Исследовательская деятельность школьников как средство формирования естественно- научной картины мира (на опыте научного общества учащихся)

$

естественно-математического цикла). - Челябинск: Изд-во ЧГПУ «Факел», 1995.

7. Усова А. В. Новая концепция естественнонаучного образования и педагогические условия ее реализации. - Челябинск: Изд-во ЧГПУ «Факел», 2000.

8. Зырянова И. М, Тодер Г. Б. Реализация межпредметных связей общей химии и физики в задачах для студентов технических вузов // Университетское образование: Материалы VI Международной научно-методической конференции. - Пенза: ПГУ - ПДЗ, 2002.

9. Зайцев О. С. Системно-структурный подход обучения общей химии. - М.: МГУ, 1983.

10. Беспалько В. П. Слагаемые педагогической технологии. - М., 1989.

11. Ерыгин Д. П., Орлова Л. Н. Задачи и примеры с межпредметным содержанием: (химия, физика, биология). - М.: МГПИ, 1981.

12. Зырянова И. М, Тодер Г. Б. Комплексный подход к образованию: реализация межпредметных связей в традиционных и новых образовательных технологиях // Математические структуры и моделирование. Вып. 11. - Омск: ОмГУ, 2003.

13. Зырянова И. М, Тодер Г. Б. Исследование изменения уровня осознанности межпредметных связей у студентов инженерных специальностей // Наука и школа. - 2004. - № 5.

14. Зырянова И. М. Основы электрохимии. Электролиз: Указания к программированному контролю. Ч. 1., Ч. 2. - Омск: ОмГУПС, 2003.

15. Зырянова И. М. Основы электрохимии. Химические источники тока: Указания к самостоятельной работе студентов. - Омск: ОмГУПС, 2008.

16. Зырянова И. М., Бахтызин П. М. Разработка компьютерной контролирующе-обучающей программы «Строение атома и периодическая система элементов» // Омский научный вестник. Вып.17. - Омск: ОмГТУ, 2001.

17. Зырянова И. М., Мухин В. А., Новикова О. В. Разработка контролирующе-обучающей компьютерной программы «Электролиз» // Математические структуры и моделирование. Вып. 13. - Омск: ОмГУ, 2004.

18. Зырянова И. М., Мухин В. А., Чапкевич Е. С. Компьютерная контролирующе-обучающая программа «Коррозия и защита металлов». Разработка и использование // Омский научный вестник, Вып. 1 (22) - Омск: ОмГТУ, 2003.

19. Зырянова И. М. Химия. Компьютерный курс. -Омск: ОмГУПС, 2005.

20. Зырянова И. М., Тодер Г. Б. Особенности контроля качества знаний студентов посредством проведения межпредметных олимпиад // Материалы семинара «Инновационные методы контроля качества знаний» - М.: МИИТ, 2008.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА

SCHOOLCHILDREN'S RESEARCH WORK AS A MEANS OF DEVELOPING THEIR SCIENTIFIC WORLD PICTURE

Е. В. Ситнова, Н. С. Майорова

Одно из приоритетных направлений осуществления «мягкой» модели обучения физике направлено на формирование и развитие исследовательской компетенции обучающихся. В статье предложен вариант подхода к организации исследовательской деятельности школьников в рамках научного общества по физике на базе Ивановского государственного университета.

E. V. Sitnova, N. S. Mayorova

One of the priority directions of implementing the "soft" model of physics training deals with the formation and development of student's research competency. The article offers a way of organizing schoolchildren's research work within Physics Learned Society in Ivanovo State University.

Ключевые слова: исследовательская компетенция Keywords: students' research competency, scientific учащихся, естественно-научная картина мира, на- world picture, students' learned society. учное общество учащихся.

#

От выпускника современной школы требуется высокая степень подготовленности к самостоятельной жизни и профессиональной деятельности. Помимо знаний, умений, навыков, выпускник должен обладать ключевыми компетенциями и уметь творчески использовать их в различных сферах жизни. Исследовательская компетенция предполагает способность ставить и решать исследовательские задачи; осуществлять поиск, переработку, систематизацию и обобщение научной информации; создавать значимые продукты исследовательской деятельности; готовность и способность эффективно строить научное общение. Эта компетенция принадлежит к числу универсальных и способна помочь выпускнику в любых ситуациях. Для полноценного существования в интенсивно меняющейся конкурентной среде современному человеку необходимо исследовательское поведение.

Формирование и развитие исследовательской компетенции школьников невозможно без вовлечения их в реальную исследовательскую деятельность, в ходе которой у них не только происходит накопление знаний, но и формируется научное мышление. Ученик получает возможность развивать свой интеллект в самостоятельной творческой деятельности, с учетом индивидуальных особенностей и склонностей. В нашем случае исследовательская деятельность формирует устойчивую мотивацию для глубокого познания физики.

В ходе исследовательской деятельности решаются следующие задачи:

• раннее раскрытие интересов и склонностей учащихся к исследовательской деятельности, создание оптимальных условий для реализации их творческого потенциала;

• профессиональная ориентация учащихся;

• подготовка школьников к самостоятельной исследовательской работе;

• создание условий для вовлечения в исследовательскую деятельность учащихся разных возрастов для их совместной работы с профессиональными исследователями;

• проведение исследований, имеющих практическое значение, разработка и реализация исследовательских проектов;

• пропаганда достижений науки, техники, культуры.

Ученый-педагог должен быть носителем культуры

научного исследования. Он выступает в роли эксперта и консультанта, ведущего и координатора, организуя, моделируя, сопровождая ученика на всем протяжении выполнения исследовательской работы. Бесспорно, роль ученого-педагога при выполнении любой исследовательской работы велика. Именно ученый-педагог может прогнозировать результат работы, предвидеть ее актуальность и научную новизну, это он направит мысли и действия ученика в нужное русло, обеспечит начинающего исследователя необходимыми источниками информации, поможет правильно организовать работу.

В педагогической деятельности очень важно не оставить незамеченными потенциально одаренных детей. Преподавателями физического факультета Ивановского государственного университета создана развивающая образовательная среда, основанная на атмосфере интеллектуального поиска и творческой деятельности. Она включает современное научное и учебное оборудование, обширное методическое сопровождение, разнообразные формы образовательной деятельности в учебное и внеурочное время.

Одной из форм участия школьников в исследовательской деятельности является работа в рамках физического научного общества учащихся (НОУ). Это добровольное творческое объединение учащихся школы, стремящихся развивать свой интеллект, совершенствовать знания.

В рамках НОУ преподавателями проводится работа по следующим направлениям:

• работа с новым демонстрационным и лабораторным оборудованием;

• работа с учениками по конструированию и созданию физических моделей и устройств;

• решение исследовательских заданий для подготовки к олимпиадам различных уровней;

• индивидуальные консультации для учащихся, обучающихся в заочных физико-математических школах;

• работа по подготовке учащихся к вузовской научно-практической конференции;

• работа школьной лекторской группы.

Возможность школьников заниматься научно-исследовательской деятельностью реализуется на базе научных лабораторий Ивановского государственного университета. Изучение окружающего мира учащимися происходит на микро-, макро- и мегауровнях.

Визуализация микро- и наноуровней материи обычно крайне затруднительна в рамках школьных естественно-научных занятий, где преобладает описательный метод изучения материала, редко применяется анимационное воспроизведение или компьютерное моделирование. Это вызывает определенную долю сомнения в истинности данных теорий и фактов у учащихся. Нами был проведен опрос школьников г. Иваново и Ивановской области (более 700 человек) на предмет достоверности информации, по их мнению, не подкрепленной натурным экспериментом. Оказалось, что 32% респондентов полностью доверяют, 17% доверяют частично и 51% сомневаются в истинности предлагаемого материала. Представленная статистика позволяет объяснить возникновение «нулевых понятий» [1] в индивидуальном сознании учащихся. Как отмечают учителя средних школ и преподаватели вузов (72 человека), основные трудности восприятия материала и формирования понятийно-терминологического аппарата у выпускников школ наблюдаются именно в области естествознания, соответствующей микроуровню материального мира.

Исследовательская работа «Деформация поверхности ногтевой пластины под действием косметоло-гических средств» проводилась в лабораториях,

Ф

$

оснащенных сканирующим зондовым микроскопом NanoEducator. Расширение представлений школьников о структуре естественно-научной картины мира на примере знакомства со свойствами нанообъектов базировалось на реализации межпредметных связей физики, биологии, химии. Замысел работы состоял в том, чтобы учащиеся наглядно доказали влияние химически активных веществ, таких как лак, ацетон, жидкость для снятия лака, на ногтевую пластину человека. Полученные фотографии анализировались школьниками. Учащиеся самостоятельно обосновывали возможные связи различных видов деформации предложенного образца и химической структурой реагента. Выдвигаемая в начале исследовательской работы гипотеза получила свое подтверждение.

Сегодня становится особенно актуальным наличие экологической грамотности у каждого человека. Данный процесс начинается в рамках школьного образования на уроках предметов естественно-научного цикла. Изучение основ экологической культуры неразрывно связано с процессом формирования представлений об окружающем мире на макроуровне. Наиболее широкий спектр заданий, направленных на изучение данного уровня материального мира, разного уровня сложности представлен в методике преподавания физики и активно используются в педагогической практике учителей. Однако следует заметить, что формирование целостного образа природы у школьников происходит посредством использования межпредметных связей, в частности физики и биологии. Учитывая вышеизложенное, целесообразно предположить, что наиболее эффективны для формирования макроуровня естественно-научной картины мира у учащихся будут работы, направленные на изучение экологического состояния окружающего мира с позиций как биологии, так и физики.

Исследовательская работа «Шумовая карта города Иваново» проводилась в полевых условия улиц города. Для создания шумовой карты школьниками использовались графический редактор Photoshop CS3 и карта города Иваново WOFF 2. На карту наносились условные обозначения уровня шума. Целью работы было определение влияния шума на горожан, поэтому от учащихся требовалось не только умение проводить технические замеры уровня шума, но и знания о влиянии его на биологические объекты. Измерения уровня шумового загрязнения проводились непосредственно у края проезжей части и на тротуаре. Расстояние между промежуточными точками приблизительно составляет 25-30 м. Для их проведения использовались: ноутбук, микрофон МД-380Т, программа WaveTools, программа звукозаписи AIMP2. В ходе работы учащиеся самостоятельно анализировали степень влияния тех или иных факторов, вызывающих загрязнения шумом разных частот (в том числе инфра- и ультразвуком), на окружающую среду. Итогом данной работы, наряду с созданием карты шумовой обстановки в города, стала разработка предложений, направленных на исправление сложившейся ситуации в городе.

Изучение мегауровня материального мира в рамках школьного образования обычно сводится к ознакомлению учащихся с небольшими фрагментами астрономии. Недостаточные знания о космических объектах существенно обедняют индивидуальную картину мира школьников. Астрономические понятия вписываются в общую научную картину мира, образуя в структуре знаний о мире в сознании учащегося сложную, осмысленную иерархическую сеть образов, представлений, простых и сложных понятий, законов и теорий, объединяющихся многообразными связями, системами взаимозависимостей в некое единое целое - основу научной картины мира, позволяют видеть преемственность основных законов природы независимо от уровня ее организации.

Исследовательская работа «Мониторинг магнитного поля Земли» раскрывает некоторые представления о нашей планете как о космическом объекте. Учащиеся на протяжении одного месяца ежедневно определяли горизонтальную составляющую магнитного поля Земли с помощью тангенс-буссоли на базе лаборатории ИвГУ «Электричество и магнетизм». Школьники фиксировали динамику изменения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, строили диаграммы на основе полученных результатов и сопоставляли их с результатами наблюдений Федеральной службы гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Основная идея данной работы заключалась в формировании у учащихся представления о магнитном поле нашей планеты как динамичном явлении. В ходе работы школьники рассматривали также влияние изменения магнитного поля Земли на биологические объекты.

Развитие творческой деятельности школьника осуществляется в «зоне его ближайшего развития» в процессе выполнения системы заданий для самостоятельной работы.

Исследования в процессе образования направлены более на развитие личности, чем на получение нового результата, как в «большой» науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности состоит в приобретении учащимися функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии исследовательского типа мышления, активизации личностной позиции учащегося на основе приобретения знаний, являющихся новыми для него самого. Работа учащихся в НОУ ИвГУ успешно решает эту задачу.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Леонтович А. В. Исследовательская деятельность как способ формирования мировоззрения // Народное образование. - 1999. - № 10. -С. 42-47.

2. Выготский Л. С. Мышление и речь. - 5-е изд., испр. - М.: Лабиринт, 1999. - 352 с.