Становление мировоззренческой позиции учащихся через исследовательскую проектную деятельность.

Становление мировоззренческой позиции учащихся через исследовательскую проектную деятельность.

                              

                                                                                       Рыкова А.И., учитель химии

МБОУ «Гимназия №32» города Кургана, к.х.н.

 В современной педагогике и методике наметился переход от сциентисткой ориентации к гуманитарной методологии. В реальной практике осуществить это сложно. Дети учатся, прежде всего, и главным образом у своих предшественников. Необходимо дать возможность учащемуся приобщиться к духовному, исследовательскому, научному опыту предшествующих поколений. Такую возможность может дать правильно организованная исследовательская деятельность. Она также может послужить отправной точкой к возникновению интереса к химической науке. Нестандартные ситуации исследования активизируют деятельность учащихся, делают восприятие учебной информации более активным, целостным, эмоциональным и творческим. Исследовательская деятельность вносит разнообразие в учебную работу, снимает утомление, развивает внимание, сообразительность, взаимопомощь; способствует становлению мировоззренческой позиции учащихся. Таким образом, исследовательская деятельность позволяет рассматривать профессиональныe знания в контексте части общечеловеческих и придавать всей поступающей информации объективное звучание.

         Исследовательская деятельность способствует формированию определенного опыта по поиску подходов к проблеме, проигрыванию ситуаций в уме, прогнозированию последствий тех или иных действий, проведению анализа результатов, поиску новых подходов, логичности знаний и умений. Впоследствии приобретенный опыт учащийся переносит на свои поступки в обыденной жизни. Образование становится продуктивным, а продукт имеет не материальную, а интеллектуальную и личностную ценность.

         Знания и методы одной научной дисциплины переносятся в другую, происходит их взаимное обогащение и развитие (принцип эвристического взаимодействия знаний), они становятся универсально значимыми. Этому также способствуют интегрированные лаборатории для исследований по физике, химии и биологии. Цифровые лаборатории «Архимед» – это новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий. Они обеспечивают автоматизированный сбор и обработку данных, позволяют отображать ход эксперимента в виде графиков, таблиц, показаний приборов. Проведенные эксперименты могут сохраняться в реальном масштабе времени и воспроизводиться синхронно с их видеозаписью. Проведение экспериментов с помощью лаборатории «Архимед» позволяет решать межпредметные задачи – осваивать понятия и методы, относящиеся к статистике, математике, информационным технологиям.

         В составе любой цифровой лаборатории «Архимед» измерительные устройства (специализированные естественнонаучные датчики), регистратор данных, программное обеспечение для управления сбором и обработкой эксперимента, справочные и методические материалы. В версии 4.0 цифровой лаборатории – принципиально новый регистратор данных USB Link – мощный и, в то же время, очень маленький и простой интерфейс датчиков, который можно подключить к USB-порту любого компьютера.

Регистратор USB Link относится к типу plug-n-play устройств (не требует предварительной настройки и начинает работать сразу после подключения к компьютеру), имеет 4 порта датчиков, обладает функцией автоматического распознавания датчиков, обеспечивает высокую частоту замеров – до 10 000 замеров в секунду и поддерживает программный способ обновления встроенной операционной системы. USB Link подключается к компьютеру посредством кабеля USB, через этот же кабель осуществляется его питание. Работа регистратора данных поддерживается программой MultiLab, установленной на компьютерах с Windows ХР или Vista.

         Используя цифровые лаборатории, можно проводить множество фронтальных лабораторных работ и практических занятий по физике, химии, биологии и экологии. Имея регистратор USB Link, веб-камеру и комплект датчиков, можно не только выполнять сложные эксперименты, но и создавать высокоинформативные мультимедийные презентации, сочетающие в себе видеоматериалы, звук, текст и экспериментальные данные.

         Сборники описаний лабораторных работ содержат указания по сборке лабораторной установки, работе с оборудованием и программным обеспечением.

         Исследовательской деятельности как дидактическому пространству становления мировоззренческой позиции присущи характеристики активной, объективной, логической, гуманистической, ориентирующей и интегрирующей познавательной деятельности, выражающейся в осознанности и смысловой направленности действий, имеющей эмоциональную привлекательность для учащегося. Однако развивающий потенциал исследовательской деятельности реализуется не сразу, а поэтапно.

         Первая ступень – ситуация теоретико-экспериментального исследования на уроке, стимулирование интереса к исследовательской деятельности, осознание ее значимости для успешной адаптации к обучению, для самореализации. Педагог знает направление поиска, предлагает пройти этот путь старшекласснику, зная наверняка искомый результат. На этом этапе происходит формирование познавательного интереса и познавательной потребности, при этом у старшеклассников развиваются и необходимые для исследования умения.

         Вторая ступень – ситуация частично-поискового исследования, научение образцам исследовательской деятельности на основе получения новой информации. Педагог знает направление поиска, но не знает конечного результата, предлагая ребенку самостоятельно решить проблему или комплекс проблем. На этом этапе формируется умение отстаивать свое мнение и готовность отказываться от неверного пути в случае обнаружения ошибки, а также терпимое отношение к мнению товарищей. Первые две ступени, в идеале, реализуются на уроках, но нет достаточного количества комплектов оборудования, поэтому часто начинаем сразу с третьей ступени, опираясь на личный опыт и интерес учащихся.

         Третья ступень – ситуация поисковой исследовательской деятельности, основанием для создания которой служит исследование с неопределенным содержанием. На данном этапе происходит преобразование сложившихся стереотипов исследовательской деятельности на индивидуально-личностном уровне, идет формирование объективной оценки предметов и явлений, самостоятельное определение целей будущего эксперимента и механизмов своей деятельности для достижения этих целей. Преподаватель умело владеет методикой научного исследования, но они с учеником не знают ни пути поиска, ни итога исследования. Для позитивного результата педагог должен не только сам обладать интуицией в этом вопросе, но и активизировать ее у ученика. Вся работа осуществляется в процессе свободного использования эксперимента и общения, открытого обмена мнениями, в творческой дискуссии. Определяющими условиями при этом является личная включенность учащегося в исследовательскую деятельность, что способствует выходу за рамки образовательного процесса формирования знаний, умений и навыков, а также способствует развитию способности к поиску альтернатив, к открытости, к восприимчивости, к анализу и критике. Результат всегда нов для исследователей, но не всегда нов для науки.

         Четвертая ступень – ситуация научно-исследовательской деятельности. На этой ступени учащийся самостоятельно задается проблемой исследования, определяет его цели, находит механизмы действий по их достижению. Наблюдается у учащихся, выполняющих не первую исследовательскую работу.

         Третья и четвертая ступени реализуются в проектной деятельности учащихся. Приступая к исследованию, учащемуся необходимо определиться с темой. С первого взгляда может показаться, что выбрать интересную тему для школьного исследования легко. На самом деле, это трудный и ответственный этап, во многом определяющий успех самого исследования. Важно, чтобы тема была интересна учащемуся не только на текущий момент, в старших классах тема может вписываться в программу профильного обучения. Учитель должен располагать полной информацией о возможностях лаборатории и иметь представления о методах исследования, их применимости для конкретной работы.

         Тема исследования должна быть четко сформулирована, актуальна в первую очередь для учащегося, а не для науки. Тема – своего рода визитная карточка исследования, хотя впоследствии формулировка может корректироваться. Формулировки могут включать 5 – 8 слов, чем меньше слов, тем шире тема.

         Можно использовать следующие способы выбора темы:

1.           Аналитический обзор достижений (проанализировать достижения науки в области интересов учащегося).

2.           «Руководство принципом повторения» (обратиться к теме, рассмотренной ранее, в том числе другими авторами, для более глубокого изучения или сравнения результатов).

3.           Поисковый способ (познакомиться с первоисточниками, специальной литературой, новейшими работами в интересующей учащегося области или близких областях знаний и определить тему на основе привлекшей внимание проблемы).

4.           Теоретическое обобщение существующих исследований, теорий, практических результатов исследований, критико-аналитических и описательных материалов.

5.           Уточнение гипотез (выбор темы на основе ранее выдвинутых гипотез, которые интересны и требуют подтверждения или опровержения).

         Теоретизированные темы учащимся не интересны, хотя могут быть весьма полезны. Мы, как правило, ограничены набором объектов: вода, почва, продукты питания (молоко, мясо, мёд, овощи, соки). Нужно по-новому взглянуть на знакомый объект, найти новый подход, понятный и доступный учащимся («Кислотность молока как показатель молочнокислого брожения»,  «Сравнительная оценка физико-химических свойств коровьего молока»). Иногда тема исследования возникает как потребительский запрос («Оценка качества мясных полуфабрикатов», «Химическое и биохимическое исследование почвы») или потребность использования определённого оборудования или объекта («Физико – биологическое исследование раковин морских моллюсков»). Мысли по направлениям исследования возникают в повседневном общении на переменах или на уроке из потребностей учащихся («Критическая концентрация мицеллообразования – характеристика моющего действия», «Влияние свойств медиаторов на громкость звука»).

         В рамках ФГОС нового поколения проектная деятельность становится обязательной для каждого учащегося. Темы не всегда будут являться глубоким научным исследованием с явной практической значимостью. Учитель должен быть готов предоставить учащимся выбор из достаточно большого количества нетрудоёмких тем, лишь малая часть которых будет конкурентно способными в рамках научно-практических конференций, но при работе над каждой темой учащийся должен реализовать все этапы исследовательской деятельности.

         После выбора темы корректно определяют объект и предмет исследования. Предмет определяет конкретно, что изучается в данном проекте.

         Цель вытекает из актуальности проблемы, объекта и предмета. Это сформулированный в общем виде теоретический и практический результат, который желаемо получить в ходе исследования. Формулируя цель, необходимо стремиться к образу желаемого результата, характеризующемуся:

1.           фиксированным временем получения;

2.           возможностью его получения к требуемому реалистичному сроку;

3.           потенциалом, мотивирующим учащегося действовать в направлении достижения результата (провозглашая цель, субъект может стремиться получить совсем другой результат – это псевдоцель);

4.           операционной определённостью (возможность сравнить полученный результат с ожидаемым).

         При формулировании цели можно использовать глаголы «доказать», «обосновать», «разработать» в случае материального воплощения (фильм, макет, программа, модель и пр.)

         Для уточнения всего научного исследования высказывается рабочая гипотеза. Гипотеза (греч. hypothesis основание, предположение) – предположительное суждение о закономерной (причинной) связи явлений; форма развития науки. Гипотеза – это недоказанный тезис «если в процессе … применить или внедрить … , то процесс изменится …». Данный тезис доказывается в ходе исследования. Научная гипотеза должна быть:

·              точно и логически сформулированной, не допуская множественных и расплывчатых толкований результатов исследований;

·              проверяемой опытным путем, то есть в ходе определенного эксперимента можно подтвердить или опровергнуть предположение;

·              теоретически обоснованной, то есть гипотеза должна опираться на все раннее полученные в данной области научные данные.

         Проверить гипотезу – это значит проверить следствия, которые логически из нее вытекают. В результате проверки гипотезу или подтверждают, или опровергают. Разрешение проблемы характеризуется созданием либо объекта, либо нового способа действия. Следовательно, и гипотеза может быть либо предположением о компонентах и свойствах объекта, либо предположением о способе деятельности, разрешающем проблему. Первоначальное временное предположение (рабочая гипотеза), как правило, не претендует на открытие способа решения, а создается для придания процессу познания организованного, целенаправленного характера, то есть выполняет, главным образом, служебную роль. Итоговая гипотеза претендует на решение проблемы, на объяснение ранее необъяснимых явлений. От догадки гипотеза отличается уровнем и характером обоснования содержащихся в ней знаний. О гипотезе можно сказать, что она лежит между истиной и ложью.

         Гипотеза, получившая подтверждение, превращается в истинное утверждение и на этом прекращает свое существование. Опровергнутая гипотеза становится ложным положением и опять-таки перестает быть гипотезой. Таким образом, гипотеза – это форма познания окружающего нас мира и способов его преобразования. Так же как и тема, гипотеза может корректироваться после накопления значительного количества фактического материала. Формулируя ее, желательно использовать грамматические конструкции «если ... , то ...», «так как ...», «при условии, что ...», то есть те, которые направляют внимание исследователя на раскрытие сущности явления, установление причинно-следственных связей.

         На основе найденных в ходе подготовки к исследованию актуальности, объекта, предмета, цели и методов исследования, а также высказанной рабочей гипотезы, разрабатываются задачи исследования. Задачи исследования – это подробно расписанные вопросы, на которые необходимо ответить или которые необходимо решить, чтобы провести исследование. Как правило, экспериментальные проекты по химии связаны с решением следующих задач:

1.           Изучение литературных источников по проблеме исследования.

2.           Выбор методов и отработка методик, адаптация их к объекту исследования.

3.           Выполнение экспериментальной части работы.

4.           Обработка и анализ полученных результатов.

         Формулируя задачи, исследователь ставит ряд промежуточных целей. Целесообразно применять глаголы «проанализировать», «описать», «выявить», «определить», «установить».

         Метод – это способ достижения цели исследования. От выбора метода зависит все исследование, начиная с его организации и заканчивая получением определенного результата. Методы научного познания традиционно делят на общие и специальные. Специальные методы определяются характером исследуемого объекта. Как правило, их применение требует от исследователя значительной подготовленности. Общие методы познания используются в самых различных науках – от литературы до химии и математики. К ним относятся теоретические, эмпирические, математические методы.

•               Теоретические методы служат для интерпретации, анализа и обобщения эмпирических данных, для построения научных теорий и обоснования научных положений (анализ, синтез, изучение литературы по проблеме, классификация, обобщение, сравнение).

•               Эмпирические методы служат для сбора данных, получения и фиксирования научных фактов. К ним относятся наблюдение, эксперимент, моделирование (материальное и мысленное), опросные методы (анкетирование, беседа, интервью, тестирование, социологический опрос, мониторинг и др.).

•               Математические методы применяются для обработки полученных методами опроса и эксперимента данных, а также для установления количественных зависимостей между изучаемыми явлениями. Они помогают оценить результаты эксперимента, повышают надежность выводов, дают основания для теоретических обобщений.

         После выполнения работы необходимо составить отчет, который определённым образом структурируется:

1.           Титульный лист обычно оформляется по образцу и содержит следующую информацию: образовательное учреждение, в котором выполнялась работа, тема, Ф.И.О. автора(ов), класс, Ф.И.О., должность и ученая степень научного руководителя, город, прописывается название конференции и предполагаемая секция работы.

2.           В оглавлении приводятся разделы работы с указанием страниц.

3.           Введение включает актуальность, цель, задачи работы, называется объект, предмет исследования, перечисляются методы, используемые в работе, высказывается гипотеза.

4.           Основная часть включает разделы: обзор литературы (ссылки на литературу в тексте указываются под номерами в квадратных скобках; номер ссылки в тексте работы должен соответствовать порядковому номеру в списке литературы; рисунки, таблицы и т. п. в тексте располагаются произвольным образом), объекты и методы исследования; результаты и их обсуждение.

5.           В заключении анализируется гипотеза и формулируются выводы.

6.           Список литературы и интернет-источников дается после текста.

7.           Приложения в объем работы не входят и могут располагаться в конце работы дополнительно.

Исследовательская деятельность – высший уровень деятельности, предполагающий отталкивание от проблем конкретного учебного заведения, овладение основными правилами и процедурами действий, а также способами оценки своих действий. Исследовательская деятельность ставит учащегося в ситуацию, когда он вынужден самоопределяться, проектировать собственную предметную деятельность, продумывать и организовывать условия ее осуществления, что способствует культурному самоопределению, самоидентификации учащегося. Вовлеченный в исследовательскую деятельность ребенок находится на пути продвижения от незнания к знанию, от неумения к умению, то есть осознает смысл и результат своих усилий. Только те знания, которые добыты исследовательским путем, становятся прочно усвоенными и осознанными, образующими научную картину мира в сознании ребенка.

__________________________________________________________________________________

Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии: методическое пособие. - М.: Глобус, 2007. - 224 с.

Воровщиков С.Г., Новожилова М.М., Таврель И.В. С чего начать учебное исследование / Справочник заместителя директора школы, 2011, №11.- С. 76 - 85.

Воровщиков С.Г., Новожилова М.М., Таврель И.В. Как найти интересную тему для исследовательских работ учащихся / Справочник заместителя директора школы, 2011, №10.- С. 58 - 65.