Содержательный компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии включает в себя взаимосвязанные компоненты исследовательских умений (мотивационный, содержательный, операционный). Он определяет выбор биологического содержания (знаний и умений), являющихся базой для организации исследовательской деятельности школьников.

Процессуально-деятельностный компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии описывает структуру совместной деятельности учителя и учеников по овладению исследовательскими умениями с учетом соблюдения ряда педагогических условий, обеспечивающих эффективность этой деятельности.

Организационно-методический компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии объединяет методы, методические приемы и дидактические средства, которые необходимо включать в уроки биологии для развития у школьников исследовательских умений.

Результативно-диагностический компонент модели методики развития исследовательских умений на уроках биологии включает в себя критерии (мотивационный, содержательный, операционный) и уровни (фрагментарный, репродуктивный, рациональный, творческий) развития исследовательских умений школьников и комплекс диагностических методик для их определения.

На основе сконструированной модели разработали методику развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек». Разработанная нами методика развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек» включает в себя: определение для каждого урока задач по развитию исследовательских умений; дополнительное учебное содержание по биологии исследовательского характера; насыщение уроков заданиями проблемно-исследовательского характера; организацию самостоятельной исследовательской деятельности школьников; использование демонстрации физиологических и биохимических опытов и экспериментов с их последующим обсуждением; решение школьниками проблемно-исследовательских задач; обсуждение исследовательских проблемных ситуаций; комплекс проблемно-исследовательских биологических задач, систему проблемно-исследовательских упражнений, комплекс исследовательских заданий для самостоятельной работы, комплекс исследовательских заданий для самонаблюдений. Приведем примеры разработанных уроков.

Так, например, перед изучением новой темы «Питание и пищеварение» учащимся было дано задание проблемно-исследовательского характера: верна ли поговорка «Человек - то, что он ест». Ученикам было предложено выдвинуть гипотезы, предложить пути их решения, обосновать ход действий по их проверке. Все это было обсуждено в ходе поисковой беседы.

По теме «Функция тонкого и толстого кишечника. Всасывание. Барьерная роль печени. Аппендицит», используя текст учебника, учащиеся должны были самостоятельно выделить функции печени и показать их взаимосвязь.

На уроке «Энерготраты человека и пищевой рацион», используя метод исследовательской ситуации по определению функциональной пробы Серкина с максимальной задержкой дыхания до и после нагрузки, проводили поисковое обсуждение демонстрации опыта. Анализируя результаты, учащиеся отвечали на вопросы: почему дыхание непроизвольно восстанавливается после задержки? Почему после работы дыхание восстановилось быстрее, чем до нее? После того, как учащиеся сделали соответствующий вывод, им предлагалось сравнить его с материалами учебника. В итоге при сопоставлении собственного заключения исследования и материалов учебника, учащиеся убедились, что вывод, к которому они пришли в ходе эксперимента совпадает с содержанием учебника.

При изучении темы «Обмен веществ и энергии - основное свойство всех живых организмов» школьники решали проблемно-исследовательскую задачу: Две группы туристов совершали многодневный переход в пустыне. Одной группе участников давали леденцы, в состав которых входила лимонная кислота. Воду в походе все получали поровну. В результате одной группе воды хватало, а другой пришлось выдавать дополнительно. Почему?

Урок «Пищеварение в желудке и двенадцатиперстной кишке. Действие ферментов» начали с проведения опыта по изучению механизма глотания. Учащимся было предложено сделать несколько глотательных движений. В результате опыта обнаружилось, что после 3-4 попыток становится труднее произвести глотание. Ими было сделано предположение, что механизм глотания связан с деятельностью слюнных желез. В результате исследовательского самонаблюдения, выяснили, как осуществляется механизм глотания. Глотание - рефлекторный акт. Оно совершается непроизвольно. Центры глотания и слюноотделения находятся в одном и том же отделе головного мозга.

Глава III Практическое применение высоких интеллектуальных технологий

3.1 Исследование эффективности использования интеллектуальных технологий при изучении раздела «Человек» в курсе биологии средней школы

Для выявления эффективности разработанной методики на уроках биологии раздела «Человек» на завершающем этапе исследования была осуществлена проверка результатов формирующего эксперимента, их оценка и интерпретация. В педагогическом эксперименте участвовали школьники 8-х классов ОУ №32. В школе уроки проводились в двух параллельных классах, один из которых являлся экспериментальным, в котором работа проводилась по разработанной методике, второй - контрольный.

В качестве критериев развития исследовательских умений, в соответствии с выделенными ранее компонентами, нами были определены мотивационный, содержательный и операционный критерии. При анализе уровня их развития мы выделяли 4 уровня: IV - высший уровень, III - высокий уровень, II - средний уровень, I - низкий уровень.

Высший уровень можно определить следующим образом: проявляется интерес к ведению различного рода исследований, возможность самостоятельно и творчески подходить к решению проблемы, владение исследовательскими умениями и знаниями, необходимыми для исследования, высокая доля самостоятельности.

Высокий уровень обладает следующими характеристиками: устойчивые внутренние и внешние мотивы к ведению исследовательской работы, есть желание вести самостоятельно исследование. Учащийся имеет определенные знания об исследовании, владеет многими умениями его осуществления, демонстрирует возможность оригинального подхода к решению проблемы.

Средний уровень характеризуется появлением внешних мотивов к ведению исследования, возможностей с помощью учителя находить проблему и предлагать различные варианты ее решения. На этом этапе учащиеся способны выполнять элементарные кратковременные исследования по аналогии с помощью учителя. Наблюдается владение основами знаний по организации исследования, некоторыми простыми исследовательскими умениями.

Низкий уровень мы определяем как уже имеющийся, сформировавшийся на основе спонтанного исследовательского опыта детей и учебных умений, полученных за все время обучения. Этому уровню можно дать следующую характеристику: низкий уровень проявления интереса к ведению исследования, отсутствие знаний и умений, необходимых для исследования. Возможна реализация исследовательских действий по аналогии. Ученик редко проявляет инициативу и оригинальный подход в учебном исследовании, не высказывает идей, предложений, предположений.

Результаты педагогического эксперимента свидетельствуют о достаточной эффективности разработанной методики развития исследовательских умений на уроках раздела «Человек» (табл. 3).

Таблица 3

Анализ развития исследовательских умений

В результате анализа развития исследовательских умений оказалось, что высший уровень показали 44,3 % учащихся экспериментальных классов, в контрольных классах данный показатель оказался равным 31,8 %. Для наглядности динамика развития исследовательских умений школьников экспериментальных и контрольных классов представлена в виде гистограммы (рис.1).

Рисунок 1. Динамика развития исследовательских умений

Таким образом, согласно данным педагогического эксперимента, высший и высокий уровень развития исследовательских умений показывают большинство школьников экспериментальных классов, что свидетельствует об эффективности разработанной нами методики развития исследовательских умений на уроках биологии раздела «Человек».

3.2 Рекомендации по внедрению высоких интеллектуальных технологий на уроках биологии в средней школе