Исследовательская деятельность как средство формирования развития универсальных учебных действий учащихся на уроках химии, биологии и во внеурочной деятельности

Исследовательская деятельность в учебно-воспитательном процессе

Не существует сколько-нибудь достоверных тестов на одарённость

кроме тех, которые проявляются в результате активного участия

хотя бы в самой маленькой поисковой работе. (А.Н. Колмогоров)

Современный выпускник должен обладать способностью мобилизовать полученные знания, умения, опыт и способы поведения в условиях конкретной ситуации, конкретной деятельности. Использование в учебно-воспитательном процессе исследовательских методов, поисковотворческих заданий, модульных и других техноло-гий развивающего обучения позволяют приобщать школьников к исследовательской деятельности. В настоящее время сложилось несколько точек зрения на понимание сущности учебно-исследовательской деятельности учащихся. Одна из наиболее усто-явшихся концепций – концепция учебно-исследовательской деятельности как новой педагогической технологии. Задача педагога: создание условий, способствующих формированию у школьника мотивации подходить к проблеме с творческой позиции. Для учащихся создаётся ситуация, когда они сами способны овладеть понятиями, решать творческие задачи с заранее неизвестным результатом.

Система работы в организации учебно-исследовательской деятельности:

Урочная деятельность

 Выполнение развивающих заданий.

Задание № 1. Из разных источников выпишите определение одного понятия, укажите название источника, номер страницы.

Задание № 2. Опишите поведение кусочка натрия в воде.

Задание № 3. Какие физические свойства щелочных металлов можно предвидеть?

 Решение проблемных задач.

Задача № 1. При выполнении штукатурных работ для ускорения затвердевания штукатурки в помещение вносят жаровни с горящими углями. Можно ли заменить эту процедуру прогреванием помещения электрическими нагревателями?

Задача № 2. Утверждают, что для приготовления известковых побелочных растворов не следует использовать вёдра и бочки из оцинкованной жести. Вы с этим согласны?

 Выполнение лабораторных опытов и работ.

«Опыт никогда не ошибается, ошибаются ваши суждения, ожидая от него такого действия, которое не является следствием ваших экспериментов» (Л. да Винчи).

 Урок-исследование «Отношение активных металлов к растворам солей».

Цель: расширить знания о химических свойствах активных металлов; на основании исследований сформировать правильные представления о направлении реакции между активными металлами и растворами солей, формировать умения выдвигать гипотезу, устанавливать закономерности развивать познавательную активность, умение наблюдать, фиксировать результаты, обобщать, делать выводы.

Этап 1. Актуализация знаний по теме: «Гидролиз»

Задание 1. Установите общее в составе солей, допишите уравнения реакции гид-ролиза в молекулярном и ионном виде: а) FeCl3, б) MqCl2, в) СuSO4

Задание 2. Руководствуясь электрохимическим рядом напряжений металлов, оцените поведение металлов в растворах. Допишите уравнения возможных реакций в сокращённом ионном виде, рассмотрите с позиции ОВР:

а) Pb + Zn 2+ = б) Fe + Cu 2+ = в) Mq + H+ =

Обсуждение ответов

Этап 2. Исследование. Поисковая деятельность учащихся.

Демонстрационный эксперимент: взаимодействие лития с растворами хлоридов алюминия, железа, кальция. Учащиеся наблюдают энергичную реакцию, которая сопровождается выделением водорода и образованием осадка. В результате обсуждения наблюдаемых явлений приходят к выводу: щелочные металлы реагируют с водой, находящейся в растворе соли, поэтому реакции сопровождаются выделением водорода и образованием нерастворимого основания.

Опыт 1. Взаимодействие магния с растворами солей.

Цель: исследовать отношение магния к раствору соли.

1. В пробирки с порошком магния прилейте по 3 мл раствора соли: в одну рас-твор хлорида алюминия, в другую – раствор хлорида железа (III), в третью- хлорид аммония. Что наблюдаете?

2. Подожгите выделяемый газ.

3. Какое химическое взаимодействие в опыте приводит к образованию водоро-да?

4. Составьте уравнения реакций.

5. Сделайте вывод о направлении данной реакции.

Вывод: магний не вытесняет менее активные металлы из растворов солей, а восстанавливает ионы водорода, накопившиеся при гидролизе соли.

Опыт 2. Взаимодействие алюминия с раствором хлорида меди (II).

Цель: выяснить направление реакции.

1. В пробирку с алюминием прилейте 2 мл раствора соли. Внимательно следите за изменениями, происходящими в пробирке. Что наблюдаете?

2. Составьте уравнения реакций.

3. Сделайте вывод о направлении реакции.

Вывод: алюминий вытесняет медь из раствора хлорида меди (//), восстанавливает ионы водорода, накопившиеся при гидролизе соли, растворяется в воде. Опыты позволяют сделать выводы: реакции активных металлов главных подгрупп 1-3 групп ПСХЭ с растворами солей протекают в различных направлениях, направление реакции зависит от природы металла и состава соли.

Этап 3. Рефлексия. Оценка деятельности класса.

В ходе урока учащиеся пытались овладеть главным умением в процессе познания – умением находить истину с помощью доказательств, проводить исследование.

Внеурочная деятельность

 Предметные недели, познавательные игры: «Экология и здоровье», «Знатоки окружающей среды», «Самый умный».

 Факультативное занятие: «Кот в мешке», участвуют 2-3 команды. Побеждает команда, которая первая и правильно определит вещества.

 Конференции, конкурсы, исследовательские и творческие работы.

В новое тысячелетие человечество вступает в условиях экологического кризиса. Реальную угрозу функционированию биосферы Земли представляют экологические проблемы – разрушение озонового слоя, кислотные осадки и потепление климата планеты. Раскрытию сущности этих явлений была посвящена школьная научно-практическая конференция «Глобальные экологические проблемы», в которой участвовали учащиеся 10-11-х классов. Цель: познакомить учащихся с проблемами защиты окружающей среды и путями их решения, воспитание у школьников экологической культуры, бережного отношения к природе. Темы исследований: «Парниковый эффект и его последствия», «Разрушение озонового слоя Земли», «Кислотные осадки», «Загрязнение океана». Огромное количество неизученных проблем существует в окружающем нас мире. Чтобы ответить на возникающие вопросы, необходимо провести исследование. Учащиеся 8-11 классов ежегодно принимают участие в учебно-исследовательских конференциях школьников. Темы учебно-исследовательских работ: «Д.И. Менделеев – исследователь воздухоплавания», «Загрязнение окружающей среды автотранспортом», «Свинец в предметах обихода», «Самодельные индикаторы», «Содержание витамина С в яблоках», «Бумажная хроматография» и др. Применение исследовательского метода на уроках и во внеурочной деятельности позволяет развивать практическое и творческое мышление, формировать навыки работы с научно-популярной и научной литературой. Исследовательский подход в обучении делает ребят активными участниками учебного процесса, а не пассивными потребителями готовой информации. Школьники, которые занимается исследовательской деятельностью, глубже разбираются в причинах различных явлений, могут отстаивать свою точку зрения, понять и признать свои ошибки. Исследовательская деятельность способствует осмысленному усвоению знаний, обеспечивает системность в усвоении учебного материала.

Список источников

Обухов А.С. Исследовательская деятельность как способ формирования мировоззрения // Народное образование. 2001. № 10.

Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. М., 2004.

Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии: метод. пособие. М., 2007.

Ширшина Н.В. Химия: проектная деятельность учащихся. Волгоград, 2008.

http://www.mon.gov.ru.

http://edu.ru/index.php.

Исследовательская деятельность в рамках ФГОС нового поколения - как средство повышения познавательной активности школьников

Исследовательская и проектная деятельность является результативным способом достижения одной из важнейших целей образования: научить детей самостоятельно мыслить, ставить и решать проблемы, привлекая знания из разных областей; уметь прогнозировать вариативность результатов.

Как показывает опыт, метод проектов, и деятельный подход к обучению как нельзя лучше решают задачи современного образования. Раннее приобщение детей к научно-исследовательской и поисковой деятельности позволяет наиболее полно определить и развивать интеллектуальные и творческие способности, причем не только в старшем звене, но и для младших школьников.

Исследовательская работа обучающихся как самостоятельный вид учебной деятельности может осуществляться на всех уровнях образовательной системы и в разном объеме.

Исследовательская и проектная деятельность является способом самореализации личности не только одаренных, но и высокомотивированных детей. Для начинающих исследований весьма важно иметь хотя бы самое общее представление о методологии научного творчества, ибо на первых порах овладения навыками научной работы большинства возникающих проблем носит именно методологический характер.

Участие в экспериментах и исследованиях позволит ученикам почувствовать уверенность в себе, ощутить радость успеха. Все это поможет решить познавательно-развивающие, обучающие, воспитательные и социально-адаптационные задачи: сформировать умения и навыки исследовательской деятельности на примере своего исследования; научить работать с различными источниками информации; формировать информационную компетенцию обучающихся.

Что же должен уметь исследователь, приступающий к написанию исследовательской работе?

• сформулировать проблему исследования в виде познавательной задачи;

• определить цель исследования;

• собрать необходимую информацию;

• разработать ведущий замысел (по гуманитарной тематике);

• разработать гипотезу решения познавательной задачи (по естественнонаучной тематике);

• разработать реальную модель объекта исследования;

• разработать методику проведения исследования;

• провести исследование (анализ фактов, причинно-следственных связей, наблюдения, анкетирование, эксперимент и т.д.);

• описать и объяснить полученные результаты;

• сформулировать выводы;

• разработать предложения по применению полученных знаний.

Основные виды творческих работ.

В настоящее время в системе образовании сделана попытка обозначить основные виды творческой деятельности, а также определены отличительные признаки собственно исследовательской деятельности.

Главным формальным результатом реализации творческой деятельности обучающихся являются итоговые творческие работы, которые подразделяются на 5 основных видов.

1. Информационно-реферативные творческие работы, написанные на основе нескольких литературных источников с целью наиболее полного освещения какой-либо проблемы.

2. Проблемно-реферативные творческие работы, написанные на основе нескольких литературных источников, предполагающие сопоставление данных разных источников и на основе этого собственную трактовку поставленной проблемы. Особенностью такой творческой работы является то, что при наличии общепринятой структуры и с расширенным исследованием поставленной проблемы вполне может считаться исследовательской работой.

3. Экспериментальные творческие работы, написанные на основе выполнения эксперимента, описанного в науке и имеющего известный результат. Такой вид творческой работы носят скорее иллюстрированный характер, предполагает самостоятельную трактовку особенностей результата в зависимости от изменения исходных условий.

4. Натуралистические и описательные творческие работы направленные на наблюдения и качественное описание какого-либо явления. Такой вид творческие работы может иметь элемент научной новизны. Отличительной особенностью является отсутствие количественной методики исследования. Одной из разновидностей натуралистических работ являются работы общественно-экологической направленности.

5. Исследовательские творческие работы, выполненные с помощью конкретной с научной точки зрения методики, имеющие полученный с помощью этой методики собственный экспериментальный материал, на основании которого делается анализ и выводы о характере исследуемого явления или предмета. Особенностью таких работ является непредопределённость результата, который могут дать исследования.

Перечисленные виды имеют общие элементы. Это, прежде всего, литературные данные. В случае реферативных работ литературные данные являются основным содержанием работы, в случае трех последних видов (экспериментальные, натуралистические и описательные, исследовательские творческие работы) выступает в качестве литературного обзора данных об исследуемом явлении или предмете.

В методическом плане все виды творческих работ структурированы на постановку проблемы (зачем выполняется работа?), собственно материал, выводы (к чему пришли в результате выполнения работы?). Эти требования являются принципиальными с точки зрения обучения обучающихся основным приёмам творческой работы. При этом каждый из видов обладает своей спецификой и атрибутикой.

В чем отличие исследовательской деятельности от других видов творческой деятельности.

В настоящее время у большинства педагогов нет четкого понимания основных отличий исследовательской деятельности от других видов творческой деятельности обучающихся.

Итак, под исследовательской деятельностью понимается форма организации образовательной работы, связанная с решением обучающихся творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для научного исследования.

Основным отличительным признаком исследовательской деятельности является наличие таких элементов, как практическая методика исследования выбранного явления или предмета, гипотеза, собственный экспериментальный материал, анализ собственных данных и вытекающие из него выводы.

Важно, что при реализации творческой деятельности главным является научный подход, а не состав источников, на основании которого выполняется работа. На одних и тех же источников можно написать как реферативные, так и исследовательские работы. Но суть исследовательской работы состоит в сопоставлении данных первоисточников, их творческом анализе и произведенных на его основании новых выводов. Суть реферативной работы в подборе материала из первоисточников, наиболее полно освещающие избранную проблему.

Структура исследовательской работы.

Научный (исследовательских) подход имеет чётко установленные и принятые в научном мире черты, которые позволяют ту или иную работу отнести к области исследовательских работ.

Что же должно присутствовать в исследовательской работе?

• название темы исследовательской работы, её обоснование или актуальность выбранной темы;

• проблема исследования;

• цель и задачи исследования;

• гипотеза исследования;

• объект и предмет исследования;

• методика исследования, её обоснование;

• ожидаемые результаты;

• выводы и предложения;

• литература;

• приложение.

На основании этих компонентов можно составить структуру исследовательской работы:

I. ВВЕДЕНИЕ включает в себя – проблему, актуальность темы, практическую и теоретическую значимость, цель и задачи, гипотезу, объект и предмет исследования.

II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ (СОДЕРЖАНИЕ) может состоять из теоретической и диагностической части. Теоретическая часть включает в себя описание исследуемого явления или предмета. Диагностическая часть – обоснование выбора методики и методов исследования, ожидаемые результаты, формулы, расчеты, математический анализ, диаграммы, схемы, графики и таблицы (которые можно оформлять в приложении, а по тексту оформлять ссылки на приложения). И теоретическая и диагностическая части могут включать в себя различные подпункты.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ включает в себя выводы по проведённому исследованию и предложения.

ЛИТЕРАТУРА.

ПРИЛОЖЕНИЕ, если оно имеется.

Кратко охарактеризуем все компоненты исследовательской работы, а на практике попробуем все компоненты разобрать более конкретно:

Проблема исследования предлагает исследование неизвестного, малоизученного или интересующего факта, явления или предмета, что предстоит в ходе исследования открыть, доказать, изучить с новых позиций.

Формулирование темы – это результат достаточно объемной предварительной работы, осуществляемой на подготовительном этапе. Суть этой работы состоит в том, чтобы выявить проблему, для решения которой и проводится исследование.

На этом этапе можно выделить следующие действия. Сначала необходимо проанализировать знания, касающиеся предмета исследования, зафиксировать уже имеющиеся достижения и проблемные вопросы, а также понять сущность социального заказа, если таковой имеется. Проведение анализа имеющейся ситуации и знаний в области исследования позволит вам охарактеризовать проблемную ситуацию, благодаря чему легче сформулировать основное противоречие, подлежащее разрешению в ходе исследования. Под противоречием обычно понимается несоответствие между реально существующим и желаемым состоянием интересующего вас вопроса. На основе выявленного противоречия можно определить искомую проблему, а, следовательно, центральную идею исследования.

Обоснование темы или актуальность выбранной темы – после того как была определена проблема и выбрана тема исследования необходимо дать обоснование или актуальность выбранной темы.

Чётко сформулированная тема позволяет перейти от общей идеи исследования (проблемы) к определению гипотезы, предмета и объекта исследования.

Формулирование гипотезы исследования. Исследование требует формулирование гипотезы. Гипотеза – это главный методологический инструмент, организующий весь процесс исследования и подчиняющий его внутренней логике. Гипотеза исследования – не что иное, как обоснованное развёрнутое предположение о структуре изучаемого объекта, характере связей между его элементами и о возможных способах решения обнаруженных проблем. Гипотеза – это предположение, подробно излагающее модель, методику, систему мер, то есть технологию исследования, в результате которого ожидается достижение цели исследования. Гипотеза – это умозаключение, которое в процессе исследования либо подтверждается, либо опровергается. Гипотез может быть несколько – какие-то подтверждаются, а какие-то нет.

Как правило, гипотеза формулирется в виде сложноподчиненного предложения («Если …, то …» или «Чем …, тем …»).

Существуют некоторые общие требования, которым удовлетворяет удачная гипотеза:

– не должна содержать неясных терминов;

– четко обозначить ожидаемую связь событий;

– быть логичной, без излишних псевдонаучных «изысков»;

– проверка предположений не должна вызывать трудностей со стороны методов и организационных возможностей;

– ее содержание не должно быть тривиальным (очевидным) и сводиться к суждениям здравого смысла.

Если центральная гипотеза получилась аксиоматичной или абсурдной, работу над ней необходимо начать заново. Важно запомнить главное: без гипотезы нет и не может быть никакого исследования, никакого рождения новшества. В содержательном плане гипотеза тесно связана с предметом и целью исследования.

Объект исследования – формулирование темы влечет за собой выбор конкретного объекта исследования. Им может быть все то, что явно или косвенно содержит противоречие и порождает проблемную ситуацию. В педагогике объект исследования – это то педагогическое пространство, та область, в рамках, которых находится изучаемое явление. Объект – это область, в рамках которого ведется исследование совокупности связей, отношений и свойств как источника необходимой для исследователя информации. Объектом может быть какой-либо коллектив, отдельный человек или ребёнок, какой-либо неодушевлённый предмет, например, расписание занятий, национальный праздник, почва, режим дня, какое-либо заболеванием, образовательный и воспитательный процесс и т.д.

Предмет исследования – помимо объекта исследования выделяется также предмет исследования, то есть те наиболее значимые свойства и особенности объекта, которые подлежат непосредственному изучению. Остальные свойства объекта остаются как бы вне поля зрения исследователей, поскольку в данном случае объект – это то, что содержит социальное противоречие.

Обычно предмет содержит в себе центральный вопрос темы исследования, который позволяет обнаружить основную тенденцию изучаемого явления и сформулировать гипотезу исследования. Как правило, определение предмета исследования по существу совпадает с темой исследования.

Предмет исследования более конкретен и включает только те связи и отношения, которые подлежат непосредственному изучению в данной работе, он устанавливает границы научного поиска в каждом объекте. Предмет исследования всегда изучается в рамках какого-то объекта.

Цели и задачи исследования – предмет исследования определяет цели и задачи исследования. Цель исследования ориентирует участников исследования на его конечный результат. Цель формулируется кратко и предельно точно, в смысловом отношении, выражая то основное, что намеривается сделать исследователь. И как правило, цель начинается с глагола «выявить», «изучить», «сформировать», «обосновать», «провести».

Четко сформулированная цель придаёт исследованию определённость и позволяет конкретизировать её в комплекс задач.

Задачи формулируют вопросы, на которые должны быть получены ответы. Задачи могут отражать определённую пошаговость достижения цели, последовательность действий.

Цель и задачи образуют взаимосвязанную цепочку: определение цели позволяет далее упорядочить процесс научного поиска в виде последовательности решения основных и частных задач, являющихся средствами решения главных вопросов исследования.

Методики и методы исследования – выбор конкретных методик и методов исследования определяется объектом, предметом, целью и задачами исследования. Методика – это совокупность приёмов, способов исследования, порядок их применения и вид интерпретации полученных с их помощью результатов.

В ходе исследовательской работы необходимо использовать разнообразные методы. Условно их можно разделить на две группы – эмпирические и теоретические. Эмпирические методы включают в себя изучение литературы по избранной теме, наблюдения, входную и выходную диагностику, позволяющие увидеть проявления результатов исследования, интервью, анкетирование, тестирование и т.д. Теоретические методы предполагают проведение теоретического анализа проблемы, моделирование проблемных ситуаций, использование ряда мыслительных процедур: классификации, типологизации, абстрагирования, сравнения, обобщения, др.

Ожидаемые результаты исследования связана с целым исследованием, а критерии оценки должны задаваться до начала исследования. Показателями эффективности любого исследования могут быть критерии результативности и критерии затрат времени. Прогнозирование ожидаемых результатов совершенно необходимая часть исследования, поскольку речь идет о предполагаемой эффективности выдвинутой гипотезы.

Прогноз должен охватывать как ожидаемые положительные результаты, так и возможные отрицательные, а также предполагать и способы их компенсации (обоснования и предложения). Поскольку стержнем исследования является его основная гипотеза, то предполагаемые результаты необходимо связывать, прежде всего, с содержанием гипотезы. Они не должны быть произвольными их не следует сводить ни к формам итоговой отчетности к возможным последствиям исследования.

Сроки проведения исследования – необходимым компонентом исследовательской деятельности является установление сроков проведения исследования. Сроки должны быть достаточными для проверки воспроизводимости, надёжности, стабильности результатов, их обсуждения и апробации. Проведение исследования осуществляется по плану. Основанием плана являются этапы исследования.

Первый этап – подготовительный – включает в себя выбор проблемы и темы, определение и подготовку объекта и предмета исследования, разработку целей и задач, гипотезы исследования, подготовку инструментария, обучение участников исследования, выбор методов и разработку методики исследования.

Второй этап – конструирующий (постановочный, создающий) – содержит непосредственно исследование (возможна и его разбивка на этапы).

Третий этап – корректирующий – это формулирование предварительных выводов, их апробирование и уточнение.

Четвёртый этап – контрольный.

Пятый этап – заключительный – подведение итогов и оформление результатов.

Шестой этап – презентативный – защита исследовательской работе на занятии, конференции, конкурсе или мероприятии.