формирование исследовательских навыков на уроках биологии
методическая разработка по теме

Формирование исследовательских навыков на уроках биологии с

 использованием цифровой лаборатории «Архимед»

Слайд 2

Дети по своей природе исследователи, с радостью и увлечением открывающие

для себя окружающий мир. Им интересно всё. Поддерживать стремление ребенка

к самостоятельной деятельности, способствовать развитию интереса к

экспериментированию, создавать условия для исследовательской деятельности –

вот, прежде всего, задачи, которые ставит перед собой учитель и школа сегодня.

Для этого школы оборудуются современными техническими средствами, оснащаются

интерактивными досками и приставками, мультимедийными проекторами,

интерактивными цифровыми лабораториями и многим другим современным

оборудованием…

Несколько лет назад для практических работ на уроках  биологии в нашей школе

использовались лишь световые  микроскопы и наборы  готовых препаратов.

Слайд 3

В 2008 году у меня появилась возможность работать с  цифровой лабораторией

 «Архимед», оборудованием для проведения широкого спектра исследований,

демонстраций, лабораторных работ, представляющим новое поколение

естественнонаучных лабораторий.

Слайд 4

«Архимед» позволяет получать данные, недоступные в традиционных учебных

экспериментах, отображать ход эксперимента в виде графиков, таблиц, показаний

приборов, дает возможность производить удобную обработку результатов эксперимента,

обеспечивает автоматизированный сбор и обработку данных.

Новое оборудование, основанное на компьютерных технологиях, помогает  

мне развивать у моих учеников интерес к самостоятельной исследовательской

деятельности. С цифровыми лабораториями можно проводить как входящие в школьную

программу исследования, так и совершенно новые. Они вызывают у учеников  

чувство удивления,  новизны, необычности, неожиданности, развивают

сообразительность, инициативу, создают атмосферу доброжелательности,

зажигают огонёк пытливости.

Данную цифровую  лабораторию я использую с 6-го по 11-ый класс в

урочной и внеклассной деятельности.      На уроках используются все 9 цифровых

лабораторий, работа на них осуществляется как индивидуально, так и в малых

группах -  по три человека.

Слайд 5

В состав лаборатории входят:

Компьютер Nowa 5000 и 9 датчиков

Датчик освещенности (0-300лк),

Датчик влажности (0-100%)

Датчик дыхания (±315л/мин)

Датчик частоты сердечных сокращений

Колориметр (датчик цвета)

Датчик температуры

рН-метр 0-14рН7г

датчик ЭКГ

датчик шума

Слайд 6

Так же в состав лаборатории входит комплект методических пособий с работами по

биологии и экологии, химии  и  цифровой  микроскоп Digital Blue .

С помощью цифрового микроскопа происходит погружение в таинственный и

увлекательный мир, где можно узнать много нового и интересного. Дети, благодаря

микроскопу, лучше понимают, что всё живое так хрупко и поэтому нужно относиться

очень бережно ко всему, что тебя окружает.

Цифровой микроскоп – это мост между реальным обычным миром и микромиром,

который загадочен, необычен и поэтому вызывает удивление. А всё удивительное сильно

 привлекает внимание, воздействует на ум ребёнка, развивает творческий потенциал, любовь

к предмету, интерес к окружающему миру.

Каждое задание с использованием микроскопа дети встречают с восторгом, любопытством.

Им, оказывается, очень интересно увидеть в увеличенном виде и клетки, и человеческий

волос, и жилки листа, и споры папоротника, и плесневый гриб мукор.

Слайд 7-9

Датчики позволяет вести длительный эксперимент даже в отсутствие исследователя

и с частотами измерений, неподвластными человеческому восприятию.

Например, исследовать биологические процессы, такие как фотосинтез, дыхание  

и сложные химические реакции, протекающие при скисании молока или

спиртовое брожение в дрожжах.

Слайд 10.

Кроме того, можно вести исследования в полевых условиях. Зарядки лаборатории

хватает на 8 часов работы. 

Слайд 11

В среднем звене лаборатория в основном используется при изучении разделов ботаники

 и общей биологии. Мною разработаны и проведены уроки по темам:

- в 6 классе -  «Процессы жизнедеятельности корневых систем растений»,

«Строение семян растений и условия их прорастания»

- в 8 классе - «Терморегуляторная функция кожи», «Движение крови по сосудам»,

 «Гигиена сердечно-сосудистой системы»

- в 9 классе - «Фотосинтез».

Слайд 12

В рамках этих тем ребята провели такие исследования как:

1. ЧСС до и после нагрузки.

2. ЭКГ и дыхание в спокойном состоянии и после физических нагрузок

3. измерение скорости фотосинтеза при помощи датчиков давления

4. измерение скорости фотосинтеза при помощи датчиков кислорода

5. влияние интенсивности света на скорость фотосинтеза

6. влияние концентрации углекислого газа на скорость фотосинтеза

7. интенсивность дыхания прорастающих семян

8. Измерение  температуры тела обучающихся при различных условиях.

9. нарушение кровообращения при наложении жгута

Слайд 13

10. выделительная функция кожи

11. потеря тепла потоотделением

12. освещенность, шум, температура  в помещениях школы

Слайд 14

На практических и лабораторных работах, при проведении опытов у учащихся

 формируется

навык определения основных этапов работы, составлению алгоритма для выполнения

практических  работ и умение корректировать или изменять алгоритм в зависимости

от условий. При  использовании цифровой лаборатории на уроках происходит переход

от репродуктивных форм учебной деятельности к самостоятельным,

поисково-исследовательским видам работы.

Кроме того, учащиеся получили возможность заниматься исследовательской

деятельностью, не  ограниченной темой конкретного урока, и самим

 анализировать полученные данные. Так, например, в  исследовательской  работе

ученицы 9 класса  Хисматуллиной Анны   использовали pH-метр, которым

 определяли изменения  кислотности молока разных производителей во время его

 хранения.  

В работе ученика 10 класса Пигасова Павла использовались датчики

температуры и кислорода для изучения интенсивности фотосинтеза при различных

 условиях.  Данные измерения использовали в  исследовательской работе

 для районного конкурса исследовательских работ.  В исследовательской

работе ученика 9 класса Сергеева Артема использовался датчик шума. С его

помощью определили самые шумные места в нашей школе и были предложены

способы уменьшения шумового влияния на учеников и учащихся школы.

Работа была представлена на ХХХ краевом конкурсе исследовательских работ

 «Дерзание» в области естественно-математических наук на секции

медицина и была отмечена жюри.

В старшем звене эта лаборатория чаще используется в исследовательской

 и проектной деятельности, которая организуется в большей степени для 

учащихся  профильных групп и является еще и своего рода профессиональной  

пробой.

Учащимися 10-11 классов выполнено большое количество

 учебно-исследовательских работ, таких как: «Изучение кислотности газированных

напитков и их влияние на здоровье», «Изучение влияния физических

нагрузок на работу сердца», «Исследование зависимости скорости

 фотосинтеза от различных факторов», «Изучение функций кожи»,

«Изучение состава и свойств молока».

Применение исследовательского подхода к обучению создаёт условия

для приобретения учащимися навыков научного анализа

явлений природы, осмыслению взаимодействия общества и природы. Подготовка

проектов и научных работ формирует умение самостоятельно ставить цели

исследования, в соответствии с целью определять задачи и поэтапно двигаться

 от конкретных задач к воплощению результата.

В заключение следует сказать, что анализ формирования исследовательских навыков

показал динамику их развития: если первоначально мои начинающие исследователи

использовали в основном только такие методы, как наблюдение и измерение,

то в дальнейшем они стали овладевать более сложными методами:

конструированием, моделированием, прогнозированием.

Нарастал и уровень представления результатов своих исследований и наработок.

 Сначала учащиеся выступали в своей группе, затем на уроках по данной теме перед

своим классом и классами параллели. Потом стали принимать участие на районных

 конкурсах, где с каждым годом становится все больше победителей.

Кроме того, многие ребята в дальнейшем выбирают изучение биологии на

профильном уровне и связывают свою будущую профессию с биологией.

Систематичное и активное использование цифровых лабораторий и ИКТ на уроках

биологии приводит также  к повышению интереса, а значит и влияет на качество обучения.