Проект "Проектно-исследовательская деятельность на уроках биологии и во внеурочное время"

Проектно-исследовательская деятельность на уроках биологии

и во внеурочной деятельности

как средство повышения мотивации к предмету

Автор: Шибаева Н.Ю., учитель биологии МОУ «Новомичуриснкая СОШ №2

имени И.В. Мичурина»

Описание опыта

Труд учителя - это всегда борьба за детские сердца и души, и главный результат этого - нравственный человек, которому жить и творить в третьем тысячелетии. Жизнь показывает, что школа больше всех в ответе за правильный выбор учащимися своего жизненного пути. И вся школьная работа должна поставлена так, чтобы помочь учащимся выбрать профессию. Со сменой ФГОС ООО изменились и приоритеты. Теперь основная задача учителя в современной школе – не столько вооружить учащихся суммой знаний, умений и навыков, сколько научить их добывать эти знания, развивать устойчивую мотивацию к учению. Образовательный процесс должен строиться на основе освоения способов деятельности учащихся, их профессионального самоопределения, на формировании у них познавательных и созидательных способностей, необходимых для успешной социализации в обществе и активной адаптации на рынке труда. Важно сделать правильный выбор, соответствующий интересам, способностям, возможностям здоровья, ценностным установкам и, наконец, требованиям, которые предъявляет профессия к личности учащегося. Путь к выбору той или иной профессии проходит во многих случаях через развитие у школьников интереса к учебным предметам. Интерес к биологии обуславливается, прежде всего, практической значимостью этой дисциплины. И один из главных путей зарождения профессиональных интересов - увлекательное яркое преподавание.

Полюбив биологию, ученики хотят сделать ее основой своей будущей профессии, начинают узнавать, какие существуют специальности, связанные с этой науки, и готовятся к поступлению в соответствующие учебные заведения. Как правило, это проявляется, прежде всего, в том, что они с большим желанием и активностью изучают этот предмет. Таким образом, суть профориентационной работы в процессе преподавания заключается в том, чтобы помочь ученикам глубоко и прочно усвоить основной учебный материал, научить их самостоятельно добывать информацию, пользоваться приобретенными знаниями для решения различных практических задач.

Эта проблема заинтересовала меня, поэтому я занялась изучением новых технологий обучения, которые повышают эффективность обучения, мотивацию и интерес учащихся к моему предмету.

Представленный опыт работы формировался в условиях основной общеобразовательной школы в течение трех лет.

Началом работы по теме опыта стало проведение в 2015 году первичной диагностики отношения учащихся к учебно-познавательной деятельности по биологии.

При проведении диагностики был использованопросник изучения отношения учащихся к учебно-познавательной деятельности (Г.Н. Казанцевой)

Таблица 1

Результаты изучения отношения учащихся к учебно-познавательной деятельности

Как видно из таблицы 1, у 48% учащихся отсутствует познавательная активность и они нуждаются в педагогической поддержке. Было установлено, что в классах есть ученики с неустойчивым вниманием, пониженным интересом к предмету. Анализ показал, что, у половины обучающихся низкий уровень познавательного интереса к биологии, значит, их знания отрывочны и поверхностны.Это послужило основанием для обращения к проблеме развития проектно-исследовательской активностии организации учебно-исследовательской деятельности учащихся.

Кроме этого, анализ содержания представляемых учениками работ, их выступлений на конференциях позволил сделать вывод о том, что в большинстве случаев проектно-исследовательская деятельность учащихся не вполне самостоятельна. Многие школьники не умели самостоятельно выдвигать и обосновывать гипотезу, формулировать цель, осуществлять поиск и анализ необходимой информации, выполнять эксперимент, представлять результаты исследования, осуществлять рефлексию, грамотно выстраивать доклад. В результате выявилась еще одна проблема - основной трудностью для учащихся является самостоятельный поиск информации, добывания знаний.

Автор опыта увидел причину снижения познавательной активности в том, что большая часть знаний давалась в готовом виде и не требовала дополнительных поисковых усилий.

Это определило цель опыта: формирование познавательной активности обучающихся на уроках биологии с использованием технологий, отвечающих принципам системно-деятельностного подхода.

Актуальность опыта.

Актуальность опыта заключается в том, что в рамках Федерального государственного образовательного стандарта уделяется большое внимание формированию универсальных учебных действий (УУД) в процессе осуществления проектно-исследовательской деятельности учащихся, причем в сфере развития познавательных УУД. Это является наиболее сложной задачей реализации новых стандартов.

Результат каждой проектно-исследовательской работы – это шаг в личностном развитии учащегося, поэтому, по определению известного ученого А.В. Леонтовича, современная ситуация требует перехода от выполнения проектов и исследований «по желанию» к обязательному, и решения задачи выполнения проектов и исследований всеми учащимися независимо от их склонностей и способностей .

К сожалению, в практике работы школы встречаются ошибки:

- несоблюдение правил оформления работы,

- неспособность учащегося грамотно вести дискуссию, отвечать на вопросы, участвовать в обсуждении проблемы,

- замена исследовательской работы рефератом.

В своей педагогической деятельности автор столкнулся с рядом противоречий:

- между потребностью общества в творчески развитой личности и недостаточном использовании в педагогической практике форм и методов организации образовательного процесса, способствующих его подготовке,

- между новыми требованиями к выпускникам школ в свете ФГОС и традиционной системой образования,

- между недостаточной подготовленностью некоторых обучающихся по предмету и высоким уровнем программного содержания биологического образования,

- между интересом обучающихся к исследовательской деятельности и недостатком времени для её реализации в урочное время,

- между природной любознательностью ребенка и его фактической пассивностью на уроках.

Указанные выше противоречия решаются при помощи проектно- исследовательской деятельности, которая позволяет добиваться хороших результатов в учёбе. Поэтапная диагностика доказала успешность выбранной технологии.

Ведущая педагогическая идеяопыта заключается в определении путей реализации требований ФГОС и построении обучающего процесса, создающего максимально благоприятные условия для проектно-исследовательской деятельности на уроках биологии как средства развития познавательной активности обучающихся.

Длительность работы над опытом. Над реализацией данной идеи работа велась на протяжении трех лет: с 2015 по 2018 год. Работа включала в себя три этапа: организационный, деятельностный и аналитический.

На первом этапе была изучена и проанализирована литература по теме, изучены методологические основы организации и реализации проектной и исследовательской деятельности учащихся разных классов, проведена первичная диагностика учащихся. Был проведен анализ образовательных стандартов, составлено учебно-тематическое планирование уроков биологии, ознакомление учащихся с требованиями к выполнению проектной и исследовательской деятельности.

На втором этапе осуществлялась непосредственная деятельность по формированию опыта, учитель апробировал методику работы с учащимися.

На третьем – аналитическом этапе - была проведена диагностика ученического коллектива, обобщены полученные результаты, подведены итоги, сделаны выводы.

Новизна актуального педагогического опыта состоит в сочетании известных методов и приемов для успешного развития познавательной активности обучающихся посредством создания условий для проектно-исследовательской деятельности школьников, и развитии у них на этой основе способности к творческому решению познавательных задач.

Диапазон опыта распространяется на систему занятий по биологии в общеобразовательных учреждениях.

Характеристика условий, в которых возможно применение данного опыта. Применение данного опыта возможно на базе любого общеобразовательного учреждения при использовании любого УМК.

Теоретическая база опыта

Базовой основой данного опыта работы явились разработки современных ученых по развитию познавательной активности школьников через проектно-исследовательскую деятельность. Нормативную функцию выполнил ФГОС.

В рамках ФГОС ООО ориентиром в работе учителя является Примерная основная программа основного общего образования. Она указывает «Основы учебно-исследовательской и проектной деятельности», которыми должны овладеть учащиеся (чему учащийся научится и получит возможность научиться, особенности проектной и исследовательской деятельности, формы организации проектной и исследовательской деятельности на занятиях) .

Проблема познавательной активности – одна из самых трудных в педагогике.Термины «познание», «познавательная активность», «познавательная деятельность» ученые начали применять недавно. Опыт по формированию и развитию познавательной активности учащихся на уроках опирается на ведущие дидактические теории и концепции в преподавании ведущих ученых: Т.И. Шамовой (Теория активизации учебной деятельности учащихся), Г.И. Щукиной (Концепция развития познавательного интереса) и многих других. Анализ психолого-педагогической литературы показал, что в современной педагогике нет единого взгляда на сущность познавательной активности. В педагогическом словаре «познание» - это воспроизведение в сознании характеристик объективной реальности и предполагает … осознание используемых средств и способов познавательной деятельности. Одним из составляющих элементов организации познавательной деятельностина уроке является постановка и решение проблемы.

Развитие познавательной активности происходит постепенно, равномерно, в соответствии с логикой окружающего мира и логикой самоопределения личности в окружающей среде. Проблемам познавательной активности, способам и методам активизации учебной деятельности были посвящены исследования Л.И. Божович , А.А. Вербицкого , Л.С. Выготского, П.И. Гальперина , В.В. Давыдова и многих других исследователей. В основе педагогического опыта лежат идеи Д.Б. Богоявленской, В.Н. Дружинина, И. Я. Лернера, А. В. Леонтовича, Т.А. Файн, Е.С. Полат.

Наиболее полно уровни познавательной активности, по мнению В.А. Давыденкоохарактеризованы Т.И. Шамовой: «творческая реализация невозможна без учета индивидуальных, психологических и умственных способностей учащихся, их возрастных особенностей, мотивации и творческой активности, мышления и готовности к творческой самореализации» . Профессор кафедры педагогики БелГУ М.И. Ситникова на основе этих показателей выделяет три уровня творческой самореализации учащихся в учебно-познавательной деятельности: высокий, средний и низкий [19]. Высокий уровень характеризуется полной самостоятельностью в учении, для него свойственны творческий и активный способы овладения знаниями и действиями в учебно-познавательном процессе. Средний уровень характеризуется соответственно средними показателями творческой самореализации. Низкий уровень характеризуется в основном алгоритмическим способом овладения знаниями и способами действий и частичной самостоятельностью в обучении .

Основы исследовательского обучения можно найти в учениях педагогов гуманистов эпохи Возрождения, в работах классиков педагогики Я. Коменского, Дж. Локка, Ж.Ж. Руссо, И. Песталоцци и др.

В России впервые идея исследовательского подхода в обучении была выдвинута просветителем Н.И. Новиковым во второй половине XVIII в. Педагоги России Н.И. Пирогов, Н.Г. Чернышевский, Д.И. Писарев, Н.А. Добролюбов, К.Д. Ушинский и другие имели огромное значение в теоретическом обосновании проблемы исследовательской деятельности.

В послереволюционное время в нашей стране пропагандировали исследовательский метод в современной школе Н.К. Крупская, С.Т. Шацкий, Б.Е. Райков.

В 50-70-х годах ХХ века в России вопросам исследовательского метода посвящен ряд работ известных дидактов и методистов (М.Н. Скадкин, И.Я. Лернер, С.Г. Шаповаленко и др.). Е.В. Тяглова даёт такое определение: «Исследовательскую деятельность учащихся следует рассматривать как особый вид интеллектуально-творческой деятельности, порождаемый в результате функционирования механизмов поисковой активности и строящийся на базе исследовательского поведения».

Научной основой опыта по организации проектно-исследовательской деятельности учащихся в соответствии с ФГОС являются прежде всего, идеи А.В. Леонтовича, а так же и Е.А. Полат, согласно учению которых, проектная и исследовательская деятельность имеют существенные различия, авторы опираются на положения: «Исследование – это получение новых знаний о существующих объектах и явлениях.Проектирование - создание новых объектов и явлений» .

А.В. Леонтович указывает, что «… они принципиально различаются: по способам организации, мыслительным навыкам учащихся, которые можно с их использованием развивать, ценностям, которые благодаря им «выращиваются» в детях. …. Реализациюпроектных работ предваряет точное умозрительное представление будущего продукта. На начальных этапахисследовательской деятельности формулируется лишь гипотеза, которая сопровождена постановкой проблемы исследований. Далее следует проверка выдвинутых предположений» .

Общими, по мнению ученого, являются: общественно-значимые цели и задачи; структура включает многие общие компоненты; итогами проектной и исследовательской деятельности являются не только предметные результаты, но и интеллектуальное, личностное развитие школьников.

Основные этапы проведения исследовательских и проектных работ и разница между ними указаны в приложении. По мнению большинства ученых, общая модель характеризуется наличием нескольких стандартных этапов:

• подготовка к проведению исследования;

• проведение исследования;

• оформление исследовательской работы;

• защита результатов исследования.

Ученые указывают на следующие функции исследовательской деятельности на разных ступенях:

- в основной школе – развитие способности занимать исследовательскую позицию, самостоятельно ставить и достигать цели в учебной деятельности;

- в старшей школе – развитие исследовательской компетентности и предпрофессиональных навыков как основы профильного обучения.

Для успешного формирования исследовательских умений и навыков применяю метод проектов, взяв за основу труды доктора педагогических наук профессора Е.С. Полат. Применение метода проектов позволяет обучать проектированию, т.е. целенаправленной деятельности по нахождению способа решения проблемы путем решения задач, вытекающих из этой проблемы при рассмотрении её в определённой ситуации.

Технология описания опыта

Цель данного педагогического опыта: повышение уровня развития познавательной активности обучающихся через включение в образовательный процесс учебно-исследовательской и проектной деятельности.

Достижение цели опыта предполагает решение следующих задач:

• изучить и проанализировать теоретический материал по данной теме. Уточнить содержание и сущность понятий «познавательная активность учащихся», «исследовательская и проектная деятельность»;

• проанализировать специфику процесса развития познавательной активности на уроках биологии;

• построить этапы введения учебно-исследовательской и проектной деятельности в образовательную среду школы;

• организовать образовательный процесс, позволяющий стимулировать интерес к проектно - исследовательской деятельности через обеспечение мотивации к занятиям;

• организовать участие в областных и муниципальных конкурсах и конференциях.

Организация учебно-воспитательного процесса.

При организации учебно-исследовательской и проектной деятельности на своих уроках руководствуюсь тем, что проектно-исследовательская деятельность – это образовательная технология, предполагающая решение учащимися исследовательской, творческой задачи под руководством учителя, в ходе которого реализуется научный метод познания. Основная задача исследовательской и проектной деятельности школьников направлена на практическое применение предметных знаний и постепенное формирование склонности учащихся к научно – исследовательской деятельности, обучение специфичным навыкам, характерным для данного вида научной деятельности.

Принципы активизации познавательной деятельности учащихся: проблемности, взаимообучения, исследования изучаемых проблем, индивидуализации, самообучения, принцип мотивации .

Признаками познавательной активности является внесение школьниками дополнений или поправок в изложение учителя, приведение примеров из личностного опыта, самостоятельное нахождение решения проблемы.

Учитель предполагает, что первый уровень исследовательских умений осваивается учащимся в 5-7 классах, второй – в 8-9 классах, третий – на старшей ступени (приложение 5). Объектами оценки являются портфолио учащегося, презентация продукта, а также наблюдение за работой в группе.

Переход ученика на уровень творческой активности - свидетельство значительного скачка в общем развитии его личности.

На первом уровне развития исследовательских умений происходит знакомство обучающихся со схемой научного открытия, знакомство с ситуацией–проблемой и ее обсуждение; реконструкция гипотезы исследования, самостоятельное проведение эксперимента, проведение несложных вариантов исследований в игровом формате. Ученики 5-7 классов выполняют проекты – исследования на темы «Изучение различных корневых систем», «Изучение разнообразия приспособлений растений к распространению плодов и семян», «Лекарственные и ядовитые растения»,.
«Лекарственные растения нашего района», «Наблюдение за ростом и развитием фасоли», «Мягкие лапки, а в лапках царапки», «Живые синоптики».

Ученикам 8-11 классовинтересны проекты по экологии родного края, по животноводству, полеводству, овощевод­ству, садоводству.

В 5-9 классах обязательно проводится рефлексия. Например, обсуждается, какие проблемы решали авторы научных открытий; как происходил поиск ответа на поставленные вопросы, как были организованы эксперименты .  

Автор опыта придерживается следующего общего алгоритма работы над проектом или исследованием, опираясь на Этапы учебно-исследовательской деятельности и ведущие умения учащихся, изложенные вПримерной программе учебно-исследовательской и проектной деятельности на ступени основного общего образования.

1. Этап. Подготовка к исследованию.

Предполагается постановка практической познавательной задачи и определение содержания и последовательности действий для решения поставленной задачи.

Например, для чего животным хвост?

Варианты:

- Определение объектной области (биология), объекта (процесса или явления, породившего проблему) и предмета (конкретной части из исследуемого объекта) исследования.

- Выбор и формулировка темы, проблемы и обоснование их актуальности.

Критериями при выборе темы являются при этом: интерес для учащегося, актуальность, обоюдная мотивация и ученика, и педагога, доступность литературы, оборудования.

- Изучение научной литературы и уточнение темы.

- Формулирование гипотезы, (предположение: «если…, то…»; «так…, как…»; «при условии, что…»)

- Формулирование цели и задач исследования - конечного результата (изучить, исследовать, выяснить, выявить, определить, проанализировать, установить, показать, проверить, привлечь к проблеме, обосновать, обобщить, описать, узнать и др.) и выбор путей и средств для достижения (что необходимо сделать, чтобы цель была достигнута).

- Планирование исследования.

- Выдача письменных рекомендаций участникам проектных групп (требования, сроки, график, консультации и т.д.).

II. Этап. Проведение исследования

Собственно проведение по плану – планируемые эксперименты, необходимый инвентарь, первичная обработка результатов, их проверка, котораяразрабатывается, изменяется и уточняется по ходу исследования, в зависимости от промежуточных результатов деятельности, обсуждение результатов в группах. (Методы исследования: изучение и анализ литературы, опрос, наблюдение, измерение, сравнение проведение замеров, эксперимент, лабораторный опыт, анализ полученных данных (приложения 2, 3).

III.Этап. Оформление работы

IV. Этап. Защита результатов исследования

Рефлексия. Автор опыта обычно предлагает обучающимсявспомнить задачи, соотнести их с планом работы и оценить меру своего личного продвижения к цели.

Содержание обучения.

Формы. Преобладающими формами работы на уроке являются парные и групповые.Проектно-исследовательская деятельность является одной из форм организации учебно-воспитательного процесса: урок-исследование, урок-лаборатория, урок-творческий отчёт, урок-рассказ об учёных, урок-защита исследовательских проектов, учебный эксперимент, домашнее задание исследовательского характера

Методы. Приоритетные методы обучения, которые использует учитель: проблемно-поисковые, методы активизации познавательной деятельности учащихся и исследовательские.

Исследовательские методы обучения предполагают максимально самостоятельную деятельность учащихся по получению и усвоению знаний и умений с целью обеспечить усвоение опыта творческой деятельности.

Проблемное обучение: в первую очередь методы проблемного изложения - создание на уроке проблемной ситуации.

Методы активизации познавательной деятельности учащихся:

обучение в малых группах, работа разных учащихся над разным материалом с целью достижения максимального результата, самостоятельный поиск информации, метод проектов, тестирование, обучение через открытие: дискуссия, эвристический метод обучения.

Выбор метода, который будет использован для организации проектно-исследовательской деятельности, зависит от содержания конкретного урока. Урок может быть: уроком освоения нового материала при изучении новой темы, уроком закрепления  полученных знаний и умений,  уроком  отработки навыков решения учебных задач, выполнении лабораторных практикумов.

Приемы. Для активизации познавательной деятельности на своих уроках автор использует приемы технологии критического мышления, развивающего обучения, игровых методик.Помогают активизировать и развивать творческое воображение у учащихся автору следующие способы активизации деятельности ученика: прием сравнения, применение опорных схем, опорных сигналов, блочная подача материала, самостоятельные исследования, которые могут быть представлены на конференциях (приложение 8), игры «Кот в мешке», «Дуэль», «Аукцион знаний». Последний,например, проходит так: ведущий демонстрирует продаваемый продукт проекта (фотография, макет, стенгазета…). Лоты -«Умник (умница)», «Знаток», «Всезнайка». Дети предлагают в обмен на звание свои знания о предмете. Члены выбранного жюри объявляют результаты, определяют победителей и присваивают звания. На более продвинутом этапе учащимся предварительно дается время для мини-исследования в группах, а затем начинается торг по предложенному объекту.

Но ведущими в деятельности педагога являютсясократический прием - обсуждение спорных вопросов, что позволяет развить у учащихся умение доказывать и обосновывать свои суждения и исследовательский прием – когда учащиеся на основе проведенных наблюдений, опытов, анализа литературы, решения познавательных задач должны сформулировать вывод.

Средства активизации познавательной деятельности:

1. «Дистанционные обучающие мастер-классы: «Организации учебно-исследовательской деятельности обучающихся» и «Методика организации проектной деятельности» на портале «Сеть творческих учителей».http://www.itn.ru/Board.aspx?cat_no=133205&Tmpl=Themes&BoardId=270361

http://www.it-n.ru/Board.aspx?cat_no=72958&Tmpl=Themes&BoardId=72961

1. «Исследователь/Researcher» - научно-методический журнал. Издание посвящено практике и методике организации исследовательской работы учащихся в естественно-научных и гуманитарных областях.

2. Интернет-портал «Исследовательская деятельность школьников»http://www.researcher.ru

3. Курс «Основы учебно-исследовательской и проектной деятельности» в рамках ФГОС ООО http://www.ug.ru/appreciator/58

4. «Обучонок» http://obuchonok.ru/ , который помогает выбрать тему по ботанике, зоологии, экологии, анатомии, микробиологии, генетике. Сайт предназначен для учителей (форум) и учащихся («Обучонок» развивает, обучает всех мальчишек и девчонок»). Здесь размещен богатейший материал: примеры исследовательских работ, обучающие программы, флеш-игры.

5. «Творческие проекты и работы учащихся» http://tvorcheskie-proekty.ru/

Преобладающие виды проектно-исследовательской деятельности на уроке.Основным видом деятельности при выполнении учебно-исследовательских проектов является исследовательская деятельность. В исследовательских и проектных работах сочетаются различные виды познавательной деятельности. Обучающий процесс на занятиях строится с использованием таких видов учебных действий, как мыслительные, планирующие, продуктивные, контролирующие действия. Все задания учитель направляет на формирование познавательной самостоятельности, на знание школьниками исследовательских и биологических терминов.

В 10-11 классах учащиеся применяют на уроках исследовательские умения и навыки в ходе выполнения практических работ исследовательского характера, например:

«Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни»; «Анализ и оценка различных гипотез происхождения человека»; «Анализ и оценка различных гипотез формирования человеческих рас»; «Выявление антропогенных изменений в экосистемах своей местности»; «Анализ и оценка последствий собственной деятельности в окружающей среде, глобальных экологических проблем и пути их решения».

Привлекая учащихся к исследованиям, автор опыта, базируется на их интересах. Все, что изучается, становится для учащегося личностно значимым, повышает 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.

Исследовательская практика ребенка интенсивно может развиваться в сфере дополнительного образования на внеклассных и внеурочных занятиях. Исследовательская деятельность позволяет привлекать к работе разные категории участников образовательного процесса (учащихся, родителей, учителей), создает условия для работы с семьей, общения детей и взрослых, их самовыражения и самоутверждения, развития творческих способностей, предоставляет возможность для отдыха и удовлетворения своих потребностей.

Внеурочная деятельность помогает сформировать навыки проектной- исследовательской деятельности во внеурочное время .Обучающиеся учатся работать над проектами, Проводить исследования в природе, эксперименты. Собирать материал, обрабатывать данные и защищать свои работы. Новизна программ, по которым работает учитель заключается в попытке соединения различных методик исследовательского обучения, ориентированных на разные возрастные группы обучающихся. Актуальность такого эксперимента вытекает из современных тенденций в образовании, нацеленных на более раннее выявление творческих и исследовательских интересов школьников.  

Раздел III. Результативность опыта

Критерием результативности опыта является степень самореализации учащихся, которая характеризуется следующими показателями:

• уровень обученности учащихся - по методике Л.А. Ясюковой; по методике Амтхауэра на определение уровня интеллекта;

• рост мотивации к изучению предмета – по методике Кеттелла о личностных особенностей;

• способность учащихся к проектно-исследовательской деятельности (как следствие роста мотивации к предмету) – по методике Гилфорда на определения креативности.

Положительная динамика опыта подтверждается результатами мониторинга уровня познавательной активности обучающихся на основе диагностического материала.