Использование школьной естественнонаучной лаборатории "крисмас+" при формировании образовательных результатов у учащихся по биологии

Макарова О.Б., Толмачева П.С., Галкина Е.А.

использование школьной естественнонаучной лаборатории «крисмас+» при формировании образовательных результатов у учащихся по биологии

В современной школе у каждого учащегося развиваются свои интересы, способности, желания и возможности. Тем не менее, учитель биологии должен научить учащихся основам познания окружающего мира, воспитывать в каждом ученике всесторонне развитую личность, способную к самоопределению и самореализации. Учитель, развивая исследовательские умения учащихся, должен видеть его потенциальные способности, внимательно реагировать на все проявления творческой активности, предоставлять возможности для их реализации при изучении живой природы [7].

На уроках биологии учащиеся решают проблемные вопросы, сталкиваются на практике с биологическими процессами и явлениями при выполнении лабораторных работ, могут наблюдать живые объекты природы в процессе экскурсии, проводить эксперименты с живыми культурами. Реальной экспериментальной площадкой для изучения объектов живой природы в естественной среде являются учебные полевые исследования. Такая деятельность позволяет сформировать практические умения учащихся, развить интерес к предмету, повысить уровень самостоятельности, привлечь школьников в научно-исследовательскую работу. Развитие творческого компонента, практических умений учащихся невозможно без лабораторных и практических работ, которых зачастую недостаточно в учебных программах по биологии.

Согласно федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования, каждому ученику гарантирована «возможность использования необходимого оборудования для проведения экспериментов, проектной и исследовательской деятельности...» [9]. Для успешного освоения образовательной программы по биологии необходимы как несложные инструменты, так и уникальные приборы, оборудование. Так, например, закрытое акционерное общество «Крисмас+» выпускает комплекты приборов и оборудования для организации естественнонаучного практикума, лабораторной работы и демонстрационного эксперимента в школе (Дидактико-методический

комплект-лаборатория для экологических исследований «Пчелка-У», комплектная лаборатория для комплексного экспресс-контроля химической загрязненности объектов окружающей среды «Мини-экспресс-лаборатория «Пчелка-Р» [3].

Специальные портативные переносные комплекты лабораторий «Крисмас+» используются в проведении химического экспресс-анализа воды и вытяжек из почвы на предположительное содержание одного или нескольких вредных веществ «на месте».

Исследовательская работа «на месте» имеет достаточно много неоспоримых достоинств. Она позволяет существенно сократить время и сэкономить средства на доставку проб в стационарную лабораторию и собственно на сам анализ в полевых или лабораторных условиях. Исследовательская работа «на месте» не требует от исследователя (учащегося) высокой квалификации, так как обычно в портативных лабораториях используются экспресс-тесты, в которых реализованы простые и относительно дешевые методы определения веществ, не требующие длительной пробоподготовки, сложных дорогостоящих приборов и оборудования.

Применение данных комплектов естественнонаучных лабораторий, возможно, как на отдельных этапах урока, например, при проверке домашнего задания, изучении нового материала или закреплении, так и на целых уроках, такие как лабораторный урок, урок-экскурсия, урок-семинар, обобщающий урок. Возможными формами организации учебного процесса с комплектами приборов и оборудования «Крисмас+» могут быть: индивидуальные; групповые; индивидуально-групповые и фронтальные.

Использование в процессе обучения естественнонаучных лабораторий способствует эффективному усвоению учебного материала; помогает сделать процесс обучения более разнообразным и увлекательным, личностно-развивающим; позволяет принципиально расширить возможности учителя биологии в выборе и реализации средств и методов обучения; предоставляет большие возможности ученику для реализации творческих способностей [8].

Приборы и оборудование естественнонаучных лаборатории «крисмас+» можно использовать на следующих темах при изучении биологии (на примере УМК «Сфера»):

5-6 классы. Условия, необходимые для жизни организмов. Среда обитания. Экологические факторы. Вода как среда жизни организмов. Наземно-воздушная среда жизни. Почва, как среда жизни. Роль растений и животных в почвообразовании. Фотосинтез. Дыхание и кровообращение животных.

7 класс. Экосистемное разнообразие и деятельность человека.

8 класс. Факторы окружающей среды и здоровье. Образ жизни и здоровье. Регуляция дыхания. культура питания.

9 класс. Экологические факторы и их действие на организм. Влияние природных факторов на организм человека. Адаптация организма к условиям среды. Влияние экстремальных факторов на организм человека. Влияние курения и употребления алкоголя на организм человека. Агроценоз. Агроэкосистема.

Биосфера и здоровье человека.

10 - 11 классы. Белки: строение и функции. Взаимодействие общества и природы. Деятельность современного человека как экологический фактор.

Преимуществами использования естественнонаучных лабораторий на уроках биологии являются [4]:

- возможность использования на различных этапах урока;

- многократность использования и необходимость приостановки в нужный момент;

- детализирование изучаемых объектов и их частей;

- восприятие материала на зрительном, слуховом и эмоциональном уровне.

Основными образовательными результатами обучающихся при работе

с приборами и оборудованием естественнонаучной лаборатории является: умение применять биологические знания в практической деятельности; навыки практической и научно-исследовательской деятельности; укрепление здоровья детей; адаптация к специфике предпрофильного обучения и получение возможности убедиться в правильности выбранного профиля; самоутверждение ребенка в его собственных умениях и навыках [1].

При обучении с помощью естественнонаучной лаборатории можно использовать разнообразные методы, формы и приемы работы: групповая дискуссия; работа в парах; работа в группе; лекция; беседа; экскурсия; исследовательская работа; фоторепортаж; презентации [6].

Уроки с использованием комплексного оснащения естественнонаучных лабораторий вызывают большой эмоциональный подъем и повышают уровень усвоения материала, стимулируют инициативу и творческое мышление у школьников [2].

По результатам анализа литературных источников был организован педагогический эксперимент по выявлению эффективности использования естественнонаучной лаборатории «крисмас+» на уроках биологии в полевых условиях. Эксперимент проводился на базе муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 211 имени Леонида Ивановича Сидоренко » г. Новосибирска.

В ходе педагогического эксперимента были выделены экспериментальная группа и контрольная группа из обучающихся 6-х классов, которые количественно сопоставимы по уровню сформированных знаний и умений. Различие состояло в том, что в экспериментальной группе изучение нового материала проводилось с использованием естественнонаучной лаборатории «крисмас+», а в контрольной группе - в рамках уроков по заявленной программе.

Перед проведением педагогического эксперимента был подсчитан средний балл отметок обучающихся за весь период обучения в контрольной и экспериментальной группах [5].

Согласно результатам подсчета (таблица 1) видно, что обучающиеся контрольной и экспериментальной групп имеют относительно равный средний балл перед началом использования естественнонаучной лаборатории «Крисмас+»

в обучении биологии.

Таблица 1 - Средний балл учащихся по биологии на этапе начала педагогического эксперимента

Критерий Контрольная группа Экспериментальная группа

Средний балл (Хср) 3,9 4,0

Учебное занятие в полевых условиях состояло из двух частей. В первой части учитель рассказывал учащимся об объекте/явлении, его свойствах. Во второй части - выполнение небольших самостоятельных лабораторных/научно-исследовательских работ. Учащиеся делятся на группы по два-три человека. Каждая из них выбирает тему самостоятельной работы - как правило, из числа тех, которые уже подготовлены и апробированы, для которых у учителя имеются методические пособия, определители и вся необходимая вспомогательная литература и оборудование. Учитель консультирует учащихся по этапам выполнения методики, места проведения исследования, плана работы. После этого учащиеся самостоятельно выполняют здания (наблюдают, описывают, производят расчёты, оформляют материалы наблюдений, пишут тезисы, выступления и т.д.).

В рамках эксперимента были проведены три контрольные работы в ходе текущего контроля успеваемости. В контрольной группе работы проводились после проведения урока, а в экспериментальной группе контрольная работа по каждой теме проходила после полевых работ с использованием естественнонаучной лаборатории «Крисмас+».

Рисунок 1. Изменение среднего балла успеваемости учащихся контрольной и экспериментальной групп в ходе контроля учебных достижений по биологии

Методом статистической обработки итогов тестирования были получены результаты и построена диаграмма (рисунок 1), которая указывает на растущую

динамику успеваемости по биологии учащихся экспериментальной группы.

Для оценки достоверности результатов контрольных работ был подсчитан t критерий Стьюдента, который показал, что во всех случаях результаты между контрольной и экспериментальной группой являются достоверными, так как t > t табл.

1

0,8 0,6 04 ОД О

0,9

0,44

Контрольная группа | Эксперт/ енгальная группа

Коэффициенты сформированное™ практических умений

Рисунок 2. коэффициент сформированности умений контрольной и экспериментальной групп на конец эксперимента

В заключение исследования была проведена итоговая контрольная работа. Она включала в себя 10 тестовых заданий открытого типа. Ответы испытуемых показали, что учащиеся на репродуктивном и продуктивном уровнях хорошо овладели основными умениями данного раздела.

В экспериментальной группе сначала проведения исследования повысился уровень интереса к предмету, появилась мотивация, которая не требовала подкрепления со стороны учителя.

Таким образом, использование школьной естественнонаучной лаборатории «крисмас+» позволило учащимся повысить уровень своих знаний и умений, достичь творческого уровня усвоения знаний, что доказывает эффективность применения данной лаборатории на уроках биологии.

Полевые исследования помогают школьникам правильно сориентироваться в выборе будущей профессии. Знания, полученные в процессе полевых исследований, помогут учащимся лучше узнать природу, сформировать экологическое мышление, навыки практической и научно-исследовательской деятельности, связать теоретический курс биологии с практикой, в профессиональной ориентации школьников.

литература

1. Галкина Е.А., Полещук А.А. Исследователи живой природы на базе лабораторий университета как средство развития исследовательской деятельности старшеклассников // Вестник научных конференций. 2016. № 6-4 (10). С. 32-33.

2. Гудова Е.Ю., Макарова О.Б. Критерии оценивания современного урока биологии / Современные подходы к работе с высокомотивированными старшеклассниками: сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции. 27-28 октября 2016 г. Красноярск: КГПУ им. В.П. Астафьева, 2016. С. 57-59.

3. ЗАО «Крисмас+». URL: http://www.christmas-plus.ru (дата обращения: 10.03.2017).

4. Кимм Е.П. Исследовательские естественно-научные проекты как фактор формирования творческих способностей учащихся // Успехи современного естествознания. 2004. № 5. С. 52-54.

5. Макарова О.Б., Габерман Н.В., Галкина Е.А. Контроль учебных достижений обучающихся по биологии с помощью системы интерактивного опроса Smart Response // Гуманизация образования. 2016. №1. С.51-56.

6. Макарова О.Б. Методика обучения естественнонаучным дисциплинам (биология, экология, основы безопасности жизнедеятельности): учебное пособие. Том Часть 1. 2-е изд.. Новосибирск: НГПУ, 2000. 90 с.

7. Молькова М.К. Экспериментальные исследования на уроках и после. Школьная лаборатория и современная наука // Физика - Первое сентября. 2016. № 3. С. 11-15.

8. Пронин В.П. О роли естественнонаучного исследовательского комплекса в развитии образовательной среды // Вестник Герценовского университета. 2010. №6. С. 24-26.

9. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. URL: http://минобрнауки.рф/документы/938 (дата обращения: 10.03.2017).