d1lCcNA6sb

практических методов обучения биологии, повысить эффективность всего образовательного процесса, открыть новые возможности для исследовательской и проектной деятельности школьников, что является архиважным требованием ФГОС.

Цифровые лаборатории представляют собой совокупность цифрового оборудования, включающего персональный компьютер со специальным программным обеспечением, преобразователь сигналов, набор датчиков для сбора, обработки и отображения экспериментальных данных в виде индикаторов приборов, графиков, диаграмм, таблиц в ходе и после окончания эксперимента [2]. На сегодняшних день производители предлагают самый широкий спектр различных цифровых лабораторий, которые позволяют проводить демонстрационные опыты, лабораторные и практические занятия по изучению физиологии растений, животных и человека.

Поговорим о возможностях цифровых лабораторий «Архимед». Цифровые лаборатории «Архимед» по биологии – это новое поколе-

ние школьных естественнонаучных лабораторий. В комплект лаборатории входят портативный специализированный регистратор данных USBLink (простое многофункциональное устройство с 4 портами, к которым можно подключать до 8 датчиков одновременно); программное обеспечение MultiLab (сбор данных и отображение их в ходе эксперимента, импорт/экспорт данных текстового формата, ведение журнала экспериментов, просмотр видеозаписи предварительно записанных экспериментов); дополнительное оснащение цифровым микроскопом; различные датчики, такие как:

датчик ЭКГ; датчик турбидиметр;

датчик нитрат-ионов; датчик электропроводимости;

датчик влажности повышенной точности; датчик давления; датчик дыхания; датчик освещенности; датчик рН-метр;

датчик содержания кислорода с адаптером; датчик температуры; датчик частоты сокращения сердца [4].

Они обеспечивают автоматизированный сбор и обработку данных, позволяют отображать ход эксперимента в виде графиков, таблиц, показаний приборов. Проведенные эксперименты могут сохраняться в реальном масштабе времени и воспроизводиться синхронно с их видеозаписью. Лаборатории позволяют проводить опыты и учебные исследования, как в классе, так и в полевых условиях, при этом нет необходимости в дополни-

120

тельной подготовке, достаточно иметь с собой только устройство и датчик. Сбор и хранение данных происходит автоматически, данная система позволяет сохранять ряд экспериментов в виде графических таблиц, многократно повторять эксперимент и проводить сравнение полученных результатов. Цифровые лаборатории позволяют учащимся отработать способы и приемы осуществления исследовательской работы как индивидуально, так и в группе [3].

Например, датчик дыхания (пневмотахометр) рассчитывает объем воздуха, поглощаемого легкими человека в единицу времени, по значению скорости движения воздуха, поступающего через трубку, в качестве единицы измерения принят литр в минуту, датчик заключен в пластиковый корпус и снабжен специальной дыхательной трубкой (диапазон измерений ±315 л/мин); датчик частоты сердечных сокращений (ЧСС) контролирует интенсивность света, проходящего через сосуды ткани кончика пальца, которая изменяется при изменении потока крови в сосудах, а по световым сигналам можно судить о количестве ударов сердца в минуту (диапазон измерений составляет 0 – 5 В, 0 – 200 ударов/мин); датчик ЭКГ (электрокардиограф) предназначен для измерения электрической активности сердца; датчик нитрат-ионов (солей азотной кислоты), с помощью которого можно быстро определить качество воды, является ионоселективным электродом (мембрана, изготовленная из ПВХ) и измеряет нитратные ионы в водных растворах (датчик измеряет концентрацию ионов в пределах от 0,1 до 14 000 промилле); датчик уровня шума измеряет величину звукового шума в диапазоне от 45 до 110 Дб и подходит для измерений уровня окружающих шумов и акустических характеристик комнат.

Даже по столь краткому описанию некоторых датчиков данной цифровой лаборатории, можно сделать вывод о том в каких классах и на уроках какой тематики можно организовать проведение практических и лабораторных работ (и в 6 при изучении раздела «Растения», и в 8 при изучении раздела «Человек и его здоровье» и при изучении раздела «Общая биология», например, темы «Основы экологии»).

Анализ результатов учебной деятельности школьников показывает, что регулярное применение на уроках и во внеурочной работе по биологии цифровых естественнонаучных лабораторий значительно облегчает понимание сущности природных явлений. Быстрая настройка оборудования для проведения эксперимента, наглядное отображение получаемых в процессе эксперимента данных и удобные инструменты анализа позволяют проводить больше экспериментов, проверять больше гипотез, а это способствует быстрому и прочному усвоению учебного материала.

Важнейшими учебно-воспитательными задачами, которые решаются при выполнении учебного практикума или демонстрационного эксперимента с использованием цифровой лаборатории «Архимед», являются повышение мотивации к обучению, максимальное использование наглядно-

121

сти, обучение учащихся новейшим средствам реализации учебного эксперимента, возможность дистанционного обмена информацией и проведения эксперимента в сетевом контакте с помощью новейших средств коммуникации. В ходе работы с цифровой лабораторией «Архимед» учащиеся учатся собирать опытные данные, выводить их на экран компьютера, используя различные способы графического выражения полученной информации, обрабатывать и анализировать полученные экспериментальные данные с помощью специальных программ.

Эксперименты, проводимые с помощью цифровой лаборатории, максимально наглядны и эффективны, а это даёт возможность не только понять и запомнить материал учебной темы, но и заинтересовать учащихся.

Какие еще возможности для организации процесса обучения биологии открывают цифровые лаборатории «Архимед»?

Безусловно их применение дает возможность выполнять различные междисциплинарные проекты по естественным наукам, математике, информатике, что способствует достижению учащимися метапредметных результатов.

Кроме того, цифровая лаборатория «Архимед» активно используется при организации работы школьного научного общества учащихся, что позволяет выполнять сложные научные эксперименты в ходе работы над исследовательскими биологическими и экологическими проектами.

Цифровые лаборатории можно применять как при изучении тем школьной программы по биологии, так и в ходе осуществления совершенно новых исследований (проводимых за рамками школьной программы), а это особенно актуально в связи с выполнением выпускниками общеобразовательной школы обязательного индивидуального проекта.

Итак, выполнение требований ФГОС предполагает учет планируемых результатов обучения, предусматривает развитие и саморазвитие обучающихся, их самостоятельности, инициативности, творческих способностей в различных видах деятельности [1].

Применение цифровых лабораторий способствует реализации, прежде всего, деятельностного и исследовательского подходов в обучении биологии, созданию условий для приобретения учащимися умений и навыков научного познания биологических явлений и процессов, применению теоретических знаний на практике.

Литература

1.Калинова Г.С. Направления модернизации содержания биологического образования на современном этапе // Биология в школе, 2017. № 4. С. 19-26.

122

2.Титов Е.В. Методика применения информационных технологий в обучении биологии. М.: Издательский центр «Академия», 2010. 176 с.

3.Цифровая лаборатория Архимед 4.0. Лабораторные работы по биологии [Электронный ресурс] // Институт Новых Технологий. URL: http://int-edu.ru/content/cifrovye-laboratorii-arhimed (дата обращения: 04.03.2019).

4.Цифровая лаборатория Архимед 4.0: справочное пособие. М.: ИНТ. 80 с.

123

УДК 374

ББК 74.0

Л.А. Лямина

МБУ ДО «ДДТ им. А. Торцева» г. Мурманск, Россия

РАСШИРЕНИЕ И УГЛУБЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ЗНАНИЙ УЧАЩИХСЯ

В УСЛОВИЯХ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Аннотация. В статье рассматриваются основные направления развития естественнонаучного образования в учреждении дополнительного образования детей. Выделены приоритетные виды деятельности учащихся, способствующие расширению и углублению естественнонаучных знаний в условиях дополнительного образования.

Ключевые слова: дополнительное естественнонаучное образование детей, исследовательская деятельность, учащийся.

L.A. Lyamina

DDT them. A. Torceva

Murmansk, Russia

THE EXPANSION AND DEEPENING OF KNOWLEDGE IN NATURAL SCIENCES OF PUPILS IN CONDITIONS OF ADDITIONAL EDUCATION

Abstract. The article deals with the main directions of development of natural science education in the institution of additional education of children. The priority activities of students contributing to the expansion and deepening of natural science knowledge in terms of additional education are identified.

Key words: additional natural science education of children, research activity, student.

Система дополнительного образования детей дает возможность реализации творческих способностей учащихся в самых разнообразных видах деятельности. В муниципальном бюджетном учреждении дополнительного образования г. Мурманска Дом детского творчества им. А. Торцева (МБУ ДО г. Мурманска ДДТ им. А. Торцева) одним из структурных подразделений является отдел естественнонаучной направленности. В отделе обучаются учащиеся в возрасте от 7 до 18 лет по дополнительным общеобразовательным общеразвивающим программам естественнонаучной направленности.

124

Внастоящее время в системе образования происходят глубокие изменения, обусловленные, прежде всего, особенностями развития общества. Претерпевает изменения и естественнонаучное направление. С введением

вдействие приказа Министерства образования и науки Российской Федерации от 29 августа 2013 г. № 1008 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» в дополнительном образовании произошло объединение двух ранее самостоятельных направленностей: эколо- го-биологической и естественнонаучной. Перечень направленностей дополнительных общеобразовательных программ не изменился и в одноименном Приказе Минпросвещения России от 09.11.2018 г. № 196.

Б.М. Каплан, заместитель начальника информационноаналитического отдела ФГБОУ ДО «Федеральный детский экологобиологический центр» считает: «Включение эколого-биологического дополнительного образования детей в состав естественнонаучной направленности, если принять во внимание тенденции развития современной науки, выглядит вполне закономерным. Ведь биология является одной из естественных наук, и на современном этапе биология, как и другие естественные науки (химия, физика, астрономия, науки о Земле, экология, медицина) всё более смыкаются в своем развитии. Неслучайно большинство важнейших научных открытий совершается на стыке наук. С учётом задачи всеобщего экологического воспитания и принципов образования в интересах устойчивого развития, изучение естественных наук должно включать в себя экологические аспекты» [1].

ФГБОУ ДОД «Федеральный детский эколого-биологический центр»

в2015 г. разработал методический документ «Основные направления развития естественнонаучной направленности дополнительного образования детей в Российской Федерации», в котором дано определение: «Содержание естественнонаучной направленности в дополнительном образовании детей включает в себя формирование научной картины мира и удовлетворение познавательных интересов учащихся в области естественных наук, развитие у них исследовательской активности, нацеленной на изучение объектов живой и неживой природы, взаимосвязей между ними, экологическое воспитание, приобретение практических умений, навыков в области охраны природы и природопользования» [3].

Вэтом же документе обозначены тематические циклы дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ естественнонаучной направленности: эколого-биологический, физико-географический, фи- зико-химический.

В2015 году Минобрнауки России. подготовило «Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые)». Рекомендации предусматривают три уровня сложности программ: стартовый, базовый, продвинутый.

125

В отделе естественнонаучной направленности ДДТ им. А. Торцева реализуются программы, в большей мере относящиеся к программам эко- лого-биологического цикла:

–«Природная мастерская»; программа рассчитана на 1 год обучения

ипредусматривает один стартовый уровень сложности;

–«Познавательная экология», «Экодизайн»: каждая из этих программ рассчитана на 4 года обучения и предусматривает два уровня сложности: стартовый и базовый;

–«Исследователи природы»: программа продвинутого уровня с использованием дистанционных образовательных технологий, обучение проходит в течение 3-х лет.

Содержание дополнительных программ тесно связано с изучением естественнонаучных предметов в школе.

Программы «Экодизайн» и «Природная мастерская» граничат с программами художественной направленности, но основное содержание этих программ включает в себя, помимо творческих аспектов, основы научных знаний о природе, изучение объектов окружающей среды, краеведческого материала. Это позволяет детям близко познакомиться с природой родного края, особенностями жизни растений и животных, приобщает детей к наблюдениям за природными объектами и явлениями.

Программа «Познавательная экология» реализуется в двух вариантах

ирассчитана на разные возрастные группы: школьники 1-4 классов и 6-8 классов. Актуальность программы обусловлена формированием у учащихся целостного взгляда на природу и места человека в ней, изучением природы родного края в целях воспитания бережного отношения к окружающему миру, привитием интереса к исследовательской деятельности. Программа предусматривает активное участие учащихся в подготовке и проведении массовых экологических мероприятий.

Программа «Исследователи природы» предназначена для одаренных

имотивированных детей 13-17 лет, рассчитана на 3 года с очно-заочной формой обучения с использованием дистанционных образовательных технологий. Актуальность программы заключается в ориентации учащихся на углубленное изучение основ экологии в сочетании с изучением природных сред и экосистем своего региона, включение детей в исследовательскую деятельность. Материал программы представлен блоками, содержание которых ежегодно расширяется и углубляется. Обязательной частью программы являются полевые практикумы и экспедиции. Значительное время в программе отводится на подготовку учебно-исследовательских работ учащимися и участию в научно-практических конференциях, олимпиадах, конкурсах.

Отличительными особенностями содержания программы являются:

–интегрированный характер;

126

– расширение, углубление и применение естественнонаучных зна-

ний;

–расширение практической деятельности учащихся, приобщение к исследовательской деятельности;

–наличие содержания, обеспечивающего развитие общих учебных умений, навыков и способов учебно-исследовательской и проектной деятельности;

–формирование информационной культуры учащихся через освоение различных способов получения учебной информации (конспектирование, лекции, практические занятия, изучение учебной и специальной литературы, умение работать в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» и др.), её обработка и оформление через использование дневников наблюдений, схем, алгоритмов, конспектов и др.

Все без исключения тематические направления естественнонаучного образования детей в той или иной степени содержат элементы учебноисследовательской деятельности.

Исследовательская деятельность – одно из приоритетных направлений в работе с учащимися в нашем отделе. Особое внимание уделяется изучению природы в естественной среде, в ходе которой происходит непосредственное общение учащихся с природой, развивается наблюдательность, пробуждается интерес к изучению конкретных экологических вопросов, повышается мотивация к получению естественнонаучных знаний.

С младшими школьниками организуем экскурсии в природу, в ходе которых совершается небольшой маршрут в городской сквер, по экологической тропе. Учащиеся проводят наблюдения, знакомятся с северной флорой и фауной, с историческими и архитектурными достопримечательностями, с правилами поведения в природе, движения группы во время экскурсии.

Огромное значение для развития исследовательской деятельности имеют практикумы по полевой экологии и экспедиции. Никакая другая учебная или внеучебная деятельность не дает в такой мере возможность превратить множество отвлеченных, «книжных» знаний в конкретные, привязанные к месту и времени. В течение года в разные сезоны организуем однодневные полевые практикумы. Основная их цель – наглядно показать детям закономерности динамики и функционирования естественных экосистем, познакомить с видовым разнообразием флоры и фауны региона.

С 2011 года в рамках летней оздоровительной кампании проводим трёхдневные полевые экспедиции с выездом на туристскую базу, а также в окрестностях г. Мурманска: район Абрам-мыса, прибрежные зоны озер Питьевое, Семёновское, Чайка, Глубокое, литораль Кольского залива, скверы города. Обучающиеся на практике осваивают методы изучения лесных и городских растительных сообществ, проводят гидробиологиче-

127

ские, биоиндикационные исследования, учатся работать с определителями животных и растений. В полевых условиях дети приобретают элементарные туристские навыки: разведение костра, приготовление пищи на костре, ориентирование на местности, правила безопасного поведения в природе. Полевые условия – это замечательное средство непринужденного введения детей в систему социальных отношений и накопления опыта этих отношений, что способствует усвоению подростками ценностей жизни и моделей поведения.

При организации и проведении исследовательских работ в природе необходим картографический материал, умение работать с картой, ориентироваться на местности. Для этого проводим практические занятия с компасом и картой, отрабатываем навыки ориентирования в учебных соревнованиях по спортивному ориентированию.

Собранные материалы на полевых практикумах и в экспедициях используются детьми при подготовке самостоятельных исследовательских работ. По своей тематике эти работы связаны с изучением и оценкой состояния окружающей среды Кольского Севера. По результатам исследований учащимися выполнены работы: «Оценка состояния природной среды по нарушениям билатеральной симметрии листьев», «Экологическое состояние древесных насаждений скверов г. Мурманска», «Экологический маршрут на Семеновском озере», «Природно-исторический маршрут микрорайона Абрам-мыс г. Мурманска», «Состояние озер г. Мурманска», «Полиморфизм листьев клевера ползучего в условиях различной антропогенной нагрузки территорий г. Мурманска», «Анализ характера повреждений листьев ивы и берёзы в г. Мурманске и его окрестностях», «Окрасочный полиморфизм сизых голубей г. Мурманска», «Лишайники окрестностей г. Мурманска», «Оценка экологического состояния реки Кола методом биоиндикации» и др.

Другая часть исследовательских работ, подготовленных учащимися, связана с вопросами медицины и биологии: «Определение уровня насыщения крови кислородом у учащихся», «Оценка состояния сердечнососудистой системы школьников», «Зависимость умственной работоспособности от конституциональных особенностей подростков», «Влияние экологического состояния кабинетов на работоспособность учащихся», «Исследование бактериальной обсемененности воздуха школьных помещений и объектов внешней среды», «Влияние стимуляторов роста на укоренение черенков фиалки узамбарской» и др.

Со своими работами наши учащиеся ежегодно принимают участие в мероприятиях, входящих в перечень Всероссийских мероприятий Минпросвещения России: «Отечество», «Моя малая Родина», «Юные исследователи окружающей среды», «Юннат», «Подрост», «Человек-Земля- Космос», «Водный конкурс», а также «Шаг в будущее», «Будущее Карелии», Российские конференции «Юность-Наука-Культура», «Человек на

128

Земле», олимпиада школьников по экологии. Многие из них становятся победителями и призерами конкурсов, олимпиад, конференций различного уровня.

Учащиеся детских объединений «Экодизайн» также участвуют в конкурсах исследовательских работ «Моя малая родина», «Отечество», «Шаг в будущее». Подготовлены работы «Живой символ моей малой родины», «Декорирование чайного сервиза цветами из холодного фарфора (по страницам Красной книги Мурманской области)».

В процессе подготовки индивидуальных исследовательских работ под руководством педагога у учащихся развиваются такие интеллектуальные способы действия, как умение анализировать, сравнивать, классифицировать, систематизировать биологические объекты, аргументировать результаты опытов, формулировать выводы и др. Овладение навыками исследовательской деятельности позволяет учащимся реализовать свои возможности, приобрести уверенность в своих силах, способствует развитию коммуникативных способностей.

Создание условий для исследовательской деятельности учащихся позволяет реализовать право на получение качественного и современного образования, обеспечить конкурентоспособность выпускников при поступлении в профессиональные учебные заведения, реализовать их жизненные цели. Учащиеся детских объединений «Исследователи природы» поступают в высшие учебные заведения на факультеты, обучение на которых требует хорошую подготовку по основам естественных наук. Так, в 2016 году Ларюшкина Вероника поступила в Санкт-Петербургскую государственную академию ветеринарной медицины (специальность «ветеринария»), Михайлова Мария – в Российский государственный педагогический университет им. А. Герцена (специальность «биология»), в 2018 году Бутовская Софья поступила в медицинский институт Петрозаводского государственного университета, Корольчук Михаил – в Санкт-Петербургскую государственную академию ветеринарной медицины (специальность «ветеринария»).

Таким образом, реализация дополнительных общеобразовательных программам естественнонаучной направленности в ДДТ им. А. Торцева, способствует развитию у учащихся познавательной активности, углублению и расширению естественнонаучных знаний, формированию интереса к научно-исследовательской деятельности.

Литература

1.Каплан Б.М. О современном содержании естественнонаучной направленности в дополнительном образовании детей // Экологическое образование для устойчивого развития: теория и педагогическая ре-

129