Исследовательская деятельность учащихся в процессе изучения естественнонаучных предметов

Манина Ольга Борисовна
Учитель биологии и химии
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №4» г. Черногорска
«Знание необходимо получать через делание»
Джон Дьюи«Участие в правильно организованных исследованиях весьма действенно открывает мозг для нового знания»
Питер Лоранжа
Исследовательская деятельность учащихся в процессе изучения естественнонаучных предметов
В настоящее время учебно-исследовательская деятельность учащихся становится популярной формой учебной работы и необходимым средством развития самостоятельного творческого подхода школьников к современной жизни. Одной из важнейших задач, стоящих перед школами сегодня является подготовка школьника-исследователя, владеющего современными методами поиска, способного творчески подходить к решению проблем, пополнять свои знания путем самообразования.
В философском энциклопедическом словаре под термином «исследование» понимается «процесс выработки новых научных знаний, один из видов познавательной деятельности. Исследование характеризуется объективностью, воспроизводимостью, доказательностью и точностью» [3].
Исследовательская деятельность направлена на получение новых знаний, на обогащение общественного и личного опыта, помогает развить у учащихся следующие ключевые компетентности:
1. автономизационную – быть способным к саморазвитию, самоопределению, самообразованию.
2. коммуникативную – уметь вступать в общение.
3. информационную – владеть информационными технологиями, работать со всеми видами информации.
4. продуктивную – уметь работать, быть способным создавать собственный продукт.
Сегодня многие методисты и школьные педагоги отмечают, что основная особенность исследования в образовательном процессе – то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в «большой» науке. В науке главной целью является получение новых знаний. В образовании цель исследовательской деятельности – в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний, т.е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося [2].
Содержанием учебно-исследовательской деятельности являются общие способы учебных и исследовательских действий, направленные на решение конкретно-практических и теоретических задач.
Для успешной реализации и активизации учебно-исследовательской деятельности учащихся в учебно-воспитательный процесс способствуют факторы, условия и общие принципы организации учебного процесса.
Привлечение школьников к учебным исследованиям должно идти в двух направлениях —содержательном и организационном. Содержательная самостоятельность проявляется и том, чтобы учащийся мог без помощи со стороны поставить перед собой учебную задачу и представить ход её решения. Организационная самостоятельность выражается в умении ученика организовать свою работу по решению постановленной задачи.
Учебно-исследовательская деятельность по естественнонаучным дисциплинам сочетает в себе использование теоретических знаний и эксперимента, требует умения моделировать, строить план исследования, осуществлять эксперимент, иметь навыки построения схем, диаграмм. Учащийся должен научиться, сам формулировать изучаемую проблему, выдвигать и обосновывать причины ее возникновения, разрабатывать и проводить эксперимент, делать выводы и предложения. Хорошо организованная учебно-исследовательская деятельность способствует формированию у учащихся естественнонаучных знаний по общим, региональным и локальным проблемам.
Учебно-исследовательская деятельность по естественнонаучным предметам определяет следующие задачи.
1. Формирование интереса к познавательной, творческой, экспериментально-
исследовательской деятельности;
2. Создание условий для социального и профессионального самоопределения школьников;
3. Совершенствование исследовательских умений школьников;
4. Развитие творческих способностей и личностных качеств учащихся;
5. Ориентация на дальнейшее продолжение образования в вузе.
В педагогической практике многие годы складывается целенаправленная работа по организации системы различных форм и видов деятельности по приобщению учащихся к природе и ее исследованию. Из всего многообразия видов учебно-исследовательской деятельности учащихся по естественным наукам можно выделить три основных: теоретические исследования; прикладные, опытно-проблемные исследования; системные, комплексные исследования
Факторы
1. Личностно ориентированный подход к обучению.
2. Ориентация на продуктивное достижение результата.
3. Проблемное обучение как инструмент развития опыта творческой деятельности.
4. Креативная организация учебного процесса, максимальное насыщение его творческими ситуациями.
5. Создание ситуации совместной поисковой деятельности.
6. Детализация учебного процесса.
7. Создание психологической атмосферы, оптимальных условий для творческой деятельности.
Условия
1. Доброжелательная атмосфера в коллективе.
2. Сочетание индивидуальных и коллективных форм обучения.
3. Структурирование учебного материала по принципу нарастания познавательнойтрудности учебной работы.
4. Вооружение учащихся рациональными приёмами познавательной деятельности.
5. Формирование внутренних стимулов к учению, самообразованию и др.
6. Детализация учебного процесса.
7. Создание психологической атмосферы, оптимальных условий для творческой деятельности.
Общие принципы
1. Педагогическое руководство в создании мотивов и стимулов к учению.
2. Привитие интереса к изучаемому объекту.
3. Вооружение учащихся необходимыми приёмами познавательно-поисководеятельности.
4. Систематическое осуществление принципа индивидуализации в обучении.
5. Широкое использование технических и наглядных средств обучения.
6. Внедрение в практику работы и систематическое использование компьютерных технологий.
7. Разработка творческих заданий, требующих нестандартных решений и самостоятельного поиска источников информации.
8. Сочетание и соединение дидактически и методически обоснованных методов, способствующих развитию познавательной деятельности и творческих способностей учащихся.
Естественнонаучные предметы – биология, химия, экология имеют реальные возможности приобщить учащихся к учебно-исследовательской работе, развить их творческие способности. Длительные наблюдения, эксперимент, самостоятельные учебные исследования могут и должны стать неотъемлемой частью преподавания этих предметов. Учебно-исследовательская деятельность осуществляется как в урочное время, так и во внеклассной работе.
Однако полноценное учебное исследование практически невозможно вместить врамки традиционного урока, только отдельные элементы исследовательского метода можно отрабатывать на уроке (табл. 1).
Элементы учебно-исследовательских работ на уроках химии 9 класса
Таблица №1
Тема урока Тема исследовательской работы Цель исследовательской работы
Коррозия металлов Коррозия металлов в различных средах и способы ее предупреждения
1.Выяснить влияние среды
( кипячёная вода, добавление в воду поваренной соли, добавление в воду уксусной кислоты)
контакта другого металла на коррозию( железный гвоздь и цинк, железный гвоздь и медная проволока)
2. Составить отчёт по эксперименту.
( опыты закладываются заранее)
Кальций Жесткость воды как критерий ее качества1.Определение жёсткости разных образцов воды.
2. Составить отчёт.
Ионный состав минеральных вод различных производителей1.Провести качественный анализ проб минеральных вод на присутствие ионов Ca2+ и Mg2+ разных производителей.
2. Составить буклет.
Алюминий Исследование комплексных соединений алюминия
1.Провести лабораторный эксперимент по получению и исследованию свойств комплексных соединений алюминия.
2. Изучить некоторые аспекты их использования в различных областях науки .Железо Обнаружение ионов железа в воде 1.Провести сравнительный анализ определения концентрации ионов Fe3+ в воде.
2.Определить экологическое состояние воды на присутствие ионов Fe3+
Азот Влияние питательных элементов на ростовые процессы растений1.Изучить влияние элемента азота на ростовые процессы растений.
Опыт закладывается заранее.
2. Составить фотоотчёт.
Угольная кислота Газированные напитки 1.Провести качественный анализ проб некоторых газированных напитков на ионы CO2- 3и HCO32- их возможное влияние на здоровье человека.
2. Составить отчёт.
Жиры Изменения качества растительных масел в зависимости от условий хранения1.. Исследовать некоторые образцы растительных масел хранившимися в разных условиях : на свету, в тепле, на холоде.
2.Выяснить оптимальные условия хранения растительных масел.
3. Составить таблицу.
Обнаружение жира в продуктах питания. 1.Провести исследование по обнаружению жира в семенах подсолнечника, грецкого ореха, арахиса.
2. Изучить информацию о количественном содержании жиров в продуктах питания.
3.Составить буклет.
Углеводы Исследование содержания глюкозы в различных фруктах1.Провести качественный анализ содержания глюкозы в разных фруктах.
2.Составить таблицу.
Обнаружение крахмала в продуктах питания 1.Провести анализ картофеля, макаронных изделий, бананов на присутствие крахмала.
2. Изучить информацию о количественном содержании крахмала в продуктах питания и нормах питания.
3. Составить рацион питания для ученика своего возраста..Во время выполнения учебно-исследовательской работы на уроках биологии, химии, значительно изменяется роль учителя, который из «источника» информации превращается в «проводника» по информационному пространству. Учитель выступает не столько в роли интерпретатора науки и носителя новой информации, сколько умелым организатором систематической самостоятельной поисковой деятельности учащихся по получению знаний, приобретению умений и навыков усвоению способов умственной деятельности.
Тематика исследований по естественнонаучным предметам чрезвычайно разнообразна. Главное, чтобы работа соответствовала интересам учащегося, его возрастным, индивидуальным и интеллектуальным возможностям. Для наблюдений и исследований отбирают такие объекты и явления, которые наиболее типично и ярко отражают существенные стороны местных природных условий; доступны для систематических и регулярных наблюдений; могут быть использованы в учебном процессе для формирования и развития у учащихся естественнонаучных понятий, логического мышления, познавательных интересов, совершенствования практических умений и навыков. Наиболее глубокие и содержательные учебно-исследовательские работы выполняются в ходе внеклассной деятельности ( таблица №2)
Таблица №2
Исследовательские работы
Предмет Тема исследовательской работы Цель исследовательской работы
биология «Влияние эпина экстра на рост, устойчивость и продуктивность растений огурца Цель работы: Изучение изменения скорости прорастания семян и рост огурцов в зависимости от предпосевной обработки эпином.
Влияние природных регуляторов на интенсивность роста томата
Цель работы: исследование влияния салициловой кислоты и раствора культуры дрожжей на интенсивность прорастания семян и роста растения томата.
Окрашивание х/б тканей природными красителями в домашних условиях Цель работы: получить образцы ткани, окрашенные натуральными красителями и исследовать интенсивность окраски с помощью вспомогательных средств: поваренной соли, уксусной кислоты, алюмокалиевых квасцов.
.химия
Исследование кристаллизации
некоторых веществ
в различных средах на стекле Цель работы: исследование возможности использования кристаллизации некоторых веществ, для создания графического кристаллического изображения на стекле.
Газированные напитки и здоровье человека Цель работы: исследовать состав не которых газированных напитков и их возможное влияние на здоровье человека.
Вкусное средство от жары Цель работы: исследование химического состава мороженого и выяснение многообразия его видов.
В своей работе использую активные формы обучения, способствующие развитию исследовательских навыков у учащихся:
Использование проблемного подхода, метода проектов на уроках;
Организация нескольких направлений по работе с одарёнными учащимися: пропедевтический курс « Старт в химию» для учащихся 7 класса, факультатив «Вездесущая химия» для учащихся 8 класса, «Химия продуктов питания» курс по выбору для учащихся 9 классов;
Участие в региональных, всероссийских конкурсах, на которых учащиеся показывают результаты своей исследовательской деятельности.;Публикация работ учащихся в журналах ( например журнал «Пытливые умы»).
Педагогическая практика показывает, что организация учебно –исследовательской деятельности по естественным наукам во время внеклассной работы увлекает школьников, служит хорошим стимулом для углубленного изучения предмета и побуждает к активной практической деятельности по изучению и охране природы.
Несмотря на то, что в системе дополнительного образования не принято выставлять оценки, педагоги находят средства стимулирования учащихся к личным достижениям. Учебно-исследовательская деятельность учащихся – это жизнь для самоутверждения, на котором индивидуальность личности не ограничивается образовательными программами и традиционными технологиями, это путь, на котором научный поиск становится потребностью.
Библиографический список:
1. Алексеев Н.Г., Леонтович А.В., Обухов С.А., Фомина П.Ф. Концепция развитиия исследовательской деятельности учащихся// Исследовательские работы школьников. 2001. – №1. – С. 24 – 34.
2. Леонтович А.В. Исследовательская деятельность как способ формирования мировоззрения. //Народное образование, № 10, 1999.
3. Философский энциклопедический словарь/ Под ред. Губского Е.Ф.
4. Школьный экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие/ Под. ред.
Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000.
5. Чистякова С.Н., Лернер П.С., Титов Е.В. и др. Исследовательская практика школьников в профильном обучении: книга для учителя. – М.: 2006. –145 С.