Экспериментальная деятельность как средство развития познавательной самостоятельности у обучающихся на уроках биологии, географии и химии

Автор: Титова Валентина Ивановна

Организация: МБОУ «Октябрьская СШ»

Населенный пункт: Ульяновская область, Радищевский р-н, п. Октябрьский

Автор: Филянина Ольга Ивановна

Организация: МБОУ «Октябрьская СШ»

Населенный пункт: Ульяновская область, Радищевский р-н, п. Октябрьский

Автор: Карпова Марина Николаевна

Организация: МБОУ «Октябрьская СШ»

Населенный пункт: Ульяновская область, Радищевский р-н, п. Октябрьский

 

Э 41

Экспериментальная деятельность как средство развития познавательной самостоятельности у обучающихся на уроках биологии, географии и химии / М.Н. Карпова, О.И. Филянина, В.И. Титова, Е.В. Спирина – Ульяновск: ФГБОУ ВО «УлГПУ им. И.Н. Ульянова», 2025. – 58 с. – URL: http://els.ulspu.ru/. – Режим доступа: для зарегистрир. пользователей. – Текст: электронный.

 

В учебно-методическом пособии приводится опыт совместной деятельности ФГБОУ ВО «УлГПУ им. И.Н. Ульянова» и педагогического коллектива муниципального бюджетного образовательного учреждения «Октябрьская средняя школа» МО «Радищевский район» по использованию экспериментальной деятельности как средства развития познавательной самостоятельности обучающихся. Представлены практические и лабораторные работы, способствующие развитию познавательной самостоятельности у обучающихся на уроках биологии, географии и химии, закладывающие основы функциональной грамотности.

Предназначено для учителей общеобразовательных организаций, методистов, слушателей курсов повышения квалификации.

 

ВВЕДЕНИЕ

В условиях современного общества особую актуальность приобретает проблема формирования самоценной личности, ее творческого потенциала, умения ориентироваться в огромном многообразии информации и оперативно перерабатывать ее, исходя из собственных возможностей и потребностей [1–10, 15]. Становление нового типа человека, способного творить духовные богатства, активно участвующего во всех сферах жизни общества, во многом зависит от развития самостоятельности в познании явлений окружающего мира, в сформированности умения самостоятельно находить различные варианты решений, возникающих в процессе жизнедеятельности задач, готовности применять полученные знания на практике [11–14, 16–18]. Поэтому школа, учитывая социальный заказ общества, должна быть ориентирована на развитие у современных школьников познавательной самостоятельности как важнейшего качества личности, от которого во многом зависит успешность формирования учебных и внеучебных компетенций и способности к самореализации в различных жизненных практиках [19–22].

В современной педагогической науке ведется разработка проблемы развития познавательной самостоятельности по нескольким направлениям. Исследованию сущности познавательной самостоятельности, ее месту и функциям посвящены работы E. Л. Голанта, М. А. Данилова, М. И. Махмутова, Н. И. Половниковой. Изучением путей, способов, уровней и внутренних условий развития познавательной самостоятельности занимались Л. Г. Вяткин, Б. Н. Есипов, Н. В. Кухарев, И. Я. Лернер, В. Л. Макашов, П. И. Пидкасистый, Д. Б. Богоявленская и другие [23–28]. В рамках этого направления предлагались различные пути, методы, способы формирования познавательной самостоятельности, среди которых, на наш взгляд, особого внимания заслуживают исследования, посвященные разработке проблемы организации самостоятельной работы как средства развития познавательной самостоятельности Е. Л. Голанта, Н. Г. Дайри, П. И. Пидкасистого, Н. И. Половниковой, O. A. Нильсона [29–30].

Возможности развития познавательной самостоятельности в системе проблемно-развивающего обучения анализировались Л. Г. Вяткиным, М. А. Даниловым, М. И. Махмутовым, О. С. Гребенюком, Г. К. Селевко, В.П. Беспалько.

Среди многообразных психолого-педагогических изысканий представляют интерес, работы Н. И. Половниковой, П. И. Пидкасистого, М. И. Махмутова, М. А. Данилова, посвященные определению сущности и компонентного состава познавательной самостоятельности школьников как интегрального качества личности.

Благоприятной областью деятельности для развития познавательной самостоятельности является экспериментальная деятельность, предполагающая раскрытие сути изучаемого явления, которая является мощным источником устойчивой мотивации к учебе для школьников [31–32]. На основе экспериментальной деятельности возможно развивать исследовательские умения у обучающихся, моделируя деятельность ученого, совершающего научное открытие: осуществлять переход от эмпирического базиса к содержательному обобщению; формулировать гипотезу, наделенную определенными свойствами, имеющими общий характер; совершать мысленные процедуры по преобразованию гипотезы на основе дедуктивного метода, получая некоторые следствия, и интерпретировать их с точки зрения имеющихся знаний. Для подтверждения гипотезы школьникам необходимо провести эксперимент, придающий уверенность в справедливости предположений. Это дает возможность организовать изучение определенных тем курса средней школы в форме исследовательской деятельности, моделирующей фундаментальное исследование. Экспериментальная деятельность развивает рефлексивный компонент познавательной самостоятельности. Эта деятельность решает проблему определения критериев, по которым обучающийся может самостоятельно определить, решил он учебную задачу или нет. Экспериментальная деятельность является необходимым и единственным средством доказательства правильности сделанного вывода, гипотезы, предположения.

В учебно-методическом пособии обобщен опыт ФГБОУ ВО «УлГПУ
им. И.Н. Ульянова» и педагогического коллектива муниципального бюджетного образовательного учреждения «Октябрьская средняя школа» МО «Радищевский район» по вопросам использования экспериментальной деятельности как средства развития познавательной самостоятельности у обучающихся.

Авторский коллектив надеется, что методическое пособие вызовет интерес у коллег и будет полезно педагогам общеобразовательных организаций при организации экспериментальной деятельности.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
НА УРОКАХ БИОЛОГИИ

 

1.1. ИЗУЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПРАВИЛА
РАБОТЫ С НИМ В ШКОЛЬНОМ КАБИНЕТЕ БИОЛОГИИ

 

Лабораторная работа «Изучение лабораторного оборудования и правила работы с ним в школьном кабинете биологии» может проводится на уроке по теме: «Биология – система наук о живой природе».

 

Инструктивная карта

Цель: познакомиться с биологическими приборами и инструментами, правилами поведения и ТБ в кабинете биологии.

Оборудование: тетрадь, ручка, карандаш, линейка, оборудование кабинета биологии: термометры, весы, чашки Петри, пробирки, мензурки, мерные стаканы, спиртовки, скальпели, препаравальные иглы. лупы ручные, и др.

Планируемые результаты:

Предметные: должны знать правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ, предназначение лабораторного оборудования.

Познавательные: учащиеся осваивают основы исследовательской деятельности, включая умение проведения лабораторных исследований;

Коммуникативные: обмениваться мнениями в паре, находить ответы на вопросы;

Регулятивные: планирование – выполнять задания в соответствии с поставленной целью; осуществление учебных действий – выполнять лабораторную работу; оценивать свой ответ, свою работу, а также работу одноклассников.

 

Ход работы:

1. Знакомство с правилами поведения и работы в кабинете биологии.

1. Изучите правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы на странице 19 в учебнике.
2. Назовите главные из них. Почему необходимо соблюдать эти правила?

1. Знакомство с лабораторным оборудованием.

Выполните задания, строго следуя инструкции.

1. Внимательно рассмотрите представленное лабораторное оборудование
2. Заполните таблицу.

Варианты использования оборудования для заполнения таблицы:

1. Для изготовления микропрепарата с биоматериалом.
2. Для измерения температуры.
3. Для выращивания колоний микроорганизмов, замачивания семян
4. Для захватывания и удержания мелких предметов.
5. Для взвешивания биоматериала.
6. Для измерения объема жидких химических реактивов или растворов.
7. Для отделения мелких частей от целого.
8. Для проведения некоторых химических реакций в малых количествах.

 

Название приборов и инструментов	Рисунок	Для чего используют
Пробирки
Предметные и покровные стекла
Чашка Петри
Пинцет
Препаровальные иглы
Термометр
Весы
Мензурка

 

1. Подпишите названия лабораторного оборудования.

 

1.		2.		3.
4.		5.		6.
7.		8.		9.

1. Ответьте на вопрос:

Какое лабораторное оборудование можно использовать

1. для измерения объема жидкости
2. для взвешивания веществ
3. для определения температуры
4. для измельчения веществ
5. для увеличения микроскопических объектов
6. для устойчивого крепления предметов любой формы
7. для выращивания микроорганизмов в питательной среде

 

1. Сформулируйте вывод по итогам работы.

 

Образец выполнения работы:

1.  

Таблица 1. Лабораторное оборудование и его назначение

Название приборов и инструментов	Рисунок	Для чего используют
Пробирки		Для проведения некоторых химических реакций в малых количествах
Предметные и покровные стекла		Для изготовления микропрепарата с биоматериалом
Чашка Петри		Для выращивания колоний микроорганизмов, замачивания семян
Пинцет		Для захватывания и удержания мелких предметов
Препаровальные иглы		Для отделения мелких частей от целого
Термометр		Для измерения температуры
Весы		Для взвешивания биоматериала и реактивов
Мензурка		Для измерения объема жидких химических реактивов или растворов

 

1. Названия лабораторного оборудования.

1.	Лабораторный штатив	2.	Воронка	3.	Штатив с пробирками
4.	Чашка Петри	5.	Мензурка	6.	Ступка с пестиком
7.	Термометр	8.	Весы	9.	Микроскоп

 

1. Назначение лабораторного оборудования:

1. для измерения объема жидкости – мензурку, мерный стакан.
2. для взвешивания веществ – весы.
3. для определения температуры – термометр.
4. для измельчения веществ – ступку с пестиком.
5. для увеличения микроскопических объектов – микроскоп.
6. для устойчивого крепления предметов любой формы – штатив.

1. Вывод: знать и соблюдать правила поведения в лаборатории необходимо для безопасности. Необходимо знать предназначение лабораторного оборудования для правильного использования его при выполнении лабораторных работ и проведения исследований.

 

1.2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА СЕМЯН»

 

Инструктивная карта

Цель работы: изучить способы обнаружения веществ в семенах растений, исследовать их химический состав.

Оборудование: стакан с водой, пестик, пробирка, спиртовка, держатель, предметное стекло, фильтровальная бумага, спиртовой раствор йода, марлевая и бумажная салфетки, мука пшеничная, гречневая, рисовая, овсяная, гороховая, семена (плоды) подсолнечника и пшеницы.

Планируемые результаты:

Познавательные – изучить состав семян, познакомиться с методами обнаружения некоторых химических веществ; осуществлять исследовательскую деятельность; использовать текст и рисунки учебника для выполнения лабораторной работы; структурировать полученную информацию.

Регулятивные – сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки; соблюдать правила работы в кабинете, обращения с лабораторным оборудованием

Коммуникативные – слушать и слышать друг друга, с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.

 

Инструкция по охране труда для учащихся при выполнении лабораторных работ

1. Внимательно изучите содержание и порядок выполнения лабораторной работы.
2. Приготовьте рабочее место: освободите его от посторонних предметов.
3. Не загромождайте проходы портфелями и сумками.
4. Точно выполняйте все указания учителя в отношении соблюдения порядка действий.
5. Соблюдайте осторожность при работе с лабораторным оборудованием.
6. Приступайте к работе только тогда, когда убедитесь в исправности и целостности лабораторного оборудования.
7. Не берите без разрешения учителя оборудование с других рабочих мест, не вставайте с рабочего места и не ходите по кабинету во время эксперимента.
8. Не выносите из кабинета лабораторное оборудование.
9. По окончании работы приведите своё рабочее место в порядок.
10. После окончания работы обязательно вымойте руки с мылом.
11. В случае травмы сразу же обратитесь к учителю.

 

Требования к выполнению и оформлению лабораторных работ

1. Внимательно прочтите название и цель работы.
2. Проверьте наличие оборудования и материалов.
3. Ознакомьтесь с последовательностью работы.
4. Запишите в тетради дату, название работы.
5. Выполните предложенные задания, ответьте на поставленные вопросы.
6. Результаты зафиксируйте в тетради
7. Сформулируйте выводы.

 

Ход работы:

1. 1. Изучите правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы.
   2. Выполните задания, строго следуя инструкции.
   3. Наблюдайте за тем, как учитель проводит опыты (Приложение 1).
   4. Выясните, какие органические вещества входят в состав семян растений, используя следующую инструкцию:
2. Возьмите немного пшеничной муки, добавьте в нее воды и сделайте небольшой комочек теста. Заверните его в марлю и тщательно промойте в стакане с водой (рис. 1 А, Б). Как изменилась вода в стакане?
3. Капните 1–2 капли раствора йода в стакан с водой. Как изменилась окраска содержимого в стакане? Чем можно это объяснить? (рис. 1 В).
4. Раскройте мешочек с промытым тестом. Попробуйте тесто на ощупь. Вещество, которое осталось на марле, – это клейковина или белок.
5. В образовавшуюся в стакане мутную жидкость добавьте 2–3 капли раствора йода (В). Жидкость синеет. Это доказывает наличие в ней крахмала.
6. Положите на бумажную салфетку семянки подсолнечника и раздавите их с помощью пестика ((рис. 1 А, Г). Что появилось на бумаге?
7. Сделайте вывод о том, какие вещества входят в состав семян.
   1. Самостоятельно проведите опыты на сравнение содержания веществ в семенах (1 на выбор):
8. Содержания жира в семенах горчицы и чечевицы.
9. Содержания белка в семенах в семенах овса и риса (используя овсяную и рисовую муку).
10. Содержания крахмала в семенах ржи и гречихи (используя ржаную и гречневую муку).
    1. Результаты работы запишите в таблицу:

 

Что брал и делал?	Что наблюдал?

 

1. Заполните схему:

 

Полный текст статьи см. приложение

1. file0.docx (695,4 КБ)

Опубликовано: 17.10.2025