Развитие эколого-проектировочного компонента в ходе исследовательской деятельности студентов в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам

РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГО-ПРОЕКТИРОВОЧНОГО КОМПОНЕНТА В ХОДЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ

С.М. Файрушина, И.Т. Гайсин

Аннотация. Статья посвящена изучению проблемы развития экологической культуры студентов педагогических вузов в ходе исследовательской деятельности. Рассматривается вопрос формирования и развития эколого-проектировочного компонента. Авторы полагают, что многообразие форм и методов эколого-направленной исследовательской работы дает студентам возможность найти занятие по душе, получить навыки по избранной специальности и, в конечном итоге, стать конкурентоспособными учителями.

Ключевые слова: экологическая культура, исследовательская деятельность, естественнонаучные дисциплины, эколого-проектировочный компонент, педагогическое образование.

Summary. The article is devoted to the development of ecological culture of students of pedagogical higher educational institutions during the research activity A problem of formation and development of the component's ecological design is considered. The authors suggest that a variety of ecologically directed research work methods gives students an opportunity to find a job to their liking, to take part in it for becoming more skilled in the chosen speciality and eventually to become competitive teachers.

104

Keywords: ecological culture, research activity, natural-science disciplines, ecological -designing component, pedagogical education.

Актуальность развития у будущих учителей экологической культуры в ходе выполнения исследовательских работ в условиях педагогического естественнонаучного образования обусловлена потребностями общественного развития, профессиональной значимостью ее для педагогов-практиков, личностной значимостью для студентов педагогических вузов и недо-

статочной научной разработанностью проблемы в педагогической теории.

Экологическая культура - предполагает наличие у человека определенных знаний и убеждений, а также его практические действия, согласующиеся с требованиями бережного отношения к природе [1, с. 138]. Экологическая культура становится важным показателем общественной активно-

сти и сознательности личности. Это не столько результат, сколько процесс: он осваивается, наращивается новыми современными знаниями, обогащается чувственным опытом и транслируется воспитанникам в виде экокультурных ценностей, информации и технологий [2, с. 34-35]. Экологическая культура не что иное, как сознание, материализованное в поступках, словах и делах людей, ибо дела -своеобразная проекция образа мыслей человека [3, с. 15].

В сфере экологического образования сегодня современной школе требуется педагог гибкий, мобильный и конкурентоспособный. Среднему образовательному учреждению в данный момент необходимы учителя в области обучения предметам естественнонаучного блока умеющие:

• устанавливать доброжелательные, доверительные взаимоотношения с учащимися, строить взаимодействие с ними для достижения положительных результатов, мотивировать их к предстоящей деятельности;

• влиять на формирование ученического коллектива, создание благоприятной среды их жизнедеятельности и общения;

• анализировать педагогические ситуации, выделять главное, существенное для отбора и структурирования содержания своих действий, формулировать образовательные и воспитательные задачи;

• формировать у учащихся целостную систему знаний о природе, обществе, человеке, ценностное отношение к окружающей среде;

• развивать творческие способности учащихся, их задатки и склонности в различных видах социально значимой деятельности.

Наше исследование посвящено развитию экологической культуры студентов педагогических вузов в ходе исследовательской деятельности, задачи которого направлены на то, чтобы рассмотреть процесс развития экологической подготовки высококвалифицированных специалистов - будущих учителей естественнонаучных дисциплин. По мнению Н.Г. Алексеева, рассмотрение процесса развития экологической грамотности является одним из важных моментов формирования экологической культуры. Вместе с тем, чтобы в перспективе смягчить и решить экологические проблемы и воспитывать в школах поколения учащихся обладающих основами экологической культуры, чтобы в перспективе смягчить и решить экологические проблемы и воспитывать в школах поколения учащихся обладающих основами экологической культуры [4, с. 24-33].

Для лучшего восприятия изложения исследования нами предлагаются следующие термины с соответствующими определениями:

Исследовательекая деятельность (ИД) -один из видов деятельности, связанный с поиском ответа на творческую исследовательскую задачу с заранее неизвестным решением. Под исследовательской деятельностью подразумевается восстановление некоторого порядка вещей по косвенным признакам, отпечаткам общего закона на конкретных, случайных предметах, что является принципиальной особенностью организации мышления при исследовании, с которым сопряжены развитие наблюдательности, внимательности, аналитических навыков [5, с. 19-20].

Учебная исследовательская деятельность - это вид деятельности, главной целью которого является образователь-

105

106

ный результат, она направлена на обучение учащихся, развитие у них исследовательского типа мышления. Главное здесь - не овладение новыми, доселе не известными фактами, а научение алгоритму ведения исследования. Конечно, учащиеся при этом получают новые знания в избранной ими области. Следует сказать, что при всей ответственности педагога за проведение работы необходимо помнить, что исследовательская работа требует от учащегося максимальной самодисциплины и самостоятельности от учащегося-исследователя. Руководитель лишь советует, ориентирует учащегося в мире информации - методологии, литературе, проблематике. Учебно-исследовательская деятельность студентов (УИДС) - вид самостоятельной познавательной деятельности, в которой осуществляется комплексное изучение объектов учебного исследования, формулируется его проблема, выдвигается гипотеза, происходит поиск путей решения проблемы, анализируются полученные результаты, производится их качественная и количественная оценка [там же, с. 31].

Научно-исследовательская деятельность - это вид деятельности, направленной на получение новых объективных научных знаний. Научно-исследовательская деятельность студентов (НИДС) является неотъемлемой составной частью обучения и подготовки квалифицированных специалистов, способных самостоятельно решать профессиональные, научные и технические задачи. Научно-исследовательская деятельность содействует формированию готовности будущих специалистов к творческой реализации полученных в институте знаний, умений и навыков, помогает овладеть методологией научного поиска, обрести исследователь-

ский опыт. Основной целью организации и развития научно-исследовательской деятельности студентов является повышение уровня научной подготовки специалистов с высшим профессиональным образованием и выявление талантливой молодежи для последующего обучения в аспирантуре и пополнения научно-педаго ги че ских кадров института [6, с. 88-89].

В ходе исследования нами проводи-лисьучебно- и научно-исследовательские работы в процессе обучения студентов естественнонаучным дисциплинам, где рассматривались вопросы формирования компонентов экологической культуры студентов педагогических вузов, а именно когнитивного, мотивационно-деятельностного, эмоционально-оценочного, эколого-ориентировочного и эко-лого-проектировочного компонентов. В данной работе нами будет рассматриваться только формирование и развитие эколого-проектировочного компонента студентов педагогических вузов при изучении естественнонаучных дисциплин. В процессе изучения нами был разработан комплекс исследовательских работ по химии, географии почв, экологии, которые были использованы для изучения объектов окружающей среды (см. табл. 1, 2, 3).

Исследовательские работы по химии позволяют закрепить знания и практические навыки, полученные на лабораторных занятиях по общей химии, влияние тех или иных химических элементов на живые организмы, значении избытка и недостатка химического элемента на здоровье живых организмов и человека.

Исследовательские работы по географии почв с основами почвоведения позволяют изучать почвы, используя междисциплинарный подход исследо-

Таблица 1

Исследовательские работы по химии

Комплекс исследовательских работ Содержание

1. Значение химического элемента в организме человека 1) возрастное содержание химического элемента в организме человека; 2) недостаток химического элемента в организме человека; 3) избыток химического элемента в организме человека; 4) пищевые продукты, содержащие исследуемый химический элемент

2. Изучение минеральных вод, поступающих в торговую сеть города Набережные Челны с позиции естественнонаучных дисциплин 1) химический состав минеральных вод; 2) география минеральных вод, поступающих в торговую сеть города Набережные Челны; 3) биологическое назначение минеральной воды; 4) физические и органолептические качества минеральной воды

3. Изучение цветных безалкогольных напитков с точки зрения естественнонаучных дисциплин 1) химический состав цветных безалкогольных напитков; 2) география поступления цветных безалкогольных напитков в торговую сеть; 3) возрастное предназначение для потребления в пищу цветных безалкогольных напитков; 4) физические и органолептические свойства напитков

Таблица 2

Исследовательские работы по географии почв с основами почвоведения

107

Комплекс исследовательских работ Содержание

1. Изучение цвета и окраски почвы 1) рассмотрение почв на разных территориях (равнинные, пойменные, лесные) Тукаевского района Республики Татарстан; 2) определение химического состава почвы по цвету почвы; 3) исследование изменения цвета на разных почвенных горизонтах; 4) проведение аналитического определения химического состава почвы; 5) составление анализа проведения научного исследования почвы

2. Изучение кислотности почвы и ее влияние на рост растительного покрова 1) изучение растительного покрова почвы исследуемого района; 2) исследование почвы на определение рН почвы; 3) составление соответствия химических анализов с растительным покровом исследуемой территории

3. Изучение степени влажности почвы 1) исследование влажности почвы на разных изучаемых территориях (равнинные, пойменные, лесные); 2) влияние влажности почвы на растительный покров и формирование механического состава почвы; 3) определение зависимости влажности почвы и растительного покрова исследуемого района

4. Изучение сложения, новообразований и включений почвы 1) исследование новообразований, включений в почвенных горизонтах; 2) определение сложения почвы и влияние его на формирование рельефа; 3) составление соответствий на основе исследования

Таблица 3

Исследовательские работы по экологии

108

Комплекс исследовательских работ Содержание

Исследование вод рек Тукаевского района на предмет всхожести семян редиса, пшеницы 1) исследование воды рек Тукаевского района на химический состав, физические свойства; 2) географическое расположение реки на исследуемой территории Тукаевского района; 3) размещение объектов сельского хозяйства и промышленности близи исследуемых рек, а также их предназначение; 4) изучение происхождения исследуемой культуры; 5) проведение опытно-экспериментальной работы

Исследование воздействия различных химических растворов на рост комнатного растения (на примере коланхоэ, герани, традесканции и других комнатных растений) 1)изучение происхождения исследуемой культуры; 2) изучение влияния различных химических веществ на живые и растительные организмы; 3) подготовка и проведение исследования; 4) составление отчета

Исследование воздействия различных химических растворов на рост растения укроп

Исследование загрязнения снежного покрова на территории г. Набережные Челны 1)снег - природное явление и его значение; 2) отбор проб снега на разных географических точках г. Набережные Челны; 3) проведение лабораторного исследования снега; 4) составление отчета

вания почвенных агрегатов. При этом формируются и закрепляются знания, полученные на лекционных, практических занятиях и полевой практике по географии почв, выявляются причинно-следственные связи изменения растительного и почвенного покрова, определяются появление одних растений и исчезновение других.

Исследовательские работы по экологии позволяют закреплять знания экологии, полученные на занятиях по экологии, экологии Республики Татарстан, общей экологии, экологии безопасности и жизнедеятельности. Разработанные исследования разрешают моделировать антропогенное воздействие на различные растения, выявлять причины загрязнения снеж-

ного покрова, наблюдать негативное воздействие различных веществ на растения и почвы.

Для исследования эколого-проек-ти ровочного компонента экологической культуры студентов нами разрабатывались и проводились различные работы исследовательского характера, составлялись программы, издавались учебные и учебно-методические пособия по проведению учебных и научно-исследовательских работ при изучении естественнонаучных дисциплин.

В эксперименте участвовали студенты 1-5 курсов Татарского государственного гуманитарно-педаго гиче ско-го университета Елабужского государственного педагогического универси-

тета, Набережночелнинского института социально-педагогических технологий и ресурсов, Казанского государственного технологического университета. Всего в исследование были вовлечены 135 студентов, преподаватели вузов, учителя - студенты отделения заочного обучения.

В эколого-проектировочном компоненте проверялись следующие умения: 1) проводить опрос - диагностирование; 2) работать с лабораторным оборудованием исследуемого объекта окружающей среды; 3) разрабатывать и поставить эксперимент; 4) составлять статистическую проверку гипотезы исследования; 5) проводить функциональный и корреляционный анализ исследования.

Нами были заданы следующие вопросы:

1. Умеете ли проводить диагностирование изучаемого объекта окружающей среды?

2. Какие методики диагностирования экологической культуры Вы знаете?

3. Назовите лабораторные методы исследования воды, почвы, атмосферного воздуха, растительного покрова?

4. Умеете ли Вы моделировать и исследовать экологическое состояние воды, растений, почвы?

5. Назовите способы измерения параметров питьевой воды и водоемов, воздуха в атмосфере и квартире, параметров почвы?

6. Назовите способы наблюдения за состоянием деревьев в лесной и городской зоне.

7. Как Вы проводите проверку поставленной Вашей исследовательской задачи?

8. Умеете ли Вы составлять вывод - отчет по исследовательской ра-

боте с представлением графического и электронного варианта?

9. Участвовали ли Вы на конференциях, семинарах с представлением своих экологических научных работ?

10. Какими видами научно - исследовательской деятельности Вам больше всего нравится заниматься?

Результаты проведенного опроса поместили в таблицу 4.

Как видим, ответы студентов на вопросы показывают, что растет интерес к экологическим исследовательским работам, увеличивается желание работать в области охраны и восстановления объектов окружающей среды.

Достоверность ответов гарантировалось тем, что ответы были анонимны.

1. Умение проводить диагностирования изучаемого объекта окружающей среды: в начале эксперимента положительно ответили 31%, в конце эта цифра увеличилась в три раза; количество отрицательных ответов снизилось с 69% до 3%.

2. Из ответов следует, что студенты в начале эксперимента были слабо знакомы с методами диагностирования экологической культуры, зато в конце эксперимента одну методику знали уже 40% студентов, 36% называли две методики, 21% четыре и более методики и только 3% не владели ни одной методикой.

3. Вопрос выявления практических навыков исследовательской деятельности студентов показывает, что в начале эксперимента не знали ни одного метода исследования воды, почвы, воздуха 59% студентов; в конце таких студентов не оказалось, что говорит о том, что внедрение в учебный процесс исследовательских работ позволяет научить будущего учителя методам ис-

109

Таблица 4

Выявление эколого-проектировочного компонента

110

Умения Вопросы Ответы %

Начало Конец

Проводить опрос 1 Да 31 97

Нет 69 3

2 4 и более методики 2 21

2-3 методики 17 36

1 методика 22 40

нет 59 3

Работать с лаборатор- 3 4 метода 1 13

ным оборудованием 3 метода 5 21

2 метода 12 34

1 метод 23 68

Нет ответа 59 -

4 Умею 12 64

Не умею 88 36

Разрабатывать и поста- 5 Все три параметра 5 25

вить эксперимент Два параметра 9 38

Один параметр 11 63

Нет ответа 75 -

6 Два способа 3 24

Один способ 21 67

Нет ответа 76 9

Составлять статистиче- 7 Экспериментально 5 36

скую проверку гипотезы Мониторинговым способом 81 38

исследования Расчётами 14 26

8 Умею 16 91

Не умею 84 9

Проводить функциональ- 9 Да 12 63

ный и корреляционный Нет 88 37

анализ исследования 10 Экологическими 6 28

Педагогическими 22 15

Методическими 38 23

Психологическими 34 34

следования объектов окружающей среды: 68% знают один метод, 34% - два метода, 21% - 3 метода и уже 13% называют все четыре метода.

4. Вопрос моделирования оказывается проблемным, так как ответы в начале эксперимента показывают о том, что умеющих моделировать исследовательскую работу оказалось всего 12% студентов, тогда когда в конце эксперимента их число вырасло в 5 раз. Но число не умеющих по-

прежнему осталось на уровне 36%, что, видимо, связано с отсутствием в учебных программах обязательного требования проведения научно-исследовательских работ.

5. На вопрос, умеете ли вы исследовать воду, воздух, почву, в начале эксперимента все три параметра назвали только 5% от числа опрашиваемых студентов; в конце исследования эта цифра выросла в 5 раз. Умеющих измерять два параметра в начале эксперимента - 9%,

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

1 срез

65

2 срез

3 срез

умеет проводить опрос

I умеет проводить лабораторный анализ исследуемого объекта

I умеет поставить эксперимент

составляет статистическую проверку гипотезы исследования

I умеет проводить функциональный и корреляционный анализ

Рис. 1. Показатели эколого-проектировочного компонента экспериментальной группы на констатирующем этапе эксперимента

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

91

=7

1 срез 2 срез 3 срез

умеет проводить опрос

умеет проводить лабораторный анализ исследуемого объекта

умеет поставить эксперимент

составляет статистическую проверку гипотезы исследования

I умеет проводить функциональный и корреляционный анализ

111

Рис. 2. Показатели эколого-проектировочного компонента экспериментальной группы на контрольном этапе эксперимента

в конце эксперимента эта цифра больше в 4 с лишним раза; процент не умеющих исследовать воды, воздух и почвы в конце исследования отсутствует совсем. Этот факт говорит о том, что введение в учебный процесс естественнонаучных дисциплин эколого-направ-ленных исследовательских работ просто необходимо.

6. Ответы на этот вопрос доказывают, что число студентов, умеющих

проводить мониторинг растительного покрова, увеличивается с 24% до 91%, что свидетельствует о росте интереса к объектам окружающей среды в 3,8 раза.

7. Решение исследовательской задачи в начале эксперимента студенты в основном проводят на мониторинговом уровне (81%), а в конце исследования - на экспериментальном (от 5% до 63%). Проверка проведения экспери-

112

мента с предоставлением расчетов выросло в 1,9 раза (с 14% до 26%).

8. В течение всего этапа исследования (с первого по пятый курс) было выявлено, что в процессе обучения количество студентов, умеющих составить отчет с предоставлением графического, диаграммного анализа исследования, выросло с 16% до 91%, что составляет рост в 5,7 раза.

9. Ответ на этот вопрос свидетельствует о росте интереса студентов к участию в научных семинарах, конференциях: число участвующих студентов выросло в 5,3 раза (с 12% до 63%), число не участвующих снизилось в 2,3 раза (с 88% до 37%).

10. Число заинтересовавшихся студентов экологическими исследовательскими работами на всем этапе исследования выросло с 6% до 28%, что составляет рост в 4,7 раза.

Далее нами был представлен анализ проведения выявления эколого-проектировочного компонента в виде диаграммы (см. рис. 1 и 2). Данные диаграммы наглядно демонстрируют положительную динамику формирования и развития эколого-проектировочного компонента экологической культуры.

Как видим, многообразие форм и методов эколого-направленной исследовательской работы дает каждому студенту возможность найти занятие по душе, участвовать в ней для получения навыков по избранной специальности и, в конечном итоге, быть конкурентоспособным учителем.

Одним из приоритетных направлений современного высшего профессионального образования является развитие навыков исследования, уме-

ния самостоятельно ставить и решать исследовательские задачи. Научно-исследовательская деятельность позволяет студентам систематизировать и углубить полученные теоретические знания, дает возможность улучшить навыки в сборе, обобщении и анализе материала, овладеть методикой исследования при решении конкретных проблем [7, с. 15].

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Файрушина С.М. Формирование экологической культуры студентов педагогических вузов при изучении естественнонаучных дисциплин: Дис. ... канд. пед. наук.

- Екатеринбург, 2007. - 218с .

2. Гайсин И.Т. Эколого-нравственное воспитание учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин (в 6-9 классах): Дис. ... канд. пед. наук. - Казань, 1995. - С. 34-35.

3. Моисеева Л.В. Экологическая педагогика: современный аспект: Монография / Л.В. Моисеева, С.М. Файрушина. - Казань: ИЦ МО и Н РТ, 2010. - 316 с.

4. Алексеев Н.Г. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся / Н.Г. Алексеев, А.В. Леонтович, А.С. Обухов, Л.Ф. Фомина // Исследовательская работа школьников. - 2002. - № 1. -С. 24-33.

5. Сычкова Н.В. Исследовательская подготовка студентов университета: Монография. - Магнитогорск, 2002. - 288 с.

6. Гирфанова Е.Ю. Стимулирование исследовательской деятельности студентов: Монография / Е.Ю. Гирфанова, П.Н. Осипов.

- Казань: РИЦ «Школа», 2006. - 156 с.

7. Андреев В.И. Дидактические условия развития исследовательских способностей старшеклассников (в процессе обучения физике): Автореф. дис. ... канд. пед. наук. - М., 1972. - 21 с.