Дополнительная образовательная программа "Как стать исследователем"

Название программы

«Как стать исследователем»

Автор программы

Н.Г.Панарина

Целевая группа. Обучающиеся 7 - 8 класса общеобразовательных организаций Ненецкого автономного округа.

Требования к предшествующей подготовке лиц, допускаемых к освоению программы. Базовый уровень подготовки, соответствующий освоению курса «Биология» в рамках средней ступени обучения общеобразовательных организаций (5 - 7 класс).

Тип программы. Дополнительная общеобразовательная развивающая программа прикладного типа.

Краткая аннотация программы. Программа построена с учетом Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования, программы развития и формирования универсальных учебных действий, программы духовно-нравственного развития и воспитания личности. Из многообразия форм и методов организации внеклассных занятий наиболее эффективными, являются исследовательские работы учащихся. Учебные исследования, проводимые учащимися на уроках и во внеурочное время, позволяют осуществить свободный поиск нужной информации, формируют умения учащихся самостоятельно работать. Программа направлена на формирование и развитие исследовательской деятельности школьников. Основные ее направления - это интеллектуальное развитие, совершенствование навыков научного исследования, воспитание экологического мышления, укрепление нравственного и физического здоровья личности.

Цель программы. Повысить интерес к познанию окружающего мира посредством вовлечения учащихся в исследовательскую деятельность. Сформировать исследовательские компетенции у школьников.

Целевое назначение программы. Во время освоения программы школьники научатся самостоятельно познавать окружающий мир, который наполнен тайнами живой природы. Учащиеся смогут наблюдать за объектами и явлениями живой природы, научатся экспериментировать, изучат растительный и животный мир водотоков родного края. В результате освоения программы обучающиеся смогут осознавать цели и задачи учебно-исследовательской, научно- исследовательской деятельности, научатся ставить цель и стремиться к ее достижению. Учащиеся смогут сформулировать проблему, выдвинуть гипотезу, структурировать материал, защищать свои работы. Научатся культуре дискуссии.

Ведущие идеи.

• Познание окружающего мира в процессе исследовательской деятельности – это сложно, но интересно.

• Мир живой природы нуждается в изучении и охране.

• Полученные знания помогут решить некоторые проблемы в окружающем мире живой природы.

Ключевые понятия. Методы исследований, кейс-стади, проект, исследовательские компетенции, детельностное экологическое мировоззрение.

Проблемные вопросы теоретического характера, которые будут решены в процессе освоения курса. Отсутствие исследовательских навыков вызывает затруднение при изучении дисциплин естественнонаучного цикла, в связи с чем возникает необходимость развивать интерес обучающихся к познанию окружающего мира в процессе исследовательской деятельности. Взаимодействие между образовательными организациями округа в процессе освоения программы будет способствовать совершенствованию социализации и толерантности школьников в Ненецком автономном округе.

Содержательная часть программы. Содержание данной программы реализуется в 3 модулях.

Первый год обучения Начальный этап (I модуль).

На этом этапе работы обучающиеся погружаются в специфику проектной и исследовательской деятельности. Знакомятся с достижениями современной науки и основными методами познания окружающего мира. На занятиях подробно рассматривается аппарат научного исследования, анализируются литературные данные.

1. Понятие науки. Роль науки в жизни общества (5 часов). История развития науки. Достижения современной науки. Роль науки в жизни общества Стратегия научно-технологического развития РФ. Большие вызовы. Достижения современной биологии и медицины Дебаты.

2.Методы исследований в биологии (11 часов). Особенности научного исследования. Наблюдение. Эксперимент. Наблюдение за фенологическими явлениями в природе. Постановка эксперимента в лаборатории (плазмолиз и деплазмолиз). Влияние условий на прорастание семян. Метод анализа конкретных ситуаций (МКС или кейс-метод) Решение кейсов. Предполагаемые темы: «Почему вода зеленая?»; «Кто живет на дне водоема?»; «Почему не плесневеет булочка?» и др. Подготовка к защите кейса. Защита кейса по стенду

3. Введение в проектную деятельность (18 часов). Проект или исследование? Что такое проект. Типы проектов Основные стадии жизни проекта. Работа с источниками информации. Выделение и постановка проблемы. Шаг развития. Формулировка темы проекта. Гипотеза. Цель и задачи проекта. Планирование работы. Регистрация и обработка данных. Работа над проектом. Требования к оформлению рукописи работы. Правила оформления списка источников информации. Представление результатов. Как подготовиться к защите проектов? Работа над докладами. Электронные презентации, технология их выполнения. Защита проектов. Итоговый тест. Рефлексия. Выбор тем исследований и проектов (индивидуальные маршруты). Работа с источниками информации по выбранной теме. Подготовка к полевым исследованиям в окрестностях п. Красное и научно-исследовательской экспедиции на территорию заповедника «Ненецкий».

Примерные темы проектов:

• Уютная школа.

• Школа – сад.

• Обеспечим население чистой водой.

• Поселок моей мечты.

• Чистый поселок.

Второй год обучения. Полевые исследования, научно-исследовательские экспедиции (II модуль).

На втором этапе проводится работа со школьниками в полевых условиях. Во время полевых исследований школьники углубляют знания по предмету, учатся наблюдать, сравнивать и описывать природные явления. Выполнение комплексных заданий позволяет всесторонне изучить исследуемый объект, приводит к осознанному пониманию единства и общих закономерностей природы. Самостоятельные исследования и наблюдения побуждают учащихся мыслить масштабно, искать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях природы, делать самостоятельные выводы и обобщения, использовать результаты исследований на практике. При внимательном наблюдении природных явлений зарождается и развивается настоящая любовь к родной природе, забота об охране и бережном отношении к ее богатствам. У современных учащихся формируется живой интерес к экологическим проблемам, особенно той среды, в которой они живут. Поэтому важно в ходе исследовательской работы предлагать такие задания, которые позволяют конкретизировать задачи, связанные с мониторингом окружающей среды. Некоторые ребята во время этих занятий самостоятельно определяются в выборе темы своих научных исследований. Учитывая специфику тем исследования и особенности личности ребенка, учитель разрабатывает индивидуальный маршрут для каждого обучающегося. Работа по индивидуальным маршрутам способствует развитию интеллектуальных способностей личности каждого школьника. Целью научно-исследовательских экспедиций является совершенствование навыков научно-исследовательской деятельности в полевых условиях. Научно-исследовательские экспедиции, помимо чисто эмоциональной стороны, наполнены глубоким и важным для детей предметным содержанием, являются возможностью наиболее полно использовать на практике полученные в течение предыдущего года знания. Экспедиции способствуют воспитанию, становлению гражданственности, укреплению здоровья учащихся. Особое внимание уделяется формированию нравственных качеств, потребности самоанализа и саморазвития личности, повышению уровня духовного и интеллектуального развития учеников. В полевых условиях царит строгая дисциплина, рабочая обстановка, интеллектуальный творческий отдых. Каждый участник экспедиции знает свои обязанности. Экспедиция состоит из опытных ребят и новичков. Старшие помогают младшим освоить особенности жизни и работы в полевых условиях, знакомят их с видовым составом флоры и фауны, учат вести личные полевые дневники. Являются ведущими в работе научно-исследовательских групп. Вместе со старшими ребятами новички составляют тематические экскурсионные маршруты.

Полевые исследования в окрестностях поселка Красное (6 часов). Полевые дневники и правила их ведения. Ландшафты окрестностей поселка Красное. В мире растений. Птицы окрестностей поселка Красное. Наблюдения за живыми объектами в природе (лес, болото, водоем). Следы антропогенного воздействия на экосистемы окрестностей поселка. Рекогносцировочные маршруты со школьниками. Сбор гербария. Фото-гербарий и фото-коллекции, микросъёмка. Отчеты по материалам экскурсий.

Экскурсии с приемами исследования на территории заповедника «Ненецкий» (12 часов). Птицы п-ова Костяной нос. Жизнь литорали. П-ов Костяной Нос – музей под открытым небом. Историческое прошлое и настоящее п-ова Костяной Нос. Биогеоценозы п-ова Костяной Нос. Подведение итогов.

Групповые практические занятия (10 часов). Очищение побережья от антропогенного мусора. Определение качества воды по зообентосу. Выполнение геоботанических описаний растительных сообществ. Геоботаническое картирование. Макрофиты водотоков дельты реки Печора.

Исследовательские работы по индивидуальным маршрутам (20 часов на каждый маршрут). Школьники работают над самостоятельно предложенными индивидуальными или групповыми темами работ.

Темы научно-исследовательских работ обучающихся

• Сукцессии растительности и рекультивация антропогенных измененных ландшафтов окрестностей п. Красное и Государственного природного заповедника «Ненецкий».

• Применение методов биоиндикации для оценки качества воды в водных объектах Государственного природного заповедника «Ненецкий».

• Птицы поселка Красное и окрестностей (экология, численность, охрана).

• Экскурсия по экологической тропе.

• Рыбы водотоков окрестностей поселка Красное.

• Растительный покров окрестностей п.Красное;

• Благоустройство рекреационной зоны в окрестностях поселка Красное.

• Экологическое состояние водотоков окрестностей поселка Красное.

Развитие исследовательских компетенций (III модуль)

Второй год обучения. Школьники обрабатывают материал, собранный в полевых условиях, оформляют рукописи своих исследовательских работ, готовятся к представлению результатов исследований перед экспертами. Работают над оформлением наглядных материалов. Совершенствуются в подготовке к научным докладам, учатся грамотно отвечать на поставленные вопросы.

Обработка собранного научного материала (7 часов). Определение полевого материала. Монтирование гербария и создание коллекций. Составление списков природного материала.

Работа над рукописью работы (15 часов). Введение. Обзор литературы. Район исследований. Материал и методы исследований. Статистическая обработка данных. Результаты и обсуждения. Иллюстративный материал работы (таблицы, гистограммы, диаграммы, рисунки). Выводы. Оформление списка литературы. Приложения.

Подготовка к защите работы (12 часов). Структура доклада. Текст доклада. Оформление иллюстративного материала к докладу (плакаты, презентации, коллекции, гербарий). Работа над устной речью. Вопросы к докладу. Ответы на вопросы.

Таблица 1. Учебно-тематический план

Формы организации учебного процесса. Наблюдение, индивидуальная работа с текстом, беседа, экскурсия, практическая работа, эксперимент, коллективное и индивидуальное исследование, дискуссия, самостоятельная работа, создание и защита портфолио, работа с кейсами и проблемными заданиями, создание и защита исследовательских работ.

Ресурсное обеспечение программы. Общая часовая нагрузка составляет 168 часов. Программа рассчитана на 2 года обучения. В первый год – 34 часа (1 или 2 часа в неделю). При двухчасовой нагрузке в первый год обучения во втором полугодии школьники могут заниматься по выбранным образовательным маршрутам, трудоемкость которых составляет 34 часа. На проведение занятий в полевых условиях и во время научно-исследовательской экспедиции (второй год обучения) отводится 6 и 60 часов соответственно. Часовая нагрузка аудиторных занятий второго года обучения составляет 34 часа (1 или 2 раза в неделю).

Индивидуализированные ресурсы. Полевые дневники наблюдений, письменные принадлежности, личные компьютеры и ноутбуки.

Аудиторный фонд. Принтер, сканер, мультимедиапроектор, бинокли, микроскопы, набор лабораторной посуды и химических реактивов, канцелярские принадлежности; аудио- и видеоматериалы; репродукции русских художников (Шишкин, Айвазовский и т.д.).

Кадровое обеспечение. Программа реализуется во внеурочное время учителями естественнонаучного цикла или педагогами дополнительного образования.

Формы итогового контроля. Выступление перед экспертами. Участие в научных мероприятиях для молодежи и школьников. Соревнование молодых исследователей в Северо-Западном федеральном округе. Всероссийский форум научной молодежи «Шаг в будущее». Всероссийский конкурс научных работ школьников «Юниор». Всероссийская олимпиада школьников по экологии. Российский национальный юниорский Водный конкурс. Защита кейсов, проектов, тестирование.

Перечень основных источников, которые будут освоены учеником:

Источники, необходимые для изучения:

• Ануфриев В.В. Живая природа природа Ненецкого автономного округа / В.В. Ануфриев. – Нарьян-Мар, 2004. - 192 с.

• Воронов А.Г. Геоботаника / А.Г. Воронов. - М.: Высшая школа, 1973. – 383 с.

• Данилова Ю.А. Биологические методы оценки экологического состояния водоемов / Ю.А. Данилова, Е.А. Новикова, А.Р. Ляндзберг. - СПб. 2002, – 12 с.

• Корепанова Л.Ю., Ненецкий автономный округ. Энциклопедический словарь / Л.Ю. Корепанова. - М.: Дом книги «Аванта +», 2001. – С. 4-14.

• Красная книга Ненецкого автономного округа. Официальное издание / отв. ред. Н. В. Матвеева, науч. ред. О. В. Лавриненко, И. А. Лавриненко. - Нарьян-Мар, 2006.

• Лавриненко О.В. Жизнь ненецкой тундры / О.В. Лавриненко, И.А. Лавриненко. - Нарьян-Мар, 2009.

• Лавриненко И. А. Систематические списки видов флоры и фауны государственного природного заповедника «Ненецкий» (2001-2006 гг.) / И.А. Лавриненко, О.В. Лавриненко .- Спб.: Изд-во С.-Петерб. Ун-та, 2007. - 55 с.

• Миркин Б.М. Динамика растительности: история и современное состояние теории / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова // Успехи соврем.биологии, 1999. - Т. 119. №1. - С. 15–29.

• Миркин Б.М. Фитоценология. Принципы и методы / Б.М. Миркин, Г.С. Розенберг. - М.: Наука, 1987. 212 с.

• Нинбург Е.А. Технология научного исследования: методические рекомендации / Е.А. Нинбург. - СПб.: Изд. СПб.ГДТЮ, 2000 - 28 с.

• Лисицина Л. И. Гербаризация водных растений, оформление коллекций / Л.И. Лисицина // Гидроботаника: методология и методы: Материалы Школы по гидроботанике (п. Борок,8-12 апреля 2003 г.). - Рыбинск: ОАО «Рыбинский дом печати», 2003. - С. 49-55.

• Папченков В.Г. Основные гидроботанические понятия и сопутствующие им термины: Проект / В.Г. Папченков, А.В. Щербаков, А.Г. Лапиров. – Рязань: Сервис, 2003.

• Полоскин А.В. Полевой определитель пресноводных беспозвоночных / А.В. Полоскин, В.М. Хайтов. – СПб, 2000. – 12с.

• Яковлев В.А. Оценка качества поверхностных вод Кольского Севера по гидробиологическим показателям и данным биотестирования (практические рекомендации) / В.А. Яковлев. – Апатиты: изд. Кольского филиала АН СССР, 1988. – 28 с.

Источники, рекомендуемые к изучению

• Вехов В.Н. Реакция высших водных растений на эвтрофирование и одновременное увеличение кислотности водоемов урбанизированных ландшафтов Воркуты и ее окрестностей (Восток Большеземельской тундры) / В.Н. Вехов // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера. Тезисы докладов. - Сыктывкар, 1990. - С. 45

• Рыжов И. Н. Жизнь за полярным кругом / И.Н. Рыжов. - Нарьян-Мар, 2010. - 118 с.

• Сукачев В.Н. Некоторые общие теоретические вопросы фитоценологии / В.Н. Сукачев // Вопросы ботаники. - М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1954.- Т. 1. С. 289–330.

• Толкачев В. Дороги к нефти / В. Толкачев. – Архангельск, 2000. – 608 с.

• Яковлев В.А. Оценка качества поверхностных вод Кольского Севера по гидробиологическим показателям и данным биотестирования (практические рекомендации) / В.А. Яковлев. – Апатиты: изд. Кольского филиала АН СССР, 1988. – 28 с.

• .Вудивисс Ф. Биотический индекс р. Трент. Макробеспозвоночные и биологическое обследование / Ф. Вудивисс // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Труды советско-английского семинара. - Л.: Гидрометеоиздат. 1977. – С. 132 - 161.

• Винберг Г.Г. Опыт применения разных систем биологической индикации загрязнения вод в СССР / Г.Г Винберг // Влияние загрязняющих веществ на гидробионтов и экосистемы водоемов. - Л., 1979. - С. 285-292.

• Громова В. Исследование степени загрязнения воды в истоке реки Быстрицы с помощью высших водных растений / В. Громова, В. Титова // Экологическая школа в Петергофе-наукограде Российской Федерации: Биоразнообразие и биоиндикация в естественных и трансформированных экосистемах Северо-западного региона. Материалы IV Региональной молодежной экологической конференции. – СПб.: ВВМ, 2009. С.186 – 195.

• Макрофиты – индикаторы изменений природной среды. - Киев: Наукова думка. 1993. – 334с.

• Катанская В.М. Высшая водная растительность континентальных водоемов СССР / В.М. Катанская. – Л.: Наука. 1981. – 188 с.

• Лисицына Л.И. Флора водоемов Волжского бассейна. Определитель цветковых растений / Л.И. Лисицына, В.Г. Папченков , В. И. Артеменко. - СПб: Гидрометеоиздат, 1993. – 220 с.

• Липин А.Н. Пресные воды и их жизнь / А.Н. Липин. – М.: Учпедгиз, 1941. – 408 с.

• Панарин А.Е. Оценка методами биоиндикации экологического состояния озер в районе о. Великого (Кандалакшский залив, Белое море) / А.Е. Панарин, Н.Г. Панарина , М.Н. Кожин // VI-VII Международные семинары «Рациональное использование прибрежной зоны северных морей». Часть 1. Комплексное управление прибрежными зонами. Роль заповедников в обеспечении устойчивого развития прибрежной зоны северных морей.18 июля 2002 г., 17 июля 2003 г., Кандалакша. Материалы докладов. – СПб.: Изд. РГГМУ, 2004. – С. 94-108.

• Панарина Н.Г. Растительный покров водоемов и водотоков Кандалакшского государственного природного заповедника (Кандалакшский залив, Белое море) / Н.Г. Панарина, В.Г. Папченков // Труды Кандалакшского зап-ка. Вып. 11.- Рыбинск: ОАО «Рыбинский Дом печати», 2005. 168 с.

• Павловский Е.Н. Очерки из жизни пресноводных животных / Е.Н. Павловский, С.Г. Лепнева. – Л.: Советская наука, 1948. – 459 с.

• Папченков В.Г. Картирование растительности водоемов и водотоков / В.Г. Папченков // Гидроботаника: методология и методы: Материалы Школы по гидроботанике (п. Борок,8-12 апреля 2003 г.). - Рыбинск: ОАО «Рыбинский дом печати», 2003. - С. 132-136.

• Папченков В.Г. Основные гидроботанические понятия и сопутствующие им термины: Проект / В.Г.Папченков, А.В. Щербаков , А.Г. Лапиров . – Рязань: Сервис, 2003.

• Полоскин А.В. Полевой определитель пресноводных беспозвоночных / А.В. Полоскин, В.М. Хайтов . – СПб, 2000. – 12с.

• Раменская М.Л. Определитель высших растений Мурманской области и Карелии / М.Л. Раменская, В.Н. Андреева. – Л.: Наука, 1982. – 435 с.

• Яковлев В.А. Методы оценки качества вод по зообентосу озера Имандра / В.А. Яковлев // Мониторинг природной среды Кольского Севера. Апатиты, 1984. – С. 39-50.

• Яковлев В.А. Особенности биоиндикации и биотестирования токсического загрязнения внутренних водоемов / В.Я. Яковлев // «Современные проблемы водной токсикологии» Всероссийская конференция с участием специалистов из стран ближнего зарубежья (19 – 21 ноября 2001 г., Борок). Тезисы докладов. - Борок, 2002. - С.155 – 156.

• Thienemann A.. Die Binnengewasser Mitteleuropas // Binnengewasser. Bd.l. Stuttgart. 1925. – 255_S.

• Kolkwitz R., Marsson M. Okologie der tierischen Saprobien. “Int. Rev. Ges. Hydrobiol.” 1909, vol. 2, p. 126 – 152.

• Maemets H., Freiberg L. Mein trends in the macrophyte vegetation of Estonian small lakes in the course of anthropogenic eutrophication // Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем. Сборник материалов международной конференции. - СПб.: ЛЕМА, 2007. - С. 171 – 175.

• Электронный ресурс. БиоДат: http://biodat.ru

• Электронный ресурс. Биологический словарь онлайн: http:// http://bioword.narod.ru

• Электронный ресурс. Интерактивная энциклопедия по биологии с наклейками, играми и поделками. - М.: Клевер-Медиа-Групп, 2015. - 150 c.