Ключевые слова: компетентностный подход, компетенции, сетевое взаимодействие, научно-исследовательская деятельность, диагностика, профориентация.
Содержание предметного образования по-прежнему нацелено на обеспечение выпускников хорошим набором знаний и предметных умений. Однако выпускникам не хватает опыта их применения в различных ситуациях, они не готовы к тому, чему их не учили – действовать в ситуациях неопределённости, периодически повторяющихся в жизни. Поэтому одним из основных результатов деятельности образовательного учреждения должна стать, несомненно, система знаний, умений, навыков выпускника, но ещё кроме этого выпускник должен иметь ряд ключевых компетенций, умение творчески использовать их в различных сферах жизни. Компетентностный подход к результатам школьного образования лежит в основе Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) общего образования нового поколения.
Одним из требований ФГОС основного общего образования является формирование у учащихся основ культуры исследовательской деятельности. При обучении в старшей школе ФГОС среднего (полного) общего образования устанавливает более высокие требования к достижению метапредметных результатов, к ним относится владение учащимися навыками учебно-исследовательской деятельности. Исследовательский навык, приобретенный в школе, поможет ее выпускнику быть успешным в любых ситуациях.
Однако, в настоящее время даже в хорошо оснащенных школах нет достаточного оборудования для проведения учащимися научных исследований на базе школы. Эту проблему можно решить в рамках сетевого взаимодействия. В Законе «Об образовании в РФ» в статье 15 «Сетевая форма реализации образовательных программ» говорится о возможности реализации образовательных программ с использованием ресурсов нескольких организаций, осуществляющих образовательную деятельность. На практике сетевое взаимодействие происходит преимущественно между образовательными организациями (Глубокова, 2011). Ряд методистов и учителей общеобразовательных школ считают, что для решения вопроса дальнейшего трудоустройства, требуется установление прочных связей с потенциальными работодателями выпускников школ и ВУЗов (Цирульников, 2010).
Проводилось изучение особенностей организации научно-исследовательской деятельности по биологии с учащимися общеобразовательной школы в научном учреждении. Организация научно-исследовательской деятельности проводилась в МОУ «Лицей № 2» г. Саратова в течение 2016– 2017 учебного года на базе 8 «А» класса. Целью эксперимента являлось определение эффективности использования научно-исследовательской деятельности на базе научного учреждения для повышения качества знаний и формированию основных компетенций у учащихся.
Базой для научно-исследовательской работы был выбран Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук (ИБФРМ РАН). Данное учреждение является одним ведущих научно-исследовательских центров города Саратова, труды его учёных приобрели известность у специалистов научных и образовательных учреждений. Кроме того, институт находится территориально относительно близко к Лицею.
Для выявления эффективности вовлечения школьников в исследовательскую работу в начале и в конце эксперимента осуществлялась оценка успеваемости и качества обучения.
По предметам «Биология» и «Химия» успеваемость всех учащихся 8 «А» класса была стопроцентная, поэтому проводилось сравнение изменения качества обучения всего класса в целом и учеников, принимающих участие в исследовательской работе. Также определялась степень сформированности основных компетенций у учеников всего класса и учеников, занимающихся исследовательской деятельностью.
В начале учебного года было проведено тестирование на профориентацию для определения группы учащихся, ориентированных на профессии, связанные с естественными науками, в частности с биологией. По рекомендации психолога школы, для определения профориентации был выбран наиболее часто используемый для этой цели тест, разработанный Е.А. Климовым. Тест выделяет пять психотипов личности, каждый из которых соответствует свойствам личности человека, определяющим склонности к определенному кругу профессий.
Тип, которому соответствуют профессии, связанные с биологией, экологией, химией назван Е.А. Климовым «человек–природа». Он характерен для людей, стремящимся улучшить состояние окружающей среды, тем, кто легко идет на контакт с природой и животными; сюда входят и профессии, в которых человек имеет дело с различными явлениями неживой и живой природы, например: биолог, географ, геолог, математик, физик, химик и другие профессии, относящиеся к разряду естественных наук.
После проведения теста на профориентацию, была выделена группа учащихся, ориентированная на профессии «человек – природа» в составе девяти человек. Среди учащихся этой группы четыре ученика имели отметку «5» по итогам предварительного контроля знаний, четыре – отметку «4», один ученик – отметку «3». Всем учащимся было предложено участие в научно-исследовательской работе в ИБФРМ РАН вместе с его сотрудниками. Из отобранной группы согласились принять участие в работе восемь школьников. Один ученик, имевший отличные отметки по биологии и химии отказался ввиду того, что больше проявлял интерес к гуманитарным предметам.
В классе и в сформированной группе было проведено анкетирование, позволяющее определить степень формирования у школьников различных компетенций: диагностика нравственной самооценки и диагностика нравственной мотивации (методика А.И. Шемшуриной) – показатели оценки личностной компетенции; изучение социализированности личности учащегося (методика М.И. Рожкова) – оценивается социальная компетенция; диагностика тревожности (методика, адаптированная Ю.Л. Ханиным) – оценка коммуникативной компетенции, тест на выявление готовности учащегося к обучению в интерактивном режиме и к групповой работе (методика Е.В. Коротаевой) – образовательная компетенция (www.stotestov.ru, 2016).
В начале эксперимента учащиеся исследовательской группы посетили для ознакомления ИБФРМ РАН, где была проведена вводная экскурсия и инструктаж по технике безопасности. Во время экскурсии учащиеся побывали в различных лабораториях института, где им подробно рассказали о работе каждой лаборатории, показали приборы и лабораторное оборудование: электронный микроскоп, ламинар-боксы, вытяжные шкафы, центрифуги и многие другие приборы.
После экскурсии был составлен план работы для учеников:
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
- Изучение литературных источников по теме исследовательской работы.
- Работа с сайтом организации: обработка научной информации из каталога Коллекции ризосферных микроорганизмов, касающейся штаммов рода Azospirillum, выделенных в Саратовской области.
- Выполнение заданий, полученных от научных сотрудников – участие в экспериментальной работе лаборатории биохимии.
Перед началом проведения исследовательской работы учащимся было предложено ознакомиться с теоретическим материалом о бактериях рода Azospirillum. Чтобы понять цели работы, школьники должны быть подготовлены к этой исследовательской работе. Сотрудниками лаборатории биохимии была предоставлена научная литература – две книги по биохимии и микробиологии и восемь научных статей, из них две на английском языке. В течение первой четверти проводилось изучение научных работ. Чтение, конспектирование и перевод осуществлялся школьниками дома в свободное время, обсуждение проводилось в школе на внеклассных занятиях один раз в неделю.
После изучения теоретического материала, ученики работали с сайтом научной организации, где нужно было выбрать Саратовские штаммы азоспирилл и занести их в таблицу. В течение второй четверти проводилось изучение каталога микроорганизмов и составление таблицы. Работа проводилась также раз в неделю на внеклассный занятиях в школе в компьютерном классе. По результатам работы выявлено: всего в коллекции ИБФРМ РАН в настоящее время насчитывается 21 штамм A. brasilense, из числа штаммов, выделенных из корней и проростков злаков – пищевых и кормовых культур. Более половины из них, 13 штаммов, выделены из мягкой пшеницы – Triticum aestivum.
В течение третьей четверти учащиеся один раз в две недели работали в лаборатории под руководством научных сотрудников, где сначала принимали участие в подготовке и составлении питательной среды для культивации микроорганизмов. Потом школьники узнали о способе стерилизации питательной среды и лабораторной посуды, наблюдали за посевом бактерий на питательную среду в чашки Петри.
В экспериментах использовали синтетическую малатную среду (СМС) следующего состава (г/л): K2HPO4×3H2O – 3,0; KH2PO4 – 2,0; NaCl – 0,1; NaMoO4×2H2O – 0,002; NaOH – 2,24; яблочная кислота – 3,76; NH4Cl – 0,5; дрожжевой экстракт – 0,1; MgSO4×7H2O – 0,2; СaCl2×2H2O – 0,02; FeSO4×7H2O – 0,02.
Бактерии выращивали при температуре 31оС в жидкой или на твердой СМС, pH среды 6,8. Среду автоклавировали при 1 атм в течение 30 минут. Соли MgSO4 и СaCl2 были приготовлены в виде стоковых, 500-кратных стерильных растворов, которые добавлялись в среду после её автоклавирования.
Работа проводилась со штаммом A. brasilense SR80, полученным из Коллекции ризосферных микроорганизмов ИБФРМ РАН. Штамм SR80 выделен из проростков, полученных при стерильном проращивании семян пшеницы сорта Саратовская 49. Часть работ учащиеся выполняли самостоятельно.
Следующим этапом эксперимента, проходившим в четвертой четверти учебного года, был анализ колониеобразующей способности бактерий, который производили, подсчитывая число бактериальных колоний на чашке Петри с твердой питательной средой. Для анализа колониеобразующей способности покоящейся культуры A. brasilense SR80 использовали чашечный метод Коха. В этом методе бактерии высеваются на плотные среды, и в случае, если наблюдается их рост и на чашках появляются колонии – производят их учет (подсчитывают колониеобразующие единицы, КОЕ). Метод Коха применяли для выяснения того, утратили бактерии или нет колониеобразующую способность в ответ на действие стрессовых факторов.
Посев производился дважды, при сроках хранения культуры 4 и 33 дня. Из каждой колбы делали высев в трех повторностях, оценку роста азоспирилл проводили через 2 суток инкубации чашек при 31оС.
После этого учащиеся самостоятельно подсчитывали колонии, используя чашечный метод Коха. В случае четырехдневной культуры на всех чашках Петри, кроме одной, колонии отсутствовали; в той повторности, где наблюдался рост, колонии азоспирилл были исключительно мелкими и присутствовали в количестве нескольких тысяч. Повторная оценка колониеобразующей способности покоящейся культуры A. brasilense SR80 в возрасте 33 дня показала полное отсутствие бактериального роста во всех без исключения экспериментальных повторностях.
Одним из вариантов опыта был пересев культуры A. brasilense на питательную среду СМС с добавлением ликтина пшеницы (АЗП), для оценки влияния этого лектина на жизнеспособность бактерий. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что АЗП, присутствующий в среде роста азоспирилл, индуцировал переход бактерий от покоя к размножению. Выраженность стимулирующего эффекта лектина зависела от его концентрации. Наиболее выраженным действие этого вещества было при концентрации 1 мкг/мл, снижение концентрации приводило к уменьшению стимулирующего эффекта АЗП.
Все опыты и подсчеты школьники проводили самостоятельно в сроки, определенные методикой проведения каждого опыта, полученные данные записывали в рабочий дневник. По результатам работы составили отчет о научном исследовании.
Участие школьников в работе вместе с сотрудниками лаборатории выявило ряд трудностей. Во-первых, институт является режимным объектом, вход туда осуществляется по пропускам, учащихся каждый раз встречал и провожал сопровождающий. Во-вторых, работа с химическими реактивами и оборудованием требует определенного уровня знаний и навыков работы, соблюдения техники безопасности. Существует ряд опытов, выполнение которых нельзя доверять проводить школьникам самостоятельно.
Анализ успеваемости в конце учебного года показал, что 8 «А» класс занимается стабильно, неуспевающих по биологии в классе не было. Качество обучения в классе в конце учебного года выросло, это увеличение произошло за счет улучшения отметок группы школьников, занимающихся научно-исследовательской работой (табл. 1).
Таблица 1. Успеваемость учащихся в течение учебного года (%)
Анкетирование всех учащихся в течение эксперимента показало следующие результаты. Социальная компетенция практически не изменилась, высокий уровень отмечен у 50% всех школьников как в начале, так и в конце учебного года.
Изменение уровня сформированности других компетенций произошло только у учащихся, занимавшихся исследовательской деятельностью (табл. 2).
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Анализ сформированности образовательной компетенции показал, что высокий уровень сформированности увеличился на 12,5%, средний уровень – на 25%. Сформированность коммуникативной компетенции увеличилась на 25%. Личностная компетенция возросла в среднем в два раза – до 62,5%.
По результатам проведенной работы можно сделать вывод, что в результате участия в научно-исследовательской деятельности у школьников повышается мотивация к саморазвитию, повышается их самооценка, снижается уровень тревожности и повышается готовность к обучению, что приводит к повышению качества обучения. Следовательно, вовлечение школьников в научно-исследовательскую деятельность положительно влияет на успеваемость в целом. Однако проведение серьезных научных исследований требует наличия соответствующей материальной базы, которую можно найти в научно-исследовательском учреждении. При выборе базы научно-исследовательской работы необходимо учитывать её доступность для учащихся школы: близкое расположение к школе, отсутствие проходной системы и платы за посещение, возможность самостоятельного проведения научных исследований учащимися средней общеобразовательной школы. Для участия в научных исследованиях учащиеся должны иметь личное желание и достаточно высокий уровень подготовки по профильным предметам.
Таблица 2. Уровень сформированности компетенций учащихся 8 «А» класса в течение учебного года
Список использованных источников
1. Глубокова Е.Н. Сетевое взаимодействие в сфере образования как развивающийся про- цесс в теории и практике / Педагогика в современном мире / Е.Н. Глубокова, И.Э. Кондрако- ва // Сборник статей всероссийской научной конференции. – Санкт – Петербург: Издательст- во «Лема», 2011. С. 123 – 129.
2. Цирульников А.М. Подход к развитию системы образования. Образовательные сети / А.М. Цирульников // Вопросы образования. 2010. № 2. С. 45-51.
3. Тесты для педагога-психолога [Электронный ресурс] URL: www.stotestov.ru / (дата об- ращения: 17. 10. 2016).