1 of 14

ФОРМИРОВАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ

Фестиваль эффективных педагогических и управленческих практик

образовательных организаций НГО

«От методических решений – к успешным результатам»

Направление: Практики, методики и приемы для формирования функциональной грамотности обучающихся

Макшакова Наталия Алексеевна

МАОУ «Лицей № 56»

2 of 14

ОСНОВНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ

широкие возможности курса биологии для формирования исследовательских умений

слабая разработанность методики развития исследовательских умений в рамках урока

В отечественной педагогике создана концепция развития исследовательской деятельности школьников (Леонтович, Обухов, Алексеев), но она касается преимущественно внеурочной деятельности учащихся в рамках ШНОУ и дополнительного образования. В рамках же урока методика формирования исследовательских умений недостаточна разработана. В тоже время содержание школьного биологического образования обладает широкими возможностями для развития исследовательских умений. И здесь мы видим одно из противоречий, выделенных в процессе исследования.

3 of 14

Результаты PISA-2018 по естественнонаучной грамотности

Россия – 30-37 место среди 78 стран-участников

Средний балл российских обучающихся составил

в 2018 году 478 баллов, в 2015 года - 487 баллов

Компетенции

Применение методов естественнонаучного исследования.
Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

Тип знания

Процедурное знание, знание разнообразных методов, используемых для получения научного знания, а также знание стандартных исследовательских процедур.

4 of 14

Технология формирования исследовательских умений школьников на уроках биологии

1) Поэтапное формирование исследовательских умений у обучащихся в процессе решения специальных задач.

2) Применение приобретенных умений в практических работах и в реальных исследованиях.

различать проблемы
формулировать и отбирать гипотезы
делать вывод из данных «Если …, тогда …»
планировать эксперимент в соответствии с проблемой
интерпретировать данные и делать соответствующий вывод
разделять предполагаемое от доказанного

В работе мы рассматривали исследовательские умения с позиций деятельностного подхода, как способность ученика к действиям, необходимым для осуществления исследовательской деятельности.

Выделяя конкретные виды исследовательских умений, мы придерживались классификации Дж. Шваба, которая не включает мыслительные операции (анализировать, классифицировать и др.) и общеучебные умения (структурировать текст, давать определение понятиям и пр.), а строится на умениях работать с проблемой: перечислить умения. При разработке технологии формирования исследовательских умений для учащихся 6-х классов мы отобрали 4-ое и 5-ое умение, как менее сложные по сравнению с другими умениями.

5 of 14

Задача на истолкование простых данных ¹

Биолог стремился узнать, может ли клетка существовать без ядра. Он нашел способ разделить клетку на две части так, что в одной не оказалось ядра. Исследователь провел такой эксперимент на множестве различных клеток.

Допустим, что те кусочки, которые остались без ядер, погибали, а кусочки клеток с ядрами вскоре превращались во вполне нормальные клетки, лишь несколько меньшего размера. Потом они подрастали и становились совершенно не отличимыми от нормальных клеток.

Как вы можете истолковать этот эксперимент и его результаты?

¹ Шваб Д.Д. Настольная книга для преподавателей биологии. Пер. с англ. К.С.Бурдина и Л.М.Баскина. Общ. ред. и предисл. Н.П.Наумова. – М.: Просвещение, 1974.

6 of 14

Ученый исследовал роль клеточного ядра и в результате эксперимента, описанного в предыдущей задаче, получил данные. Докажите, что эти данные свидетельствуют о большом значении ядра в клетке. Какие данные заставляют вас сомневаться в правильности такого вывода?

Истолкование разнородных данных

7 of 14

Шаг 1. Знакомство учащихся с условиями задачи и выстраивание своего понимания замысла и хода исследования.
Шаг 2. Постановка проблемы, при которой учащиеся сталкиваются с затруднениями в проведении исследования.
Шаг 3. Побуждение учеников к поиску возможных решений проблемы. Выдвижение учащимися способов преодоления затруднений и достраивание собственного хода исследования.
Шаг 4. Анализ предлагаемых вариантов решений. Подведение итогов.

Алгоритм работы над учебной задачей

Нами разработан алгоритм работы над задачей. Шаг первый это знакомство с содержанием задачи, осмысление учащимися хода исследования. Шаг 2. Постановка проблемы, связанной с восстановлением недостающего звена в исследовании. Шаг 3. Выдвижение учащимися различных вариантов решения задачи. Шаг 4. Анализ предложенных вариантов и подведение итогов.

Учащиеся, которые быстро справляются с заданием, должны быть поощрены учителем. Им можно предложить разъяснить одноклассникам, испытывающим затруднение, свой вариант решения или предложить им более сложное задание для индивидуальной работы

8 of 14

Примеры тематического планирования упражнений

№	Тема	Предмет
1.	Истолкование простых данных	Клеточное ядро
2.	Истолкование разнородных данных	Клеточное ядро
3.	Неправильное истолкование данных	Прорастание семени
4.	Истолкование сложных данных	Физиология растений
5.	Сущность знания. Данные как источник знаний

№	Тема	Предмет
1.	Систематическая и случайная ошибка	Понятие об измерениях
2.	Планирование эксперимента	Питание растений
3.	Контроль в эксперименте	Питание растений
4.	Эксперимент и контроль. Достоверность экспериментальных данных

На слайде вы видите тематическое планирование упражнений для 6-ого класса. Они направлены на формирование умений истолковывать данные и планировать эксперимент. Серия занятий планируется таким образом, что на каждом уроке выделяется 10-15 минут на разбор специальных задач. После каждой серии проводится подведение итогов, с целью обобщить материал и проверить сформированность отрабатываемых умений. В конце 7-ого занятия учащимся в качестве домашнего задания предлагается не просто спланировать эксперимент по поставленной проблеме, но и осуществить его дома или после уроков на базе кабинета биологии.

9 of 14

Задание для проверки умения интерпретировать данные

Биолог выделил чистую линию микроорганизмов из крови больной коровы. Последующее введение этих микроорганизмов 50 коровам вызвало у 40 из них заболевание.

Какое из следующих заключений наиболее вероятно?

А) Микроорганизмы не попали в кровь 10 коров, оставшихся здоровыми.

Б) Причиной болезни не являются микроорганизмы.

В) Данная линия микроорганизмов была недостаточно сильна, чтобы вызвать болезнь у всех коров.

Г) 10 коров, оставшихся здоровыми, обладали естественным иммунитетом к заболеванию.

Д) 40 заболевших коров съели что-то ядовитое.

10 of 14

Голосование с помощью электронных средств обучения

на сервисе Quizizz.com

11 of 14

Исследовательская деятельность лицеистов

на базе центра «БИОэкспериментариУМ»

12 of 14

Летний полевой лагерь

в охранной зоне Висимского заповедника

13 of 14

Презентация профессиональному сообществу представленного педагогического опыта

Защита диссертации по теме «Формирование исследовательских умений учащихся на уроках биологии» на соискание степени магистра педагогического образования по программе «Инновационные педагогические технологии» (УрГПУ, 2013 г.)
Онлайн-занятие по теме «Формирование и оценивание исследовательских умений учащихся как условие достижения метапредметных результатов в процессе обучения биологии» для учителей ЗАТО (Конкурс учителей «Школы Росатома», 2014 г.)
Доклад на секции «Эффективные педагогические технологии повышения качества биологического образования» (Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные вопросы школьного образования», УрГПУ, 2018 г.)
Выступление «Из опыта организации проектно-исследовательской деятельности школьников: от обучения исследованию на уроке к STA-студии образовательного центра «БИОэкспериментариУМ» (Марафон педагогических и управленческих практик по выявлению, поддержке и развитию способностей талантливых детей и молодежи, ИРО, 2022 г.)