У вступі обґрунтовано актуальність і ступінь розробленості проблеми дослідження; визначено об’єкт, предмет, мету, гіпотезу та завдання наукового пошуку; розкрито наукову новизну, практичну значущість одержаних результатів; наведено відомості про експериментальну базу, апробацію та впровадження результатів дослідження.
У першому розділі «Формування дослідницьких умінь школярів у навчанні біології як психолого-педагогічна проблема» визначено поняттєво-термінологічний апарат дослідження, здійснено комплексний аналіз філософської, психолого-педагогічної та науково-методичної літератури щодо сутності дослідницької діяльності учнів, обґрунтовано структуру та виокремлено види дослідницьких умінь школярів, висвітлено стан реалізації проблеми в шкільній практиці.
Навчальна дослідницька діяльність – один із способів реалізації особистісно зорієнтованого підходу в освіті, оскільки спирається на досвід, осмислене прийняття цілей діяльності, створення умов для розкриття особистісного потенціалу, постійну рефлексію учня. Це ієрархічна, педагогічно керована система взаємодії суб’єктів, що спрямована на пізнання природи, в результаті впровадження якої виникає суб’єктивно нове знання чи його нова якість й учні набувають дослідницьких умінь.
Дослідницькі уміння трактуються нами як готовність учня виконувати розумові та практичні дії, які відповідають дослідницькій діяльності, з використанням знань і життєвого досвіду, осмисленням мети, умов, засобів діяльності щодо вивчення процесів, фактів, явищ.
У методиці навчання біології існує суперечність щодо трактування дослідницьких умінь: одні автори (В.Кривошапова, Е.Варганова) розуміють під ними елементарні практичні уміння, інші (А.Іодко, О.Кодікова) – проведення етапів дослідження. Усунути цю суперечність можна, якщо врахувати ієрархічність дослідницької діяльності (за А.Новиковим, М.Кожуховою). Аналіз змісту програмового матеріалу шкільного курсу біології дозволив виокремити такі види дослідницьких умінь різних ієрархічних рівнів: базові (уміння порівнювати, аналізувати та коригувати твердження, класифікувати, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, визначати зв’язок будови та функцій, доводити й аргументувати; технічні уміння); тактичні (уміння аналізувати і представляти наукову інформацію; висувати й аргументувати гіпотези; працювати з графічним організатором; використовувати та вибудовувати моделі; проводити лабораторні дослідження за планом; окреслювати напрямок експерименту; визначати об’єкт і предмет дослідження; проводити статистичну обробку результатів; формувати висновок за результатами експерименту); стратегічні(уміння проводити цілісний аналіз дослідження, планувати дослідження, проводити теоретичне дослідження, проводити експериментальне дослідження).
На основі аналізу досліджень М.Кожухової, А.Мухамбетової, П.Скворцова ми дійшли висновку, що дослідницькі уміння доцільно розглядати як складні комплексні вміння, взаємопов’язаними компонентами яких є: мотиваційний, когнітивний, операційний і рефлексивний. За методично правильної організації діяльності дослідницькі уміння здатні до саморозвитку: досвід дослідницької діяльності через рефлексію стимулює мотивацію до виходу на вищий рівень дослідницьких умінь, тобто зростає мотивація до поглиблення та розширення знань про об’єкт дослідження та методологію пізнання, у результаті здійснення відповідних дій з виконання дослідницьких завдань операційний компонент дослідницьких умінь підіймається на вищий рівень. Новий досвід діяльності стимулює подальше вдосконалення дослідницьких умінь.
Вивчення стану проблеми в шкільній практиці засвідчило, що в основній школі формування когнітивної складової дослідницьких умінь практично не реалізується, хоча передбачено Державним стандартом. Не сприяють усуненню цієї невідповідності й шкільні підручники з біології. Знання про методи наукового дослідження не отримали в них належного висвітлення, домінує репродуктивний тип завдань. Ілюстративний матеріал представлено переважно фотографіями та малюнками, недостатньо класифікаційних схем, функціональних моделей, графічних зображень біологічних процесів.
За результатами констатувального етапу експерименту виявлено низький рівень сформованості когнітивного та операційного компонентів дослідницьких умінь. Високий рівень сформованості вміння висувати гіпотези продемонстрували лише 2,27% учнів, уміння розв’язувати логічні задачі з графічним представленням даних – 8,33%, елементарні завдання на моделювання біологічних процесів – 9,84%. Переважна більшість учнів основної школи виявила початковий і середній рівень сформованості цих умінь. Особливо складними для учнів були завдання на комплексний аналіз дослідження та планування експерименту.
Загалом виявлено, що вчителі біології недостатньо уваги приділяють формуванню дослідницьких умінь школярів, до організації дослідницької діяльності вдаються здебільшого періодично.
Відтак існує потреба розробки методичної системи формування дослідницьких умінь учнів основної школи у навчанні біології.
У другому розділі «Методична системи формування дослідницьких умінь учнів основної школи у навчанні біології» теоретично обґрунтовано методичну систему, складові навчально-методичного забезпечення, описано організацію формувального експерименту, наведено його результати та здійснено їх аналіз.
Під методичною системою розуміємо сукупність взаємопов’язаних елементів (цілей, змісту, форм, методів, засобів, умов) навчання, які, впливаючи один на одного, забезпечують формування дослідницьких умінь і виводять дослідницьку діяльність на траєкторію саморозвитку. Компоненти методичної системи формування дослідницьких умінь учнів основної школи в навчанні біології відображено в моделі (рис.1).
Формування дослідницьких умінь відбувається з урахуванням їх структури. Передусім формується мотиваційний компонент шляхом пошуку цікавих форм, прийомів, оригінальних засобів навчання. При систематичному вмотивованому здійсненні дослідницької діяльності формуються когнітивний та операційний компоненти дослідницьких умінь. Активізуються процеси рефлексії. Якщо учень приймає цю діяльність як необхідну, сформованість мотиваційного компонента переходить на вищий рівень, формується стійка внутрішня мотивація. Це, своєю чергою, стимулює до розширення дослідницької діяльності, у процесі якої на вищий рівень підіймаються когнітивний та операційний компоненти. Відповідно, учень здійснює аналіз проведеної діяльності та її відповідності внутрішнім потребам, активізується рефлексія діяльності. Якщо учень залучений до різних видів позакласної роботи, його високий рівень мотивації запускає новий виток у формуванні дослідницьких умінь. Такі механізми реалізуються за відповідних дидактичних умов: забезпечення високого рівня мотивації та рефлексії дослідницької діяльності школярів; домінування продуктивних методів навчання біології; організації активної співпраці вчителя й учнів на уроках та в позакласній роботі.
Специфічними засобами формування дослідницьких умінь школярів є система навчальних завдань, моделі біологічних об’єктів і процесів та моделювання діяльності суб’єктів дослідницького пошуку. Система навчальних завдань складається з трьох підсистем (на формування базових, тактичних і стратегічних умінь), кожна з яких включає типи та види завдань, що варіюють за ступенем складності, видами діяльності, рівнем самостійності учнів. Завдання на формування базових умінь доцільно використовувати в урочній роботі, стратегічних – переважно у позакласній роботі; тактичних – і в урочній, і в позакласній.
Методична система реалізується в три етапи. На першому етапі (7 кл.) продовжується формування різних видів базових дослідницьких умінь, закладених у процесі вивчення природознавства, на другому (8 кл.) – відпрацювання базових умінь і частини тактичних, на третьому (9 кл.) – застосування базових умінь у стандартних і нестандартних ситуаціях та відпрацювання тактичних і стратегічних умінь.
