Организация летней научно-исследовательской деятельности школьников по биологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Понятие научно-исследовательской деятельности школьников по биологии

1.1 Научно-исследовательская деятельность школьников: понятие, цели, значение и роль в учебном процессе

1.2 Методика организации научно-исследовательской деятельности школьников по биологии

2. Проведение летней научно-исследовательской деятельности школьников по биологии

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Актуальность исследования. Ценность научного знания, значимость интеллектуальной и исследовательской деятельности учащихся стали особенно осознаваться в последние десятилетия. Сегодня понимают не только важность, но и необходимость повышения в образовании школьников роли науки и ее методов, призванных активизировать освоение способов и приемов познавательной и исследовательской деятельности учащихся.

Государственный стандарт общего образования предъявляет к выпускнику ряд требований, которые имеют непосредственное отношение к исследовательской деятельности, например, уметь исследовать биологические системы, описывать разнообразные объекты живой природы, осуществлять самостоятельный поиск биологической информации, использовать приобретенные знания в практической деятельности. К сожалению, немногие учителя подключают учащихся к организации исследования. Основными причинами этого мы считаем отсутствие традиций организации исследовательской деятельности и внешнего заказа на проведение исследования. Зачастую эта работа держится на энтузиазме отдельных учителей.

Изучение позитивного опыта учителей биологии сельских школ показало, что многие исследования, проводимые школьниками, носят практико-ориентированный характер, которые реализуются совместно с лесничими или фермерскими хозяйствами, что позволяет придать результатам исследования особую значимость. Учащиеся городских школ, как правило, проводят исследования закрытого типа (ради самого исследования). Безусловно, это снижает интерес к этой работе и соответственно количество детей подключающих к ней.

Таким образом, актуальность выбранной нами для курсового исследования темы "Организация летней научно-исследовательской деятельности школьников по биологии" обусловлена противоречием между пониманием научно-исследовательской деятельности учащихся как необходимой составляющей современного образовательного процесса в школе и нацеленностью педагогов на результат, а не на процесс.

Цель и задачи исследования

Цель - проанализировать организацию летней научно-исследовательской деятельности школьников по биологии и разработать проект летней школы "Юный натуралист" для учащихся школ г. Бреста.

Задачи:

1) определить понятие и цели "научно-исследовательской деятельности учащихся";

2) выявить значение и роль научно-исследовательской деятельности школьников в учебном процессе;

3) охарактеризовать методику организации научно-исследовательской деятельности школьников по биологии;

4) разработать проект летней научно-исследовательской деятельности по биологии "Юный натуралист" для учащихся школ г. Бреста.

Объект и предмет исследования

Объект исследования - научно-исследовательская деятельность школьников. Предмет исследования - организация летней практики с целью включения школьников в научно-исследовательскую деятельность по биологии.

Методология и методы проведенного исследования. Методологической основой курсовой работы являются основные положения теории методики преподавания биологии в школе. Методы определяются целями и задачами, поставленными в работе, и характером материала. Исследование проведено на основе описательного метода. Указанному методу сопутствовало также изучение научной, методической и учебной литературы, а также метод проекта.

Практическое применение. Актуальность данной работы обуславливается степенью ее возможного практического применения в процессе обучения, как в старших классах школ, лицеев, гимназий, так и ВУЗах. Кроме того представленное курсовое исследование может послужить материалом при написании рефератов, курсовых и дипломных работ по педагогике, методике и дидактике, а также может быть использовано работниками педагогических специальностей при работе с детьми в учреждениях, обеспечивающих получения среднего образования.

Структура работы. Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. Полный объем работы составляет 58 страниц. Список литературы включает 28 наименований.

1. Понятие научно-исследовательской деятельности школьников по биологии

1.1 Научно-исследовательская деятельность школьников: понятие, цели, значение и роль в учебном процессе

Новая образовательная парадигма, именуемая как личностно ориентированная, исследовательская или проективная, смещает акценты в деятельности педагога с позиции функционального исполнителя на актуализацию творческих аспектов педагогического труда, организацию системного анализа как своей, так и исследовательской деятельности учащихся. Более того, это сегодня рассматривается не просто как право педагога, но и как его профессиональная обязанность.

Исследовательские действия входят в состав обобщённых профессиональных умений педагога. С позиций Н.И. Дереклеевой и А.И. Добриневской исследовательский подход к обучению и воспитанию следует сделать ведущим стилем педагогической деятельности, ибо педагогическое творчество неотделимо от исследования [12, с. 27]. Педагог, находящийся в постоянном поиске, гораздо быстрее достигает высших уровней педагогического мастерства. Причём творческая деятельность переходит в исследовательскую всякий раз, когда педагог, решая обобщить свой опыт, внедрить опыт своих коллег или новые технологии, сознательно применяет такие методы исследования, которые дают ему возможность получить объективные данные о результатах проводимой творческой работы и впоследствии её корректировать. Диагностика собственной работы педагога, самооценка им качества своей деятельности - главный признак его профессиональной культуры.

Сегодня очень актуальны исследования участников инновационной деятельности. Согласно Инструкции об экспериментальной и инновационной деятельности в учреждениях образования Республики Беларусь, они обязательны [19]. Если, например, содержанием научно-методической деятельности учителя является описание опыта работы или разработка учебных занятий по какой-то теме, то основным содержанием исследований педагога-инноватора должно быть исследование эффективности собственных приёмов деятельности по внедрению новшеств, уже ранее проверенных и апробированных.

Как утверждает С.А. Фамелис, современный учитель, проводя систематически анализ собственной деятельности, в обязательном порядке организует учебно-исследовательскую деятельность учащихся, под которой понимается такая форма организации учебно-воспитательной работы, которая связана с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее не известным результатом (в различных областях науки, техники, искусства) и предполагает наличие основных этапов работы, характерных для научного исследования: постановка проблемы, ознакомление с литературой по данной проблематике, овладение методикой исследования, сбор материала, его анализ, обобщение, выводы [24, с. 58].

Исследовательская деятельность совершенно справедливо считается современной образовательной технологией. Она одна из самых востребованных на сегодняшний день. Анализ и опыт работы с детьми показывают, что традиционные методы обучения и воспитания школьников не всегда соответствуют современным требованиям. Нужны новые подходы и приёмы работы с детьми [28, с. 10]. Именно исследовательский подход в обучении делает ребят активными участниками образовательного процесса, а не пассивными потребителями готовой информации. Тем более что современная система образования ориентирует учителя не на передачу знаний в готовом виде, а на организацию обучения в рамках самостоятельной деятельности при условии доведения её до уровня исследовательской работы, способствующей вооружению учащихся необходимыми знаниями, умениями и навыками с целью успешного освоения стремительно нарастающего потока информации. Многие учащиеся, становясь студентами, с благодарностью вспоминают те школы, в которых их поддерживали в поисках ответов на самые трудные вопросы, учили наблюдать, исследовать процессы и явления, пробовать свои силы, защищать самые невероятные идеи и гипотезы.

Очень важно различать учебное и научное исследование. Главной особенностью исследования в сфере образования является то, что оно учебное, его главная цель - развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в "большой" науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности - формирование исследовательских навыков учащихся как универсального способа освоения действительности. Иными словами, привлечение учащихся к исследовательской деятельности никоим образом не должно настраивать их на обязательное открытие чего-то совершенно нового, здесь важен не только результат, но и процесс.

Научно-исследовательские работы существенно отличаются от других. В них содержатся обязательные элементы научного исследования: постановка цели; формулирование задач; выбор методов сбора и обработки фактического материала; проведение наблюдений, опытов и экспериментов; анализ и обсуждение полученного материала, в результате которых исследователь получает ответы (выводы) на поставленные в задачах вопросы.

Н.П. Харитонов полагает, что различия между учебно-исследовательской и научно-исследовательской работами мало существенны. Учебно-исследовательские работы выполняются учащимися под постоянным надзором и контролем со стороны преподавателей, часто с использованием упрощенных методик сбора и обработки данных, или по некоторому набору последовательных заданий, разработанных с учетом возраста и опыта начинающего исследователя. Результаты, которые могут получиться в процессе выполнения таких работ, часто известны руководителям заранее. Таким образом, эти работы - как бы упражнения на заданную тему, в ходе которых учащийся оттачивает свои умения и знания, необходимые для выполнения в будущем самостоятельного исследования.

Научно-исследовательские работы подразумевают большую самостоятельность учащихся как при выборе методик, так и при обработке собранного материала. Они выполняются школьниками, уже имеющими некоторый опыт исследований, а руководители выступают при этом как консультанты и при необходимости помогают учащимся на разных этапах их выполнения.

Автор также приводит еще одно отличие. Учебно-исследовательская деятельность подразумевает, в первую очередь, ознакомление учащихся с различными методиками выполнения работ, способами сбора, обработки и анализа полученного материала, а также направлена на выработку умения обобщать данные и формулировать результаты. При проведении же исследовательских работ подразумевается, что учащийся уже познакомился с основными принципами и методами сбора и обработки данных, освоил их, и в состоянии сам оценить свои возможности в выполнении темы. Да и результаты, которые могут получиться, часто неизвестны даже преподавателям [26, с. 60].

По мнению С.А. Фамелиса, роль исследовательской деятельности учащихся в учебном процессе многогранна:

· познавательная - стимуляция мыслительного процесса, направленного на поиск решения поставленных задач, это требует привлечения сведений из разных областей знаний, межпредметных связей;

· развивающая - развитие интеллектуальных и творческих способностей детей;

· воспитательная - развитие коллективизма, упорства в достижении; результатов исследования, умения отстаивать свое мнение; практика публичных выступлений;

· дисциплинирующая - необходимость строгого выполнения всех методических приемов [24, с. 57].

Исследовательская деятельность по своей структуре и задачам предоставляет учащимся наиболее благоприятные условия для развития мышления, способствует формированию положительной "Я-концепции", помогает "запустить" механизм самообразования, самореализации, создаёт высокую мотивацию познавательной деятельности, способствует их социальной адаптации в среде сверстников.

Главная функция современного учителя - управление процессом обучения. Особую значимость сегодня приобретает именно организация научно-исследовательской деятельности, так как она выступает фактором саморазвития, самоопределения, оказывает существенное влияние на личностное и профессиональное становление. Научно-исследовательская деятельность учащихся способствует формированию познавательных навыков, расширению и актуализации знаний, развитию интеллектуальной и творческой инициативы, формированию развивающей образовательной среды, самореализации и повышению личностного статуса учащегося в глазах сверстников и педагогов. Исследовательская деятельность обучающихся - путь творческого восприятия современной науки. Психологи утверждают, что научно-исследовательская деятельность повышает стрессоустойчивость, способствует эмоциональному благополучию, улучшает коммуникативные навыки, раскрывает творческие способности, формирует чувство ответственности и самостоятельности, т.е. способствует развитию социально активной личности. А.В. Волнистая считает одной из важных задач учителя выявление высокомотивированных учащихся и обеспечение реализации их творческого потенциала, а для этого учителю необходимо не только давать знания, но и показывать их границы, сталкивать учащегося с проблемами, решения которых лежат за пределами изученного [7, с. 61].

Как отмечает Л.В. Ляхова, очень важно учитывать, что процесс обучения началам научного исследования представляет собой поэтапное, с учетом возрастных особенностей, целенаправленное формирование всех компонентов исследовательской культуры учащихся:

· мыслительных умений и навыков: анализ и выделение главного; сравнение, обобщение и систематизация; определение и объяснение понятий; конкретизация, доказательства и опровержение; умение видеть противоречия;

· умений и навыков работы с книгой и другими источниками информации;

· умений и навыков, связанных с культурой устной и письменной речи [16, с. 68].

Создание условий для развития интеллектуально-творческих способностей учащихся через организацию исследовательской и проектной деятельности - важнейшая задача современной школы. Н.И. Дереклеева и А.И. Добриневская выделяют информационные, организационные, методические, психологические, педагогические, финансовые условия.

К финансовым условиям авторы относят: создание материально-технической базы для проведения экспериментальной, исследовательской работы, выделение средств на материальное стимулирование педагогов, проведение массовых мероприятий интеллектуально-творческой направленности.

В основе создания информационных условий в учреждениях образования лежит полное и достоверное информирование всех участников образовательного процесса об организации и дидактических возможностях научно-исследовательской деятельности.

О чём необходимо информировать в первую очередь?

1. О нормативной правовой базе научно-исследовательской деятельности и о документах, регламентирующих научно-исследовательскую деятельность учите лей и учащихся в школе (Устав учебного заведения, Положение о НИР в школе, Устав научного общества учащихся и педагогов, Положение о научно-практической конференции и др.).

2. О педагогах, руководящих организацией научно-исследовательской деятельности учащихся.

3. Об имеющихся публикациях по организации исследовательской деятельности.

4. О предлагаемой тематике научно- исследовательских работ учащихся.

5. О результатах научно-исследовательских работ учащихся и их использовании в образовательном процессе.

6. О требованиях к написанию и оформлению НИР (памятки, образцы оформления, рекомендации и т. п.).

7. О видах творческих работ, методах научного исследования, о том, как работать с научной литературой, как правильно изложить свой материал, какие требования предъявляются к научно-исследовательской работе [12, с. 29-30].

К организационным условиям мы, вслед за Н.И. Дереклеевой и А.И. Добриневской, относим организацию собраний учащихся, участвующих в научно-исследовательской и творческой деятельности, родительских собраний, педсоветов, производственных совещаний педагогического коллектива по обсуждаемой проблеме; организацию постоянной учёбы кадров через систему тематических семинаров, методических практикумов, консультаций для руководителей НИР учащихся; организацию НОУ, заседаний его секций и др.

Методические условия качественной организации НИР в школе определяются следующими составляющими:

1. Анализ состояния учебно-воспитательного процесса с точки зрения использования учителями технологий развивающего обучения и материалов научно-исследовательской работы учащихся.

2. Широкое информирование учителей о новых образовательных технологиях и их дидактических возможностях.

3. Ознакомление педагогов с теоретическими основами исследовательского подхода в обучении.

4. Создание методической копилки материалов в помощь педагогам по организации научно-исследовательской деятельности учащихся.

5. Разработка программы обучения учителей через работу "Школы исследователя", через систему семинаров, практикумов по специфике работы с высокомотивированными и одарёнными детьми.

6. Обобщение опыта работы учителей по организации научно-исследовательской деятельности учащихся в урочной и внеурочной деятельности.

К психологическим условиям относим такие составляющие:

1. Диагностика интеллектуально-творческих способностей учащихся, выявление детей, склонных к исследовательской деятельности;

2. Проведение тренингов со школьниками, которые готовы заниматься и занимаются исследовательской работой;

3. Тематические консультации психолога для школьников и их родителей в рамках конкретной проблемы.

Педагогические условия могут быть определены следующим образом:

1. Педагогическое сопровождение работы школьного научного общества учащихся;

2. Обеспечение теоретической и практической подготовки учащихся на уровне, позволяющем выполнять исследовательскую работу;

3. Разработка тематики и сценариев заседаний научных секций НОУ, школьных научных конференций, интеллектуальных конкурсов, проектных недель, Дней науки и т. п.;

4. Создание системы подготовки учащихся к участию в научно-исследовательской деятельности через организацию факультативов, мастер-классов, авторских школ, кружков и т. п.

5. Проведение школьных выставок творческих достижений учащихся.

6. Мониторинг проектно-исследовательской деятельности школьников и педагогов и коррекция приёмов и способов работы [12, с. 30-31].

Для успешного развития творческих способностей учащихся необходимы совместные усилия всего педагогического коллектива: учителей, психологов, библиотекаря, администрации учебного заведения. При этом меняется и роль педагога в руководстве исследовательской деятельностью учащихся. Он не просто организатор и корректор собранных учеником материалов по той или иной теме, он - старший товарищ, компетентный консультант, советчик, помощник в самостоятельной исследовательской деятельности ученика. А ещё лучше, когда учителя ведут с учениками исследовательскую деятельность совместно.

В становлении молодых исследователей А.Э. Богатырева выделяет три этапа: адаптационный, индивидуальной творческой работы, совершенствования исследовательских умений и развития творческого потенциала. Первый этап характеризуется пробуждением интереса к исследовательской работе, выявлением творческих способностей, обучением навыкам организации творческой деятельности. Это осуществляется посредством применения в обучении проблемного метода, новых образовательных технологий, которые развивают мышление, способствуют овладению операциями анализа, синтеза, обобщения, абстрагирования, стимулируют самостоятельный поиск и обработку информации, вырабатывают установку на творчество.

На втором этапе решаются задачи развития интеллектуальной творческой деятельности учащихся с учётом их интересов и способностей: они готовят доклады, рефераты, аннотации и др. Данные виды работ помогают им в приобретении умений планировать исследовательскую работу, искать и систематизировать информацию, следовать логике изложения. На третьем этапе совершенствуются исследовательские умения - учащиеся вовлекаются в исследовательскую работу по определённой теме под руководством преподавателя: пишут научные работы, готовят доклады, творческие работы, выступают на научно-практических конференциях (НПК) [4, с. 32].

А.В. Волнистая также отмечает, что в структуре образовательного процесса учащийся проходит несколько уровней исследовательской деятельности, на которых роль педагога различна:

1-й уровень - репродуктивный, включающий элемент вхождения в поисковую, научно-исследовательскую деятельность: учитель организовывает поурочную и внеклассную деятельность, создавая условия для проявления интереса и формирования мотивации, - устные журналы, конкурсы, викторины, смотры знаний, экологические акции, фотовыставки. Выявляет на этом этапе учащихся с позитивным эмоциональным отношением, стремлением к осмыслению и усвоению добытых знаний.

2-й уровень - эмпирико-практический, включающий усложнённый элемент прохождения учащихся через систему эмпирических наблюдений и качественного описания какого-либо явления: в процессе экскурсий, коллекционирования, поурочного экспериментирования, флэш-акций, социологических опросов, разноуровневых домашних заданий учитель создаёт условия для развития активности и вовлечения в самостоятельную практическую деятельность.

3-й уровень - исследовательский, экспериментальный, включающий более усложнённый элемент прохождения учащегося через систему спецкурсов, факультативов, спецсеминаров: учитель обязательно сопровождает изучение и анализ специальной и научной литературы, организовывает практикумы в школьной лаборатории, развивая интерес учащихся к своей исследовательской деятельности и способности к её рефлексивному осмыслению. Именно это направление и формирует у учащихся умения и навыки практического применения теоретических знаний.

4-й уровень - творческий, продуктивно-деятельностный, включающий собственно исследовательскую и экспериментальную работу, связанную с конструированием, моделированием, выполнением и защитой своих проектов: сотрудничая с учителем, учащиеся не ограничиваются усвоением новых знаний, а вносят в творческий процесс своё оригинальное решение. Самостоятельно добывая в эксперименте знания, учащиеся получают уверенность в их истинности и справедливости [7, с. 62-63].

Нельзя не согласиться с точкой зрения А.В. Волнистой, которая утверждает, что в ходе работы многое для учащихся представляет значительные трудности: выявление проблемы исследования; постановка цели и задач, определение объекта и предмета исследования; отбор и структурирование материала; соответствие выводов теме и целям исследования. Поэтому педагогическое руководство учебными исследованиями осуществляется на всех этапах выполнения работы, но наиболее значительно оно на этапе формулирования темы, целей, исходных положений, а также при анализе выполнения проекта. Отличительной особенностью обучения биологии является то, что практически каждый учащийся становится в позицию исследователя, экспериментатора. Развивая свои возможности и личную направленность, он включается в интеллектуальную, эмоционально-волевую, действенно-практическую активность, которая непрерывно возрастает по объёму и степени сложности. В старших классах учитывается избранная специализация, и исследовательская деятельность приобретает черты научного поиска, новизну и прикладной характер. Приобщение учащихся старших классов к научным исследованиям является особенно актуальным на заключительном этапе формирования рефлексивных умений, которые становятся важнейшим психологическим механизмом теоретического мышления. Именно это направление и формирует у учащихся умение и навыки практического применения теоретических знаний. На основе теоретического мышления формируется интеллект, обеспечивающий понимание окружающей действительности. Надо готовить детей к тому, что знание важно не только усваивать, но и приумножать, творчески перерабатывать, использовать его практически [7, с. 61-62].

Таким образом, участвуя в научно-практической работе, учащиеся показывают глубокое знание предмета исследования, заинтересованность научно-исследовательской деятельностью. Научно-исследовательская работа с учащимися - это большой и кропотливый совместный творческий труд, основная цель которого - сформировать творческую личность, обладающую элементарными навыками самостоятельной научно-исследовательской работы.

1.2 Методика организации научно-исследовательской деятельности школьников по биологии

Для обсуждения исследовательских проблем эффективны групповые формы работы. Это средство развития не только способности четко и ясно излагать свои мысли, представлять факты и аргументы, но и отстаивать свою точку зрения и с уважением воспринимать мнение других. Совместная деятельность приучает учащихся к взаимной ответственности за выполнение общего дела. Наибольшей эффективностью обладают занятия в малых группах, состоящих из 3-5 человек. Руководителю следует специально организовывать и поощрять межгрупповые диалоги, возникающие вследствие взаимного рецензирования исследовательских работ. Такие диалоги должны проходить в эмоциональной игровой обстановке.

Н.Д. Андреева и С.С. Рябова начинают описание методики организации научно-исследовательской деятельности школьников с рассмотрения гипотезы. По их мнению, в исследовании учащимся важно выделить рабочую гипотезу, которая должна быть тесно связана с целью. Гипотеза - это предположительный ответ автора на выдвинутую проблему еще до начала проведения исследования. В ходе работы рабочая гипотеза либо подтверждается, либо опровергается. Опровержение гипотезы отнюдь не является неудачей всей работы. Оно имеет важный воспитательный смысл, развивает честность и бескомпромиссность исследователя [1, с. 37].

Однако на наш взгляд, в первую очередь необходимо определиться с темой исследования. Прежде всего, предлагаемая тема не должна быть школьной лабораторной работой или чем-то на нее похожим. Надо, чтобы тема работы была актуальна, вызывала у исполнителей интерес, была им понятна, и, наконец, она не должна вызывать сомнений в возможности ее реализации. Основное требование к исследовательской работе - новизна результата. Школа не может тягаться с институтами ни в аппаратурной оснащенности, ни в финансовых возможностях, ни в научных кадрах. Следовательно, как отмечает С.А. Фамелис, нельзя строить "наполеоновские" планы [23, с. 41]. Вот здесь и скрывается опасность, когда научным руководителем выступает сотрудник НИИ. С одной стороны, у такого руководителя возникает естественное желание предоставить школьникам уже выполненное исследование или его части - литературный обзор, результаты и их обсуждение и т.д. С другой, учащихся могут использовать на подсобных работах в качестве бесплатной рабочей силы (кто же откажется от дополнительной пары рук). Поэтому даже в случае, когда в роли научного руководителя выступают сотрудники НИИ, тема школьной научно-исследовательской работы должна быть посильна для учащихся и при ее выборе необходимо учитывать возможности именно школы, а не научной лаборатории. В тексте работы должен четко просматриваться личный вклад исполнителя. Роль научного руководителя - именно руководство: выбор темы, формулировка цели и задач исследования, выбор объекта и методов исследования, наблюдение за ходом работы, оказание помощи в случае возникновения каких-либо затруднений, рекомендация первоисточников, обсуждение полученных результатов, формулировка выводов. Причем практически все перечисленное необходимо проводить совместно с учащимися.

Дальше следует формулирование целей и задач исследования. Цель и задача - не одно и тоже: цель существенно шире задачи. Задач может быть много, они всегда конкретны, включают все существенные детали, требующие разрешения в процессе работы - подбор литературных источников и их проработка, освоение методики исследования, знакомство с объектом и т.п. Цель работы вытекает из предложенной темы, а задачи соответствуют сформулированной цели. Цель и задачи исследования должны быть понятны исполнителям, задачи - выполнимыми, их обсуждение проводится обязательно совместно с учащимися-исследователями.

После того, как цель и задачи обсуждены, сформулированы и приняты, выбирают объект исследования. Это не так просто, как может показаться на первый взгляд. Этические нормы ограничивают применение в качестве экспериментального объекта млекопитающих (объектом наблюдения они, конечно, быть могут). Необходимо, чтобы биологические характеристики объекта соответствовали поставленным задачам, а ответ на поставленный вопрос можно было получить в обозримом будущем. Сам объект и его содержание должны быть достаточно дешевы.

Следующий шаг в работе - анализ литературы по проблеме, включая детальное знакомство с объектом исследования. Подборка литературы для анализа - задача руководителя, поскольку априори подразумевается, что самостоятельно учащиеся не смогут найти первоисточники. Сведения, полученные из литературных источников, обсуждаются совместно исполнителями и руководителем работы. Литературный обзор позволяет школьникам познакомиться с состоянием проблемы, с тем, что сделано в этой области к настоящему времени. При анализе литературных данных обнаруживаются пробелы, часть которых исследователи-школьники могут восполнить в ходе работы.

Итак, анализ литературы проведен, ясно, что можно сделать в данной области, настало время сформулировать гипотезу, иными словами, определить предполагаемый результат. Это очень важный момент, поскольку сложившиеся у исследователей теоретические представления позволяют отчасти прогнозировать результат, а затем сравнивать теоретические представления с эмпирическими данными.

Вооруженные знаниями об объекте исследования и о состоянии проблемы в целом, пониманием цели и задач, а также нулевой гипотезой, переходим к выбору методики проведения исследования. Методы исследования должны быть адекватны поставленным задачам. Это означает, что именно эта методика позволит получить ожидаемый результат, тогда как любые другие приемы могут привести к ошибочным результатам. Надо, чтобы методическое обеспечение работы учитывало все нюансы, способные повлиять на результаты исследования, и по возможности, исключить их. Выбранные методы работы (наблюдения, эксперимент или работа с литературными источниками) должны быть простыми и доступными для школьников, даже, если исследование проводится учащимися в лаборатории учебного или исследовательского института. Методически работу следует организовать таким образом, чтобы число наблюдений было достаточно велико. В противном случае можно говорить об исключительном феномене, об экстраординарном явлении, возможно, интересном, но всего лишь единичном.

Затем учащиеся приступают к собственно исследовательской работе.

С.А. Фамелис считает неверным мнение, что исследовательская работа должна быть исключительно экспериментальной [23 1, с. 42]. Есть прекрасные работы, посвященные исследованию природных биоценозов. В этих работах нет и намека на эксперимент, однако прекрасно организованные и правильно проведенные наблюдения в природных условиях позволяют получить интересные и практически важные данные. Следовательно, во-первых, исследовательской работой следует считать грамотно организованные и проведенные наблюдения природных объектов или явлений. Во-вторых, к исследовательским работам, несомненно, относится эксперимент. Экспериментальные исследования всегда интересны, хотя на этом пути встречаются многочисленные затруднения. Экспериментальная работа требует скрупулезного выполнения методики, поскольку любое, подчас даже самое незначительное отклонение в условиях проведения опыта может привести либо к искажению результатов исследования, либо к получению заведомо ложных данных. Эксперимент, как и любое другое научное наблюдение, должен планироваться таким образом, чтобы на каждую градацию изучаемого фактора (варианта) приходилось несколько повторностей (как уже говорилось, наблюдение не должно быть единичным). К сожалению, это требование почти никогда не выполняется.

Все варианты эксперимента обязательно должны находиться в одинаковых условиях (температура, освещенность, насыщение среды обитания кислородом и т.п.), изменяется только изучаемый фактор. Если эксперимент многофакторный (исследуются одновременно несколько факторов), опыт строится так, чтобы можно было выявить как влияние каждого фактора в отдельности, так и их совместного действия. В число экспериментальных групп обязательно включаются контрольные варианты, на которые действие изучаемых факторов не распространяется (это требование часто игнорируется).

Еще до начала практической работы целесообразно составить четкую и подробную таблицу, включающую все варианты эксперимента (наблюдения). При составлении протокола опыта графы такой таблицы заполняются данными, образуя матрицу.

Иногда результаты эксперимента противоречат ожиданиям исследователей. Причин, приводящих к такой ситуации, может быть несколько: неправильная формулировка цели и постановка задач, ошибочная нулевая гипотеза, выбор неадекватной методики проведения эксперимента, неверное толкование полученных результатов, ошибочные выводы, наконец, неправильный выбор объекта исследования. Необходимо спокойно разобраться в случившемся. Следует помнить, что отрицательный результат - это так же важно, как и получение положительного результата, если данные не взяты "с потолка". Понятно, что в этом случае работа научного руководителя выходит на первый план и становится решающей.

Кроме природных наблюдений и эксперимента может быть и еще один вид исследовательской деятельности - литературные изыскания. Такой вид исследовательской деятельности в большей степени присущ представителям гуманитарных направлений, однако и здесь возможны и эксперименты, и наблюдения. Следует особо подчеркнуть, что литературные исследования не должны принимать форму рефератов, тексты которых в наше время можно отыскать на компакт-дисках. В чем же отличие реферата от научно-исследовательской работы с литературными источниками? Реферат содержит подборку известных фактов по конкретной проблеме, тогда как из литературного исследования обязательно должно вытекать нечто новое, обнаруженное в результате анализа литературных данных (это основное требование, отличающее любую творческую работу от компилятивной). Надо сказать, что обнаружить какие-либо действительно новые факты, анализируя литературные источники, неизмеримо труднее, нежели проводя наблюдения или эксперименты. И уж совершенно наивно полагать, что настоящая работа с литературой - легкая прогулка по библиотечным каталогам. И здесь вновь на первый план выходит работа научного руководителя, поскольку только он может правильно сформулировать задачу, порекомендовать основные первоисточники (в надежде, что остальные отыщет сам исследователь), совместно со школьниками проанализировать собранный материал и помочь сделать надлежащие выводы.

В научной среде принято подкреплять результаты наблюдений и экспериментов их математической обработкой. Хорошо, если к работе удастся подключить математиков, которые построят математические модели изучаемых процессов или явлений, однако практика показывает, что о таких межпредметных связях остается только мечтать.

Достоверность полученных результатов и сделанных выводов проверяется с помощью методов математической статистики. К сожалению, курс вариационной статистики читается студентам далеко не всех институтов. Подавляющее большинство педагогов-биологов, осуществляющих научное руководство, не имеют ни малейшего представления об этой дисциплине и, следовательно, не видят необходимости в применении статистических методов.

Неверно предполагать, что старшеклассникам трудно понять суть вариационной статистики, основанной на теории вероятностей. Это абсолютно неправильно и практика полностью опровергает такое предположение. Научные руководители должны сами освоить статистические методы и обучить участников научно-исследовательских работ их применению.

По окончании обработки материалов исследования проводится обсуждение полученных результатов. Обязательно совместно с авторами работы, обязательно с использованием литературных данных. После этого можно приступить к оформлению научного отчета.

Отчет о научно-исследовательской работе строится по тому же плану, что и научная статья.

Во введении отмечают актуальность исследования, убедительность цели и задач. Обзор литературных данных должен показать, что авторы исследования прекрасно представляют себе состояние проблемы и видят пути решения поставленных перед ними задач. Сведения, приведенные в литературном обзоре, сопровождаются ссылками на первоисточники (обычно ссылки - порядковые номера в списке цитированной литературы, заключенные в квадратные скобки). Чрезвычайно важно детально описать методику проведения исследования или эксперимента. Это необходимо для того, чтобы другие исследователи, заинтересовавшиеся результатами работы, смогли, прочитав описание методики, повторить исследование и получить сходные результаты. Здесь же дается подробное описание биологии экспериментального объекта.

Результаты исследования нужно представлять строго и наглядно. Данные сводятся в таблицы, которые необходимо прокомментировать и проиллюстрировать понятными графиками и рисунками. Варианты опыта или наблюдения, достоверно отличающиеся друг от друга, должны быть помечены с указанием уровня значимости различия.

Полученные данные необходимо обсудить, сравнив результаты исследования со сведениями из литературных источников. Для этого часть литературных данных не включают в литературный обзор, а используют при обсуждении результатов исследования [23, с. 42-44].

Не надо делать много выводов. Но они должны быть четкими и понятными, вытекать из результатов исследования и соответствовать целям и задачам исследования.

Отчет содержит список использованных литературных источников с указанием авторов, названия цитированной работы, издательства и места издания, необходимо указать год издания, для монографий - количество страниц в книге. Порядковые номера должны соответствовать ссылкам в тексте литературного обзора и обсуждения результатов исследования.

Требования к демонстрационному материалу сводятся к его наглядности. Прежде всего, представляются результаты исследования: таблицы, плакаты или компьютерные презентации. Графики могут находиться в центре внимания достаточно долго, а таблицы следует демонстрировать ограниченное время. Выводы должны демонстрироваться достаточно долго, чтобы слушатели смогли внимательно с ними ознакомиться и обдумать [25, с. 18].

2. Проведение летней научно-исследовательской деятельности школьников по биологии

Современные школьники очень редко бывают в природе с целью изучения ее разнообразия. К сожалению, учебная программа по биологии не может удовлетворить запросы учащихся в практической направленности. В рамках школьной программы учащиеся успевают пройти только теорию, выходы на природу практически отсутствуют. В связи с этим летняя практика по биологии приобретает важное значение. Учебно-исследовательские экскурсии в природу помогают соединить теоретическую и практическую стороны программного материала. Экскурсии в природу помогут научить детей экологически грамотному поведению в природе, воспитать заботливое, гуманное отношение ко всему живому и его окружению.

Программа практики включает разнообразные учебные занятия (экскурсии, анализ собранного материала, публичные выступления) и активные формы отдыха. Работы соответствуют уровню и особенностям развития учащихся, их готовности к образованию на всех ступенях обучения. Эколого-биологические практикумы занимают важное место в воспитании экологической культуры обучающихся, включают в себя разнообразные исследовательские работы, которые развивают кругозор, способствуют развитию наблюдательности, повышению познавательных интересов и заинтересованности учащихся в биологии, развивают мышление и практические умения.

На проведение экскурсий и исследовательских работ отводится 2 часа ежедневно. Учащиеся выбирают одно из заданий, знакомятся с содержанием работы, распределяют работу по дням и приступают к выполнению задания. В каждом задании определены цель работы, оборудование, ход выполнения, форма отчета о проделанной работе.

После практики обязательным этапом является обработка собранных материалов. Так у учащихся формируются первые навыки работы исследователя в поле. Для учащихся эти навыки являются серьезной подготовкой к будущим исследовательским экспедициям. Полевые практики помогают школьникам правильно сориентироваться в выборе будущей профессии. Знания, полученные в процессе полевых исследований, помогут учащимся лучше узнать природу, сформировать экологическое мышление, навыки практической и научно-исследовательской деятельности, связать теоретический курс биологии с практикой, в профессиональной ориентации школьников.

Цель: формирование у учащихся навыков практической и научно-исследовательской деятельности при непосредственном соприкосновении с природой.

Задачи:

1) Закрепление и углубление на практике знаний и умений, полученных на уроках биологии, экологии;

2) Формирование навыков практической научно-исследовательской деятельности;

3) Активный полезный отдых на природе с элементами обучения;

4) Формирование умений оценивать характер воздействия человека на окружающую среду;

5) Формирование у подростков желания внести свой вклад в охрану природы;

6) Создание необходимых условий для рационального использования каникулярного времени обучающихся.

Ожидаемый результат:

· Выработать умение применять биологические знания в практической деятельности;

· Формирование навыков практической и научно-исследовательской деятельности;

· Укрепление здоровья детей;

· Получение возможности убедиться в правильности выбранного профиля;

· Самоутверждение ребенка в его собственных умениях и навыках;

· Адаптация к специфике предпрофильного обучения.

Направления деятельности:

· Учебно-познавательное;

· Оздоровительное;

· Воспитательное;

· Профориентационное.

Методы работы при реализации данного проекта:

· Групповая дискуссия;

· Работа в парах;

· Работа в группе;

· Лекция;

· Беседа;

· Экскурсия;

· Исследовательская работа;

· Фоторепортаж;

· Презентации.

Содержание деятельности:

· Изучение особенностей естественных биогеоценозов (лес, луг, водоем);

· Изготовление гербария;

· Анализ воды из разных водоемов (родников, озер, реки);

· Работа по определению растений и беспозвоночных животных;

· Обработка материалов;

· Выступление о результатах практических исследований;

· Фоторепортаж о практике.

Форма презентации результатов: сообщения учащихся, демонстрация мультимедийных материалов, выставка наглядных пособий.

Материально-техническое оснащение: ПК, мультимедийный проектор, фотоаппарат, сачки, морилки, папки для гербариев, прессы, препаровальные иглы, булавки для накалывания насекомых, картон, пластилин, цветная бумага, клей, атласы-определители растений, насекомых.

Этапы работы над проектом

Подготовительный (1 неделя до начала летней практики): определить цель и задачи летней школы, выбрать направления деятельности; заказать необходимые экскурсии; составить план-конспект занятий.

Планирование работы (I день практики). Открытие летней школы "Юный натуралист", ознакомление с программой. Определение форм и методов работы, видов отчетности. Участники проекта разделяются на группы и получают задания.

Группа 1 (ботаника)

1. Вспомните признаки классов однодольных и двудольных растений. Найдите растения, принадлежащие к данным классам.

2. Соберите для гербариев травянистые растения:

а). с различными типами корневых систем (по 2-3 вида);

б). с разными видами жилкования листьев (по 2-3 вида).

3. Определите видовое название собранных вами растений.

Группа 2 (ботаника)

1. Выберите на участке 4-5 растений с различными видами стеблей:

а). травянистыми и древесными;

б). прямостоячими, вьющимися, стелящимися, ползучими и т.д.

2. Определите тип листорасположения.

3. Соберите эти растения для гербариев, определите их видовые названия.

Группа 3 (ботаника)

1. Рассмотрите листья на травянистых, кустарниковых, древесных растениях.

2. Определите тип листа (простой, сложный), форму листа и край листовой пластинки.

3. Соберите различные листья для гербариев, определите названия растений.

Группа 4 (зоология)

1. Какие отряды насекомых вы знаете? Вспомните признаки отрядов.

2. Соберите для коллекции насекомых, принадлежащих к различным отрядам.

3. Определите видовые названия пойманных насекомых.

Практический:

I день практики. Урок-экскурсия "Мир растений нашего школьного участка" (приложение 1).

II день практики. Посещение Брестского государственного университета имени А.С. Пушкина. Встреча с кандидатом биологических наук. Лекция об истории биологического музея при университете с видео презентацией (приложение 2). Экскурсия в биологический музей. Дети делятся на группы и получают задание составить презентацию о музее, используя полученную информацию и сделанные в ходе экскурсии фотографии. В конце практики проводится конкурс на лучшую презентацию.

III день практики. Экскурсия в парке 1 мая г. Бреста, во время которой юные натуралисты узнают об особенностях флоры Брестской области. Работая по заданиям в группах, ребята собирают материал для гербариев растений и коллекций насекомых.

IV день практики. Практическое занятие "Многообразие однолетних и многолетних цветочно-декоративных культур учебно-опытного участка". Ребята узнают об основных агротехнических правилах выращивания декоративных растений и помогают в работе на участке.

V день практики. Творческая мастерская. Конкурс поделок из природного материала "Зеркало природы".

VI день практики. Посещение Областной станции юных натуралистов. Руководитель станции проводит практическое занятие, на котором ребята узнают интересные факты из жизни тропических насекомых и помогают за ними ухаживать.

VII день практики. Экскурсия в Зимний сад межфакультетского Центра экологии и природоведения при Брестском государственном университете имени А.С. Пушкина (приложение 3).

VIII день практики. Экскурсия в лес. Описание участка смешанного леса.

Инструктивная карточка №1

"Описание участка смешанного леса"

1. Закладка площадки 10х 10 м. Углы отмечаются газетами, флажками и т.д.

2. Составление списка растений: для этого надо двигаться по периметру и в заключение - по диагонали площадки.

3. Разделение растений на жизненные формы: ярусы, определение доминирующих видов в каждом ярусе.

4. Подсчёт числа деревьев на участке (т.е. густота древостоя), характеристика 5-8 деревьев по параметрам - высота, диаметр ствола.

5. Влияние деятельности человека на данный участок леса.

6. Сбор травянистых растений для гербария.

IX день практики. Экскурсия в конно-спортивный клуб "Максимэль": ребята знакомятся с разными породами лошадей, узнают, как за ними ухаживать, а также могут покататься на лошадях.

X день практики. Экскурсия в Сад непрерывного цветения межфакультетского Центра экологии и природоведения при Брестском государственном университете имени А.С. Пушкина (приложение 4).

XI день практики. Экскурсия на луг. Изучение растительности луга.

Инструктивная карточка № 2.

"Изучение растительности луга"

1. Тип и геоморфологическое положение луга.

2. Закладка площадки 10 x 10м, углы отмечают флажками, ветками и т.д.

3. Видовой состав - составление списка растений, для этого надо двигаться по периметру и в заключение по диагонали площадки.

4. Деление описанных растений на фракции.

– злаки

– бобовые

– осоки

– разнотравные

5. Определение доминирующих видов, из которых складываем название луга.

6. Влияние деятельности человека на обследуемый участок луга. Практическое значение луга в жизни людей.

7. Сбор растений для гербария.

XII день практики. Экскурсия в инсектарий лаборатории генетики и фенетики при Брестском государственном университете имени А.С. Пушкина.

XIII день практики. Экскурсия на водоём. Изучение биоценоза водоёма.

Инструктивная карточка №3.

"Изучение биоценоза водоёма"

1. Вид, расположение водоёма.

2. Определение видового состава, ярусного распределения высших растений мелководья, одноклеточных и многоклеточных водорослей.

3. Организация лова водных животных, определение их по планшету. "Определитель основных групп пресноводных беспозвоночных".

4. Установление отношений между обитателями водоёмов на основе питания (пищевые связи).

5. Проведение биоиндикации водоёма.

6. Влияние деятельности человека на обследуемый водоём.

XIV день практики. Анализ воды из водоёма.

Инструктивная карточка № 4.

"Анализ воды из водоёмов"

1. Взятие проб воды - наливают воду в чистую посуду (банки, бутылки), закрывают крышкой, подписывают, откуда вода берётся на анализ, до проведения анализа воду нужно хранить в холодильнике.

2. Определяют мутность, цветность, запах, вкус (если нет подозрений на загрязнения).

3. Определение кислотности воды (pH) - можно использовать индикаторную бумагу или раствор индикатора универсального. Результаты определяют по цветной шкале.

4. Определение карбонатов, гидрокарбонатов, хлоридов, нитратов, сульфатов, меди, железа, кальция и др.

5. По итогам работы составляется сводная таблица, где указывается место, откуда брали пробу воды на анализ, показатели качества воды, ПДК.

Оформление результатов (XV-XX дни практики):

– составление коллекции листьев с указанием дерева или кустарника, которому они принадлежат (пришкольный участок);

– оформление книжки-малютки с загадками или стихами о деревьях и фотографиями растений с места экскурсии (пришкольный участок);

– изготовление коллекции "Отряды насекомых";

– изготовление гербариев "Типы корневых систем", "Жилкование листьев", "Виды стеблей", "Листорасположение", "Простые и сложные листья", "Форма и край листовой пластинки";

– написание рефератов "Породы лошадей", "Удивительные животные", "Растения Брестской области";