Проектная и исследовательская деятельность учащихся, как метод реализации естественнонаучного образования

Автор: Шаминова Валентина Григорьевна

Организация: МОУ СОШ №45 города Карталы

Населенный пункт: Челябинская область, город Карталы

Аннотация. В наше время постепенно снижается интерес учащихся к предметам естественно-научного цикла. Поэтому преподавателям химии, биологии, физики и географии необходимо включать в процесс обучения такие виды деятельности, которые позволят учащимся получить новый опыт переживания, найти личностный смысл в непростой науке, открыть или создать что-то «новое». Решить данные вопросы сможет помочь проектная и исследовательская деятельность учащихся.

Ключевые слова: естественно- научный кругозор, мотивация, проект, исследование, интерес, познавательная деятельность.

 

В наше время современное общество ждёт от школы подготовки такого подрастающего поколения, которое будет способно решать жизненно важные вопросы, проявлять гражданскую и социальную активность, критически мыслить, смело и креативно решать поставленную проблему. И эти качества может помочь развить естественнонаучное образование.

Естественные науки (география, химия, биология, физика) играют огромную роль в образовании, развивая у подростка познавательные, регулятивные, коммуникативные учебные действия и функциональную грамотность.

Но на протяжении последнего времени постепенно снижается интерес у учащихся к предметам данной направленности. Выделяется несколько причин: на первое место выходят предметы гуманитарного цикла, которые являются более востребованными при поступлении в ВУЗы страны (русский язык, обществознание); вторая причина – современное отношение учеников к чтению книг. Сложные естественнонаучные тексты и термины в них снижают интерес подростков к данным наукам.

Как же вернуть интерес учащихся к предметам естественнонаучного цикла?

Процесс обучения в школе максимально способствует развитию имеющихся у школьников способностей и самостоятельного приобретения необходимых знаний. И в этом помогает проектная и исследовательская деятельность учащихся.

Что же такое «проектная» и «исследовательская деятельность»? На данный вопрос мы найдём множество информации в разных образовательных источниках. По мнению Уткиной Т. В. Бегашевой И.С. «…Проектная и исследовательская деятельности отличаются своими этапами. Но нужно всегда помнить, что результатом проектной деятельности является продукт (запланированный! заранее известный!), который влияет на ситуацию, относительно которой возник замысел, а результатом исследовательской деятельности является знание (заранее неизвестное) и доказательство истинности этого знания.» [6, с 14].

Но тем не менее, это совместная учебно-познавательная, творческая или исследовательская деятельность, имеющая общую цель, согласованные методы и способы деятельности, направленные на достижение результата.

В средней общеобразовательной школе № 45 города Карталы учителя предметов естественнонаучного цикла широко используют проекты и исследования на урочных и внеурочных занятиях.

Так, например, на уроках географии в 8 классе при изучении темы «Почвы России», проектная деятельность реализуется следующим образом: берутся несколько образцов типов почв нашей местности. Так как данный раздел изучается зимой, то отбор почв осуществляется поздней осенью после вегетации растений. На территории Карталинского района Челябинской области существуют несколько типов почв: солонцы, южные, тёмно-каштановые, выщелоченные и солонцеватые чернозёмы. Под руководством учителя у каждого образца почвы с помощью цифровой лаборатории определяется рН кислотность. Проводится анализ механического состава и структуры почвы. Учащиеся анализируют плодородность гумусового горизонта, качество почвы, оценивают необходимость проведения мероприятий по известкованию исследуемого типа почв для успешного выращивания на них тех или иных сельскохозяйственных культур [3, стр 21].

В Карталинском районе находятся месторождения каменного угля, графита, мрамора, известняка, габбро, каолина. Это разнообразие полезных ископаемых интересно для изучения, и с этой целью в школе создан кружок по геологии как форма дополнительного образования. Его с интересом посещают учащиеся 5-7 классов. Многочисленные экскурсии на карьеры, пещеры и шахты, проводимые в рамках работы кружка, создают плодотворную основу для проектной и исследовательской деятельности в разделе географии «Горные породы, минералы, полезные ископаемые». Например, учащиеся самостоятельно предлагают способы обработки горных пород, примеряя на себя роль юного «ювелира». В домашних условия выращивают кристаллы из раствора соли или сахара. Изучают свойства поваренной соли, как натурального антисептического средства [3, стр 12]. Подростки изготавливают натуральные краски из растительного сырья, таких как: красная роза, можжевельник, порошок куркумы, красный лук, клитория тройчатая. Затем проводят качественный анализ пигмента краски с помощью химического микроанализа [5, стр 4].

Проектная и исследовательская деятельность учащихся в нашей школе продолжается в течение всего учебного периода, но есть исследовательские работы, которые целесообразно проводить в летний период. например:

- Исследование влияния минералов на рост и развитие моркови. Для этого необходимо было взять несколько минералов, настоять на них воду и поливать грядки с морковью. Все результаты исследования фиксировались в дневник.

- Следующий эксперимент нужно было проводить всё лето на нескольких земельных участках, чтобы была возможность объективно установить влияние предпосевной обработки на всхожесть, рост и развитие семян редиса. Учащаяся изучила сначала такие виды предпосевной обработки, как прогревание, обработка соком алоэ, перекисью водорода. Затем посадила семена, обработанные данными техниками перед посевом и наблюдала их развитие их до конца эксперимента. [1, стр 3]

- В рамках полевой практики учащиеся выезжали на реку Караталы- Аят, протекающую по территории Карталинского района. В полевых условиях проходило изучение речной долины, русла, террас, флоры и фауны реки. Был организован экологический десант, с помощью которого был убран берег реки от бытового и природного мусора.

Есть темы исследовательских работ, которые невозможно написать без данных от Карталинских городских организаций. Так учащиеся изучали многолетние синоптические показатели, за которыми обратились в местную метеорологическую станцию города Карталы. Были проанализированы климатические особенности Карталинского района и выявлены их влияния на здоровье наших жителей. [7, стр 117]

Многие темы проектной и исследовательской деятельности возникают неожиданно, например, изучая с учителем новую тему на уроке или отвечая на проблемный вопрос в ходе практической работы.

Так, например, в курсе биологии 5 класса проводится практическая работа «Ознакомление с растительными клетками томата и арбуза», «Ознакомление с животными клетками инфузории туфельки и гидры», где учащиеся учатся работать с помощью лупы и светового микроскопа. Так возникли такие темы проектов, как «Строение растительной клетки: от теории к практике», «Разнообразие клеток: сравнение строения растительных клеток различных частей клеток».

В старших классах (9 класс), при изучении темы «Состав крови», очень интересно проходит лабораторная работа «Изучение микроскопического строения крови человека и лягушки (сравнение)». Перед старшеклассниками ставятся нестандартные вопросы, например: почему в крови эритроцитов намного больше, чем лейкоцитов? Также раздаётся воздушный пластилин и даётся задание, выполняя которое необходимо слепить эритроцит лягушки и человека. Объяснить различия. Данная работа продолжается в темах проектов: «Кровь, как индикатор здоровья: анализ и интерпретация данных», «Сравнительный анализ крови человека и лягушки: строение, функции и кислородоперенос» [2, стр 6].

Занимаясь на уроках химии в 8 классе, учащиеся самостоятельно учатся сравнивать по цвету полученный лабораторным способом аммиак и углекислый газ. Учитель данной работой направляет учащихся к таким темам проектов, как «Углекислый газ-знакомый незнакомец», «Аммиак и его использование в промышленности» [5, стр 7].

Именно такие занятия активизирует познавательную деятельность подростка и мотивируют к более глубокому изучению данных предметов, следовательно, повышают интерес к ним.

На протяжение последних семи лет, в нашем образовательном учреждении, начиная с 5 по 11 классы, учащиеся защищают ежегодные индивидуальные проекты (далее – ИП). В начале года ребята выбирают тему, тип проекта и наставника, с которым хотят работать. За годы проб и ошибок, в школе уже выработались конкретные требования к каждому типу проекта: творческому, информационно-познавательному, социальному и исследовательскому. Наставники курируют ребят в течение всего периода написания проекта и до его защиты. Проводят консультации, объясняют и разбирают ошибки. С помощью ИП учащиеся школы не только углубляют и расширяют свои знания, но и формируют у себя интерес к самообразованию и саморазвитию. Очень важно, что этим видом деятельности с удовольствием занимаются ребята с ограниченными возможностями здоровья. Потому что проектная и исследовательская деятельность - это работа, которая заинтересовывает и увлекает ребёнка, направляя его познавать новое, открывать интересное, не жалея личного времени [4].

Результаты этой деятельности не заставляют себя долго ждать. Учащиеся нашей школы на протяжении многих лет становятся участниками, дипломантами, лауреатами, победителями и призерами различных региональных, всероссийских конкурсов. Вот результаты за последние два года обучения:

«Всероссийская научно-исследовательская конференция юных исследователей «Литвиновские чтение» с международным участием (г. Снежинск) - работа «Искусственный и натуральный камень - все «за» и «против» отмечена дипломом за победу в номинации «За учёт межпредметных связей» (2023/2024 уч.г); работа «Изучение свойств антисептических свойств поваренной соли», диплом «За практическое применение результатов исследования» (2023/2024 уч.г); работа «Изготовление натуральных красок из растительного сырья», диплом II степени (2024/2025 уч.г); работа «Влияние предпосевной обработки на всхожесть, рост и развитие семян редиса», диплом III степени (2024/2024 уч.г).

Конкурс проектов учащихся общеобразовательных учреждений «Богатство недр моей страны» (г. Москва) - диплом участника. (2023/2024 уч .г),

Уральская интеллектуально-социальная программа для молодёжи и школьников «Шаг в будущее – Созвездие – НТТМ» (г.Челябинск) - работа «Изучение свойств минерала галита» - диплом I степени (2023/2024 уч.г); «Искусственный и натуральный камень-все «за» и «против» -диплом II степени; «Влияние предпосевной обработки на всхожесть, рост и развитие семян редиса» - диплом II степени (2024/2025 уч.г); «Обработка поделочных камней в домашних условиях» - диплом III степени (2024/2025 уч.г); «Изготовление натуральных красок из растительного сырья» - диплом I степени (2024/2025 уч.г).

Уральская интеллектуально-социальная программа для молодёжи и школьников «Шаг в будущее – Созвездие – НТТМ» (г Москва) - диплом III степени (2023/2024 уч.г).

XX Уральское соревнование юных исследователей «Евразийские ворота России – Шаг в будущее», ЮНИОР»(г.Челябинск, Южно-Уральский государственный университет) – «Влияние минералов на рост и развитие семян моркови» - диплом I степени (2023/2024 уч.г)

Количество учащихся, желающие принять участие в таких мероприятиях ежегодно увеличивается. Они постепенно учатся работать самостоятельно, планировать свои действия, изучать различные источники информации, отстаивать своё мнение, обобщать, проводить исследования и делать соответствующие выводы.

Большое значение в развитие естественнонаучного образования имеет центр образования «Точка роста». Главным направлением которого является расширение возможностей обучающихся в освоении учебных предметов и программ дополнительного образования естественно-научной и технологической направленностей, а также практическая отработка учебного материала по учебным предметам «физика», «химия», «биология». Материально-техническая база представлена виртуальными лабораториями (биология, физика, химия), комплектом для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ (химия, физика), комплектом посуды для опытов, оборудованием для демонстрации опытов (химия, физика). Всё это максимально помогает учащимся школы организовывать, проводить опыты и эксперименты, обобщать выводы и делать заключения.

Проектная и исследовательская деятельность способствует повышению интереса у учащихся к предметам «Физика, «Химия», «Биология», «География». Об этом свидетельствует увеличивающееся с каждым годом число учеников, которые выбирают данные предметы для сдачи ОГЭ. Девятиклассники нашей школы основной выбор экзаменов делают в пользу предметов «биология», «география» (Таблица 1).

 

Количество учащихся, которые сдавали ОГЭ

по предметам естественно- научного цикла

(количество человек)

Таблица 1

Предметы	2021/2022 уч.год	2022/2023 уч.год	2023/2024 уч.год
Химия	8	12	10
Биология	11	37	31
География	74	44	77
Физика	6	9	6

 

Результаты ОГЭ по данным предметам можно рассмотреть на Диаграмме 1, где отчётливо видно, что средний балл сориентирован на отметку «4», то есть учащиеся имеют стабильные ежегодные результаты.

Результаты среднего балла ОГЭ по предметам

Диаграмма 1.

Знания, которые учащиеся 11 класса получают в том числе и на основе проектной и исследовательской деятельности, они связывают с выбором будущей профессии (Таблица 2).

 

 

Количество учащихся, которые сдавали ЕГЭ

по предметам естественнонаучного цикла

(количество человек)

Таблица 2

Предметы	2021/2022 уч.год	2022/2023 уч.год	2023/2024 уч.год
Химия	10	13	14
Биология	15	16	18
Физика	8	8	9

 

Сравнительные результаты среднего балла ЕГЭ по предметам

Диаграмма 2.

Как мы видим по результатам Диаграммы 2, средний балл ЕГЭ ежегодно возрастает, становится свыше 60 баллов по каждому предмету. Выпускники нашей школы ежегодно поступают в вузы, выбирая естественнонаучный профиль. Многие поступают учиться в высшие учебные заведения Челябинской области: Южно-Уральский государственный медицинский университет (г. Челябинск), ЧелГу, ЮУрГУ, ЮУрГГПУ, выбирают специальности врача, эколога, учителя географии, химии, биологии, физики, маркшейдера, геолога.

проектной и исследовательской деятельности школьников в рамках уроков естественных наук, позволяет утверждать об успешности и продуктивности такого подхода. Повышается качественная успеваемость учащихся, растёт познавательная активность детей.

Особенно важно, что это способствует пробуждению живого интереса к наукам, что, в свою очередь, влияет на осознанный выбор будущей карьеры. Наблюдается улучшение успеваемости, активизация знаний у ребят, формирование и развитие естественнонаучной грамотности школьников. А это одно из главных умений человека осознанно участвовать в общественной жизни, касающейся вопросов природы, и проявлять интерес к научным открытиям.

 

Библиографический список

1. Ганиева Э.А. Проектно-исследовательская деятельность обучающихся в современном образовательном пространстве. Текст: электронный //Мир науки. 2016. № 4. URL: https: //cyberleninka.ru/article/n/proektno-issledovatelskaya-deyatelnost-obuchayuschihsya-v-sovremennom-obrazovatelnom-prostranstve (последняя дата обращения: 28.03.2025).
2. Демидов В.А. Руководство исследовательской деятельностью учащихся в рамках общества "Естествоиспытатель" / В. А. Демидов // Естествознание в школе. - 2005. - № 4. - С. 34-38
3. Иванов В.Н. География.7-10 классы: активизация познавательной деятельности учащихся: исследовательские работы, уроки, проекты. Волгоград: Учитель, 2009.-218 с.
4. Подругина И. А. Проектно-исследовательская деятельность: развитие одарённости: монография. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: МПГУ, 2017. 300 с.
5. Савенков А. И. Проектирование и исследование в современном образовании // Химия в школе. 2008. № 6. С. 2–8.
6. Уткина Т. В. Бегашева И.С. Проектная и исследовательская деятельность: сравнительный анализ. Челябинск: ЧИППКРО, 2018. 60 с.
7. Харитонов Н.П. Метеонаблюдения при проведении натуралистических исследований: методическое руководство для начинающих исследователей природы / Н. П. Харитонов // Школьные технологии. - 2006. - № 2. - С. 115-128.

 

 

Опубликовано: 04.10.2025