Статья Создание условий для развития одарённых детей при обучении биологии в сельской школе
Создание условий для развития одарённых детей при обучении биологии в сельской школе.
Учитель биологии МБОУ «Верхнетоемская СОШ»
с. Верхняя Тойма Архангельской области
Афанасова Галина Сергеевна.
Ключевые слова: исследовательская деятельность, одарённые дети, способности.
Аннотация. В статье рассмотрены особенности работы с одарёнными детьми при подготовке к олимпиадам и исследовательским конференциям, о критериях успешности организации исследовательской деятельности в сельской школе, приведены примеры из собственного опыта.
Есть возраст, в котором почти каждый ребенок хочет стать ученым, исследователем. Это время, когда школьные занятия еще не отбили интереса к серьезной науке, и она кажется романтичным и увлекательным занятием, а внутренняя потребность к “игре во взрослых” еще сильна. И если в этот момент предложить детям заняться настоящей научной деятельностью, мы почти наверняка спасем их от равнодушия к сухим школьным дисциплинам.
Главным критерием успешности работы учителя с одарёнными детьми в школе являются их места, занятые на олимпиадах. Однако, подготовка к олимпиадам чаще всего заключается в изучении наиболее сложных вопросов предмета и решении тестов повышенной сложности. Это под силу единицам и то самым целеустремлённым, а сделать этот процесс увлекательным для ученика порой невозможно. Однажды, проведя совместное исследование по экологии, мы с удивлением обнаружили насколько это увлекательное занятие и как много полезных навыков при этом формируется. А взаимоотношения с учениками переходят на совершенно другой уровень – уровень сотрудничества. Отказаться от этого было уже невозможно.
Исследовательская деятельность школьников – не альтернатива школьной программе, это как раз наоборот тот “витамин” интереса к науке, которого часто не хватает школе.
Учебный процесс в сельской школе необходимо построить с учетом включения элементов исследовательской деятельности детей. Отметим в этой связи критическое отношение С.Т.Шацкого к традиционным методам обучения на примере отношения к педагогическим вопросам: “...Педагогические вопросы весьма сильно отличаются от обычных человеческих вопросов: педагог знает ответ на СВОЙ вопрос, и ученику тоже хорошо известно, что ответ на вопрос, задаваемый учителем, у него уже в голове имеется... В голове ученика, несомненно, складывается убеждение, что если учитель знает ответ и все-таки спрашивает, то его педагогический вопрос есть своего рода педагогическая уловка, и ученик старается ответить на этот вопрос не по существу, а старается угадать тот ответ, который имеется в голове учителя” (С.Т.Шацкий. Избр. пед. соч.: В 2-х т. Т.2, 1980, с.192).
Принципиально отличным от этого является исследовательская деятельность учащихся. В этом случае и педагог, и учащийся находятся в одной ситуации, они не знают конечного результата работы, не знают ответа по данной проблеме, задаче. Они лишь вместе выдвигают гипотезу, проверяют ее, делают выводы и т.д. Эта деятельность в полном смысле является сотворчеством педагога и учащегося.
Для определения эффективности учебно-исследовательской деятельности сравним олимпиаду и научную конференцию (как форму подведения итогов исследовательской деятельности школьников) по ряду параметров.
Особенности работы с одарёнными детьми при подготовке к предметным олимпиадам и исследовательским конференциям.
Критерий для сравнения
олимпиады
конференции
1. Образовательный результат.
2. Характер предшествующей деятельности школьника.
3. Уровень усвоения опыта.
4. Конечный результат.
5. Уровень развития интереса.
6. Уровень коммуникаций педагога и учащегося.
7. Роль учащегося.
8. Роль педагога.
Развитие познавательных способностей, углублённое знание предмета, развитие умений решать нестандарт-ные задачи повышенной сложности.
Глубокое изучение предмета, решение большого числа задач или тестов повышенной сложности.
Эвристический уровень:
применение ранее освоенных действий для решения нетиповой задачи, получение субъективно новой информации.
Выполнение задания с заранее известным результатом (для жюри), который обладает субъективной новизной.
Познавательный: потребность в увеличении знаний.
Продуктивный: делай сам.
Обучаемый, «решатель задач».
«Тренер» в решении задач или тестов.
То же + наличие творческих качеств исследователя.
Проведение серьёзного научного исследования: определение цели и задач, объекта и предмета исследования, изучение литературы, выдвижение гипотезы, подборка методов, проведение экспериментов, фиксирование и визуализация результатов, их анализ, выявление закономерностей, формулировка выводов, оформление работы, представление работы в виде стенда или презента-
ции, составление научного доклада и публичное выступление.
Креативный уровень: при выполнении исследовательской работы получение объективно новой информации.
Научная работа, результаты которой докладываются на конференции. Они получены в процессе самой деятельности ученика и заранее никому не известны.
Конечный творческий продукт обладает объективной новизной и общественно – значимой, практической ценностью.
Творческий: потребность в деятельности для получения новых знаний и умений.
Креативный: сотворчество учащегося и педагога научного руководителя.
Исследователь научной проблемы, докладчик собственных результатов.
Соучастник, руководитель исследования.
Таким образом, в ходе проблемного анализа была выявлена необходимость создания условий для творческой самореализации детей, приобщение их к исследовательской деятельности в различных областях науки.
Организация исследовательской деятельности учащихся.
Проведя диагностику готовности обучающихся нашей школы к исследовательской деятельности, мы выявили назревшую потребность в организации научного общества учащихся. Из разовых и достаточно успешных участий наших учеников в конференциях разного уровня возникла необходимость в создании общества, основанного на сотрудничестве взрослого и ребенка в ходе исследовательской деятельности.
В ноябре 2012 года на общешкольном собрании было принято решение о создании НОУ «Гармония», которое успешно развивается, доказывая свою необходимость. Наши ученики «из глубинки» успешно конкурируют с городскими школьниками на олимпиадах и конференциях не только регионального, но и всероссийского уровня, хотя о достаточной для исследовательской работы по биологии и экологии материальной базе мы только можем мечтать.
Основной целью НОУ является выявление и поддержка одаренных учащихся, развитие их интеллектуальных, творческих способностей, поддержка научно-исследовательских интересов учеников.
В основу деятельности НОУ положены следующие концептуальные позиции:
Научной основой ранней дифференциации детей по интересам служит учение о способностях (Л.С. Выготский, Б.М. Теплов, А.М. Матюшкин и др).
Способности - это личностные образования, включающие знания и умения, которые сформированы на базе врождённых задатков человека и определяет его возможности в успешном освоении тех или иных видов деятельности.
Одаренный ребенок – это ребенок, который выделяется яркими, очевидными, иногда выдающимися достижениями (или имеет внутренние предпосылки для таких достижений) в том или ином виде деятельности (Президентская программа «Дети России»).
Развитие человека есть развитие его способностей (С.Л. Рубинштейн).
Наследуются не способности, а возможности их развития - задатки (Л.С. Выготский).
Способности и интересы формируются и проявляются лишь в деятельности (А.Н. Леонтьев).
Исследовательская деятельность учащихся – это творческий процесс совместной деятельности двух субъектов по поиску решения неизвестного, в ходе которого осуществляется передача культурных ценностей, результатом которого является формирование мировоззрения (Л.С. Выготский).
В ходе работы определены некоторые направления деятельности:
организация исследовательской работы учащихся;
участие в проводимых олимпиадах, научно-практических конференциях;
осуществление контактов с представителями академической науки и общественных движений;
распространение и пропаганда данной деятельности.
Формы организации исследовательской деятельности учащихся:
Элементы исследования в рамках учебных предметов
Индивидуальные исследовательские проекты
Элективные курсы или спецкурсы – школьный компонент
Экскурсия
Поход или экспедиция
Конференция или конкурс.
Критерии оценки результатов:
Как правило, критерии, которыми пользуются учителя, ведущие с учениками занятия по исследовательской деятельности, субъективны, что бы они при этом ни приводили в обоснование важности, необходимости занятий такого рода. Если разобраться, для любого такого учителя центральным оказывается имеющееся у него представление обо все расширяющейся исследовательской деятельности, ради которой он может привлекать все новые задачи, приемы, техники, заинтересовывать ребят и т.д. В таких условиях, все частные критерии сводятся, в конечном счете, к одному общему: формированию единого пространства исследовательской деятельности. Учитель чувствует, что он в этом живет, это чувствуют и его ученики. При своем различном отношении к исследовательской деятельности, некоторые могут принимать ее ценности, другие относиться к этому более прагматично (подготовка в вуз и т.д.), тем не менее, через учителя, через его отношение, они до определенной степени проникаются назначением исследовательской деятельности.
Второй очень важный критерий оценки успешности носит управленческий и объективный характер. Занятия исследовательской деятельностью связываются с успешностью учащихся по другим параметрам обучения, например:
- по количеству учеников класса, школы, принявших участие в олимпиадах, конференциях и других такого же рода мероприятиях;
- определяется соотношение между количеством учащихся, занимающихся исследовательской деятельностью и количеством обучающихся в профильных химико-биологических классах, а затем и поступивших в те или иные вузы с данным профилем. Используя эти критерии, можно объективно засвидетельствовать определенные выгодные процентные соотношения между исследовательской деятельностью и общей развитостью учащихся.
Третий тип. Очевидно, от исследовательской деятельности ребята получают творческий импульс или желание расширять и умение радоваться постоянному расширению собственных горизонтов. Это качество развивается подчас непросто, но, возникнув, способно увлекать желанием не сидеть, сложа руки, а все время действовать. Общаясь с руководителем, ребята обучаются языку, стилю поведения, принятом в научном (да и любом интеллектуальном) сообществе. Потом им гораздо легче войти, быть признанными “своими” и в коллективе вуза. И, наверное, главное, что волнует в юношеском возрасте – потребность в общении, познании себя и своих возможностей через общение, с успехом удовлетворяется в тех индивидуализированных формах, которые так просто организовать при исследованиях. Но при этом приобретается навык содержательного общения, когда общаться информативно – “хорошо”, “престижно”. Заметим, что указанные факторы, по-видимому, значимые для учащихся, позволяют педагогу использовать их как действенное средство повышения учебной активности ребят.
Думается, что любой педагог, анализирующий свой опыт по поводу организации исследовательской деятельности учащихся, должен принимать во внимание и относиться ко всем трем типам критериев, только в этом случае его деятельность может быть успешной.
Наличие таких творческих, инициативных педагогов – обязательное условие существования в школе научно-исследовательской деятельности учащихся. Такие педагоги-лидеры должны обладать определенными компетентностями:
педагог должен постоянно заниматься самообразованием;
педагог должен занимать активную педагогическую позицию, иметь собственное стремление к исследовательской деятельности;
педагог должен уметь прогнозировать перспективу собственной деятельности, так и деятельности учащегося: тонко чувствовать проблемность ситуаций, с которыми сталкиваются учащиеся, и уметь ставить перед учеником (группой учащихся) реальные задачи в понятной для учеников форме;
педагог должен уметь налаживать деловые формы общения с учащимися, уметь диагностировать творческие способности учащихся в определенной области, способствовать продолжению учащимися научно-исследовательской деятельности.
Отбор детей для творческой работы я начинаю с 5-6 класса через проведение мини исследований и выполнение проектов. Темы работ отражают программный материал и позволяют теоретические знания проверить на практике. В новых учебниках биологии по ФГОС 6 класса (УМК Пономарёвой) количество лабораторных работ минимально, поэтому я разработала программу спецкурса «Эксперимент по физиологии растений как средство развития УУД». На этих занятиях шестиклассники не только знакомятся с экспериментальным методом в биологии, но и проходят все этапы исследовательской деятельности от выбора темы и методов работы до представления результатов. Так выявляются дети, склонные к проведению исследований и заинтересованные биологией.
С такими учениками мы продолжаем индивидуальные исследования. В качестве примера приведу тематику работ одной ученицы, выпускницы 2015 года Щербаковой Полины, которая за время учёбы в школе выполнила 5 исследовательских работ. В 6-7 классах она получала необходимые для исследователя навыки, выполняя работу: «Влияние различных типов воды на прорастание семян и рост растений». Работа была представлена на школьной и районной конференции, где отметили хорошо поставленные эксперименты. В 8 классе Полина освоила методику проведения полевых опытов и статистическую обработку результатов при выполнении работы «Влияние способов посадки на урожай картофеля сорта Невский в условиях Верхнетоемского района». В следующем 9 классе мы провели сортоиспытание «Выявление лучших сортов картофеля для выращивания в условиях Архангельской области». С этими работами ученица стала призёром регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников и призёром Всероссийских Чтений имени В.И.Вернадского. Получив такой опыт, Полина продолжила учёбу в профильном химико-биологическом классе и продолжила активную работу в научном обществе. В 10 классе с работой «Засорённость почвы длиннокорневищными растениями и способы борьбы с ними» ученица стала призёром не только областной олимпиады, но и нескольких конференций. По-настоящему зрелую работу мы написали в 11 классе на тему «Микробиологическое загрязнение воздуха антропогенной среды села Верхняя Тойма и способы его очистки». Она получила замечательные рецензии и результаты на всех уровнях: призёр областной олимпиады, победа на областной конференции «Юность Поморья», замечательная рецензия и приглашение на очный тур Всероссийских Чтений им. Вернадского В.И. (принять участие не смогли), победа в международном фестивале исследовательских работ «Звёзды нового века. Предлагаю вашему вниманию заключительную главу этой работы.
Заключение
Обсуждение результатов, выводы и рекомендации
В ходе данной работы было проведено исследование микробиологического загрязнения воздуха антропогенной среды села Верхняя Тойма с помощью седиментационного метода, основанного на механическом оседании микроорганизмов, изучен уровень загрязненности на разных участках, а также определена эффективность различных способов очистки воздуха. Отбор проб осуществлен на чашки Петри с твердой питательной средой, которая создает оптимальные условия для роста и развития колоний микроорганизмов.
Для оценки микробиологического загрязнения воздуха взяты показатели, предложенные А.И. Шафиром, и приведенные в книге Лабинской (А.С. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологического исследования. – М.: «Медицина», 1978. – 394 с.: ил.).
Критерии санитарно-гигиенической оценки воздуха в помещении
(число микроорганизмов в 1 м3 воздуха)
Оценка воздуха
Летний период
Зимний период
Чистый
1500
4500
Грязный
> 2500
> 7500
Уровень микробиологического загрязнения для каждого из выбранных для исследования участков был сравнен с критериями санитарно-гигиенической оценки воздуха в помещениях.
Определение загрязненности воздуха на каждом из выбранных участков
Участок
Среднее количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха
Допустимое количество микроорганизмов в зимний период
Заключение о чистоте воздуха на участке
№1. Школьная столовая
29299,36
< 7500
Грязный
№2. Группа детского сада «Ладушки»
4076,43
< 7500
Чистый
№3. Школьный автобус
46878,98
< 7500
Грязный
№4. Управление ПФ
8917,2
< 7500
Грязный
№5. Магазин «Меркурий»
4458,6
< 7500
Чистый
№6. Кухня квартиры
7643,31
< 7500
Грязный
№7. Комната квартиры
3439,49
< 7500
Чистый
№8. Кабинет биологии
2802,55
< 7500
Чистый
№9. Школьное фойе
8025,48
< 7500
Грязный
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
В соответствии с критериями определения чистоты воздуха в зимний период чистым можно считать воздух в группе детского сада «Ладушки», магазине «Меркурий», комнате жилой квартиры и кабинете биологии МБОУ «Верхнетоемская СОШ». Количество микроорганизмов не превышает предельно допустимые нормы.
Воздух в столовой и фойе МБОУ «Верхнетоемская СОШ», школьном автобусе, кабинете клиентской службы ПФ РФ, кухне жилой квартиры можно считать грязным. Количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха превышает ПДН для зимнего периода.
Наиболее загрязнен микроорганизмами воздух в столовой МБОУ «Верхнетоемская СОШ» в конце большой перемены и в школьном автобусе после 7 урока.
Из числа выбранных мест для отбора проб самым чистым оказался воздух в кабинете биологии МБОУ «Верхнетоемская СОШ», в котором в большом количестве выращиваются комнатные растения, в том числе и обладающий фитонцидным воздействием хлорофитум пучковатый (Chlorophytum comosum L.).
Для очистки воздуха от микробиологического загрязнения можно использовать как физические (механические), так и биологические методы.
Наиболее эффективно среди физических способов воздух очищает влажная уборка без использования пылесоса.
При использовании пылесоса с сухим фильтром, а также при проветривании помещения микробиологическое загрязнение воздуха может увеличиваться.
Многие растения выделяют фитонциды, оказывающие бактерицидное и бактериостатическое воздействие.
Наибольшим фитонцидным воздействием обладают ель (Picea abies L.) и хлорофитум пучковатый (Chlorophytum comosum L.).
Среди исследованных растений наименьшая фитонцидная активность наблюдается у можжевельника (Juniperus communis L.).
Наиболее эффективными в очистке воздуха от микробиологического загрязнения оказались биологические методы.
Фитонцидная активность используемых в исследованиях растений, %
13EMBED Excel.Chart.81415
Рекомендации:
Для очистки воздуха от микробиологического загрязнения можно применять физические (механические) и биологические способы.
Для очистки и обеззараживания воздуха в помещениях можно использовать ветви ели (Picea abies L.) и растения хлорофитума пучковатого (Chlorophytum comosum L.), так как они обладают наибольшей фитонцидной активностью.
При уборке дома ковры следует очищать от пыли путём выбивания их на улице или с использованием пылесосов с аквафильтрами, которые способны задерживать 60 – 99% пылевых частиц
Выдвинутая гипотеза подтвердилась. Наибольшее микробиологическое загрязнение воздуха наблюдается в столовой МБОУ «Верхнетоемская СОШ» и школьном автобусе после уроков, где наблюдается наибольшее скопление людей (адрес работы на сайте: http://znv.ru/55263)
Из отзывов к работе: «Автор убедительно и аргументировано обосновал актуальность темы своего исследования, проанализировал большое количество литературных источников, интернет-сайтов по заданной тематике, провела грамотный анализ ресурсов, использовала только достоверные данные. Автор самостоятельно провёл все исследования. Выводы, основанные на экспериментальной части работы сделаны грамотно. Определена эффективность различных способов очистки воздуха от патогенной микрофлоры. Работа заслуживает высокой оценки»
(рецензент к.б.н. Демин Д.В.).
Такая плодотворная работа в школе определила выбор и направление будущей профессии. Полина решила стать врачём.
Какие темы мои ученики выбирали для исследований? Приведу несколько примеров.
1. Биоиндикация атмосферных осадков различных населённых пунктов Архангельской области с помощью кресс салата (победитель областной конференции, призёр Всероссийских Чтений им. В.И. Вернадского).
2. Влияние различных удобрений на урожай картофеля сорта Невский в условиях Верхнетоемского района Архангельской области (лауреат Всероссийских Чтений им. В.И. Вернадского).
3. Нарушение зрения учащихся Верхнетоемской школы (победитель областной конференции, призёр Всероссийских Чтений им. В.И. Вернадского, лауреат Международного фестиваля «Звёзды нового века»).
4. Проблема беременности несовершеннолетних в Верхнетоемском районе (призёр областной конференции, призёр Всероссийских Чтений им. В.И. Вернадского, лауреат Международного фестиваля «Звёзды нового века»).
5. Алкогольная ситуация в Верхнетоемском районе (победитель областного конкурса).
6. Биоиндикация кислотности почв с помощью распространённых декоративных растений (призёр областного конкурса).
7. Нарушение осанки учащихся Верхнетоемской школы (призёр областной конференции).
Таким образом, одним из способов развития одарённых детей в условиях сельской школы является внедрение научно – исследовательской деятельности в образовательный процесс. Это позволяет создать условия для развития одарённых детей в сельской школе наравне с городской, создать условия для самореализации и социализации сельских школьников, как на конференциях, так и при поступлении в ВУЗы.
Этапы изучения микрофлоры воздуха.
Фото 1. Экспонирование чашки Петри в автобусе
Фото 2. Чашки Петри в термостате
Фото 3. Подсчёт количества КОЕ в чашках Петри
Литература:
Выготский Л.С. Педагогическая психология, М., 1991.
Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики, 4-е изд. М., 1981.
Матюшкин А.М. Концепция творческой одарённости//Вопросы психологии 1989, №6.
Президентская программа «Дети России».
Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии: в 2-х т. Том 2.М.,1994.
Теплов Б.М. Психология индивидуальных различий, Избран. Труды в 2-х т.- М.,1985.
7. Шацкий С.Т. Избр. пед. соч.: В 2-х т. Т.2, 1980, с.192.
Диаграмма 13Root Entry