методические материалы проведения исследовательской

Методы исследования в природе с учащимися
К традиционным, но сохранившим свое значение относится описательный метод. +
наблюдение и описание фактов и явлений (описательный метод). Метод наблюдения
дает возможность анализировать и описывать биологические явления. На методе
наблюдения основывается описательный метод. Для того, чтобы выяснить сущность
явления, необходимо прежде всего собрать и описать фактический материал. Например, с
помощью метода наблюдения можно изучить сезонные изменения в живой природе.
Наблюдение-изучение объектов живой природы в естественных условиях существования.
Это непосредственное наблюдение за поведением, расселением, размножением растение и
животных в природе. Для этих целей используются как традиционные средства полевых
исследований (бинокль, видеокамеры), так и сложное лабораторное оборудование
(микроскопы, биохимические анализаторы, разнообразная измерительная техника).
•сравнение, дающее возможность установить сходство и различие между разными
биологическими структурами и явлениями (сравнительный метод). Сравнительный
(исторический) метод-выявляет эволюционные преобразования биологических видов и их
сообществ. Сопоставляют анатомическое строение, химический состав, структуру генов и
другие признаки у организмов разного уровня сложности. При этом исследуются не
только ныне живущие организмы, но и давно вымершие, сохранившиеся в виде
окаменелых
останков
в
палеонтологической
летописи.
эксперимент (лат. experimentum – испытание), в ходе которого биологические объекты и
процессы изучаются в искусственно созданных, точно контролируемых условиях
(экспериментальный метод). Экспериментальный метод связан с целенаправленным
созданием системы, помогает исследовать свойства и явления живой природы.
Экспериментальный метод (опыт) - исследования живых объектов в условиях
экстремального действия факторов среды – измененной температуры, освещенности или
влажности, повышенной нагрузки, токсичности или радиоактивности, измененного
режима или места развития (удаление или пересадка генов, клеток, органов и т.п.).
Экспериментальный метод позволяет выявить скрытые свойства, пределы адаптивных
(приспособительных) возможностей живых систем, степень их гибкости, надежности,
изменчивости.
•моделирование – построение и изучение моделей (схем, графиков, описаний) процессов
и явлений, которое стало все шире применяться с развитием компьютерных технологий. С
помощью метода моделирования изучается какое-либо явление через его модель.
•Широко используются инструментальные методы: микроскопия (световая и
электронная), центрифугирование (позволяет выделять и изучать органоиды клетки),
и
др.
электрография,
радиолокация
•Универсальное значение для всех отраслей биологии имеет исторический метод –
изучение всех явлений и процессов, как этапов эволюционного развития природы. Это
один из важнейших методов, служащий основой осмысления получаемых фактов.
Исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов,
становления
их
структуры
и
функций.
•Палеонтологический
–
изучение
вымерших
организмов.
метод
Системный метод, относится к категории новых междисциплинарных методов
исследования. Живые объекты рассматриваются как системы, то есть совокупности
элементов
с
определенными
отношениями.
Гибридологический (метод скрещивания), генеалогический (метод составления
родословных), цитогенетический (позволяет выявлять нарушения числа и структруры
хромосом), биохимический (позволяет выявлять наследственные нарушения обмена
веществ) - частные методы генетики
Исследовательская работа учащихся по изучению природы родного края
Проведение исследований по изучению природы родного края является
эффективной формой образовательной работы с детьми. Исследовательская деятельность
служит эффективным способом активизации познавательной деятельности и является
наиболее перспективной для развития личности, так как способствует творческому
развитию, приучает учащихся работать с литературой, средствами массовой информации
и Интернетом, развивая тем самым у школьников критический подход к источникам
информации, показывает значимость теоретических исследований для практической
деятельности. Формирующиеся исследовательские умения способствуют развитию у
школьников таких личностных качеств, как наблюдательность, внимательность,
самостоятельность, бережное отношение к природе, развиваются коммуникативные
навыки. У детей формируется чувство сопричастности заботам родного края и
ответственность за его благополучие. Для проведения исследовательских работ
отбираются такие объекты и явления, которые наиболее типично и ярко отражают
существенные стороны местных природных условий, доступны для исследования.
Главное то, что они соответствуют интересам учащихся, их возрастным, индивидуальным
и интеллектуальным возможностям. В ходе проведения исследовательской деятельности
по изучению природы родного края учащиеся осуществляют сотрудничество с
различными организациями. Большой интерес у учащихся вызывают экологические
экспедиции по интересным местам родного края. Исследовательская деятельность
школьников – это деятельность, связанная с выполнением творческой задачи с заранее
неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для
исследования в научной сфере. .Система работы по развитию исследовательских умений
школьников включает следующие компоненты: выбор темы исследования–научное
руководство темой работа с научной литературой–выбор и освоение методики
исследования выполнение исследовательской работы –оформление работы–защита
исследовательской работы .Одной из особенностей исследовательской деятельности
учащихся является принцип деятельностного подхода, который воплощается, прежде
всего, через самостоятельную работу учащихся. При этом учитываются возрастные и
психологические возможности учеников. Роль научного руководителя – именно
руководство.
Поиск проблемы, выбор темы исследования.
При выборе темы необходимо учитывать два критерия:
1. Субъективный – тема должна соответствовать интересам исследователя;
2. Объективный:
а)
тема
должна
быть
актуальной
б) тема должна быть реально выполнимой [6].
Постановка цели и задач.
Чётко и грамотно сформулированная цель работы – это краткий ответ на вопросы: зачем
проводится исследование и что конкретно хочет выяснить автор по завершении всей
работы в целом. Цель работы вытекает из предложенной темы, а задачи соответствуют
сформулированной цели. Цель существенно шире задачи. Задач может быть несколько,
они всегда конкретны, включают все существенные детали, требующие разрешения в
процессе работы.
Выбор объекта исследования.
Объекты биоэкологических исследований по изучению природы родного края – это
живые системы (организм, популяция, экосистема) или явления (механизмы действия
каких либо факторов, различные процессы), которые изучает исследователь. Объекты
исследования должны быть доступными и неопасными для жизни и здоровья
исследователя. Они должны быть типичными для местности, и выбор их должен
соответствовать задачам. Изучение биологических объектов следует всегда начинать с
установления их систематического положения.
Знакомство с литературой.
Провести интересное исследование без серьёзной теоретической подготовки весьма
затруднительно. Так что работа с литературой является необходимым компонентом
исследовательской работы. Изучение литературы по теме – обязательное условие
успешности выполняемого исследования. Литературный обзор позволяет школьникам
познакомиться с состоянием проблемы, с тем, что сделано в этой области к настоящему
времени. Значительные проблемы возникают уже на этапе первоначального поиска
информации. Поэтому работу по подготовке литературного обзора необходимо начинать с
правил пользования Интернетом и библиотекой. В дальнейшем это позволяет сэкономить
значительное количество времени. Немало проблем возникает и с творческой
переработкой информации в ходе изучения литературы.
Выдвижение рабочей гипотезы.
Рабочая гипотеза – это предсказуемое, проверяемое и логичное научное предположение о
явлении. Выдвигая рабочую гипотезу, исследователь может на её основании заранее с
определённой долей вероятности предсказать и объяснить результаты. Иначе говоря,
сформулировать гипотезу, значит, определить предполагаемый результат.
Выбор и освоение методики сбора материала – “инструмента”, посредством которого
будут решаться поставленные задачи.
Принципы, которыми следует руководствоваться при выборе методов исследования:






соответствие поставленным целям и задачам;
стандартность;
производительность;
простота применения;
доступность необходимого оборудования;
научная обоснованность.
Проведение исследования и обработка полученных материалов.
Основной документации исследования (отчёту) предшествует первичная документация, к
которой относят дневник исследования. Это тетрадь (блокнот), желательно в жёсткой
обложке, удобная для ношения в кармане. Дневник должен содержать всю исходную
информацию об исследовании: о теме, цели, задачах, рабочей гипотезе, сроках
выполнения и программе исследования. В порядке выполнения исследования в дневнике
записывают все работы по закладке, организации и проведению исследования, уточняя
объём и качество проделанной работы, применяемые инструменты и т.д. При полевых
исследованиях в дневнике обычно фиксируют метеорологические условия, для живых
организмов – поражённость болезнями и вредителями, записывают текущие результаты
обработки данных, предварительные выводы и предположения о верности рабочей
гипотезы.
Анализ результатов работы, сопоставление их с литературными данными,
сопоставление гипотезы с данными и т.д. .Чтобы полученные результаты можно было
сравнить и проанализировать, их необходимо приводить к общему критерию. Результаты
подвергаются статистической обработке. На основе полученных данных составляются
таблицы, строятся диаграммы, графики, гистограммы, что придаёт полученным
результатам большую наглядность и облегчает их восприятие и осмысление. Каждый этап
анализа результатов завершается формулированием вывода. Исследователь сравнивает
полученные выводы с рабочей гипотезой и