Учебно-исследовательская деятельность как образовательная технология

Учебно-исследовательская деятельность как образовательная технология

 Организация учебно-исследовательской деятельности обучающихся.

В.А.Сухомлинский писал: «…по самой своей логике, по философской основе, по творческому характеру педагогический труд не возможен без элементов исследования и прежде всего потому, что каждая человеческая индивидуальность, с которой мы имеем дело, это в определенной мере глубоко своеобразный, неповторимый мир мыслей, чувств, интересов».

Федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) второго поколения ориентированы на развитие учебно-исследовательской и проектной деятельности обучающихся.

Анализ литературы по исследуемой проблеме выявил несколько педагогических подходов к разработке содержания понятия учебно-исследовательская деятельность обучающихся:

Учебная исследовательская деятельность определяется как деятельность учащихся по исследованию различных объектов с соблюдением процедур и этапов, близких научному исследованию, но адаптированных к уровню познавательных возможностей учащихся.

Учебно-исследовательская деятельность учащихся - процесс совместной работы учащегося и педагога по выявлению сущности изучаемых явлений и процессов.

Учебное исследование, исследовательская теоретико-познавательная деятельность - вид самостоятельной аналитической работы по систематизированному изучению какого-то вопроса или практически актуальной проблемы, заключающийся в постановке проблемы, выдвижении и проверке гипотез, проведении или моделировании эксперимента. 

Учебно-исследовательская деятельность с точки зрения учащегося - это возможность делать что-то интересное самостоятельно, в группе или самому, максимально используя свои возможности; это деятельность, позволяющая проявить себя. 

Учебно-исследовательская деятельность с точки зрения учителя - это интегративное дидактическое средство развития, обучения и воспитания.

Учебное  исследование  -  это образовательная  технология, направленная на формирование познавательной активности обучающихся, на развитие их природных задатков и способностей на основе интереса к науке, технике, искусству.

Учебно-исследовательская деятельность учащихся - это процесс освоения практического опыта использования знаний и умений на основе развития природных задатков и способностей на пути формирования и удовлетворения     познавательного интереса учащихся к той или иной отрасли науки и продуктивной, творческой деятельности.

Учебно-исследовательская деятельность как модель перехода:

- от классно-урочной системы образования к индивидуализированному неформальному образованию;

- от усвоения информации к освоению опыта творческой деятельности и эмоционально-ценностных отношений;

- от учебного плана к открытому, постоянно расширяющемуся образовательному пространству.

В тоже время  проблема формирования готовности педагогов к организации учебно-исследовательской деятельности учащихся в работах отечественных педагогов (К.М.Дурай-Новикова, В.А.Сластенина и др.) признается важной и значимой для совершенствования форм и методов активной познавательной деятельности учащихся. Разделяя взгляды ученых на готовность как единство мотивационных, познавательных и эмоционально-волевых компонентов, мы определяем понятие «готовность к учебно-исследовательской деятельности» как особое психическое состояние, наличие у субъекта образа структуры определенного действия и постоянной направленности сознания на его выполнение.

Для раскрытия сущности понятия учебного исследования можно выделить его характерные признаки:

1) учебное исследование - это процесс поисковой познавательной деятельности (изучение, выявление, установление чего-либо и т.д.);

2) учебное исследование всегда направлено на получение новых знаний, то есть, исследование всегда начинается с потребности узнать что-либо новое;

3) учебное исследование предполагает самостоятельность учащихся при выполнении задания;

4) учебное исследование должно быть направлено на реализацию дидактических целей обучения.

Привлечение обучающихся к учебным исследованиям должно идти в двух направлениях - содержательном и организационном. Содержательная самостоятельность проявляется в том, чтобы ученик мог без помощи педагога поставить перед собой учебную задачу и представить ход ее решения. Организационная самостоятельность выражается в умении ученика организовать свою работу по решению постановленной задачи. (6).

Опыт организации учебно-исследовательской деятельности обучающихся в различных самодеятельных объединениях любителей науки, технического творчества, краеведения и т.п. убедительно показывают, что это и есть тот напряженный, увлекающий ребенка, идущий от внутренней потребности, совмещающий в себе умственные и физические функции творческий труд, которого так недостает современной школе. Учебно-исследовательская деятельность предполагает не только получение результата, но и его публичное представление  и защиту.

Тряпицына А.П. выделяет три группы учебных исследований: монопредметные, межпредметные и надпредметные.

1. Монопредметное исследование - это исследование, выполняемое по конкретному предмету, предполагающее привлечение знаний для решения какой-либо проблемы именно по этому предмету. Результаты выполнения монопредметного исследования не выходят за рамки отдельного учебного предмета и могут быть получены в процессе его изучения. Это исследование направлено на углубление знаний учащихся по конкретному предмету в школе.

Целевое назначение монопредметного учебного исследования - это решение локальных предметных задач, реализуется под руководством учителя - предметника, только по одному предмету. Примером такого монопредметного исследования может стать географический факт: «Роль воздушных масс в формировании климата». Конечно же, когда учащийся начинает проводить в данном случае учебно-исследовательскую работу, за рамки предмета география он не выходит, «копая» только в одном - географическом направлении, не затрагивая ни математику (алгебру, геометрию), ни биологию, ни химию и так далее.

2. Межпредметное исследование - это исследование, направленное на решение проблемы, требующей привлечения знаний из разных учебных предметов одной или нескольких образовательных областей.

Результаты выполнения межпредметного исследования выходят за рамки отдельного учебного предмета и не могут быть получены в процессе его изучения. Это исследование направлено на углубление знаний обучающихся по одному или нескольким предметам, или образовательным областям.

Целевое назначение межпредметного учебного исследования - это решение локальных или глобальных межпредметных задач, реализуется под руководством педагогов одной или нескольких образовательных областей.

Межпредметное учебное исследование иногда называют интегрированным исследованием. К примеру, исследовательская работа: «Экологическая характеристика Москвы в системах разных направлений в истории и географии». Здесь идет пересечение четырех школьных предметов: история, география, химия, экология. Но, судя по названию учебно-исследовательской работы, количество предметов звучит всего два - история и география.

3. Надпредметное исследование - это исследование, предполагающее совместную деятельность обучающихся и педагога, направленное на исследование конкретных личностно-значимых для обучающихся проблем. Результаты выполнения такого исследования выходят за рамки учебной программы и не могут быть получены в процессе изучения последней. Исследование предполагает взаимодействие ученика с педагогами различных образовательных областей.

Целевое назначение надпредметного учебного исследования - это решение локальных задач общеучебного характера. Реализуется это учебное исследование под руководством педагогов, работающих в одной параллели классов. Пример: «Интернет в нашей жизни: его роль в формировании международного экономического сотрудничества».

Надпредметные исследования имеют ряд преимуществ перед учебными монопредметными и межпредметными исследованиями. Во-первых: они способствуют преодолению фрагментарности знаний учащихся и формированию общеучебных умений и навыков. Во-вторых: как правило, на их освоение не требуется выделение дополнительного учебного времени, так как их содержание как бы «накладывается» на содержание линейных курсов. И, наконец, в-третьих: процесс исследования способствует формированию команды учителей, объединенных одной целью.

Огородникова Н.В. подразделяет учебно-исследовательскую деятельность старшеклассников на несколько форм, но это разделение является достаточно условным и зачастую предложенные формы сочетаются и успешно дополняют друг друга.

а) Традиционная урочная система.

Для организации учебно-исследовательской деятельности учащихся старших классов представляется урок.

Учителя используют на уроке педагогические технологии, основанные на применении исследовательского метода обучения. Исследовательский метод можно определить как самостоятельное (без пошагового руководства учителя) решение учащимися новой для них проблемы с применением таких элементов научного исследования, как наблюдение и самостоятельный анализ фактов, выдвижение гипотезы и её проверка, формулирование выводов, закона или закономерности.

Применение исследовательского метода возможно в ходе решения сложной задачи, анализа первоисточников, разрешения поставленной педагогом проблемы и другое.

б) Нетрадиционная урочная система.

Существует множество видов нетрадиционных уроков, предполагающих выполнение учениками учебного исследования или его элементов: урок - исследование, урок - лаборатория, урок - творческий отчёт, урок изобретательства, урок - «Удивительное рядом», урок фантастического проекта, урок - рассказ об учёных, урок - защита исследовательских проектов, урок - экспертиза, урок - «Патент на открытие», урок открытых мыслей и т. п.

в) Учебный эксперимент позволяет организовать освоение таких элементов учебно-исследовательской деятельности, как планирование и проведение эксперимента, обработка и анализ его результатов.

Обычно школьный эксперимент осуществляется на базе школы на школьном оборудовании. Учебный эксперимент может включать в себя все или несколько элементов настоящего научного исследования (наблюдение и изучение фактов и явлений, выявление проблемы, постановка исследовательской задачи, определение цели, задач и гипотезы эксперимента, разработка методики исследования, его плана, программы, методов обработки полученных результатов, проведение пилотного эксперимента, корректировка методики исследования в связи с ходом и результатами пилотного эксперимента, собственно эксперимент, количественный и качественный анализ полученных данных, интерпретация полученных фактов, формулирование выводов, защита результатов экспериментального исследования).

г) Домашнее задание исследовательского характера может сочетать в себе разнообразные виды, причём позволяет провести учебное исследование, достаточно протяжённое во времени.

Исследовательская деятельность обучающихся  - деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением (в отличие от практикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, нормированную исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, научный комментарий, собственные выводы.

Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения. Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру:

I этап. Выбор и формулировка темы.

II этап. Знакомство со всей опубликованной литературой по данной проблеме и составление библиографии.

III этап. Составление плана.

IV этап. Изучение литературы, написание конспектов, тезисов и аннотаций на прочитанное, проведение анкетирования, интервью, накопление собственных выводов, обобщений, продумывание доказательств.

V этап. Оформление результатов работы.

VI этап. Презентация результатов проделанной работы на научной конференции.

  Индивидуальную исследовательскую деятельность обучащихся можно выстраивать по следующей более детализированной последователь­ности:

1.  Актуализация проблемы (выявить проблему и определить направление будущего исследования).

2.  Определение сферы исследова­ния (сформулировать основные вопросы, ответы на которые хоте­ли бы найти).

3.  Выбор темы исследования (попытаться, как можно более строго обозначить границы исследования).

4.  Выработка гипотезы (разработать гипотезу или гипотезы, в том числе должны быть высказаны и нереальные - провокацион­ные идеи).

5.  Выявление и систематизация подходов к решению (выбрать методы исследования).

6. Разработка методики проведения исследования.

7.  Сбор и обработка информации (зафиксировать полученные знания).

8. Анализ и обобщение полученных материалов (структуриро­вать полученный материал, используя известные логические пра­вила и приёмы).

9.  Подготовка отчёта (дать определения основным понятиям, подготовить сообщение по результатам исследования и др.).

10.  Доклад (защитить его публично перед сверстниками и взрослыми, ответить на вопросы).

11. Обсуждение итогов завершённой работы. Рефлексия.

Работа над исследовательской деятельностью начинается с выбора темы. Правильно выбрать тему исследования - значит наполовину обеспечить успешное ее выполнение.  От чего зависит выбор темы? Практика показывает, что это связано с тем, что наиболее интересно ученику, или с тем, что у него есть подходящий материал для исследования. Иногда тема выбирается по совету учителей или родителей. Выбор темы исследования - непростой момент. Иногда ученики предлагают темы, которые им явно не по силам. Зачастую темы носят реферативный характер. А бывает, что тема интересная, но нет достаточного материала для исследования. И здесь ученику нужна консультация педагога.

      Выбор предметной области это -

- интересы;

- опыт собственной деятельности; 

- возможность работы в определенной сфере;

- актуальные потребности общества;

- возможность контактов с учеными;

- обобщение педагогического опыта;

Тема - проблема (требования, определяющие выбор темы):

*Актуальность (острота, назревшая потребность в решении);

*Значимость для теории и практики (применимость для решения достаточно важных научных и практических задач);

*Перспективность (актуальность и значимость на определенный период);

*Проблемность (неочевидность решений, необходимость поиска в теории, преодоление трудностей на практике);

*Соответствие современным концепциям развития общества и человека (гуманно-личностная или социально-личностная ориентация);

 *Опыт и заинтересованность исследователя.

Новизна – определяется как «впервые». Примерные формулировки определения новизны:

- установлено, сделано, обнаружено, разработано, доказано впервые;

- выявлено, в каких компонентах исследования (постановка проблемы, идея, замысел, процедуры, результаты) и как новизна проявилась;

- определено, что отличает полученные результаты от результатов, полученные другими исследователями, что удалось опровергнуть или развить.

Работа с понятиями.

Понятия - отражение в обобщенном виде сущности или существенных признаков определенного рядя явлений или процессов.

Понятия всегда имеют словесное одеяние, выражаются в словах, именуемые терминами.

Понятийный аппарат исследования.

*Выяснение структуры исследуемого процесса и понятий, отражающих его как целое, а так же его компоненты или аспекты изучения (понятийная матрица).

*Определение содержания понятий, их терминологического выражения через известные или вновь вводимые термины, их обоснование.

 *Выделение категорий (основных, базовых понятий), выстраивание категориально-понятийной системы.

*Раскрытие взаимосвязи элементов понятийной системы, степени глубины и целостности отражению ею изучаемых процессов и явлений.

Работа над целью исследования.

Цель - это представление о результате и одновременно проект деятельности исследователя, определяющий характер и системную упорядоченность исследовательских действий и операций по ее достижению

Задача -  результат декомпозиции целей, в определенной точке траектории движения к цели.

Четыре группы исследовательских задач:

 - диагностические;

- теоретико-моделирующие;

- опытно-экспериментальные;

- прикладные. 

Выбор методик и методов исследования определяется характером объекта изучения, предметом, целью и задачами исследования. Методы исследования должны быть адекватны поставленным задачам. Это означает, что именно эта методика позволяет получить ожидаемый результат, тогда как любые другие приемы могут привести к ошибочным результатам. Выбранные методы работы должны быть простыми и доступными для учащихся.

В учебном исследовании наиболее применимыми методами являются:

наблюдение,     

эксперимент      (реконструкция),

работа      с литературными источниками, работа с видео-, аудиоматериалами, с Интернет-ресурсами,

интервью,     

опросы, 

организовать      переписку;

обработка      статистических и опытных данных,

исследование      исторических находок и документов с описанием, анализом и сравнением      краеведческих источников (работа в архивах, музеях),

проведение      полевых исследований, сбор полевого материала, и другие.

Гипотеза - предположение о путях, способах, условиях получения искомых (желаемых) результатов: что и как делать.

Основные черты:

- обоснованность;

- предположительный характер;

- нацеленность на обнаружение нового;

- содержательность (ответы по существу);

- простота;

-применение к возможно большему числу ситуаций данного класса;

- верифицируемость (проверяемость);

Варианты формулировок гипотез:

Сравнительные:

* и * имеют сходство по следующим признакам: * * *.

* и * отличаются по признакам: * * *.

Аналитические:

* имеет следующую структуру: *.

Наиболее важными показателями (характеристиками, формами, следствиями, причинами, аспектами, ценностями и т.д.) * являются * * * *.

* устроено так *.

Дедуктивные:

Характерной особенностью поведения подростка начала 21 века является *.

Наблюдаемый феномен * является частным случаем *.

* не является *.

Специфика проявления * в * заключается в *.

представляет собой частный случай *.

Задачи связи и отношения:

* связано (связан, связаны, связана) с *.

Влияние * на * опосредовано * (происходит через *).

* влияет на * таким образом:

* (вариант: * зависит от *).

Некоторые * имеют (не имеют) отношение к *.

 Причинно-следственные (как частный случай предыдущего):
Если применить * и *, то получим *.

* поведение * является следствием влияния *.

Замена * на * приведет к *.

* влияет на *.

* обусловлено действием *.

* * и * детерминирует *.

Влияние * на * происходит опосредованно, через фактор *.

Теоретическая значимость.

*Как изменяют полученные новые результаты исследования уже существующие в теории подходы, принципы, представления.

*Как влияют результаты на существующий терминологический ряд и содержание понятий.

*Какие перспективы развития теории или отдельных ее положений открывают полученные результаты.

*Возможна более конкретная матрица - определитель теоретической значимости (с выделением терминов для ввода положений).

Практическая значимость

*Каковы пути, способы использования результатов исследования в практике.

*Где уже используются результаты и какова их эффективность.

*Какие внедренческие материалы (программы, пособия, методики, рекомендации) уже используются.

*Где еще могут использоваться результаты.

*Что может быть предложено для совершенствования управления, организации, содержания образования (рекомендации, предложения).

Объект - выделяет поле исследования из более широкой предметной среды

 Предмет - раскрывает те связи, отношения, закономерности объекта, которые станут непосредственно изучаться в данном исследовании.

Подведение итогов работы

       Любая работа требует выводов и заключения. Выводы нужны для того, чтобы кратко охарактеризовать основные результаты, к которым пришел автор в процессе работы. На данном этапе гипотезы сопоставляются с полученными результатами исследования, подтверждаются или опровергаются, становятся утверждениями, которые формулируются как результат исследований, как вывод Кратко формулируются основные результаты работы в виде утверждения, а не перечисления всего того, что было сделано. Утверждающее содержание вывода - это то, на чем настаивает автор, что он готов защищать и отстаивать; иными словами, выводы -  это убеждения автора работы, за которые он готов бороться. Формулировки выводов должны быть краткими и точными, и, как правило, состоять из одного - трех пунктов.

Оформление результатов работы

      
В работе должны быть выделяются следующие части:

 - титульный лист,

- оглавление,

- введение,

- основная часть,

- заключение,

- библиографический список,

- приложения.

Титульный лист является первой страницей работы. На титульном листе указывается: название конкурса, образовательное учреждение, научное объединение учащихся, научное направление, тема работы, фамилия имя участника, класс, фамилия, имя, отчество научного руководителя, место работы, должность, дата представления работы на конкурс.

После титульного листа помещается оглавление, в котором приводятся разделы работы с указанием страниц.

Во введении кратко обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цель и задачи, указываются объект и предмет исследования, методы исследования, даётся характеристика работы - относится ли она к теоретическим исследованиям или к прикладным, сообщается, в чем заключается значимость и (или) прикладная ценность полученных результатов, приводится характеристика источников для написания работы и краткий обзор имеющейся по данной теме литературы.

        В основной части работы дается методика и техника исследования, даются сведения об объеме исследования, излагаются и обсуждаются полученные результаты. Содержание основной части должно точно соответствовать теме работы и полностью ее раскрывать.

        Заключение содержит основные выводы, к которым автор пришел в процессе анализа избранного материала.

В конце работы приводится список использованной литературы (библиографический список). В тексте работы должны быть ссылки на тот или иной научный источник.

        В приложении помещают вспомогательные или дополнительные материалы, если они помогут лучшему пониманию полученных результатов.

       Ведущий отечественный специалист в области организации исследовательской деятельности учащихся Леонтович Алек­сандр Владимирович при анализе представляемых на конфе­ренции и конкурсы творческих работ учащихся в области есте­ственных и гуманитарных наук выделил следующие их типы:

       Проблемно-реферативные - творческие работы, написан­ные на основе нескольких литературных источников, предполага­ющие сопоставление данных разных источников и на основе этого собственную трактовку поставленной проблемы.

Экспериментальные - творческие работы, написанные на основе выполнения эксперимента, описанного в науке и имеюще­го известный результат. Носят скорее иллюстративный характер, предполагают самостоятельную трактовку особенностей резуль­тата в зависимости от изменения исходных условий.

  Натуралистические и описательные - творческие работы, направленные на наблюдение и качественное описание какого- либо явления. Могут иметь элемент научной новизны.

Исследовательские - творческие работы, выполненные с по­мощью корректной 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. Особенностью таких ра­бот является неопредопределённость результата, который могут дать исследования.