Организация научно-исследовательской работы школьников в гимназии № 122 г. Казани
Главным мерилом индивидуальности человека является его активная деятельность, направленная на преобразование социальной действительности и его самого. Эти активные творческие силы необходимо формировать в человеке с детства, и школе с ее организованным педагогическим влиянием принадлежит в этом ведущая роль. Развитию активности, самостоятельности действий ученика способствует включение в учебный процесс разносторонней деятельности, открывающей объективные возможности для проявления индивидуальности учащихся.
Развитие деятельности в педагогическом процессе означает и поступательное развитие личности, поскольку постепенно меняется характер деятельности: от исполнительской к исследовательской.
На первых этапах обучения в начальной школе познавательная деятельность носит исполнительский характер, хотя уже и тогда содержит элементы исследований и маленьких открытий. В средней школе повышается роль самостоятельности учащихся в учебном процессе. Проявления этой самостоятельности многообразны. Они выражены в том числе и в желании расширить и углубить познавательную деятельность за счет источников социальной коммуникации, Интернет, в желании учащихся использовать в учебной деятельности знания, умения, приобретенные ими за пределами учебного процесса.
В старшей школе самостоятельная работа приобретает характер исследовательской. На этом виде деятельности учащегося остановимся подробнее.
В естествознании исследовательская деятельность неразрывно связана с лабораторным экспериментом. Поэтому проблема поддержания интереса к науке химии или науке биологии сводится к организации грамотного лабораторного эксперимента. Здесь, по-видимому, возможны два варианта. Наиболее распространенный для такого города, как Казань, крупного научного центра и города с большим количеством знаменитых ВУЗов - это сотрудничество с одним из таких ВУЗов. Казанский государственный университет, Казанский технологический университет много работают со школьниками города. Но роль школьного учителя при этом естественным образом сводится на нет.
Второй вариант - попытаться организовать научно-исследовательскую работу непосредственно в школьной лаборатории. Широко используя возможности первого варианта, мы попытались пойти и по второму пути.
На уроке химии ребятам было предложено испытать свои силы в решении такой актуальной проблемы, как очистка водопроводной воды от солей тяжелых металлов путем адсорбции катионов или анионов этих металлов на новом адсорбенте - модифицированном диатомите, который был предоставлен в наше распоряжение казанскими учеными. Изучение адсорбирующей способности диатомита проводилось следующим образом. Были приготовлены водные растворы солей различных концентраций. Выбирались те соли, которые имеют окрашенные водные растворы - кристаллогидрат сульфата никеля, медный купорос, бихромат калия. От каждого раствора определенной концентрации отбирались образцы по 50 мл. Они помещались в пробирки, куда предварительно насыпали одинаковое по массе (1 г) количество гранулированного адсорбента. В том же штативе помещались "растворы сравнения" - растворы исследуемой соли разных концентраций. Приготавливались растворы сравнения с убывающей концентрацией, разница между двумя соседними образцами составляла 0.5%. Через определенные промежутки времени отмечалось изменение окраски каждого из исследуемых растворов путем визуального сравнения его с подходящим по интенсивности окраски контрольным раствором. В предварительных опытах был проведен подбор оптимальной концентрации каждой соли так, чтобы обесцвечивание большей части образцов проходило за разумный промежуток времени (не более 5-6 часов).
Таким образом, эксперимент не требовал сложного оборудования и не был чрезмерно трудоемким. Однако он позволил сделать интересные выводы о возможности использования данного адсорбента для очистки воды от ионов тяжелых металлов, установить область концентрации каждой соли, в которой адсорбент наиболее эффективен. Результаты этой работы докладывались на пятой Поволжской конференции старшеклассников (бессменный организатор этих конференций - Казанский государственный университет) и были удостоены поощрительного диплома.
Представляется интересным опыт и наших учителей биологии. Концепция преподавания биологии выстраивается ими в рамках конструктивного преподавания. Основные позиции этого подхода:
- выявление имеющихся у детей знаний и выстраивание на их основе системы научных знаний,
- вовлечение учащихся в обсуждение научных концепций в контексте их повседневного опыта,
- приобщение ребят к научной работе и оценка использования ими научных данных,
- организация лабораторных работ, формирующих исследовательские навыки, а не просто проведение эксперимента, подтверждающего положения учебника,
- интеграция предметов (биология, химия, физика, география и др.) в один комплекс,
- признание роли различных мнений, формирование умения отстаивать свое мнение и экспериментально подтверждать его.
В качестве иллюстрации воплощения изложенных принципов при организации исследовательской деятельности учащихся приведем основные тезисы из работы ученицы 9-го класса Алишевой Дианы. Результаты работы докладывались на третьей Поволжской конференции старшеклассников имени Н.И.Лобачевского и также были удостоены диплома.
"Музыка и растения… Связь этих слов между собой поначалу кажется невероятной. Один из пионеров изучения действия музыки на растения - индийский ученый Сингх. Эксперименты, проведенные Сингхом, вызвали у нас желание повторить их, естественно, добавив свои исследования. Мы взялись за экспериментальную проверку на луковицах репчатого лука, выращиваемых в вегетативных сосудах в трех одинаковых по режиму лабораториях с той лишь разницей, что в одной из них непрерывно звучала музыка едва различимых шумов ветра и падающей воды, в другой тяжелый рок, а в третьей (контрольной) - тишина. Закончились опыты измерением сухого веса листьев, корней по стандартно разработанной методике. Исследования четко показали, что на музыку шумов ветра и воды растения отзывались положительно, в то время как на тяжелый рок растения отвечали уменьшением размеров листьев и корней, снижением веса.
Наши опыты свидетельствуют о том, что этот метод можно применять и в сельском хозяйстве нашей страны. Только подумайте, сколько выгоды и прибыли может он принести!"
Таким образом, для старшеклассников школа, и особенно школа профильная, должна и может стать центром организации исследовательской деятельности. В своей гимназии мы стремимся именно к этому. В роли координатора научно-исследовательской работы по направлениям выступает "Школьная Академия Наук Спектр" - сокращенно ШАНС. Школьная же лаборатория при этом становится неким центром общения ребят, местом их первых научных дискуссий и первых научных результатов, выполненных пусть не на самом высоком научном уровне, но кропотливо и вдумчиво.