CC BY
322
УДК 372.857; 372.854
Зритнева Елена Игоревна
доктор педагогических наук, профессор, заведующая кафедрой социальных технологий Северо-Кавказского федерального университета [email protected]
Кравцова Елена Юрьевна
учитель химии и биологии
ГБОУ СОШ № 1005, г. Москва, Россия
Особенности
УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ СТАРШИХ КЛАССОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИН ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ЦИКЛА (НА ПРИМЕРЕ ХИМИИ И БИОЛОГИИ)
Zritneva E.I.
Doctor of Education, Professor,
Head of the Department of social technologies.
North Caucasus Federal University [email protected]
Kravtsova E.Y.
teacher of chemistry and biology.
SBEU school № 1005, Moscow, Russia [email protected].
The features of teaching
AND RESEARCH ACTIVITIES OF HIGH SCHOOL STUDENTS IN THE STUDY OF NATURAL SCIENCE CYCLE DISCIPLINES (ON THE EXAMPLE OF CHEMISTRY AND BIOLOGY)
Аннотация. 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 учебноисследовательской 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.
Annotation. 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 учебноисследовательской 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].
254
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-исследо-вательская 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, ЛЛ. Вишневская, П.Я. Гальперин, В.А. Далингер, И.А. Зимняя, В.С. Игропуло, Л.Ф. Колесников, Е.В. Королева, АН. Кочетов, А.Ф. Лазурский, А.В. Леонтович, АЛ. Обухов, ПН. Пидкасистый, АН. Поддъяков, АН. Савенков, Н.К. Сергеев, В.И. Слуцкий, ГС. Сухобская, Л.Ф. Фомина, ЕЛ. 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-пратжами 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 «учебноисследовательская 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; экспериментальное™; 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 получен-
255
ные 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 практикоориентированный 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 естественнонаучный 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 учебноисследовательской 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 исследова-
ния, 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 эффек-
256
тивным и продуктивным для занятий учебноисследовательской 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^жпитательный процесс технологии исследовательского обучения. Такое обучение спосо бствует 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 учебноисследовательской 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 усиле-
нию 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 научнопрактические 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.
257
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 научно-праетической конференции. Элиста : КФ МОСА, 2010.
6. Кравцова ЕЮ. Учебно-исследовательская деятельность старшеклассников в процессе изучения химии и биологии: монография; под общей ред. проф. Е.И. Зритневой. Ставрополь: Сервисшкола, 2014.
7. Степанова МВ. Учебно-исследовательская деятельность школьников в профильном обучении : учебно-методическое пособие для учителей; под ред. А. П. Тряпицыной. СПб. : КАРО, 2005.
Literature:
1. Federal State Educational Standard (GEF) of secondary (complete) general education. M. : FGOS, 2012.
2. Education: A look into the future : collection of the best works of the participants of the IV AllRussian teachers contest. Obninsk : «Rosintal», 2010.
3. Leontovich A.V. Research activity of pupils : collection of articles. M. : MGDD(U)T,2003.
4. Poddyakov A.N. Exploratory behavior: the strategy of knowledge, assistance, counteract, conflict. M., 2000.
5. Igropulo V.S. Psycho-pedagogical principles of the organization of research activity of schoolchildren // Actual problems of psychological adaptation in modern society: proceedings of the II Republican Scientific and Practical Conference. Elista : KF MO-SA, 2010.
6. Kravtsova E.Y. Teaching and research activities of high school students in the study of chemistry and biology: monograph; under the general editorship of prof. E.I. Zritneva. Stavropol: Servisshkola, 2014.
7. Stepanova M.V. Teaching and research activities of pupils in profile training : training manual for teachers; ed. A.P. Tryapitsyna. SPb. : KARO, 2005.
258
