Организация научно-исследовательской работы учащихся, склонных к изучению предметов естественнонаучного цикла

Разделы: Внеклассная работа


“Исследовательская деятельность является одним из основных условий формирования исследовательских способностей обучающихся, которые определяют их готовность к активной деятельности и продуктивным исследованиям, позволяющим решать жизненные и профессиональные задачи. Однако небольшая доля педагогов владеет технологиями развития исследовательских способностей школьников” (цитата из статьи кандидата педагогических наук, директора АУ Чувашской Республики “Центр внешкольной работы “Эткер” Минобразования Чувашской Республики Панченко Наталии Леонидовны). Нельзя не согласиться с мнением автора цитаты.

Если принять количество успешно выступивших на конференции участников за показатель исследовательской компетентности педагога, то примерно 2,5% учителей/ педагогов дополнительного образования умеют развивать исследовательские способности школьника, организовывать исследовательскую деятельность совместно с учеником, представлять результаты исследования в формате, стандартном для данного вида деятельности. С одной стороны, продуктивные исследования дают изобретения, новые технологии, научное открытие и т. п. С другой – навыки мышления, которые позволяют выработать варианты выхода из той или иной неприемлемой для индивидуума личной или профессиональной ситуации. И это имеет первостепенное значение, поэтому надо учить каждого школьника. Но 2,5% педагогов не могут обеспечить желаемое изменение в уровне исследовательской подготовки детей. В чем же основные “камни преткновения” (лат. petra scandali)? Как правило, ребят лишь “готовят к участию в конференциях”, не проводя постоянной ежедневной работы по формированию исследовательских умений и навыков. Исследовательские умения, способности совсем не для того, чтобы в будущем ребенок стал ученым. Исследовательская активность человека – это врожденное качество, инстинкт или безусловный рефлекс саморазвития (по классификации П.В. Симонова, 1986). Этот инстинкт формирует постоянный информационный “голод”. Исследовательская деятельность в хорошем ее варианте способствует тому, что ученик приобретает функциональный навык исследования, и у него развивается исследовательский тип мышления.

“В образовании можно выделить два подхода к пониманию человека: с одной стороны, он рассматривается как “глина”, то есть “чистый лист”, он не имеет своей интеллектуальной сущности и является материалом для работы с ним; с другой стороны, ученик рассматривается как “семя”, имеющее свою программу развития” (по Хуторскому А.В.). Задача образования заключается в развитии того потенциала, который изначально заложен в ребенке.

Как обстоят дела в Лицее? Как раз не “точечным вливанием”, то есть только перед конференцией, обучающиеся приобретают навыки исследовательской деятельности. Исследовательская деятельность школьника определяется как деятельность по решению творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным результатом.

Кому интересно работать по шаблону? Даже на уроках технологии, где как раз сначала требуется точность размеров изделия, и все мальчики выпиливают из фанеры вазу по одинаковому трафарету, результат непредсказуем! На втором, дизайнерском, этапе поощряется творчество: цвет, лак, орнамент – все это делает конечный продукт неповторимым. Таким образом, результат заранее неизвестен.

Разумеется, сразу невозможно сделать из ученика исследователя. В школе применяется двухступенчатая подготовка: учебно- и научно-исследовательская работа учащихся. Учебно-исследовательские работы выполняются учащимися под постоянным надзором и контролем со стороны учителя, часто с использованием упрощенных методик сбора и обработки данных, по набору последовательных заданий, разработанных с учетом возраста и опыта начинающего исследователя. При этом результаты известны заранее. Таким образом, эти работы – упражнения на заданную тему, в ходе которых учащийся оттачивает свои умения и знания, необходимые для будущих самостоятельных исследований.

В своей работе ставлю цель: включить всех обучающихся в исследовательскую деятельность. Разница лишь в том, что большинство учеников занимаются ею только на уроках, где используются элементы проектной деятельности, и несколько человек продолжают более серьезные исследования во внеурочное время. Мне повезло: я - учитель химии, науки, тесно связанной с биологией, физикой, географией, экологией. Химия мертва без эксперимента, а дети любят его. Поэтому ежегодно находятся учащиеся, с интересом занимающиеся исследовательской деятельностью по предметам естественнонаучного цикла. Иногда, правда, “вторгаемся” с ребятами и в другие области, в том числе гуманитарные – филологию, историю, краеведение. И все же, что касается естественнонаучного направления: на уроках химического практикума не использую на этапе целеполагания такие выражения как “Изучить свойства спиртов (альдегидов, карбоновых кислот и т. д.)”, но: “Спрогнозировать свойства спиртов (альдегидов, белков и т д.), исследовать и сравнить их физические и химические свойства, отношение к воде, щелочам, пронаблюдать, зарисовать и сделать вывод, составить отчет и т.д.”. А также: “Смонтировать прибор для испытания” и т.д. И дело не столько в изменении глаголов, сколько в последовательности операций с веществами.

Все практические работы наши лицеисты выполняют обязательно в белых лабораторных халатах, записи наблюдений ведут в “лабораторном журнале”. Таким образом, органично включаются элементы игровой технологии, что тоже подстегивает интерес к предмету исследования.

И во внеклассной работе с учащимися, проявляющими интерес к предметам естественнонаучного цикла, используется проектный метод обучения в сочетании с исследовательским. Мы руководствуемся нормами этапов исследования:

  • постановка проблемы;
  • изучение теории, связанной с выбранной проблемой, степени ее изученности;
  • выдвижение гипотезы исследования;
  • подбор методик и практическое овладение ими;
  • сбор собственного материала;
  • его анализ и обобщение;
  • собственные выводы;
  • презентация выполненного исследования в выбранной форме.

“Сформулировать проблему – это уже наполовину ее решить” (А. Эйнштейн). И это самое трудное. Лицеисты, задавая интересующие их вопросы, становятся авторами идеи для научного исследования. Большинство проблем решается с привлечением сведений из других естественных наук, становятся интегрированными. Возникают межпредметные связи с биологией, физикой, географией. Особый акцент при формулировании тем ставится на краеведческий аспект. Обращается внимание на универсальность темы, которую можно “развернуть” в нескольких направлениях, в зависимости от степени подготовленности учеников. Например, работа по теме “Очистка сточных вод города Инты” рассматривалась в течение трех лет. Инициаторами стали обучающиеся после обсуждения темы “Электролиты” в 9 классе. Какая вода в нашем водопроводе? Почему не всегда бесцветна и (как показал эксперимент) проводит электрический ток? Можно ли ее пить в сыром виде?

Проблема очистки сточных вод города Инты

Первый год

(9-й класс)

Устройство очистных сооружений. Проблема биологической очистки сточных вод. Исследование видового состава микроорганизмов активного ила (биология).
Второй год

(10-й класс)

Проблема химической очистки сточных вод. Обнаружение нитратов, фосфатов, ионов тяжелых металлов в воде до и после очистки (химия).
Третий год

(11-й класс)

Способы утилизации и реализации отходов городских очистных сооружений на выгодных для города условиях (экология, экономика).

 Таким образом, срабатывает эффект новизны, и в то же время знания по проблеме исследования обретают глубину и интегрированность. Объектами исследования становились подобным образом почвы Инты, завозная свежая рыба на предмет зараженности возбудителем описторхоза, интинский уголь, золошлаки ТЭЦ, нефть различных месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, воздушная среда учебных и вспомогательных помещений Лицея. В качестве помощников, консультантов в каждой работе привлекаются родители учеников.

Известно, что человек мотивируется, во-первых, своими собственными достижениями, и , во-вторых, сравнением с другими. Это характерно и для взрослых людей, и для детей.

Свои работы по результатам научно-исследовательской деятельности лицеисты успешно представляют на различных конкурсах, конференциях различного уровня, вот некоторые из них:

УЧЕБНЫЙ ГОД Класс Уровеньконференций Уч-ся, занимающиеся в группе исследователей

(Количество участников и призеров)

2009-2010 11 кл,

7 класс

Муниципальный (“Эврика”) 4 (2 диплома 1 степени,

1 – 2 степени,

1-3-ей степени)

Региональный (Интеграция, Интеллектуальный марафон уч-ся гимназий, лицеев) 3 (1 диплом 1 степени, 1 – второй степени)
Федеральный (Всероссийский конкурс научно-инновационных проектов для старшеклассников “Технологии повышения эффективности на производстве и в жизни” (Сименс), Университетская гимназия С.-Пб) 1 (диплом лауреата)

Диплом 1 степени

2010-2011 8 класс Муниципальный “Эврика” 3 (дипломы 1, 2 степени)
Региональный 1 (приглашение на 2 тур, не поехали)
2011-2012 9 класс Муниципальный

(“Эврика”,

“Зеленый пакет”)

3  (дипломы 1, 2 степени, 2 сертификата)
Региональный (Интеграция), 2 (грамота, сертификат)
Всероссийский

(“Первое сентября”)

2 (дипломы лауреатов)
2012-2013 10 класс Муниципальный (“Эврика”,

“Зеленый пакет”)

3 участника (3 диплома)

3 участника (сертификаты)

Региональный (Интеграция), 2 участника

(2 диплома)

Всероссийский

(“Первое сентября”)

2 участника

Темы работ:

- “Проблема описторхоза в городе Инте”;

- “Микробная обсемененность учебных и вспомогательных помещений МОУ “Гимназия №1” города Инты”;

- “Исследование состава и свойств нефти разных месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции”;

- “Исследование химического и физического состава почв разных районов города Инты”;

- “Влияние выхлопных газов автомобилей на экологию города и здоровье человека. Очистка газов от токсикантов”;

- “Очистка сточных вод города Инты” - биологический, химический и экономический аспекты;

- “Влияние вида удобрений на урожайность картофеля сорта “Виза”;

- “Кровь – химическая лаборатория организма человека. Исследование зависимости формулы крови от заболевания”;

- “Выведение пород лошадей. Породы лошадей интинской станции юных натуралистов”.

А еще иногда приходится разбираться вместе с учащимися в “Компьютерном сленге, жаргонизмах”, вникать в историю ГУЛАГа, историю северных городов.

Так что же дают занятия научно-исследовательской деятельностью?

Расширение кругозора – предметного, научного, социального, культурного.

Овладение методикой исследования – планирования, выбора методов, определения целей и задач, самообучения, формулирования выводов, оформления результатов.

Получение опыта – выступления перед аудиторией, составления тезисов, доклада.

Подводя итог, хочу вместе с вами порадоваться за наших выпускников, которые в студенческих напряженных буднях находят время для научно-исследовательской работы, становятся участниками конференций, делают открытия. Один из таких энтузиастов – студент УГТУ, взял старт в нашем Лицее, успешно выступал на “Интеграции”, изучая нефть. Учится в УГТУ на 3-м курсе и каждый год становится призером всевозможных конкурсов, и не только по химии, но и по информатике, математике, экономике, физике, специальным предметам.

Другой пример: будучи студенткой Сыктывкарского Лесного института, выпускница придумала новый способ отбеливания целлюлозы, он был опробован на Сыктывкарском ЛПК. Продолжила обучение в Санкт-Петербургской ЛТА, затем была приглашена на работу в Финляндию.

И это лишь два примера из многих.

Социолог Парето вывел правило: 20% усилий дают 80% результата!

Научившись основам научно-исследовательской деятельности, учащиеся - студенты – состоявшиеся взрослые люди будут использовать, творчески применять эти полезные навыки там, где они окажутся необходимыми.

Презентация.

Литература

1. Боно Э. Научите себя думать: самоучитель по развитию мышления: Пер. с англ. А.А. Курсков. Минск: Попурри, 2005.

2. Самоукина Н.В. Психология и педагогика профессиональной деятельности. М.: Экмос,2000.

3. Савенков А.И. Одаренные дети: особенности психического развития//http//school.msk.ort.ru/

4. Исследовательская работа школьников: научно-методический журнал. Издательский дом “Народное образование”, 2009,2010.

5. Селевко Г.К. Энциклопедия образовательных технологий. М.: НИИ Школьных технологий, 2006.