II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЕ – ШАГ К ПОЗНАНИЮ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение
Актуальность.
Проблема учебной мотивации актуальна во все времена. Часто учащиеся школ не проявляют особого интереса к школьным предметам, предпочитая проводить время за компьютером, мобильными приложениями на телефоне, общению в социальных сетях. Для того, чтобы повысить их интерес к учебе, необходимо создать условия, способствующие развитию интереса к познанию окружающего мира, к познанию нового. Одним из эффективных методов познания окружающего мира является метод экспериментирования. Дети любого возраста очень любят экспериментировать. Опыты и эксперименты способствуют формированию у детей познавательного интереса, развитию наблюдательности, мыслительной деятельности, умение изобретать, использовать нестандартные решения в трудных ситуациях, положительно влияют на эмоциональную сферу, на развитие творческих способностей.
Гипотеза
Мы предположили, что проведение серии познавательных опытов по биологии позволит не только понять суть некоторых природных закономерностей и явлений в жизни живых организмов, но и значительно повысит интерес к изучению данного предмета в дальнейшем.
Цель:
Знакомство с некоторыми явлениями природы в мире биологии с последующим научным объяснением, развитие познавательного интереса обучающихся 5-х классов к предмету.
Задачи:
1. Провести анализ литературных источников о возможных экспериментах по биологии по программе 5 класса;
2. Провести анкетирование среди обучающихся 5-х классов с целью выяснения их интереса к предмету «биология».
3. Определить количество опытов и их направленность, условия проведения, необходимое оборудование и методику проведения;
4. Распределить проведение конкретных экспериментов по группам, назначить ответственных, определить сроки проведения каждого эксперимента в группах.
5. Провести серию опытов по биологии в каждой группе;
6. Объединить полученные данные, сделать выводы о закономерностях природных явлений;
7. Провести мини-опрос среди участников проекта «Как повлияло проведение экспериментов на развитие моего интереса к биологии»;
8. Предложить рекомендации по использовании проекта в дальнейшем.
2. Основная часть
Опыт — один из сложных и трудоемких методов обучения, позволяющий выявить сущность того или иного явления, установить причинно-следственные связи. Применение этого метода на практике позволяет одновременно решать несколько задач. Во-первых, опытническая деятельность позволяет использовать богатые возможности эксперимента для обучения, развития и воспитания обучающихся. Она является важнейшим средством для углубления и расширения знаний, способствует развитию логического мышления, выработке полезных навыков. Известна роль эксперимента в формировании и развитии биологических понятий, познавательных способностей детей [1]. Ещё Климентий Аркадьевич Тимирязев отмечал: «Люди, научившиеся наблюдениям и опытам, приобретают способность сами ставить вопросы и получать на них фактические ответы, оказываясь на более высоком умственном и нравственном уровне в сравнении с теми, кто такой школы не проходил». Кроме того, нет другого более эффективного метода воспитания любознательности, научного стиля мышления, творческого отношения к делу, чем привлечение их к проведению экспериментов. Опытническая работа является также действенным средством экологического воспитания, способом знакомства с законами природы. Опытничество воспитывает творческое, созидательное отношение к природе, инициативу, точность и аккуратность в работе [2].
Результаты исследования
В самом начале работы мы провели анкетирование среди обучающихся 5-х классов с целью выяснения их интереса к предмету «биология». Задавались следующие вопросы:
1. Какойвид домашнего задания по биологии ты бы выбрал?
А) найти интересную информацию, сделать доклад
Б) объяснить явление с помощью эксперимента
В) сделать плакат, придумать рассказ
Г) прочитать параграф, выучить термины
2. Сколько времени ты готов тратить на домашнюю работу по биологии?
А) 15-30 мин
Б) 30-60 мин
В) больше часа, если задание интересное
Г) нисколько
3. Тебе интересно, когда учитель ну уроке биологии предлагает:
А) поделиться на команды и отстаивать предложенную точку зрения
Б) поделиться на команды и провести серию экспериментов на понимание природных закономерностей
В) поделиться на команды и придумать пути решения проблемы
Г) поделиться на команды и на скорость выписать определения терминов из учебника
4. Если в школу приедет профессор с биологической лекцией после уроков:
А) я могу пойти на лекцию по биологии, если понравится тема, она не долгая и у меня нет других планов;
Б) я пойду на биологическую лекцию, если понравится тема, даже если она долгая и придется отменить кое-какие дела;
В) я пойду на биологическую лекцию в любом случае
Г) я не пойду на биологическую лекцию
5. Заниматься биологией мне:
А) иногда интересно
Б) обычно интересно
В) всегда интересно
Г) неинтересно
Всего в анкетировании приняли участие 42 человека. На первый вопрос «Какой вид домашнего задания по биологии ты бы выбрал?» равное количество (по 11человек) предпочли бы найти интересную информацию, сделать доклад, объяснить явление с помощью эксперимента или прочитать параграф, выучить термины. Чуть меньше (9 человек) предпочли бы сделать плакат, придумать рассказ.
На второй вопрос «Сколько времени ты готов тратить на домашнюю работу по биологии?» большинство (16 человек) хотели бы выполнять домашнее задание в течение 15-30 мин, на втором месте по популярности (14 человек) ответ В, когда школьники готовы потратить больше часа, если задание интересное. В меньшинстве (5 и 7 человек соответственно) остались ответы 30-60 мин и нисколько.
Вопрос №3 позволил выявить наиболее интересные для детей задания на уроке. Большинство (19 человек) предпочли бы поделиться на команды и провести серию экспериментов на понимание природных закономерностей. 9 человек хотели бы поделиться на команды и отстаивать предложенную точку зрения. Меньшее количество (6 и 5 человек) выбрали вариант поделиться на команды и придумать пути решения проблемы или поделиться на команды и на скорость выписать определения терминов из учебника.
Четвертый вопрос анкеты предполагал ситуацию «Если в школу приедет профессор с биологической лекцией после уроков». Большинство школьников готовы пойти на лекцию по биологии, если понравится тема, она не долгая и у них нет других планов (22 человека). 10 человек пошли бы на биологическую лекцию, если понравится тема, даже если она долгая и придется отменить кое-какие дела. Это очень здорово! В любом случае пошли бы на лекцию всего 4 человека, а 6 школьников не пошли бы совсем.
Пятый вопрос анкеты выявлял уровень интереса к предмету «Биология». Большинству школьников всегда интересно заниматься биологией (17 человек). Обычно интересно заниматься биологией 12 школьникам. 10 человек дали ответ «Иногда интересно», и лишь 1 человек дал ответ «Неинтересно».
Таким образом, мы видим, что в качестве домашнего задания по биологии школьники предпочли бы найти интересную информацию, сделать доклад, объяснить явление с помощью эксперимента или прочитать параграф, выучить термины. На домашнее задание школьники хотят тратить от 15 до 30 минут или больше часа, если задание интересное. В качестве заданий на уроке они предпочли бы поделиться на команды и провести серию экспериментов на понимание природных закономерностей. Большинство школьников готовы пойти на лекцию по биологии, если понравится тема, она не долгая и у них нет других планов. Так же большинству школьников из опрошенных всегда интересно заниматься биологией. Экспериментирование по биологии заинтересовало многих одноклассников, поэтому мы решили провести простые и доступные опыты.
В программе обучения по биологии для 5-х классов большое внимание уделяется познанию общих закономерностей и свойств природных явлений. Удобным объектом для их изучения являются растения. Поэтому мы решили познакомиться с некоторыми явлениями на примере растений. Для этого провели серии опытов и получили такие результаты:
Опыт №1 «Запасные вещества в клетках растений».
Цель эксперимента: убедится в изменении химического состава фруктов и овощей на примере яблока и картофеля.
Материалы: 1 яблоко и 1 картофель, фольга, острый нож, пипетка, раствор йода, стаканчики.
Схема постановки опыта:
• Вырезать толстые ломтики из середины яблока и картофеля
• Разложить на фольге ломтики в ряд
• Налить половину маленького стаканчика воды, добавить 5 капель йода и размешать
• При помощи пипетки нанести раствор йода на ломтики
• Внимательно посмотреть на цвет и рисунок ломтиков
Результаты: ломтик картофеля после нанесения капли раствора йода окрасилось в синий цвет. Яблоко не окрасилось либо имело бледно-голубой цвет.
Объяснение: при созревании овощей и фруктов содержащийся в них крахмал превращается в сахар. В незрелых овощах и фруктах много крахмала и мало сахара. И поэтому ломтики крахмала окрасились в синий цвет. Это связано с тем, что йод вступает в химическую реакцию с крахмалом, образуя вещество синего или голубого цвета. Яблоки сладкие, потому что в них содержится больше сахара, чем крахмала, поэтому ломтики яблок не окрасились при добавлении капель раствора йода.
Опыт №2 «Может ли растение дышать?»
Цель: выявить потребность растения в воздухе, дыхании; понять, как происходит процесс дыхания у растений.
Оборудование: комнатное растение, вазелин, лупа.
Схема постановки эксперимента:
Выдвигается гипотеза, что растения имеют в листочках очень мелкие отверстия, через которые дышат. Чтобы проверить это, нужно смазать одну или обе стороны листа вазелином, ежедневно в течение недели наблюдать за листьями. Через неделю сделать вывод
Результат: те листья, которые были смазаны вазелином с нижней стороны, погибли.
Объяснение: листья «дышат» своей нижней стороной.
Опыт №3 «Какой газ выделяет растение на свету?»
Цель: установить, что растение при фотосинтезе выделяет кислород.
Оборудование: большая стеклянная емкость с герметичной крышкой, черенок растения в воде или маленький горшочек с растением, лучинка, спички.
Схема постановки эксперимента: предполагается, что растения выделяют кислород, необходимый для дыхания человека. Предположение доказывается опытом: поместить внутрь высокой прозрачной емкости с герметичной крышкой горшочек с растением. Поставить в теплое, светлое место (если растение дает кислород, в банке его должно стать больше). Через 1—2 суток можно узнать, накопился ли в банке кислород.
Результаты: наблюдение за яркой вспышкой пламени лучинки, внесенной в емкость сразу после снятия крышки.
Объяснение: растения выделяют кислород, и при поднесении огня он горит.
Опыт №4 «Во всех ли листьях происходит фотосинтез?»
Цель: доказать, что фотосинтез происходит во всех листьях.
Оборудование: кипяток, лист бегонии (обратная сторона окрашена в бордовый цвет), емкость белого цвета.
Схема постановки эксперимента: выяснить, происходит ли фотосинтез в листьях, окрашенных не в зеленый цвет (у бегонии обратная сторона листа окрашена в бордовый цвет). Предполагается, что в этом листе не происходит фотосинтез. Необходимо поместить лист в кипящую воду, через 5—7 минут его рассмотреть, зарисовать результат.
Результаты: лист становится зеленым, а вода изменяет окраску.
Объяснение: в листе происходит фотосинтез.
Опыт №5 «Испарение влаги с листьев растений»
Цель: проверить, куда исчезает вода с листьев.
Оборудование: растение, целлофановый пакетик, нить.
Схема постановки эксперимента: рассмотреть растение, уточнить, как движется вода из почвы к листьям (от корней к стеблям, затем к листьям); куда она потом исчезает, почему растение надо поливать (вода с листьев испаряется). Предположение проверить, надев на листочек целлофановый пакетик и закрепив его. Растение поставить в теплое светлое место.
Результаты: внутри пакетик «запотел». Спустя несколько часов, сняв пакетик, можно обнаружить в нем воду.
Объяснение: вода испаряется с поверхности листьев.
Опыт №6 «Транспорт веществ в растении»
Цель: доказать, что вода и иные вещества движутся по стеблю снизу вверх в разные части растений.
Оборудование: цветок с белыми лепестками, пищевой краситель и чашку с обычной питьевой водой.
Схема постановки эксперимента: необходимо подкрасить жидкость и поставить в него цветок, после чего наблюдать, как лепестки становятся цвета того пищевого красителя, который был использован в опыте.
Результаты: через некоторое время лепестки цветов приобрели цвет пищевого красителя.
Объяснение: подкрашенная вода движется по стеблю снизу вверх в разные части растений, так же движется и обычная вода с минеральными веществами.
Опыт №7 «Бережливые растения»
Цель: установить зависимость между структурой поверхности листьев (плотность, опушение) и потребностью их в воде.
Оборудование: фикус, фиалка, кактус, целлофановые пакеты, лупа.
Схема постановки эксперимента: нужно выяснить, почему фикус, фиалка и кактус не требуют много воды. Провести опыт: надеть на листья разных растений целлофановые пакетики, плотно закрепить, наблюдать за появлением влаги в них, сравнить количество влаги при испарении с листьев разных растений.
Результат: фиалку поливать часто не надо: опушенные листья не отдают, сохраняют влагу; плотные листья фикуса тоже испаряют меньше влаги, чем листья такого же размера, но неплотные. Испарение влаги у растений происходит через листья, у кактуса листья – это иглы. Площадь поверхности мала и они приспособлены к уменьшению транспирации.
Опыт №8 «Почему меньше»
Цель: установить зависимость между площадью поверхности листьев и потребностью их в воде.
Оборудование: емкости с водой, росток дифенбахии, росток пеларгонии.
Схема постановки эксперимента: нужно выяснить, зависит ли процесс потребления воды растением от площади поверхности листьев. Провести опыт: поместить отростки дифенбахии и пеларгонии в баночки с водой. Наблюдать в течение нескольких дней за уровнем воды в емкостях, сравнить количество потребляемой воды разными растениями.
Результат: уровень воды в емкости с отростком дифенбахии через несколько дней значительно ниже, чем в емкости с отростком пеларгонии.
Объяснение: площадь поверхности листа пеларгонии значительно меньше площади листа дифенбахии, соответственно степень испарения воды листьями пеларгонии меньше, чем у дифенбахии, поэтому им нужно меньше воды.
3. Заключение
В результате мы можем сделать следующие выводы:
1. Проведение экспериментов - эффективный метод воспитания любознательности, научного стиля мышления, творческого отношения к делу;
2. Большинству из опрошенных школьников (обучающиеся 5-х классов) нравится предмет «Биология», они хотели бы на уроках чаще выполнять задания, связанные с проведением опытов.
3. В результате проведения серии познавательных экспериментов мы лучше разобрались в таких процессах и понятиях, как «Фотосинтез», «Испарение», «Потребление влаги растениями», «Транспорт веществ в растениях», «Химический состав клеток».
4. Проведение опытов значительно повысило наш интерес к изучению мира природы.
5. Материалы проведенных экспериментов можно использовать на уроках в качестве демонстрационных материалов.
Таким образом, проведенные увлекательные эксперименты позволили нам сделать свои первые шаги в науке, познакомиться с некоторыми законами природы, благодаря которым вся живая природа и существует на нашей планете. Не зря сказаны золотые слова Т. Кампанелла «Критерием истины является опыт». Одной из важнейших задач курса биологии является экологическое образование и воспитание [3]. Решению этой проблемы поможет постановка и проведение опытов, доказывающих загрязнение окружающей среды различными токсичными веществами. Мы думаем, что это будет темой наших дальнейших исследований.
Список использованной литературы:
1. Безух, К.Е.Активизация познавательной деятельности учащихся при обучении биологии //Открытый урок. Методики, сценарии, примеры. №4, апрель, 2012. С.13-21.
2. Бинас А.В. и др. Биологический эксперимент в школе. – М.: Просвещение, 1990. с. 121-139.
3. Обухов А.С. Исследовательская позиция и исследовательская деятельность: Что и как развивать?//Исследовательская работа школьников, №4, 2003. – С.18-23.
Приложение