений. Оценка презентаций и других демонстрационных материалов.

Тема 11. Подведение итогов проектной и исследовательской деятельности. (2 часа).

Рефлексия проектной и исследовательской деятельности.

Перспективы дальнейших исследований.

Поурочное планирование.

Учебно-методическое и материально-техническое

обеспечение Программы

Планируемые результаты программы

Итогами реализации программы следует считать не столько предметное результаты, сколько интеллектуальное, личностное развитие школьников, рост их компетентности в выбранной для исследования или проекта сфере, формирование умения сотрудничать в коллективе и самостоятельно работать, уяснение сущности творческой исследовательской и проектной работы.

Выпускник научится:

Планировать и выполнять учебное исследование и учебный проект, используя оборудование, модели, методы и приёмы, адекватные исследуемой проблеме;

Выбирать и исследовать методы, релевантные рассматриваемой проблеме;

Распознавать и ставить вопросы, ответы на которые могут быть получены путем научного исследования; отбирать адекватные методы исследования, формулировать вытекающие из исследования выводы;

Использовать такие естественнонаучные методы и приёмы, как наблюдение, постановка проблемы, выдвижение «хорошей гипотезы», эксперимент, моделирование, использование математических моделей, теоретическое обоснование, установление границ применимости модели/теории;

Ясно, логично и точно излагать свою точку зрения, использовать языковые средства, адекватные обсуждаемой проблеме;

Отличать факты от суждений, мнений и оценок, критически относиться к суждениям, мнениям, оценкам, реконструировать их основания;

Видеть и комментировать связь научного знания ценностных установок, моральных суждений при получении, распространении и применении научного знания.

Выпускник получит возможность научиться:

Самостоятельно задумывать, планировать и выполнять учебное исследование, учебные проекты;

Использовать догадку, озарение, интуицию;

Использовать такие естественнонаучные методы и приёмы, как абстрагирование от приходящих факторов, проверка на совместимость с другими известными фактами;

Использовать некоторые методы получения знаний, характерные для социальных и исторических наук: анкетирование, моделирование, поиск исторических образцов;

Целенаправленно и осознанно развивать свои коммуникативные способности, осваивать новые языковые средства;

Осознавать свою ответственность за достоверность полученных знаний, за качество выполненного проекта.

        Планируемыми специфическими результатами исследовательской и проектной деятельности обучающихся являются:

Самоопределение в области познавательных интересов;

Умение искать необходимую информацию в открытом, неструктурированном информационном пространстве и использованием Интернета, цифровых образовательных ресурсов и каталогов библиотек;

Умение на практике применять уже имеющиеся знания и осваивать специфические знания для выполнения условий проекта или учебного исследования;

Умение определять продукты и результаты деятельности;

Владение специальными технологиями, необходимыми в процессе создания итогового проектного или исследовательского продукта;

Умение взаимодействовать в группе, работающей над исследованием проблемы или на конкретный результат;

Умение представлять и продвигать к использованию результаты и продукты проектной и учебно-исследовательской деятельности.

Результатами освоения познавательных универсальных учебных действий являются: повышение предметной компетенции подростков; расширение кругозора; умение оперировать качественными и количественными моделями явлений; формирование умений организации системы доказательств и её критики и т.п.

Результатами освоения коммуникативных универсальных учебных действий являются: различные умения, способности и приёмы работы в группе: способность к согласованным действиям с учетом позиции другого; владение нормами и техникой общения; учёт особенностей коммуникации партнёра, опыт проектной деятельности как особой формы учебной работы, способствующей воспитанию самостоятельности, инициативности, ответственности, повышению мотивации и эффективности учебной деятельности.

Показатели освоения программы:

• Средний балл ГИА и ЕГЭ выше областного;
• Рост количества призовых мест в олимпиадах по биологии и экологии;
• Рост участников научно-практических конференций и конкурсов по биологии и экологии;
• Наличие разработанных и опубликованных проектов и исследований в периодических педагогических изданиях и на интернет-сайтах;
• Рост учащихся- лауреатов различных премий, грантов и т.д.