Проект создания учебно-научной экологической лаборатории на основе кооперации школы, университета и научно-исследовательского института

В настоящее время в отечественном образовании широко распространена практика. когда ири применении исследовательского метода обучения используется база действующих лабораторий з заучз ю-ис -следовательских инстшутов, При этом преподаватели и учителя делегируют свои функции ученым - сотрудникам лабораторий, которые. однако, не обладаготз завы ками организации научного творчества уча-шихся. не владеют методам и-не да готической дна!-нос гики и анализа образовательных эффектов. Решить данную проблему в частности, можно, сделав акцент па подготовке преподавателей биологических дисциплин в вузе как Организаторов bhvi- рщпкольно! о пространства для совместной продуктивной деятельности (С-ПД) по экологии. Для этою необходимо тесное сотрудничество структур высшей и средней школы и институтов Академии наук.

Например. в последнее время возникла тенденция интеграции психолш о-леда-гогического факультета Красноярского госуниверситотя (кафедры обшей педазо-гики), Института биофизик и СО РАН и экспериментальной зиколы Xs 106 «Универе» с целые научного образования преподавателей биологических дисциплин. В соответствии с разрабатываемой в Красноярском госуниверситете концепцией преподаватели готовятся как биологи-исслсдоватсли-экснериментаторы. Включение студентов в научную деятельность происходит на 1 курсе. Концепция реализуется с 1996 г: после организации на базе лаборатории фотобиологии Института биофизики курса «Предметная мастерская ПО биологии».

Результаты показывают перспективность такой деятельности; студенты (наборы 1996, 1997 м 1998 и.) начиная с 1-го года обучения разрабатывают методики экологического образования, готовят научные публикации и участвуют в конференциях. Анализ опыта работы Предме тной мастерской послужил обоснованием для открытия в Крае! "У в 1999 г. новой специализации «Теория образования и методика преподавания биологии».

Процесс подготовки студентов п рам как новой специализации проходит на базе Института биофизики. Среди курсов специализаций, кроме «Предметной мае герском», - «Техника лабораторного и демонстрационного эксперимента в школе». «Экологическое образование», «Валеоло гня», «Разработка учебных курсов к материалов» и др. - всего 6 обязательных дисциплин и 7 курсов по выбору- Все они используют концепцию подготовки исследователей - преподавателей биологии, разработчиков методик биологического и экологическою образования и создателей пространства для СПД в рамках обяяатель ного и дополнительного образования.

Другим принципом нашей работы является «стратегический взгляд» на подготовку преподавателей, с учетом тенденций современной биологии и педагогики, а также реальных условий, в которых придется работать выпускникам. В этом смысле пере флексивная работа в биологической, лаборатории со сложным современным обо-рудо ва нием, дороз остоя п [им и м а термаЛ а МИ и реактивами часто является бесполезной для будущего учителя биологии. Подготовка таких преподавателей требует материальной базы, отличающейся от ис пользус-мой в лабораториях Института биофизики и на биологическом факультете Красноярскою университета. Студенты неоднократно обращались с просьбой об организации щзмй

«и 9Й®Й»Й88К8®$^ ИНТЕГРАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ if фр специальном лаборатории для проведения пракг ичееких исследований по экологии и школьному биологическому образованию (учебно-научной. набора Юрин), где были бы возможны совместное творчество со школ [>апичам1 к консультации с учит едя ми и 11 ре подавателя м и б иоло ги чески х дисци i 1-лип. Более того, ими высказано желание самим принять акта иное участие в создании и обустройстве предлагаемой учебно-науч ной лаборатор и и.

В ко ице 5999 г. К рас i юярск и й краевой фонд науки подле ржал проект создания такой лаборатории. Его целями были признаны:

• —    организация учебно-научной экологической лаборатории (УНЭЛ) в экспе-р и мечтал гл 1 ой у i г и пер с и тете ко й ш кол с Nⁿ 106 «Универе»;

• —    апробация разработанных студентами методик Экологического и валеелоги-ч ее кого образования, объединенных в 2 практикума: «Школьный биол юми нс с рентный экологический практикум» и «3колото- палеологичвский практикум»;

• -    разработка критериев для оценки деятельности Студентов в условиях УН ЭЛ;

  -оптимизацияучебного процесса подготовки преподавателей биологических дисципл и 11 в К расГ V

  Работы по проекту начались в январе 2000 Г. на основе следуюших принципов.

• 1.    УНЭЛ создается п школе № 106 «Универе» на базе учебных курсов специализации «Теория образования и методика преподавания биологии» студентов Крас ГУ: «Экологическое образование»» «Валеолигия», «Техника лабораторно го и де moi сстрационнсч о -jkcj зер ii м с г 1та в школе» и «Современная биология в школе», тематика которых совпадает с направлением нау ч] I ых работ л а боратор и и.

• 2.    Научными руководителя ми школьников являются студенты психопое и-педагогического факультета КрасГУ (спецналь-।гость «биолог, преподаватель»), деятельность которых контролируется и корректируется совместно преподавателями Kpai> ГУ (члены кафедры обшей педагогики и консультанты по проекту) и учителями школе,! «Универе».

• 3.    В УНЭЛ действует известная учеб-НО-мстодическая стратегия самоорганиза

ции процесса обучения (стратегия применялась для организации СП Д студентов в рамках курсов специализации), которая обеспечивает:

• —    большую степень свободы и самоорганизации. а также большую степень ответственности участников за ход событий;

• -    острую постановку реальных проблем и консгрукгивные поиски их решении:

• -    превалирование принципа равенства участников процесса решения над г грин цн-t ЮМ иера рм in (1 Езпример, учитсл ь - учен ик) в организации процесса обучения, большее значение горизонтальных отношений в общении ни сравнению с вертикальными;

• - доминирование принципа самообучения над принципом обязательного образования;

  -ориентацию на личный интерес участника образовательного процесса, а Ere да внешнюю дисг шплнну.

• 1 . Осушествляютоя пиетоянное обновление содержания практических и лабораторных работ па основе результатов научных исследований; разработка методик практических работ и комплектование их приборами, принадлежностями, материалами; составление письменных инструкций для учащихся.

В рамках УНЭЛ мы решили провести и апробировать работы давно разрабатываемого п Институте биофизики направления - использование биолюминесценции в образовании.

В мире накоплен богатый опыт использования 61 юлюм и н есцен цн и [ с вечен и я живых организмов) с целью экологического образования и воспитания. Большинство преподавателей и учителей биологии Красноярска также давно познакомились с био-люминеененимей либо на курсах повышения квалификации (проводившихся на базе Института биофизики СО РАН), либо на научных конференциях с участием сотрудников Института биофизики и КрасГУ и, как правило, воодушевлены методическими возможностями этого явления.

Существует потенциальная возможность использования биолюминесценции как методический основы школьных экологических лабораторий — перспективной формы образования. Однако, как и другие и пструмен гы сов|кменной биологии, биО- люминесцентные методы с трудом находят себе место в рамках отечественного биологическою образования. Это связано не только с нехваткой материальных ресурсов Для преподавания экологии на современном уровне (биолюминеецентные методы относительно недороги), по и с недостатком квалификации учителей и инертностью мышления. Студенты КрасГУ -будущие преподаватели биологии хорошо знакомы с использованием биолюминесценции в образовании и являются разработчиками ряда методик, вошедших в биолю-м ине сцс нтн ы й экологически Й практику м.

Биолюминесцентный практикум включает в себя следующие компоненты:

• -    знакомство с явлением биолюминесценции;

• -    экологический практикум с использованием светящихся бактерий (Визуальный экотест на токсичность среды с использованием лиофилизированных светящихся бактерии. Приборное определение токсичности веществ с использованием лиофилизированных светящихся бактерий. Определение минимальной кратности разбавления сточных вод. БиО1естирование моющих средств с помощью светящихся бактерий);

• -    экологический практикум с исполь-зо в а и ие м бифермептно й с и сто м ы N ADM: FMN -оксидо редуктаза- лю i ш фераза (Регистрация кинетики биол юминес цент-ной бифермсЕглюй системы NADHtFMN-оксидоредуктаза-л foi щфераза. Де йез в ие хинонов на биолюминесцентную бифсрмсн-тчую систему. Действие солей металлов на биолюминесценцию и демонстрация неаддитивности действия солей металлов);

  - экологический практикум с использованием триферментпых цепей сопряжения с люциферазой (Биолюминесцентный метод измерения токсичности среды с ис^ пользованием гриферментной системы N ADH; FMN-ок сидореду ктаза-л юци фера -за-ал когол ь дегидрогеназ а. Би ол ю м и нес-центный метод измерения токсичности среды с использованием триферментной системы N A D Н: Г MN -оксидоредуктаза-люци-фераза-трипенн):

—мониторинг экосистем в бионом ипес-центном отлоги ческпм практикуме(Био-тестированис культур микроводорослей. Трансформация поллютантов биоценоза ми лабораторных микроэкосищем. Изучение антропогенной нагрузки на водоем с соленой водой).

В значительном объеме пап г их раз-ра боги к 11 с j юл ыуется н е б но л юм инеш ieu-дия, а другие феномены и методы, био-JI ОГ Н И, биОХИМ И1Ц б И оф ИЗ ИКИ „ КОМ 11 ью гер-иые методы различной сложности, в которых представлен экологический ракурс изучаемых явлений и объектов, демонстрирующий их связь со здоровьем человека. Методический акцент в концепции Этих работ сделан на принципе доступности, возможности использования лабораторных и практических работ «в домашних условиях» и условиях недостаточного материального обеспечения отечественной школы. Примерами таких разработок mol у г быть «Действие курения на пищеварительные ферменты)), «Натуральные и искусственные пищевые красите л и.», «С в о й ст в а ас п ирина», «Транспирация комнатных растений», «Изготовление и использование индикаторных полосою? и др,

Предполагается объединить названные разработки в систему эколого' вал соло ги-чс ско । о ! 1рак 1 икум а с пр и ме пением меж-предмел еъгх с вя зс и ( х и мия - биолог ИЯ -з геолог ня, физ и ка — б иология - эки, юа ня, информатика - биология - экология) и апробировать в У МЭЛ. Такие практические работы могут использоваться как учителями школ, так и учащимися и другими L рулпами населения для экологического самообразования и служить базой дим их коммуникации.

Результатами проводимой нами интеграционной работы должны стать:

• -    корректировка и оптимизация подготовки студентов специальности «биелог, преподаватель» как организаторов и научных руководителей исследовательской деятельности школьников по биологии;

• - организация первой в России биол to-ми несце! in юн зколот и че ской лаборатории дня учащихся, студентов и учителей биологии на базе средней школы и выявление условий ее продуктивной деятельности;

  -частичноеудовлетворение потребности учи । елей биологии в методических разработках дтя школьных научно-исследовательских работ но биологии.