Приобщение школьников к исследовательской работе

Как приобщить школьников к исследовательской работе

Для того, чтобы развить у ребят навыки исследования, необходимо помнить, что исследования и наблюдения должны быть систематическими и планомерными, цель работы - четко сформулирована и посильна для достижения. При этом надо обязательно учитывать общее развитие ученика, имеющийся у него запас знаний и умений. Выполняя самостоятельную работу, ученик обязательно должен вести дневник и на основании полученных данных делать выводы.

В обучении методике учебных исследований можно выделить несколько этапов:

1. выбор темы исследования, формулирование его цели.

2. сбор предварительных данных об объекте изучения, приемах и методах работы.

3. установление последовательности работ, составление плана, проектирование эксперимента.

4. отбор необходимого оборудования, создание условий для достижения поставленной цели.

5. выполнение и регистрация хода работ и наблюдений.

6. анализ результатов наблюдений и формулировка выводов.

7. уточнение плана и написание отчета (реферата).

8. литературное оформление работы.

Тематика исследований по экологии чрезвычайно разнообразна. Главное, чтобы работа соответствовала интересам ученика, его возрастным, индивидуальным и интеллектуальным 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 экологических понятий, логического мышления, познавательных интересов, совершенствования практических умений и навыков.

Задание ученику целесообразно давать в письменном виде. Руководитель записывает цель исследования, сведения об источниках знаний, краткие указания к выполнению работы.

Название темы исследования должно быть ясным и кратким. При формулировании цели работы следует избегать общих слов, к примеру, таких: «Изучить поведение синиц». Здесь не ясно, о каких синицах идет речь, какие вопросы поведения предполагается изучить: суточную активность, приемы добывания пищи и т.д.

Одной из типичных ошибок при определении цели исследования является подмена ее задачами, которые не могут быть целью научной работы. Часто, например, пишут: «Научиться ухаживать за аквариумными рыбками». Но ведь это не цель исследования, это средство ее достижения. Руководителю следует помнить, что подросток в первую очередь интересуется конкретным объектом (явлением) и начинает работу, надеясь получить, например, мальков от данных рыб, выявить определенную закономерность, проверить свои предположения. А вот осмысление педагогических задач, касающихся привития умений и навыков, важно, скорее, для учителя: это позволяет ему помочь ученику в выполнении исследования, облегчает руководство работой и процесс контроля.

Указания к заданиям желательно составлять так, чтобы они не регламентировали полностью действия ученика, а лишь направляли его деятельность в нужную сторону, помогали определить последовательность операций, оставляли простор для творчества, позволяли исследователю открыть «для себя» новые знания (факты или явления). Одно и то же задание (по конечному результату) можно использовать в работе с учащимися разного уровня подготовленности. Для этого разрабатывают и разные указания. Одни из них составляются в общем виде и рассчитаны на натуралиста, имеющего опыт исследовательской работы. Другие указания содержат более подробные и конкретные рекомендации. Они необходимы начинающим исследователям или учащимся, испытывающим какие-либо затруднения в ходе работы.

Итак, ученик ознакомился с заданием, уяснил тему и цель предстоящей работы. Следующий этап - сбор предварительных сведений об объекте исследования и методике работы с ним. Используя доступную литературу, учащийся ищет конкретные сведения об объекте изучения, выясняет, что уже известно по данному вопросу в науке, знакомится с научной терминологией и т.д.

Для успешного выполнения исследования особое значение имеет разработка плана. Он включает в себя перечень работ, обеспечивающих логическую стройность и последовательность хода исследования. При разработке плана определяют: 1) условия проведения исследования (проверки гипотезы); 2)необходимые наблюдения; 3) величины измерения; 4) приборы и материалы для каждого этапа работы; 5) последовательность выполняемых опытов, наблюдений; 6) наиболее рациональную форму записи информации; 7) формы отчетности (сообщение на уроке, занятиях кружка, факультатива, доклад на конференции, участие в олимпиаде, конкурсе, выставке и т.д.).

Детальный план исследования записывается в рабочем дневнике.

После составления плана ученик подбирает необходимые для работы материалы и оборудование, проводит в запланированной последовательности наблюдения и измерения. Роль руководителя в этой и всей последующей работе учащегося является направляющей и корректирующей. Он осуществляет контроль за ходом исследования, систематически проверяет дневник и результаты наблюдений, дает консультации, всячески поощряя инициативу ученика.

Очень важно приучить школьников точно фиксировать результаты наблюдений. Народная мудрость гласит: «Чтение делает человека знающим, беседа - находчивым, а привычка записывать - точным». Научиться правильно вести дневник необходимо каждому исследователю. Основное требование к записям личных наблюдений - четкость и ясность в описании. Совершенно недопустимо, к примеру, писать: «сегодня», «после завтрака», «много корма», «мелкая часть озера» и т.д. вместо точной даты и часа наблюдения, весовых или штучных показателей, данных глубины…

Четкость и конкретность записей исследователя связаны с соблюдением его честности. Необходимо научить учащихся регистрировать факты только во время наблюдения, отмечать лишь то, в чем он убежден, не выдавать кажущееся за реальность, своевременно этикетировать весь собранный материал. В то же время наблюдатель должен обязательно записывать все свои сомнения и предложения, искать их подтверждения или отрицания.

Основной задачей ученических исследований является обучение школьников методам самостоятельного мышления. Необходимо учить ребят не только фиксировать и анализировать отдельные факты или явления, но и находить связи между ними. Вот конкретный пример.

Ученик меняет воду в аквариуме с рыбками, за которыми он ведет наблюдения. Он берет воду прямо из-под крана без предварительного ее отстаивания, или колодезную воду, или воду, принесенную из природного водоема. Во всех трех случаях может произойти гибель обитателей аквариума. Но причины гибели разные: водопроводная вода часто перенасыщена хлором или другими газами; вода из колодца, как правило, имеет повышенную жесткость; вода из природного водоема может содержать возбудителей инфекционных заболеваний. Наконец, причиной гибели обитателей аквариума во всех трех случаях могла стать значительная разница в температуре вновь налитой и прежней воды.

Ученик записывает в дневнике наблюдений: «18.01.99. Сменил воду в аквариуме с рыбами. Покормил их. Ели охотно. 19.01.99. Все рыбы погибли. Вода в аквариуме мутная. Причины гибели неизвестны. Вывод: опыт не удался».

Сделанные учеником записи не дают возможности выяснить причины гибели рыб, поскольку не ясно, чем были накормлены рыбы, был ли закрыт аквариум стеклом, как освещался, сколько в нем было растений. Совершенно не описан внешний вид погибших рыб: изменилась ли их окраска, открыт или закрыт рот, есть ли пятна на теле, сжаты или раскрыты жаберные крышки, топорщится ли чешуя и т.д. без этих сведений даже хороший специалист не сможет определить допущенную ошибку.

По мере накопления материала учащиеся обрабатывают его и осмысливают, работают с определителями, справочной литературой, доступными научными источниками. На первом этапе обработки все цифровые данные сводят в таблице. При этом многое незамеченное ранее становится ясным. Далее определяют средние значения показателей, вычисляют процентные соотношения, строят графики. В ряде случаев составляют обобщенные таблицы, в которые сводят уже не первичные, а суммарные или средние показатели. Именно эти обобщенные таблицы помещают в отчет. Поясним это на следующем примере.

При изучении биометрических особенностей растений одного вида (например, лютика едкого), произрастающих в разных условиях, были выбраны места, отличающиеся степенью влажности. Соответственно в сухом и влажном биоценозах было заложено по 5 метровых площадок. На этих площадках подсчитывают количество экземпляров лютика едкого, цветков (семян) на каждом из них, измеряют высоту всех растений. Полученные данные записывают в таблицы:

Динамика плотности растений Зависимость высоты растений

от влажности

На основании данных этих таблиц можно построить графики изменения плотности и высоты растений лютика едкого в зависимости от влажности. Аналогичным образом обрабатывают данные о количестве цветков (плодов, семян) на каждом растении. На основании полученных данных можно сделать вывод о влиянии избыточного увлажнения на данный вид растений.

В конце всего исследования формулируют выводы. Их пишут сжато, без подробных доказательств. Основные выводы приводятся в порядке от общих к более частным, от более значимых к менее значимым. В ряде случаев выводы можно пронумеровать. Вот, например, какие выводы были сделаны в работе по определению степени повреждения деревьев грибом-трутовиком в одном из парков.

«На основании обследования 4 кварталов парка установлено:

грибами-трутовиками в большей степени поражены естественные насаждения.

чаще всего плодовые тела трутовиков встречаются на лиственных породах.

зараженных деревьев больше в местах, где много валежника, достаточное количество влаги и где деревья расположены близко друг к другу.

плодовые тела трутовиков располагаются преимущественно на средней или нижней части ствола дерева.

деревья с какими-либо механическими повреждениями подвергаются заражению трутовиком в большей степени, чем деревья без повреждений».

В выводах не должно быть общих фраз типа: в работе изучено то-то и то-то. Это не выводы, а запоздалая дань введению, где не были определены цели исследования.

Литературное оформление работы - заключительная стадия исследования. На этом этапе учитель помогает ученику уточнить логику работы, обнаружить в ней неясности, «белые пятна», определить способ ее изложения.

Любой вид более или менее развернутого изложения результатов работы содержит 5 основных частей: введение, материал и методику исследования, результаты работы и их обсуждение, выводы и список использованной литературы.

Во «Введении» сообщается, почему и зачем выполнена эта работа. Здесь же может быть дан краткий обзор литературы. В ряде случаев допустимо литературный обзор выделить в самостоятельный раздел. Главное, чтобы сведения, почерпнутые из литературы, имели прямое отношение к теме работы, были проанализированы и, по возможности, изложены словами автора.

Раздел «Материал и методика исследования» включает описание объекта, методов сбора материала, перечень использованного оборудования, точное и подробное описание методики эксперимента. Если работа выполнялась в природе, уместно привести краткую характеристику физико-географических условий мест наблюдения, описание метеорологических и фенологических особенностей, характера маршрутов. Здесь желательно поместить картосхему местности или несколько фотографий.

Самая важная часть изложения - «Результаты работы и их обсуждение». Как ее выполнить? Каких-либо конкретных советов дать нельзя. В любом случае недопустимо прямое переписывание текста дневника наблюдений или протоколов опытов (их можно вынести в «Приложение»). Эти материалы тщательно анализируются и обрабатываются. Если часть сведений заимствована из литературы, следует обязательно сделать соответствующие ссылки с тем, чтобы можно было без труда разобрать, какие данные получены автором, а какие взяты из литературных источников. В ряде случаев полученные результаты уместно сравнить с ранее известными. Если в работе применялись математические методы обработки, надо указать - какие. Иллюстрации в виде рисунков, схем, таблиц, графиков, диаграмм и фотографий размещают на соответствующих страницах по ходу изложения материала. Приводимые в заключение общие выводы не должны повторять выводов по главам. Здесь необходим новый уровень обобщения.

Составление списка литературы требует сверки его с текстом. Эту часть работы следует выполнять с особой тщательностью. В список литературы включают все источники, цитируемые в тексте. Нумерацию источников предпочтительнее делать по алфавиту, однако допустима и нумерация в порядке ссылок в тексте.

По итогам выполненных учащимися творческих работ проводят конференции. Часто на такой конференции не могут выступить все желающие. В этом случае материал некоторых творческих работ можно оформить в виде стендовых докладов. Анализируя результаты проведенных исследований, готовясь к выступлениям или стендовым докладам, учащиеся осмысливают, систематизируют и обобщают приобретенные знания, развивают свое мышление. Учитель рекомендует, как лучше подготовиться к выступлению, какие графики, схемы, таблицы, рисунки, диапозитивы или фотографии следует подготовить для демонстрации.

После доклада проходит его обсуждение. Выступающему задают вопросы, просят поделиться планами на будущее. Присутствующие участвуют в обсуждении, указывают на достоинства и недостатки работ своих товарищей.