Уважаемые коллеги, разрешите представить вам свой опыт по теме «Научно-исследовательская работа на уроках биологии и во внеурочной деятельности как средство формирования экологической культуры школьников».
презентация к уроку по теме

Уважаемые коллеги, разрешите представить вам свой опыт по теме «Научно-исследовательская работа на уроках биологии и во внеурочной деятельности как средство формирования экологической культуры  школьников».

Сегодняшние девочки и мальчики скоро станут взрослыми людьми. На их плечи ляжет величайшая ответственность за жизнь нашего общества, за судьбу всей Земли. И каждому из них необходимы чувство любви к природе, уважения ко всему живому, забота о нем, способности предвидеть последствия своего поведения в природной среде.

  В современной российской школе большая часть знаний преподносится в готовом виде и не требует дополнительных поисковых усилий и основной трудностью для учащихся является самостоятельный поиск информации, добывание знаний. Поэтому одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента – исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованием программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив учебной деятельности в целом.

Формировать исследовательские умения необходимо не только на уроках, но и во внеклассной работе, которая позволяет учащимся интересующимися предметом, не ограничиваться рамками учебной программы. Применение во внеклассной работе заданий, связанных с проведением наблюдений и опытов, развивает у школьников исследовательские наклонности.

Проблема исследования связана с преодолением противоречия между необходимостью активизации познавательной деятельности, развития исследовательских наклонностей школьника, его познавательного интереса к изучению биологии и преобладанием анатомо-морфологического материала в содержании школьного курса биологии.

Еще Сухомлинский отмечал: « Страшная эта опасность – безделие за партой, безделие месяцы, годы. Это развращает морально, калечит человека и ... ничего не может возместить того, что упущено в самой главной сфере, где человек должен быть тружеником – в сфере мысли».

Разнообразие объектов и процессов, изучаемых на уроках биологии, обеспечивает огромные возможности для исследовательской деятельности, в процессе которой обучающиеся учатся излагать свои мысли, работать индивидуально, в группе и в коллективе, конструировать прямую и обратную связь. Организация исследовательской деятельности позволяет учителю обеспечить самостоятельную отработку пропущенного учебного материала – например, провести самостоятельное исследование по заданной теме в форме наблюдения и записать результаты , а так же мотивировать успешного ученика головоломным заданием – например, провести исследование на базе медиа – лаборатории с использованием компьютера и защитить результаты исследования. Элементы исследовательской деятельности на уроках биологии можно вводить уже в 6-х и даже в 5-х классах. 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.

Во время исследовательской работы  каждый ученик имеет возможности реализовать себя, применить имеющиеся у него знания и опыт, продемонстрировать  свою компетентность, ощутить успех.

В ходе работы над учебным исследованием возможно и целесообразно развитие следующих исследовательских умений: понимание сущности проблемы и формулирование проблемного вопроса, формулирование и обоснование гипотезы, определение задач исследования, отбор и анализ литературных данных, проведение эксперимента или наблюдения, фиксирование и обработка результатов, формулирование выводов, оформление отчета о выполнении исследования. А также развитие таких коммуникативных умений и навыков, как организация внутригруппового сотрудничества, совместная выработка способов действий, публичная презентация работы.

Привлекая учащихся к исследованиям, необходимо, прежде всего, базироваться на их интересах. Все, что изучается, должно стать для ученика личностно значимым, повышать его интерес и уровень знаний. Однако предлагаемые темы и рекомендуемые ученику методы исследования не должны превышать его психолого-физиологические возможности. Исследовательская деятельность должна вызывать желание работать, а не отталкивать своей сложностью и непонятностью.

Структура исследовательской деятельности  определяется следующим образом:

Поисковая активность —> анализ —> оценка —> прогнозирование развития ситуации —> действия —> поисковая активность.

Исходя из этого, при организации исследовательской деятельности учащихся среднего звена можно использовать следующие виды исследований.

Виды исследовательской деятельности на уроке:

1. Применение исследовательских методов изучения (учитель предлагает проблемное задание, учащиеся без помощи учителя ищут способ решения)

Этот метод предполагает максимально самостоятельную деятельность учащихся по получению и усвоению знаний и умений. При этом в основе метода лежит отчетливая цель – обеспечить усвоение опыта творческой деятельности.

На своих уроках исследовательский метод я использую при решении творческих биологических задач.

 Для успешного решения биологических задач использовались элементы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

 ТРИЗ имеет большое количество приемов и способов, помогающих создать решение и «извлечь» решение из подсознания.

 В своей деятельности я использовала такие приемы, как:

1. Прием «Наоборот»

Он рекомендует вместо прямого действия, диктуемого условиями задачи, попробовать осуществить обратное действие, общепринятые решения сменить на обратные. Например,

Есть очень вкусные шоколадные конфеты – «бутылочки с сиропом». При их изготовлении сталкиваются с противоречием:

 – Сладкий желеподобный сироп должен быть горячим, чтобы его легко было залить в шоколадную бутылочку, но тогда плавится шоколад.

 – Если сироп холодный, то шоколад не плавится, но очень трудно его залить. Что делать?

Делают наоборот: сироп не нагревают, а замораживают в виде бутылочки, а шоколад делают жидким и окунают в него бутылочку.

2. Прием «Обрати вред в пользу».

Это трудный, но в то же время мудрый прием. Он требует хорошо знать систему, знать, что в ней плохо, попытаться обратить вред в пользу.

 Например,

В настоящее время резко уменьшилось число работающих промышленных предприятий и сельских хозяйств. Это плохо. А что хорошего?

Ответ:  Экологическая обстановка многих районов стала заметно лучше.

Чарльз Дарвин в детстве много болел. Это плохо. А что хорошего?

Ответ:  Это закалило его волю и он дал человечеству новую  научную концепцию жизни на Земле.

Жак Ив Кусто рассказал о таком случае. В месте, где нерестится рыба, затонуло рыболовецкое судно. Это плохо. А что хорошего? Судно стало мешать ловить в этом районе рыбу, так как появилась опасность потерять очень дорогие капроновые сети

2. Экспресс-исследование

По такому типу строится исследовательская деятельность учащихся в  пятом классе. На экскурсиях даются индивидуальные задания для проведения эмпирических исследований,  какие птицы живут в городе, какие декоративные растения используются для озеленения улиц города.

3. Теоретические экспресс-исследования ориентированы на работу по изучению и обобщению фактов, материалов, содержащихся в разных источниках. Темы таких исследований должны позволять изучать самые разные объекты в их реальном окружении, в действии, давать большой материал и позволяют увидеть множество тем для собственных изысканий, построения различных гипотез.

Учащиеся 5-6 классов достаточно успешно справляются с этой формой исследования. Так, при изучении темы “Приспособленность животных и растений к условиям окружающей среды” ребята по материалам учебника знакомятся с тем, как приспособлены к обитанию в засушливых условиях кактусы, верблюжья колючка, как приспособлены к обитанию в наземно-воздушной и водной средах пингвины и ластоногие млекопитающие.

Возможная тематика исследований: “Приспособленность растений степей к засушливым условиям обитания”, “Особенности насекомоядных растений”, “Приспособления растений к опылению”, “Приспособления насекомых к сбору пыльцы и нектара”. По результатам исследований авторы делают краткие сообщения, обязательно содержащие выводы.

В 7-9-х классах теоретические исследования оформляются в виде реферата, содержащего гораздо больший объем информации по выбранному направлению исследования. В процессе поиска информации для написания реферата ученик приобретает навыки работы с каталогами в библиотеке, классификации и систематизации материала, знакомится с основами оформления текстовых документов, учится выделять главное, анализировать данные и делать выводы. Работа над рефератом помогает глубже разобраться в теме, усвоить ее, вырабатывает навыки организованности и целеустремленности, необходимые при изучении любого предмета.

4. Проведение учебного эксперимента

Сюда относятся все лабораторные и практические  работы по биологии, начиная с 6-го класса и заканчивая 11 классом. Выполняя лабораторную работу,  ученик получает субъективно новые знания.

При выполнении этих работ учащиеся приобретают навыки наблюдения , фиксирования и правильного оформления результатов наблюдений, анализа полученных данных, делают выводы.

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. Учитель демонстрирует микропрепараты с помощью цифрового микроскопа.

 Учебный эксперимент – один из продуктивных методов обучения.

5. Исследования-соревнования

На уроках также эффективны. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся 10-11 класса предоставляется такая возможность. Заранее готовлю учебный текст. Этим текстом может быть раздел учебника: «Теория происхождения жизни на Земле», «Происхождение видов», «Основы цитологии» и др. При составлении шпаргалки внимание учащихся становится избирательным, учащиеся стараются выбрать тот текст, который является  главным, основополагающим всей темы. Отдельные сюжеты шпаргалки объединяются логическими связями. Этот метод учит учащихся  рационально использовать научную литературу.

6. Нетрадиционные уроки (урок-презентация «Древние  пресмыкающиеся»,  урок – дискуссия «Происхождение человека»)

К дискуссии учащиеся готовятся самостоятельно. По теме обсуждения они исследуют не только учебную литературу, но и дополнительную, для того, чтобы показать свою значимость в обсуждаемом вопросе. При подготовке сообщений, учащиеся часто  выискивают «каверзные» вопросы для участия в дискуссии.

7. Исследовательские проекты

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. Однако, для выполнения учебного проекта одного урока недостаточно.

 Домашние задания также могут носить  исследовательский  характер:

 1.  Описание растений и животных по плану

Задание: Охарактеризуйте шиповник по следующему плану.

1. Жизненная форма растения

 2. Продолжительность жизни растения.

 3. Цветковое или нецветковое.

 4. Высшее или низшее.

 5. Имеет вегетативный подземный орган (какой?)

 6. Орган полового размножения, заключенный в плод.

 7. Осевой вегетативный орган, несущий на себе листья и почки.

 8. Генеративный орган, в котором развивается семя.

2. Наблюдение за живыми объектами (за поведением рыб в аквариуме, поведением хомячка в клетке, реакцией комнатных растений на время суток и др.)

3.  Наблюдение за своим организмом (частота дыхания после физической нагрузки, реакция организма на время суток и др.)

 4. Опыты с растениями и домашними животными (выработка условных рефлексов).

Например: Выработка условного рефлекса у рыб.

При  проведении  опыта учащиеся пользуются инструктивной карточкой.

Инструктивная карточка

Тема: «Нервная система рыб»

Цель: Изучить особенности формирования условных рефлексов у рыб»

Оборудование: аквариум с рыбами, бусинка на нитке, рыбий корм.

Ход работы:

 1. Подойдите к аквариуму с рыбами и осторожно опустите в него бусинку, подвешенную на нитке. Наблюдайте за поведением рыб.

 2. Повторите данные действия несколько раз.

 3. Во время опускания бусинки в воду дайте рыбам корм.

 4. Повторите данные действия 3-4 дня.

 5. Опустите в аквариум бусинку, не давая корма. Наблюдайте за поведением рыб в аквариуме.

 6. Сделайте вывод по результатам данного опыта.

 5.  Творческие задания – стихи, сочинения «Путешествие с капелькой воды по зеленому растению», «Путешествие с молекулой кислорода по организму», «Путешествие по клетке», кроссворды, викторины, презентации.

Летние задания:

1. Составить  гербарий (различных семейств покрытосеменных растений, виды сложных листьев у растений, виды жилкования листьев у растений и др.)

 2.  Составление коллекций (коллекция бабочек, коллекция раковин брюхоногих или двустворчатых моллюсков и др.)

Виды исследовательской деятельности  во внеурочное время:

1. Подготовка и участие в олимпиадах по биологии, экологии.

 2. Участие в конкурсах, природоохранных мероприятиях и акциях «Наш дом – Земля»,  «Птица года» и другие.

 3. Участие в образовательных экспедициях (экскурсиях по экологической тропе, походах по родному краю)

 4. Проведение кружков «Юный друг природы»,  «Юные исследователи природы родного края», «Школьный экологический мониторинг», элективных курсов «Твои возможности, человек».

 5. Написание творческих работ.

 6. Написание рефератов, например,  «Грибы-подснежники».

 7. Выполнение мини – исследований, например,  «Моё любимое дерево», Моё любимое животное».

 8. Создание буклетов.

 9. Создание презентаций

 10. Создание моделей (цветкового растения, побега)

 11. Создание книги юного биолога, например – 8 класс («Эволюция человека», «Анализаторы. Орган слуха» и др)..

 12. Оформление альбомов: («Я изучаю природоведение» – 5 класс; «Я изучаю биологию» – 6 класс).

Мы с учениками  нашей  школы активно занимаемся исследовательской  работой..

Вовлечение обучающихся в исследовательскую деятельность мною осуществляется  на уроках  биологии, химии, лесного  хозяйства) и в системе дополнительного образования  в кружке Школьное  лесничество».

Верным помощником в деле формирования новой культуры отношения к природе стал новый предмет в школе – лес  и лесное  хозяйство. В нашей школе его изучают  обучающиеся  5-8 классов (1 час в неделю), и многие ребята проявляют устойчивый интерес к предмету. Формированию экологических знаний способствуют и другие предметы естественнонаучного цикла, а также профильное обучение  биологии.

Тематика и характер исследовательских работ школьника могут быть различны, но в рамках урока должны отвечать школьным программам.

В 7 классе, изучая курс зоологии, школьники рассматривают многообразие животного мира на местном материале, выявляют редкие виды животных, прослеживают изменения  видового состава, численности. Для выполнения такого вида исследовательской деятельности они обращались к старожилам деревни, местной печати. Так была выполнена работа «Животный мир с.. Амаранка» .

В этом роде деятельности обучающихся я играю роль консультанта: даю советы, направляю, наталкиваю на возможные выводы.

Применение во внеклассной работе заданий, связанных с проведением наблюдений и опытов, развивает у школьников исследовательские наклонности - необходимо не только поставить опыт и получить результаты экспериментальной работы, но и проанализировать их, выявить причинно-следственные связи, предложить свои пути решения проблемы. Это развивает логику и мышление обучающихся, заставляет их изучать дополнительный материал по определенной экологической проблеме, требует организации и собранности. Кроме того, в ходе выполнения исследования  происходит непосредственное общение ребят с природой, развивается наблюдательность, повышается экологическая культура в целом.

Решая конкретную экологическую проблему, юные исследователи начинают понимать необходимость природоохранной деятельности, чувствовать ответственность за состояние природной среды своей местности, своего края, повышают экологическое сознание. Так работа «Исследование экологического состояния родников с.Амаранка», выполненная членами школьного  лесничества , посвящена важной проблеме исчезновения родников. Актуальность состоит в важности подземных вод для питания рек, использования их для бытовых и иных нужд. Авторы поставили перед собой цель - изучить и благоустроить родники в черте своей деревни. Определили круг задач для достижения поставленной им цели. Провели физико-химический анализ воды, разработали план мероприятий для улучшения состояния родников и летом 2010 года благоустроили родник. Надеемся, что, спасая родники, поможем в какой-то степени остановить процесс разрушения, гибели малых водных объектов.

Итогом работы стала карта-схема расположения 97 родников нашего района, также были составлены паспорта двух родников, расположенных вблизи нашего населенного пункта.

Важным является и то, что, включаясь в исследовательскую работу, школьники приобретают умения и навыки постановки и проведения научного эксперимента, учатся работать в лаборатории и вести мониторинг состояния природных экосистем и отдельных компонентов окружающей среды. В свою очередь, это пробуждает интерес к научной работе в целом, к экологическим и биологическим специальностям, что может сыграть важную роль при выборе профессии и направления деятельности после школы.

Интересной для учащихся 6-8 классов  работа «Флора  и фауна  Ташинского  заказника ». Изучение атласа птиц, ежедневные наблюдения, проводимые вдоль тропы наблюдения, подробные записи позволили сделать интересные выводы о видовом и численном составе зимующих птиц, об их кормовых площадках, особенностях их поведения. Эту работу мы представили на областном  слёте  школьных  лесничеств.

Также   исследовательской   работой  занимаемся и на  учебно-опытном  участке  школы. Опыт работы позволяет мне сделать вывод о том, что систематическая и целенаправленная деятельность обучающихся по проведению опытов и наблюдений за растениями, выращиваемыми на учебно-опытном участке и последующее использование результатов этой работы на уроках расширяют знания школьников по биологии, вызывают устойчивый интерес к предмету, помогают им лучше понять практическую значимость приобретаемых на уроках знаний.

«Лучше один раз вырастить растение, чем несколько раз читать о том, как это надо сделать». Работы обучающихся принимают исследовательский характер.

Все наши достижения – результат большой и кропотливой работы учащихся. Большую помощь оказывают нам сотрудники Белогорского лесхоза, с которыми мы поддерживаем постоянную связь.

Внеклассная работа имеет огромное значение в решении разнообразных учебно-воспитательных задач, которые стоят перед современной школой. Внеклассные мероприятия многогранны. Они могут углублять школьный материал, воспитывать идеалы, формировать мировоззрение, экологические вкусы, этику поведения, эмоции, взгляды, суждения, воспитывать культуру труда, патриотические чувства, бережное отношение к природе.

Школьное  лесничество   в нашей школе – это союз детей и взрослых, неравнодушных к миру окружающему нас. Поддерживается связь с ребятами разных районов области. Также   с ребятами  других  регионов .  Многие после окончания школы выбирают для получения высшего  или  средне специального  образования биологический, химический или экологический факультеты БГПУ и ДаЛьГаУ, медколледж (2009 –2011   10 выпускников нашей школы стали студентами вышеназванных факультетов).

Исследовательские работы в области экологии очень интересны детям. У нас большие планы на будущее и не меньшее желание работать. Поэтому, думаем, впереди нас ждут новые победы.

        Используя     педагогическую  технологию  научно-исследовательской работы  на  урочной  и внеурочной  деятельности:

 я делаю всегда:

- учебно-воспитательный процесс строю на основе взаимоотношений учитель-ученик, ученик-учитель;

-включаю элементы соревнования, поиска, организую общение детей;

- стараюсь, чтобы в центре внимания учебного процесса находилась уникальная целостная личность ученика;

-создаю условия для максимальной реализации возможностей обучающихся;

-создаю на уроке атмосферу заботы, сотрудничества, творчества;

Я не делаю никогда:

 - не забываю об улыбке, ведь именно она предполагает общение, открытость;

 - не забываю о том, что я тоже умею творить.

Для того чтобы применяемая методика стала живой и полезной, я думаю, мало знаний и умений учителя, нужна любовь к своему предмету, любовь к детям.

Результативность .

Использование данной  педагогической технологии позволило мне  повысить уровень познавательных способностей обучающихся в сфере учебной и  внеклассной деятельности.

За период (с 2009 по 2012) использования данной технологии на уроке и во внеурочное время наблюдается повышение интереса обучающихся к предмету «Биология», высокий уровень мотивации к учебной и внеучебной деятельности (с 81% до 90%)

           Наблюдается позитивная динамика учебных достижений обучающихся:

-рост «качества знаний» при 100 %-ной успеваемости (с 67,5% до 74,5%)

Позитивная динамика успеваемости обучающихся по биологии

за последние три года

Ежегодно обучающиеся принимают участие в районных олимпиадах по биологии, и экологии. А также  выбирают экзамены  по ГИА и ЕГЭ.

Выпускники поступают и успешно обучаются  в   высших учебных заведениях, где одним из профилирующих предметов является биология.