Результат опыта - это фактическое, что получилось в опыте, наблюдается в конце его, например, крахмал имеется только в той части листа, которая находилась на свету.
Вывод из опыта – это умозаключение по постановке и результатам опыта, сделанное в соответствии с целью данного опыта, например: свет- необходимое условие для образования крахмала в листьях.
Учащиеся должны хорошо уяснить что, для того, что бы сравнить необходимо установить, найти общее, одинаковое у рассматриваемых (сравниваемых) объектов (растений, вариантов опыта) и то, что у них разное, чем они отличаются друг от друга. Сравнение – непременное действие в изучении, познании, и в частности в эксперименте.
Учебные опыты в этом разделе не однотипны по методике. Для многих из них необходим контроль в виде второго растения (части растения), прибора. В таком эксперименте две составные части – опыт и контроль.
Опытные растения в эксперименте – те, на которые оказывают определенное действие, чтобы узнать, к чему это приведет; контрольные растения находятся в тех же общих условиях, что и опытные, но не подвергаются каким – либо воздействиям. То, что произойдет с контрольными растениями в учебном эксперименте, заранее известно – как-то, что должно быть (например, семена, имеющие в достатке воду, доступ воздуха и тепло прорастут). И, тем не менее, контроль необходим в любом эксперименте как методе науки, чтобы убедится в том, что ожидаемое действительно происходит, и исключить возможные недоразумения и ошибки в эксперименте.(9) Так, например, семена в упомянутом опыте могут не прорасти, из-за потери всхожести; или в опыте по изучению дыхания семян зажженная свеча (лучина) может гаснуть в контрольном сосуде из-за того только, что объем его или размер входного отверстия слишком малы, т.е. недостаточны для горения.
Учащимся надо понять, что только при наличии контроля в эксперименте можно быть уверенным, что изменения, полученные в опыте, вызваны вашим воздействием на растение, а не чем-либо иным, случайным, неизвестным. Контрольный объект необходим для того, чтобы опыт был убедительным, доказательным. Сравнение результатов, полученных в опыте и контроле, сопоставление их с исходными условиями в эксперименте и приводит к выводу – решению поставленной задачи – достижению цели опыта.
Необходимо обращать внимание учащихся на то, что в эксперименте применяется «правило единственного различия». Оно требует, чтобы различие между опытом и контролем, между вариантами сложного (комплексного) опыта и контрольными растениями в нем всегда было только по одному условию – тому, необходимость или действие которого выясняется в конкретном эксперименте. Все другие условия должны быть одинаковыми. Только при этом условии вывод из опыта является единственно верным и доказательным. Следовательно, в опытах с несколькими вариантами – по выяснению условий, необходимых для того или иного явления, сравнивать надо поочередно растения с каждого варианта с контрольными – в соответствии с «правилом единственного различия». Учащимся надо понять, что сравнение вариантов друг с другом (а не с контролем) не может дать достоверных знаний, так как эти варианты различаются между собой более чем по одному условию.
Если постановка опыта (с учетом вариантов) является сложной в данных условиях, ее можно заменить несколькими элементарными опытами со схемой: контроль – опыт (например, «есть вода, воздух, тепло» - «есть вода, воздух, нет тепла»; «есть вода, воздух, тепло»- «есть вода, тепло, нет воздуха» и т.д.) Специальные исследования показали, что усложненная схема опыта является педагогически более эффективной при условии основательной работы с учащимися над опытом.[13]
Очень важно в этом разделе – с самого начала изучения биологии и знакомства с экспериментом - учить школьников анализировать опыт, делать выводы из его, а не объяснять результаты опыта имеющимися знаниями. Необходимо формировать логику учащихся на основе логики эксперимента, природы, а не наоборот. Плохо, когда ученики говорят: «Лучинка горит, потому что в банке есть кислород», вместо того, чтобы заключить из опыта: «Лучинка горит, значит, в банке есть (появился) кислород».
Особенностью биологических опытов в этом разделе является то, что с их помощью изучается сложные процессы жизнедеятельности растения, для понимания которых у учащихся еще нет или недостаточно знаний по физике, химии и некоторых других, составляющих практический опыт человека.
Поэтому биологический эксперимент в этом разделе ограничивается изучением внешней стороны явлений (обнаружение явления, выяснение необходимых для него условий, установление зависимости явления от изменения внешних условий), без выяснения существа и механизма процессов. Однако и при таком элементарном подходе к эксперименту нередко возникают проблемы с пониманием опыта учениками из-за отсутствия необходимых знаний на уровне убеждения. Так, например, учащимся, изучающим этот курс трудно представить, что щелочь поглощает углекислый газ. А без уверенности в этом вряд ли будет убедителен (понятен) опыт, демонстрирующий необходимость углекислого газа для фотосинтеза, в котором используется щелочь. Не все учащиеся бывают убеждены, что слой растительного масла, покрывающий воду, предотвращает испарение ее, и в том, что испарение воды из блюдца, на которое помещен прибор, обеспечивает охлаждение прибора и листа растения в нем.[30]
Для того чтобы помочь учащимся понять опыт и получить знания из него, прежде всего, нужно использовать опыты с более простой для понимания методикой. Можно дать ученикам недостающие знания, показав вспомогательные опыты, прежде чем переходить к основному.
Обращая внимание учащихся на то, что все условия, кроме одного, одинаковы у опытных и контрольных растений, мы тем самым показываем, что не столь важно для результата опыта, как именно влияют эти условия, так как они действуют и опыте и в контроле, т.е. на все растения данного эксперимента. Но в любом случае необходимо объяснять, почему и с какой целью мы используем в опыте данное вещество (например, растительное масло, кипяченую воду), зачем мы делаем так, как делаем (например, опускаем в сосуд зажженную свечу), т.е. необходимо проводить работу, направленную на осмысление учениками всех действий в эксперименте.
Учителю необходимо понимать смысл всех действий в опыте, чтобы быть готовым ответить на все возможные вопросы учащихся, в том числе и по технике эксперимента. Проведение работы, направленной на осмысление учащимися методики эксперимента - важнейшее условие эффективности демонстрации опыта в этом разделе. Кроме этого, какой бы простой ни была методика школьного опыта, приходится иметь дело со сложнейшими явлениями жизни.[25]
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Предпринятое нами исследование было реализовано в рамках активной педагогической практики на базе Элвгинской средней общеобразовательной школы в 2009-2010 гг.
На первом этапе исследования (таблица 2.1.) проводилась работа по изучению теоретических основ по заданной тематике исследования, изучалась возможность использования эксперимента в качестве методов обучении биологии в основной школе. Проводилась работа по выбору класса, который будет участвовать в эксперименте. Исследование было решено проводить в 6-ом классе, так как у учащихся этого класса впервые встречаются с этим школьным предметом, у них уже существует целый ряд сформированных умений и навыков, но еще нет специальных умений, которые так важны в процессе обучения предмета биология.
В течение второго этапа проводилась адаптация учеников класса к данному исследованию. Для этого были проведены специальные внеурочные подготовительные занятия, направленные на выработку специальных умений и навыков, используемых в рамках учебного эксперимента, таких как:
- результат опыта;
- вывод;
- сравнение;
- анализ;
- установление нового;
- подтверждение известного и тд.
Кроме того, в рамках второго этапа, была проведена работа по определению уровня развития познавательных способностей учащихся (по Б. Блуму), проведено психологическое тестирование по отношению к предмету «Биология» и удовлетворённости отношением учителя биологии к своим ученикам.
В рамках третьего этапа был проведен отбор по темам экспериментальных работ, осуществлено планирование работы по подготовке опытов к урокам, проведена подготовительная работа по учебным опытам с растениями.
На четвертом этапе нашего исследования велась работа в классе с применением эксперимента как метода преподавания биологии, затем на пятом этапе был проведен анализ проведенного исследования и тестирование по установлению степени эффективности использования эксперимента в качестве одного из методов обучения биологии.
Таблица 2.1. Планирование работы по использованию эксперимента как метода преподавания биологии.
| Этап работы | Сроки | Содержание работы |
| I | Сентябрь 2009г. – ноябрь 2009г. | Изучение теоретических основ по заданной тематике исследования, а также возможность использования эксперимента в качестве методов обучении биологии. |
| II | Ноябрь 2009г. | Адаптация учащихся экспериментального класса. |
| III | Декабрь 2009г. | Планирование работы и ее подготовка. |
| IV | Декабрь 2009, январь, 2010,Февраль 2010г. | Работа в экспериментальном классе. |
| V | Февраль 2010г. | Анализ результатов эксперимента. |
Планирование работы по подготовке опытов к урокам.
Важной особенностью большинства опытов с растениями является их относительно большая длительность (от нескольких дней до недель). В связи с этим необходимо заблаговременно спланировать работу по подготовке опытов к определенным урокам. Эта работа состоит из собственно постановки опыта на готовом объекте (комнатные растения, сельскохозяйственные растения, выращенные из семян) и из выращивания растений для опытов.