Статья по биологии на тему Организация исследовательской деятельности на уроках биологии и химии

Организация проектно-исследовательской деятельности на уроках химии .Гринёва Н.А. МКОУ Архиповская СОШ
Химия – одна из самых гуманистически ориентированных естественных наук: ее успехи всегда были направлены на удовлетворение потребностей человечества. Изучение химии способствует формированию мировоззрения учащихся и целостной научной картины мира, пониманию необходимости химического образования для решения повседневных жизненных проблем, воспитанию нравственного поведения в окружающей среде. В то же время, в условиях резкого сокращения времени, отводимого на изучение химии при сохранении объема ее содержания, снижается интерес учащихся к предмету.
Как организовать процесс обучения так, чтобы учащиеся воспринимали химию как нужную и востребованную жизнью науку, как часть мировой культуры, необходимую каждому образованному человеку для формирования целостной картины мира? Учить химии только традиционными методами невозможно, т.е. формировать химическую грамотность, обучать расчетам, максимально включать теоретические знания. Необходимо создавать условия для развития естественной познавательной активности ребенка и его самореализации через накопление индивидуального опыта.
С чего же начинать проектно-исследовательскую деятельность с учащимися на уроках химии?
Для эффективного определения интересов и склонностей учащимся следует неоднократно в процессе изучения темы предлагать достаточное количество творческих заданий различного содержания и разной степени сложности, расширяя таким образом выбор видов деятельности, которые интересны учащемуся, и таких заданий, которые каждый может выполнить. При этом уровень подготовленности каждого учащегося к самостоятельному выполнению исследуемых заданий следует определять как с качественной, так и с количественной стороны.
Количественные характеристики можно получить с помощью различных видов контроля знаний и сформированных умений. Здесь я руководствуюсь положением Л.С.Выготского о необходимости диагностики, определяющей «уровень актуального развития» и «зону ближайшего развития» личности.
«Уровень актуального развития» учащегося определяется с помощью различных методов контроля имеющихся знаний, умений и навыков, устанавливая тем самым уровень готовности учащегося к осуществлению исследовательской деятельности.
Наиболее важной и трудной является задача определения «зоны ближайшего развития» учащегося, то есть установление уровня его учебно-познавательной активности и того предельного уровня, которого он может и должен достичь с помощью педагога. Для выявления «зоны ближайшего развития» учащегося главную роль играет качественная характеристика уровня его подготовки.
Наиболее важными являются здесь для преподавателя следующие критерии:
по характеру суждений и выводов (умение проводить аналогичные исследования, высказывать собственную аргументацию, находить рациональные пути решения проблемы);
по степени самостоятельности учащихся (самостоятельное выполнение исследования);
по степени сложности и числу используемых учащимися понятий (привлечение знаний, полученных при изучении конкретной темы; использование знаний из разных тем курса и различных дисциплин).
На основании данных подходов выделяю следующие уровни сформированности исследовательских умений учащихся:
начальный – учащиеся могут выполнять единичные операции исследования, используя знания конкретной темы;
средний – учащиеся могут логически связывать отдельные элементы исследовательской деятельности, совместно и под руководством преподавателя исследовать свойства веществ, явлений, рассматриваемых впервые;
высокий – учащиеся комплексно используют исследовательские умения, могут не только правильно выполнить аналогичные исследования, но и планировать совместную работу для проверки самостоятельно построенной гипотезы, способны находить рациональные пути исследования проблемы. Принимать решение, которое требует актуализации знаний из различных дисциплин.
Отмечу, что качественные и количественные характеристики тесно связаны друг с другом в процессе коллективной деятельности и являются результатом совместной деятельности учащихся и преподавателя.
Выделяю следующие требования к организации деятельности учащихся для успешного выполнения проекта:
наличие для учащихся личностно значимой и социально одобренной проблемы, требующей применение интегрированных знаний;
практическая, теоретическая и познавательная значимость предложенных результатов, стимулирующая мотивацию;
структурирование содержательных частей проекта, программа действий для каждой группы;
доступность + высокий уровень трудности;
технологические аспекты с учетом возрастных особенностей.
В помощь учащимся, начинающим работу над проектами, собраны в папку все необходимые материалы:
требования к проектам;
методические рекомендации по подготовке проекта;
памятки “Как оформить результаты проекта”, “Как подготовить защиту, презентацию проекта”, “Как оформить паспорт проекта”;
лист “Оценивания проекта».
Для реализации проектно-исследовательской деятельности в учебном процессе за основу взяла программу курса химии автора О.С.Габриеляна.
При организации проектно-исследовательской деятельности необходимо помнить, что развивающийся потенциал исследовательской деятельности реализуется не сразу, а поэтапно.
Первая ступень – ситуация теоретико-экспериментального исследования на уроке, стимулирование интереса к проектной деятельности, осознание ее значимости для успешной адаптации к обучению в лицеи, для самореализации. Преподаватель знает направление поиска и предлагает пройти этот путь учащемуся, зная наверняка искомый результат.
Эффективным способом организации выполнения исследовательских заданий в нашей работе стали мини-эксперименты. На уроках химии – это выполнение краткосрочного эксперимента по готовому алгоритму.
Например, на первом курсе по теме «Химические свойства предельных углеводородов» при изучении явления изомеризации записываем уравнение: С4Н10 → С4Н10
Объяснение механизма реакции представляет собой исследование, так как до сих пор учащиеся не встречались с реакциями, при которых не происходит изменение состава молекул. Несмотря на кажущуюся сложность, проблема была решена с помощью дополнительных вопросов: «Какими еще формулами можно отобразить эту реакцию?», «Какие изменения могут произойти в молекуле кроме количественных?». В результате ребята обратились к написанию структурных формул и использовали их для объяснения качественных изменений, произошедших в молекуле. Перед ними раскрылся принцип взаимообусловленности как философской закономерности, реализуемой на химическом уровне.
Вторая ступень – ситуация частично-поискового исследования, научение образцам исследовательской деятельности на основе получения новой информации. Преподаватель знает направление поиска, но не знает конечного результата, предлагая учащемуся самостоятельно решить проблему или комплекс проблем.
Основанием для создания ситуации служит исследовательские действия, требующие творческой переработки содержания.
На обобщающих уроках (например, «Высокомолекулярные соединения») используем игры на нахождение сути – «Зри в корень». Как правило, ребята благосклонно относятся к такой форме проведения занятий. Нахождение первопричины представляется им исследованием, поиском принципиально новых, объективных знаний, смежных областей наук.
Эффективны также исследования-соревнования. Например, соревнование на лучшую шпаргалку. Учащимся предоставляется такая возможность. Заранее готовим учебный текст. Этим текстом может быть раздел учебника: теория химического строения органических веществ, предельные углеводороды, непредельные углеводороды и др. При составлении шпаргалки внимание учащихся становиться избирательным, учащиеся старались выбрать тот текст, который был главным, основополагающим всей темы. Отдельные сюжеты шпаргалки объединялись логическими связями. Индивидуально-творческая деятельность учащихся приобрела ориентированный и логический характер.
Для учащихся со средними и высокими исследовательскими умениями применяю творческие задачи для проектно-исследовательской деятельности. Предлагаю некоторые из них.
Химик изучает рекламу
В тексте телевизионной рекламы риса «Uncle Bens» утверждается (приводим дословно): «Благодаря обработке паром в нем вдвое больше витаминов группы В и кальция, которого в обычном рисе просто нет». Что вы можете сказать по поводу этого утверждения?
Большая стирка
Почему пятна от растительного масла, особенно горячее, через несколько дней уже невозможно вывести с одежды с помощью растворителя, и в то же время пятно от растопленного сала или сливочного масла можно без труда удалить с помощью того же растворителя даже спустя довольно длительный период времени?
Третья ступень – ситуация поисковой исследовательской деятельности, основанием для создания которой служит исследование с неопределенным содержанием. На данном этапе происходит преобразование сложившихся стереотипов исследовательской деятельности на индивидуально-личностном уровне, идет формирование объективной оценки предметов и явлений, самостоятельное определение целей будущего эксперимента и механизмов своей деятельности для достижения этих целей. Преподаватель умело владеет методикой научного исследования, но они с учащимся не знают ни пути поиска, ни итога исследования. Для позитивного результата исследования педагог должен не только сам обладать интуицией в этом вопросе, но и активизировать ее у учащегося.
Важной формой подготовки к такой самостоятельной работе оказались рефераты и доклады по определенным темам. Они готовятся на материале пособия с привлечением других литературных источников или только на использовании научной и научно-популярной литературе. При их подготовке мы учитываем интерес учащихся к тому или иному вопросу.
Четвертая ступень – ситуация научно-исследовательской деятельности. Деятельность учащегося в этой ситуации характеризуется проявлением субъективного, мировоззренческого отношения к изученным фактам и способам их объяснения, самостоятельным поиском противоречий, проблем, выявлением парадоксов, проявлением мировоззренческой позиции в учебном процессе и внеурочной деятельности. Учащийся сам определяет степень готовности к этой ступени. При этом самостоятельно задается проблемой исследования, определяет его цели, находит механизмы действий по их достижению.
Виды урочных занятий для организации проектной деятельности:
Проектный урок, который полностью состоит из работы над проектом. Это специально выделенные учебные часы, которых не может быть много ввиду высокой затратности работы над проектом. Оптимально использую такие уроки 1–2 раза в год по какой-то определенной теме.
Урок, на котором могут используются проекты, выполненные отдельными учащимися или группами учащихся во внеурочное время по каким-либо темам химического содержания, или межпредметные проекты. На таких уроках учащиеся презентуют свой проект. Презентация – важный навык, который развивает речь, ассоциативное мышление, рефлексию.
На втором курсе предпочтение отдается организации проектно-исследовательской деятельности учащихся во внеурочное время, в связи с получением профессии.
Работа над проектами стимулирует внутреннюю познавательную мотивацию и способствует повышению интереса к химии. Это подтверждается следующими фактами:
усилилась мотивация учебной деятельности;
изменяется качество учебного процесса в связи с исследованием технологий научно-исследовательской деятельности (содружества);
повысилась успешность обучения;
повысился интерес учащихся к предмету химия;
улучшились навыки обработки результатов лабораторных исследований;
в процессе интеграции учебной и внеучебной деятельности учащихся расширился их кругозор;
учащиеся продвинулись по пути познания себя, лучше поняли природу человека и его возможности;
дети стали более самостоятельными в деятельности по приобретению знаний.
Наука химия – трудная для понимания большинства учащихся. Гуманистический смысл проектного обучения состоит в развитии творческого потенциала учащихся различных уровней развития, возможностей и индивидуальных особенностей. Это подтверждает анкетирование, проводимое как перед началом проектной деятельности, так и по результатам ее. У обучающихся, выполняющих проекты, формируются проектные умения:
проблематизация,
целеполагание,
планирование,
поисковые (исследовательские) умения,
коммуникативные умения,
презентационные умения,
рефлексивные умения;
Учащиеся, выполняющие проекты по химии, принимают участие в научно-практических конференциях.
Преимущества проектной деятельности:
при достаточно высоком уровне мотивации, даже «слабые» учащиеся могут находить оригинальные решения нестандартных проблемных ситуаций;
участие в коллективной творческой деятельности;
организация педагогом деятельности, которая выходит в социальную сферу;
деятельностный уровень освоения реальности;
самообразование;
целостная картина окружающего мира в динамике.
Таким образом, как показывает практика, проектная деятельность реально способствует формированию нового типа учащегося, обладающего набором умений и навыков самостоятельной конструктивной работы, владеющего способами целенаправленной деятельности, готового к сотрудничеству и взаимодействию, наделенного опытом самообразования.