Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Исследовательская деятельность учащихся при изучении биологии 10
1.1 Внеклассное исследовательское опытничество учащихся как форма научной деятельности 10
1.2 Внеклассная исследовательская деятельность в учебно-методической и научной литературе 16
1.3 Педагогические аспекты формирования технологической культуры в процессе исследовательской деятельности 28
1.4 Требования к общеобразовательной подготовке в области исследовательской деятельности Выводы по первой главе 46
ГЛАВА II. Методические особенности обучения и проведения исследовательской деятельности на основе сочетания преподавания обязательного факультативного курса и биологии 47
2.1 Программа, факультативный курс, система и модель исследовательской деятельности 47
2.2 Взаимосвязь теоретической и практической подготовки учащихся 6 класса к исследовательской деятельности при изучении биологии 64
2.3 Опыты для обучения учащихся исследовательской деятельности 81
2.4 Результаты исследовательской деятельности при изучении биологии 94
Выводы по второй главе 115
Заключение 116
- Внеклассное исследовательское опытничество учащихся как форма научной деятельности
- Внеклассная исследовательская деятельность в учебно-методической и научной литературе
- Программа, факультативный курс, система и модель исследовательской деятельности
Введение к работе
Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки педагогических приемов развития познавательного интереса и активизации устойчивой творческой деятельности учащихся, обязательных для совершенствования биологического образования. К таким приемам относится внедрение исследовательского, деятельностного, системно-комплексного принципов в процессе биолого-экологической подготовки и воспитания учащихся. Одним из эффективных источников этого процесса является исследовательская деятельность в форме опытничества, проводимого с культурными, практически ценными растениями.
Осуществляемое в настоящее время реформирование школьного образования [132,133] к числу основных требований выдвигает необходимость усиления реализации одного из ведущих, фундаментальных дидактических принципов биолого-экологической подготовки - установление постоянных и прочных взаимосвязей теоретических и практических знаний. Это касается всей биологии и особенно ее ботанического, зоологического и экологических разделов, изучить которые глубоко осознанно, конкретно и целостно только вербально невозможно, ведь теория без практики мертва. В этой связи учащимся необходимо постоянно и целенаправленно контактировать с природой родного края, практически и творчески работать, выращивать растения, проводить исследовательскую деятельность в форме опытничества. Это способствует закреплению, углублению, расширению, конкретизации знаний, получаемых на уроках, а также формированию комплекса умений, в том числе и умение "мыслить глобально -действовать локально".
В связи с реформацией общества исследование актуально не только для учащихся сельских, но и в не меньшей степени для учащихся городских школ. Осваивающие в процессе исследовательской деятельности в форме опытничества технологию выращивания культурных растений учащиеся
могут стать и становятся квалифицированными помощниками родителей на своих садово-огородных участках, особенно в летние каникулы. Их совместная, творческая и практически ценная работа - это прекрасная возможность для их общения в условиях реальной трудовой деятельности, способствующая лучше познать друг друга, почувствовать себя полноценным соучастником выращивания экологически чистой продукции для всей семьи. Наряду с этим, указанная деятельность отвлекает детей от незанятости и безделья в летние каникулы, способствует укреплению их здоровья, помогает своевременно и правильно найти свое призвание, выбрать профессию.
Анализ результатов вступительных экзаменов по биологии в Тамбовский госуниверситет им. Г.Р.Державина, разноуровневых (школьных, районных, городских, областных, зональных) биологических олимпиад школьников, данных констатирующего этапа эксперимента автора свидетельствуют, что старшеклассники и выпускники школ не имеют, в частности, прочных, целостных знаний о культурных растениях своего края. Причин, порождающих указанные пробелы в биологическом образовании, несколько. Наиболее существенными из них являются следующие:
изучение биологии, в том числе ее ботанического и экологического разделов, по-прежнему проводится в основном на уроках в классе;
внеклассная работа по биологии, особенно исследовательская деятельность в форме опытничества с культурными растениями, в школе почти не проводится.
Жизнь предъявляет повышенные требования не только к качеству биологических знаний, что само собой разумеется, но и к умению реализовать их на практике.
Все вышеуказанное и определило проблему исследования. Она состоит в разрешении противоречия между большой ролью биологии и экологии как фундаментальной научной основы совершенствования технологии основополагающих прикладных отраслей (медицины, сельского хозяйства,
*
4*
природоохранной деятельности, рационального природопользования) и недостаточным использованием возможностей школы обеспечить высокий уровень биолого-экологической подготовки, который в большей мере отвечал бы запросам жизни и требованиям времени. Данная проблема определила и цель исследования - разработать методику исследовательской деятельности в форме опытничества учащихся при изучении биологии.
Объект исследования: процесс обучения биологии.
Предмет исследования: обучение учащихся 6 класса исследовательской деятельности в форме опытничества с культурными растениями при изучении биологии.
Гипотеза исследования: учащиеся при обучении биологии овладевают основами первоначальных знаний и умений исследовательской деятельности, если их работа будет организована на основе сочетания теоретической и практической подготовки к ней по трем ключевым темам:
индивидуальное развитие растений;
методы экологически безопасной защиты растений от болезней и вредителей;
взаимодействие организма и среды.
Для разрешения проблемы, проверки гипотезы и достижения цели исследования были поставлены задачи:
обосновать модель обучения и проведения исследовательской деятельности учащихся в форме опытничества при обучении биологии;
разработать тематику и методику опытов для обучения и проведения учащимися исследовательской деятельности в форме опытничества с культурными растениями;
- выявить эффективность педагогического воздействия двух вариан
тов (факультативного и контрольного) на качество подготовки и проведе
ния исследовательской деятельности учащихся при изучении биологии.
Методологическую основу исследования составляют: фундаментальные идеи о жизненно важной взаимосвязи человека с землей как основой всего живого, органичном единстве теории и практики [7, 8, 9, 11, 16,23, 25, 43, 50, 56]; дидактические, методические, психолого-педагогические концепции содержания образования [4, 15, 17, 18, 20, 23, 24, 28, 30, 40, 44, 50,60, 128].
В процессе исследования использовались методы:
Эмпирические - педагогическое наблюдение, констатирующий, поисковый и обучающий виды эксперимента.
Социологические - анкетирование, систематическое проведение и психолого-педагогический анализ уровня самооценки учащихся, беседы с учащимися, учителями, родителями.
Теоретические - анализ философской, методической, методологической, биологической, экологической, сельскохозяйственной литературы, школьных учебников, программ по биологии и смежным дисциплинам.
Статистические - систематическая и комплексная количественная и качественная обработка экспериментальных данных.
Диссертационное исследование опиралось на:
теории развивающего (Л.Г.Выготский, С.Л.Рубинштейн, В.В.Давыдов), деятельностного (А.Н.Леонтьев) обучения; теорию поэтапного формирования умственных действий (П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина);
концепции биологического и экологического образования (И.Д.Зверев, В.Д.Комиссаров, И.Н.Пономарева, И.Т.Суравегина); формирования учебной деятельности (Д.Н.Богоявленский, Е.Н.Кабанова-Меллер);
формирования приемов исследовательской деятельности (В.И.Загвязинский, Л.В.Занков).
Научная новизна и теоретическая значимость исследования. 1. Разработана и теоретически обоснована модель обучения и проведения учащимися 6-7 классов исследовательской деятельности в форме опытничества с культурными растениями, включающая разделы и блоки, содержание и структура которых ориентирует учителя биологии, педагога дополнительного образования и сотрудников внешкольных учреждений на методику реализации одной из актуальных целей обучения биологии: внедрение исследовательского метода в процесс биолого-экологической подготовки и воспитания учащихся.
Выявлена высокая эффективность педагогического воздействия факультативного курса на процессы и качество исследовательской деятельности и биолого-экологической подготовки учащихся.
Установлен и обоснован механизм позитивного педагогического воздействия исследовательской деятельности учащихся на процесс обучения биологии.
Практическая значимость исследования.
Педагогам дополнительного образования, учителям биологии, руководителям юннатских кружков, методистам внешкольных учреждений предлагаются:
Комплексная программа и факультативный вариант ее применения для обучения учащихся исследовательской деятельности в форме опытничества с культурными растениями при изучении биологии.
Комплексная система, модель обучения и проведения учащимися исследовательской деятельности в форме опытничества при изучении биологии.
3. Тематика и методика серии опытов для подготовки и проведения исследовательской деятельности при изучении биологии.
W Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и
выводов обусловлены:
соответствием исследования современной концепции биологического образования и требований проекта государственного стандарта биологического образования [132, 133];
сочетанием различных методов исследования;
результатами многолетнего опытного преподавания, выполненного с учащимися школы № 2 и станции юннатов г.Тамбова.
Апробация результатов исследования и внедрение в практику осуще-
4ji ствлялись через:
1. Доклады на кафедре зоологии и методики преподавания биологии
(1994-1998 гг.), на научных конференциях преподавателей Тамбовского
ф университета (1994-1998 гг.), на региональной научно-практической эколо-
гической конференции (1995 г.), на международной (голландско-российской) научно-практической конференции (Москва, 1994 г.). Всего сделано 16 докладов.
2. Чтение лекций, проведение лабораторных, практических, семинар
ских занятий, учебная и стажерская педагогическая практика, полевая
учебная практика в Тамбовском госуниверситете им. Г.Р.Державина (1994-
1998 гг.).
Внеклассное исследовательское опытничество учащихся как форма научной деятельности
Внеклассное исследовательское опытничество способствует развитию и формированию у учащихся устойчивого познавательного интереса к научной деятельности при изучении биологии [13, 34, 39, 40, 43, 52, 59, 62, 64] и в конечном итоге является одним из эффективных путей достижения главной цели биологического образования - подготовки биологически и экологически грамотной личности [35, 36, 132, 133]. Но как форма научной деятельности внеклассное исследовательское опытничество может быть эффективным при условии, если оно проводится:
- учащимися не от случая к случаю, а систематически, целенаправленно, заинтересованно, качественно [1, 3, 5, 9, 11, 14, 21, 24, 28, 39, 41, 43, 44];
- с учетом их подготовки, возраста, личного субъективного опыта, последовательно и поэтапно [50, 53, 58, 64,67, 71, 83, 90, 98].
Значительные возможности заниматься исследовательской деятельностью в форме опытничества с культурными растениями появились в настоящее время и у городских учащихся, при этом не только на пришкольных, но и на своих садово-огородных участках [97, 109, 116].
Школьная практика, результаты специальных исследований [53, 67, 70,71,72,75,76,77,93,98,107,118,127,128, 130,131, 138, 154] показывают, что роль исследовательской деятельности учащихся в процессе биолого-экологической подготовки многогранна и высокоэффективна, ибо при качественном ее проведении в школе возможно наиболее успешно разрешать принципиально важные проблемы и дидактические задачи учебно- воспитательного процесса. Рассмотрим лишь некоторые, на наш взгляд, наиболее существенные из них:
1. В процессе исследовательской деятельности у учащихся развивается и воспитывается творческое, глубоко осознанное и заинтересованное отношение к учебе, производительному труду, вырабатывается наблюдательность, дисциплинированность, самодисциплинированность, ответственность \2, 32, 34]. Являясь одним из эффективных видов научной деятельности, трудового воспитания, исследовательское опытничество способствует физическому, умственному, нравственному развитию и воспитанию учащихся [42, 116, 124, 125, 126,127, 128]. Наряду с этим, у учащихся воспитывается и бережное отношение к окружающей среде [2, 5, 18, 19, 42, 45, 49, 51, 96], органичная потребность и постоянное стремление приумножать природное богатство своего края [95,96, 107, 109, 118, 135, 137, 144].
2. Исследовательская деятельность с культурными растениями помогает своевременно и правильно выбрать профессию, на раннем этапе технологического воспитания создает реальные предпосылки подготовки и становления профессионального исследователя, аграрного, природоохранного труженика [93, 94, 101, 106,147, 149, 196].
3. Под воздействием научной деятельности путем исследовательского опытничества с культурными растениями воспитывается и развивается характер школьника, создается целостная личность, такие ее черты как коллективизм, целеустремленность, самостоятельность, инициативность, активная жизненная позиция, бережное и уважительное отношение к самому главному богатству планеты - земле (почве), сельскохозяйственному труду, людям сельскохозяйственного труда, умение выявлять, анализировать и оценивать главное, обобщать, делать выводы, прогнозировать [6, 10, 67, 68, 71, 72, 73, 76, 79, 80, 83, 153]. С этой точки зрения внеклассное исследовательское опытничество следует рассматривать как один из возможных путей формирования предпринимателей аграрной сферы деятельности. Поэтому и учителю биологии, проводящему внеклассную работу, особен но исследовательское опытничество, надо не только много знать и методически оптимально эти знания преподносить, что само собой разумеется, но гораздо более важно уметь многое делать самому, при этом делать быстро и качественно.
4. Научная деятельность, выполняемая учащимися путем внеклассно- го опытничества, в наибольшей мере способствует реализации принципи- Іально новых взаимоотношений как между учащимися, так и между учащи мися и взрослыми, особенно с учителями и родителями. Это обусловлено тем, что самостоятельная научная деятельность учащихся в процессе обу чения благоприятствует удовлетворению любознательности детей и их природному стремлению к самостоятельности и взрослости. Поэтому и пе дагогическое руководство научной деятельностью должно быть особо так тичным, корректным, не подавляющим личность [4, 7, 21, 26, 43, 54, 55]. Кстати, В.А.Сухомлинский неоднократно подчеркивал мысль о том, что настоящее, наиболее эффективное и оптимальное формирование и разви тие целостной, гармонически развитой личности учащихся не всегда про исходит на уроке, как утверждает большинство учителей, а в сфере свобод ного общения, любимых занятий, созидательного творческого труда с обя зательным получением интересных результатов, наконец, отдыха и игр [52].
Внеклассная исследовательская деятельность в учебно-методической и научной литературе
Особо следует отметить существенную роль и вклад одного из ведущих сторонников и патриархов в разработку научных основ и подходов, особенно внедрения внеклассного исследовательского опытничества, на- блюдений, сравнений и оботдений в процессе обучения биологии -А.Я.Герда (1841 -1888 гг.). Много конструктивного высказывал он по этой проблеме и, в частности, писал: "Все реальные знания приобретены человечеством путем наблюдений, сравнений и опытов. Только таким путем, а никак не чтением статей могут быть с пользой переданы эти знания детям. Ученики должны под руководством преподавателя наблюдать, сравнивать, описывать, обсуждать наблюдаемые факты и явления, делать выводы и обощения и проверять их доступными, простыми опытами... Преподаватель естественных наук не может удовлетвориться одним сообщением научных фактов, он сверх того должен стремиться к достижению двух чрезвычайно важных целей: 1. развить в учениках интерес к самостоятельному изучению явлений и форм жизни; 2. передать ученикам необходимые для самостоятельных работ практические сведения и приемы" [11, 43].
Герд с удивительной проницательностью смотрел далеко вперед. Высказывая свои мысли и пожелания, он постоянно и настойчиво требовал введения внеклассного опытничества и экскурсий в школу, требовал как можно больше самостоятельных занятий для учащихся.
Позицию Герда по отношению к педагогической роли самостоятельного внеклассного опытничества и экскурсий разделял и Б.Е.Райков (1880 -1966 гг.). По этому поводу он писал: "Не всякая экскурсия, не всякое практическое занятие нас удовлетворяет. На первый план мы выдвигаем такие установки, которые втягивают детей в активную самостоятельную работу, превращают их в маленьких деятельных исследователей, "первооткрывателей" тех или иных новых для них истин... Мы стремимся поставить наших питомцев в положение маленьких пионеров науки, которые путем личного эксперимента, путем наблюдения самостоятельно решают поставленные перед ними вопросы" [43].
Первая попытка охарактеризовать приемы исследовательского обучения в области практических знаний была предпринята им еще в 1911 году. Тогда же им было предложено обозначить этот метод обучения естествознания как опытно-исследовательский. Этот метод, как перспективный почин получил поддержку у московских педагогов естествознания в лице Б.В.Всесвятского [9, 10], Б.Ф.Натали [43], АА.Яхонтова [43]. В самом начале своего проникновения в школу практический опытно исследовательский метод настолько резко отличался от классно-урочных занятий, что являлся как бы инородным телом, которое внедрилось в процесс классно-урочного обучения как нечто чужое. Доказательным тому подтверждением послужило анкетирование одной тысячи преподавателей естествознания Петроградского округа осенью 1921 года, которое дало печальные результаты: три четверти школ (84%) не ведут никаких практических занятий, в том числе и внеклассное опытничество [43]. Причин столь негативного фактора несколько. Одна, наиболее распространенная из них, кроется в том, что учителю биологии приходится затрачивать несравненно больше времени и усилий на подготовку и особенно на проведение внеклассной практической опытнической работы. Процесс подготовки неви дим, но чрезвычайно важен и необходим и на него уходит времени гораздо больше, чем на обычные классно-урочные занятия. Даже в каникулярно-отпускное время педагог-натуралист не может остаться праздным. Между прочим, эта внеклассная работа обычно не учитывается и не оплачивается и поныне. Отсюда вывод: биология как учебный предмет требует свободного от обычных классно-урочных занятий высокопрофессионального и высокооплачиваемого специалиста-педагога дополнительного образования и соответствующей материальной базы школы. К сожалению, мы до сих пор не видим ни того, ни другого. В результате педагог-естесственник даже при большом энтузиазме и добрых намерениях что-либо сделать, сталкивается с такими трудностями, что у него руки опускаются [7, 43].
Программа, факультативный курс, система и модель исследовательской деятельности
Для исследования проблемы были использованы факультативный экспериментальный) и контрольный (классно-урочный, стандартный) варианты обучения учащихся 6 класса исследовательской деятельности в форме опытничества с культурными растениями при изучении биологии. При факультативном обучении была использована разработанная нами комплексная программа (табл. 1). Принципиальное отличие вариантов обучения учащихся исследовательской деятельности в форме опытничества с культурными растениями состоит в том, что вся подготовка учащихся по контрольному (классно-урочному) варианту проводится в процессе обычных классно-урочных занятий по типовой программе биологии, утвержденной руководством школы. По факультативному варианту всё обучение учащихся исследовательской деятельности осуществляется в процессе факультативных занятий, проводимых нами.
Практическая реализация комплексной программы в процессе обучения учащихся факультативного курса осуществляется последовательно и поэтапно в соответствии с содержанием и структурой программы, которые включают пять взаимосвязанных и взаимообусловленных блоков обучения.
Наряду с программой обучения нами разработана система практической реализации исследовательской деятельности в форме самостоятельного
внеклассного опытничества с культурными растениями. Её реализация осуществлялась с учётом психолого-педагогических, побуждающе-моти-вационных, организационно-методических и теоретико-практических приёмов и требований, разработанных нами. Системный подход обусловливает не только активизацию исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения биологии, но и способствует эффективному внедрению исследовательского принципа организации биолого-экологической подго-товки и воспитания учащихся. Содержание и структура рассматриваемой системы проведения исследовательской деятельности представляет комплекс взаимодополняемых блоков, среди которых наиболее существенными, по мнению автора, являются следующие (табл. 2).
По эффективности педагогического воздействия на процесс исследовательской деятельности все блоки системы (табл. 2) условно можно раз-делить на две группы - основные и вспомогательные (дополнительные). К основным относятся 1-4 блоки, к вспомогательным -5-8.
Имея комплексную (теоретико-практическую, организационно-моти-вационную, общеметодическую) направленность, основные 4 блока обусловливают максимальную эффективность выполнения самостоятельного исследовательского опытничества, стимулируют оптимальное педагогическое воздействие на обучение биологии, в том числе на развитие и формирование познавательного интереса и активизацию созидательной творческой деятельности. Наиболее существенно и четко педагогический эффект этих блоков проявляется в качестве подготовки и выполнения исследовательской деятельности, а также на уровне специальных и биологических знаний учащихся 6-7 классов.
Однако различия в педагогической функции основных и вспомогательных блоков системы не являются абсолютными. Характер их сочетания и взаимодействия, складывающихся в конкретных условиях, варьирует. Рассматриваемая в данной работе самостоятельная исследовательская деятельность учащихся в основном проводится не в закрытых помещениях (живом уголке, кабинете биологии, теплице, оранжерее, дома и т.п.), а на открытых участках - пришкольном, внешкольном, приусадебном, садово-огородном, - и как правило, в нестабильных природно-погодных условиях. Комплексная педагогическая значимость основных блоков исследо вательской деятельности, как правило, столь велика, что нередко проявляется она по известному во многих сферах деятельности человека и особенно в аграрной и природоохранной сфере закону минимума. Согласно этому закону недооценка и тем более игнорирование хотя бы одного блока системы может не только снизить качество выполнения исследовательской деятельности учащихся в форме опытничества с культурными растениями, но и свести эту деятельность к нулю. Оптимальное сочетание и взаимодействие основных блоков системы может служить гарантией успешного проведения и выполнения учащимися исследовательской деятельности.
Недооценка и даже игнорирование одного или нескольких дополнительных блоков системы может отрицательно повлиять на качество выполнения исследовательской деятельности учащихся, но не в состоянии свести её на-нет.
