Исследовательская деятельность учащихся в процессе изучения естественнонаучных предметов

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПРЕДМЕТОВ

ПАРШУТИНА Л.А., САМОЙЛЕНКО П.И.

В статье рассматривается вопрос об исследовательской деятельности учащихся как одной из популярных форм учебной работы общеобразовательных учреждений, важной задачей которых является подготовить школьника-исследователя, владеющего современными методами поиска.

In this article the question on pupils research activity as one of popular forms of study of the educational institutions which important objective is to prepare the student-researcher, owning modern methods of search, is considered.

В настоящее время учебно-исследовательская деятельность учащихся становится популярной формой учебной работы и необходимым средством развития самостоятельного творческого подхода школьников к современной жизни. Одной из важнейших задач, стоящих перед школами сегодня является подготовка школьника-исследователя, владеющего современными методами поиска, способного творчески подходить к решению проблем, пополнять свои знания путем самообразования.

В философском энциклопедическом словаре под термином «исследование» понимается «процесс выработки новых научных знаний, один из видов познавательной деятельности. Исследование характеризуется объективностью, воспроизводимостью, доказательностью и точностью» [3].

Исследовательская деятельность направлена на получение новых знаний, на обогащение общественного и личного опыта, помогает развить у учащихся следующие ключевые компетентности:

1. автономизационную - быть способным к саморазвитию, самоопределению, самообразованию.

2. коммуникативную - уметь вступать в общение.

3. информационную - владеть информационными технологиями, работать со всеми видами информации.

4. продуктивную - уметь работать, быть способным создавать собственный продукт.

Сегодня многие методисты и школьные педагоги отмечают, что основная особенность исследования в образовательном процессе - то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в «большой» науке. Если в науке главной целью является получение новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности - в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний, т.е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося [2].

Содержанием учебно-исследовательской деятельности являются общие способы учебных и исследовательских действий, направленные на решение конкретно-практических и теоретических задач.

Для успешной реализации и активизации учебно-исследовательской деятельности учащихся в учебно-воспитательный процесс способствуют факторы, условия и общие принципы организации учебного процесса (схема 1).

Факторы

1. Личностно ориентированный подход к обучению.

2. Ориентация на продуктивное достижение результата.

3. Проблемное обучение как инструмент развития опыта творческой деятельности.

4. Креативная организация учебного процесса, максимальное насыщение его творческими ситуациями.

5. Создание ситуации совместной поисковой деятельности.

6. Детализация учебного процесса.

7. Создание психологической атмосферы, оптимальных условий для творческой деятельности.

Условия

1. Доброжелательная атмосфера в коллективе.

2. Сочетание индивидуальных и коллективных форм обучения.

3. Структурирование учебного материала по принципу нарастания познавательной трудности учебной работы.

4. Вооружение учащихся рациональными приёмами познавательной деятельности.

5. Формирование внутренних стимулов к учению, самообразованию и др.

6. Детализация учебного процесса.

7. Создание психологической атмосферы, оптимальных условий для творческой деятельности.

Общие принципы

1. Педагогическое руководство в создании мотивов и стимулов к учению.

2. Привитие интереса к изучаемому объекту.

3. Вооружение учащихся необходимыми приёмами познавательнопоисковой деятельности.

4. Систематическое осуществление принципа индивидуализации в обучении.

5. Широкое использование технических и наглядных средств обучения.

6. Внедрение в практику работы и систематическое использование компьютерных технологий.

7. Разработка творческих заданий, требующих нестандартных решений и самостоятельного поиска источников информации.

8. Сочетание и соединение дидактически и методически обоснованных методов, способствующих развитию познавательной деятельности и творческих способностей учащихся.

Схема 1

Привлечение школьников к учебным исследованиям должно идти в двух направлениях — содержательном и организационном. Содержательная самостоятельность проявляется и том, чтобы учащийся мог без помощи со стороны поставить перед собой учебную задачу и представить ход её решения. Организационная самостоятельность выражается в умении ученика организовать свою работу по решению постановленной задачи.

Учебно-исследовательская деятельность по естественнонаучным дисциплинам сочетает в себе использование теоретических знаний и эксперимента, требует умения моделировать, строить план исследования, осуществлять эксперимент, иметь навыки построения схем, диаграмм. Учащийся должен научиться сам формулировать изучаемую проблему, выдвигать и обосновывать причины ее возникновения, разрабатывать и проводить эксперимент, делать выводы и предложения. Хорошо организованная учебно-исследовательская деятельность способствует формированию у учащихся естественнонаучных знаний по общим, региональным и локальным проблемам.

Учебно-исследовательская деятельность по естественнонаучным предметам определяет следующие задачи.

1. Формирование интереса к познавательной, творческой, экспериментальноисследовательской деятельности;

2. Создание условий для социального и профессионального самоопределения школьников;

3. Совершенствование исследовательских умений школьников;

4. Развитие творческих способностей и личностных качеств учащихся;

5. Ориентация на дальнейшее продолжение образования в вузе.

В педагогической практике многие годы складывается целенаправленная работа по организации системы различных форм и видов деятельности по приобщению учащихся к природе и ее исследованию. Из всего многообразия видов учебно-исследовательской деятельности учащихся по естественным наукам можно выделить три основных: теоретические исследования; прикладные, опытно-проблемные исследования; системные, комплексные исследования

по единой программе экологического мониторинга.

Естественнонаучные предметы - биология, химия, физика, экология имеют реальные возможности приобщить учащихся к учебно-исследовательской работе, развить их творческие способности. Длительные наблюдения, эксперимент, самостоятельные учебные исследования могут и должны стать неотъемлемой частью преподавания этих предметов.

Учебно-исследовательская деятельность осуществляется как в урочное время, так и во внеклассной работе. Однако полноценное учебное исследование практически невозможно вместить в рамки традиционного урока, только отдельные элементы исследовательского метода можно отрабатывать на уроке (табл. 1).

Таблица 1. Элементы учебно-исследовательских работ на уроках

Предмет Тема урока Тема исследовательской работы Цель исследовательской работы

Биология Раздел «Человек и его здоровье» «Дыхательная система», «Обмен веществ» «Влияние спорта на здоровье школьников» Учащимся предлагается: 1. Изучить функциональное состояние дыхательной системы. 2. «Определить энерготраты при различной физической нагрузке. 3. Составить рацион дневного питания.

Раздел «Общая биология» «Среда обитания организмов и ее факторы» «Изучение экологического состояния экосистемы водоёма» Учащимся предлагается: 1. Изучить видовое разнообразие водоема с помощью определителей. 2. Определить экологическое состояние воды с помощью органолептических характеристик.

Физика (интеграция -физика, экология, химия) «Электрический ток» «Электрический ток в растениях» Учащимся предлагается: 1. Провести наблюдения и доказать в результате чего и из какой материи образуется ток (биоэлектрический потенциал) и промежуток времени его работы. 2. Провести опыты с растениями, чтобы посмотреть какое из них имеет большее количество проводящих путей.

Физика «Лазеры» «Измерение скоростей и расстояния с помощью лазера» Учащимся предлагается: 1. Рассмотреть и испытать на практике простейшие способы измерения расстояний и скоростей с помощью лазера. 2. Предложить практически приемлемый лазерный дальномер и измеритель скорости.

Химия «Биологически важные вещества» «Определение витамина С в различных напитках» Учащимся предлагается: 1. Провести количественный анализ витамина С в некоторых соках, нектарах, напитках, коктейлях».

Химия «Химические реакции. Скорость химических реакций» «Изучение факторов, влияющих на ход проведения химических колебательных реакций» Учащимся предлагается: 1. Рассмотреть современное состояние проблемы колебательных реакций. 2. Изучить некоторые аспекты их использования в различных областях науки и техники.

Во время выполнения учебно-исследовательской работы на уроках биологии, химии, физики значительно изменяется роль учителя, который из «источника» информации превращается в «проводника» по информационному пространству. Учитель выступает не столько в роли интерпретатора науки и носителя новой информации, сколько умелым организатором систематической самостоятельной поисковой деятельности учащихся по получению знаний, приобретению умений и навыков и усвоению способов умственной деятельности.

Тематика исследований по естественнонаучным предметам чрезвычайно разнообразна. Главное, чтобы работа соответствовала интересам учащегося, его возрастным, индивидуальным и ин-

теллектуальным возможностям. Для наблюдений и исследований отбирают такие объекты и явления, которые наиболее типично и ярко отражают существенные стороны местных природных условий; доступны для систематических и регулярных наблюдений; могут быть использованы в учебном процессе для формирования и развития у учащихся естественнонаучных понятий, логического мышления, познавательных интересов, совершенствования практических умений и навыков.

Наиболее глубокие и содержательные учебно-исследовательские работы выполняются в ходе внеклассной деятельности. Основное и дополнительное образование, как правило, существуют параллельно, пересекаясь спонтанно и периодически. Вместе с тем, взаимосвязь базового и дополнительного образования способствует целенаправленному формированию системы прочных, осознанных учеником знаний и овладению им надпредметными умениями, открывает широкие возможности для учебно-исследовательской деятельности.

К дополнительному образованию в школьном пространстве относится все то, что помогает расширять кругозор ученика, формировать его отношение к жизни, умение применять полученные знания для решения жизненных задач, исследовательские навыки.

Известны различные активные формы обучения во внеурочной деятельности:

— предметные кружки, в которых приоритет отдается поисковой, дискуссионной формам работы, а цели имеют исследовательский характер;

— специально организованные дискуссионные клубы, в которых для каждого занятия специально предлагается проблема для обсуждения;

— периодическое издание школьного печатного органа исследовательского плана;

— деловые игры с проектной и исследовательской направленностью;

— конкурсы исследовательских работ, в которых задаются и особо поощряются приоритетные направления и приоритетные проблемы;

— конкурсы исследовательских идей (проблем), проводимые по критериям практической, и даже научной ценности;

— факультативы, объединяющие разновозрастных детей вокруг победившей в конкурсе исследовательской проблемы;

— широкое использование на уроках проблемного подхода, проблемного метода и дискуссий;

— разнообразные формы презентации результатов исследовательской работы.

Взаимосвязь базового и дополнительного образования осуществляется через проведение

учебно-исследовательской деятельности. Учебно-исследовательскую деятельность наиболее эффективно проводить во время кружковой работы, использовать метод наблюдения.

В науке метод наблюдения рассматривается как преднамеренное и целенаправленное восприятие явлений окружающей действительности, обусловленное конкретной задачей исследования или практики.

Успешность наблюдения зависит от ряда факторов:

— грамотно поставленной цели наблюдения и выбранного для её достижения объекта;

— наличия у школьников достаточного запаса знаний и технологии проведения;

— наличие необходимого для наблюдения инструментария.

Педагогическая практика показывает, что организация учебно-исследовательской деятельности по естественным наукам во время внеклассной работы увлекает школьников, служит хорошим стимулом для углубленного изучения предмета и побуждает к активной практической деятельности по изучению и охране природы. Учащихся также интересует здоровый образ жизни, забота о своем здоровье и здоровье окружающих. В связи с этим учащимся можно предложить провести исследовательские работы на следующие темы (табл. 2).

Таблица 2. Темы учебно-исследовательских работ о естественнонаучным предметам

Темы по биологии Темы по физике Темы по химии

1. Сравнительный анализ ви- 1. Альтернативная энергия: ис- 1.Фотоколориметрическое опре-

Темы по биологии Темы по физике Темы по химии

дового разнообразия растений леса. 2. Определение чистоты воздуха методом лихеноиндикации. 3. Влияние биогумуса на рост и развитие растений. 4. Дачный участок как экосистема. 5. Удивительный мир дрожжей. 6. Влияние пищевого фактора на миграцию птиц. 7. Влияние фитонцидов растений на рост и развитие бактерий. 8. Обнаружение наличия в воздухе микроорганизмов. 9. Зубы - залог полноценного развития организма. 10. Биологически активные добавки еда или лекарство. точники, физические явления, технология использования. 2. Диэлектрики в электростатическом поле. 3. Аналитическая механика и численное моделирование. 4. Рефракция и физические характеристики органических молекул. 5. Простые модели движения жидких пленок. 6. Кумулятивный эффект. 7. Измерение скоростей и расстояния с помощью лазера. 8. Физические основы пироэлектричества. 9. Свет и зрение. 10. Электрический ток в растениях. деление марганца в питьевой воде. 2.Щелочные металлы и их свойства. 3. Содержание свинца в предметах обихода. 4. Получение сплава никель-цинк электролитическим способом. 5. Анализ пищевых продуктов. 6. Индикаторы. 7.Работа по исследованию бумаги. 8. О содержании тяжелых металлов в сигаретах. 9. Физико-химические методы анализа проб воды. 10. Химический анализ питьевой воды.

Несмотря на то, что в системе дополнительного образования не принято выставлять оценки, педагоги находят средства стимулирования учащихся к личным достижениям. Результаты исследовательской деятельности учащиеся могут представить как самостоятельную работу на олимпиаде, как доклад на научно-исследовательской конференции школьников, как статью в одном из периодических изданий.

Учебно-исследовательская деятельность учащихся - это жизнь для самоутверждения, на котором индивидуальность личности не ограничивается образовательными программами и традиционными технологиями, это путь, на котором научный поиск становится потребностью.

Библиографический список:

1. Алексеев Н.Г., Леонтович А.В., Обухов С.А., Фомина П.Ф. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся// Исследовательские работы школьников. 2001. - №1. - С. 24 - 34.

2. Леонтович А.В. Исследовательская деятельность как способ формирования мировоззрения. // Народное образование, № 10, 1999.

3. Философский энциклопедический словарь/ Под ред. Губского Е.Ф.

4. Школьный экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие/ Под. ред.

Т.Я. Ашихминой. - М.: АГАР, 2000.

5. Чистякова С.Н., Лернер П.С., Титов Е.В. и др. Исследовательская практика школьников в

профильном обучении: книга для учителя. - М.: 2006. -145 С.

Ключевые слова: учащиеся, исследовательская деятельность, учебно-воспитательный процесс, естественнонаучные предметы.

Keywords: pupils, research activity, teaching and educative process, natural-science subjects.