Особенности учебно-исследовательской деятельности учащихся старших классов при изучении дисциплин естественно-научного цикла (на примере химии и биологии)

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 372.857; 372.854

Северо-Кавказского федерального университета

Особенности учебно-исследовательской деятельности учащихся старших классов при изучении дисциплин естественнонаучного цикла (на примере химии и биологии)

Зритнева Е. И. доктор педагогических наук, профессор, заведующая кафедрой социальных технологий zritneva@mail.ru

Кравцова Е.Ю. Учитель химии и биологии ГБОУ СОШ № 1005, г. Москва, Россия ke1972@yandex.ru

Аннотация

исследовательский учащийся естественнонаучный

В статье автором актуализирована организация учебно-исследовательской деятельности учащихся старших классов при изучении дисциплин естественнонаучного цикла, обозначены цели, определена структура учебно-исследовательской деятельности, выделены условия успешности осуществления учебно-исследовательской деятельности, рассматривалась разработанность понятия «учебноисследовательская деятельность учащихся» в научной литературе, выявлены особенности учебно-исследовательской деятельности учащихся старших классов на примере химии и биологии, отражена тематика некоторых учебных исследований.

Ключевые слова: учебно-исследовательская деятельность учащихся; структура, цели, организация и особенности учебно-исследовательской деятельности учащихся; тематика исследований по химии и биологии.

Abstract

The organization of teaching and research activities of high school students in the study of natural science disciplines cycle is actualized; the purposes are denoted; the structure of educational research activities are determined; the conditions of successful research activity are allocated; the elaboration of the concept " pupil's educational research activity" in nonfiction is considered; the features of the teaching and research activities of high school students are identified on the example of chemistry and biology; the themes of some educational researches are reflected.

Keywords: teaching and research activities of students; the structure, purposes, activity establishing and features of the teaching and research activities of students; research topics in chemistry and biology.

В условиях неуклонного развития науки и техники, повышения конкурентоспособности народного хозяйства, информатизации общества, органичной связи образования с наукой предъявляются особые требования к выпускникам общеобразовательных учреждений. В настоящее время образованному человеку уже недостаточно простого владения теоретическими знаниями, необходимо проявлять социальную активность, умело и творчески применять знания в различных ситуациях жизнедеятельности, прогнозировать возможные последствия принимаемых решений, иметь исследовательский интерес к научным проблемам.

В связи с этим и модернизация отечественного современного образования, осуществляемая в последние годы, ориентирована не только на повышение качества знаний, но и на развитие социальной активности учащихся, развитие у них мотивации к научным знаниям, формирование умений, необходимых для выполнения учебно-исследовательской деятельности.

В числе главных задач, обозначенных в новом образовательном стандарте общего образования (2012 год) - повышение уровня и качества знаний учащихся, приобщение их к проектной и исследовательской деятельности [1].

Навыки исследовательской деятельности, которые приобретают старшеклассники в процессе изучения различных учебных дисциплин, позволяют им глубже освоить определенное научное направление, являются фундаментом для дальнейшего обучения и основой профессионализации учащихся. В связи с этим учебно-исследовательская деятельность учащихся является объектом изучения многих исследователей и рассматривается как вид познавательной деятельности, направленный на поиск и решение определенной проблемы, получение нового знания (В. И. Андреев, О. Л. Байзулаева, Е. Б. Биянова, Л. Л. Вишневская, П. Я. Гальперин, В. А. Далингер, И. А. Зимняя, В. С. Игропуло, Л. Ф. Колесников, Е. В. Королева, А. И. Кочетов, А. Ф. Лазурский, А. В. Леонтович, А. С. Обухов, П. И. Пидкасистый, А. Н. Поддъяков, А. И. Савенков, Н. К. Сергеев, В. И. Слуцкий, Г. С. Сухобская, Л. Ф. Фомина, Е. Е. Чудина, Е. А. Шашенкова и др.).

Понятие «учебно-исследовательская деятельность» в научных исследованиях интерпретируется по-разному: и как организация учебного процесса, и как одна из новых современных технологий образовательного процесса в общеобразовательном учреждении. При этом в научных работах встречается и употребление синонимичных понятий «творческая» и «поисковая» деятельность школьников [2].

Учеными и педагогами-практиками разработана концепция развития учебно-исследовательской деятельности учащихся, изучаются психологические основы, содержание и формы ее организации в общеобразовательных учреждениях, процесс и условия формирования умственных операций, психология исследовательского поведения и развитие исследовательских способностей учащихся, особенности учебно-исследовательских проектов, а также другие немаловажные аспекты проблемы.

Обозначены цели учебно-исследовательской деятельности учащихся: формирование способности к исследовательскому типу мышления, овладение навыками исследования как одного из способов освоения действительности, активизация личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе самостоятельного получения новых знаний [3].

Определена структура учебно-исследовательской деятельности учащихся, совпадающая с общепринятой структурой деятельности и состоящая из следующих составляющих: цель; мотив; предмет; действия; продукт; результат. Выявлено, что составляющие учебно-исследовательской деятельности имеют предметное содержание и этим отличаются от других видов деятельности.

Отмечается особая значимость учебно-исследовательской деятельности в возможности формирования мыслительных структур научного типа, которые предполагают самостоятельность мышления, его творческость и научную рефлексию, а также способность к исследовательскому поведению [4].

Практика показывает, что вовлечение учащихся в исследовательскую деятельность означает необходимость спланированной, целенаправленной систематической образовательной работы, научно обоснованного определения ее структуры и содержания, поиск новых организационных форм взаимодействия учащихся и научных руководителей, а также юных исследователей друг с другом [5].

Учитывая разработанность понятия «учебно-исследовательская деятельность учащихся» в научной литературе, мы ее рассматриваем как специально организуемую педагогом деятельность учащихся, направленную на изучение и решение отдельных научных проблем, творческих и исследовательских задач, при преобладании самостоятельности в применении доступных возрасту научных методов познания. Данная деятельность направлена на реализацию функций образования, развития и воспитания и формирование общеучебных и специальных исследовательских компетенций, выраженных в необходимых знаниях, умениях и навыках, а также формирование внутренней мотивации учащегося, позволяющей подходить к любой возникающей перед ним научной или жизненной проблеме с исследовательской, творческой позиции [6].

В процессе учебно-исследовательской деятельности учащиеся овладевают технологией исследования, знакомятся с техникой эксперимента, с научной литературой, методикой представления результатов исследования.

Для успешного осуществления учебно-исследовательской деятельности необходимыми, на наш взгляд, являются: заинтересованность учащихся в выборе темы исследования, высокий уровень самостоятельности, проявленной в ходе исследования, грамотное руководство учителя на основе принципов (доступности; осмысленности; естественности; экспериментальности; индивидуальности; рационального сочетания индивидуального и коллективного творчества; активной деятельности учащихся; практической направленности; контроля; обратной связи), необходимое материально-техническое оснащение кабинетов общеобразовательного учреждения.

Учебно-исследовательская деятельность учащихся осуществляется в рамках изучения гуманитарных дисциплин и дисциплин естественнонаучного цикла и обладает некой спецификой. При этом содержание дисциплин естественнонаучного цикла (химия, биология, физика, физическая география, экология) позволяет создавать условия для формирования навыков творческой деятельности (учебно-

исследовательской и проектно-исследовательской), в процессе учебных исследований повышать уровень общей культуры учащихся, формировать адекватную научную картину мира, гуманистическую и экологическую направленность личности, развивать понимание влияния естественных наук на окружающую среду, экономическую, технологическую, социальную и этическую сферы деятельности человека, дает возможность учащимся интегрироваться в современное общество, приобщаться к решению научных проблем в процессе учебно-исследовательской деятельности, применять полученные знания не только в обычных, но и в нестандартных ситуациях, развивает мотивацию учащихся к саморазвитию и самовоспитанию.

Выявляя особенности учебно-исследовательской деятельности учащихся старших классов при изучении химии и биологии, прежде всего необходимо отметить личностную значимость содержания этих дисциплин для учащихся и практико-ориентированный характер исследуемых проблем: возможность изучения человека и биохимических процессов, влияющих на его жизнедеятельность, основ здорового образа жизни, проблем охраны окружающей среды и др. Предлагаются темы для исследований учащихся: Биохимическая диагностика процесса утомления у старшеклассников; Динамика изменения микробиологического и химического состава воздуха в течение дня в общеобразовательной школе; Исследование безопасности наиболее часто употребляемых продуктов питания и многие другие. Подобная тематика исследований позволяет формировать мотивацию к деятельности и познавательные интересы учащихся, обеспечивает всестороннее развитие личности, усиливает обобщающий характер содержания учебного материала, формирует навыки здорового образа жизни и охраны окружающей среды, бережное и гуманное отношение к природе.

Основными методами научного познания, которые применяются при изучении дисциплин естественнонаучного цикла, являются: наблюдение, описание, измерение, эксперимент.

Еще одной особенностью учебно-исследовательской деятельности учащихся старших классов при изучении химии и биологии является возможность формирования целостной научной картины мира, общей системы научных знаний о природе. Знания, которые учащиеся получают, осуществляя учебно-исследовательскую деятельность, составляют естественно-научный фундамент мировоззрения современного человека.

Учебно-исследовательская деятельность учащихся в рамках изучения химии и биологии дает возможность развития научного мышления, мировоззрения учащихся. Старшеклассники на уроках химии и биологии изучают явления перехода вещества из одного качественного состояния в другое, узнают о противоречиях и о взаимозависимости процессов, протекающих в микро-, макро-, мегамирах; о преемственности в развитии жизни, экспериментальным путем доказывают истинность полученных знаний.

В учебном процессе между биологией и химией установлены тесные межпредметные связи, что дает возможность организации учебно-исследовательской деятельности учащихся по единой программе, а также проведение межпредметных исследований, направленных на решение проблем, требующих привлечения знаний из нескольких учебных дисциплин (химия, биология, экология).

Результаты, которые получает учащийся в процессе выполнения межпредметного исследования, выходят за рамки отдельной учебной дисциплины и не могут быть получены в процессе только ее изучения. Такое исследование направлено на углубление знаний учащихся по различным дисциплинам естественнонаучного цикла, способствует решению локальных или глобальных межпредметных задач [7].

Межпредметное учебное исследование иногда называют интегрированным исследованием. Примером является исследовательская работа: «Исследование антиоксидантного действия кремов как актуальная медико-биологическая проблема больших городов (на примере г. Москва)». Здесь идет пересечение содержания таких учебных дисциплин, как химия, биология, экология.

Для учебно-исследовательской деятельности учащихся по дисциплинам естественнонаучного цикла мы предлагаем следующие темы: Изучение сорбции нефтепродуктов в природной и модифицированной глине; Оптимизация получения дубильных веществ из полифенолсодержащего растительного сырья; Исследование качества воды в Сенгилеевском водохранилище Ставропольского края; Биотехнология получения сорбционных материалов с использованием природных биополимеров; Получение и исследование пектинсодержащих комплексов; Качественное и количественное определение нитратов и нитритов в продуктах различного территориального местопроизрастания; Использование метода колончатой хроматографии для обнаружения ионов тяжелых металлов в продуктах питания.

Учебно-исследовательская деятельность по предметам естественнонаучного цикла имеет экологическую направленность. Элементы экологических знаний включены в программу по химии и биологии (региональный компонент). Мы проводили проблемные уроки, на которых предлагали учащимся разрешить экологические ситуации местного значения, глобальные экологические проблемы.

Интегрированные уроки позволили проводить дискуссию по различным темам, например: Здоровый образ жизни; Основные загрязнители воздушной среды в Ставропольском крае; Охрана водного бассейна в Ставропольском крае; Изучение состояния почв в Ставропольском крае, их охрана; Основные природоохранные мероприятия, проводимые в Ставропольском крае и др.

При этом, актуализируется и формируется понимание необходимости экологической безопасности. Данная особенность учебноисследовательской деятельности по химии и биологии реализуется в процессе развития умений учащихся старших классов предвидеть, анализировать, оценивать экологические последствия, которые могут быть связаны с переработкой химических веществ в бытовой и производственной деятельности человека.

Немаловажной особенностью учебно-исследовательской деятельности по химии и биологии является то, что она осуществляется в старших классах общеобразовательного учреждения. Старший школьный возраст является наиболее эффективным и продуктивным для занятий учебно-исследовательской деятельности по предметам

естественнонаучного цикла. Именно старшеклассники способны проявить избирательный интерес к изучению отдельных предметов (химии и биологии), и осознанно заменяют обыденное понимание жизни научным. Важнейшим признаком наличия мировоззрения у старшеклассников является единство и целостность представлений реальной действительности.

У учащихся старших классов развитие познавательных процессов достигает наиболее высокого уровня, что позволяет им быть практически готовыми к выполнению всех видов умственной работы, даже очень сложной. У старшеклассников совершенствуются такие познавательные процессы, как память, речь, мышление, восприятие, внимание, воображение. Учащиеся могут мыслить логически, теоретически рассуждать, проводить самоанализ, оперировать гипотезами, делать общие выводы и частные умозаключения. Старшеклассники усваивают многие научные химические и биологические понятия, могут обучаться пользоваться ими, например, при решении исследовательских задач по химии и биологии. Отличительной особенностью старшего школьного возраста является рост сознания и самосознания, расширяются сферы осознаваемого и углубляются знания о себе, о людях и окружающем мире. У учащихся старших классов появляются «взрослые» мотивы, которые приводят к переосмыслению содержания, целей и задач деятельности, появляются новые виды деятельности. У старшеклассников развивается самоконтроль деятельности, который проявляется в способности контролировать каждый шаг в деятельности, однако у многих отсутствует способность к планированию своей деятельности.

В ходе осуществления учебно-исследовательской деятельности по предметам естественнонаучного цикла ведущая роль отведена проблемному обучению и внедрению в учебно-воспитательный процесс технологии исследовательского обучения. Такое обучение способствует повышению интереса к химии, биологии. Оно обеспечивает постоянную интеллектуальную активность старшеклассников, развивает творческую самостоятельность и способствует осуществлению обратной связи между учащимся и учителем, что позволяет судить об особенностях усвоения знаний, развивает личностные качества учащихся, исследовательские умения.

Для осуществления результативной учебно-исследовательской деятельности учащихся по химии и биологии применялись различные технологии обучения: развивающее обучение, проблемное обучение, блочно-модульное обучение, игровое обучение, обучение развитию критического мышления, исследовательское и проектное обучение и т.д.

Внедрение исследовательского подхода в обучении химии и биологии способствовало усилению мотивации учебной деятельности, в данной предметной области. Формирование исследовательских умений и навыков предусматривало использование по дисциплинам естественнонаучного инновационных технологий и интерактивных методов обучения. Так, на уроках проводились проблемные лекции; работа в проектной группе (над проектом); лабораторные и практические занятия; ролевые игры; уроки-семинары; уроки-коллоквиумы; уроки-конференции.

Внеурочная деятельность включала работу над индивидуальной исследовательской темой; участие в предметных олимпиадах; работу в химико-биологическом кружке; конкурсы рефератов, статей; Всероссийские, региональные, краевые, городские конкурсы научных работ учащихся общеобразовательных школ; школьные научно- практические конференции.

Еще одной особенностью учебно-исследовательской деятельности по предметам естественнонаучного цикла является формирование практических умений: проведения исследования неорганических и органических веществ; выдвижение гипотезы естественнонаучного характера и осуществление ее проверки экспериментальным путем; овладение методикой самостоятельного планирования и проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности.

В процессе учебно-исследовательской деятельности по химии и биологии развиваются умения обобщать научную информацию, оценивать и анализировать полученные результаты в ходе экспериментальной работы, проверять их на достоверность.

Следующей специфической особенностью учебно-исследовательской деятельности по химии и биологии является необходимость соблюдения техники безопасности, т. е. формирование навыков безопасной работы во время проведения исследовательской деятельности (лабораторных опытов, лабораторных работ, соблюдении правил техники безопасности при работе с химическими реактивами и пр.).

Знания, умения и навыки, приобретенные в ходе учебно-исследовательской деятельности по химии и биологии, способствуют профессионализации, позволяют учащемуся ориентироваться в научных проблемах, помогают развить и реализовать потенциально заложенные качества каждого учащегося.

В условиях современного образовательного процесса учебно-исследовательская деятельность учащихся является одним из актуальных направлений его развития и совершенствования. Организация учебно-исследовательской деятельности по дисциплинам естественнонаучного цикла является одной из важных профессионально-педагогических задач.

Литература

1. Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) среднего (полного) общего образования. М.: ФГОС России, 2012.

2. Образование: взгляд в будущее: Сборник лучших работ участников IV Всероссийского конкурса педагогов. Обнинск: НОЦ «Росинтал», 2010.

3. Леонтович, А. В. Исследовательская деятельность учащихся: Сборник статей М.: МГДД(Ю)Т, 2003.

4. Поддъяков, А. Н. Исследовательское поведение: стратегии познания, помощь, противодействие, конфликт. М., 2000.

5. Игропуло, В. С. Психолого-педагогические принципы организации научно-исследовательской деятельности школьников // Актуальные проблемы психологической адаптации человека в современном обществе: Материалы II республиканской научнопрактической конференции. Элиста: КФ МОСА, 2010.

6. Кравцова, Е. Ю. Учебно-исследовательская деятельность старшеклассников в процессе изучения химии и биологии: монография / под общей ред. проф. Е. И. Зритневой. Ставрополь: Сервисшкола, 2014.

7. Степанова, М. В. Учебно-исследовательская деятельность школьников в профильном обучении: Учебно-методическое пособие для учителей / Под ред. А. П. Тряпицыной. СПб.: КАРО, 2005.

Размещено на Allbest.ru