Организация научно-исследовательской деятельности учащихся
методическая разработка по географии (8 класс) на тему

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ И ВО ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЕ

Галина Юрьевна Литвинова

МБОУ СОШ №9,  Тимашевский район, Краснодарский  край.

В данной статье освещаются вопросы организации исследовательской деятельности учащихся  в урочное и внеурочное время с использованием материалов по краеведению.

      Исследование - универсальный способ познания действительности, который помогает развитию личности в динамично изменяющемся мире. Исследовательская и проектная деятельность учащихся является результативным способом достижения одной из важнейших целей образования: научить детей самостоятельно мыслить, ставить и решать проблемы, привлекая знания из разных областей. Развивает способность прогнозировать вариативность результатов, творческое отношение к делу, коммуникативные умения, способствует формированию навыков поисково – исследовательской деятельности, созданию условий для подготовки к продолжению образования.

         Руководство научно-исследовательской деятельностью школьников - одно из направлений в работе современного учителя.  Она требует применения современных педагогических и информационных технологий, обеспечивающих доступ к необходимым профильным базам, банкам данных, источникам информации по теме исследования.  Учитель играет роль руководителя, координатора и консультанта.

      Одной из форм исследовательской деятельности в основной школе является написание учебно-исследовательских работ.

      Выполнение учебно-исследовательской работы предполагает наличие определенной логики исследования:

- выбор проблемы и темы исследования;

- исследование проблемы;

- разработка собственного варианта решения проблемы;

- практическая работа и анализ полученных результатов;

- подготовка к защите исследовательской работы;

- презентация и защита исследовательской работы.[1]

      Всю тематику школьных исследований по географии можно разделить на две части. Одни исследования повторяют, углубляют школьный учебный материал. Доклады этих работ  заслушиваются на  школьной конференции. Например, изучение лекарственных растений Краснодарского края, перелетные или зимующие птицы нашего края, памятники природы и особо охраняемые территории, особенности распространения  почв.

      Другая группа исследований имеет элемент научных поисков, выходящих за границы школьной учебной программы. Такие работы   заслушиваются  не только на школьных научных конференциях, но и представляются на районные  или краевые научно-практические конференции учащихся.

          Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, базироваться на их интересах. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, и тем самым повысить его интерес к знаниям. Проблема исследования появляется из осознания окружающего мира. Она не должна быть надуманной. Выдвижение учащимися  проблемы для своего научного исследования должно основываться на фактах действительности. Наблюдение и анализ многообразия взаимодействий частей природы, человеческого общества, техники, людьми между собой, а также самопознание может способствовать открытию учащимися для себя проблемной ситуации, которая требует изучения.

        Исследовательская деятельность школьников – это неотъемлемая часть краеведческой работы. Собственные исследования –  наиболее эффективный путь познания особенностей окружающей природы, населения и его хозяйственной деятельности. Использование краеведческого аспекта помогает школьникам лучше понять  и уяснить, что свой край – это органическая и неотъемлемая часть всей России. [2]

    В нашей школе было создано научное общество «Эко +», включающее в себя учащихся среднего и старшего звена. Основной целью научного общества является развитие целостного взгляда школьников на природу, общество, историю развития края, района, хутора, экологического состояния окружающей природной среды.

     Программа научного общества «Эко+» предполагает решение следующих задач:

∙ экологической – способствовать формированию правильного взгляда на взаимодействие человека и окружающего мира;

∙ нравственной – воспитать любовь и бережное отношение к природе; уважительное отношение человека к человеку;

∙ эстетической  – способствовать формированию чувства прекрасного;

∙ развивающей  – сформировать навыки исследовательской и творческой направленности через проектно-исследовательскую деятельность учащихся;

∙ здоровьесберегающей – создать предпосылки для укрепления физического и духовного здоровья учащихся.

      В рамках программы научного общества  учащиеся  разрабатывают проекты различного направления. Например, «Эколого-гидрологическая характеристика реки Незайманки».  В данной работе показаны проблемы малых рек на примере местного материала, реки Незайманки. Рассмотрены природные условия бассейна реки, дана гидрологическая характеристика  и оценка современного экологического состояния реки, предложены рекомендации для улучшения жизнедеятельности реки.

        Река Незайманка является притоком реки Бейсуг, она относится к бассейну Азовского моря.  Длина реки 39 км. Площадь водосборного бассейна реки составляет 12946,2 га. Река Незайманка - типично равнинная степная река. Её относят к малым рекам. Река мелководна, течение едва заметно. Глубина реки в среднем течении 5-8 м. Река имеет незначительное общее падение и уклон. Падение реки – это разность абсолютных высот истока и устья, для реки Незайманки оно составляет: 43м – 29м = 14 м Уклон реки, т.е. падение на каждый километр длины реки составляет 35, 9 см/км.

     Водный режим реки неустойчив. Уровни воды в ней и расходы значительно колеблются в течение года. Среднегодовой расход невелик и составляет  в среднем течении у хутора Незаймановского 1,2 м3/с. Источниками питания реки являются атмосферные осадки и грунтовые воды. Половодье здесь наблюдается весной, характерны и паводки от выпадающих в бассейне реки ливней. Зимой река замерзает,  ледостав наступает обычно в середине января. Ледостав неустойчив. Средняя толщина льда составляет 5 - 10 см.

      Воды реки слабо минерализованы. Содержание солей в них колеблется от 600-1200 мг/л. Жесткость воды повышена. Преобладающие по весу ионы: сульфатные, натриевые, гидрокарбонатные.[3]

      Цвет воды в реке серый, вода обладает низкой прозрачностью, это связано с тем, что река

протекает по легкорастворимым породам и несет большое количество взвешенного

  материала. Слой ила местами достигает 2-5 метров.

     В долине реки раскинулись такие населенные пункты, как: хутор Незаймановский, хутор Стринский, хутор Имерницин, поселение Кубань.

     На реке построены земляные плотины, превратившие реку в цепочку прудов. Эти пруды используются населением для орошения и разведения рыбы. Для реки характерна низкая эффективность рыбоводства. Преобладают растительноядные рыбы (белый и пестрый толстолобик, белый амур), разводят также щуку, красноперку, карасей, сазанов.

      Для оценки экологического состояния водоема мы использовали методику, разработанную на экологическом факультете Кубанского аграрного университета «Оценка современного состояния водоёма». Наблюдение  велось визуально, простейшими средствами измеряли параметры воды реки и использовали картографический метод  с последующей обработкой материала. Река Незайманка протекает в северной части хутора Незаймановского, разделяя его селитебную зону на две части. Водоохранная зона имеет минимальную ширину - 15 м, близко к урезу воды подходят огороды жителей хутора и сельскохозяйственные угодья.

     Видовой состав  наземной, прибрежно – водной растительности разнообразен. На лугу произрастает:  клевер,  тимофеевка луговая,  пырей,  цикорий,  тысячелистник,  татарник, ромашка, полынь, одуванчик.  Прибрежно-водная флора: рогоз, камыш, тростник, осока. В воде наблюдается ряска, рдест, элодея. В бассейне реки имеются лесополосы из тополя, ивы, ольхи, тутового дерева.

     Животный мир бассейна реки неоднороден. Обитают здесь кроты, ежи, выдры. Много птиц: воробьи, вороны, сороки, гуси, кряквы, орлы, синицы, чайки. В реке водится  рыба: карась,  щука, толстолобик, сазан, белый амур. Изобилуют земноводные: лягушки, жабы. Ловят в реке и раков. Вдоль берега реки можно встретить черепах, змей.

    Грунт на дне и берегу водоема представлен  черноземной почвой, глиной, илом. Сильно заиленный грунт свидетельствует о большом количестве органических веществ, которые река не в состоянии переработать, имея малый уклон и небольшую скорость течения.

Характеристика воды:

Мутность воды визуально можно определить как «незаметная», «малозаметная»  или

«сильная». Для реки Незайманки характерна «сильная» мутность воды. Слой осадков,

который образуется после отстаивания пробы воды, составляет  15-20 мм.

     Вода имеет серый цвет. Запах воды оценивали в баллах: 0 – нет запаха, 1 – очень слабый,  2 – слабый, 3 – заметный, 4 – отчетливый (неприятный для питья), 5 – сильный (противный для питья). По данному критерию вода реки Незайманки получила – 2 балла, запах слабый. Вкус воды определяется после кипячения. Вода в реке Незайманки отличается плохим вкусом, в качестве питьевой воды непригодна.

     Было замечено наличие пленок, пятен на поверхности воды, в некоторых местах скопление пены, водорослей, тины.

     Сильное цветение воды, запах затхлости и плесени в летний период свидетельствует о загрязнении нитратами.

       Перифитон – обрастания на камнях, листьях растений, различных предметов, сооружений погруженных в воду. Вид и цвет оброста является показателем состояния воды. Белый, серо-белый, хлопьевидный или в виде грязноватых косм -  свидетельствует о бактериальном  составе и очень неблагоприятном состоянии водоема. В реке обросты имеют зеленоватый оттенок, встречаются также грязноватые космы осадков. Следовательно,  бактериальное загрязнение реки значительно.

     Гидрохимические показатели водоема: кислотность воды – значение водородного показателя (рН) для природных вод имеют значения от 6,5 до 8,5. Изменения рН воды являются следствием загрязненности воздуха кислотными примесями (оксидами серы, азота и др.), которые с дождевыми водами попадают в реку.  Изменение кислотности природной воды сверх допустимых пределов создает среду, непригодную для большинства водных организмов. Как показал проведенный анализ пробы  речной воды, показатели рН реки Незайманки  соответствуют норме (7). Важным показателем является содержание  в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности водных организмов и самоочищения водоема. Поступление кислорода в реку происходит путем растворения его при контакте с воздухом, а также в результате фотосинтеза водными растениями. Поэтому прозрачность воды играет важную роль в изменении концентрации в воде растворенного кислорода. Нарушение минерального состава природной воды – отрицательно сказывается на жизнедеятельности водных организмов, ухудшает вкус воды, делает ее непригодной для хозяйственного использования. Источниками антропогенного обогащения  реки минеральными солями являются сточные дождевые и талые воды с сельскохозяйственных угодий, выпас скота вдоль берега реки, бытовые отходы.

    На нашей небольшой реке сооружено 8 дамб и перед ними пруды. С поверхности прудов ежегодно испаряется почти метровый слой воды. Реку перегораживают земляной дамбой. Под напором высоких паводков земляные плотины разрушаются водой, и сотни кубометров грунта откладываются на речном дне. При заилении уменьшается глубина и полезная емкость реки, в то же время расширяется их испаряющая поверхность. На обмелевшем  дне поселяются и быстро развиваются камыши, тростник, рогоз и другие водолюбивые растения, которые  два-три раза увеличивают безвозвратные потери воды. Растительность ускоряет процессы накопления донных отложений и превращает водоемы в болото. В результате испарения воды с поверхности рек увеличивается концентрация солей, что может привести к засолению орошаемых земель.[3]

      Для реки Незайманки характерны такие же проблемы, как и для всех степных рек края. Река обмелела, общий объем стока уменьшился,  летнее пересыхание стало более частым и продолжительным. В результате исследований ребята выяснили, что водосбор реки расположен целиком на сельскохозяйственных землях, которые за последние десятилетия подверглись коренным преобразованиям. Близко к урезу воды подходят пахотные земли, снегозадержание на полях,  борьба за увеличение запасов влаги в почве, для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур, смыв чернозема, органических и минеральных удобрений, пестицидов, строительство прудов и забор воды на орошение – вот главные причины обмеления  реки.[4]

Для улучшения экологического состояния  реки необходимо:

∙ Прекращение распашки склонов речной долины;

∙ Посадка лесополос шириною до 30 м. и более;

∙ Необходима расчистка русла земснарядами от ила, это позволит вскрыть донные родники, увеличит глубину реки, уменьшит испаряющую поверхность, а, следовательно, испарение речной воды;

∙ Производить очистку берегов рек от наносов;

∙ Необходимо упорядочить прудовое хозяйство и создать расчетно-обоснованную сеть хорошо зарегулированных водоемов;

∙ Заменить земляные дамбы бетонными плотинами с водоспусками;

∙ Проводить мониторинг состояния реки;

∙ Развести животных – фильтраторов, осуществляющих биологическую очистку водоемов, например, пресноводных дафниев.

    Учащиеся 7 - 8 классов во время практического занятия на экологической тропе  и во внеучебное время определяют санитарное состояние атмосферного воздуха на пришкольном участке. Для этих целей  применяют метод биоиндикации. В качестве биоиндикаторов использовали   лишайники, растущие на стволах взрослых деревьев, изучали комплекс их макроскопических признаков. Исследования проводили на  деревьях одной породы (каштан), одного возраста. На этих деревьях измеряют численность лишайников на высоте 100 см. с четырех сторон горизонта. Для измерения используют планку-палетку.      

      Подсчет лишайников производили следующим образом. Сначала подсчитали число квадратов палетки, в которых лишайники занимают на глаз более половины площади квадрата (а), условно приписывая им покрытие равное 100%. Затем подсчитываем число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (в), условно приписывая им покрытие, равное 50%.

Таблица 1. Измерение численности лишайников с четырех сторон горизонта

 Таблица составляется для каждого дерева. Мы исследовали 4 дерева.

 Общее проектное покрытие в процентах (Р) вычисляли по формуле:

Р = (100  .  а + 50  .  в) : с

 где с – общее число квадратов сеточки (100)  [5]

Таблица 2.  Общее проектное покрытие лишайниками стволов деревьев

    По результатам исследований видно,  что больше всего лишайников наблюдается с северной и западной сторон  исследуемых деревьев. С северной стороны деревьев общее проективное покрытие  составляет более 50%, с южной стороны деревьев – около 30%. Это связано с  биологическими особенностями лишайников (не любят прямых солнечных лучей), с ветровым режимом и расположенными поблизости сельскохозяйственными угодьями. В целом наличие лишайников говорит о том, что воздух  на исследуемой территории не загрязнен химическими элементами.

     При оценке уровня загрязненности воздуха на территории школы  методом лихеноиндикации мы также использовали качественный подход. Он основан на изучении видового состава лишайников. Используя данные о наличии или отсутствии тех или иных видов лишайников на изучаемой территории, можно определить степень загрязненности пришкольного участка.

Таблица 3. Влияние загрязнения воздуха на произрастание лишайников

       Среди лишайников, произрастающих на деревьях пришкольного участка, преобладают пармелия и ксантория. Это так же говорит о чистоте воздуха  пришкольного участка и умеренного  загрязнения его отдельных удаленных территорий. [6]

       Наличие лишайников на стволах деревьев и их видовой состав свидетельствует о чистоте воздуха пришкольного участка. С использованием данной методики биоиндикации школьники в течение ряда лет могут получать достоверные сведения о газодымовых загрязнениях на территории Незаймановского поселения.

     Изучаем мы и влияние климатических показателей на здоровье человека. В кабинете географии имеется метеостанция, благодаря которой мы ведем наблюдение за погодой.   Анализировали справочные данные по климату нашего края, данные санитарно-экологической службы, знакомились с имеющимися публикациями по данной теме.

      Климат нашего края весьма благоприятный для развития сельского хозяйства, рекреации. Мы решили выяснить, какое влияние оказывает климат на здоровье населения нашего  района.  Рассмотрели влияние солнечной радиации и температурного режима. В последние годы в нашем населенном пункте увеличилось число самых разнообразных заболеваний: гипертония, онкологические заболевания, заболевания  сердечнососудистой системы.

      Солнечная радиация является наиболее сильным геофизическим фактором, вызывающим

патологии. С изменением солнечной активности связывают развитие различного рода

сосудистых катастроф – инсультов, инфарктов миокарда. Нормированные солнечные облучения тормозят развитие гипертонии и атеросклероза. Малые дозы облучения возбуждают процессы в коре головного мозга, повышают умственную работоспособность, мышечный тонус, физическую выносливость. Большие дозы солнечного облучения угнетают, подавляют все процессы,  кроме ожогов,  возможны фотодерматозы и невротические реакции. Годовое количество тепла составляет  в нашем районе 120 ккал/см2 . В летний период суммарная солнечная радиация составляет 48 и зимой 12 ккал/см2. Кроме зимы  во все другие периоды имеет место положительный радиационный баланс.

     Зона температурного комфорта для здорового человека  при умеренной влажности и неподвижности воздуха находится в пределах +17 - +270С. При более высокой температуре воздуха в организме человека происходят некоторые изменения: потери воды из организма, сгущению крови и комплексу патологических явлений.  [7]

      Старшеклассники участвуют в краевом  конкурсе «Инструментальные исследования окружающей среды».  Учеником 11  класса Пономаренко Кириллом был разработан проект     « Развитие агротуризма на территории Незаймановского  поселения»,  в работе дана характеристика природных условий для создания агротуристического комплекса. Агротуризм (другое название — сельский туризм) — новое направление деятельности в современном рекреационном хозяйстве, зародившееся в 60-е гг. XX века во Франции и сейчас довольно популярно  в Европе, а теперь и в России.

     Агротуризм подразумевает проживание туристов в сельской местности. Туристы живут в семье или в специально переоборудованных домах. В агротуризме нет жесткого регулирования или единых стандартов проживания туристов, как в гостиничном бизнесе. Поэтому хозяева устраивают все на свой вкус, по возможностям. В питании предусмотрены преимущественно продукты простой деревенской кухни, причем у гостей есть уникальная возможность готовить блюда из собственноручно добытых продуктов — надоенного молока, куриных яиц, овощей и фруктов с грядки. Все эти продукты экологически чистые. [8]

   Для развития агротуризма на территории Незаймановского сельского поселения имеются необходимые предпосылки. Природные условия поселения весьма благоприятны для развития летних видов отдыха и туризма. Продолжительный теплый период позволяет принимать туристов с мая по октябрь. Наличие речной сети способствует развитию таких видов деятельности как рыбалка, катание на лодках, катамаранах. Лесопарковая зона «Шелковица» в долине реки Незайманки  является любимым местом отдыха хуторян, где можно развивать спортивный, познавательный,  экологический, оздоровительный  туризм.

      Базой для развития агротуризма на территории хутора могут служить фермерские хозяйства, личные подворья хуторян. Успешному развитию агротуризма на территории хутора способствуют хорошая транспортная доступность, развитая инфраструктура поселения. Развитие агротуризма может  решить проблему занятости населения, будет способствовать удержанию молодежи в сельской местности, развитию малого предпринимательства и  дальнейшему развитию инфраструктуры Незаймановского сельского поселения.

     Учащиеся нашей школы анализируют демографическую ситуацию Незаймановского поселения, определяют уровень комфортности проживания населения, изучают  природные условия, особенности природопользования  и историю хутора, создают новые станции на экологической тропе, составляют буклеты и путеводители туристических районов края.   

      Организация исследовательской деятельности  на уроках географии:

- практические занятия (коллективная деятельность класса);

- проблемно-лабораторные занятия (групповая работа);

- исследовательские уроки (индивидуальная работа).  [9]

        Учащиеся 6 класса проводят метеорологические  и фенологические наблюдения; создают модели, отражающие связи между несколькими природными компонентами; показывают влияние деятельности человека на природные комплексы.  В 8 классе учащиеся определяют роль географического положения страны на природные, экономические и политические процессы; характеризуют влияние  природных явлений на жизнь и хозяйственную деятельность населения; определяют санитарное состояние воздуха, водоема; изучают природные условия своей малой родины.

     Исследовательская деятельность на уроках помогает успешно решать методические и учебные задачи,  но не всегда,  получается, уделять достаточно времени для  ее реализации. В учебный процесс включают приемы исследовательской деятельности, которые вытекают из логики учебного процесса и являются его частью, образуя единство содержания и деятельности [1]  Например, учащиеся 6 и 7 классов сравнивая географическое положение гор, равнин, морей, материков, океанов, отдельных стран во время практических занятий приобретают опыт исследовательской деятельности. С учащимися старших классов можно проводить урок – исследовательское занятие. Дается тема, эпиграф и цель занятия. Например, «Глобальные проблемы человечества». Учащиеся выпускных классов уже обладают  достаточными знаниями в этих вопросах. Поэтому работу на уроке можно организовать в виде защиты проектов, докладов. Обязательно подведение итогов. Резюме по проблемам. Суммирование подходов и точек зрения. Оценка докладчиков и участников.

          Выполняя собственное исследование, ученик не только приобретает новые знания, но и усваивает новые способы деятельности, развивает свой интеллект, способность к творчеству. Самостоятельность, ответственность, настойчивость, целеустремленность – вот тот неполный перечень качеств, которые может развить в себе ученик, вовлеченный в исследовательскую деятельность. Проектно - исследовательская деятельность среди учащихся – новый подход для отечественной педагогики и очень актуальный в современных условиях развития общества. Реализация такого подхода в педагогической практике учителя необходимое условие достижения современного качества образования. Особенно актуально это в условиях реализации ФГОС второго поколения.

Используемые источники

1. Справочник учителя географии /авт.-сост. А.Д. Ступникова [и др.]. – Волгоград: Учитель, 2012
2. Методика обучения географии в школе: Учеб. пособие для студентов географической специальности высших пед. учебных заведений и учителей географии. Л.М.Панчешникова, И.В.Душина, В.П.Дронов и др.; Под ред. Л.М. Панчешниковой. – М.: Просвещение; Учебная литература, 1997.
3. Борисов В.И. Реки Кубани - Краснодар 2005
4. Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем малых рек.     Материалы межреспубликанской научно-практической конференции - Краснодар 1999
5. Биологические методы оценки природной среды/ Под редакцией Н.Н. Смирнова – М.: издательство «Наука»,1978 г.
6. Плешаков А.А. От земли до неба: атлас-определитель: пособие для учащихся общеобразоват. учреждений. М.: Просвещение, 2010.
7. Воронов А.Г.Медицинская география. Вып. 1 Общие вопросы. Изд-во МГУ, 1988.
8. А.А.Самойленко. География туризма. Учебное пособие – Ростов н/Д «Феникс», 2006.
9. Кульневич С.В., Лакоценина Т.П. Современный урок. Часть II: Научно-практическое пособие для учителей, методистов, руководителей учебных заведений, студентов пед. учеб. заведений, слушателей ИПК. – Ростов – н/Д: Изд-во «Учитель», 2005.