Среди всех предметов естественнонаучного цикла биология как учебный предмет  располагает возможностью наиболее полно показать учащимся процесс познания: от наблюдаемых биологических явлений к формулировке проблемы и далее выдвижению гипотезы, логическое развитие гипотезы и построение теории, вывод из нее теоретических следствий, их экспериментальная проверка и практическое применение. Этот процесс познания не мыслим без применения методов науки, поэтому возникает необходимость в раскрытии процесса познания с помощью основных методов и знакомства со структурой  и  методологическим аппаратом исследования. Уроки исследования позволяют привить учащимся интерес,  почувствовать вкус исследовательской работы, развивают познавательный интерес. Следует отметить, что понятия урок- исследование и исследовательская деятельность не тождественны. Понятие исследовательская деятельность гораздо шире. Урок- исследование ограничен временными рамками и перед учащимися ставится исследовательская задача, которая решается к концу урока. В основе учебно- исследовательской деятельности по биологии (в частности на уроке- исследовании) лежит овладение учащимися техникой проведения опытов, наблюдений, практических работ.  Любая практическая работа, лабораторные опыты проводятся по инструктивным карточкам.  В подавляющем большинстве пособий по методике обучения биологии после указания цели работы и ее темы определяется порядок действий наблюдателя. В конце инструкции учащимся предлагается заполнить таблицу, требующую систематизации и обобщения полученных знаний. При традиционном построении инструктивной карточки учащемуся сначала предлагается сделать действие, а затем ответить на вопрос. Это не всегда согласуется с общей логикой научного исследования, ограничивает мыслительную деятельность учащихся. На уроках – исследованиях структура инструкций для учащихся должна быть изменена. Она должна содержать цепочку познавательной деятельности:

1.      Анализ фактов на основе проведенных наблюдений.

2.      Постановка проблемы на основе анализа фактов,

3.      Выдвижение гипотезы.

4.      Эмпирическая проверка гипотезы – постановка эксперимента.

5.      Анализ полученных результатов, теоретические выводы  о справедливости гипотезы, возможные практические применения результатов исследования.

Научившись применять такую цепочку в ходе урока исследования, учащиеся приблизятся к освоению методологии естественных наук.

Проследим, какие исследования можно провести  в лабораторной работе:      

« Утомление при статической работе».

Формулировка проблемы: Занятия в школе, дома приводят к утомлению. Сидение за партой - не пассивный процесс, а активное состояние мышц, поддерживающих туловище в определенном положении. Мышцы находятся в статическом напряжении, а это труднее, чем динамическая работа. В письме участвуют мышцы плеча, предплечья и мелкие мышцы кисти, которые у школьников недостаточно развиты. Происходит утомление.  Здесь может быть поставлена следующая учебно- исследовательская задача: « Решите, какая работа, статическая или динамическая более утомительна? Почему? Докажите экспериментально ваше предположение».  При решении такой задачи происходит реализация сразу пяти этапов учебно- исследовательской деятельности: анализ фактов, постановка проблемы, выдвижение гипотезы, проверка и обоснование гипотез и формулирование выводов.

Ход размышлений и исследований удобно описывать в таблице:

При проведении лабораторной работы: ««Определение безусловных рефлексов различных отделов мозга»  в  начале урока ставится проблемный вопрос «Можно ли утверждать, что чем больше мозг, тем умнее человек?». Для ответа на данный вопрос предлагается  рассмотреть познавательные задания:

  1) Вес мозга И.С.Тургенева – 2012 г, Анатоля Франса – 1017г, а у Луи Пастера, как показало вскрытие, после перенесенной болезни вообще не работала половина переднего мозга. Выскажите ваше мнение.  

   2) У слона самый большой мозг, но он не самое «умное» животное, так как важно соотношение веса мозга к весу тела. У слона оно невысокое, а у дельфина – выше, чем у человека. Но ведь человек держит рыбку, а дельфин за ней прыгает, а не наоборот. Почему? Выскажите ваше мнение.

 Учащиеся приходят к выводу, что ответ кроется в строении мозга человека и важно знать функции разных отделов мозга. Работа организуется  в парах: один ученик – испытуемый, другой – исследователь.  Обучающиеся работают по инструктивной карточке, где указаны действия каждого из них (первая и вторая колонки выше представленной таблицы). В ходе выполнения работы они заполняют графу «Что наблюдали?». Для того, чтобы сделать вывод и ответить на вопрос: «Какой отдел ЦНС действовал?», учащиеся должны изучить материал параграфа.  В заключение  урока  подводятся  итоги работы.

 Таким образом, оценивая приведенные  выше аргументы, можно сказать, что учебный предмет « Биология» имеет возможности развития мышления учащихся через исследовательскую  деятельность.