Формирование естественнонаучных компетентностей учащихся на уроках химии и биологии посредством освоения ими методов научного познания и умений учебно-исследовательской и проектной деятельности
статья

Тема: «Формирование естественнонаучных компетентностей учащихся на уроках  химии и биологии посредством освоения ими методов научного познания и умений учебно-исследовательской и  проектной деятельности»

В современном обществе неуклонно возрастает значение образования, с его развитием связывают духовный культурный и нравственный потенциал общества, успехи социально-политических реформ, перспективы научно- технического роста, интеграцию в мировое сообщество, и, в конечном итоге - человеческую цивилизацию в целом. В рыночных условиях становится очевидным, что высокое качество жизни также обеспечивается качеством образования, гарантирующим человеку конкурентоспособность и успешную адаптацию к деятельности в меняющихся условиях труда и производства. При этом основой стабильности и способности самореализации личности становится качественное образование. Для достижения этих целей учителю необходимо использовать различные активные формы и методы работы с учащимися. Необходимо соблюдать принцип гуманизации образовательного процесса. Это требует пересмотра всего содержания обучения, а именно признание творческой природы личности каждого ребенка. Главная цель образовательного процесса – целостное развитие личности ученика. Средством же развития личности, раскрывающим ее потенциальные внутренние способности является самостоятельная познавательная и мыслительная деятельность. Следовательно, задача учителя – обеспечить на уроке такую деятельность, чему способствуют современные интерактивные технологии. В этом случае ученик сам открывает путь к познанию. Усвоение знаний – результат его деятельности.

Как предписывает нам ФГОС ООО, Образовательная программа учреждения должна включать программу развития универсальных учебных действий, обеспечивающую «формирование у обучающихся основ культуры исследовательской и проектной деятельности и навыков разработки, реализации и общественной презентации обучающимися результатов исследования, предметного или межпредметного учебного проекта, направленного на решение научной, личностной или социально значимой проблемы».

 Общеобразовательная школа должна формировать целостную систему УУД, а также опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть ключевые компетенции, определяющие современное качество образования. Таким образом, стратегия модернизации образования предусматривает в качестве одного из путей обновления содержания общего образования внедрение компетентностного подхода.
Компетентностной подход – это подход к исследованию, проектированию и организации образовательного процесса, ключевой категорией которого выступает понятие «компетенция». Под компетентностью в настоящее время понимают «способность применять свои знания и умения, готовность к осуществлению какой-либо деятельности в конкретных ситуациях». Реалии нашей жизни таковы, что востребованными оказываются люди, способные активно откликаться на возникающие перед обществом проблемы, умеющие системно мыслить, сравнивать, анализировать, делать свои выводы, а также практически решать возникающие перед ними жизненные и профессиональные проблемы.

Ключевых образовательных компетенций достаточно много, остановлюсь лишь на некоторых из тех, которые можно часто использовать на уроках химии и биологии:
1. Информационные компетенции — это способность при помощи информационных технологий самостоятельно искать, анализировать, отбирать, обрабатывать и передавать необходимую информацию. Они формируются при выполнении учащимися самостоятельных творческих работ, мини-проектов, презентации веществ и явлений в ходе поиска, анализа, переработки и представления информации.

2. Коммуникативные компетенции - это владение навыками взаимодействия с окружающими людьми, умение работы в группе. Они формируются на уроках химии в ходе проведения химического практикума, исследовательской деятельности, когда учащиеся работают самостоятельно под руководством учителя в парах, группах. Но не только… Через коммуникативные компетенции  осуществляется знакомство с различными социальными ролями. Основные из них определяют модель выпускника. Это реализовавшаяся личность, личность со стремлением поддержки других людей, личность, настроенная на постоянное учение, деятельный участник культурного развития, высококвалифицированный работник, активный, информированный гражданин, защитник окружающей среды. 

3. Здоровьесберегающие компетенции формируются на уроках, затрагивающих экологические проблемы и отношение к ним. Кроме того при изучении тем по безопасному применению и использованию веществ, а так же знаний ТБ при проведении опытов и в быту.

4. Учебно-познавательные компетенции формируются на уроках химии и биологии на этапах планирования, анализа явлений и свойств веществ, рефлексии, самооценки успешности собственной деятельности, а так же в ходе обучения измерительным навыкам и иным методам познания.

5. Компетенции профессионального самоопределения. В ходе изучения предметов биологии и химии учащиеся знакомятся с разнообразными производствами, видами деятельности и профессиями. Получают сведения о способах получения веществ и на их основе о многообразии товаров и продуктов, о затратах на их получение. На основе полученных сведений, у учащихся формируется ценностное отношение к труду и его результатам, а так же определение собственных интересов в сфере профессиональной деятельности.

6. Исследовательская компетентность; она наиболее полно отражает современные требования к качеству школьного образования… Феськова Е.В. кандидат педагогических наук, доцент кафедры современных образовательных технологий определяет исследовательскую компетентность как «… совокупность знаний, умений, способов деятельности, позволяющих человеку быть в позиции исследователя по отношению к окружающему миру, выражающаяся через чувствительность к проблемам окружающего мира, умение распознать и разрешить проблемную ситуацию с любым произвольным объектом или явлением, используя для этого различные источники информации».

Любой развивающийся человек изначально находится в противоречивом состоянии выбора – исследовать или принимать на веру. Этот выбор мы совершаем постоянно и, в большинстве случаев, неосознанно, но так как  каждый из нас изначально, по своей природе, исследователь, то эффективность осуществления исследовательской деятельности связана с развитостью и устойчивостью исследовательской компетенции личности.

Все, выше названные, компетентности используются в моей деятельности при написании исследовательских работ и работ над проектами. В чем отличие исследовательской работы и работы над проектом?

 Исследование – это процесс выработки новых знаний, один из видов познавательной деятельности человека. Исследовательские – это творческие  работы, выполненные с помощью научной методики. С помощью этой методики учащиеся получают собственный экспериментальный материал, на основе которого делают анализ и выводы.

Проблема для исследования – отсутствие какого-либо знания. Цель исследования – узнать. 

Совместная с учителем работа над исследованием даст ученику возможность освоить новые знания, умения, навыки, способы деятельности, сформировать компетенции и усовершенствовать уже имеющиеся. Считаю, что поставленная таким образом деятельность учителя, кроме предметных компетенций позволяет формировать и ключевые компетенции выпускников школы, такие как: коммуникативные, информационные, социальные.

Биология и химия – это науки, которые на практике  могут в полной мере реализовать потребность в исследовании.  Под исследовательской деятельностью школьников понимается деятельность, связанная с выполнением творческой задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, сформированных на научных традициях:

1. Формулировка целей и задач
2. Работа с литературой
3. Формулировка гипотезы
4. Подбор объекта исследования
5. Выбор методики исследования
6. Проведение исследования
7. Обработка результатов
8. Формулировка выводов
9. Написание отчёта

Типы исследовательских работ:

Проблемно - реферативные – это творческие работы, написанные на основе нескольких литературных источников, на основе которых вырабатываются собственные трактовки поставленной проблемы;

Экспериментальные – работы, написанные на основе эксперимента, уже описанного в науке и имеющего известный результат (они носят иллюстративный характер, предполагают самостоятельную трактовку  особенностей результата в зависимости от изменения исходных условий)

Описательные – работы, направленные на наблюдение и качественное описание какого – либо явления;

В своей работе, как учителя биологии, я чаще всего использую два типа исследовательских работ, которые наиболее, на мой взгляд, подходят  для  формирования исследовательской компетенции на начальном этапе введения ФГОС по биологии в 5 и 6 классах – это проблемно – реферативный и описательный. Как учитель химии, в 8-ых – 10-ых классах мною используются экспериментальные и описательные работы, а так же написание проектов.

Проект – это совокупность действий, исполнителей и средств по выработке вариантов решения определенной проблемы, достижения определенных целей. Основная цель работы над проектом – найти способ решения поставленной проблемы.  Учебный проект, с точки зрения обучающегося - это возможность максимального раскрытия своего творческого потенциала. Это деятельность, позволяющая проявить себя индивидуально или в группе, попробовать свои силы, приложить свои знания, принести пользу, показать публично достигнутый результат.

В современном понимании, проект – это 6 «П»:

1. Проблема
2. Проектирование
3. Поиск информации
4. Продукт
5. Презентация
6. Портфолио

Классификация проектов

• по доминирующей деятельности учащихся – практико-ориентированные, исследовательские, информационные, творческие, ролевые;
• по продолжительности – мини-проекты, краткосрочные, годичные;
• по количеству участников – индивидуальные и групповые;
• по форме продукта – газета, буклет, журнал, словарь, сборник сочинений, спектакль, мультимедийный продукт и т.д.

Этапы проектной деятельности.

1. Организационно-подготовительный.

На первом этапе осуществляются выбор проблемной области, постановка задач, определяется конечный вид создаваемого продукта, его назначение и круг пользователей, происходит формирование состава проектной бригады и распределение обязанностей. Этот этап завершается формулировкой темы проекта и определением вида его завершенной формы, написанием краткой аннотации проекта.

2. Поисковый.

На данном этапе предполагается сбор, анализ и систематизация необходимой информации, обсуждение ее в микро-группах, выдвижение и проверка гипотез, оформление макета или модели проекта, отбор содержания и определяется примерный объем проекта, производится его предельная детализация, прописываются роли всех участников проекта, сроки исполнения ими каждого вида работы.

3. Этап практической работы.

На этом этапе ведется работа по воплощению в жизнь поставленных задач, которая требует от всех участников предельной исполнительности, слаженности в действиях, а также значительных усилий от руководителя проекта по координации деятельности участников проекта и постоянного контроля над ходом и сроками производимых работ.
4. Итоговый.

На данном этапе осуществляется предварительный просмотр проекта, выявляются недоработки, намечаются пути устранения выявленных недостатков, оформляется пакет документов по проекту и информационных стендов, схем, диаграмм, подготовка устной презентации производится корректировка содержания и времени публичного выступления.

5. Этап публичной защиты проекта.

На этом этапе производится устная защита проделанной работы. Здесь отмечается умение четко, емко и лаконично представить результаты работы, уложившись во временной регламент, ценится оригинальность раскрытия темы; умение четко и по существу отвечать на возникшие вопросы, артистизм, способность заинтересовать аудиторию, использование наглядности и технических средств. На основании всего изложенного дается оценка проекту членами аттестационной комиссии.

Таким образом, учебно – исследовательская и  проектная деятельность — прекрасная возможность научить школьников размышлять и находить нужную информацию, решать сложные задачи, принимать решения, организовывать сотрудничество с одноклассниками и учителем, такая работа даст ученику возможность освоить новые знания, умения, навыки, способы деятельности, сформировать компетенции и усовершенствовать уже имеющиеся. Считаю, что поставленная таким образом деятельность учителя, кроме предметных компетенций позволяет формировать и ключевые компетенции выпускников школы, такие как: коммуникативные, информационные, социальные.

Эффективность этих методов в становлении личности, в профессиональном определении несомненна. Еще Аристотель заметил, что «…ум заключается не только в знании, но и в умении прилагать знание на деле…» Для многих ребят первые шаги в научной деятельности определили и дальнейший жизненный путь. Среди моих выпускников есть врачи, ветеринары, химики-технологи перерабатывающей промышленности, фармацевты, ландшафтные дизайнеры. Но какой бы они не выбрали свой дальнейший путь, главное, что в школе они учатся работать в команде, находить истину, видеть проблему и пути ее решения, планировать, формулировать мысли, находить любую информацию.

Литература:

1. Дёмин И.С. Программа курса «Методика научного исследования» Методический сборник. М., 2001.
2. Феськова Е.В. Диссертация «Становление исследовательской компетентности учащихся в дополнительном образовании и профильном обучении», Красноярск, 2005.
3. Формирование ключевых компетентностей https://pandia.ru/text/78/147/16557.php 
4. Этапы проектной деятельности https://infopedia.su/6x22d1.html;
5. Этапы проектной деятельности https://urok.1sept.ru/