Методика проведения мини-экспериментов по биологии в условиях учебного кабинета

• ЧЕБЫКИНА Анастасия Андреевнапреподаватель кафедры зооинженерии, Уральский государственный аграрный университет, 0009- 0008-5269-8304jko-10@mail.ru
• УКРОЖЕНКО Дарья Сергеевнапреподаватель кафедры биотехнологии и пищевых продуктов, Уральский государственный аграрный университетdarya.ukrozhenkozoo@mail.ru
• ЧЕПУШТАНОВА Ольга Викторовнакандидат биологических наук, доцент кафедры зооинженерии, Уральский, государственный аграрный университет, 0000-0002-5214-4212chepushtanova-ov@list.ru
• САЯФАРОВА Наталья Александровнапреподаватель кафедры зооинженерии, Уральский государственный аграрный университетsayafarova76@mail.ru
• СМЕРНЯГИН Леонид Игоревичпреподаватель кафедры физического воспитания и спорта, Уральский государственный аграрный университет, 0009-0008-2145-4374smerniagin_li@urgaul.ru
• НЕНАХОВ Владислав Владимировичтьютер факультета среднего профессионального образования, заместитель декана по воспитательной работе, Уральский государственный аграрный университетnenahov15@gmail.com

В статье рассматривается актуальный вопрос повышения вовлеченности учащихся в изучении дисциплины «Биология» без необходимости использования специального лабораторного оснащения. Авторы рассматривают ценность внедрения коротких, 5-10-минутный мини-экспериментов, как необъемлемого элемента современного урока. Включение мини-опытов способствуют переходу от простого запоминания к активному познанию и исследовательской деятельности. В статье описывается методика проведения таких опытов в стандартных условиях учебного кабинета, при использовании доступных материалов и простых биологических объектов (комнатные растения, семена, дрожжи). Подчеркивается, что мини-эксперименты не требуют сложной подготовки и эффективно иллюстрируют сложные биологические процессы, что делает процесс обучения более наглядным и доступным. Особое внимание уделяется тому, как кратковременные эксперименты способствуют развитию у учащихся естественнонаучной грамотности, критического мышления, навыков наблюдения, фиксации данных и самостоятельного формулирования выводов. В статье представлены краткие примеры проведения опытов по ботанике, зоологии, анатомии, которые могут быть выполнены непосредственно учениками за партами, что стимулирует их интерес к предмету и повышает учебную мотивацию Авторы пришли к выводу, что систематическое проведение мини-экспериментов в условиях обычной аудитории позволит сгладить отсутствие материально-технической оснащенности образовательного учреждения, эффективно интегрировать теоретическую часть в практическую деятельность и успешно сформировать компетенции учащихся и тем самым обеспечить глубокое усвоение материала.

Ключевые слова: мини-эксперимент, методика, биология, аудитория, исследовательские навыки, самостоятельность

Современное образование требует перехода от пассивного усвоения знаний к активной исследовательской деятельности, что зачастую затруднено отсутствием специализированных лабораторий. Мини-эксперименты – это кратковременные, простые опыты, которые можно провести с использованием подручных материалов непосредственно на практической работе в условиях обычного класса. Они становятся эффективным инструментом, позволяющим в сжатые сроки продемонстрировать сложные биологические процессы, развить у учащихся познавательную способность и критическое мышление [2, 3].

Актуальность данной темы заключается в том, что мини-эксперименты обеспечивают интеграцию обучения и воспитания, прививают навыки научной работы, экологическую культуру и понимание важности биологических знаний в повседневной жизни. Использование этого метода не требует дорогостоящего оборудования, а уроки биологии становятся запоминающимися и практико-ориентированными, что значительно повышает мотивацию обучающихся. Данная статья рассматривает практические аспекты включения мини-экспериментов в ход учебной деятельности для достижения требования ФГОС. Использование мини-экспериментов практически не меняет структуру урока, но трансформирует дидактическую модель обучения. Внедрение элементов проблемного обучения замещает скучное изложение материала исследовательским подходом, при котором учащиеся переключаются из режима потребителя информации в режим исследователя и самостоятельно осуществляют поиск решений в рамках заданной задачи. В условиях обычной аудитории, где нет возможности поставить масштабный лабораторный опыт, микроэксперименты с использованием доступных биообъектов (комнатные растения, препараты из аптечки, школьные микроскопы) способствуют визуализации теоретической информации и формирование устойчивых продуктивных знаний [1, 5].

В условиях мини-эксперимента, на проведение которого отводится около 5-10 минут, каждый этап должен быть максимально сфокусированным за счет продуманной структуры и методики проведения.

Структура мини-эксперимента включает следующие этапы:

Подготовительный этап (1-2 минуты), в котором ставится цель и определяются задачи, создастся проблемная ситуация и формулируется гипотеза.

Организационный этап (1-2 минуты), в котором обсуждается инструктаж, техника безопасности и распределяются роли. Эксперимент, где преподаватель – консультант, а учащиеся проводят манипуляции и получают практический опыт. Этап наблюдения и фиксации результатов. Формулирование выводов, при котором происходит соотнесение результатов с гипотезами.

Благодаря данной структуре учащиеся на практике отрабатывают полный цикл научного метода в ускоренном режиме, что способствует мыслительному процессу, развивает логику и критическое восприятие информации [4].

Многие педагоги отказываются от демонстраций, полагая, что им не хватит дорогостоящих реактивов, оснащенных лабораторий или специфической лабораторной посуды. Однако не всегда для воплощения принципа наглядности нужны большие финансовые затраты. Биология выделяется среди других дисциплин тем, что ее основные объекты и процессы доступны для непосредственного изучения. Включение в образовательный процесс бытовых предметов, аптечных лекарственных средств, комнатных растений дает возможность не только оптимизировать затраты, но и продемонстрировать учащимся, что наука не ограничивается лабораториями [5].

В качестве примера можно привести ряд быстрых опытов, которые легко встраиваются в обычный урок и отвечают основным требованиям: краткость выполнения, безопасность, максимальная наглядность. Данные примеры демонстрируют, как минимальными средствами можно достигнуть максимального образовательного эффекта и превратить пассивное усвоение информации в осознанную исследовательскую деятельность.

Эксперимент 1. Тема «Транспорт веществ».

Объект: белый цветок (гвоздика, хризантема) или лист капусты и пищевой краситель.

Мини-эксперимент: опустить срезанный стебель в стакан с ярко окрашенной водой. Результат: через некоторое время прожилки окрашиваются.

Вывод: вода движется в растении не хаотично, а по ксилеме снизу-вверх, краситель задерживается в тканях листа, окрашивая его жилки и затем листовую пластину.

Эксперимент 2. Тема «Ферменты».

Объект: кусочек сырого картофеля и перекись водорода.

Мини-эксперимент: капнуть перекись на срез картофеля.

Результат: бурное вспенивание.

Вывод: в живых клетках содержится фермент (каталаза), которая расщепляет вредные вещества.

Эксперимент 3. Тема «Органические вещества, крахмал».

Объект: срез картофеля или яблока, раствор йода. Мини-эксперимент: нанести каплю слабого раствора йода на срез картофеля или яблока.

Результат: срез окрашивается в синефиолетовый цвет разной интенсивности.

Вывод: растения запасают энергию в виде сложного углевода – крахмала.

Эксперимент 4. Тема «Транспорт веществ» Объект: комнатное растение с широкими листьями, фильтровальная бумага.

Мини-эксперимент: прижать к листу фильтровальную бумагу.

Результат: появление влажных пятен на бумаге.

Вывод: лист испаряет воду для охлаждения и транспорта веществ.

Эксперимент 5. Тема «Органы чувств, тактильная чувствительность».

Объект: кожа ладони и кожа предплечья (работа в парах).

Мини-эксперимент: с помощью двух кончиков стержней коснуться кожи на разном расстоянии друг от друга.

Результат: на ладони чувствуются две точки, на предплечье – одну. Вывод: рецепторы распределены по телу неравномерно, а мозг получает больше информации от рабочих зон, где концентрация рецепторов выше. Подводя итоги исследования влияния мини-экспериментов на уроках биологии, можно с уверенностью отметить, что этот инструмент представляет собой не просто дополнительный элемент образовательного процесса, а главный фактор, при котором формируется современное естественнонаучное мышление. В рамках обучения в обычной аудитории, часто недостаточно оснащенной сложным лабораторным оборудованием, мини-эксперимент обеспечивает пропорциональное сочетание теоретических выводов и практических наблюдений [1, 4, 6].

Заключение. Прежде всего, практическая ценность мини-экспериментов заключается в их возможности оперативно проверять знания. Когда абстрактные термины из учебного материала становятся визуально доступными для обучающихся, то когнитивные преграды преодолеваются гораздо проще. Это позволяет трансформировать простое восприятие информации в полноценное осознание и понимание темы. Так же следует обратить внимание на психологический аспект современных школьников, удержать внимание которых бывает затруднительно. Мини-эксперименты позволяют сделать ход урока зрелищным, а кратковременный эксперимент вызовет чувство удивления и успеха, что в свою очередь создаст благоприятные условия для формирования внутренней мотивации к изучению предмета. Помимо этого, доступность предложенных мини-экспериментов свидетельствует о том, что качественное биологическое образование не всегда требует значительных финансовых затрат. Можно применять обычные бытовые предметы, аптечные средства и природные материалы, что делает исследовательскую деятельность универсальной и доступной для каждой школы. В заключение следует подчеркнуть, что реализация мини-экспериментов соответствует требованиям ФГОС, сюда входит: системнодеятельный подход, метапредметные навыки, формирование научной картины мира. Все это способствует развитию критического мышления, наблюдательности и способности формулировать обоснованные выводы.

Список литературы

1. Omarbek, A. B. Features of the organization and use of a physiological experiment in biology lessons / A. B. Omarbek // International Journal of Humanities and Natural Sciences. – 2024. – No. 2-1(89). – P. 191-195.
2. Бабаныязов М. Повышение активности учащихся на уроках окружающего мира // Образование и наука в XXI веке. – 2025. – №. 67-1 (том 1).
3. Бакшинская, М. Ю. Интеграция на уроках естественнонаучного цикла / М. Ю. Бакшинская // Вопросы педагогики. – 2022. – № 6-1. – С. 40-42.
4. Гурбанов, П. Эксперимент как средство мотивации познавательной деятельности учащихся на уроках биологии / П. Гурбанов, Д. А. Ефименко // Проблемы естественных, математических и технических наук в контексте современного образования: материалы Международной научно-практической конференции, Липецк, 26–27 октября 2023 года. – Липецк: Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского, 2023. – С. 360-364.
5. Пластинина, Е. М. Демонстрационный эксперимент на уроках биологии в общеобразовательной школе / Е. М. Пластинина // Качество современного образования: традиции, инновации, опыт реализации. - 2024. – С. 157-161.
6. Хотулева, О. В. Проведение экспериментов на уроках биологии и во внеурочной деятельности как интеграция обучения и воспитания / О. В. Хотулева, Ю. А. Ющенко, И. Н. Аникин // Проблемы современного педагогического образования. – 2022. – № 75-1. – С. 225-228.

Скачать