A LABORATORY EXPERIMENT IN BIOLOGY AS A MEANS OF DEVELOPING THE COGNITIVE INTEREST OF STUDENTS

К современному школьному образованию предъявляются особые требования, призванные содействовать развитию не только интеллектуальных, но также исследовательских и творческих способностей обучающихся. Решение задач, поставленных перед учителем, возможно лишь посредством активизации познавательной деятельности, внимания учащихся, формирования и развития устойчивого познавательного интереса к изучаемому предмету. Поэтому важно, чтобы обучающийся являлся активным участником учебного процесса, а учитель – не просто транслятором знаний, но и организатором познавательной деятельности учащегося [2, С. 381].

Познавательный интерес – это постоянное стремление к познанию и глубокому осмыслению предметов и явлений окружающей действительности, вызываемое врождённой любознательностью человека. В условиях школы его формированию и развитию, прежде всего, способствует изучение предмета биологии.

Особенностью школьного предмета «Биология» является формирование у обучающихся умений наблюдать за биологическими объектами и явлениями природы, анализировать и обобщать, систематизировать свои знания, выдвигать различные предположения и выводы. Такая деятельность обучающегося способствует развитию логического мышления, познавательной самостоятельности учащихся, и в конечном итоге формированию познавательного интереса к предмету [9, С. 54]. Несмотря на активное внедрение в процесс обучения различных вспомогательных технических средств, на многих этапах формирования биологических знаний у учащихся нельзя обойтись без такого метода работы, как эксперимент.

Как правило, в школьных условиях биологический эксперимент реализуется в ходе лабораторных работ, способствующих лучшему усвоению знаний обучающихся и позволяющих изучить данную науку более глубоко и осмысленно, а также содействующих формированию практических и исследовательских умений, развитию творческого мышления, установлению межпредметных связей [4, С. 89].

В связи с этим целью исследования явилось изучение роли лабораторного эксперимента на уроках биологии в процессе формирования познавательного интереса у обучающихся.

Педагогический эксперимент проводился в 2020-2021 гг в МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 40» г.о. Саранск на уроках биологии в 6-х классах.

В ходе проведения педагогического исследования использовались методы теоретического анализа научно-методической литературы по проблеме исследования, наблюдение и обобщение опыта учителей биологии по организации и проведению лабораторных работ, педагогический эксперимент и анализ результатов экспериментального исследования.

Применение лабораторного эксперимента оказывает огромное воздействие на восприятие окружающего мира учащимися, на формирование у них научной картины мира. В свою очередь лабораторный эксперимент можно разделить на два вида: демонстрационный, эксперимент который проводит непосредственно сам учитель; фронтальный, при котором проведение опыта и изучение объекта исследования осуществляется обучающимися.

Применение лабораторного эксперимента направлено на организацию эффективной познавательной деятельности обучающихся, так как в ходе обучения у них возникают противоречия между новыми, приобретёнными посредством проведения эксперимента, и имеющимися знаниями, навыками и умениями. Преодоление этого противоречия как раз является основой познавательной деятельности. Применение данного метода учебно-познавательной деятельности имеет важное педагогическое значения, заключающееся в формировании у обучающихся опыта творческой и исследовательской деятельности [10, С. 17].

Уроки биологии с использованием лабораторных работ являются очень ценными в учебно-вoспитательном отношении, так как, во-первых, знания, полученные при выполнении лабораторных работ, легко и надолго запоминаются; во-вторых, используемый на лабораторных работах частично-поисковый прием содействует развитию более активной познавательной и самостоятельной деятельности обучающихся путем непосредственного изучения ими объектов живой природы, в отличие от представленных знаний в готовом виде; в-третьих, в процессe выполнения лабораторных работ учащиеся приобретают ряд необходимых практических умений и навыков; в-четвертых, данные виды работ развивают у обучающихся неподдельный интерес к изучению природы; в-пятых, приучают их доводить работу до конечного результата, воспитывают сознательную дисциплину труда [7].

Изучение школьной программы по биологии начинается с раздела «Растения», который включает в себя основные элементы ботанической науки: анатомии и морфологии, физиологии и систематики, экологии и географии растений. В тоже время в нем закладываются и общебиологические понятия: клеточное строение, индивидуальное развитие организма, обмен веществ, взаимосвязь организма с окружающей средой и т. д. [3]. Одной из важнейших задач биологии на данном этапе изучения является развитие познавательного интереса, интеллектуальных и творческих способностей в процессе проведения наблюдений за растениями и биологических экспериментов с ними. Приобретая биологические знания, обучающие должны развивать и специальные умения, такие как [6, С. 5]:

а) приготовление микропрепаратов и просмотр их под микроскопом;

б) распознавание органов растений, их частей;

в) определение принадлежности растений к различным систематическим группам;

г) выполнение простейших экспериментов, выясняющих физиологические процессы растительных организмов и необходимые для них условия;

д) наблюдение сезонных явлений в природе;

е) выявление взаимосвязи растений с внешней средой;

ж) охрана природы и рациональное использование растительных богатств.

На лабораторных занятиях благодаря проведению наблюдений за растениями, за процессами их жизнедеятельности, обучающиеся знакомятся с функционированием растительного организма, влиянием на его жизнедеятельность условий внешней среды [5, С. 35].

Метод лабораторного эксперимента достаточно сложный, трудоемкий и в то же время наиболее эффективный в организации учебного процесса учащихся, играющий важную роль в формировании ботанических понятий, активизации познавательного интереса и практической деятельности учеников.

Овладение навыками лабораторного эксперимента осуществляется постепенно. На первых порах эти работы целесообразно проводить фронтально. Постепенно задачи и содержание занятий усложняются, а самостоятельность учащихся возрастает, так как уровень их ботанических знаний, умений и навыков значительно повышается [8, С. 171].

Наиболее сложными являются лабораторные занятия морфо-физиологического содержания, так как они часто достаточно продолжительны, требуют от учащихся значительной усидчивости и сосредоточенности, наблюдательности, углубленного мышления [1]. Поэтому учителю биологии необходимо более продуманно планировать такие занятия. Учителю так же важно обеспечить материальную базу лабораторного эксперимента – раздаточный материал и оборудование.

Результатами проведения исследования стали:

1) выявление начального уровня сформированности познавательного интереса учащихся к биологии и лабораторному эксперименту в частности;

2) разработанные структура и содержание лабораторных работ экспериментального характера, их апробация в условиях деятельности общеобразовательной организации;

3) получение результатов педагогического эксперимента и их интерпретация.

В процессе анкетирования участвовало 53 учащихся 6-х классов, 25 учеников 6 «А» класса (контрольная группа) и 28 учеников 6 «Б» класса (экспериментальная группа). Вопросы анкеты были разработаны так, чтобы можно было получить представление о наличии у учащихся интереса к биологии и выявлении понимания значимости экспериментальной составляющей школьной биологии для развития познавательного интереса (таблица 1).

Результаты анкетирования позволили узнать, что почти половине учащихся (47-51%) шестых классов биология как школьный предмет не интересна, что вероятно связано с использованием в большей степени традиционной формы ведения уроков. У значительной части учащихся (74-80%) вызывает интерес демонстрация учителем опытов с растениями, в тоже время сами они не уверены в том, что самостоятельно смогут проводить лабораторные эксперименты.

Таким образом, учащиеся 6-х классов демонстрируют средний уровень заинтересованности школьной биологией, но обладают потенциальными исследовательскими умениями, что при правильной организации лабораторных работ по изучению строения и жизнедеятельности растений позволит развить познавательный интерес к предмету.

На следующем этапе педагогического исследования на основе рабочей программы по биологии 6 класса и учебника «Биология. 6 класс» (УМК «Линия жизни») под редакцией Пасечника В. В. [6], был разработан комплекс уроков обязательно предполагающих выполнение лабораторных работ по таким темам как: «Побег. Почки», «Строение стебля», «Лист», «Цветок», «Дыхание растений», «Транспорт веществ в растениях», «Вегетативное размножение» и др. Общее количество лабораторных работ составляло более 20 в течение периода изучения ботанического материала.

В 6 «А» классе уроки проводились традиционным путем, в 6 «Б» классе в ходе изучения нового материала или на этапе его закрепления проводились лабораторные работы морфо-физиологической тематики [6], которые позволили обучающимся более подробно ознакомиться с некоторыми ботаническими понятиями и явлениями, а также сформировать исследовательские умения (таблица 2).

Для каждой лабораторной работы были разработаны инструктивные карточки, где отражались такие необходимые элементы, как название работы, цель, оборудование и материалы, ход работы. В ходе выполнения лабораторной работы каждый учащийся должен был уметь анализировать содержание инструктивной карточки, организовывать свою экспериментальную деятельность, проводить наблюдения, зарисовывать результаты и оформлять их в таблицу, делать выводы на основании результатов исследования, отвечать на вопросы учителя.

Итоговые результаты экспериментальной деятельности по выявлению влияния систематического использования лабораторного эксперимента на процесс формирования познавательного интереса обучающихся предполагали повторное анкетирование по тем же вопросам (таблица 3).

Данные анкетирования показали, что отношение к школьному предмету биологии в контрольной группе не претерпело больших изменений, в то время как в экспериментальной группе интерес к предмету вырос за тот же период обучения на 12%. Обучающиеся 6 «Б» класса стали более активными на уроках биологии, в большей степени проявляли свой интерес к изучению растений, чаще выступали с сообщениями по соответствующей ботанической тематике. Важно отметить существенный прогресс учащихся экспериментальной группы в желании изучать растения (интерес возрос на 35%) и самостоятельно проводить лабораторные исследования (на 33 %). 

Таким образом, в ходе педагогического исследования было выявлено, что систематическое проведение лабораторных работ при изучении растений с использованием экспериментального исследования способствует развитию познавательного интереса обучающихся, практического мышления и творческого потенциала учащихся, повышает в целом заинтересованность учащихся в изучении биологии.

Применение лабораторного эксперимента эффективно и необходимо для качественного и полноценного обучения биологии, так как данный метод непосредственно оказывается влияние на развитие познавательных способностей обучающихся, а также определяет динамику развития их познавательных интересов.

Лабораторный эксперимент по биологии позволяет сделать процесс обучения для учащихся интересным, способным вовлечь их в активное освоение знаний, научить транслировать знания в новых проблемных ситуациях. Кроме того эксперимент учит обучающихся точности, аккуратности, развивает их мышление, требуя поиска решения проблемных ситуаций и путей познания живой природы. Благодаря лабораторному эксперименту уроки биологии проходят более углублённо и увлекательно, что позитивно влияет на атмосферу в классе и на усвоение учащимися нового материала.