Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Пособие _ Биология_Жакибаева

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
18.02.2016
Размер:
2.14 Mб
Скачать

Филиал «Центр образовательных программ» АОО «Назарбаев Интеллектуальные школы»

ПРОВЕДЕНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ПРЕДМЕТУ «БИОЛОГИЯ»

Методическое пособие

Астана – 2014

УДК 373 (072) ББК 74.262.88 П 78

Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом Центра образовательных программ

АОО «Назарбаев Интеллектуальные школы»

Рецензенты:

Аксёнова Инна Валерьевна – магистр биологии, учитель биологии, Назарбаев Интеллектуальная школа г. Тараз, АОО «Назарбаев Интеллектуальные Школы»

Аубакиров Тойбек Уатаевич – к.ф-м.н., доцент, филиал «Центр образовательных программ» АОО «Назарбаев Интеллектуальные Школы»

Автор-составитель: Жакибаева А.Ж.

«Проведение и оформление практических работ по предмету «Биология»,

методическое пособие - 2014, - 32 стр.

ISBN 978-601-7417-55-0

Данное методическое пособие по проведению практических работ по предмету «Биология» составлено на примере требований к оформлению практических работ в Международном Бакалавриате. Пособие содержит методические рекомендации для проведения и оформления практических работ с приведением конкретных примеров из биологии.

Предназначено для учителей биологии Назарбаев Интеллектуальных школ, преподающим по Интегрированной образовательной программе в Старшей школе.

УДК 373 (072) ББК 74.262.88

ISBN 978-601-7417-55-0

© Филиал «Центр образовательных программ» АОО «Назарбаев Интеллектуальные школы», 2014

2

Содержание

Введение...............................................................................................................................................

4

Практические навыки........................................................................................................................

6

Виды практических работ.................................................................................................................

7

Планирование лабораторных работ ..............................................................................................

8

Оформление отчета по практической (исследовательской) работе.......................................

10

Критерии оценивания лабораторных работ...............................................................................

26

Контрольный лист для учащихся...................................................................................................

29

Список литературы..........................................................................................................................

32

3

«Не существует сколько-нибудь достоверных тестов на одаренность, кроме тех, которые проявляются в результате активного участия хотя бы в самой маленькой поисковой исследовательской работе»

А.Н. Колмогоров

Введение

В век инновационных технологий в различных сферах деятельности человека образование должно следовать новой парадигме. Наступает время, когда объем мировой информации удваивается приблизительно каждый год. В новом времени глобализации целью образования становится осознание того, как правильно распорядиться готовыми знаниями из источников информации и заменяет накапливание знаний на протяжении жизни. Нет необходимости хранить все знания науке в голове, когда ценностью образования и духом времени являлось «Знание – это сила». В 21-ом веке обучение экспериментальной науки биологии должно и обязано реализовываться посредством развития практических навыков. Известно, что необходимо научить учащегося не только самостоятельно добывать знания, но и развивать практические навыки.

Биология, являясь естественной наукой, имеет большой потенциал для развития функциональной грамотности учащихся, так как неотъемлемо связана с окружающим миром. Выполнение экспериментальной работы в школьной лаборатории является прототипом научных открытий. При проведении практической работы учащийся становится на место первооткрывателя, узнает на физическом уровне, каким образом совершались открытия законов, закономерностей в окружающем мире.

Многие выдающиеся ученые указывали на роль лабораторно-практических работ в познании, например, М.В. Ломоносов: «Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции». Одним из результатов обучения через практическую деятельность учащихся является развитие у них манипулятивных навыков, анализа и вывода заключения. При этом проведение практической работы может быть организовано как после теоретического материала для закрепления знаний и умений, так и до теоретического материала для формирования знаний и умений посредством моделирования достижений науки через лабораторные работы. Основополагающим принципом проведения всех практических работ должен являться научный подход.

Научный подход

«Научный подход (Научный метод)» - это совокупность основных способов и методов решения задач с целью получения новых знаний, обобщения и углубления понимания совокупности фактов и теорий в любой области науки [1]. Также научный подход можно охарактеризовать следующим образом: «Научный подход - это принципы и процедуры для систематического стремления к знаниям, включающие признание и формулирование проблемы, сбор данных через наблюдения и эксперимент, а также формулирование и тестирование гипотезы».

«Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию исправлять наблюдения есть лучший всех способ к изысканию правды».

М.В. Ломоносов

Одним из основополагающих составляющих научного метода является его требование к объективности и исключение субъективного подхода к наблюдению

4

объектов исследования и процессов, а также при сборе и обработке полученных в ходе эксперимента данных и интерпретации заключений и выводов. Эксперименты, проведенные на основе научного подхода, должны быть валидными, то есть приводить к схожим результатам при воспроизведении эксперимента.

Научный метод должен служить основой для любой практической работы вне зависимости от места проведения работы: в лаборатории или исследование на местности. Научный метод дает учащимся возможность:

самостоятельно определять вопрос исследования;

формулировать гипотезы и делать выводы;

проектировать или прописывать ход работы для проведения исследования;

применять математические средства для сбора и анализа данных;

делать логические заключения, опираясь на данные, полученные в ходе эксперимента.

Ниже показана схема процесса проведения лабораторной работы (Рис. 1). Следует

отметить, что задачей проведения эксперимента не является нахождение подтверждения сформулированной гипотезе. Во многих случаях результаты эксперимента не подтверждают гипотезу, а приводят к ее опровержению. В данных случаях не стоит считать, что эксперимент провалился. Необходимо переформулировать гипотезу и провести новый эксперимент. Если учащийся в своем отчете приводит ряд причин, объясняя причину несоответствия результатов эксперимента и гипотезы с указанием значимых улучшений по планированию работы, то можно высоко оценить работу учащегося, так как его/ее понимание сути проводимой работы и усовершенствования требуют высший уровень мыслительной деятельности.

Рис.1. Этапы проведения практической работы (эксперимента).

5

Практические навыки

Формируя у учащихся практические умения и навыки, исследовательский процесс позволяет обобщить, систематизировать, углубить и конкретизировать теоретические знания. Все это способствует формированию готовности использовать теоретические знания на практике, развивая интеллектуальные способности [2].

Ниже приведены основные практические навыки:

Следование инструкциям по проведению работы;

Планирование и проведение экспериментов;

Использование приборов и аппаратов;

Проведение наблюдений и исследований;

Запись наблюдений и данных;

Обработка, анализ и представление данных;

Обсуждение и оценивание результатов;

Формулирование выводов.

Практические навыки необходимо развивать из года в год для достижения высокого уровня владения навыками в Старшей школе.

ВОсновной школе необходимо делать акцент на развитие следующих основных практических навыков:

1. Работа с оборудованием и материалами (по инструкции). 2. Проведение измерений и наблюдений.

3. Запись и представление наблюдений и данных.

4. Анализ данных и выводы.

ВСтаршей школе необходимо развивать как уже имеющиеся навыки, так и навыки высокого уровня:

1. Планирование эксперимента (формулирование целей исследования или вопроса исследования, определение независимых, зависимых и управляемых переменных).

2. Постановка эксперимента (выбор нужных материалов и методов).

3. Запись и представление данных и результатов (проведение измерений и наблюдений, представление данных в таблицах, использование статистического анализа и создание графиков).

4. Обсуждение, оценивание и заключение (описывать, анализировать и интерпретировать данные, объяснить результаты, предложения по улучшению технологии или плана эксперимента, возможности и ограничения, результаты, последствия/применения результатов).

На основе изучения предмета «Биология» учащиеся должны не только осваивать знания и развивать понимания о научных явлениях, фактах, законах и закономерностях в живой природе. В рамках современного школьного курса необходимо научить учащихся применять свои знания, а именно:

находить, выбирать и организовывать соответствующие данные из различных источников информации;

описывать, интерпретировать и давать объяснения для данных и информации представленной в виде таблиц, графиков, карт, фотографий и иллюстраций;

манипулировать численными, графическими и другими данными;

использовать информацию для выявления закономерностей, докладывать о тенденциях и делать выводы.

Важной частью любой работы должно стать формирование навыков анализа,

синтеза и оценки:

формулировать гипотезы и прогнозы на основе наблюдений и предварительного исследования (в том числе планировать исследование, выбирать соответствующее

6

оборудование и материалы и проводить эксперименты для проверки своей гипотезы или предположения);

делать точные наблюдения и измерения и записывать их в соответствующей форме (графики, таблицы, диаграммы и т.д.) и использовать статистические инструменты для анализа полученных данных);

оценивать надежность полученных данных и находить неопределенность; делать вычисления и формулировать выводы, основанные на полученных данных; оценивать валидность своего метода; обсудить последствия выводом с точки зрения действия на окружающую среду; оценивать суждения частных лиц, организации и свои.

Виды практических работ

Понятие «практическая работа» подразумевает определенную работу в классе или вне класса, проводимую непосредственно руками учащихся. В рамках обучения биологии такими работами могут являться работы, развивающие манипулятивные навыки, такие как симуляции, демонстрации, моделирование, полевые работы и эксперимент (Рис. 2).

Рис. 2. Виды практических работ.

Симуляциями могут являться такие средства обучения, как компьютерная симуляция процессов и закономерностей в науке, способствующие глубокому пониманию сущности изучаемой темы. Примером симуляции может являться симуляция глобального потепления климата, позволяющая в хронологическом порядке рассмотреть изменение температуры на Земле и прогнозируемое изменение в будущем. К симуляциям также можно отнести использование виртуальных лабораторий при замещении реальных практических работ.

Демонстрации широко распространены в практике учителя на сегодняшний день. При этом необходимо учитывать, что демонстрации могут быть демонстрациями учителя и демонстрациями учащихся. В обоих случаях происходит наглядная демонстрация

7

каких-либо процессов и законов науки, также визуальные демонстрации на примерах объемных моделей.

Моделирование - это тип работы, нацеленный на визуализацию биологических систем, объектов и процессов. Например: 3D-моделирование структуры ДНК из Лего, конфет или любых других подручных материалов. Моделирование в старших классах может осуществляться с помощью компьютерных программ, предполагающих работу с нахождением эффективных алгоритмов, структурированием данных и их графическим представлением. В большинстве случаев нет идеальной или не идеальной модели. Следует учитывать, что продуктом процесса моделирования является упрощенная модель окружающей реальности. Модель может более или менее верно представлять реальность.

Полевые работы. Неотъемлемой частью обучения биологии является проведение работ вне классной комнаты, т.е. на местности. Практические работы незаменимы в изучении биологии учащимися, так как они позволяют преподносить материал через связующий мост между теоретическими знаниями и практической деятельностью учащихся и учителей. Контакт с природой, наряду с освоением опыта работы в полевых условиях, позволяет учащимся обрести компетентность исследовательской деятельности на местности и понимать задачи проводимой работы. Полевые работы напрямую влияют на развитие интереса к предмету. Они способствуют формированию экологической грамотности, что приводит к развитию экологической культуры, которая особо значима в эпоху глобализации.

Лабораторные работы являются ядром всех практических видов деятельности. Только в режиме лабораторной работы открывается в полной мере возможность развития всех практических навыков. Качественность лабораторной работы, основанной на самостоятельной деятельности учащихся, зависит от соблюдения процедуры проведения исследования, анализа и оценки выполненных работ, степени овладения учащимися запланированных умений.

Планирование лабораторных работ

Выполнение лабораторных работ необходимо не только для нахождения экспериментального подтверждения и проверки теоретических законов и выявления зависимостей, но и для развития у учащихся навыков широкого спектра, таких, как планирование собственного эксперимента посредством выбора переменных, регулирования переменных и способа сбора данных. Все это позволит учащемуся во взрослой жизни легко ориентироваться в быстро меняющихся требованиях к профессиональным навыкам в условиях динамично развивающегося рынка труда.

При планировании экспериментов следует учитывать, что наряду с проверкой теории осуществляется формирование у учащихся умений и навыков обращения с различными приборами, лабораторным оборудованием и аппаратурой. Ожидаемыми результатами практической деятельности учащихся является развитие исследовательских навыков наблюдения, сравнения, анализа, выявления зависимостей, формулирование вывода и заключения, обобщения и самостоятельного оценивания процедуры и оформления результатов.

8

Проведение лабораторных работ можно разделить на следующие этапы:

Предполагается разделение направленности работы согласно ориентации на развитие определенных практических навыков у учащегося в рамках одной практической работы. Тем не менее, важным аспектом должно послужить наращивание навыков в процессе обучения и формирования всех практических навыков у учащегося на «выходе» из школьного курса предмета. Таким образом, на одном уроке можно отрабатывать развитие навыков только по одному этапу проведения лабораторной работы и далее наращивать остальные этапы.

Ранее считалось, что лабораторная работа является методом обучения, при котором учащиеся только под руководством учителя по заранее намеченному плану проделывают опыты или выполняют определенные практические задания. Но если учащиеся самостоятельно будут проводить исследования и выбирать метод получения данных, то в процессе проведения работы учащиеся больше воспримут и осмыслят новый учебный материал. Предполагается, что для самостоятельного формулирования вопроса исследования необходимо иметь, по крайней мере, манипулятивные навыки. Тем не менее, если учащиеся самостоятельно планируют и проводят практическую работу, то это приведет к развитию у них навыков планирования, выбора метода, сбора данных и аналитических навыков.

От учителей естественных наук следует ожидать использование практических экспериментов как способ улучшения обучения. Практическая деятельность должна формировать основу, на которой строятся знания и понимание. Их следует объединить относящейся к ним теорией, предлагая возможности для конкретного практического обучения, а не обособленного опыта. При планировании схемы работы важно рассмотреть мозаику подходов, которая включает в себя те подходы, которые позволяют учащимся участвовать в своем собственном обучении [3].

9

Оформление отчета по практической (исследовательской) работе

Итогом и доказательством, а также основой для оценивания проведения эксперимента, является отчет по практической работе учащегося.

Перед тем, как начать писать отчет, необходимо обратить внимание на основные моменты оформления работы:

1.Работу над оформлением практической работы необходимо начинать с нового документа в графическом редакторе (например, Word). Исключением является необработанные (сырые или первичные) данные, которые возможно представить с помощью рукописного материала, выполненного синей или черной пастой.

2.Необходимо промаркировать титульную страницу в верхнем правом углу данными учащегося (Ф.И.О., дата, номер эксперимента (практической работы), класс, школа).

3.Необходимо сохранить электронную версию работы, дав название файлу в виде имени учащегося.

Составляющие лабораторного отчета:

Название

I. Цель работы/Вопрос исследования II. Гипотеза

III. Переменные

(независимые, зависимые и контролируемые и их контроль) IV.Материалы и оборудование

V. Метод/Ход работы

VI.Данные и результаты

(первичные данные, погрешность, презентация и обработка данных) VII. Заключение

VIII. Оценивание работы (недостатки/ограничения и улучшения) Список использованной литературы

Далее приводится руководство для учителей и учащихся 11 и 12 классов Старшей школы по оформлению лабораторной работы. Затем будет подробно рассмотрено оформление практической работы по биологии учащегося Международного Бакалавриата в период обучения по программе IB DP с вопросом исследования: «Как

повлияет 50 мл раствора различной концентрации гидрокарбоната натрия на скорость всплытия на поверхность листовых дисков растения Acacia auricularformis?»

Название

Название исследовательской работы должно обобщать содержание эксперимента, отражать тему проводимой работы, а также быть кратко сформулированным. В некоторых случаях нет необходимости указывать название работы, если вопрос исследования сформулирован достаточно четко [4].

I. Цель работы/Вопрос исследования

Перед началом планирования работы необходимо определиться с вопросом исследования или целью работы. От постановки вопроса исследования будет зависеть то, что вы исследуете, какие факторы будут влиять на чистоту эксперимента. При

10