О.В. ПЕТУНИН,
учитель биологии, к.п.н.,
г. Прокопьевск, Кемеровская обл.

Формы и методы урочной и внеурочной работы по биологии в классах естественнонаучного профиля

Одной из приоритетных задач «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» стала разработка системы специализированной подготовки (профильного обучения) в старших классах общеобразовательной школы. Профильное обучение должно обеспечить углубленную подготовку старшеклассников по выбранным ими дисциплинам и дать возможность в разумной мере «разгрузить» их по непрофильным предметам. Переход на профильное обучение, по нашему мнению, помимо углубленного изучения какого-либо предмета, должен также способствовать развитию у школьников навыков самостоятельного овладения знаниями, работы с лабораторным оборудованием, приборами и приспособлениями, умений поставить, а затем проанализировать научный эксперимент. Это дает возможность обеспечить высокую степень подготовленности не столько к вступительным экзаменам в вуз, сколько к продолжению образования в высших учебных заведениях. Все это означает, что в ходе профильного обучения должна создаваться необходимая база для понимания вузовских курсов и научной литературы. Это представляется нам маловероятным без использования особых форм и методов урочной и внеурочной работы в профильных классах и школах.

Известно, что прообразом будущей профильной школы в какой-то мере выступают нынешние классы и школы с углубленным изучением предметов. Мы в течение 15 лет занимаемся преподаванием биологии в классах с углубленным изучением естественнонаучных дисциплин в школе № 32 с углубленным изучением отдельных предметов г. Прокопьевска Кемеровской области и имеем определенный опыт работы в условиях профилизации. Это позволяет нам остановиться на некоторых особенностях дидактического обеспечения обучения в классах естественнонаучного профиля.

Профильное обучение, как показывает наш педагогический опыт, отличается от непрофильного широким применением целого ряда форм и методов урочной и внеурочной работы (элементы лекционно-семинарской системы, организация проектной и исследовательской работы школьников, экспериментальные задания и др.). Первоначально рассмотрим особенности форм и методов урочной работы, перечислим их и дадим им краткую характеристику.

Обзорные и установочные лекции являются основной формой изложения нового материала на уроке. Однако лекция в чистом виде довольно утомительна для школьников, и лучше всего использовать лекцию-беседу. На таких лекциях старше-классники постоянно включаются в работу, спорят, приводят интересные примеры, рассказывают о прочитанном, делают самостоятельные выводы, т.е. проявляют высокую активность. Насыщая беседу новым фактическим материалом, предлагая учащимся наводящие вопросы, мы стараемся подвести их к самостоятельному формулированию выводов, правил, закономерностей и законов устройства и функционирования биологических систем. Известно, что изложенное учителем не всегда становится знанием ученика, но те знания, к которым он пришел самостоятельно, сохраняются практически всю жизнь.

Лекция-беседа кажется нам эффективной еще и потому, что эта форма организации урочной деятельности позволяет осуществлять более тесный контакт учителя с учениками. В качестве примера назовем некоторые из них: «Биологические системы и их свойства» (10-й класс); «Содержание в живом веществе, строение, свойства и биологические функции белков» (10-й класс); «Основные пути эволюции групп организмов» (11-й класс) и др.

Самостоятельное изучение основной и дополнительной литературы, других источников информации может служить, по нашему мнению, важным источником знаний для учащихся профильных классов. Список литературы необходимо давать школьникам к каждому разделу программы, а порой даже и к отдельному уроку. Главное – чтобы ученик и литература нашли друг друга, поэтому вместе со списком публикаций необходимо указывать место, где их можно взять, иначе то или иное задание, связанное с самостоятельным поиском информации, школьниками не будет выполнено. Учитель должен по возможности собирать нужные книги у себя в кабинете и хорошо знать ближайшие библиотеки. Конечно, на создание хорошей библиотеки в кабинете тратятся годы, но делать это необходимо, иначе учебный процесс в профильных классах будет трудно обеспечить.

В начале изучения каждого раздела нами составляется список дополнительной литературы, а книги, имеющиеся в нашем учебном кабинете, передаются в читальный зал школьной библиотеки, где каждый ученик в спокойной обстановке имеет возможность поработать с ними. Библиотека нашего кабинета биологии содержит литературу, распределенную по нескольким разделам: методическая; учебная; научная и научно-популярная; справочная; профессиональная ориентация учащихся; уход за растениями и животными.

Овладение навыками самостоятельной работы с книгой и другими источниками информации включает в себя умение читать и умение вести записи. Организуя самостоятельную работу школьников с различными источниками информации, мы стараемся настроить их на серьезный кропотливый труд, на глубокое осмысление полученных знаний и на стремление дойти до сути рассматриваемых проблем. Учащихся профильных классов мы учим грамотно составлять тезисы, аннотации, конспекты, формулировать основные идеи, классифицировать и обобщать собранные факты.

Учебные конференции, посвященные определенной тематике, проводятся нами при обсуждении наиболее существенных и обобщающих вопросов, вытекающих из изучения нескольких родственных тем. Например, мы проводим учебные конференции по некоторым темам, посвященным гигиене человека, в рамках элективного курса «Человек и окружающая среда» (9-й класс). Примером одной из таких конференций является занятие по теме: «Гигиена сердечно-сосудистой системы». По заранее сообщаемым школьникам учебным вопросам мы назначаем докладчиков. Остальные учащиеся класса готовят вопросы и задают их выступающим товарищам, дополняют их сообщения. Готовясь к конференции, учащиеся углубленно изучают материал учебника, ищут ответы на поставленные вопросы в дополнительной литературе, вырабатывая по ним свою точку зрения. Изучение подобных тем школьного курса биологии возможно и в форме пресс-конференции. В этом случае учащиеся класса делятся на «специалистов» и «журналистов». Иногда на подобные занятия мы приглашаем специалистов-профессионалов, например врачей. Подобные формы учебной работы повышают у школьников интерес к работе с дополнительной литературой, существенно расширяют их кругозор, повышают интеллектуальный уровень, учат их сжато и выразительно излагать свои мысли, прибегать к доказательствам и в качестве аргументов использовать наиболее убедительный фактический материал.

Написание и защита рефератов способствуют существенному расширению и углублению знаний школьников, формируют навыки информационного поиска, способствуют развитию самостоятельности мышления обучаемого. Рефераты учащихся профильных классов, как правило, дополняют и развивают основные вопросы, изучаемые на уроках. Уровень самостоятельности написания и сложности реферативных работ возрастает при переходе от класса к классу. Так, учащиеся 8–9-х классов выполняют работы, которые не всегда требуют наблюдения или научного эксперимента. Они чаще всего бывают посвящены отдельным темам школьного курса и призваны научить школьников работать с литературными источниками и вести грамотное реферирование.

Например, по биологии в 8-м классе школьники готовят небольшие рефераты, содержащие характеристику различных отрядов класса «Птицы». При защите данных работ школьники учатся выделять главное, логически правильно строить свое выступление и т.д. Рефераты, выполняемые учащимися профильных 10–11-х классов, носят, как правило, более серьезный характер и требуют от старше-классника составления плана работы, подбора материала, оборудования, проведения наблюдений и эксперимента с четким фиксированием результатов. При выполнении этих работ школьники приобретают навыки исследовательской работы и начинают проявлять интерес к творчеству.

Семинары – еще одна форма работы на уроках в профильных классах. Их, как правило, мы организуем по темам, которые школьники могут разобрать самостоятельно с помощью дополнительной литературы (например, «Генетические болезни человека, их предупреждение и лечение», «Этические и юридические проблемы применения генных технологий»), либо когда требуется всесторонний разбор сложного материала с его последующим обсуждением и обобщением (например, «Неклеточные формы жизни»). Как показывает наш опыт, уроки-семинары позволяют активизировать самостоятельную работу учащихся над учебной и дополнительной литературой и таким образом побуждают их к более глубокому осмыслению и обогащению знаний по изучаемой теме.

Во время семинарских занятий старшеклассники учатся самостоятельно добывать научные знания, подбирают нужный материал по источникам, делают доклады, сообщения, развивают свою речь и мышление, получают навыки выступления перед аудиторией, учатся вступать в дискуссии. Во время выступлений они часто используют самостоятельно сделанные схемы, рисунки, таблицы. Именно на семинарах учащиеся знакомятся с некоторыми основами методологии, обсуждают вопросы, учатся спорить, отстаивать свои позиции, аргументировать их и т.д.

Важную роль на заключительном этапе обучения школьников в профильных классах приобретают, на наш взгляд, активные формы семинара: диспуты, дискуссии, «круглые столы» и т.п. Они преследуют особую цель – формирование оценочных суждений, утверждение мировоззренческих позиций школьников. Примерами семинаров-дискуссий являются занятия по темам: «Плюрализм научных концепций происхождения жизни на Земле», «Дискуссионные проблемы ранних этапов эволюции жизни на Земле», проводимые нами в 11-м классе. В ходе этих семинаров школьники представляют и отстаивают различные точки зрения на проблемы происхождения жизни на нашей планете (креационизм, панспермия, физические и химические концепции и др.), возникновения эукариотической клетки, многоклеточных организмов и др.

Экспериментальные задания часто используются нами на уроках с целью развития у школьников познавательной активности и самостоятельности. Недаром К.Д. Ушинский указывал, что учитель, который претендует на развитие ума в детях, должен прежде всего упражнять их способность к наблюдению, вести их от нерасчлененного восприятия к целенаправленному и анализирующему. Например, несложный эксперимент проводится нами в рамках элективного курса «Физиология растений» (10-й класс). Он получил в биологии название опыта Сакса. Этот опыт проводится с геранью, листья которой закрываются после пребывания растения в темноте «фигурками Сакса», изготовленными из плотной бумаги. В ходе этого эксперимента учащиеся самостоятельно приходят к выводу о необходимости для протекания фотосинтеза важнейшего фактора – света. Данный эксперимент может быть продолжен, например, при выяснении влияния интенсивности освещенности листьев растения на скорость фотосинтеза.

Лабораторно-практические занятия – важная форма урочной работы в профильных классах. Лабораторные и практические занятия проводятся нами при максимально возможной самостоятельности старшеклассников. После сообщения темы, целей и задач лабораторной или практической работы школьники выполняют ее в основном самостоятельно, пользуясь инструктивными карточками, содержащими информацию о последовательности действий в ходе данной работы. При выполнении заданий лабораторной работы учащиеся могут пользоваться учебниками и другими учебными пособиями, а по мере необходимости – консультироваться с учителем. По возможности, учащиеся должны сделать выводы по работе, ответить на ряд вопросов, носящих чаще всего проблемный характер. Часто та или иная проблема ставится нами непосредственно перед выполнением практической работы. Так, учащиеся 9-го предпрофильного класса в ходе выполнения лабораторной работы «Сравнение строения эритроцитов человека и лягушки» решали проблему о путях и способах снабжения кислородом клеток и тканей человеческого организма.

В классах естественнонаучного профиля лабораторно-практические работы часто проводятся нами на местности – в лесу, на лугу, у пруда и т.д. Например, одиннадцатиклассники, изучая раздел «Основы экологии», выполняли на местности такие работы: «Определение видов растений, составление их морфологической характеристики и изучение разнокачественности особей в ценопопуляции растений»; «Изучение природного биоценоза». Подобные лабораторные работы, включающие в себя непосредственные наблюдения в природе, дают учащимся возможность знакомства с биологическими объектами и явлениями в их естественном окружении, актуализируют теоретические знания, делая их более понятными для старшеклассников. Лабораторно-практические занятия, проводимые нами на местности, завершаются составлением учащимися письменных отчетов, которые должны обязательно содержать ответы на ряд вопросов, поставленных учителем перед проведением работы. Например, каково значение выявленной морфологической и экологической разнокачественности особей в функ-ционировании растительного сообщества? За счет чего обеспечивается устойчивость изучаемого сообщества? Ответы на эти и им подобные вопросы нельзя отыскать в учебниках, т.к. они требуют знаний конкретных природных экологических систем. Помимо возможности использовать полученные школьниками теоретические знания при решении практических проблем лабораторные работы воспитывают у них добросовестность в выводах и трезвость мысли.

Зачеты и контрольные работы проводятся нами по завершении изучения каждого программного раздела. Зачеты, сдаваемые школьниками учителю устно по заранее сообщенным вопросам, позволяют выяснить теоретический уровень усвоения ими того или иного раздела учебной программы. Письменная же контрольная работа, проводимая нами после теоретического зачета, включает, как правило, вопросы проблемного характера, которые требуют сложных переносов знаний и творческого их осмысления. Например, в контрольной работе после изучения раздела «Химическая организация жизни» (10-й класс) мы используем вопросы такого рода: «Почему пчелы в сухую и жаркую погоду по стенкам улья размещают капли воды?» или «Почему наши клетки обычно запасают глюкозу в виде полимера гликогена, а не в виде собственно глюкозы?» и т.п.

Таким образом, система форм и методов учебной работы в профильных классах направлена, прежде всего, на формирование у школьников познавательной самостоятельности, навыков исследовательской деятельности и развитие их интеллектуальных способностей.

Одной из характерных особенностей воспитательно-образовательного процесса в условиях профилизации является, как показывает наш практический опыт, наличие тесной связи учебной деятельности с внеурочной работой школьников. Часто в классах естественнонаучного профиля внеурочная работа служит продолжением учебной деятельности и направлена на систематическое образование старшеклассников, развитие у них творческих способностей. Учащиеся классов естественнонаучного профиля, как правило, активно участвуют в научно-исследовательских экспедициях, полевых практиках, научно-практических конференциях, олимпиадах, марафонах знаний, интеллектуальных конкурсах. Они готовят тематические вечера, организуют выставки, ведут природоохранную работу и т.д. Внеурочная и урочная работа выступают в профильных классах как равноправные стороны единого воспитательно-образовательного процесса.

По нашему глубокому убеждению, только в этом случае можно достичь целей профильного обучения. Остановимся на основных формах внеурочной деятельности школьников, обучающихся в профильных школах и классах.

Научно-исследовательская деятельность, позволяющая каждому школьнику испытать, испробо-вать, выявить и актуализировать хотя бы некоторые из своих дарований. Дело учителя – создать и поддержать творческую атмосферу в этой работе. Приобщение учащихся старших классов к научным исследованиям становится особенно актуальным на заключительном этапе получения школьного образования (10–11-е классы), когда у них формируется теоретическое мышление. Главное внимание на заседаниях научного общества учащихся (НОУ), созданного нами и дей-ствующего на протяжении 12 лет, уделяется изучению важнейших методов научного познания, знакомству с методами математического и имитационного моделирования, методиками обработки экспериментальных данных.

В организации научно-исследовательской деятельности школьников мы выделяем семь этапов: мотивация научно-исследовательской работы, выбор школьником направления исследования, постановка задачи исследования, фиксирование и предварительная обработка данных, обсуждение результатов исследования на заседании НОУ, оформление полученных результатов и представление их на научно-практической конференции.

К серьезной научно-исследовательской работе школьники приобщаются нами постепенно. В 8–9-х классах учащиеся выступают с небольшими сообщениями по результатам наблюдений, полевых практик. В профильных 10–11-х классах, приобретя опыт исследовательских навыков, обладая достаточным багажом теоретических знаний, старшеклассники выполняют более серьезные исследовательские работы. В качестве примера приведем несколько тем исследовательских работ наших учащихся, представленных ими на региональных научно-практических конференциях школьников: «Изучение состояния окружающей среды в районе школы № 32 г. Прокопьевска по комплексному обследованию хвойных растений»; «Качественное определение легко- и среднерастворимых форм химических элементов в почвах городских улиц Прокопьевска» и др.

Учебно-исследовательские экспедиции, в которых принимают участие учащиеся классов естественнонаучного профиля, проводятся нами ежегодно. Большинство методик, реализуемых при проведении исследовательской деятельности школьников по предметам естественнонаучного цикла вообще, и по биологии в частности, ориентировано именно на полевую, экспедиционную, работу, поэтому школьные исследовательские экспедиции нами проводятся ежегодно. Главная цель экспедиции – сбор экспериментального материала в полевых условиях. Помимо этой цели мы обычно в ходе проведения экспедиций стараемся дать учащимся простейшие навыки полевой исследовательской деятельности, воспитать у них ответственное отношение к природе, формировать навыки самостоятельной творческой деятельности. Тематика экспедиционных исследований обычно охватывает такие области, как геология, гидрология, почвоведение, ботаника, зоология, экология. В проводимых нами учебно-исследовательских экспедициях мы выделяем несколько этапов: подготовительный этап (ознакомление со специальной литературой, овладение методами полевых исследований, постановка проблем); определение целей, хода, содержания экспедиции, распределение заданий между группами школьников или отдельными учащимися; проведение экспедиции; обобщение, анализ материала, выводы по результатам экспедиции; итоговая конференция по результатам экспедиции.

Учебно-исследовательские экспедиции помогают нам преодолеть межпредметную разобщенность знаний школьников, соединить теоретическую и практическую стороны программного материала, а также поддержать и развить интерес к дисциплинам, изучаемым школьниками в качестве профильных. В наших экспедициях участвуют в основном учащиеся, окончившие 10-е классы. В обязательном порядке мы берем несколько школьников, окончивших 9-й класс. Состав экспедиции – 15–20 человек, длительность – две недели.

Участники экспедиций, как правило, начинают глубже понимать законы, обеспечивающие непрерывность жизни в биосфере, осознают, что грамотное использование знаний о природе позволит человеку развиваться в содружестве с ней. Приведем примеры исследовательских работ школьников, выполненных в ходе учебно-исследовательских экспедиций: «Изменение фауны муравьев под влиянием антропогенного воздействия»; «Проблема определения тяжелых металлов в почве» и др.

Полевые практики, в ходе которых учащиеся получают первые навыки работы исследователя в поле, проводятся нами для школьников, окончивших предпрофильный 9-й класс. Они являются для них серьезной подготовкой к будущим исследовательским экспедициям. Полевые практики также помогают школьникам правильно сориентироваться в выборе будущей профессии. Полевые практики по биологии, в отличие от экспедиций, непосредственно связаны с изученным в течение года материалом. Они обычно включают выполнение учащимися тематических заданий, о результатах которых школьники докладывают в начале следующего учебного года на конференции по итогам летней полевой практики.

Полевые практики проводятся нами в окрестностях города в течение десяти дней. В методике проведения практик мы выделяем три этапа: подготовка практики (получение учащимися заданий, подготовка оборудования и др.); выход учащихся к изучаемым объектам (каждодневные маршруты с изучением различных биоценозов и самостоятельная работа по выбранным учащимися темам); обработка материалов практики и подведение итогов. Приведем тематику полевых исследований, выполненных учащимися нашей школы: «Видовой состав, распространение и экология лишайников в пригородных лесах г. Прокопьевска»; «Лекарственные растения пригородных растительных ассоциаций» и др.

Школьные научно-практические конференции, являющиеся итогом многомесячной исследовательской, творческой деятельности старшеклассников, осуществляемой под руководством учителей, научных работников, врачей и т.п. В их работе преимущественно принимают участие учащиеся 10–11-х классов, а также некоторые школьники из 9-го класса. На конференцию выносятся лучшие работы, выполненные по результатам деятельности старшеклассников в учебно-исследовательских экспедициях, полевых практиках и лабораториях.

Подготовка к конференции проводится в рамках НОУ школы. В декабре окончательно оформляются секции, которые будут работать в рамках конференции, определяется перечень работ, выносимых на пленарную часть конференции и на работу секций. В течение последнего ряда лет в рамках школьной научно-практической конференции в области естественных наук работают следующие секции: биологии, медицины, экологии, химии и физики. Жюри, состоящее из опытных учителей и приглашенных специалистов, заслушивает и оценивает порядка десяти работ по каждой секции. Авторы лучших работ награждаются дипломами разной степени, и им дается рекомендация для участия в конференциях более высокого ранга.

Предметные олимпиады – соревнования школьников по различным дисциплинам. Для учащихся профильных классов это, прежде всего, состязание по профильным предметам. Они занимают среди всех форм и методов внеурочной деятельности школьников, осуществляемой в условиях профильного обучения, особое место. Олимпиады «работают» на обеспечение выбора дальнейшего жизненного пути старшеклассника, развивают индивидуальные особенности личности школьника, т.е. по большому счету способствуют реализации целей профильного обучения. Главная задача олимпиад заключается, по нашему мнению, в повышении интереса учащихся к изучению профильных дисциплин и выявлению талантливых учеников. Олимпиады, как показывает наш опыт, позволяют учащимся, да и учителям, проверить и критически оценить свои возможности, определиться в выборе дальнейших путей своего образования.

По биологии проводятся школьные, городские, областные, зональные и российские олимпиады. В них принимают участие учащиеся 9–11-х классов. Даже школьникам, изучающим биологию в качестве профильной дисциплины, для успешного выступления на олимпиаде требуется, на наш взгляд, отдельная от урочной деятельности, особая подготовка. Это объясняется тем, что участникам олимпиад предлагаются задания не только с использованием программных понятий и законов, но и задания, выходящие даже за рамки профильного изучения того или иного предмета. К тому же на олимпиадах предпочтение отдается оригинальным идеям решения задач с четким их обоснованием, выбору оптимального метода выполнения задания, аргументированным выводам и т.п. Олимпиады по биологии и другим естественнонаучным дисциплинам требуют от школьников умений работать с оборудованием, осуществлять эксперимент и т.д. Все это необходимо для успешного выступления в практических турах олимпиады.

Подготовка школьников к олимпиадам осуществляется в основном под руководством учителей. Эта работа начинается нами с отбора школьников для участия в городской олимпиаде. С этой целью в октябре проводится школьная олимпиада. Для ее проведения задания разрабатываются методическим объединением учителей естественнонаучных дисциплин с учетом многолетней практики участия школьников в городских и областных олимпиадах и требований, предъявляемых к их участникам. Тексты школьной олимпиады содержат вопросы и задачи различных типов и уровней сложности: от «утешительных» до сложных, играющих заметную роль в отборе участников будущей городской олимпиады. После определения победителей школьной олимпиады мы начинаем работу по их подготовке к городскому туру олимпиады.

Подготовка к городской олимпиаде требует разработки индивидуальной программы для каждого ее участника, которая учитывает степень владения каждым из них теоретическим материалом различных разделов школьного курса, уровень сформированности у них познавательной самостоятельности, особенности мышления каждого школьника и другие факторы. После подготовки программ начинается последовательная их реализация. Отрабатываются все разделы школьного курса биологии. Безусловно, работа по подготовке школьников к олимпиаде, не сводится лишь к рассмотрению заданий, предлагаемых учителем. Она предполагает огромную самостоятельную работу учащихся с разнообразной дополнительной литературой. Победители городских предметных олимпиад готовятся к участию в областных олимпиадах. Порядок подготовки к этому более серьезному испытанию интеллектуальных и морально-волевых качеств старшеклассников остается примерно таким же, как и на подготовительном этапе перед городской олимпиадой, но задания теоретического и практического характера, рассматриваемые при этом, являются, как правило, более сложными.

В данной статье мы постарались осветить некоторые особенности форм и методов урочной и внеурочной работы, используемых в классах естественнонаучного цикла. Они, по нашему мнению, должны, прежде всего, способствовать усвоению школьниками наряду со знаниями «способов деятельности». Благодаря им, учащиеся профильных школ и классов должны иметь возможность для развития своих интеллектуальных способностей: начальной исследовательской деятельности, освоения более сложного содержания знаний, чем это предусмотрено образовательным стандартом.