Особенности формирования исследовательской компетенции при обучении биологии в современной школе

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНЦИИ

ОРИ ОБУЧЕНИИ БИОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ

PECULIARITIES OF RESEARCH COMPETENCE FORMATION IN TEACHING BIOLOGY IN MODERN SCHOOL

Н.З. Смирнова, О.В. Бережная

Обучение биологии, компетенция, компетентность, исследование, исследовательская компетенция, исследовательская деятельность, исследовательские умения, специальные умения, предметные умения, эксперимент.

В статье рассматриваются основные условия формирования исследовательской компетенции в разделе школьной биологии. Авторами доказана эффективность созданной методики, применение которой способствует повышению качества знаний учащихся и уровня усвоения биологических понятий, явлений и процессов.

N.Z. Smirnova, O.V. Berezhnaya

Teaching biology, competence, competency, research, research competence, research activity, research skills, special skills, subject-specific skills, experiment. The article considers the basic conditions for the formation of research competence in the section of school biology. The authors have proved the effectiveness of the developed teaching techniques, the application of which contributes to the improvement of the quality of students' knowledge and the level of acquisition of biological concepts, phenomena and processes.

Современная культурно-историческая ситуация характеризуется динамичностью, стремительным обновлением знаний в разных областях науки и практики. Человек попадает в ситуацию, когда невозможно использовать заранее подготовленный алгоритм для решения жизненных проблем, важно идти через поиск к открытию. Современный этап развития отечественного образования выдвигает в качестве главной задачи воспитание деятельной, самостоятельной и компетентной личности, способной к творчеству. Большими возможностями для этого обладает исследовательская деятельность, отличающаяся продуктивностью, проблематизацией, реализацией личных познавательных потребностей школьников, ориентацией на их творческий, самостоятельный поиск.

Вопросы компетентностного подхода и проблемы формирования ключевых компетенций исследовались в работах И.А. Агапова, В.А. Болотова, Э.Ф. Веера, И.А. Зимней, Д.А. Иванова, В.В. Краевского, O.E. Лебедева, В.В. Сериков, A.B. Хуторского, С.Е. Шишова и др. [Журавлева, Шкерина 2011, с. 30].

Анализ и научная рефлексия биологического образования в контексте проблемы формирования исследовательской компетентности школьников выявили следующие продуктивные направления в его функциони-

ровании: усиление ориентации биологического образования на развитие способов взаимодействия человека с природой; формирование метапредметных умений и навыков, которые являются образовательным результатом, выстраиваемых поверх традиционных предметных знаний, умений и навыков; реализация проблемы мотивации учения как фактора, открывающего возможность определиться в выборе будущего профиля обучения.

Все вышесказанное позволяет отметить важную на данный момент проблему в методике обучения биологии, которая связана с поиском и разработкой современных технологий, методов и средств обучения для повышения качества знаний учащихся в курсе школьной биологии.

Эти направления в различной степени разработаны методической наукой и практикой. Анализ образовательного поля биологии в проблематизации категории исследовательской компетентности в контексте тех новых конструктивных изменений, которые происходят в настоящее время в обществе и образовании, позволил выявить противоречия: между резервами учебного предмета биологии в плане личностного развития школьников и существующей практикой обучения, не использующей в полной мере эти возможности; объ-

ективной необходимостью расширения деятельност-ного потенциала школьной биологии и недостаточной ориентированностью программ, учебников, методических пособий на практическую деятельность школьников; существующими инновационными образовательными тенденциями и методическим инструментарием их реализации в условиях современных школ.

В поисках средств преодоления данных противоречий был сделан выбор темы исследования. Цель исследования состоит в научной обоснованности и разработке методики формирования исследовательской компетенции учащихся в разделе школьной биологии «Живой организм», 6 класс. Гипотеза исследования: развитие исследовательской компетенции в разделе биологии «Живой организм» может быть успешна, если: определены психолого-педагогические условия, формы и методы осуществления исследовательской деятельности учащихся.

Задачи исследования

1. Конкретизировать предметные действия, ориентирующие на формирование способности школьников осуществлять исследовательскую деятельность при изучении биологии.

2. Разработать и экспериментально проверить эффективность методики формирования исследовательской компетентности учащихся в школьном разделе биологии «Живой организм», 6 класс.

Анализ психолого-педагогической литературы показал, что становление компетентностного подхода в образовании еще продолжается. Авторы (И.А. Зимняя, И.Я. Лернер, Г.К. Селевко, A.B. Хуторской) подчеркивают, что эта категория постоянно развивается, в связи с чем существуют расхождения в трактовке понятий «компетенция» и «компетентность». A.B. Хуторской разграничивает понятия «компетенция» и «компетентность». По его мнению, компетенция - это заранее заданные социальные требования к образовательной подготовке обучающегося, необходимой для его эффективной продуктивной деятельности в определенной среде. А компетентность есть владение, обладание человеком соответствующей компетенцией, включающее его личностное отношение к ней и предмету деятельности.

В трактовке понятий «компетенция» и «компетентность» мы придерживались точки зрения И.А. Зимней, Г.К. Селевко, A.B. Хуторского и других ученых, которые считают, что компетенция - это интегративное качество человека, включающее в себя не только знания, умения

и навыки, но способность и готовность проявить их в решении актуальных задач. А компетентность предполагает наличие минимального опыта проявления компетенции [Зимняя, 2003, с. 35; Селевко, 2004, с. 138; Хуторской, 2003, с. 60].

Так, В.А. Болотов, В.В. Сериков понимают компетентность как способ существования знаний, умений, образованности, способствующий личной самореализации, нахождению своего места в мире [Смирнова, Бережная, 2012, с. 27].

На основе анализа различных точек зрения, исходя из предмета нашего исследования, за основу было взято следующее определение И.А. Зимней: компетенция - это совокупность компонентов содержания образования, усвоение которых в процессе обучения позволяет эффективно осуществлять практическую деятельность. Для нашей работы важно выяснить место исследовательской компетенции в различных классификациях ключевых компетенций.

Несмотря на активный интерес ученых к проблеме становления исследовательской компетенции, в теории и практике педагогики этот вопрос остается недостаточно изученным. В классификации И.А. Зимней исследовательская компетенция входит в качестве компонента в «компетенцию, относящуюся к деятельности человека». В классификации A.B. Хуторского, исследовательская компетенция рассматривается как составная часть познавательной компетенции. В.В. Краевский и A.B. Хуторской предложили рассматривать структуру каждой компетенции как единство трех составляющих: содержательной, технологической (процессуальной) и личностной. Под исследованием мы понимаем изучение, выяснение каких-либо фактов, процессов или явлений в живой природе на основе имеющихся знаний.

Согласно авторам, под исследовательской компетенцией следует понимать знания как результат познавательной деятельности человека в определенной области науки, методы и методики исследования, которыми он должен овладеть, чтобы осуществить исследовательскую деятельность.

Исходя из понимания структуры компетенции, необходимо выяснить, что такое исследовательская деятельность. М.А. Арцева, давая определение исследовательской деятельности, делает акцент на непредсказуемости ее результата, т. е. это деятельность, связанная с поиском заранее неизвестного решения проблемы [Арцева, 2005, с. 6].

Формирование исследовательских умений воз-

можно при проведении исследовательской работы, которая осуществляется в два этапа: а) теоретический; б) практический. Основная деятельность принадлежит на первом этапе учителю, он является помощником, соратником в поисках истины и овладения мастерством, приобщает учеников к предмету. Второй этап является продолжением первого, учащиеся самостоятельно проводят исследования, формируют и закрепляют данные умения. Как показывает опыт, наибольшие затруднения вызывают у учащихся умения правильно формулировать цель исследования, выдвигать и обосновывать гипотезу. Чем быстрее эти умения будут сформированы, тем эффективнее будут проходить уроки, элективные курсы.

В течение 2010-2012 гг. нами был проведен педагогический эксперимент с целью изучения проблемы повышения качества знаний учащихся при изучении биологии в 6 классе. Раздел «Биология. Живой организм» включает сведения об отличительных признаках живых организмов, их строении и процессах жизнедеятельности. Содержание раздела представлено на основе эколого-эволюционного и функционального подходов, в соответствии с которыми акценты в изучении организмов переносятся с особенностей строения отдельных представителей на раскрытие процессов их жизнедеятельности и усложнения в ходе эволюции, приспособленности к среде обитания, роли в экосистемах.

Участниками эксперимента стали учащиеся шестых классов школы № 98 г. Красноярска. Формирование исследовательской компетенции представляет собой целую методическую систему, она сконструирована на двух уровнях: теоретико-методологическом и методическом. На первом уровне формирование исследовательской компетенции осуществлялось в ходе выполнения исследовательской деятельности учащихся. На втором уровне интегрируются целевой, содержательный, процессуальный, технологический и результативно-оценочный компоненты. На этой основе нами разработана методика формирования исследовательской компетенции.

Под исследовательскими умениями мы понимаем готовность к осуществлению исследовательской деятельности на основе использования знаний и жизненного опыта, условий и средств деятельности, направленной на изучение процессов жизнедеятельности. В структуре исследовательских умений мы выделили следующие компоненты: мотивационный, в виде познавательного интереса; содержательный, включаю-

щий систему исследовательских знании; операционный, включающий систему простых умений.

Мотивационный компонент опирается на биологические знания, имеющиеся у школьников, и их жизненный опыт. В содержательном компоненте мы считаем возможным выделить две составляющие системы исследовательских знаний, касающиеся специфики, организации и проведения учебного исследования, и предметные знания, обеспечивающие понятийную базу для изучения и выяснения определенных биологических процессов, фактов, явлений.

В операционный компонент мы включаем две группы взаимосвязанных умений, обеспечивающих систему действий, составляющих структуру исследовательской деятельности: специальные, предметные.

К специальным мы относим следующие умения: выдвигать гипотезу; выстраивать план исследования; осуществлять намеченный план исследования; выяснять связи изучаемого явления с другими; формулировать решение поставленной проблемы; объяснять и проверять решения; делать выводы.

Организация исследовательской деятельности по изучению живой природы формирует у школьников следующие предметные умения: пользоваться увеличительными приборами; готовить временные микропрепараты и рассматривать их под микроскопом; ставить простейшие опыты; проводить наблюдения и самонаблюдения и др.

Разработанная методика развития исследовательских компетенций на уроках биологии раздела «Биология. Живой организм» 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; использование системы проблемно-исследовательских упражнений, комплекса исследовательских заданий для самостоятельной работы.

В ходе педагогического эксперимента учащимся предлагалось решение системы исследовательских задач, например: «При рассмотрении растительной клетки под микроскопом хорошо заметна плотная целлюлозная оболочка, которая покрывает живое содержимое клетки. Каким образом вода и растворенные в ней

вещества проникают через оболочку внутрь растительной клетки?», «Определите способ, чтобы выяснить, сколько воды за сутки поглощает проросшая луковица репчатого лука. Придумайте способ измерить, сколько воды испаряет за сутки эта луковица. Ожидаете ли вы, что эти величины могут различаться? Почему? Проведите этот эксперимент».

Работу с задачами исследовательского характера на уроках биологии можно считать успешной, если наблюдается постепенный рост самостоятельности школьников при обсуждении вопросов задачи, если высказывания учащихся становятся все более полными и аргументированными, а деятельность учителя постепенно сводится в основном к сообщению необходимой дополнительной информации и к общему руководству мыслительной деятельности учащихся. При выборе форм и методов обучения мы исходили из единства содержания и процесса обучения. Поэтому при изучении биологического материала с целью придания знаниям практической направленности важно применять на уроках исследовательские методы обучения.

Экспериментальные исследования позволили определить педагогические условия развития исследовательской компетенции: а) учет степени готовности и возможностей школьников к проведению исследовательской деятельности; б) создание психологического настроя учащихся на необходимость выполнения определенных действий в процессе выполнения учебного задания; в) обеспечение четкости и доступности изложения цели и задач, которые учащиеся должны решить в ходе исследовательской деятельности.

Для оценки сформированное™ исследовательской компетенции были разработаны компетентност-ные задания. Применяя поэлементный пооперационный анализ деятельности учащихся в учебных ситуациях, мы проверяли уровни сформированное™ исследовательской компетентности. В ходе исследования оценивались: способность использовать биологические знания в жизненных ситуациях; умение выявлять вопросы, на которые можно ответить, используя биологические знания; умение делать выводы, аргументировать свою позицию; способность анализировать данные проведенного исследования.

Для мониторинга качественных изменений обучаемых нами было разработано содержание оценочно-диагностических карт, в которые были включены задания на понимание простой и сложной информации, анализа и решения проблем, исполь-

зование естественно-научных методов и проведение исследований.

Результаты проведенного педагогического эксперимента подтвердили обоснованность исходных предположений относительно влияния использования на уроках биологии исследовательских методов обучения, направленных на повышение качества биологического образования. Уровень знаний, полученных учащимися, повысился на 13,24 % (на промежуточном этапе - на 8,98 %). Средняя эффективность объема усвоенного материала на промежуточном тестировании составила 4,7 %, на итоговом - 8,6 %. Динамика уровня сформированное™ биологических знаний учащихся основывалась на количественной обработке полученных данных по A.A. Кыверялгу.

Таким образом, процесс формирования исследовательской компетенции в области биологии включает разнообразные формы и методы обучения, создавая условия для приобретения опыта эмоционально-ценностных отношений актуализации процессов саморазвития и самосовершенствования личности школьника. Исследование в школе немыслимо без актуализации познавательной деятельности учащихся и формирования отношений сотрудничества между учителями и учащимися в процессе обучения.

Библиографический список

1. Арцева М.Н. Учебно-исследовательская работа учащихся: методические рекомендации для учащихся и педагогов // Завуч. 2005. № 6. С. 4-29

2. Журавлева H.A., Шкерина Л.В. Основные принципы и дидактические условия формирования базовых ключевых компетенций студентов - будущих учителей математики // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2011. № 4(18). С. 30-35.

3. Зимняя И.А. Ключевые компетенции - новая парадигма результата образования // Высшее образование сегодня. 2003. № 5. С. 34-42.

4. Селевко Г.К. Компетентности и их классификация // Народное образование. 2004. № 4. С. 138-144.

5. Смирнова Н.З., Бережная О.В. Компетентност-ный подход в биологическом образовании: учеб.-метод. пособие / Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. Красноярск, 2012.168 с.

6. Хуторской A.B. Ключевые компетенции как компонент личностно ориентированной парадигмы образования // Народное образование. 2003. № 2. С. 58-64.