Методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «человек»

Вид материала

Урок

Содержание Научный руководитель Общая характеристика работы Цель исследования Объектом исследования Гипотеза исследования Методолого-теоретической основой исследования Основные этапы исследования. Научная новизна Теоретическая значимость Практическая значимость Структура и объем работы. Основное содержание диссертации Социальный заказ Содержательный компонент Процессуально-деятельностный компонент Организационно-методический компонент Результативно-диагностический компонент Уровни развития исследовательских умений

Подобный материал:

• Методика использования комнатных растений на уроках биологии, 77.87kb.
• Формирование и развитие исследовательских умений и навыков учащихся основной школы, 126.73kb.
• Задачи: Формирование и развитие поисково-исследовательских навыков и умений обучающего, 280.31kb.
• Развитие исследовательских умений у детей младшего школьного возраста, 214.01kb.
• Рабочая программа по курсу Формирование исследовательских умений на уроках математики, 51.16kb.
• Доклад   Тема: «Личностно-ориентированные ситуации на уроках биологии», 197.31kb.
• Применение flash – анимаций на уроках биологии, 68.93kb.
• Категория, 121.78kb.
• Конкурс исследовательских работ старшеклассников «Человек и война. Цена Победы», 253.63kb.
• Конкурс исследовательских работ старшеклассников «Человек и война. Цена Победы», 227.77kb.

На правах рукописи


Мухамбетова Альфия Бариевна


МЕТОДИКА РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ РАЗДЕЛА «ЧЕЛОВЕК»


Специальность 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания

(биология, уровень общего образования)


АВТОРЕФЕРАТ


диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук


Астрахань

2009

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении

высшего профессионального образования

«Астраханский государственный университет»


Научный руководитель – доктор педагогических наук, профессор

Семчук Надежда Михайловна


Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Носова Тамара Михайловна


кандидат педагогических наук

Степанова Наталья Петровна


Ведущая организация - Мордовский государственный

педагогический институт им. М.Е. Евсеева


Защита состоится 7 февраля 2009 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.05 в Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, ауд. 101


С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Астраханского государственного университета по адресу: 414056, Астрахань, ул. Татищева, 20а.


Автореферат разослан 20 декабря 2008 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета С.З. Кенжалиева


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность исследования

Глобальные изменения в информационной, коммуникационной, профессиональной и других сферах современного общества требуют корректировки содержательных, методических, технологических аспектов образования, пересмотра прежних ценностных приоритетов, целевых установок и педагогических средств.

Изменение социально-экономических условий современной России предъявляет повышенные требования к качеству фундаментальной профессиональной подготовки школьников. Это предполагает формирование прочных системных знаний выпускников, овладение технологиями исследования, развитие умений ориентироваться в различных сферах науки, культуры, формирование умений преодолевать стереотипы, быть готовым к интеллектуальной инновационной деятельности. Повышаются требования к уровню интеллектуального и личностного развития выпускника, измеряемого совокупностью профессиональных и социальных задач, которые должен уметь решать специалист. Выполнение учащимися задач этого класса предполагает высокий уровень продуктивной деятельности, их решение требует от выпускника способности генерировать новую по сравнению с содержащейся в учебном материале информацию, решать проблемы, возникающие в ходе учебной деятельности.

Одним из важнейших условий повышения эффективности учебного процесса является организация учебной исследовательской деятельности и развитие её основного компонента – исследовательских умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованиями программы, но и развивают у них творческие способности, логическое мышление, создают внутреннюю мотивацию учебной деятельности в целом.

Широкими возможностями для развития исследовательских умений учеников обладает школьный курс биологии, т.к. спецификой курса является исследовательский характер содержания.

Идея включения учащихся в исследовательскую деятельность для наиболее эффективного достижения целей обучения имеет давнюю, почти стодвадцатилетнюю историю, начало которой связано с именами методистов А.Я. Герда, М.М. Стасюлевича, Р.Э. Армстронга и естествоиспытателя Т.Гексли, сформулировавших общую идею исследовательского метода. С тех пор педагогическая мысль систематически обращается к исследовательской деятельности учащихся, которая при этом рассматривается в качестве перспективного средства развития познавательной мотивации - этому посвящены работы Б.П. Есипова, М.А. Данилова, М.Н. Скаткина, И.Я. Лернера, М.И. Махмутова, Т.И. Шамовой, В.И. Андреева, Л.А. Казанцевой, А.И. Савенкова и др.

Проблема познавательной, самостоятельной, исследовательской деятельности учащихся освещена в работах многих психологов и дидактов - Т.К. Ахаян, А.П. Беляевой, Т.В. Габая, В.В. Давыдова, А.Н. Леонтьева, П.И. Пидкасистого, С.А. Расчетиной, Н.Ф. Талызиной, Г.И. Щукиной и др. Проблеме формирования умений посвящены исследования Ю.К. Бабанского, В.А. Сластенина, В.И. Орлова, A.B. Усовой, В.В. Краевского, Н.А. Лошкарева и др. В исследованиях по теории и методике обучения биологии рассматриваются отдельные вопросы использования учебно-исследовательской работы учащихся с целью формирования и развития системы биологических знаний, общеучебных и интеллектуальных умений учащихся, повышения интереса к биологии – это работы Е.П. Бруновт, Н.М. Верзилина, Н.В. Добрецовой, И.Д. Зверева, Б.Д. Комиссарова, В.М. Корсунской, A.B. Кулева, A.M. Мягковой, И.Н. Пономаревой, Б.Е. Райкова, H.A. Рыкова, В.Ю. Ульянинского, К.П. Ягодовского и др. Однако в имеющихся трудах, посвященных данной проблеме, не обнаруживается системного подхода к развитию исследовательских умений учащихся на уроках биологии, недостаточно полно раскрывается методика организации исследовательской деятельности в образовательном процессе.

Несмотря на приоритетность и актуальность данной проблемы, к настоящему времени опубликовано мало работ, содержащих систему заданий для исследовательской деятельности учащихся по биологии и методические рекомендации по их использованию. Вышесказанное указывает, что проблема содержания и организации исследовательской работы учащихся по биологии недостаточно разработана и нуждается в дальнейшем исследовании.

Проблема методики развития исследовательских умений на уроках биологии до настоящего времени остаётся нерешённой и с научной точки зрения: не уточнена категория «исследовательские умения», отсутствует ее определение; не выделено учебное содержание курса биологии, позволяющее реализовать возможности развития исследовательских умений; не определены методы и методические приемы, использование которых на уроках биологии повысит эффективность формирования у школьников исследовательских умений.

В ходе исследования был выявлен ряд противоречий, сложившихся в теории и практике обучения биологии в средней школе: между потребностью современного общества в активной самореализации подрастающего поколения, способного к творческой деятельности, и недостаточным уровнем развития исследовательских умений выпускников школы; между широкими возможностями содержания школьного биологического образования для формирования исследовательских умений и слабой разработанностью методики их развития в образовательном процессе; между потребностями, стремлениями школьников в самостоятельном поиске информации, добывании знаний и реальностью процесса обучения биологии, методы которого в основном направлены на сообщение информации в готовом виде и не требуют дополнительных поисковых усилий. Названные противоречия определили актуальность нашего исследования. Преодоление выше обозначенных противоречий требует разработки научно обоснованной методики развития исследовательских умений на уроках биологии.

Цель исследования заключается в научном обосновании и разработке методики развития исследовательских умений школьников на уроках биологии раздела «Человек».

Объектом исследования является образовательный процесс по биологии раздела «Человек».

Предметом исследования является методика развития исследовательских умений школьников на уроках биологии раздела «Человек» (цель, содержание, методы, методические приемы, средства, диагностика).

Гипотеза исследования:

Процесс развития исследовательских умений школьников на уроках биологии будет более эффективным, если:

- развитие исследовательских умений школьников выделено на уровень специальной задачи каждого урока;

- выявлены и соблюдаются в образовательном процессе педагогические условия и этапы развития исследовательских умений;

- определено учебное биологическое содержание, изучение которого позволяет организовать исследовательскую деятельность школьников;

- в методику уроков биологии включены методы и методические приёмы, дидактические средства, обеспечивающие эффективность развития исследовательских умений школьников;

- организованы диагностика и мониторинг уровней развития исследовательских умений, позволяющие корректировать процесс обучения биологии.

Для реализации намеченной цели и проверки выдвинутой нами гипотезы были поставлены следующие задачи исследования:

1. Провести сравнительно-исторический анализ становления и развития проблемы исследовательского метода в истории педагогики и методики обучения биологии.

2. На основе анализа психологической и педагогической литературы изучить современное состояние проблемы развития исследовательских умений школьников, уточнить дефиниции основных категорий проводимого исследования, выявить психолого-педагогические основы методики развития исследовательских умений (подходы, признаки, компоненты, специфику возрастных психологических особенностей школьников).

3. Определить на основе теоретического анализа литературы методические основы развития исследовательских умений школьников на уроках биологии (этапы формирования, условия, методы и методические приемы, дидактические средства).

4. Провести анализ содержания школьной программы и учебника по биологии и выявить возможности раздела «Человек» для развития исследовательских умений школьников.

5. Сконструировать модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии, реализующую выявленные теоретические и методические основы.

6. Разработать и экспериментально проверить методику развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» в условиях педагогического эксперимента.

В зависимости от конкретных задач применялись следующие методы исследования:

теоретические - анализ и синтез психологической, педагогической, методической литературы, учебно-программных и методических документов, учебников, сравнение и обобщение достижений отечественной и зарубежной педагогики, прогнозирование и моделирование, обобщение передового опыта учителей;

эмпирические - прямые и косвенные педагогические наблюдения, анкетирование, тестирование, срезы знаний, беседы, интервьюирование, педагогический эксперимент;

статистические - математическая обработка данных эксперимента, графическое представление результатов эксперимента.

Методолого-теоретической основой исследования явились философские положения теории познания, теории формирования и развития личности (К.А. Абульханова-Славская, А.Г. Асмолов, Б.С. Братусь, Л.С. Выготский, В.С. Ильин, А.Н. Леонтьев, А.В. Петровский, С.Л. Рубинштейн и др.), идеи личностно-деятельностного подхода к формированию умений (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, Н.Ф. Талызина, А.В. Усова и др.), теории моделирования педагогического процесса (В.П. Беспалько, В.В. Краевский, В.М. Монахов и др.), исследования проблемы познавательной, самостоятельной, исследовательской деятельности учащихся (В.И. Андреев, Т.К. Ахаян, Ю.К. Бабанский, А.П. Беляева, Т.В. Габай, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, П.И. Пидкасистый, С.А. Расчетина, Г.И. Щукина и др.), изучение мотивации и организации исследовательской деятельности учащихся (Б.П. Есипов, М.А. Данилов, М.Н. Скаткин, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Т.И. Шамова, В.И. Андреев, Л.А. Казанцева, А.И. Савенков и др.), дидактические и методические основы содержания и процесса обучения биологии (Е.П. Бруновт, Н.М. Верзилин, И.Д. Зверев, А.Я. Герд, A.B. Кулев,  В.В. Пасечник, Б.Е. Райков, Д.И. Трайтак, К.П. Ягодовский и др.).

Основные этапы исследования.

Исследование проводилось в 2003-2008 гг. и включало три этапа.

На первом этапе (2003 – 2005 гг.) было изучено состояние проблемы развития исследовательских умений в педагогической, психологической, методической литературе; проведён сравнительно-сопоставительный анализ учебно-программной документации по биологии; сформулированы теоретические позиции и разработана методика исследования.

На втором этапе (2005 – 2006 гг.) были определены и обоснованы теоретические и методические основы развития исследовательских умений в курсе биологии; сконструирована модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии; разработана методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек»; проводился констатирующий педагогический эксперимент.

На третьем этапе (2006 – 2008 гг.) проводилась апробация и проверка эффективности разработанной методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» в условиях педагогического эксперимента; проведена систематизация, обобщены и оформлены результаты теоретического и экспериментального исследования; сформулированы выводы; написан текст диссертации.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

- уточнены категории понятий «умение» и «исследование», на основе которых определена дефиниция понятия «исследовательские умения», под которым понимается готовность к осуществлению исследовательской деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств деятельности, направленной на изучение и выяснение процессов, фактов, явлений;

- выявлены и обоснованы психолого-педагогические и методические основы развития исследовательских умений применительно к школьному предмету биологии (подходы, виды и компоненты исследовательских умений, условия, этапы, методы и методические приемы);

- определено учебное биологическое содержание исследовательского характера, позволяющее сформировать исследовательские умения школьников в образовательном процессе по биологии;

- научно обоснована и разработана методика развития исследовательских умений школьников на уроках биологии раздела «Человек», включающая в себя: определение задач по развитию исследовательских умений для каждого урока; насыщение уроков заданиями проблемно-исследовательского характера; организацию самостоятельной исследовательской деятельности школьников; использование демонстрации физиологических и биохимических опытов и экспериментов с их последующим обсуждением; решение школьниками проблемно-исследовательских задач; обсуждение исследовательских проблемных ситуаций.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что его результаты дополняют теорию и методику обучения биологии по проблеме развития исследовательских умений школьников. В понятийном аппарате уточнена дефиниция понятия «исследовательские умения», определены его сущность, компоненты, выявлены признаки и структура. Обоснованы критерии и уровни развития исследовательских умений школьников. Сконструирована модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии, включающая целевой, содержательный, процессуально-деятельностный, организационно-методический, результативно-диагностический компоненты, определены взаимосвязи между ними.

Практическая значимость исследования состоит в разработке конкретных методических рекомендаций по развитию исследовательских умений на уроках биологии. Создано и апробировано методическое оснащение (методические разработки уроков биологии раздела «Человек», комплекс проблемно-исследовательских биологических задач, система проблемно-исследовательских упражнений, комплекс исследовательских заданий для самостоятельной работы, комплекс исследовательских заданий для самонаблюдений).

Результаты проведенного исследования внедрены в практику образовательного процесса биологии общеобразовательных школ (№ 20, 27, 28, 32) г. Астрахани, пос. Мирный Наримановского района Астраханской области.

Рекомендации по использованию научных результатов. Разработанная методика развития исследовательских умений на уроках биологии может быть использована в практике школьного биологического образования, в практике внеклассной работы по биологии, в системе повышения квалификации учителей биологии, при обучении студентов-биологов педагогических вузов.

Достоверность и объективность полученных результатов исследования обусловлена целостностью работы, рациональным использованием теоретических и экспериментальных методов, теоретической и практической обоснованностью основных положений и выводов, использованием объективных качественных и количественных показателей результативности образовательного процесса.

На защиту выносятся следующие основные положения исследования.

1. Исследовательские умения - это готовность к осуществлению исследовательской деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств деятельности, направленной на изучение и выяснение процессов, фактов, явлений. Они включают три компонента: мотивационный, проявляющийся в виде познавательного интереса; содержательный, включающий систему специальных и предметных (биологических) исследовательских знаний; операционный, включающий систему специальных, интеллектуальных и предметных (биологических) умений.

2. При развитии исследовательских умений необходимо организовывать следующие этапы (постановка цели; знакомство с выполнением действия, которым надо овладеть; усвоение или восстановление знаний, на основе которых будут вырабатываться эти умения, формулировка правил осуществления действия; показ образца данного действия; практическое овладение действием, выработка правильного умения; самостоятельные и систематические упражне­ния) и соблюдать определенные педагогические условия (учет степени готовности и возможностей школьников к проведению исследовательской деятельности; создание психологического настроя учащихся на необходимость выполнения определенных действий в процессе выполнения учебного задания; обеспечение четкости и доступности изложения цели и задач, которые учащиеся должны решить в ходе учебно-исследовательской деятельности; полнота и ясность представления структуры формируемого исследовательского умения, четкий показ способов выполнения действий; организация деятельности учащихся по овладению отдельными действиями или их совокупностью (приемом) с использова­нием системы заданий).

3. Модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии состоит из взаимосвязанных и взаимозависимых целевого, содержательного, процессуально-деятельностного, организационно-методического и результативно-диагностического компонентов.

4. Методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек», включающая в себя: определение для каждого урока задач по развитию исследовательских умений; учебное содержание по биологии исследовательского характера; насыщение уроков заданиями проблемно-исследовательского характера; организацию самостоятельной исследовательской деятельности школьников; использование демонстрации физиологических и биохимических опытов и экспериментов с их последующим обсуждением; решение школьниками проблемно-исследовательских задач; обсуждение исследовательских проблемных ситуаций; комплекс проблемно-исследовательских биологических задач, систему проблемно-исследовательских упражнений, комплекс исследовательских заданий для самостоятельной работы, комплекс исследовательских заданий для самонаблюдений.

5. Положительные результаты педагогического эксперимента свидетельствуют об эффективности разработанной методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек». Они заключаются в более высокой сформированности мотивационного, содержательного и операционного критериев исследовательских умений школьников, в повышении их творческой активности.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух глав и заключения. Объем диссертации 180 страниц, в том числе 1 схема, 22 таблицы, 12 рисунков; список литературы включает 176 источников.


ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дается обоснование актуальности темы, раскрываются цель, объект, предмет, гипотеза, задачи, методы исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации результатов исследования.

В первой главе диссертации «Теоретико-методические основы развития исследовательских умений в образовательном процессе по биологии» представлен анализ становления и развития проблемы исследовательского метода в школьном биологическом образовании; рассмотрено современное состояние проблемы исследования в психолого-педагогической и методической литературе; уточнены дефиниции основных категорий проводимого исследования, выделены признаки, компоненты исследовательских умений, возрастные психологические особенности школьников; определены и обоснованы методические основы развития исследовательских умений на уроках биологии (требования программы, виды элементарных умений, условия и этапы формирования умений, структура деятельности учителя и ученика, методы и методические приемы).

Социальный заказ и гуманистическая парадигма образования определяют развитие исследовательских умений в процессе обучения, в том числе и биологии, как важную задачу современной школы.

Проведенный сравнительно-исторический анализ проблемы исследовательского метода показал, что в истории педагогики и методики биологии не было упоминаний о развитии исследовательских умений школьников, однако большое значение придавалось исследовательскому методу.

Особый вклад в развитие исследовательского метода в ХIХ веке внесли А. Любен, А.Я. Герд. На основе их исследований А.Н. Бекетов в середине XIX века обозначил самые существенные проблемы методики - воспитание самостоятельного мышления; роль предмета естествознания в этом процессе; руководство самостоятельными работами, развивающими наблюдательность, подчеркивал необходимость развития у детей исследовательских навыков. Идеи о развивающем обучении в массовую практику отече­ственной школы получили развитие в начале XX в. в трудах В. В. Половцова, В.А. Гер­да, Б.Е. Райкова, К.П. Ягодовского, Б.В. Всесвятского, К.Ф. Рулье.

Особо интересным для нашего исследования является то, что в 20-е годы XX в. в России активные поиски новой струк­туры биологического образования, которая отвечала бы целям вос­питания материалистического мировоззрения, вели такие видные уче­ные-биологи как В.М. Шимкевич, Н.П. Книпович, методист Б.Е. Рай­ков. Свой вклад в развитие проблемы исследовательского метода при обучении биологии на биостанциях внесли Б.В. Всесвятский, Ю.В. Рычин, П.П. Смолин, Е.А. Флерова, П.И. Боровицкий, В.А Догель, В.Л. Комаров, И.И. Полянский, С.А. Павлович, Б.Е. Райков, Н.М. Римский-Корсаков, В.Н. Сукачев и другие ученые-биологи и методисты.

Такие видные методологи и дидакты, как И.Я. Лернер М.Н. Скаткин, В.В. Краевский, Н.М. Шахмаев исследовали процесс обучения и его закономерности, теоретические основы содержания общего среднего образования, в том числе касающиеся проблемного и исследовательского обучения школьников.

Изучение исторических аспектов включения исследовательской деятельности в процесс обучения показало важность и актуальность проводимого нами исследования.

В классической педагогике и методике обучения биологии обоснованы и развиты положения о содержании научных знаний о природе и способах их раскрытия, о формировании научного мировоззрения в процессе познания природы, о воспитании самостоятельного мышления, о месте и значении общения ребенка с природой в системе его образования.

Понятие «исследовательская работа учащихся», заложенное в трудах А.Я. Герда, Б.Е. Райкова, Н.Н. Рождественского, К.П. Ягодовского и др., сформировалось в психолого-педагогической и методической науке и опирается на теорию деятельности (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, С.Л. Рубинштейн, Г.И. Щукина, Д.Б. Эльконин и др.).

Анализ современного состояния проблемы развития исследовательских умений в педагогической и психологической литературе показал, что вопросы исследовательской деятельности учащихся отражены в работах известных психологов - Л.С. Выготского, А.В. Петровского, А.С. Обухова, А.Н. Поддъякова, С.Л. Рубинштейна, Л.М. Фридмана, Н.Г. Алексеева, А.В. Леонтович и др. Исследовательскую деятельность как метод обучения рассматривали педагоги Д. Дьюи, Д. Зухман, И.Я. Лернер, И.М. Махмутов, М.Н. Скаткин и др. Условия формирования умений самостоятельно учиться и творчески применять знания на прак­тике рассматривают в своих работах ведущие педагоги и психологи - Д.Н. Богоявленский, П.Я. Гальперин, А.И. Раев, В.В. Давыдов, А.В. Петровский, Е.П. Ильин, М.А. Данилов, Е.Н. Кабанова-Меллер, Н.А. Рыков, Г. И. Щукина, К.К. Платонов. Проблему формирования умений рассматривают в своих работах многие отечественные педагоги и методисты - И.Н. Пономарева, И.Д. Зверев, Н.М. Верзилин, А.Н. Усова, А.А. Бобров, В.А. Сластенин и др. Авторы уточняют для этих направлений обучения цели и задачи, определяют их функции, содержание и критерии успешности учебной работы. Однако в литературе практически не используется термин «исследовательские умения», отсутствует его определение, не выделены сущность, компоненты, признаки.

Изучение научной литературы позволило нам уточнить определение категорий «умение» и «исследование» и определить специфику научного исследования, которая легла в основу содержательной составляющей методики развития исследовательских умений.

Умение мы рассматриваем как готовность к осуществлению определенной деятельности на основе осознанного использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств этой деятельности.

Исследование — это изучение, выяснение каких-либо фактов, процессов или явлений на основе имеющихся знаний. Для нашей проблемы важно, что исследование обладает следующими особенностями: стремление определять и выражать качество неизвестного при помощи известного; непременно измерять все то, что может быть измерено, показывать численное отношение изучаемого к известному; всегда определять место изучаемого в системе известного.

Данный этап исследования позволил уточнить дефиницию понятия «исследовательские умения», определить его компоненты и признаки. Под исследовательскими умениями мы понимаем готовность к осуществлению исследовательской деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств деятельности, направленной на изучение процессов, фактов, явлений. В структуре исследовательских умений можно выделить следующие компоненты: мотивационный, проявляющийся в виде познавательного интереса; содержательный, включающий систему исследовательских знаний; операционный, включающий систему элементарных (простых) умений.

Мотивационный компонент опирается на биологические знания, имеющиеся у школьников, и их жизненный опыт, и позволяет обосновать важность и перспективы проводимого исследования.

В содержательном компоненте мы считаем возможным выделить две составляющие системы исследовательских знаний: специальные знания, касающиеся специфики, организации и проведения научного и учебного исследования, и предметные (биологические) знания, обеспечивающие понятийную базу для изучения и выяснения определенных биологических процессов, фактов, явлений.

В операционный компонент мы включаем три группы взаимосвязанных умений, обеспечивающих систему действий, составляющих структуру исследовательской деятельности: специальные, интеллектуальные, предметные (биологические).

К специальным мы относим следующие умения: умения наблюдать факты и явления; умение выявлять непонятные явления, подлежащие исследованию (или умение постановки проблемы); умение выдвигать гипотезы; умение построения плана исследования; умения осуществления намеченного плана исследования; умение выяснения связей изучаемого явления с другими; умение формулировки решения, умение объяснять; умение проверки решения; умение делать практические выводы о возможном и необходимом применении добытых знаний.

Для проведения действий по исследованию необходимо овладение школьниками следующих интеллектуальных умений: умения называть, характеризовать, обо­сновывать, определять, сравнивать, обобщать, систематизировать, вычленять главные признаки, формулировать опреде­ление понятия, выявлять причинно-следственные связи, модели­ровать исследование, экспериментировать, проектировать резуль­таты опыта, анализировать, оперировать знаниями, доказывать, характеризовать свойства изучаемого объекта, объяснять и др.

Организация исследовательской деятельности по изучению живой природы требует развития у школьников предметных (биологических) умений: умение пользо­ваться увеличительными приборами; умение готовить времен­ные микропрепараты и рассматривать их под микроскопом; умение ставить простейшие опыты; умения проводить наблюдения и са­монаблюдения и др.

Исследовательские умения являются сложными и обобщенными и характеризуются сознательностью, интеллектуальностью, целенаправленностью, произвольностью, плановостью, прогрессивностью, практической действенностью, слиянием умственных и практических действий, а также вариативностью способов достижения цели.

В результате анализа методической литературы были определены методические основы развития исследовательских умений.

Проблема формирования умений в процессе обучения биологии рассматривается в работах ведущих методистов - Н.М. Верзилина, И.Д. Зверева, И.Н. Пономаревой, Е.П. Бруновт, А.Н. Мягковой и др. Авторы приводят различные классификации умений, развиваемых в образовательном процессе по биологии, выделяют основные этапы и условия их формирования.

Данный этап исследования позволил выделить основные этапы формирования исследовательских умений: постановка цели; знакомство с выполнением действия, которым надо овладеть; усвоение или восстановление знаний, на основе которых будут вырабатываться эти умения, формулируются правила осуществления действия; показ образца данного действия; практическое овладение действием, выработка правильного умения; самостоятельные и систематические упражне­ния.

При этом мы считаем, что первый этап развития исследовательских умений обеспечивает мотивационный компонент исследовательского умения, второй и третий этапы обеспечивают развитие содержательного компонента, а последние три этапа составляют операционный компонент развития исследовательских умений.

Анализ педагогической и методической литературы позволил определить педагогические условия развития исследовательских умений: учет степени готовности и возможностей школьников к проведению исследовательской деятельности; создание психологического настроя учащихся на необходимость выполнения определенных действий в процессе выполнения учебного задания; обеспечение четкости и доступности изложения цели и задач, которые учащиеся должны решить в ходе учебно-исследовательской деятельности; полнота и ясность представления структуры формируемого исследовательского умения, четкий показ способов выполнения действий; организация деятельности учащихся по овладению отдельными действиями или их совокупностью (приемом) с использова­нием системы заданий.

Проведенное теоретическое исследование позволило нам определить наиболее эффективные методы и методические приемы, включение которых в уроки биологии обеспечивает развитие исследовательских умений: проведение поисковых бесед, дискуссий, обмен мнениями, свободное общение; частично-поисковые и исследовательские наблюдения, опыты и эксперименты; выполнение практических заданий, творческая самостоятельная работа, самонаблюдения; проведение практических и лабораторных работ; создание проблемных ситуаций; решение проблемных задач, постановка проблемы, сравнение, анализ, выводы, доказательства, причинно-следственные связи; запись плана, составление схем, фронтальная, групповая работа с классом; использование оборудования, средств, материалов для исследования.

Нами был проведен анализ содержания школьной программы и учебника по биологии раздела «Человек» для выделения учебного биологического материала исследовательского характера. Была определена система биологических знаний, необходимых для проведения учебного исследования, и элементарные исследовательские умения, которые можно формировать и развивать при изучении раздела «Человек».

Выделенные нами теоретико-методические основы формирования исследовательских умений школьников на уроках биологии послужили основой для конструирования модели и разработки методики развития исследовательских умений на уроках биологии.

Во второй главе «Методика развития исследовательских умений на уроках биологии в условиях педагогического эксперимента» приведена сконструированная нами модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии, описана разработанная методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек», приведен анализ результатов педагогического эксперимента.

При конструировании модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии опирались на выделенные ранее теоретические и методические основы. Модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии сконструирована как целостная открытая система, включающая ряд взаимосвязанных и взаимозависимых компонентов: целевого, содержательного, процессуально-деятельностного, организационно-методического, результативно-диагностического (схема 1).

Целевой компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии определяется социальным заказом и гуманистической парадигмой современного образования, выводит развитие исследовательских умений школьников в образовательном процессе по биологии на уровень специальной задачи биологического образования. Целевой компонент актуализирует проблему развития исследовательских умений.

Содержательный компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии включает в себя взаимосвязанные компоненты исследовательских умений (мотивационный, содержательный, операционный). Он определяет выбор биологического содержания (знаний и умений), являющихся базой для организации исследовательской деятельности школьников.

Процессуально-деятельностный компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии описывает структуру совместной деятельности учителя и учеников по овладению исследовательскими умениями с учетом соблюдения ряда педагогических условий, обеспечивающих эффективность этой деятельности.

Организационно-методический компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии объединяет методы, методические приемы и дидактические средства, которые необходимо включать в уроки биологии для развития у школьников исследовательских умений.

Результативно-диагностический компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии включает в себя критерии (мотивационный, содержательный, операционный) и уровни (фрагментар-

Схема 1.

Модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии

Социальный заказ	Гуманистическая парадигма			Возможности курса биологии
Цель - развитие исследовательских умений в образовательном процессе по биологии
Исследовательские умения — это готовность к осуществлению исследовательской деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств деятельности, направленной на изучение и выяснение процессов, фактов, явлений.
ПОДХОДЫ
Личностный		Личностно-деятельностный	Деятельностный

Учебное биологическое содержание
СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ
Исследовательские умения
КОМПОНЕНТЫ
Мотивационный	Содержательный	Операционный

Педагогические условия
ПРОЦЕССУАЛЬНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ КОМПОНЕНТ
Этапы развития исследовательского умения
Постановка цели	Знакомство с выполнением действия	Усвоение или восстановление знаний	Показ образца данного действия		Практическое овладение действием	Самостоятельное и систематическое упражнение
Деятельность учителя				Деятельность ученика

Практические и лабораторные работы	Создание проблемных ситуаций	Выполнение практических заданий, решение проблемных задач	Исследова-тельские наблюдения и опыты	Поисковая беседа, дискуссий	Самонаблюдения	Свободное общение, обмен мнениями	Использование оборудования, средств, материалов для исследования.	Творческая самостоятельная работа	Фронтальная, групповая работа с классом
Методы и приемы
ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ
Дидактические средства

Анкетирование	Тестирование	Творческие работы	Контрольные срезы	Наблюдения за учащимися
Диагностика развития исследовательских умений
РЕЗУЛЬТАТИВНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ
Критерии развития исследовательских умений
Уровни развития исследовательских умений
Результат
Развитие исследовательских умений

ный, репродуктивный, рациональный, творческий) развития исследовательских умений школьников и комплекс диагностических методик для их определения.

На основе сконструированной модели разработали методику развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек». Разработанная нами методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» включает в себя: определение для каждого урока задач по развитию исследовательских умений; дополнительное учебное содержание по биологии исследовательского характера; насыщение уроков заданиями проблемно-исследовательского характера; организацию самостоятельной исследовательской деятельности школьников; использование демонстрации физиологических и биохимических опытов и экспериментов с их последующим обсуждением; решение школьниками проблемно-исследовательских задач; обсуждение исследовательских проблемных ситуаций; комплекс проблемно-исследовательских биологических задач, систему проблемно-исследовательских упражнений, комплекс исследовательских заданий для самостоятельной работы, комплекс исследовательских заданий для самонаблюдений. Приведем примеры разработанных нами уроков.

Так, например, перед изучением новой темы «Питание и пищеварение» учащимся было дано задание проблемно-исследовательского характера: верна ли поговорка «Человек – то, что он ест». Ученикам было предложено выдвинуть гипотезы, предложить пути их решения, обосновать ход действий по их проверке. Все это было обсуждено в ходе поисковой беседы.

По теме «Функция тонкого и толстого кишечника. Всасывание. Барьерная роль печени. Аппендицит», используя текст учебника, учащиеся должны были самостоятельно выделить функции печени и показать их взаимосвязь.

На уроке «Энерготраты человека и пищевой рацион», используя метод исследовательской ситуации по определению функциональной пробы Серкина с максимальной задержкой дыхания до и после нагрузки, проводили поисковое обсуждение демонстрации опыта. Анализируя результаты, учащиеся отвечали на вопросы: почему дыхание непроизвольно восстанавливается после задержки? Почему после работы дыхание восстановилось быстрее, чем до нее? После того, как учащиеся сделали соответствующий вывод, им предлагалось сравнить его с материалами учебника. В итоге при сопоставлении собственного заключения исследования и материалов учебника, учащиеся убедились, что вывод, к которому они пришли в ходе эксперимента совпадает с содержанием учебника.

При изучении темы «Обмен веществ и энергии – основное свойство всех живых организмов» школьники решали проблемно-исследовательскую задачу: Две группы туристов совершали многодневный переход в пустыне. Одной группе участников давали леденцы, в состав которых входила лимонная кислота. Воду в по­ходе все получали поровну. В результате одной группе воды хватало, а другой пришлось выдавать дополнитель­но. Почему?

Урок «Пищеварение в желудке и двенадцатиперстной кишке. Действие ферментов» начали с проведения опыта по изучению механизма глотания. Учащимся было предложено сделать несколько глотательных движений. В результате опыта обнаружилось, что после 3-4 попыток становится труднее произвести глотание. Ими было сделано предположение, что механизм глотания связан с деятельностью слюнных желез. В результате исследовательского самонаблюдения, выяснили, как осуществляется механизм глотания. Глотание – рефлекторный акт. Оно совершается непроизвольно. Центры глотания и слюноотделения находятся в одном и том же отделе головного мозга.

Для выявления эффективности разработанной методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» на завершающем этапе исследования была осуществлена проверка результатов формирующего эксперимента, их оценка и интерпретация. В педагогическом эксперименте участвовали школьники СОШ № 20, № 27, № 28, № 32 г. Астрахани, пос. Мирный Наримановского района. В каждой школе уроки проводились в двух параллельных классах, один из которых являлся экспериментальным, в котором работа проводилась по разработанной нами методике, второй – контрольный.

В качестве критериев развития исследовательских умений, в соответствии с выделенными ранее компонентами, нами были определены мотивационный, содержательный и операционный критерии. При анализе уровня их развития мы выделяли 4 уровня: IV – высший уровень, III – высокий уровень, II – средний уровень, I – низкий уровень.

Высший уровень можно определить следующим образом: проявляется интерес к ведению различного рода исследований, возможность самостоятельно и творчески подходить к решению проблемы, владение исследовательскими умениями и знаниями, необходимыми для исследования, высокая доля самостоятельности.

Высокий уровень обладает следующими характеристиками: устойчивые внутренние и внешние мотивы к ведению исследовательской работы, есть желание вести самостоятельно исследование. Учащийся имеет определенные знания об исследовании, владеет многими умениями его осуществления, демонстрирует возможность оригинального подхода к решению проблемы.

Средний уровень характеризуется появлением внешних мотивов к ведению исследования, возможностей с помощью учителя находить проблему и предлагать различные варианты ее решения. На этом этапе учащиеся способны выполнять элементарные кратковременные исследования по аналогии с помощью учителя. Наблюдается владение основами знаний по организации исследования, некоторыми простыми исследовательскими умениями.

Низкий уровень мы определяем как уже имеющийся, сформировавшийся на основе спонтанного исследовательского опыта детей и учебных умений, полученных за все время обучения. Этому уровню можно дать следующую характеристику: низкий уровень проявления интереса к ведению исследования, отсутствие знаний и умений, необходимых для исследования. Возможна реализация исследовательских действий по аналогии. Ученик редко проявляет инициативу и оригинальный подход в учебном исследовании, не высказывает идей, предложений, предположений.

Результаты педагогического эксперимента свидетельствуют о достаточной эффективности разработанной методики развития исследовательских умений на уроках раздела «Человек» (табл. 1).

Таблица 1.

Анализ развития исследовательских умений

Критерии развития исследовательских умений	Классы	Уровни
		IV	III	II	I
		%	%	%	%
Мотивационный	Э	65,5	18,6	10,7	5,3
	К	49,5	22,9	18,7	8,9
Содержательный	Э	10,4	53,7	28,5	7,4
	К	7,9	54	28,7	9,4
Операционный	Э	57,6	19,1	16,2	7,1
	К	38,4	28,3	22,3	11
Итого	Э	44,3	30,5	18,5	6,6
	К	31,8	35	23,2	9,8

В результате анализа развития исследовательских умений оказалось, что высший уровень показали 44,3 % учащихся экспериментальных классов, в контрольных классах данный показатель оказался равным 31,8 %. Для наглядности динамика развития исследовательских умений школьников экспериментальных и контрольных классов представлена в виде гистограммы (схема 2.).

Схема 2.



Таким образом, согласно данным педагогического эксперимента, высший и высокий уровень развития исследовательских умений показывают большинство школьников экспериментальных классов, что свидетельствует об эффективности разработанной нами методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек».

В заключении обобщены и систематизированы результаты диссертационного исследования. Результаты проведенного теоретического и экспериментального исследования подтвердили основные положения гипотезы и позволяют сделать следующие выводы.

1. Социальный заказ и гуманистическая парадигма образования определяют необходимость интеллектуального и личностного развития школьника, способного самостоятельно ставить и решать исследовательские задачи.
   

2. Под исследовательскими умениями мы понимаем готовность к осуществлению исследовательской деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, с осознанием цели, условий и средств деятельности, направленная на изучение и выяснение определенных процессов, фактов, явлений. На основе личностно-деятельностного подхода мы определили, что исследовательские умения являются сложными и включают три компонента: мотивационный проявляющегося в виде познавательного интереса, содержательный (система знаний), операционный (система умений).

3. Для того, чтобы процесс развития исследовательских умений был эффек­тивным, необходимо организовать определенные последовательные этапы овладения данными умениями: постановка цели (мотивационный); знакомство с выполнением действия, которым надо овладеть; усвоение или восстановление знаний, на основе которых будут вырабатываться эти умения, формулировка правил осуществления действия; показ образца данного действия; практическое овладение действием, выработка правильного умения; самостоятельные и систематические упражне­ния.

3. Эффективность развития исследовательских умений школьников на уроках биологии зависит от соблюдения ряда педагогических условий: учет степени готовности и возможностей школьников к проведению исследовательской деятельности; создание психологического настроя учащихся на необходимость выполнения определенных действий в процессе выполнения учебного задания; обеспечение четкости и доступности изложения цели и задач, которые учащиеся должны решить в ходе учебно-исследовательской деятельности; полнота и ясность представления структуры формируемого исследовательского умения, четкий показ способов выполнения действий; организация деятельности учащихся по овладению отдельными действиями или их совокупностью (приемом) с использова­нием системы заданий.

4. Проведенный анализ содержания программы и учебника по биологии раздела «Человек» убедил нас в реальности и уместности развития исследовательских умений школьников на уроках биологии, позволил выделить аксиологический материал учебного содержания, позволяющий развивать исследовательские умения, подтвердил необходимость разработки методики уроков биологии раздела «Человек» с направленным развитием исследовательских умений.

5. На основе системного подхода нами была построена модель методики развития исследовательских умений на уроках биологии, состоящая из целевого, содержательного, процессуального, организационно-методического и результативно-диагностического компонентов. Сконструированная модель послужила основой для разработки методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек».

6. Характерными чертами разработанной нами методики развития исследовательских умений на уроках биологии являются следующие: четкое определение задач по развитию исследовательских умений для каждого урока биологии; учет взаимосвязи и взаимозависимости всех компонентов исследовательских умений, формируемых на каждом уроке биологии; включение в уроки биологии методов и методических приемов.

Результаты экспериментального обучения подтвердили эффективность разработанной методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» - большинство учащихся экспериментальных классов достигают высшего и высокого уровня по сравнению с учащимися контрольных классов. Таким образом, можно утверждать, что выдвинутая гипотеза подтвердилась, задачи исследования решены, цель достигнута.

Полученные результаты свидетельствуют о достижении цели исследования, которая состояла в теоретическом обосновании и разработке методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек».

Основные положения исследования отражены в следующих публикациях.

Статьи в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК

1. Мухамбетова, А.Б. Развитие исследовательских умений учащихся в обучении биологии / А.Б. Мухамбетова // Научный журнал «Образование и саморазвитие». – 2008. - № 2. – С. 109-114.
   

Статьи

2. Мухамбетова, А. Б. О методике развития экологических умений на уроках биологии / А.Б. Мухамбетова, Н.М. Семчук // Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря. Материалы VII Международной конференции 13-14 октября 2004 г. – Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2004. – С. 155-156.
   
3. Мухамбетова, А. Б. О подготовке учителей биологии к экологическому воспитанию в сельской школе / А.Б. Мухамбетова, Н.М. Семчук // Качество педагогического  образования. Сельский учитель. Труды V Всероссийской научно-практической конференции. Т. II. – Орёл: ГОУ ВПО  «ОГУ», 2004. – С. 105-106.
   
4. Мухамбетова, А. Б. Методические основы формирования умений в школьном биологическом образовании / А.Б. Мухамбетова, Н.М. Семчук // Х Всероссийская научно-практическая конференция «Образование в России: медико-психологический аспект»: материалы конференции. Т 2. – Калуга: КГПУ им. К.Э. Циолковского, 2005. – С. 82-84.
   
5. Мухамбетова, А.Б. О методике экологического воспитания на уроках биологии в 6 классе / А.Б. Мухамбетова, Н.М. Семчук // Успехи современного естествознания. – М.: «Академия Естествознания». – 2005. - № 2. - С. 45-46.
   
6. Мухамбетова, А.Б. Развитие исследовательских умений при изучении эколого-биологических проблем / А.Б. Мухамбетова // Современные проблемы науки и образования. – М.: «Академия Естествознания». – 2006. - № 2. - С. 100-101.
   
7. Мухамбетова, А.Б. Развитие исследовательских умений при изучении проблем эколого-биологической направленности / А.Б. Мухамбетова, Н.М. Семчук // Герценовские чтения: Материалы межвузовской конференции молодых ученых 11-13 апреля 2006 года. Выпуск 6. – СПб.: Издательство «ТЕССА», 2006. – С. 130-132.
   
8. Мухамбетова, А.Б. Развитие исследовательских умений на уроках биологии / А.Б. Мухамбетова // Проблемы и перспективы биологического и экологического образования в период модернизации средней и высшей педагогической школы: тез. докл. Всерос. науч.-практ. конф., 12-15 сентября 2006 г. – Челябинск: Издательство Челяб. гос. пед. ун-та, 2006. – С. 276-278.
   
9. Мухамбетова, А.Б. Формирование исследовательских умений при изучении проблем в области биологии и экологии / А.Б. Мухамбетова // Методический поиск: проблемы и решения. – 2007. - № 1. - С. 13-17.
   
10. Мухамбетова, А.Б. Диагностика развития исследовательских умений по биологии / А.Б. Мухамбетова, Н.М. Семчук // Материалы по изучению Чеченской Республики. Выпуск 2. – Назрань, 2007. – С. 103-116.
    
11. Мухамбетова, А.Б. К вопросу развития исследовательских умений учащихся в курсе биологии / А.Б. Мухамбетова // Школа будущего. – 2008. - № 1. – С. 77-86.