Биология является фундаментальной наукой, которая изучает живые организмы и их взаимодействие с окружающей средой. Однако нередко занятия по биологии проводятся в формате прослушивания школьниками теоретического материала и чтения учебников, что может снизить их интерес к предмету и понимание его значимости.

Решение проблемы может быть связано с развитием у школьников навыков самообразования посредством вовлечения ребят в проектно-исследовательскую деятельность по данному предмету. Она позволяет систематизировать информацию, устанавливать логические связи и анализировать сложные процессы и взаимосвязи. В проектно-исследовательской деятельности по биологии использование интеллект-карт может значительно облегчить образовательный процесс исследования и обработки информации.

В статье рассмотрен современный педагогический подход к осуществлению проектно-исследовательской деятельности и проведению научных экспериментов в сфере биологических наук с применением школьниками интеллект-карт.

Автором статьи указывается, что проектная и исследовательская деятельность с применением ментальных карт помогает учащимся развивать научные и творческие навыки, воспитывает в них самостоятельность, ответственность, критическое мышление и дает понимание основных принципов биологии, а также позволяет сделать образовательный процесс более продуктивным и интересным.

Ключевые слова: проектно-исследовательская деятельность, биология, интеллект-карта, ментальная карта, образовательный процесс, эксперимент.

Biology is a fundamental science that studies living organisms and their interaction with the environment. However, biology classes are often conducted in the format of students listening to theoretical material and reading textbooks, which can reduce their interest in the subject and understanding of its significance.

The solution of the problem may be related to the development of self-education skills in schoolchildren by involving children in design and research activities on this subject. It allows you to systematize information, establish logical connections and analyze complex processes and relationships. In design and research activities in biology, the use of intelligence maps can greatly facilitate the process of research and information processing.

The article considers a modern pedagogical approach to the implementation of design and research activities and conducting scientific experiments in the field of biological sciences with the use of intelligence cards by schoolchildren.

The author of the article points out that project and research activities using mental maps help students develop scientific and creative skills, educates them in independence, responsibility, critical thinking and gives an understanding of the basic principles of biology, and also makes the educational process more productive and interesting.

Keywords: design and research activities, biology, intelligence map, mental map, educational process, experiment.

Введение

Современный образовательный процесс постоянно развивается и становится все более интерактивным и инновационным.

В связи с тем, что биология является экспериментальной наукой, одним из эффективных методов ее изучения становится проектно-исследовательская деятельность. В сфере биологических наук, освоение которых напрямую связано с разнообразными процессами и явлениями в природе, проектно-исследовательская деятельность требует систематизации и организации большого объема информации. В этом контексте важное место занимают интеллект-карты, которые позволяют визуализировать и организовать знания и идеи.

В сочетании с использованием интеллект-карт проектно-исследовательская деятельность школьников при изучении биологии способствует развитию и формированию у них исследовательских навыков, активизации участия в учебном процессе, помогает мыслить по-новому, естественно, творчески и непринужденно, максимально задействуя оба полушария головного мозга и повышая результативность обучения [1; 2; 3, с. 18].

Проектно-исследовательская деятельность по биологии в образовательном процессе с применением интеллект-карт включает в себя использование инновационных методов и инструментов для развития учебных и познавательных навыков учащихся.

Основные понятия

Интеллект-карты — это визуальные схемы, которые представляют структурированную информацию на основе ключевых понятий и связей между ними. Они способствуют развитию критического мышления, аналитических навыков и созданию связей между различными понятиями [4, с. 206].

История ментальных карт началась задолго до появления компьютера и интернета. Самая первая известная ментальная карта появилась приблизительно в 300 году нашей эры. Она была изображена графически древним философом Порфирием и отражала взаимосвязь между материальными и нематериальными вещами в этом мире. Финикийский философ был знаменит своими трудами по таким темам, как астрология, логика, вегетарианство, неоплатонизм (ветвь философии образов Платона). Первая интеллектуальная или ментальная карта известна как «Древо Порфирия», отображена на рисунке 1.

Рис. 1. Древо Порфирия

Американский ученый-психолог Тони Бьюзен, автор методики запоминания, творчества и организации мышления «карты ума (памяти)» считает, что поток человеческих мыслей напоминает прожилки древесного листа или структуру нервной системы человека [5, с. 188]. Ментальная карта (рис. 2) подобно самой природе имитирует нескончаемое множество синапсов и соединений нейронов головного мозга (рис. 3).

Рис. 2. Ментальная карта

Рис. 3. Нейроны головного мозга.

Методика Т. Бьюзена является наиболее популярной методикой формирования ментальных карт. Она представляет из себя процесс, начиная с основной темы с последующим добавлением ответвлений в течение времени, чтобы отразить иерархию информации [6, с. 54].

Интеллект-карта представляет собой особый вид записи материалов в радиантном виде, то есть в виде структуры, исходящей от центра к краям, постепенно разветвляющейся на более мелкие части [7].

Мейндмэпинг — процесс отображения радиантного мышления (от центрального понятия к ветвям уточняющих понятий) основывающийся на ассоциативных связях [8].

Для мейндмэпинга разработан перечень правил, обеспечивающий эффективное использование потенциала ассоциативной памяти. Т. Бьюзен в своей книге «Интеллект-карты. Полное руководство» представляет следующие правила:

1. Одно слово на ветвь. На каждой ветви должно находиться не более одного слова или словосочетания, для упрощения целостного восприятия интеллект-карты.
2. Длина каждой ветви должна соответствовать длине слова. Это необходимо для избежания загромождения свободного пространства интеллект-карты. Также данное правило актуально в связи с тем, что таким образом происходит обеспечение ассоциативной связи, что упрощает ориентирование в карте.
3. Использование цвета. Многочисленные исследования показывают, что ученики, использующие широкое разнообразие цветов в своих конспектах, лучше усваивают отмеченную информацию. Исходя из этого, Т. Бьюзен отмечает важность использования цветовой палитры (3–4 цвета) при составлении интеллект-карт.
4. Использование изображений. Этот факт также упрощает восприятие интеллект-карт. Заменив слово изображением, с которым оно ассоциируется, смысл останется тем же самым, но запоминаться будет значительно эффективней.
5. Ясность. Данное правило обобщает все вышеуказанные правила, но здесь имеется нюанс: необходимо использовать упрощенные понятия [9, с. 69].

Схема интеллект-карты отображена на рисунке 4.

Рис. 4. Схема интеллект-карты

«Интеллект-карта» — наиболее предпочтительный термин среди отечественных ученых-исследователей и используется в большинстве доступных теоретических исследований по данной теме, а также в полученных результатах опыта внедрения интеллект-карт в учебно-образовательный процесс. Ментальная карта, или интеллект-карта (с английского «mind map» — «карта разума», «карта ума», «интеллект-карта», «карта памяти», «ассоциативная карта» или «схема мышления) — представляет собой методику визуализации какого-либо процесса, представление при помощи картинок и схем общего системного мышления. Также этот метод рассматривается как один из наиболее удобных способов записывания конспектов вместо традиционной записи в текстовом виде [10, с. 44].

Цели и задачи

Проектно-исследовательская деятельность в сфере биологических наук в образовательном процессе с использованием интеллект-карт ставит перед собой следующие цели и задачи:

— Развитие критического мышления и аналитических навыков. При работе с интеллект-картами школьники могут анализировать и оценивать информацию, выявлять связи между различными понятиями и идеями, а также разрабатывать решения на основе имеющейся информации.

— Организация и структурирование информации. Интеллект-карты могут использоваться для создания структурированной иерархии понятий и взаимосвязей в биологической теме, помогая учащимся лучше понять и запомнить сложные концепции.

— Формирование системного мышления. Использование на уроках биологии и интеллект-карт позволяет ребятам видеть целостное представление о биологических концепциях и их взаимосвязи. Это помогает им понимать, как различные понятия связаны между собой и как их можно применять в реальной жизни.

— Стимуляция креативности и самостоятельности. Интеллект-карты дают ученикам возможность выражать свои собственные идеи и видеть различные способы решения задач. Школьники имеют возможность использовать свободную ассоциацию и предлагать новые идеи, что способствует развитию творческого мышления.

— Улучшение памяти и запоминания информации. Использование интеллект-карт в проектно-исследовательской деятельности при изучении биологии помогает ученикам упорядочить и структурировать информацию, что упрощает ее запоминание и восприятие. Они могут визуализировать понятия, что помогает им лучше удерживать информацию в памяти.

— Планирование и составление исследовательских проектов. Применение интеллект-карт для планирования и организации исследовательских проектов в биологии помогает учащимся определить главные цели и задачи проекта, а также разработать стратегии и планы действий.

— Генерация идей. Интеллект-карты могут быть использованы для генерации новых идей и концепций в биологии. Ученики могут использовать карты, чтобы связывать различные идеи и концепции, исследовать их взаимосвязь и создавать новые гипотезы.

— Анализ данных. Интеллект-карты могут быть использованы для анализа и организации данных в биологическом исследовании. Учащиеся могут создать карту, чтобы отобразить результаты биологического эксперимента, анализировать их и выполнять выводы на основе этого анализа.

— Визуализация и коммуникация идей. Интеллект-карты могут быть использованы для визуализации и коммуникации идей и концепций в ходе изучения биологии. Школьники могут создавать карты, чтобы представить свои идеи и презентовать их перед классом или научной аудиторией.

— Самоорганизация и самостоятельное обучение. Интеллект-карты могут быть применены для самоорганизации и самостоятельного изучения биологических концепций. Ученики с помощью интеллект-карт лучше запоминают ключевую информацию и связи между понятиями, а также выявляют пробелы в своих знаниях и восполняют их дополнительно.

— Создание связей между различными темами. Интеллект-карты могут использоваться для создания связей между различными темами в биологии. Учащиеся создают карту, чтобы показать, как различные концепции исследуются и связаны друг с другом в разных областях биологии, таких как генетика, экология, эволюция и так далее.

— Повышение мотивации и активности. Работа с интеллект-картами может быть интерактивной и более увлекательной для ребят, что стимулирует их активность и мотивацию. Они могут сами создавать интеллект-карты, дополнять их, адаптировать и делиться своими идеями со своими одноклассниками.

Преимущества применения интеллект-карт в проектно-исследовательской деятельности по биологии

Использование интеллект-карт в проектно-исследовательской деятельности по биологии имеет следующие преимущества перед другими методами:

— Организация знаний. Интеллект-карты помогают учащимся структурировать свои знания, устанавливая связи между различными понятиями и фактами, что позволяет лучше понять и запомнить информацию.

— Визуальное представление. Ученики визуально представляют сложные концепции и связи между ними. Это помогает ребятам лучше понять и запомнить информацию.

— Развитие творческого мышления. Создание интеллект-карт требует от школьников креативного мышления и генерации новых идей, что способствует развитию творческих и аналитических умений.

— Коллективная работа. Использование интеллект-карты в осуществлении групповой проектно-исследовательской деятельности, позволяет детям сотрудничать, обмениваться идеями и получать общие знания.

Организация проектно-исследовательской деятельности с применением интеллект-карт

Проектно-исследовательская деятельность по биологии, основанная на использовании интеллект-карт, может быть организована следующим образом:

1. Выбор темы. Учащимся предлагается выбрать интересную для них тему по биологии: например, «Экосистемы», «Эволюция», «Генетика» и так далее.
2. Исследование. Ученики проводят исследование выбранной темы, изучая научную литературу, собирая данные и осуществляя наблюдения.
3. Создание интеллект-карт. Ребята создают и используют интеллект-карты для структурирования и визуализации полученной информации. Они изображают основные ветви, представляющие различные аспекты выбранной темы, и добавляют подветви с дополнительными деталями.
4. Презентация результатов. Ученики представляют свои интеллект-карты и результаты исследования в классе. Это может быть сделано в форме устных докладов, плакатов или электронных презентаций.
5. Обратная связь и обсуждение. После презентации учащиеся обсуждают и делятся своими впечатлениями. У каждого участника есть возможность задать вопросы, высказать свое мнение и предложить идеи расширения исследования.
6. Рефлексия. Школьники анализируют свою работу, оценивают, что было сделано хорошо, и что можно улучшить. Они также могут делиться своими осознаниями и идеями о дальнейших исследованиях в области биологии.

Примеры использования интеллект-карт в проектно-исследовательской деятельности по биологии

Примеров использования школьниками ментальных карт в процессе научного исследования, проведения экспериментов и создания проектов в биологии можно привести великое множество. Ниже приведены некоторые из них:

— Классификация. Школьники могут использовать интеллект-карты для классификации и визуализации различных видов живых организмов и растений в рамках исследования биологической разнообразности. Каждая ветвь карты может представлять отдельный вид или группу видов, а связи — показывать их сходства, различия и взаимодействия с окружающей средой.

— Анатомия. Интеллект-карты можно использовать для создания научных проектов по изучению анатомии животных и растений. Ученики могут создавать карты, представляющие различные системы органов, их функции и взаимосвязь.

— Экология. Применение интеллект-карт в исследовании экосистем, пищевых цепей, взаимодействия между видами и других экологических процессов может помочь школьникам лучше понимать сложные концепции и объяснять их взаимосвязи. Создание научных проектов с помощью интеллект-карт облегчит и упростит процесс исследования компонентов экосистемы, их взаимодействие и зависимость друг от друга. Например, ветви карты могут показывать различные виды растений, животных или микроорганизмов, а связи — показывать их влияние на пищевые цепи, циклы питания, охрану окружающей среды и так далее.

— Генетика. Используя интеллект-карты, можно создать графическую модель для исследования генетических концепций, таких как ДНК, гены, хромосомы, генотипы, фенотипы и т. д. Каждая ветвь карты может представлять отдельные гены или концепции, а связи — показывать их взаимосвязь и влияние друг на друга.

— Фотосинтез. Интеллект-карты можно использовать для визуализации процесса фотосинтеза и всех его компонентов, таких как свет, вода, углекислый газ, хлорофилл. Ветви карты можно использовать для указания ключевых понятий и принципов, а связи между ними — для показа отношений и взаимодействий между различными элементами процесса.

— Проведение научных экспериментов в биологической лаборатории. Например, ребята могут создать интеллект-карту, в которой указаны необходимые материалы, шаги проведения эксперимента, ожидаемые результаты и возможные проблемы, которые могут возникнуть.

— Презентации и коммуникации научных исследований. Например, можно создать интеллект-карту, которая представляет структуру и основные идеи научной статьи или презентации по определенной теме в биологии.

Заключение

Использование интеллект-карт в проектно-исследовательской деятельности по биологии позволяет учащимся активно участвовать в процессе обучения, развивать свои когнитивные и творческие способности, а также лучше понимать и запоминать изучаемую информацию.

Проектно-исследовательская деятельность в образовательном процессе, сопряженная с применением ментальных карт, имеет огромный потенциал для активизации учащихся и развития их творческих способностей. Она способствует более глубокому и прочному усвоению материала, формированию исследовательского мышления и умений работы в команде. Применение интеллект-карт позволяет визуально организовать информацию и ускорить процесс усвоения и анализа знаний.

Таким образом, можно сделать вывод, что осуществление проектно-исследовательской деятельности с использованием интеллект-карт в биологическом образовании является важным и актуальным направлением развития современного образования.

Литература:

1. Клячина М. В. Развитие визуального мышления при формировании профессиональных компетенций студентов колледжа [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-vizualnogo-myshleniya-pri-formirovanii-professionalnyh-kompetentsiy-studentov-kolledzha. Дата обращения 12.07.2023.

2. Симонова М. В. Использование ментальных карт в деле обеспечения качества знаний на разных этапах обучения [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-mentalnyh-kart-v-dele-obespecheniya-kachestva-znaniy-na-raznyh-etapah-obucheniya. Дата обращения 11.07.2023.

3. Маукл Дж. Гелб. Научить мыслить и рисовать как Леонардо да Давинчи. Мн. — ООО «Попурри», 2000–304 с.

4. Бершадский М. Е. Теоретико-практические аспекты работы с картами интеллект-понятий: монография. — Народное образование. — Санкт-Петербург, 2012–250 с.

5. Бьюзен Т. Суперинтеллект. — ООО «Попурри». — Москва, 2005–400с.

6. Бьюзен Т. Работай головой: научная литература. — ООО «Попурри». — Москва, 2003–200 с.

7. Как составить интеллект-карту? [Электронный ресурс]. URL: http://razvitie-intellecta.ru/intellekt-karty-chto-yeto-takoe-kak-sost. Дата обращения 08.07.2023.

8. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования 38.02.01 «Экономика и бухгалтерский учёт (по отраслям)».

9. Бьюзен Т. Интеллект-карты. Полное руководство по мощному инструменту мышления: научная литература. — ООО «Попурри». –Москва, 2005–300 с.

10. Скаткин М. Н. Проблемы современной дидактики. — Москва. — Педагогика, 1980. — 96 с.