Особенности организации исследовательской деятельности учащихся по химии и биологии

Социально-экономические изменения, происходящие в настоящее время во всем мире и в том числе в нашей стране, требуют подготовку современных специалистов, способных к принятию самостоятельных и правильных решений, умеющих саморазвиваться, находить необходимую информацию и применять ее на практике. Следует отметить, что существующая система образования не всегда может решить поставленные задачи, что приводит к поиску новых подходов и решений в образовании.

Для преодоления этого недостатка в процесс обучения все чаще стали внедрять исследовательскую деятельность, основной целью которой является развитие у учащихся способности видеть проблему, находить адекватные, нестандартные пути решения. Поиск оптимальных способов разработки образовательных программ требует нового типа профессионально-педагогического мышления. Однако, при реализации этого процесса выявляются, с одной стороны, недостаточный уровень подготовки многих учителей к организации исследовательской деятельности школьников, а с другой - неразработанность и неопределенность содержания, методов и форм ее организации на разных этапах обучения.

На наш взгляд, организация исследовательской деятельности учащихся возможна только при соответсвующей разработке и поэтапном проектированном внедрении этого процесса на всех ступенях общеобразовательной средней школы. Исследовательская деятельность, как никакая другая, позволяет учащимся реализовывать свои возможности, демонстрировать весь спектр своих способностей, раскрывать свои таланты, саморазвиваться. Не менее важным является психологическая составляющая, так как при выполнении исследования учащиеся могут испытывать позитивное отношение к личному опыту преодоления трудностей, положительные эмоции, преодолевать чувство неуверенности, страха при защите работ. Исследовательская деятельность может быть реализована по многим направлениям, одним из которых является естественнонаучное, которое имеет широкий диапазон и наибольший потенциал реализации.

Накопленный нами опыт показывает, что образовательный потенциал исследовательской деятельности учащихся по химии, биологии обеспечивается ее конкретным содержанием и формами организации и реализуется поэтапно. Приведу ступени и некоторые примеры реализации исследовательской деятельности, применяемые мною на уроках химии, биологии и во внеурочное время.

Первая ступень – ситуация теоретико-экспериментального исследования на уроке: выполнение проблемных мини-экспериментов, краткосрочного эксперимента по готовому алгоритму (лабораторные работы, практические работы в домашних условиях) - «Развитие растений фасоли из семян», «Вегетативное размножение растений» (6 класс, биология), «Выращивание плесневых грибов на разных субстанциях» (7 класс, биология); «Выращивание кристаллов», «Коррозия» (8 класс, химия), «Моющие свойства мыла и СМС в мягкой и жесткой воде» (9 класс, химия) и др.

Вторая ступень – ситуация частично-поискового исследования, научение образцам исследовательской деятельности на основе получения новой информации. Педагог знает направление научного поиска, но не знает конечного результата, предлагает ученику самостоятельно решить проблему или комплекс проблем (исследовательские работы) – «Анализ безалкогольных напитков», «Влияние автомобильного транспорта на атмосферу», «Изучение лекарственных растений» и др.

Третья ступень – ситуация поисковой исследовательской, основанием для создания которой служит исследование с неопределенным содержанием. Вся работа осуществляется в процессе свободного использования эксперимента и общения, открытого обмена мнениями в творческой дискуссии на заседаниях НОУ – «Определение содержания железа в природных водах», «Оптимальные условия хранения яблок в домашних условиях», «Лихеоиндикация» и др.

Четвертая ступень – ситуация научно-исследовательской деятельности. Учащийся самостоятельно задается проблемой исследования, определяет его цели, находит механизмы действий по их достижению – «Анализ флуктуирующей асимметрии листьев березы», «Влияние квантового излучения на живые организмы».

Содержание научно-исследовательской деятельности варьируется в зависимости от ступени общего среднего образования. Поскольку изучение учебных предметов «Химия» и «Биология» начинается в среднем звене, то исследования в 6-8 классах носят чаще всего репродуктивный характер, являются учебными и реализуются на уроках, факультативах или кружках. Учащиеся 9-11-х классов (предпрофильное и профильное обучение) осуществляют частично исследовательскую и научно-исследовательскую деятельность, где их результаты имеют инновационный характер и могут иметь практическую значимость, применяться на практике.

Среди трудностей, с которыми сталкивается учитель при организации исследовательской деятельности учащихся, можно выделить:

- слабое владение методологией научного исследования;

- большая загруженность учащихся, отсутствие времени;

- преобладание в обучении репродуктивных методов, вступающих в противоречие с исследовательскими методами;

- боязнь некоторых учителей вовлечь детей в «несвойственную им научную деятельность».

Организовать исследовательскую деятельность учащихся в полном объеме можно во внеурочное время. С этой целью в нашей школе создано научное общество учащихся «Эрудит», в которой работают различные секции по учебным предметам, в том числе и по естественнонаучному направлению.

В школе для популяризации деятельности общества размещаются информационные стенды о его работе, структуре, достижениях участников, этаже информация размещается и на официальном сайте школы, кроме этого члены общества активно обсуждают и делятся своими результатами в виртуальном пространстве. Занятия секций проводятся как для учащихся, так и для учителей и включают разнообразные формы – мастер-классы, лекции, практические занятия, практикумы, фестивали и т.д.

Итогом работы научного общества школы является обязательное проведение в начале весны научно-практической конференции учащихся «Первые шаги в науку». Научно-практическая конференция - общешкольное мероприятие, на котором подводятся итоги научно-исследовательской деятельности учащихся за учебный год. Презентации научно-исследовательских работ проходят с приглашением учителей, администрации школы, родителей и гостей. Участники конференции представляют свои работы, используя мультимедийную презентацию, макеты и т.д. Лучшие работы отбираются для участия в городских и областных форумах и конференциях. Так, учащиеся химико-биологического направления комплексно изучают чистоту воды и воздуха на территории города Мозыря, биоразнообразие водных и наземных экосистем, проводят химический анализ питьевых напитков и продуктов питания, изучают влияние квантового излучения на живые организмы и др. Следует отметить, что при обработке результатов исследования учащиеся обучаются основам математической статистики и анализа, что придает работам репрезентативность.

Накопленный нами опыт показывает, что поэтапное внедрение исследовательской деятельности в учебный процесс по химии и биологии расширяет возможности творчества как учащихся, так и учителей, повышает интерес к предмету, стимулирует учащихся к более углубленному изучению некоторых тем, что способствует формированию и развитию ключевых и предметно-специальных компетенций, что, в итоге, ведет к повышению качества образования.