Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектная и исследовательская деятельность школьников по биологии и химии. Монография
.pdf
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ
Продолжение табл. 7
Название
метода
Интервью Диалог исследователя с испытуемым по заданной теме
для выяснения точки зрения и оценок испытуемого по изучаемому вопросу. Необходимо при интервьюировании создавать
условия, располагающие к искренности. Например, при оценке
проблемы использования продуктов ГМО в жизни человека
важно оценить имеющуюся у интервьюируемого точку зрения
по этому вопросу, отсеяв лженаучную информацию от научных
сведений.
Основные требования к интервью похожи на требования,
предъявляемые к организации беседы, но отличаются более
узким спектром рассматриваемой проблемы
Анкетирование
Письменный опрос, осуществляемый исследователем для сбора и обработки информации. Например, можно провести
анкетирование школьников разных возрастов, позволяющее
определить размер их «экологического
личное использование воды, пищи, бумаги, металлов, топлива
и других жизненно необходимых ресурсов в условиях города
или сельской местности. Полученное значение сравнивается с нормированным параметром «экологического следа»,
что позволяет сформулировать рекомендации по изменению
использования ресурсов окружающей природной, техногенной и социальной среды.
Различают анкетирование: контактное, заочное и
Анкеты бывают: открытые (содержат вопросы без сопровождающих ответов); закрытые (содержат вопросы с готовыми
ответами); смешанные (содержат элементы первых и вторых).
Основные требования к анкетированию: 1) четкость формулировок; 2) нарастающая трудность и глубина вопросов; 3) посильность для выполнения; 4) ограниченность по времени
Тестирование
Метод психологической диагностики исследователем группы
испытуемых или индивида.
по тщательно разработанным вопросам и задачам со шкалами их значений для выявления индивидуальных различий
тестируемых. Различают тесты для: 1) выявления достижений;
2) определения профессиональной предрасположенности
людей; 3) креативности (способностей) и др. Например, можно
провести тесты со старшеклассниками, позволяющие оценить
их склонность к тем или иным биологическим профессиям.
Основные требования к
(адекватность тестовых заданий проверяемым качествам
тестируемого); 2) простота теста (общепонятность тестовых заданий); 3) надежность теста; 4) однозначность теста
Краткая характеристика метода
и примеры его использования
следа», т.е. оценить
прессовое.
Тестирование осуществляется
тестированию: 1) валидность теста
151
ПРОЕКТНАЯ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ И ХИМИИ
Название
метода
Абстрагирование
Моделирование
Исторический
метод
Логический
метод
Формализация
Мысленное отвлечение исследователя от несущественных
признаков и свойств биологических объектов, явлений, процессов и их фиксация в виде абстракции. Процесс абстрагирования состоит из двух этапов: 1) отделение несущественного
в объекте, процессе и явлении от существенного, вычленение
важного; 2) построение абстракции, т.е.
или явления каким-то другим объектом или явлением
Замещение исследователем реального биологического объекта, процесса и явления его моделью, представляющей их свойства в «чистом виде». Модели могут быть: 1) материальные
(технические устройства, объемные изобразительные пособия,
живые аналоговые объекты, например аквариум – модель водной экосистемы); 2) идеальные (структурно-логические
мы, опорные сигналы, компьютерные программы и др.).
Основные требования к «модельному» исследованию: а) постановка познавательной задачи; б) создание или выбор
модели; в) исследование модели; г) перенос знаний с модели
на оригинал
Сущность метода состоит в воспроизведении исследователем
исторических событий во всей многогранности, с учетом всех
мельчайших подробностей
изучения становится история открытия, описания биологического объекта, процесса и явления
Сущность метода состоит в воспроизведении мышлением исследователя (мыслительное моделирование) биологического
объекта, процесса и явления в форме теории. Из теории вычленяется только главное, существенное, без второстепенных деталей, не противоречащее общим закономерностям и теориям
Отображение исследователем биологических объектов, процессов и явлений при помощи синтетических знаковых языков, например генетических символов, математических и химических формул, топографических знаков и др.
Краткая характеристика метода
и примеры его использования
замещение объекта
. Применяется там, где объектом
Окончание табл. 7
схе-
5. Экспериментально-конструктивный этап (сбор данных).
Данный этап является сердцевиной любой исследовательской деятельности, ее основным содержанием, которое и определяет конечный
результат работы. Очевидно, что специфика творчества в разных областях научного знания принципиально отличается. Это может быть работа
в лаборатории, в экспедиции в полевых условиях, на экскурсии, в музейных залах, архивах, среди людей, наконец, за письменным столом и компьютером.
152
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ
Вне зависимости от содержания исследовательской работы учитель
на этом этапе контролирует ход ее выполнения, организует и направляет деятельность исполнителей. Он должен нацелить учеников, чтобы
они записывали в специальном дневнике все факты и подробно регистрировали всю важную информацию и даже на первый взгляд малозначимые
данные, т.к. их значимость может
возрасти при последующем анализе.
Для биологических исследований весьма актуальными являются специально подготовленные таблицы. Важно научить юных исследователей
фиксировать собираемые данные с помощью фотоаппарата, видеокамеры, диктофона и др.
Сбор данных путем фиксации конкретных фактов является основным действием при выполнении практической части биологического исследования. Однако собирать нужно не все факты (например, бытовые
или повседневные), а только те, которые относят к теме исследования,
обладающие соответствующими признаками, т.е. собирать надо научные
факты. Например, при проведении фенологических наблюдений за растениями школьники иногда записывают состояние погодно-климатических
условий весьма расплывчато, используя слова разговорной речи: «погода
хорошая», «идет дождь», «дует ветер» и т.п. Однако требуется более четкая фиксация состояния атмосферы на основании измерения температуры атмосферного воздуха на разном расстоянии от поверхности почвы
с помощью термометра, определения направления и силы ветра с помощью анемометра, показателя влажности с помощью гигрометра, т.е. проведения процедуры измерения и получения количественных приборных
данных (приборы предварительно должны пройти калибровку). Только
такие точные данные будут иметь смысл, обобщать собранный материал
и делать выводы о влиянии состояния погодно-климатических факторов
на фенологические фазы развития растений.
На этом этапе исследовательской деятельности необходимо познакомить обучающихся с аппаратурой, лабораторным оборудованием и другими материально-техническими средствами, которые будут использованы для сбора эмпирических данных. В результате такого ознакомления
153
ПРОЕКТНАЯ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ И ХИМИИ
каждый школьник должен уметь грамотно использовать эти средства
при выполнении полевых и лабораторных исследований по биологии,
при постановке демонстрационных опытов и экспериментов, соблюдать
правила техники безопасности.
К собираемым научным фактам следует относиться объективно, т.е.
нельзя отбрасывать полученные в исследовании научные факты только
потому, что им трудно найти объяснение. Значение некоторых
научных
фактов исследователь может не видеть в полном масштабе и не способен
оценить их для науки. Например, при проведении экологических исследований состояния природной среды конкретной местности школьники
могут измерить количество в почве и воде веществ-загрязнителей, используя для этого цифровую лабораторию einsteinтм [142]. Как и в любой цифровой лаборатории, в ее составе имеются специальные регистраторы данных: датчик нитрат-ионов 0,02–40,00 ррm, датчик хлорид-иона
с электродом, датчик кальция с электродом, датчик рН и др. Регистраторы
подключаются к устройствам на базе Windows, Linux, Mac, Android и iOS.
Подключение осуществляется с помощью USB- и Bluetooth-соединения.
Специально разработанное программное обеспечение позволяет собирать, анализировать и обрабатывать данные на настольном или планшетном компьютере. Однако собранные данные становятся значимыми
для исследования фактами лишь в том случае, когда будут выявлены пути
появления в почве и воде веществ-загрязнителей, определены основные
источники химического загрязнения, предложены меры по снижению
концентрации веществ-загрязнителей и их дезактивации.
Следовательно, цифровая лаборатория einsteinтм предоставляет
школьникам возможность в процессе биологических исследований:
• уменьшить время, затрачиваемое на организацию и проведение
практической части исследования по сбору данных;
• повысить степень наглядности представления собранных данных;
• расширить список тем для биологических исследований;
• быстро проводить измерения в лабораторных и полевых условиях;
• модернизировать традиционные биологические эксперименты;
154
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ
• осваивать методы биологических исследований, относящиеся к математике, статистике, информационным технологиям.
6. Обработка и сопоставление данных.
После сбора материала юные исследователи приступают к обработке
и сопоставлению данных. Составляются таблицы, графики, схемы. В их
подготовке могут помочь разнообразные компьютерные программы, например Excel, Statistica и др. Учителю следует помнить, что теоретическая
часть работы и основная часть имеют одинаково важное значение, т.к.
без предварительной подготовки невозможно полноценное исследование.
Особое внимание на этом этапе исследовательской деятельности
следует уделить достоверности собранных данных. Достоверность характеризуется как реальное существование факта, подтверждаемое
при создании аналогичных ситуаций. Если подтверждения нет, то нет
и достоверности научного факта, поэтому иногда возникает необходимость повторно провести экспериментальную часть исследования, повторив или опровергнув данные.
Затем подводятся итоги работы. Полученные данные соотносятся
с уже имеющимися, обнаруженными, например, в литературных источниках. Кроме того, на данном этапе необходимо уточнить и окончательно сформулировать тему исследования, скорректировать цели и задачи.
Полезно для хранения всех материалов ученику завести личный архив,
который может состоять из:
• выписок из литературных источников по теме исследования, с указанием авторов, выходных данных, страниц цитирования;
• дневников биологических наблюдений, записей хода эксперимента;
• количественных и качественных данных, собранных в ходе выпол-
нения экспериментальной части исследования;
• картотеки списка литературы из библиографии исследования (от-
дельные карточки будут при оформлении окончательного текста работы расставлены по алфавиту);
• черновые варианты текстов для оформления работы с замечаниями
научного руководителя, экспертов и рецензентов.
155
ПРОЕКТНАЯ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ И ХИМИИ
7. Презентация результатов.
Мало провести исследование – необходимо продемонстрировать его
результаты обществу, прежде всего своим коллегам, юным исследователям, а затем представить на научных конференциях различного уровня:
школьной, окружной, городской. Для этого следует подготовить два вида
презентаций:
• отчет об исследовательской работе (портфолио работы);
• публичный доклад.
Не все занимающиеся исследовательской деятельностью
знают о том,
что форма отчета о научно-исследовательской работе и ее библиографическом оформлении определена ГОСТ Р 70.100–2018, и изобретают собственные стандарты оформления научных трудов. Еще хуже, когда таким
«творчеством» занимаются оргкомитеты и жюри юношеских научных
конференций, интеллектуальных конкурсов и смотров. Разумеется, нельзя требовать от исследовательской работы школьников полного соответствия ГОСТу, но все же если не букве, то духу принятого стандарта она
должна отвечать.
Публичный доклад (защита выполненной исследовательской работы) – важнейшее мероприятие, позволяющее донести результаты работы
до всех заинтересованных лиц. Катастрофически опасна недооценка роли
доклада. Известны случаи, когда неряшливо или неумело подготовленное
сообщение погубило в глазах жюри блестящее исследование, и наоборот,
когда эффектный, красочный доклад выгодно представил заурядную работу и принес ее исполнителям победу на конкурсе или смотре. Очевидно, что авторы исследования как при составлении текста выступления,
так и непосредственно в ходе доклада должны продемонстрировать набор следующих умений:
• установление несоответствия между желаемым и действительным,
(формулирование гипотезы по решению проблемы);
• анализ и синтез (выделение существенных признаков исследо-
вательской работы, определение взаимоотношений между ее
частями);
156
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ
• обобщение и классификацию (фиксацию признаков исследовательской работы в виде понятий и суждений);
• доказательства умозаключений (формулирование выводов на основе
теоретической и практической частей исследовательской работы);
• способность работать с устными и письменными текстами (составление плана, расположение материала в логической последовательности, владение монологической речью).
Ускоренное формирование указанных умений
, устранение имеющихся в них недостатков является важной целью организации исследовательской деятельности школьников. В связи с этим на первый план выдвигается развивающая функция учителя как руководителя исследовательской
работы учеников. При этом для учителя важно организовать помощь,
поддержку, сопровождение работы, но ни в коем случае не подменять
деятельность обучающихся. Непосредственное вмешательство руководителя может носить только технический характер, например, если у школьников нет возможностей для компьютерной обработки текста или подготовки слайдов для презентации.
Каждому исследователю всегда важно услышать мнение коллег, оппонентов, простых слушателей или читателей. В школе возможностей для публичного выступления достаточно: выступление в классе,
перед членами школьного научного общества, на школьных научных
конференциях, на разнообразных конкурсах и смотрах. Учителю следует объяснить ученику, что доклад должен быть четко продуман. Начало
доклада имеет большое значение, и его стоит особенно продумать; оно
должно быть кратким. После вступления необходимо перейти к проблеме, которой посвящен доклад. Далее следует перейти к способам и путям
ее решения, отметив трудности и результаты проделанной работы. Полезно сопровождать доклад демонстрацией натуральных биологических
объектов, лабораторных установок, приборов и т.п. Совершено очевидным является тот факт, что успешность научно-исследовательской работы школьника целиком зависит от руководителя. Успех ученика – результат грамотной работы руководителя исследования. Именно руководитель
157
ПРОЕКТНАЯ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ И ХИМИИ
исследования способен и должен правильно организовать работу на каждом этапе, поддерживать интерес ученика, ненавязчиво контролировать
его деятельность, направлять в нужное русло. Доклад должен иметь
логическое завершение, включающее заключение и выводы. Помните,
что выступающий должен быть уверен в себе. Уверенность и хорошая
подготовка – залог успеха.
8. Последействие.
Итак, работа завершена, отчет
составлен, защита состоялась. Независимо от результатов презентации требуется произвести их фиксацию
в сознании обучающихся и активизировать рефлексивную деятельность.
Юные исследователи должны теперь со стороны беспристрастно оценить свою исследовательскую работу и функции каждого члена исследовательской группы (при групповой работе). На основании проведенной
самооценки руководитель формулирует выводы и рекомендации для ее
участников. Ценность этого этапа многократно возрастает, если руководитель документально фиксирует свои комментарии и имеет возможность выступить с самоанализом перед своими коллегами на заседании
учебно-методического совета. Такой самоанализ позволяет в дальнейшем
учителю совершенствовать руководство исследовательской деятельностью школьников, не допускать промахов и ошибок.
4.2. Формы и результаты
исследовательской деятельности школьников по биологии
Всю исследовательскую деятельность школьников по биологии можно разделить на учебно-исследовательскую и научно-исследовательскую,
хотя такое деление будет весьма условным. Основные различия между
этими двумя формами исследовательской деятельности заключаются
в степени самостоятельности выполнения исследования и уровня новизны полученного результата. Учебно-исследовательская деятельность
предполагает открытие знаний, неизвестных только ученику или группе обучающихся, в отличие от научно-исследовательской деятельности,
158
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ
которая предполагает открытие новых для науки знаний, продвигающих
науку вперед и способствующих развитию общественной мысли и теоретического научного знания.
В ходе учебно-исследовательской деятельности школьники знако-
мятся с различными методиками выполнения исследовательских работ
по биологии, способами сбора, обработки и анализа данных. Такая работа подразумевает самостоятельность обучающихся как при выборе
методик, так и при обработке собранного материала. В учебно-исследовательской деятельности часто возникают проблемно-поисковые ситуации
в связи с недостатком у обучающихся необходимых знаний, поэтому исследовательская деятельность становится в основном учебной, решаемые проблемы обычно не строго научны. Они, скорее, учебные и имеют
субъективную значимость.
Учебно-исследовательская работа школьников может быть организована как на уроке, так и во внеурочное время. Для освоения навыков исследовательской работы на уроках биологии основная нагрузка ложится
на лабораторный практикум, который является сочетанием экспериментальной части, творческой работы по выдвижению научной гипотезы
и отражает основные этапы научно-исследовательской деятельности. Обучая школьников анализу и синтезу, знакомя их с основными методологическими принципами такого рода деятельности (постановкой проблемы,
выдвижением гипотезы, анализом литературных и экспериментальных
данных, теоретическим обоснованием, выводами по достигнутым результатам), учебно-исследовательская деятельность вносит разнообразие
и эмоциональную окраску в классно-урочную работу, снимает утомление, развивает у школьников непроизвольное внимание, сообразительность, воображение, стимулирует взаимопомощь в классе.
В последнее время значительно увеличился объем знаний, получаемых на уроках биологии, отдельные учебные программы слабо согласованы с реальными психологическими возможностями школьников, поэтому обучающиеся часто испытывают большие трудности в освоении
учебного материала. Биология относится к одному из самых трудных
159
ПРОЕКТНАЯ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ И ХИМИИ
предметов. Одного-двух часов в неделю хватает лишь на изучение основных теоретических вопросов. С целью повышения познавательной
активности обучающихся на уроках необходимо использовать различные методические приемы: выполнение творческих заданий, использование домашних практических работ, поиск дополнительной информации.
В этом отношении большую пользу может принести использование исследовательского метода в
обучении биологии.
Суть исследовательского метода обучения биологии состоит в том,
что под руководством учителя школьники проводят исследование, на основе которого формулируют выводы об особенностях внешнего и внутреннего строения биологических объектов, особенностях протекающих
в них биологических процессов, о взаимосвязях между исследуемыми
структурами. У школьников развиваются навыки исследовательской деятельности и научного мышления. Особенное значение имеют задания
на сравнение биологических объектов, которые многоплановы по результатам: выясняется глубина знаний, умение сравнивать, анализировать,
выделять главное. В качестве примера приведем задание для обучающихся 6-го класса: найти на гербарном образце стебель у одуванчика и охарактеризовать его побег. Учитель, организуя учебно-исследовательскую
работу, предлагает ученикам внимательно рассмотреть таблицу «Строение побега» и найти части побега у фикуса каучуконосного или другого
комнатного растения с удлиненным побегом. Это помогает обучающимся
прийти к выводу, что у одуванчика междоузлия на стебле сближены, поэтому такой побег называют укороченным.
Учебно-исследовательская деятельность обучающихся может быть
разделена на классно-урочную и внеурочную, или внеклассную, форму
организации занятий. На уроках биологии действующими нормативными
документами [101, 133] предусмотрена постановка школьниками опытов
и наблюдений над биологическими объектами, поэтому она является
обязательной для выполнения во всех аккредитованных государственных
бюджетных образовательных организациях. Один из самых распространенных видов такой исследовательской деятельности школьников – ла-
160
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]