1.2 Исследовательские умения — компонент исследовательской деятельности
Эффективность учебного процесса значительно повысится при развитии исследовательских умений обучающихся при организации учебной исследовательской деятельности. По мнению П.М. Скворцова [1999], в процессе приобретения обучающимися знаний развивается интеллект, формируется нестандартно мыслящая, творческая личность, с развитой познавательной активностью, способная находить решения в самых сложных ситуациях.
Л.А. Кренева [2016] считает, что осваиваются исследовательские умения на трех уровнях: первый уровень 5-7 классы, второй 8-9 классы, третий старшая ступень. Оценить исследовательские умения можно изучив портфолио обучающегося, продукт исследования, наблюдая за работой в группе [11]. Первый уровень развития исследовательских умений предполагает наличие умения самостоятельно проводить эксперимент, проводятся несложные исследования в игровом формате. На втором уровне обязательным условием является проведение рефлексии.
Освоение исследовательских умений предполагает наличие активности учащихся.
В.А. Давыденко [5] выделяет три уровня активности обучающихся.
На первом уровне наблюдается воспроизводящая активность, когда у учащихся отсутствует интерес к углублению знаний и субъект стремится понять изучаемое явление, спрашивая у учителя.
Интерпретирующая активность второго уровня предполагает наличие стремления к проникновению в сущность явления, овладению способами применения знаний, стремление к самостоятельному поиску ответа на заинтересовавший вопрос.
На третьем уровне проявляется творческая активность. Проявляющаяся в стремлении глубоко проникнуть в сущность явлений и их взаимосвязей и найти для этого новый способ понимания, возникают стойкие познавательные интересы.
Исследовательские действия являются началом для формирования всесторонне развитой личности, способствуя его интеллектуальному развитию, умение классифицировать, найти различные варианты решения, осуществлять поиск необходимой информации, способность к ассоциации, самоконтролю и т.д. Следовательно, для этого учителям необходимо использовать технологии исследовательского метода.
В.В. Успенский, И.А. Зимняя и Е.А. Шашенкова, Н.Л. Головизнина и др. рассматривают исследовательские умения как результат и меру исследовательской деятельности, т.е. как способности к проведению самостоятельных наблюдений, экспериментов, приобретаемой в процессе решения различного рода исследовательских задач. Авторы другого подхода Н.В. Сычкова, П.Ю. Романов, М.Н. Поволяева и др. рассматривают исследовательские умения как способность к действиям, необходимым для выполнения исследовательской деятельности [Острикова, 2012: 358-361].
С точки зрения В.В. Успенского, исследовательские умения – это «способность самостоятельных наблюдений, опытов, приобретаемых в процессе решения исследовательских задач» [Успенский, 1997: 7]. Автор также отмечает, что «навыки исследователя предполагают … умение вести сравнение, анализ, производить выделение существенных признаков, делать обобщения и выводы» [Успенский, 1997: 14].
А.В. Усова под умением понимает “готовность личности к определенным действиям или операциям в соответствии с поставленной целью, на основе имеющихся знаний и навыков” [Усова, 1980: 45-48].
Р.Г. Иванова и А.Г. Йодко определяют понятие “исследовательские умения” как систему интеллектуальных и практических умений, необходимых для самостоятельного выполнения исследования [Иванова, Йодко, 1988].
По мнению Г.Ф. Мухамадияровой и др. [2015] исследовательские умения состоят из трех компонентов:
1) мотивационный компонент, который проявляется в виде познавательного интереса;
2) содержательный, подразумевается система знаний о проведении исследования;
3) операционный, который определяет уже имеющиеся знания у обучающегося.
При недостатке хотя бы одного компонента, формирование исследовательских умений не станет возможным. Не нужно забывать, что исследовательская деятельность базируется на исследовательских умениях как учителя, так и обучающегося [Мухамадиярова и др., 2015: 281].
Исследовательские умения можно разделить на три группы, как считает У.Ю. Кукар [2010]:
1) Информационные: заключаются в самостоятельном поиске нужно информации из различных источников и их классифицирование.
2) Экспериментально-аналитические. К ним относятся следующие умения:
— умение формулировать проблему;
— умение целеполагания;
— умение анализа, синтеза, классификации, обобщения и сравнения;
— умение наблюдать, проводить эксперимент, анкетировать, тестировать;
— умение обработки полученных результатов.
3) Рефлексивные: осмысливать нерешенные и проблемные задачи.
А.П. Гладкова [2012]: выделяет 4 группы исследовательских умений: организационно-практические, поисковые, информационные (умение находить источники информации, пользоваться ими; работать с определениями, понятиями, терминами; понимать и интерпретировать устный и письменный текст; формулировать выводы) и оценочные.
А.Б. Мухамбетовой [2009] выделяются следующие компоненты исследовательских умений: мотивационный (познавательный интерес), содержательный (система исследовательских знаний) и операционный (система элементарных умений).
Под мотивационным компонентом подразумеваются биологические знания, и жизненный опыт обучающегося, благодаря которым обосновывается важность проводимого исследования.
В содержательном компоненте автор выделяет специальные и предметные знания.
В операционном компоненте присутствуют три группы взаимосвязанных умений (специальные, интеллектуальные, предметные) [Мухамбетова, 2009: 11-12].
По ФГОС общего образования данные умения учитель должен формировать у обучающихся.
Для формирования исследовательских умений на уроке и во внеурочной деятельности, учителю необходимо создать определенные условия.
При формировании исследовательских умений учащихся нельзя забывать про следующие особенности:
— у обучающихся интеллектуальная деятельность основывается на абстрактном мышлении;
— для них характерна избирательность и не устойчивость внимания, повышенная эмоциональная чувствительность;
— для них еще характерно стремление к самоопределению и самоусовершенствованию;
— для учебно-исследовательской деятельности у обучающихся должны иметься знания по изучаемому предмету.
При формировании исследовательских умений у обучающихся могут появиться определенные трудности: проблема мотивации, «трудность возраста», трудности, связанные с развитием интеллектуальной сферы обучающихся, проблемы в эмоционально-волевой сфере. Значит, нужно обратить внимание на психические, физиологические и возрастные особенности обучающихся.
Г.Ф. Мухамадияровой и др. [2015] выделяются условия для формирования исследовательских умений.
Первое педагогическое условие – мотивация обучающихся на исследовательскую деятельность, которая приводит к формированию исследовательских умений. Для начала учителю необходимо заинтересовать обучающихся, используя при этом нестандартные технологии и приемы. Основная задача учителя повысить самооценку и самоуверенность обучающегося.
Вторым педагогическим условием является предметно-пространственная среда в образовательном процессе. В школе формирование исследовательских умений начинается именно с оформленного кабинета.
Метод проектов также является условием для формирования исследовательских умений. Данный метод направлен на самостоятельную деятельность обучающегося, также стимулирует их интеллектуальную активность и учебную деятельность. Основная идея метода проектов нацелена на достижение конкретного результата при решении задач и проблем.
Еще одним педагогическим условием служит проблемное обучение. Проблемное обучение – это способ развития творческого мышления обучающихся. Основная задача учителя состоит в том, чтобы школьники добывали знания самостоятельно, а не получали в готовом виде. Проблемные задания пробуждают интерес обучающихся, мотивируют их для исследовательской деятельности [Мухамадиярова и др., 2015: 279-283].
Формирование исследовательских умений осуществляется при совместном соблюдений данных условий, учитывая возрастные особенности обучающихся.
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ деятельности ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ БИОЛОГИИ
2.1. Методика организации исследовательской деятельности обучающихся при изучении биологии в 5 классе
Целью экспериментальной работы являлась организация исследовательской деятельности в процессе изучения биологии.
Экспериментальная работа проводилась на базе МБОУ «Гимназия № 4» города Елабуги. Для проведения эксперимента нами были сформированы экспериментальная и контрольная группы. В эксперименте участвовали 25 учащихся из 5 «А» и 21 учащийся из 5 «Б» классов. Возраст обучающихся 11 – 12 лет.
Экспериментальная работа была осуществлена в 3 этапа:
1 этап – констатирующий – разработка методики организации исследовательской деятельности обучающихся 5 класса. Распределение обучающихся на две группы: контрольная и экспериментальная. Выбор методики исследования. Определение уровней развития исследовательских умений школьников.
2 этап – формирующий – апробирование разработанной методики организации исследовательской деятельности на уроках и во внеурочное время.
3 этап – контрольный – определение сформированных уровней исследовательских умений школьников в процессе обучения биологии в 5 классе, проведение анализа полученных результатов.
Организовывали исследовательскую деятельность с учащимися 5-х классов, изучающих раздел биологии: Бактерии, грибы, растения. Изучение биологии в школе осуществляется с использованием учебника Биология. Бактерии, грибы, растения. 5 кл.: учебник / В.В. Пасечник. — 8-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2019.- 141 с. [Пасечник, 2019]. Учебник относится к линии учебников биологии для основной школы (5-9 классы), созданную под руководством В.В. Пасечника.
Данный учебник является частью учебно-методического комплекса по биологии для учащихся 5 класса. Все учебники линии для основной школы (5—9 классы) созданы под руководством В.В. Пасечника и соответствуют Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования.
В концепции учебника заложен деятельностный подход к обучению биологии. При изучении особенностей строения, процессов жизнедеятельности, многообразия и классификации живых организмов, а также об их роли в природе и жизни человека учащиеся усваивают основополагающие биологические и экологические понятия и общие признаки жизни. Темы излагаются последовательно. Сначала рассматривается строение и жизнедеятельность клетки, далее рассматриваются ткани растений. Затем изучаются основные царства живого мира: бактерии, грибы и растения.
Учебник красочно оформлен, в нем много дополнительного материала, что делает его интересным для прочтения, Учебник дает не только знания, но и формирует умения. Предложено 10 лабораторных работ, при выполнении которых каждому учащемуся необходимо проводить наблюдения, исследовать, доказывать, сравнивать, делать выводы, критически анализировать информацию – все это развивает интеллектуально-творческие способности обучающихся.
Красочные иллюстрации, большое количество разнообразных вопросов и заданий, интересные лабораторные работы, и конечно наличие дополнительных сведений и любопытных фактов способствует тому, что материал усваивается эффективно.
Нами проанализирована примерная рабочая программа по биологии 5 класса, составленная С.Н. Шестаковой [2017]. Изучать биологию в 5 классе планируется 35 часов (1 час в неделю). Курс биологии 5-го класса опирается на знания учащихся, которые они получили, изучая курс «Окружающий мир» на начальной ступени образования [Рабочая программа, 2017: 5].
Программа состоит из четырех глав, введения и заключения.
Для проведения экспериментальной работы (организация исследовательской деятельности с целью формирования исследовательских умений) обучающихся был выбран раздел 3 «Царство грибы». На изучение данного раздела в примерной программе выделяется 5 часов.
Содержание раздела включает изучение:
— особенностей строения грибов
— отличие клеток грибов от бактериальных клеток и клеток растений
— питание и размножение грибов
— отличительные признаки трубчатых и пластинчатых шляпочных грибов.
— съедобные и ядовитые шляпочные грибы
— правила сбора грибов
— правила оказания первой доврачебной помощи при отравлении грибами
— дрожжи. Плесневые грибы
— значение дрожжей и плесневых грибов в природе и жизни человека
— грибы-паразиты. Значение паразитических грибов в природе и жизни человека. Методы борьбы с грибами-паразитами [Рабочая программа, 2017: 7].
В разделе «Царство грибы» возможно проведение лабораторных работ по изучению строения плодовых тел шляпочных грибов, а также по изучению особенностей строения плесневых грибов (мукора и пеницилла) и конечно же дрожжей.
Предметными результатами обучения являются следующие:
Учащиеся должны знать:
— особенности строения различных групп грибов;
— питание и размножение грибов, их значение в природе и жизни человека;
— правила сбора съедобных грибов.
Учащиеся должны уметь:
— отличать съедобные виды грибов от ядовитых;
— осуществлять оказание первой помощи при отравлении ядовитыми грибами
Метапредметными результатами обучения являются умения по нахождению в учебной и научно-популярной литературе информации о разных видах грибов, оформлении её в виде рефератов, докладов, презентаций и т.д.
Нас привлек данный раздел тем, что несмотря на малую продолжительность по времени он обладает существенными возможностями для развития исследовательских умений обучающихся.
К основным видам учебной деятельности можно отнести:
— Выделение существенных признаков представителей царства Грибы.
— Сравнение строения клетки грибов, бактерий и растений, выявление отличий в строении.
— Распознавание представителей царства Грибы.
— Нахождение в литературных источниках и ресурсах Интернет информации о грибах, оформление её в виде презентаций, докладов и пр.
— Освоения приемов оказания первой помощи при отравлении ядовитыми грибами.
Тематический план учебного материала по разделу Царство грибы отражен в таблице 1.
Тематический план раздела Царство грибы
Организации исследовательской деятельности на уроке будет проходить успешно при тщательном выборе формы урока. Целесообразно использовать, по мнению педагогов, уроки-семинары, уроки-защиты идей, уроки-ролевые игры, уроки-конференции, уроки-круглые столы и т.д. Использование репродуктивного, частично-поискового, исследовательского методов приводит к достижению поставленных целей урока.При развитии исследовательских умений и навыков обучающихся происходит повышение интереса к учебе и как следствие достижение более высоких результатов.
Для изучения раздела Царство грибы были использованы следующие виды уроков:
Первый урок на тему «Общая характеристика грибов» является уроком формирования новых знаний. На данном уроке проводится лабораторная работа по изучению строения плодовых тел шляпочных грибов.
Второй урок называется «Шляпочные грибы». Это урок применения знаний на практике, где проведены работы по определению ядовитых и съедобных грибов. Урок проведен в виде ролевой игры.
Третий урок на тему «Плесневые грибы и дрожжи» проведен как комбинированный урок, на котором организована лабораторная работа по изучению особенностей строения плесневого гриба мукора и дрожжей.
Четвертый урок на тему «Грибы-паразиты» является уроком открытия нового знания.
Пятый урок является заключительным и поэтому предполагает проведение обобщения и контроля знаний.
В качестве примера мы приводим план-конспект одного из уроков, проведенных в экспериментальном классе. На данном уроке по теме «Плесневые грибы и дрожжи» обучающиеся не только усваивают определенные знания, у них также формируются умения к исследовательской деятельности.