Исследовательская деятельность как фактор реализации компетентностного подхода в образовании

Во всем мире экономические структуры отвечают сегодня на вопрос о том, какие качества, какие способности необходимы человеку современности и ближайшего будущего. По всем признакам, это предприимчивость, самостоятельность, ответственность, коммуникабельность, способность видеть и решать проблемы автономно и в группах, готовность и способность постоянно учиться новому в жизни и на рабочем месте, самостоятельно и при помощи других находить и применять нужную информацию, работать в команде и т.д. Все эти свойства и качества необходимы любому человеку любой профессиональной деятельности. Они и являются ключевыми компетенциями. Исследовательская деятельность способствует формированию и развитию информационной, коммуникативной, проблемной и кооперативной компетенций.

Следует различать научное и учебное исследование. Научное исследование – это постановка и решение объективно новой проблемы, получение объективно новых знаний.

По мнению Кривых С.В., главной целью учебного исследования является развитие личности учащегося, а не получение объективно нового результата, как в “большой” науке. В ходе учебного исследования учащимся приобретается функциональный навык исследования как универсального способа освоения действительности, развивается способность к исследовательскому типу мышления, активизируется личностная позиция учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (т.е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося)[5]. Исследовательский метод также призван развивать творческие склонности и способности каждого ребенка, пришедшего в школу.

Педагог выступает как организатор формы и условия исследовательской деятельности, благодаря которым у ученика формируется внутренняя мотивация подходить к любой возникающей перед ним научной или жизненной проблеме с исследовательской, творческой позиции. Лернер Г.И. считает, что в курсе биологии исследовательский метод может применяться практически во всех лабораторных работах, при решении задач, при самостоятельном проведении полевых или лабораторных экспериментов, при создании исследовательских проектов. Каждая из этих форм исследовательской работы требует обязательного прохождения большей части или всех необходимых этапов исследования:

• наблюдения фактов и явлений;
• постановки проблем;
• выдвижения гипотез;
• планирования этапов исследования;
• выявления связей данного явления или проблемы с другими;
• формулирования и объяснения решения;
• проверки решения;
• практических выводов о возможном применении полученных знаний.

Важно, что перечисленные пункты в той или иной степени касаются решения любой творческой задачи — от написания сценария фильма или пьесы по биологии до серьезного академического исследования. В самом деле, разве не должен ученик, решивший написать сценарий пьесы о фотосинтезе, выяснить, что написано по этому поводу до него, поставить проблему нового подхода к материалу, воплотить замысел в постановке, проверить реакцию читателя и зрителя. Так же шестиклассник, выясняющий степень влияния рН среды на рост и развитие растения, проходит все этапы исследования, начиная с наблюдений и заканчивая оформленным представлением результатов эксперимента в виде научной работы [6].

Я использую исследовательский метод в урочной и внеурочной деятельности. Во внеурочной деятельности это представлено выполнением индивидуальных исследовательских работ, где учитель выступает в роли научного руководителя. Исследовательская деятельность является значимой в том случае, когда мотив проведения исследования является внутренней потребностью ученика, а проблема, которую он раскрывает, - субъективно интересна и значима для него. Именно поэтому весьма существенным становится вопрос выбора и определения темы и проблемы исследования совместно с учителем. Некоторые темы исследований, проведенных моими учениками:

• “Индивидуальные качественные различия памяти у старшеклассников и методы ее совершенствования”. Выявлялись преобладающие типы памяти у старшеклассников и разрабатывались рекомендации наиболее эффективных способов использования памяти при подготовке к экзаменам.
• “Особенности питания современных школьников. Пищевые добавки: за и против”. Изучался состав потребительской корзины учащихся школы, анализировалась осведомленность старшеклассников о принципах рационального питания, о его влиянии на здоровье человека, о применении пищевых добавок в продуктах питания, проводился анализ этикеток излюбленных пищевых продуктов на наличие в них пищевых добавок.
• “Косметика и здоровье. Важно ли знать состав косметических средств?” Изучалась осведомленность старшеклассниц о вредном влиянии некоторых компонентов косметических средств на здоровье, выяснялись критерии выбора косметики девушками, проводился анализ по этикеткам состава косметических средств, популярных среди старшеклассниц.
• “Избыточный вес и ожирение – следствие современного образа жизни”. Оценивался уровень физической активности школьников, соблюдение учениками принципов рационального питания, определялось количество детей, страдающих избыточным весом и ожирением, устанавливалось, существует ли взаимосвязь между образом жизни школьников и появлением у них избыточного веса и ожирения.
• “Исследование визуальной среды школы”. Оценивалась степень агрессивности визуальной среды школы.
• “Экологическая характеристика классной комнаты”. Определялось санитарно- гигиеническое и эстетическое состояние кабинета биологии и составлялась его экологическая оценка.

Эти исследования не отличаются новизной. Но, речь идет об учебных исследованиях, результатами которых часто являются известные обществу знания. Важно, какие преобразования произошли с личностью учащегося-исследователя.

Анализ тем некоторых работ, представленных на научно-исследовательских конференциях разного уровня, показывает, что научные руководители часто на первое место ставят получение награды за работу, а не самостоятельно полученные знания, являющиеся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося. В подтверждение своих слов приведу примеры некоторых тем НИР:

“Физиологический и патоморфологический аспект операции имплантации нерва в сосуд при травматических параличах нижних конечностей”.

“Сравнительная оценка операций у больных с перфоративными пилородуоденальными язвами”.

“Особенности ремоделирования системы миокарда у больных с сочетанием артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца”.

“Метод трансторакального введения электрокардиостимулятора” [7].

“Подземная газификация угля как одно из направлений снижения техногенной нагрузки в угольном районе Кузбасса” [8].

Неужели эти проблемы субъективно интересны и значимы для подростка?

Исследовательский метод обучения может быть эффективен только тогда, когда учитель выстраивает целостную систему обучения, в которой этому методу отводится значительная роль. Поэтому важно использовать его не только во внеурочное время. При организации исследовательской работы в рамках обычного урока происходит переход от трансляции непререкаемых истин к самостоятельному поиску решения проблемы учащимися. Способность к поиску может целенаправленно формироваться и развиваться у учащихся под руководством учителя на уроках при решении проблемных биологических задач исследовательского характера. Каждая задача представляет собой описание конкретной ситуации, возникшей в процессе биологического исследования и требующей своего разрешения путем логического анализа с привлечением уже известных ранее знаний в области биологии. Бессистемное применение проблемных задач малоэффективно. Необходимо применять систему задач, отвечающих следующим требованиям.

1. Система задач должна охватывать основные проблемы науки.

2. Она должна отражать методы научного познания.

3. В задачах должны найти свое отражение все процедуры творческой деятельности: видение проблем; умение выдвигать гипотезы; умение осуществлять перенос знаний и умений в новую ситуацию; видение многофункциональности объекта; конструирование нового способа решения проблемы на основе известных способов; видение альтернативы решения.

4. Задачи должны постепенно усложняться.

5. Подлинно исследовательские задачи должны требовать от учащегося самостоятельного поиска информации, причем на доступном, но достаточно высоком уровне [6].

Построение такой системы задач только отчасти можно возложить на плечи учителя. На самом деле это дело общей методики обучения биологии. Тем не менее, зная приведенные требования, учитель может накопить, отобрать и выстроить в определенной логике систему таких задач. В этом году я начала работу над формированием банка исследовательских задач по биологии.

В книгах В.А. Бухвалова показаны алгоритмы составления биологических задач, в том числе и творческих. К каждому алгоритму приведен тип формулировки задачи.

1. Задачи на выбор информации.

Выберите признаки, характерные для …

2. Задачи на исправление ошибок.

Исправьте ошибки…

3. Задачи на сравнение и сопоставление выводов.

Сравните строение, функции, образ жизни и т.д.

4. Задачи на установление взаимосвязей.

Установите взаимосвязи между питанием и фотосинтезом; строением и образом жизни и т.д.

5. Задачи на выявление приспособлений.

Какие приспособления имеются у росянки, венериной мухоловки для ловли насекомых?

Выявить приспособление рыб к текучести воды (для определения скорости и направления течения). Представьте себе: “в аквариум с плавающими рыбами опустили карандаш. Рыбы бросились прочь. То же самое проделали с теми же рыбами, предварительно одетыми в “купальные костюмы” с разрезами для глаз, жабр, плавников и рта. Рыбы при этом ничуть не испугались”. Как можно объяснить такую реакцию рыб? [2]

6. Задачи на определение значения приспособлений.

Какое значение имеет выделение фитонцидов у растений?

7. Задачи на выявление противоречий.

Существует два вида муравьев, питающихся одной пищей в разное время суток. Объясните активность муравьев в разное время суток.

8. Задачи на постановку опытов.

Вам нужно изучить сезонные изменения численности сибирских бурундуков. Что вы должны сделать, чтобы получить представление о численности бурундуков в каждый момент исследования? Опишите план работы, укажите порядок действий при её выполнении.

9. Задачи на выдвижение гипотез.

Предложите гипотезы для объяснения данного факта или явления.

Некоторые грибы в тропических лесах светятся и создают столько света, что при желании можно было бы читать. Зачем они это делают?

10. Задачи на объяснение результатов опыта.

С помощью очень тонких игл, приспособленных для микроманипуляции, извлекли из живой амебы ядро, не повредив цитоплазму, амеба некоторое время жила, но ее активность стала некоординированной. Так, заглатывая пищу, амеба ее выбрасывала, не переваривая, вскоре амеба погибла. В другую безъядерную, но не погибшую амебу ввели (пересадили) ядро, взятое от другой амебы, произошло полное восстановление жизнедеятельности этой амебы, вскоре амеба с пересаженным ядром ничем не отличалась от других амеб. Объясните результаты опыта.

11. Задачи на анализ гипотезы [6].

Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные “частицы” вещества содержат некое “активное начало”, которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель считал, что активное начало содержится в оплодотворенном яйце, тине, солнечном свете. Выскажите Ваше мнение.

Последовательное сочетание подобных заданий при изучении биологии побуждает школьников к самостоятельному поиску решения проблемы.

При грамотно спланированной системной работе будут формироваться и развиваться ключевые компетенции.

1. Сергеев И.С., Блинов В.И. Как реализовать компетентностный подход на уроке и во внеурочной деятельности: Практическое пособие. – М.:АРКТИ, 2007. – 132 с.
2. Кульневич С.В., Лакоценина Т.П. Современный урок. Часть III: Проблемные уроки. Научно-практическое пособие – Ростов н/Д: Изд-во “Учитель”, 2006. – 288 с.
3. Романовская М.Б. Метод проектов в учебном процессе. Методическое пособие./М.: Центр “Педагогический поиск”, 2006. – 160 с.
4. Колюченко А.К. Энциклопедия педагогических технологий: Пособие для преподавателей. – СПб.: КАРО, 2006. – 368 с.
5. Организация профильного обучения: Учебно-методическое пособие / Авторы – составители С.В.Кривых, Г.Н.Шорникова, В.М Жураковская. Часть 2. Методика профильного обучения. – Новокузнецк: изд-во МОУ ДПО ИПК, 2004. – 213 с.
6. Лернер Г.И. Методы обучения, их специфика. - ИД "Первое сентября", газета "Биология" № 37, 2004.
7. Работы, допущенные до второго тура Конкурса юношеских исследовательских работ им. В.И. Вернадского 2002-2003 г/http//2003.vernadsky.info/works/index.html.
8. Программа III региональной научно-исследовательской конференции обучающихся 2007г. – Новокузнецк, 2007. – с.26