Учение вообще есть “совместное исследование, проводимое учителем и учеником”
С. Л. Рубинштейн
Общеизвестно, что учащиеся прочно усваивают только то, что прошло через их индивидуальное усилие. Проблема самостоятельности учащихся при обучении не является новой. Этому вопросу отводили исключительную роль ученые всех времен. Особенно четкие концепции о роли самостоятельности в приобретении знаний имеются в трудах К. Д. Ушинского, Н. Г. Чернышевского, Д. И. Писарева и др. Эта проблема является актуальной и сейчас. Внимание к ней объясняется тем, что самостоятельность играет весомую роль не только при получении среднего образования, но и при продолжении обучения после школы, а также в дальнейшей трудовой деятельности школьников.
В наше время, в условиях развития рыночной экономики, когда наблюдается небывалый рост объема информации, от каждого человека требуется высокий уровень профессионализма и такие деловые качества как предприимчивость, способность ориентироваться, принимать решения, а это невозможно без умения работать творчески. Этот социальный запрос нашел отражение в Законе РФ “Об образовании”, законодательно утвердившем цели образования как “ориентацию на обеспечение самоопределения личности, на создание условий для ее самореализации”.
Наиболее доступной для разрешения вопросов мотивации школьников к учению выступает исследовательская и проектная деятельность, основной функцией которых является инициирование учеников к познанию мира, себя и себя в этом мире.
Под исследовательской деятельностью понимается творческий процесс совместной деятельности двух субъектов (учителя и ученика) по поиску решения неизвестного, результатом которой является формирование исследовательского стиля мышления и мировоззрения в целом.
Метод проектов заключается в создании условий для самостоятельного освоения школьниками учебного материала в процессе выполнения проектов. Учащиеся включаются в этот процесс от идеи проекта до его практической реализации. В результате школьники осваивают алгоритм проектно-преобразовательной деятельности, учатся самостоятельно искать и анализировать информацию, обобщать и применять полученные ранее знания по предметам, приобретают самостоятельность, ответственность, формируют и развивают умения планировать и принимать решения. Проекты могут быть индивидуальными, групповыми и коллективными, исследовательскими, краткосрочными и долгосрочными.
Цель проекта – создание нового продукта, чаще всего субъективно нового, а цель исследования – создание модели явления или процесса. При проведении исследования отталкиваются от явления природы, процесса: оно описывается словесно, с помощью графиков, схем, таблиц, получаемых, как правило, на основании измерений, на базе этих описаний создается модель явления, процесса, которая и проверяется путем наблюдений, опытов.
Самым сензитивным периодом для формирования основ исследовательской деятельности является подростковый период. В это время, по словам Л. С. Выготского, “происходит подъем воображения и глубокое его преображение”.
Основные требования к использованию метода проекта:
- Наличие значимой в исследовательском, творческом плане проблемы или задачи.
- Практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов.
- Самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность учащихся.
Использование проектной технологии предусматривает хорошо продуманное, обоснованное сочетание методов, форм и средств обучения.
Для этого учитель должен:
- владеть всем арсеналом исследовательских, поисковых методов, умением организовать исследовательскую работу учащихся;
- уметь организовать и проводить дискуссии, не навязывая свою точку зрения;
- направлять учащихся на поиск решения поставленной проблемы;
- уметь интегрировать знания из различных областей для решения проблематики выбранных проектов.
При использовании проектной технологии каждый ученик:
- учится приобретать знания самостоятельно и использовать их для решения новых познавательных и практических задач;
- приобретает коммуникативные навыки и умения;
- овладевает практическими умениями исследовательской работы:
- собирает необходимую информацию, учится анализировать факты, делает выводы и заключения.
Основными видами учебно-исследовательской деятельности учащихся являются:
- проблемно-реферативный: аналитическое сопоставление данных различных литературных источников с целью освещения проблемы и проектирования вариантов ее решения;
- аналитико-систематизирующий: наблюдение, фиксация, анализ, синтез, систематизация количественных и качественных показателей изучаемых процессов и явлений;
- диагностико-прогностический: изучение, отслеживание, объяснение и прогнозирование качественных и количественных изменений изучаемых систем, явлений, процессов, как вероятных суждений о их состоянии в будущем; обычно осуществляются научно-технические, экономические, политические и социальные прогнозы (в том числе в сфере образования);
- изобретательско-рационализаторский: усовершенствование имеющихся, проектирование и создание новых устройств, механизмов, приборов;
- экспериментально-исследовательский: проверка предположения о подтверждении или опровержении результата;
- проектно-поисковый: поиск, разработка и защита проекта - особая форма нового, где целевой установкой являются способы деятельности, а не накопление и анализ фактических знаний.
Исследования характеризуются следующими методологическими категориями: проблема, тема, актуальность, объект исследования, предмет исследования, цель, задачи, гипотеза.
Требования к исследованию:
- Ограниченность во времени, целям, задачам, результатам. Ограниченность означает, что исследование содержит:
- Этапы и конкретные сроки их реализации;
- Четкие и измеряемые задачи;
- Конкретные и измеряемые результаты;
- Планы и графики выполнения исследования.
- Целостность- общий смысл исследования очевиден и ясен, каждая его часть соответствует общему замыслу и предполагаемому результату.
- Последовательность и связность – логика построения исследования, цели и задачи напрямую вытекают из поставленной проблемы.
- Объективность и обоснованность – выбранная тема не случайна, она требует более глубокого изучения.
Ход исследования можно представить в виде цепочки:
- Обоснование темы;
- Постановка целей и задач
- Определение объекта и предмета исследования
- Разработка гипотезы исследования
- Непосредственно исследования
- Результаты
- Оценка полученных результатов и выводы.
Исследование начинается с определения проблемы, которая выделяется для специального изучения. Исследователь должен ответить на вопрос: “Что надо изучить из того, что раньше не было изучено?”
Для примера рассмотрим вопрос программы - “Изучение явления электромагнитной индукции”.
Проблема формируется в теме исследования.
Тема должна отражать движение от доступного к новому. Выдвижение проблемы и формулирование темы предполагает обоснование её актуальности. Необходимо дать ответ на вопрос: “Почему надо изучить данную проблему” Тема отражает проблему в её характерных чертах. Тема уточняет проблему, очерчивает границы исследования, конкретизирует основной замысел.
Проблема. “Получение электрического тока без источника”.
Тема исследования “Способы получения электрического тока путем изменения магнитного потока”.
Актуальность исследования.
При оценке актуальности выбранной темы необходимо избегать односторонней оценки ситуации, чтобы не сузить спектр исследования.
Объект исследования - круг изучаемых предметов или явлений. Необходимо ответить на вопрос “Что будем исследовать” Что рассматривается?”. Объект. “Способ получения электрического тока”.
Предмет исследования – включает связи и отношения, которые подлежат непосредственному изучению в данном исследовании. Предмет обозначает объект рассмотрения, установления границ исследования, дает представления о том, как изучается объект, какие новые отношения, свойства и функции объекта рассматривает данное исследование. В каждом объекте можно выделить несколько предметов исследования. Предмет исследования отвечает на вопросы: “Когда?”, “В связи с чем?”, “В каких условиях?”.
Предмет исследования. “Варианты изменения магнитного поля”.
Цель исследования - это обоснованное представление об общих конечных или промежуточных результатах. Цель формулируется кратко и предельно точно, выражает то основное, что намеревается сделать исследователь.
Цель исследования. “Установить способы получения электрического тока при изменении магнитного потока”.
Задачи исследования.
Цель конкретизируется и развивается в задачах исследования. Задачи представляют алгоритм действий исследовательской работы, этапы достижения цели. Задачи всегда содержат искомое, требуемое, рассчитанное на совершенствование определенных действий, приложение усилий для продвижения к цели, для разрешения проблемы. Формулировка задач начинается с глаголов, который показывает, что нужно сделать: выявить, проверить, провести анализ, обобщить, охарактеризовать, систематизировать.
Первая задача связана с выявлением, уточнением, обоснованием сущности и структуры изучаемого объекта исследования. Вторая задача – с анализом реального состояния предметы исследования, динамики его развития. Третья задача со способностями преобразования, моделирования, опытно-экспериментальной проверки. Четвертая задача с выявлением путей и средств повышения эффективности совершенствования исследуемого предмета, т. е с практическими аспектами работы.
Задачи:
1. Изучить условия возникновения электрического тока без источника.
2. Выявить возможные варианты изменения магнитного потока.
3. Экспериментально проверить возможность получения электрического тока при изменении магнитного потока.
Гипотеза исследования – это обоснованное предположение о том, как, каким путем, за счет чего можно получить искомый результат. Гипотеза – это предположение, при котором на основе ряда факторов делается заключение о существовании объекта, связи или причины явления, причем этот вывод нельзя считать вполне доказанным.
Задача исследователя, разрабатывающего гипотезу, состоит в том, чтобы показать, что не очевидно в объекте, что он видит в нем такого, чего не замечают другие. В форме гипотезы проявляется реальное движение к новым, более глубоким обобщениям на основе предвидения.
Гипотеза: “При любом изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в нем возникает индукционный ток”.
Очень важно на завершающем этапе решения проблемы осознать те пути и способы своих действий, которые привели к полученному результату, выявить возникшие трудности и методы, которыми они преодолевались. Такой анализ деятельности (психологи называют его рефлексией) – ещё одно важное средство для решения проблем и задач. Именно с помощью самосознания своих действий накапливается познавательный инструментарий, который затем позволяет все более успешно решать новые задачи.
В организации исследовательской работы большое значение имеет отбор учебного материала для всех исследований, который должен строго соответствовать основным принципам дидактики: научности, систематичности, последовательности, доступности, наглядности, индивидуальному подходу к учащимся в условиях коллективной работы, развивающему обучению, связи теории с практикой.
Определяя содержание ученических исследований, учитель должен следить, чтобы все творческие задания были:
- простыми по содержанию и прямо или косвенно связанными с учебной программой, доступными для понимания, учитывать возраст учащихся;
- разнообразными по содержанию;
- интересными по замыслу и содержащими элементы занимательности;
- разными по форме проведения, взаимосменяемыми, привлекательными для учащихся;
- исследовательские работы должны способствовать раскрытию физических основ явлений природы, воспитанию любви к труду, бережному отношению к природе, формированию элементарных навыков научного труда.
Для проведения самостоятельного научного исследования учащийся должен уметь:
1) ставить исследовательский вопрос, проблему;
2) определять переменные и постоянные величины исследования;
3) формулировать и объяснять гипотезу;
4) подбирать необходимое для проверки гипотезы оборудование;
5) составлять план исследования для проверки гипотезы;
6) собирать экспериментальную установку;
7) собирать и записывать в таблицу данные, полученные в ходе эксперимента;
8) обрабатывать данные и представлять их в графической форме;
9) делать вывод относительно правомерности поставленной гипотезы;
10) анализировать достоверность данных;
11) предлагать улучшения эксперимента для устранения неточностей или ошибок; 12) делать практические выводы о возможном и необходимом применении полученных знаний;
Как выбрать тему исследования. Все темы можно разделить на 3 группы:
- фантастические (несуществующие: самим разработать);
- эмпирические (проведение собственных наблюдений и экспериментов);
- теоретические (работы по изучению и обобщению фактов, материалов, содержащихся в разных источниках. Это то, что можно спросить у других людей, это то, что написано в книгах и т. п. и др. ).
Правила выбора темы:
- Тема должна быть интересна ребенку, должна увлекать его (добровольная основа склонности ребенка).
- Тема должна быть оригинальной, в ней необходим элемент неожиданности, необычности. (Познание начинается с удивления).
- Тема должна быть выполнена относительно быстро. (Первые исследовательские опыты не должны требовать длительного времени).
Кроме этого проблема должна соответствовать возрастным особенностям детей. Одна и та же проблема может решаться детьми разного возраста на разных этапах обучения по-разному с различной степенью глубины.
Следует учитывать желания и возможности, есть ли средства и материалы, литература и др. необходимые элементы – т. е. база для решения данной проблемы.
Характер заданий при исследовательском методе может быть самым разным: классные лабораторные работы и домашние практические задания; решение аналитических проблем; задания кратковременные и предполагающие необходимым определенный срок (неделю, месяц); задания групповые и индивидуальные; работы для участия в учебно-исследовательских проектах (районный конкурс “Я и Земля” им. В. И. Вернадского (апрель-ноябрь 2006; темы, над которыми работают учащиеся: “Экологические проблемы сельской усадьбы”, Экологический мониторинг реки Ситовка”, “Школа как экосистема”, “Исследование несанкционированных свалок на территории села Новоюрьева и их влияние на окружающую среду”; работы для участия в работе конференций (1-ая Областная научная конференция школьников “Путь в науку”, Мичуринск, ноябрь 2006), темы работ, представленных на конференцию: “Изучение факторов, влияющих на движение вод Гольфстрима”, “Изучение влияния солнечной активности на человека”; работы для участия в фестивале исследовательских и творческих работ учащихся “Портфолио” Издательского Дома “Первое сентября”: “Научно-практическое и теоретическое значение трудов И. В. Мичурина для отечественного садоводства”, работа заняла второе место на областном конкурсе исследовательских работ “И. В. Мичурин – великий преобразователь природы”).
Занятия исследовательской деятельностью имеют свои “плюсы” и “минусы”.
К положительным моментам можно отнести общеучебные умения и навыки, формирующиеся в процессе исследовательской деятельности. Это:
- рефлексивные умения;
- поисковые (исследовательские) умения;
- навыки оценочной самостоятельности;
- умения и навыки работы в сотрудничестве;
- менеджерские умения и навыки;
- коммуникативные умения;
- презентационные умения и навыки.
Негативные стороны исследовательской технологии:
- неравномерность нагрузки учащихся и преподавателей на разных этапах работы;
- сложность системы оценивания вклада каждого исполнителя;
- риск неудачного окончания работы;
- повышение эмоциональной нагрузки и на учащихся, и на преподавателя;
- невозможность включить значительное число учащихся в исследовательскую работу.
Занятие научно-исследовательской деятельностью – это хорошая стартовая площадка для тех учащихся, которые планируют в будущем продолжить свое образование в высших учебных заведениях.
Задача учителя-организатора исследовательской работы, - выявить одаренных учащихся и спланировать совместную работу таким образом, чтобы ребята смогли проявить себя в том или ином направлении деятельности.
К сожалению, школа уделяет недостаточно внимания основам организации научно-исследовательской работы. Как следствие – неумение учащихся написать реферат в соответствии с научными требованиями. Школьный реферат чаще всего – простое переписывание материала по теме из одного-двух литературных источников. Не соблюдается ни структура реферата, ни правила написания научных работ. Превалируют работы описательного характера, в то время как необходимо выполнять работы аналитические.
Решить проблему внедрения исследовательской и проектной деятельности в школе могут:
- создание в школах научных обществ учащихся (в нашей области 44 школы имеют такие организации)
- введение элективного курса “Исследовательская деятельность учащихся”
- материальное стимулирование педагогов, занятых исследовательской и проектной деятельностью.