Исследовательская деятельность обучающимися
методическая разработка по биологии на тему

Функциями исследовательской деятельности на разных уровнях общего образования являются:

− в дошкольном образовании и начальной школе – сохранение и развитие исследовательского поведения учащихся как средства развития способностей и навыков к учебной деятельности;

− в основной школе – развитие способности занимать исследовательскую позицию, самостоятельно ставить и достигать цели в учебной деятельности;

− в старшей школе – развитие исследовательской компетентности и предпрофессиональных навыков как основы профильного обучения.

 К основным дидактическим функциям учебно-исследовательской деятельности относят:

− открытие новых (неизвестных учащемуся) знаний (т.е. установление существенных свойств понятий; выявление закономерностей; отыскание доказательства утверждения и т. п.);

− углубление изучаемых знаний (т. е. получение определений, эквивалентных исходному; обобщение изученных знаний; нахождение различных доказательств изученных теорий и т. п.);

− систематизация изученных знаний (т. е. установление отношений между понятиями; выявление взаимосвязей между понятиями; структурирование учебного материала и т. п.);

− развитие учащегося, превращение его из объекта обучения в субъект, формирование у него самостоятельности к самоуправлению (самообразованию, самовоспитанию, самореализации);

− обучение учащихся способам деятельности.

Классификацию проектов по видам конечного результата можно представить следующим образом:

− изделия: результат – изделие, поделка, конструкция, в том числе информационная продукция (книга, мультфильм, открытка, песня, и т. д.);

− мероприятия: результат – само проведенное мероприятие (праздники, викторины, конкурсы, показы мод, концерты, соревнования, и т. д.);

− решения проблем: результат – решенная проблема;

− исследования: результат – самостоятельно полученные новые знания.

Выделяют три уровня в выполнении учащимися учебных исследований.

Нулевой уровень. Учащиеся работают по готовой инструкции, в которой прописаны цель и порядок выполнения работы. Гипотеза не указывается. Работа учащихся носит репродуктивный характер. Более того, они зачастую на опыте определяют то, что им уже известно и приведено в учебнике. Именно на нулевом уровне исследования работают учащихся, выполняя традиционные лабораторные работы.

Первый уровень. Учащиеся знакомятся с постановкой проблемы, принимают цель исследования, знакомятся с гипотезой, выполняют работу по готовому плану, сами интерпретируют полученные результаты.

Второй уровень. Учащиеся знакомятся с поставленной проблемой, принимают цель эксперимента и его гипотезу, сами планируют работу, выполняют опыты и объясняют полученные результаты.

Третий уровень. Учащиеся знакомятся с проблемой, сами формулируют цель и выдвигают гипотезу, планируют и осуществляют эксперимент, интерпретируют полученные результаты.

Четвертый уровень. Учащиеся сами обнаруживают проблему, формулируют цель исследования, выдвигают гипотезу, предполагают возможные результаты, планируют, осуществляют эксперимент и интерпретируют полученные результаты. Здесь им принадлежит ведущая роль в выборе способов работы с изучаемым материалом. Более того, учащиеся подвергают сомнению известные факты, принятые представления и нормы, осуществляют их экспериментальную проверку с последующим обоснованием. Каждый учащийся самостоятельно изучает, описывает и интерпретирует те сведения и наблюдения, которые он получил в ходе учебного исследования.

Этапы выполнения исследовательской работы

І этап Подготовка к исследовательской работе

1. Найди проблему – то, что на твой взгляд хочешь изучить и исследовать;

2. Назови свое исследование, т.е. определи тему исследовательской работы;

3. Опиши актуальность исследовательской работы, т.е. обоснуй выбор именно этой темы работы;

4. Сформулируй цель исследовательской работы и поэтапно распиши задачи исследовательской работы;

5. Выбери оптимальный вариант решения проблемы;

6. Составь вместе с учителем план работы для реализации своего исследовательского проекта.

ІІ этап. Планирование исследовательской работы

1. Определись, где планируешь искать и найти информацию;

2. Определись со способами сбора и анализа информации, т.е. каким образом, в какой форме и кто будет собирать, выбирать и анализировать информацию;

3. Выбери способ представления результатов работы, т.е. в какой форме будет твой отчет (текстовое описание работы, присутствие диаграмм, презентации, фотографий процесса исследования или эксперимента, аудио- или видео-записи наблюдений, опытов, этапов эксперемента и конечного результата);

4. Установи критерии оценки (как будешь оценивать) хода эксперимента, исследования, полученного результата исследовательской работы (исследовательского проекта);

5. Распредели задачи и обязанности между учащимися в группе, если это групповой проект.

ІІІ этап. Исследование (процесс исследования, эксперимента)

1. Собери необходимую информацию для проведения исследования, при необходимости, проведи расчеты, замеры, подбери качественный и безопасный материал и оборудование для эксперимента, опыта, наблюдения и т.д.

2. Проведи то, что запланировал: интервью, опросы, наблюдения, эксперименты, опыты, необходимую исследовательскую работу, поисковую работу, научно-исследовательскую работу.

3. При использовании лабораторного оборудования, инструментов, при выходе на природу и т.д. соблюдай правила техники безопасности, пожарной безопасности, будь внимателен и осторожен.

ІV этап. Выводы

1. Проведи анализ полученной в ходе исследовательской работы информации;

2. Дай экономико-экологическое обоснование (затратно, экономически выгодно, экологично ли выполнение твоей исследовательской работы);

3. Сформулируй выводы (добился ли того, что ставил в цели и задачах).

V этап. Отчет и защита исследовательской работы (проекта)

1. Оформи и подготовь представление результатов своей работы:защиту в виде устного отчета, устный отчета с демонстрацией, письменного отчета и краткой устной защиты с презентацией;

2. Проведи защиту своей исследовательской работы (проекта) и прими участие в возможном обсуждении, давай четкие ответы на возникшие вопроссы.

VІ этап. Оценка процесса и результатов проекта

1. Поучаствуй в оценке исследовательской работы путем коллективного обсуждения и самооценки

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ   ПРОЕКТ:

Приспособленность птиц зимой в связи с изменением климата и воздействием антропогенного фактора.

Цель: выявить адаптации у зимующих птиц нашей местности, в связи с потеплением климата.

Задачи исследования: 1.Изучить особенности поведения зимующих птиц.

                             2.изучить видовой состав птиц.

                             3.выявить кормовую базу птиц.

Характеристика:

- доминирующая деятельность: исследовательская.

- предметно-содержательная область- одна область знания.

- характер координации: непосредственный

- количество участников-30.

- продолжительность- ноябрь-март.

Гипотеза: потепление климата зимой на Южном Урале оказывает влияние на жизнь птиц

( смещаются по срокам миграций, размножения, выведение потомства, число выводок, увеличение численности и т. д.).

Актуальность проекта:   В настоящее время отмечается потепление климата на территории России, в том числе и на Южном Урале. Причиной потепления прежде всего является антропогенный фактор. Потепление климата в зимнее время не может не сказываться на жизнь птиц зимой, особенно на Урале , где сосредоточена большая часть промышленности.

Этапы реализации проекта.

Подготовительный:        Выделение предполагаемых направлений работы.

Разработка критериев  оценки  результатов выполнения  проекта.        

Сентябрь-октябрь

Начальный:        -определение проблемы и задач исследования.

-выдвижение гипотез и способов их решения.

-обсуждение методов исследования.        Октябрь-ноябрь.

Основной:        -выявление разнообразия птиц по территории города.

-выявление особенностей поведения птиц.

-выявление кормовой базы.

-примерный учет численности птиц за период наблюдения.

-систематизация и анализ полученных данных.

-обсуждение способов оформления результатов.

-устранение недостатков в проекте.        Ноябрь, декабрь, январь, февраль

Заключительный        

-презентация проекта.

-парад зимующих птиц окрестности г. Южноуральска - фотоальбом.-март.

Известно, что  в нашей области чередуются длительные периоды похолодания и потепления.

Происходит  начиная с 1980г интенсивное повышение средней температуры воздуха. Это приводит к неустойчивости снежного покрова. Особенно заметно потепление в  последние   года (2003-2008г.) Зимние температуры выше средней температуры последнего десятилетия прошлого века. Наблюдается раннее таяние снега весной, преждевременный ледоход (р.Увелька, Кичигинское водохранилище),а осенью -к запоздалым срокам обратных процессов(-октябрь-ноябрь2008г характеризуются положительными температурами, отсутствием снежного покрова.  Первый снег выпал в начале  декабря)_----------------------------------------------------------------------).

У птиц выработались приспособления к сезонным изменениям в природе. Эти приспособления выражаются в их сезонных перемещениях. Многие пернатые в результате этого проводят зимнее время далеко за пределами районов размножения, что позволяет им  избегать  неблагоприятные условия. В процессе индивидуальной изменчивости некоторые виды способны менять статус миграционной активности от  типичных  перелетных до оседлых. В нашей местности перелетные птицы: утки, лебеди, скворцы, жаворонки и другие птицы. Наши наблюдения  подтверждают, что сроки прилета очень часто не соответствуют ходу фенологических явлений.

После периода размножения птицы приступают к кочёвкам как в пределах кормовых перемещений в окрестностях гнездовых территорий, так и по более обширным пространствам (например, водоплавающие птицы и околоводные, насекомоядные).

Из пролётно-зимующих птиц, начинающих осенние перемещения зарегистрированы ранние сроки появления снегиря. Однако численность популяции снегиря в районе                            г. Южноуральска незначительна и снижение её заметно за последние три года наших наблюдений. В 2008г прилёт первых снегирей зарегистрирован в конце декабря  Очевидно  это связано с потеплением в северных районах и достатком пищи. Среди пролётно – кочующих- раннее появление свиристелей. Снегири и свиристели прилетают к нам во второй декаде декабря. Свиристели встречаются стаями по 15-20 особей.  В январе 2009г. Отмечается массовое появление свиристелей. Численность их стай достигает несколько десятков особей. Чаще они встречаются на деревьях с оставшимися плодами(клены, рябина). В районе Южноуральска численность популяций этих птиц достаточно высокая. За последние восемь лет разница сроков пролета большинства видов птиц составила от трёх недель до месяца. У свиристеля это произошло за счёт относительно равномерного увеличения.

Появление новых зимующих птиц нами было отмечено в 2008г. В нашем городе зимовали дрозд-рябинник, что было зарегистрировано впервые за последние восемь лет. Можно предположить , что этому способствовало потепление, происходящее на Южном Урале и достаток корма( в 2007\08г. рябина была урожайна). Численность популяции этих птиц  достаточна  высока, в стаях насчитывалось до 100 особей. Дрозд-рябинник встречался на рябине даже у жилья человека. Они собирали ягоды не только на ветках рябины, но и опавшие ягоды на снегу.

Рост количества  зимующих видов произошёл за счёт случайно и постоянно встречающихся на фоне сокращения птиц, которых прежде отмечали нерегулярно.

Основное ядро орнитофауны нашей местности составляют виды, имеющие высокую численность и ведущие оседлый, полуоседлый и частично оседлый  образ жизни ( синицы, дятлы, сороки ,корольки, клесты ,голуби, воробьи, свиристели, галки,   другие). К ним присоединяются  перелётно - кочующие виды. У постоянно зимующих птиц (дятлы, синицы) происходит увеличение численности. Формирование оседлого образа жизни протекает наиболее интенсивно за последние  8 лет. Оседлый образ жизни зависит не только от потепления климата, но и от антропогенных ландшафтов. Так, галки ранее   относились к кочующим птицам нашего региона, в настоящее время это оседлые птицы, кочуют только молодые особи. Эти птицы находят пищу на свалках, в мусорных контейнерах, по обочинам дорог. Можно сделать вывод, что на образ жизни птиц влияет антропогенный фактор. Серых ворон можно также считать оседлыми птицами в нашей местности.

Потепление климата вызывает мягкие и малоснежные зимы (что характерно для зимы 2009г.), что обусловливает уменьшение высоты снежного покрова и его неустойчивость. Это способствует изменению численности и количества видов, совершающих нерегулярные кочёвки и миграции к нам из северных областей. Кочующие птицы ведут стайный образ жизни, но распад  стай у галок, серой вороны в городе отмечается уже в феврале, когда ослабевают связи с местами кормёжки, в марте с районами ночлега. Сороки в это время совершают перемещения к местам гнездования. Такие перемещения нами отмечены в микрорайоне нашей школы, где обнаружены постройки гнёзд сорок. Из мигрирующих птиц первыми к нам прилетают грачи. Их прилёт отмечается с появлением первых проталин(2008г.-10 марта) в окрестностях города. Более раннее появление грачей связано в первую очередь с переходом птиц на широкое использование кормов антропогенного происхождения. Уже в марте(15 марта) грачи приступили к строительству гнёзд, образуя колонии. Наиболее крупные колонии обнаружены вдоль трассы Челябинск-Южноуральск, у деревни Летягино и у п. Нагорный. Сбор корма  по обочинам дороги и полям.

Клесты у нас размножаются зимой. Это связано со специализированной пищей. Клесты питаются семенами хвойных деревьев. В феврале, когда чешуи сосны шишек раскрываются, становятся более мягкими, семена добыть легко и пищи достаточно для выкармливания потомства. В хвойном сосновом бору обнаружены клесты.

Голуби ведут оседлый образ жизни. У этих птиц произошли существенные сдвиги в сроках размножения, наступает период размножения уже в феврале.  Предполагается, что это связано с достатком корма в урбанизированных ландшафтах.

Антропогенное воздействие влияет на кормовые миграции птиц. В нашем городе некоторые виды птиц в зимнее время кормятся на асфальте или по обочинам дорог. К ним относятся голуби, галки, синицы. Проводя наблюдения уже в течение трёх лет, можно сделать вывод, что численность этих птиц с каждым годом возрастает. Антропогенный фактор увеличивает концентрацию кормов антропогенного происхождения, что повышает доступность корма , стабильность существования мест кормёжки. Из наблюдений следует, что сороки, галки, воробьи, синицы в зимнее время питаются пищевыми отходами антропогенного происхождения: крошками хлеба , зерном, кусочками не солёного сала и мяса, крупами, которые находят по обочинам дорог, в мусорных контейнерах, на свалках, на рынке рядом с торговыми рядами кормов для животных, а также во дворах пищевых предприятий. На рынке находит себе корм стая галок (их до 30 особей в стае). Воробьи же посещают дворы частных домой. Здесь они питаются кормами домашних птиц, да и жители подкармливают птиц в суровое зимнее время крошками хлеба, просом.

Нами отмечены возникающие связи птиц с авто- и железнодорожными путями. Вдоль Троицкой трассы, проходящей через наш город, встречаются небольшими группами сороки, голуби. А вот тетерева из лесополос, расположенных вдоль Пластовского  тракта, могут приближаться к трассе в поисках пищи, что отмечено в начале марта. Возможность найти корм по обочинам авто- и железных дорог  велика, т.к. здесь часто встречаются выбрасываемые пищевые отходы. В нашей местности на железнодорожных путях кормятся вороны, галки и сороки. Дятлы в 2008/09г. зимой в городе не встречались, хотя  зимой прошлого года(2007/08г.) их в городе было много . Они встречались на повреждённых деревьях и даже посещали кормушку с салом. В этом году урожай семян сосны высокий.

Таким образом, пернатые приспосабливаются к различным проявлениям антропогенной среды, что способствует увеличению численности отдельных видов. Чрезмерное увеличение численности, а особенно отдельных видов (сизый голубь, галка0- сигнал нарушения экологического равновесия. Из наших  наблюдений в течение трёх лет, можно отметить, что численность этих видов птиц в нашем городе относительно постоянна, т.е. нет резкого увеличения численности этих видов.

Облик зимнего населения птиц определяют такие факторы как состав лесообразующих пород, укрытость, провинциальность, антропогенное влияние. Урожай семян и ягод деревьев и кустарников, воздействие  кормности местообитаний. От этих факторов зависит видовое разнообразие птиц зимой. В этом году(2008/09г.) нами отмечен небольшой урожай рябины, следовательно, дрозд-рябинник не остался на зимовку, т.к. нет достаточно корма. Однако отдельные единичные особи встречаются.

Птицы, занимающие антропогенные ландшафты могут служить индикаторами состояния окружающей среды.

Из наших наблюдений можно сделать вывод, что в связи  с глобальным потеплением (наблюдения за 8 лет) климата на фоне антропогенных преобразований произошли изменения в активности птиц. У них вырабатываются различные адаптационные реакции, которые проявляются в смещении сроков миграций, смещаются области зимовок в зону холодного климата, приспосабливаются к добыче и питанию пищей антропогенного происхождения. Это способствует увеличению степени оседлости птиц или полному переходу к ней.

Анализ учебного исследования

Функции данного исследования: – развитие способности занимать исследовательскую позицию, самостоятельно ставить и достигать цели в учебной деятельности.

Конечный результат исследования:  самостоятельно полученные новые знания.

Уровень выполнения учащимся учебного исследования -третий уровень, т.к. учащиеся знакомятся с проблемой, сами формулируют цель и выдвигают гипотезу, планируют и осуществляют исследование, интерпретируют полученные результаты, прогнозируют оседлость птиц.