Экспериментальная методика формирования исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных универсальных учебных действий при обучении биологии в 6 классе

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНЦИИ УЧАЩИХСЯ НА ОСНОВЕ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ БИОЛОГИИ В 6 КЛАССЕ

THE EXPERIMENTAL METHOD OF FORMATION OF STUDENTS' RESEARCH COMPETENCE ON THE BASIS OF COGNITIVE UNIVERSAL LEARNING ACTIVITIES IN TEACHING BIOLOGY IN THE SIXTH FORM

Н.Э. Смирнова, O.B. Бережная

N.Z. Smirnova, O.V. Berezhnaya

Исследовательская компетенция, методика формирования исследовательской компетенции, познавательные универсальные учебные действия, критерии и уровни оценки сформированности исследовательской компетенции учащихся.

Рассмотрены экспериментальная методика формирования исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных универсальных учебных действий, критерии диагностики и уровни оценки сформированности исследовательской компетенции учащихся в процессе обучения биологии в 6 классе.

Research competence, the method of formation of research competence, cognitive universal learning activities, the criteria and levels of assessment of development of students' research competence. The paper considers the experimental method of formation of students' research competence on the basis of cognitive universal learning activities, the diagnostic criteria and the levels of assessment of development of students' research competence in the process of teaching biology in the sixth form.

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, пробле-магизацией, реализацией личных познавательных потребностей школьников, ориентацией на их творческий, самостоятельный поиск.

Отечественная система образования вступила в период радикальной смены моделей деятельности образовательных учреждений всех уровней. В «Национальной доктрине образования в Российской Федерации» определены стратегические цели и задачи развития образования к 2025 г. Предусматривается, что российское об-

разование должно выйти на уровень, соответствующий запросам высокоразвитого постиндустриального общества. Шагом в этом направлении стало принятие новых государственных образовательных стандартов [Национальная доктрина образования в РФ].

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. Серикова, A.B. Хуторского, С.Е. Шишова и др.

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

ние ориентации биологического образования на развитие способов взаимодействия человека с природой; формирование метапредметных умений и навыков, которые являются образовательным результатом, выстраиваемых традиционных предметных знаний, умений и навыков, 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 по проблеме 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; объективной необходимостью расширения деятельностного потенциала школьной биологии и недостаточной ориентированностью программ, учебников на практическую деятельность школьников; существующими инновационными образовательными тенденциями и методическим инструментарием их реализации в условиях современных школ [Смирнова и др., 2014а, с. 25]. В настоящее время является актуальным вопрос о разработке оценочных, диагностических средств, с помощью использования которых можно было бы диагностировать уровень сформированности определенных компетенций [Шашкина, Шкерина, 2012, с. 201-207; Шкерина, 2012, с. 62-67].

Целью данной статьи является обоснование экспериментальной методики формирования исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных универсальных учебных действий при обучении биологии в 6 классе.

Несмотря на то что анализ литературы показал достаточно высокий интерес к феномену исследовательской компетенции среди многих авторов в последнее десятилетие, современная научная литература не дает общепринятого определения понятия «исследовательская компетенция». В рамках нашего исследования под исследовательской компетенцией мы рассматриваем совокупность компонентов содержания биологического образования, усвоение которых в процессе обучения позволяет эффективно осуществлять исследовательскую деятельность учащихся [Смирнова, Бережная, 20146, с. 114].

Исследовательская компетенция учащихся показывает уровень развития мыслительных процессов, таких как: формулировать проблему; строить предположения о её разрешении; выдвигать гипотезу; формулировать познавательную задачу; определять и вычленять условия решения поставленной проблемы; уметь обосновывать предположения о возможных причинах и последствиях природных явлений и т.п.

В контексте нашего исследования установлено, что мыслительные операции формируются на основе универсальных учебных действий. Сформированные универсальные учебные действия обеспечивают учащимся возможность самостоятельно осуществлять познавательную деятельность, ставить учебные цели, искать и использовать способы их достижения, контролировать и оценивать процесс и результаты деятельности. Это позволяет создать условия для гармоничного развития личности, ее самореализации на основе готовности к непрерывному образованию, необходимость которого обусловлена поликультурностью общества и высокой профессиональной мобильностью, тем самым обеспечивается успешное усвоение знаний, формирование умений, навыков и компе-тентностей в любой предметной области [Как проектировать..., 2013 с. 27].

Для получения объективных представлений о сформированности исследовательской компетенции учащихся в 6 классе по биологии в ходе педагогического эксперимента нами определе-

<С £

С т

X ^

м т н о

Рч

о ^ о о

О Й

м с

X

Н

и

щ м

ны критерии (мотивационно-целевой, содержательный и операционно-деятельностный) и уровни оценки сформированное™ исследовательской компетенции учащихся на основе оценочно-диагностических карт.

Мотивационно-целевой критерий опирается на биологические знания, имеющиеся у школьников, и их жизненный опыт. Содержательный критерий включает исследовательские знания, касающиеся специфики, организации и проведения учебного исследования, и предметные знания, обеспечивающие понятийную базу для изучения и выяснения определенных биологических процессов, фактов, явлений. Операционно-деятельностный - включает две группы взаимосвязанных умений, составляющих структуру исследовательской деятельности, -исследовательские и предметные умения.

В качестве показателей для распознавания уровней сформированности исследовательской компетенции учащихся нами выбраны: а) полнота усвоения знаний, умений и навыков, опыта деятельности по поиску, отбору, переработки и интерпретации биологического содержания; б) способность и готовность к самостоятельной исследовательской деятельности на основе познавательных универсальных учебных действий. Выделенные показатели позволили нам охарактеризовать уровни сформированности исследовательской компетенции на основе познавательных универсальных учебных действий (высокий, средний, низкий).

В табл. 1 представлена оценочно-диагности-ческая карта по оценке уровней сформированности исследовательской компетенции на основе познавательных универсальных учебных действий.

Компоненты ИК

Уровни сформированности исследовательской _компетенции учащихся 6 класса

высокии

среднии

низкии

Показатели

Мотивация к учению

Наличие понимания внешней и внутренней мотивации, потребности в освоении ИК, систематическое использование познавательных УУД

Наличие частичного понимания внешней и внутренней мотивации, не проявляет потребности в освоении ИК, систематическое использование познавательных УУД (умения сравнивать, анализировать и де-лать выводы)_

Отсутствие понимания внешней и внутренней мотивации, потребности в освоении ИК, не использует познавательные УУД

Владение

операциями

сравнения

Самостоятельно сравнивает биологические объекты и процессы

Испытывает незначительные затруднения при сравнении биологических объектов и процессов, не всегда может провести анализ правильно и с первой попытки

Для анализа биологических объектов и процессов нуждается в алгоритме или инструкции выполнения данной деятельности

Владение

операциями

анализа

Самостоятельно анализирует биологические объекты и процессы

Испытывает незначительные затруднения при анализе биологических объектов и процессов при выполнении действий анализа, не всегда может провести анализ пра-вильно и с первой попытки_

Для анализа биологических объектов и процессов нуждается в алгоритме или инструкции выполнения данной деятельности

Владение операциями умения делать вывод

Самостоятельно делает выводы о биологических объектах и процессах на основе сравнения и анализа

Испытывает незначительные затруднения при формулировании вывода о биологических объектах и процессах на основе сравнения, анализа. Не всегда может сделать вывод правильно с первой попытки

Не всегда может сделать вывод правильно с первой попытки, нуждается в алгоритме или инструкции выполнения данной деятельности_

Таблица 1

Оценочно-диагностическая карта по выявлению уровней сформированности исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных универсальных

учебных действий

Школьный предмет биологии обладает широкими возможностями для развития исследовательской компетенции учащихся, так как спецификой науки биологии является исследовательский характер освоения содержания. 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.

В течение 2010-2014 гг. нами был проведен педагогический эксперимент. Участниками эксперимента стали учащиеся 6 классов школ г. Красноярска. Экспериментальная методика формирования исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных УУД представляет собой методическую систему, которая сконструирована на двух уровнях: теоретико-методологическом и методическом. Разработанная методика развития исследовательской компетенции учащихся на уроках биологии в разделе «Биология. Живой организм» включает следующие методические условия: определение для каждого урока познавательных задач по развитию исследовательских умений; дополнительное учебное содержание по биологии исследовательского характера; насыщение уроков задания-

ми проблемно-исследовательского характера; организацию самостоятельной исследовательской деятельности школьников; использование на уроках демонстрационных физиологических и биохимических опытов и экспериментов с последующим обсуждением; использование системы проблемно-исследовательских упражнений; комплекс исследовательских заданий для самостоятельной работы.

Диагностика сформированности исследовательской компетенции на основе познавательных универсальных учебных действий школьников оценивалась в ходе педагогического эксперимента, который включал три этапа: констатирующий, формирующий, итоговый. 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, а также сравнивать различные биологические объекты и процессы и др.

Результаты проведенного педагогического эксперимента подтвердили обоснованность исходных предположений относительно влияния использования на уроках биологии исследовательских методов обучения, направленных на повышение качества биологического образования.

Динамика изменения уровня мотивации учащихся (табл. 2) позволяет нам утверждать, что как на констатирующем, так и на итоговом этапе эксперимента преобладает средний уровень.

Таблица 2

Результаты сформированности исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных универсальных учебных действий

№ Этап эксперимента Уровни сформированности исследовательской компетенции

высокий средний низкий

число % число % число %

1 Констатирующий 14 4,40 94 92,45 210 66,03

2 Формирующий 26 8,17 148 46,54 144 45,28

3 Итоговый 91 28,61 224 70,44 3 0,94

<С £

с т

м К В о

т

о ^

5

о ^

£ а

« с «

X

Н

и

щ м

По итогам эксперимента была выявлена положительная динамика знаний у учащихся по биологии, сохранившаяся к окончанию эксперимента (табл. 3). В результате подтвердилась эффективность применения методической систе-

мы организации учебной деятельности по формированию исследовательской компетенции у школьников на основе познавательных универсальных учебных действий при обучении биологии в 6 классе.

Таблица 3

Результаты сформированное™ уровня исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных универсальных учебных действий

№ Этап эксперимента Уровни сформированности исследовательской компетенции

высокий средний НИЗКИЙ

число % число % число %

1 Констатирующий 6 1,88 102 32,07 210 66,03

2 Формирующий 14 4,40 158 49,68 146 45,91

3 Итоговый 106 33,33 209 65,72 3 0,94

Таким образом, согласно данным педагогического эксперимента, высокий уровень формирования исследовательской компетенции на основе познавательных универсальных учебных действий показал, что большинство школьников обладают им только на итоговом этапе эксперимента, что свидетельствует об эффективности разработанной

нами методики исследовательской компетенции на основе познавательных универсальных учебных действий учащихся при обучении биологии в разделе «Биология. Живой организм» (табл. 4).

Контрольные и экспериментальные данные были проверены с помощью статистических методов.

Таблица 4

Результаты сформированности уровня исследовательской компетенции учащихся на основе познавательных универсальных учебных действий

№ Этап эксперимента Уровни сформированности исследовательской компетенции

высокий средний НИЗКИЙ

число % число % число %

1 Констатирующий 15 4,71 93 29,24 210 66,03

2 Формирующий 31 9,74 143 44,96 144 45,28

3 Итоговый 90 28,30 224 70,44 4 1,25

Все величины статистически значимы. Зна- между результатами констатирующего и форми-чение коэффициента корреляции (Р<0,05) пока- рующего этапов педагогического эксперимента зало неслучайность и достоверность различия (табл. 5).

Таблица 5

Коэффициент корреляции между уровнем формирования мотивации со знаниями и умениями

№ Этап эксперимента Коэффициент корреляции Мотивация + Знания Коэффициент корреляции Мотивация + Умения

1 Констатирующий 0,64 0,65

2 Формирующий 0,66 0,70

3 Итоговый 0,48 0,55

Таким образом, обобщая результаты 3. опытно-экспериментальной работы, можно говорить об устойчивом прогрессе формирования исследовательской компетенции учащихся в рамках предложенной нами методики.

4.

Библиографический список

1. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе. От действия к мысли: пособие для учителя / А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская и др.; под ред. А.Г. Асмолова. 4-е изд. М.: Просвещение, 2013. 152 с. 6.

2. Национальная доктрина образования в Российской Федерации URL: http://sinncom.ru/ content/reforma/index5.htm

5.

Смирнова Н.З., Голикова Т.В., Горленко Н.М., Галкина Е.А., Чмиль И.Б. Инновационные процессы в естественнонаучном образовании / Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева, 2014а. 356 с.

Смирнова Н.З., Бережная О.В. Психологические основы исследовательского обучения (на материале биологии) // Психология обучения. 20146. № 6. С. 113-122. Шашкина М.Б., Шкерина Л.В. Измерение компетенций студентов на основе проблемных педагогических ситуаций // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. № 4(22). Шкерина Л.В. Диагностика профессиональных компетенций студентов на основе учебных кейсов // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. №4(22).

<С

а

ч

с m

о

ь

к Щ

w m н о

Рч < ^

о ^ о о

О Й

Ei

W

н S о

Рч

W

0

1

к %

о

W V S

ь

1-4

<с п

W

с

S

X

Н U

м