Из опыта организации исследовательской деятельности по биологии

Современный мир очень сложен, стремителен и динамичен. Требования этого мира к выпускнику школы высоки: от него требуется обладание высокой степенью компетентности, творческой подготовленности к самостоятельной жизни и профессиональной деятельности. Поэтому одним из основных результатов деятельности каждого учителя должна стать не просто система знаний, умений, навыков выпускника, а формирование ряда ключевых компетенций, умение творчески использовать их в различных сферах жизни. Человек все чаще оказывается в новых для себя ситуациях, где готовые рецепты не работают. Исследовательский же навык, приобретенный в школе, поможет ее выпускнику быть успешным в любых ситуациях.

Одним из методов решения этой задачи является участие школьников в исследовательской деятельности. Метод предусматривает организацию поисковой познавательной деятельности учащихся путем постановки познавательных и практических задач, требующих самостоятельного творческого решения. Также в ходе исследовательской деятельности решаются следующие задачи:

-        раннее раскрытие интересов и склонностей учащихся к исследовательской деятельности, создание оптимальных условий для реализации их творческого потенциала;

-        профессиональная ориентация учащихся;

-        проведение исследований, имеющих практическое значение, разработка и реализация исследовательских проектов;

-        пропаганда достижений науки, техники, культуры.

Научно-педагогический анализ результатов образования показывает, что среднестатистические городские дети не знают практически ничего о природе своей местности и своей страны. К сожалению, стратегия современной школы такова, что самые живые и интересные предметы, такие как биология и география, находятся в самом конце списка школьных предметов. Эколого-биологическое направление в системе школьного образования не может привлечь большое количество детей из-за того, что не дает им надежды на будущее материальное благополучие в виде высоко оплачиваемой профессии, да и курс этих предметов очень оторван от действительности. Школьники не могут сопоставить те знания, которые они получают в школе, в классе, с тем окружающим миром, который они видят из окна машины. Чем остается привлечь? Только интересом!

Исследовательские проекты по биологии нацеливают ребят на глубокое изучение проблемы и защиту собственных путей ее решения. Выбор тематики проекта может быть различным: в одних случаях она определяется с учетом учебной ситуации, в других — может быть предложена самими обучающимися.

Например, Максимова И. обратила внимание на раздел биологии — видеоэкологию — науки, изучающей влияние окружающей среды на человека. Проработав теорию по вопросам визуальной среды проживания, она изучила концепцию застройки г. Нижнеудинска, оценила и проанализировала качество визуальной среды города. Проведенное исследование позволило сделать вывод, что визуальная среда города гомогенна (однородна), в ней практически отсутствуют декоративные элементы и многообразие архитектурных форм, городская среда не соответствует физиологическим нормам зрения. Накопление нервного напряжения зрительного анализатора может привести к возникновению раздражения и даже агрессивного настроения, которое в дальнейшем трансформируется в неадекватное поведение, агрессивность, депрессию. Метод эстетической оценки видимой среды города позволяет выявить не только зоны визуального загрязнения, но и разработать мероприятия по снижению агрессивности среды. В основе этих мер — введение видимых элементов, которые могут выступать в роли акцента, концентрирующего внимание наблюдателя (архитектурные детали, рекламные носители). Кардинально изменить что-либо в городе чаще всего не в нашей власти и силах, но самое простое и эффективное средство улучшение визуальной среды — растения, особенно цветущие. Они оживляют голые стены, прикрывают агрессивные поля, насыщают цветовую гамму, тем самым оказывают положительное влияние на состояние человека. Совершенно очевидно, что невозможно пробудить потребность красоты в народе, окружив его повсеместно агрессивной визуальной средой. Люди должны находиться в комфортной визуальной среде постоянно. В решении этой проблемы видеоэкология и является научной основой, позволяет формировать видимую среду города осознанно. По результатам работы была опубликована статья с методами оптимизации городской видеосреды.

Ефремова А., увлекаясь узамбарскими фиалками, выяснила, что хорошо изучен основной способ размножения фиалок — вегетативный, листовыми черенками. Также достоверно известно, что прививки в комнатном цветоводстве хоть и применяются редко, но позволяют придать растению новый облик. Так родилась гипотеза о возможности фенотипического изменения сенполий с помощью прививки: разные сорта относятся к одному роду, значит, высока вероятность срастания черенков и цитоплазматического обмена клеток. Но информация о возможности прививок у сенполий, методика их проведения практически не приводится ни в одном издании. Это и послужило основанием для исследования, объектами которого стали фиалки домашней коллекции. Опытным путем был найден способ, позволяющий легко провести прививку сенполий и не требующий особой профессиональной подготовки — аблактировка — срастание листовых черенков. Необходимо отметить, что наблюдение за результатами прививки требует терпения, так как все процессы длительны по времени: срастание листовых побегов — более 5-ти недель, формирование молодой розетки после посадки — более 8-ми месяцев, первое цветение после прививки — 15 месяцев. Исследовательская работа «Тайна нежной фиалки» — результат двулетней работы ученицы.

Биологическое исследование — творческий процесс изучения объекта или явления с определенной целью, но с изначально неизвестным результатом, это следование алгоритму опытного или теоретического анализа. Упрощенным вариантом такого алгоритма можно считать следующую последовательность действий: наблюдение объекта; фиксация параметров объекта с помощью адекватных методик; теоретический анализ полученных данных и поиск путей их интерпретации. Основным критерием исследовательской работы является получение объективно новых знаний. В случае учебного исследования речь может идти о субъективно новых, но самостоятельно добытых знаниях.

Так, Афанасьева А. постаралась найти путь к долголетию, т. е. определить факторы, препятствующие старению и способствующие увеличению продолжительности жизни через изучение демографической характеристики г. Нижнеудинска и социальных аспектов состояния долгожителей города. Уничтожив всех «пожирателей» жизни, большинство из которых мы сами себе навязываем своим образом жизни или обращением с окружающей средой, мы смогли бы продлить жизнь каждого человека в среднем на 22,5 года. Этого в значительной мере можно достигнуть без изобретения каких бы то ни было новых лекарств, процедур или технических новшеств в медицине. Большая часть этих воздействий целиком находится в нашем подчинении, будучи всего лишь функцией повседневных привычек человека, что наглядно показывает эта работа. Обращение к данной теме имеет не только теоретический, но и экзистенциальный интерес: понять через исследование судьбы пожилых людей собственное место в жизни.

В природе условия наблюдения объектов и явлений полностью никогда не повторяются, поэтому минимальная новизна исследований, если они грамотно спланированы и выполнены, обеспечена. Вот уже два года ученики нашей школы участвуют в работе эколого-туристского лагеря «Ольхон» в бухте Улан-Хушин. За две недели каждый имеет возможность не только хорошо отдохнуть, но и познакомиться с уникальными представителями байкальской флоры и фауны. По итогам летней работы 2013 года оформлены два исследования: «Псамофиты бухты Улан-Хушин» и «Лишайники бухты Улан-Хушин». Рыбак И. обследовал 10 пробных участков природного ландшафта песчаных образований бухты, собрал 11 гербарных пакетов, в дальнейшем был определен видовой состав и составлены списки лишайников по морфологическим типам талломов и субстратным группам. Саранчук А. изучил анатомо-морфологические и биологические адаптивные признаки псаммофитов бухты. Его исследование основано на гипотезе, согласно которой большинство признаков носит адаптивный характер, позволяющий не только существовать в условиях подвижных песков, но и закреплять их.

Важным моментом для юного исследователя является публичное представление результатов своей работы. Без этого логичного обобщения научного труда школьника его деятельность вряд ли может считаться по-настоящему завершенной. Представление своей работы перед своими товарищами, педагогами или родителями — важный положительный мотив. Как правило, юный исследователь при этом более ответственно относится к выполнению работы, критично оценивает полученные результаты, старается добиться их большей научной убедительности. И конечно, в жизни не раз пригодятся умения четко излагать мысли и факты, аргументированно отстаивать свою точку зрения.

Работы были представлены на научно-практических конференциях — «Тропами Прибайкалья», «Исследователи Восточной Сибири», «Шаг в будущее», «Вода — источник жизни на Земле» г. Санкт-Петербург. В марте 2014 года участники летней экологической экспедиции Саранчук А., Рыбак И. представили доклады по результатам своих исследований на VII Всероссийской научной экологической конференции школьников и студентов в г. Санкт — Петербурге. Организаторы конференции — Объединенный научный совет «Экология и природные ресурсы» Санкт- Петербургского научного центра РАН, комиссия охраны природы Русского географического общества, детское межрегиональное общественное движение «Культурно-экологический клуб «Непоседа». Работы ребят отмечены Дипломами I степени, а тезисы докладов опубликованы в Сборнике «Вода — источник жизни на земле», изданном в 2014 г. по материалам конференции.

Приведенные примеры детских работ позволяют сформулировать основные принципы исследовательской деятельности:

-        базирование на концепции устойчивого развития, включая личное участие детей в решении местных эколого-биологических проблем, заботе об окружающей среде города, области;

-        обеспечение мотивации, заинтересованности, значимости деятельности ребенка для него самого и для окружающих;

-        теоретические знания должны находить применение в практической или общественной деятельности;

-        отказ от сложных, претендующих на научный результат, методов исследования в работе с детьми.

Исследовательская работа приучает школьников к ответственности, точности и аккуратности, на практике показывает, как хрупок живой организм, вызывает желание бережного к нему отношения. Они учатся не только проводить исследования, но и анализировать поступающую к ним информацию, четко излагать свои мысли, представлять новые идеи. Каждый ученик имеет возможность выработать собственную систему ценностей и адекватные ответные реакции на определенные проблемы. Таким образом, они приобретают навыки самостоятельного творчества, которые, по моему убеждению, будут им полезны в любой области профессиональной деятельности, даже если это будет не наука.