«Информационные технологии в исследовательской работе учителя и учащихся по биологии как средство формирования мотивации к учебе».
статья по биологии

Слайд 1.

Тема авторской концепции: «Информационные технологии в исследовательской работе учителя и учащихся по биологии как средство формирования мотивации к учебе».

Современный период развития цивилизованного общества по праву называют этапом информатизации.
     В Федеральном компоненте государственного стандарта отмечается: "участие школьников в проектной деятельности, в организации и проведении учебно-исследовательской работы”; творческое решение учебных и практических задач; создание собственных произведений, проектов, в том числе с использованием мультимедийных технологий. Другими словами, от школы ждут не "нашпигованных” знаниями выпускников, а людей, способных на протяжении всей жизни добывать и применять новые знания, следовательно, быть социально мобильными. Компетентность в области информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) является одной из приоритетных целей образования. Возможность ее формирования напрямую связана с активной деятельностью школьника в информационной компьютерной среде. Использование информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в учебном процессе является актуальной проблемой современного школьного образования.

       Исследовательская деятельность учащихся с использованием информационных технологий  является способом реализации одной из важнейших задач образования – научить детей самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этой цели знания из разных областей, уметь прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения.

Слайд 2. Исходя из этого,  главная цель моей концепции – сформировать у обучающихся не только сумму знаний в области биологии, а потребности и умения организовать свою исследовательскую деятельность по решению реальных задач окружающего мира с помощью информационных технологий.

В ходе исследовательской деятельности решаются следующие основные задачи: Слайд 3.

- расширение и углубление знаний по биологии;

- овладение практическими навыками исследовательской  работы;

- повышение мотивации обучения,  познавательного интереса, развитию желания и умения учиться;

- воспитание самостоятельности и креативного мышления.

И самое главное ученик и учитель должны стать равными партнерами, единомышленниками. Обе стороны заинтересованы в поиске ответа, что позволяет добиться наилучших результатов.

Слайд 4. В работе придерживаюсь следующих принципов исследовательской деятельности школьников:

– подходить к этой работе творчески;

– поддерживать инициативу детей;

– поощрять их самостоятельность;

– не делать за ребенка то, что он может сделать сам;

– оценивая, помнить о том, как важна ситуация успеха.

Слайд5. Плодотворное влияние на учебный процесс оказывает то, что кабинет биологии в нашей школе хорошо оснащен, оборудовано рабочее место учителя, есть интерактивная доска, лабораторное и демонстрационное оборудование.

Слайд 6. В учебной работе я применяю следующие виды  исследовательской деятельности:

1. Учебный эксперимент.
2. Исследовательская практика.
3. Спецкурсы.

Один  из продуктивных методов обучения – учебный эксперимент. В своей деятельности  использую различные виды учебных экспериментов. Прежде всего – это лабораторные и практические работы, демонстрационный эксперимент, компьютерный практикум, опыты, просмотр видеороликов, творческие домашние задания исследовательского характера.

Исследовательские работы отличаются от практических и лабораторных работ:

- логической последовательностью (этапами), где учащиеся наблюдают предметы и явления;

- находят проблему, которую надо решить,

- высказывают предположения, гипотезу;

- применяют известные приёмы мыслительной деятельности, ставят цели и задачи;

- вырабатывают новые понятия, т.е. выводы, которые сверяют с гипотезой;

- проверяют, применяют на практике.

В учебно-исследовательскую работу начинаю вовлекать учащихся с 5-го класса. В курсе  «Природоведение» на уроках по темам: «Животные клетки», «Разнообразие живого», «Среды обитания», «Методы изучения живой природы» и т. д. они с большим интересом рассматривают под микроскопом одноклеточные и многоклеточные организмы. Они изучают, наблюдают, сравнивают, исследуют. Доступным  способом добычи новых знаний является – наблюдение. Для наблюдения человек создал множество приспособлений: простые лупы, бинокли, подзорные трубы, телескопы, микроскопы, перископы, приборы ночного видения. В рамках учебной работы учащиеся проводят такие наблюдения как «Наблюдение за живыми объектами»,  «Наблюдение за своим организмом»  и многие другие.        При выполнении этих работ учащиеся приобретают навыки наблюдения, фиксирования и правильного оформления результатов наблюдений, анализа полученных данных, делают выводы.

Тем самым пятиклассники потихоньку вовлекаются в учебно-исследовательскую работу, проявляя собственную активность.

На следующем этапе образования (6-9-е классы) практикуются специальные лабораторные работы по инструктивным карточкам. У учащихся развиваются навыки самостоятельных наблюдений, умения исследовательской и практической работы, как в классе, так и в окружающей среде.

Ощутимый дидактический эффект в плане мотивации, систематизации и углубления знаний учеников, то есть формирования так называемых обучающих возможностей, развития способностей учащихся к приобретению и усвоению знаний дает использование цифрового микроскопа при проведении школьных биологических исследований

Слайд 7. В 6 классе при проведении лабораторных работ организую небольшое исследование с помощью цифрового микроскопа.

       Например, изучение строения плесневого гриба мукора. Проблемным вопросом при изучении плесневого гриба может быть нахождение разницы и выявление ее причины между рассмотренными временными микропрепаратами плесневого гриба, развивающегося на субстрате в начальном периоде развития и во время созревания спор. Учащиеся выполняют работу на своих рабочих местах с использованием светового микроскопа. Я же демонстрирую микропрепараты с помощью цифрового микроскопа - увеличенное изображение изучаемого объекта (микропрепарата) вывожу на большом экране  с помощью проектора, подключаемого к компьютеру.

Весьма перспективным, считаю, использование цифрового микроскопа для создания собственных коллекций фотографий микропрепаратов. К созданию подобного материала можно и должно привлечь учащихся, что повысит их заинтересованность в изучении биологии и привьет им интерес к исследовательской деятельности.

Слайд 8. Выполнять требования стандартов позволяет современная минилаборатория, сам процесс работы с лабораторным оборудованием вызывает повышенный интерес юных исследователей.

На уроках я постоянно использую презентации, фрагменты из учебных фильмов, анимации, видеоролики, которые демонстрируют биологические модели, а также биологическую исследовательскую лабораторию. Которая содержит в себе не только лабораторные работы, но и упражнения, тренажеры, работа с которыми позволяет ученику самостоятельно определить уровень своих знаний, повышает мотивацию к учебе. Слайд 9. Применение виртуальных интерактивных лабораторных работ позволяет не только проводить любые по сложности и доступности лабораторные работы, но и расширить их спектр. Обусловлено это отсутствием каких либо ограничений, налагаемых соображениями безопасности или экономической целесообразности. Выполненные в виде интерактивной мультипликации создаст у учащегося иллюзию реального исполнения заданий лабораторной работы. Полная свобода действий и возможность совершать ошибки поможет привить ученику исследовательские навыки и умение делать правильные выводы.

В исследовательской практике моим ученикам нравится модель учебного занятия в режиме проектного обучения.  Исследовательские проекты можно считать высшей ступенью исследовательской деятельности учащихся. Овладев методом теоретических экспресс-исследований, приобретя навыки практической экспериментальной работы, учащиеся достаточно успешно справляются с экспериментальной частью проектов, выполняемой по специально подобранным методикам. Одной из главных особенностей проектной деятельности, на мой взгляд, является ориентация на достижение конкретной практической цели – наглядное представление результата, будь это отдельные схемы и рисунки, графики и диаграммы или компьютерные презентации. Использование информационно-коммуникативных технологий не только оживляет и разнообразит учебный процесс, но и открывает большие возможности для расширения образовательных рамок, несомненно, несёт в себе огромный мотивационный потенциал и способствует принципам индивидуализации обучения. А ведь мотивационная сфера подростков представлена широким спектром мотивов, интересов и увлечений.

Слайд 10. Так, с учащимися 6 класса было проведено учебное занятие «Юные цветоводы». Из числа предложенных  школьникам практических задач, ими было выбрано «Путешествие на родину комнатных растений кабинета биологии». Решая общую задачу, участники проекта разделились на группы: «Теоретики-исследователи»,  «Компьютерщики», «Критики». Например, «Теоретики-исследователи», используя энциклопедические и информационные данные продемонстрировали растения  различных природных зон,  рассказали о  ботанической характеристике, разновидностях, биологических особенностях строения, размножения, условиях произрастания и ухода. Выступления сопровождались электронной презентацией. Результатом проведенной работы стала защита своих проектов каждой группой на открытом уроке. Мотивация усиливается благодаря творческому характеру учебной деятельности, самостоятельности, ответственности ученика перед членами своей группы. Работая в малых группах учащиеся общаются, размышляют, анализируют и делают выводы. У них развивается коммуникативное мышление.

Любой проект ориентирован на решение конкретной проблемы и рассчитан на определённого потребителя. Укажу некоторые темы, на материале которых можно осуществлять подготовку учащихся к проектной деятельности.

Во время работы над проектом каждый ученик имеет возможность реализовать себя, применить имеющиеся у него знания и опыт, раскрыть свои творческие способности. Методы технологии проектной деятельности используются мною при проведении уроков обобщения и систематизации знаний, изучения нового материала и уроков контроля, систематизации и коррекции знаний учащихся.       Метод проектов дает  позитивный результат - высокую мотивацию к обучению, и, как следствие, высокий уровень научного знания предмета исследования. 

Для активизации исследовательской деятельности у младших школьников и формирования мотивации, целесообразно их знакомство с исследовательскими работами старшеклассников. Данная система поэтапного приобщения учащихся к исследовательской деятельности содействует развитию у них интереса к знаниям в области биологии, а так же выявлению талантливых и одаренных школьников.

Проект может интегрировать различные учебные предметы, тогда учителя – предметники должны скоординировать свою работу в определении цели, выбора тематики исследования и сроков проведения проекта. Такой союз у нас биологии с информатикой, химией, географией, физикой. 

Мной и учителем физики  разработан интегрированный урок-исследование по естественным наукам. Интегрируемые предметы: физика, биология. Генеральная идея урока – мир познается в различных исследованиях и задача исследователя выбрать наиболее оптимальный из имеющихся приборов, моделей, методов. В течении этих 2х уроков, учащиеся еще и тренируются использовать виртуальную среду не в игровых целях, как они привыкли, а применительно к научной деятельности. На уроках учащиеся вспоминают устройство человеческого зрения, повторяют известные и изучают не известные оптические приборы: их особенности, формирование в них изображения, увеличение. Проводят аналогии между ними и человеческим глазом. Выполняют практическую работу по исследованию человеческого и кошачьего волоса при помощи различных приборов и заполняют сводную таблицу . Определяют границы применимости для каждого прибора.

По окончанию работы, учащиеся представляют результаты своего исследования, находят аргументы или контраргументы в защиту своего инструмента. Участвуют в дискуссии с группой, занимающейся нахождением недостатков при использовании каждого инструмента.

Большие возможности для реализации учебно-исследовательской деятельности старшеклассников дают спецкурсы, которые предполагают углублённое изучение предмета.

Мною разработан  и введен в работу элективный курс «За здоровый образ жизни» для учащихся 9 классов, который позволяет расширить знания учащихся в области медицины, психологии, экологии и некоторых социальных вопросов, направленных на повышение возможностей человека в современном обществе. В этом возрасте ребята с  интересом относятся к своему здоровью, проводят исследовательскую работу по изучению основных антропометрических данных у школьников разных возрастов, в совокупности с изучением экологической обстановки окрестностей школы, делают выводы о влиянии экологических факторов на здоровье и физическое развитие человека. Результатом работы стал урок-отчет об исследовательской работе учащихся по одной из тем курса. Выбрав себе тему для исследований выполняли проекты и компьютерные презентации к ним.

Высокое  признание получили такие исследовательские работы учащихся как:

• Природная среда - источник инфекционных заболеваний
• Шум и здоровье
• Образ жизни моей семьи
• Лечение музыкой.
• Сердце – строение и функции,
•  СПИД – мифы и реальность,
• Вирусы – неклеточные формы жизни и другие.

Слайд 11. При организации учебно-исследовательской работы обучающихся во внеурочной деятельности использую следующие ее виды:

1. Участие школьников в олимпиадах,  конкурсах, конференциях, предметных неделях.

Участие в заочных олимпиадах по биологии регионального уровня неоднократно доказывало высокий уровень подготовки. Ребята занимали 1, 2 места и становились призерами олимпиад.

Для учащихся 5-8 классов на базе кабинета биологии проводится кружок «Комнатное цветоводство». Школьники объясняют биологические процессы с использованием знаний по биологии, знакомятся с основными природными явлениями с помощью демонстрационных экспериментов, экскурсий, просмотра видеороликов и конечно же,  практической деятельности.

2. Большой воспитательный потенциал несёт в себе работа эколого-биологического объединения школьников «Эколожка», которое создано с целью организации учебно-исследовательской деятельности учащихся, формирования у детей исследовательского типа мышления, научного мировоззрения, выявления и поддержки одаренных учащихся. Для реализации вышеназванной цели используются следующие методы:

1. стимулирование учащихся к постоянному пополнению знаний об окружающей среде через экологические сказки, праздники, беседы.
2. развитие творческого мышления через различные конкурсы, туристические слёты.
3. развитие исследовательских навыков, умений – это исследовательские работы.
4. вовлечение учащихся в практическую деятельность по решению проблем окружающей среды местного значения – это организация экологических троп, экспедиций, профильных лагерей, пропаганда экологических знаний.

На базе объединения  ребята получают навыки планирования и проведения проектно-исследовательской работы, обработки и анализа результатов.

Осуществление выбора темы исследования в объединении согласуется с решением каких-либо бытовых проблем школы, села.  

Результатами проектно-исследовательской деятельности объединения за последние несколько лет стала работа над проектами и их защита,  повысилась мотивация учащихся к изучению экологических проблем.

Слайд 12 -13. Исследовательские проекты, принявшие участие в региональных и муниципальных конкурсах и  отмеченные почетными грамотами и дипломами:

• «Быть здоровым – здорово!»
• «Заочное путешествие по Воронежскому заповеднику»
• «Почва- ведущий компонент  агроэкосистемы с. Лозовое»
• «Овощи  на вашем столе»
• «Окно в природу»
• «Исследование качества воды в родниках с. Лозовое»
• «Живая вода: от истока к истоку»
• «Мой школьный двор»
• Видовое разнообразие  и причины сокращения численности лекарственных растений с. Лозовое Верхнемамонского района» и другие.

В последнее время преобладающей формой деятельности является  социальное проектирование.

Этот метод ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся – индивидуальную, парную или групповую, которую ребята выполняют в течение определенного времени.

В качестве примера хочу привести вариант социального проекта, который команда учащихся эколого-биологического объединения «Эколожка» представляла на муниципальном  конкурсе водных проектов старшеклассников и заняла 2 место.

Первый этап разработки любого проекта является самым важным, так как именно здесь команда учащихся, с помощью анкетирования, выявляет проблему актуальную не только для самих детей, но и для их учреждения, села.

Определившись с проблемой, следует определить круг вопросов, из которых будут следовать цели и задачи проекта.

       Прежде, чем приступить к реализации, следует изучить сущность проблемы, по различным источникам (газеты, журналы, интервью с работниками различных организаций, использование материала местных историко-краеведов) команда собирает различную информацию, материалы, документы, в том числе и юридическую правомерность действий, на основе которых разрабатывается проект.

Для удобства дети делятся на инициативные группы, каждая решает свои задачи. Особенность организации проектной деятельности в том, что в ней могут принимать участие не только сильные ученики, но и отстающие. Просто каждый ученик может найти работу в проекте по своим увлечениям и показать себя на высоком уровне в более узкой специализации. Возможно, это поможет определиться с будущей профессией.

Например: корреспонденты – проводят социологические опросы; дизайнеры – разрабатывают дизайнерский проект, редакторы – оформляют собранный материал, пишут статьи,  экономисты – составляют смету расходов; экологи – исследуют совместно с работниками СЭС качество воды и т.д.

И только когда все это будет изучено, можно предлагать свой вариант решения данной проблемы и приступать к  ее реализации.

  Трудовой десант исследует территории родников, найденные источники наносят на карту. Экологи  проводят исследование воды в родниках.

 Убедившись, что вода в источниках пригодна для использования, мы переходим к благоустройству родников,  освобождаем выход подземных вод.

  Проводится паспортизация родника

  О  проделанной работе подаем информацию в комитет по охране природе, где нас знакомят с распоряжением о проведении муниципального конкурса родников.

Впоследствии весь материал оформляется в портфолио.  Редакторы через районную газету "Донская новь" информирует население о проделанной работе.

     С мая по сентябрь ежегодно проводится огромная работа по благоустройству школьного двора. Поэтому, главной целью дальнейшей  нашей работы стало: создание эстетически привлекательного оформления территории, соответствующего современным архитектурно-планировочным и природоохранным требованиям. Наша школа новая, поэтому ежегодно коллектив учителей, учащихся, родителей занимается благоустройством и озеленением  территории школьного двора. За короткое время нам удалось посадить плодовый сад, разбить цветники, засеять  газонной травой территории двора,  свободные от построек, организовать плодовый питомник, оформить учебно-опытный участок и многое другое. Школа из массы  строительного мусора превратилась в цветущий, радующий глаз и душу уголок.

Таким образом, мы видим, что социальное проектирование играет одну из важнейших ролей  в развитии детей.

Слайд 14. Подводя итог своей работе, можно сказать, что

1. Исследовательская работа учащихся с применением информационных технологий способствует высокой творческой активности, развитию самостоятельности мышления при условии овладения учащимися алгоритмом исследовательской работы.

2. Развитию интереса к исследованиям, экспериментальной работе способствует использование на уроках и во внеурочной деятельности разнообразных опытов и практических работ.

3. Исследовательская работа необходима для приобретения новых знаний и навыков, в том числе навыков постановки и проведения эксперимента, фиксируемых наблюдений, обработки полученного материала, публичных выступлений и участия в конкурсах и олимпиадах.  

4.Наблюдается повышение качества обучения

5.   Развитие положительной мотивации к обучению.

3. Формирование представлений обучающихся об исследовательском обучении как ведущем способе учебной деятельности.

4. Изменение отношений «учитель-ученик» в сторону сотрудничества.

5. Развитие способностей обучающихся к самоанализу и самопознанию.

Учащиеся, занимающиеся исследовательской деятельностью, уверенней чувствуют себя на уроках, стали активнее, научились грамотно задавать вопросы, у них расширился кругозор, стали более коммуникативны, активно участвуют в деятельности школы, в конкурсах, сетевых проектах различного уровня, стараются достойно представить свою работу в конкурсах исследовательских работ разного уровня.

Считаю, что, навыки, приобретенные учащимися при выполнении исследовательских работ, окажутся необходимыми им при проведении самостоятельных научно – исследовательских работ в старших классах и в ВУЗах

Таким образом, активизация познавательной деятельности через использование информационно - коммуникационных технологий на уроках биологии способствует повышению качества знаний  и успеваемости, происходит подготовка учащихся к жизни  в условиях информационного общества, создаются условия для самореализации и самоактуализации личности, повышается мотивация учебной деятельности, растет интерес учеников к предмету.