V003486 Дипломная работа Разработка и апробирование авторской программы факультативного курса «По ту сторону окуляра» микробиологии

Введение

Научно-исследовательская работа учащихся в школе обусловлена приоритетами современной государственной образовательной политики, обозначенными в национальной образовательной инициативе «Наша новая школа», Федеральных государственных образовательных стандартах [1]. Перед школами стоит главная задача поиска путей формирования и развития универсальных учебных действий, в том числе и через организацию научно-исследовательской деятельности учащихся. Большинство средних общеобразовательных учреждений  недостаточно готовы к решению этих проблем. Актуальность исследования обусловлена потребностью в выявлении и научно-теоретическом обосновании педагогических условий организации научно-исследовательской деятельности учащихся в современной школе в ходе годового факультативного курса «По ту сторону окуляра».

Объектом  исследования была выбрана научно-исследовательская деятельность.

Предметом исследования является использование метода научно-исследовательской деятельности учащихся на факультативном курсе «По ту сторону окуляра» микробиологии.

В связи с этим цель выпускной квалификационной работы: разработать и апробировать авторскую программу факультативного курса, рассчитанного на учебный год.

Задачами данной работы является:

1. Определить  виды, цели и значимость научно-исследовательской деятельности учащихся в средних общеобразовательных учреждениях.

2. Рассмотреть алгоритма поэтапных действий при организации научно-исследовательской работы в факультативном курсе «По ту сторону окуляра».

3. Спроектировать систему  организации научно-исследовательской деятельности в авторской программе факультативного курса по микробиологии.

Разработанный факультативный курс рассчитан на обучающихся 8-9 классов средней общеобразовательной школы, и может быть предложен для внедрения в учебный план школы.

Глава 1 Теоретические основы организации научно-исследовательской работы школьников на современном этапе развития образования.

1.1 Значение и значимость научно-исследовательской работы школьников

Необходимость развития исследовательских способностей обучающихся признавалась многими педагогами прошлого.  Это можно увидеть в работах И.Г. Пестолоцци, Я.А. Каменского, А. Дистервега. Еще Жан Жак Руссо говорил о практике, как об основе познании мира [2]. Практическое изучение окружающей действительности стало основой реформ, проводимых в области образования, в России, начиная с 18 века, и по сей день.

Организация научной работы школьников в области биологии призвано сыграть важную роль в формировании научного познании окружающего мира на разных уровнях организации живых организмов [3].

Можно выделить следующие проблемы научно - исследовательской работы в школе:

- практическое использование полученных результатов;

- трудоемкое выполнение исследовательской работы;

- проблема специфики мышления подростка (еще не сформирована способность к критически-аналитическому мышлению);

- соблюдение авторских прав на результаты исследовательской работы.

В свою очередь учащийся должен обладать следующими компетенциями:

· умение работать с рекомендованной литературой, а это является основой научного исследования.

· умение критически осмысливать материал, представленный в книге, то есть необходимо уметь самостоятельно сопоставлять понятия и явления, делать собственные выводы.

· способность чётко и ясно излагать свои мысли [4].

Следует помнить, что главным результатом исследовательской деятельности является интеллектуальный, творческий продукт, устанавливающий ту или иную истину в результате процедуры исследования и представленный в стандартном виде [5].  Целью научно-исследовательской  работы является знакомства учащихся с теорией и практикой организации научно-исследовательской деятельности в учебном процессе и во внеклассной работе, формирования познавательной самостоятельности (а ведь именно исследовательский подход в обучении делает учащихся творческими участниками процесса познания, а не потребителями готовой информации). В школе необходимо проведение занятий по программам элективных курсов «Основы исследовательской деятельности».

Научно-исследовательская деятельность не предлагает готовых эталонных знаний и стандартных схем. Как раз наоборот, стимулирует развитиe творческиx способностeй, познавательный интерес, самостоятельный поиск ответов на вопросы и так далее. Не менее важные ограничения накладывают на тематику, характер и объем исследований требования возрастной психологии. Для юношеского возраста характерны еще невысокий общий образовательный уровень, несформированность мировоззрения, неразвитость способности к самостоятельному анализу, слабая концентрацией внимания [6].

В педагогической литературе больше говорится о важности задачи включения научно-исследовательской деятельности учащихся в образовательный процесс, чем о конкретных путях её решения; практически не разработаны фундаментальные проблемы методологии научно-исследовательской работы учащихся. Научно-исследовательская работа позволяет каждому учащемуся испытать, испробовать, выявить и актуализировать хотя бы некоторые из своих талантов. Дело педагога – создать и поддерживать творческую атмосферу в этой работе. Научно-исследовательская деятельность – мощное средство, позволяющее увлечь новое поколение по самому продуктивному пути развития и совершенствования.

Главное внимание в научно-исследовательской работе уделяется изучению важнейших методов научного познания, знакомству с методами математического и имитационного моделирования, а также методикой обработки экспериментальных данных. Весьма сложной является задача включения учащихся в организуемую в школах научно-исследовательскую деятельность. Во-первых, включиться в новую для него деятельность подросток может лишь в том случае, если ему предоставляется возможность участвовать в ней в качестве одного из её субъектов. Во-вторых, эта деятельность, в особенности на её начальных этапах, должна быть направлена на достижение вполне определённых, понятных подростку целей, на решение конкретных задач. В-третьих, деятельность, в которую включается подросток, должна восприниматься им как социально значимая [7].

Ценность организации научно-исследовательской работы на базе школы повышена множеством положительных моментов:

• для учащихся – это развитие творческих и исследовательских способностей, навыков самостоятельной работы, работы в группе и в команде, возможность выбора темы и руководителя, «погружение» в тему (так как работа должна выполняться в течение месяцев или лет), наличие домашних заданий, получаемых не в авторитарной форме, а в виде распределения обязанностей, включая самого научного руководителя, развитие навыков устной речи, использующей научную терминологию и имеющей свою особенную структуру, приобретение навыков публичных выступлений в присутствии жюри, оппонентов и незнакомых людей, тренировка навыков отстаивать свою точку зрения, уметь слушать мнения других людей, не терять контроль над ситуацией и быстро находить вариант ответа на возникшие вопросы.

• педагогам организация научно-исследовательской работы помогает организовать детей, повысить дисциплину в классе, ответственность учеников за свои поступки, помогает раскрыть творческие, организаторские, лидерские способности ребенка, апробировать инновационные технологии, обобщить опыт работы через СМИ, углубиться в исследуемую проблему;

• для родителей – это организация свободного времени детей, улучшение результатов их учебы, снижение конфликтности в семье, возможность активного участия в школьной жизни;

• образовательное учреждение получает возможность формировать адаптивную среду обучения и общения для всех сообществ, участвующих в образовательном процессе, вести инновационную деятельность, информировать о деятельности учреждения через издание статей, представление докладов, выступлений, публичных отчетов на конференциях разного уровня, формировать социальное партнерство, реализовывать программы по созданию единой детской организации, основанной на принципах самоуправления [8].

Путь повышения ценности образования и интереса детей к обучению состоит в создании образцов новой школьной практики, которая была бы адекватна современной культуре в высокотехнологичном, конкурентном мире. Создание условий для научно-исследовательской деятельности школьников позволяет реализовать право на получение качественного и современного образования, обеспечить конкурентоспособность выпускников при поступлении в вузы, реализовать их жизненные цели [9].

1.2.  Сущность, цели и виды научно-исследовательской деятельности.

Под научно-исследовательской деятельностью школьников понимается процесс решения ими научных и личностных проблем, имеющий своей целью построение субъективно нового знания [10].

Под самостоятельностью школьника в научно-исследовательской деятельности подразумевается, что научный руководитель консультирует, советует, направляет, наталкивает на возможные выводы, но, ни в коем случае не диктует и не пишет работу за ученика. Учебное исследование сохраняет логику исследования научного, но отличается от него тем, что не открывает объективно новых для человечества знаний [11].

Основная особенность исследования в образовательном процессе - то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в "большой" науке. Если в науке главной целью является получение новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности - в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (то есть самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося). Поэтому при организации образовательного процесса на основе исследовательской деятельности на первое место встает задача проектирования исследования [12 ].

Перед тем, как начинать со школьниками исследования, необходимо четко поставить цели и задачи.

Главной целью организации исследований школьников является развитие их исследовательской позиции, навыков аналитического мышления. Из этого следует, что на каждом этапе исследований нужно дать учащемуся определенную свободу в работе, иногда даже в ущерб формальному протоколу, - иначе исследование, главный смысл которого - в активизации познавательной активности учащихся, может постепенно превращаться в обычную при репродуктивной системе обучения последовательность стандартных учебных этапов [13].

В типичной образовательной ситуации, которая, как правило, определяет характер учебного процесса, реализуется стандартная позиционная схема «учитель» - «ученик». Первый транслирует знания, второй их усваивает; все это происходит в рамках отработанной классно-урочной схемы. Принцип общения в научно-исследовательской работе ломает эти стереотипы. Этот принцип дает начало эволюции от «объект – субъектной» парадигмы образовательной деятельности к ситуации совместного постижения окружающей действительности, выражением которой является пара «коллега-коллега». Вторая составляющая - «наставник - младший товарищ» предполагает ситуацию передачи навыков практической деятельности, связанных с освоением действительности от учителя, ими обладающего, к ученику. Эта передача происходит в тесном личностном контакте, что обуславливает высокий личный авторитет позиции «наставник» и специалиста, педагога, ее носителя. Главным результатом рассмотренной позиционной эволюции является расширение границ толерантности участников исследовательской деятельности [14].

Успех реализации любого начинания зависит, прежде всего, от учителя, а поэтому он должен раздвинуть границы самостоятельности. Старшеклассникам необходимо дать возможность самим находить решение к трудноразрешимым задачам, в частности - решить исследовательскую задачу [15].

 Научно-исследовательская деятельность - это деятельность учащихся, связанная с решением научных, творческих и исследовательских задач с заранее неизвестным решением. Научно-исследовательская работа не возможна без формирования определенных умений и навыков: постановка проблемы (или выделение основополагающего вопроса), изучение теории, связанной с выбранной темой, выдвижение гипотезы исследования, подбор методик и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, собственные выводы. Любое исследование в естественных науках, в частности по микробиологии, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения [16].

Главным результатом исследовательской деятельности является интеллектуальный продукт, устанавливающий ту или иную истину в результате процедуры исследования и представленный в стандартном виде.

Научно-исследовательская деятельность должна выполнять следующие дидактические функции:

- мотивационная, которая заключается в создании таких стимулов для учащихся, которые побуждают их к изучению данного предмета, формируют интерес и позитивное отношение к работе;

- информационная, позволяющую учащимся расширить объем знаний всеми доступными способами преподнесения информации;

- контрольно-корректирующая (тренировочная), которая предполагает возможность проверки, самооценки, коррекции хода и результатов обучения, а так же выполнение тренировочных упражнений для формирования необходимых умений и навыков [17].

Необходимо подчеркнуть одну из основных ценностей исследования  – достижения истины как его главного продукта. Часто в условиях конкурсов и конференций можно встретить требования практической значимости, применимости результатов исследования, характеристику социального эффекта исследования (например, «Эффект влияния бактерий на почвообразование»). Такая деятельность, хотя часто называется организаторами исследовательской, преследует иные цели (сами по себе не менее значимые) - социализации, наработки социальной практики средствами исследовательской деятельности. Руководитель школьной исследовательской работы должен отдавать себе отчет в смещении целей проводимой работы при введении подобных требований.

Тряпицына А.П. [18] разделила учебные исследования на три вида: 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: «Изучение почвенных цианобактерий». Конечно же, когда учащийся начинает проводить в данном случае исследовательскую работу, за рамки предмета биологи он не выходит, изучая только в одном направлении, не затрагивая ни математику (алгебру, геометрию), ни историю, 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 учащихся 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: «Микроорганизмы процессов брожения». Здесь идет пересечение таких школьных предметов как биология и химия.

3. Надпредметное исследование - это исследование, предполагающее совместную деятельность учащихся и учителя, направленное на исследование конкретных личностно-значимых для старшеклассников проблем. Результаты выполнения такого исследования выходят за рамки учебной программы и не могут быть получены в процессе изучения последней. Исследование предполагает взаимодействие ученика с учителями 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: «Анализ микрофлоры воздуха учебных помещений». Предполагается выявление микроорганизмов, загрязняющих воздух, разработка серии мероприятий для оздоровления воздуха (разработка проекта фитодизайна, составление ассортимента комнатных растений, их география и т.д.)[19].

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.

Школьники зачастую не видят различий между реферативной и научно-исследовательской работой. Однако уже название работы несет в себе определенную заявку на ее характер. Название реферата, как правило, достаточно простое, общее или охватывает широкий круг вопросов, например: «Микроорганизмы в Уральских ледяных пещерах». Название научно-исследовательской работы сложное и указывает на конкретность исследуемого вопроса, в нем присутствуют такие понятия как «причины», «моделирование», «роль», «особенности», «оценка», «анализ», «влияние», «характеристика» и тому подобное [20]. Например, тема научно-исследовательской работы может звучать так: «Изучение микроорганизмов на поверхности тела человека».

Огородникова Н.В. [21] подразделяет научно-исследовательскую деятельность на несколько форм, но это разделение является достаточно условным и зачастую предложенные формы сочетаются и успешно дополняют друг друга.

а) Традиционная урочная система;

б) Нетрадиционная урочная система;

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

г) Домашнее задание исследовательского характера может сочетать в себе разнообразные виды, причем позволяет провести учебное исследование, достаточно протяженное по времени.

Внеурочная деятельность предполагает более широкие возможности научно-исследовательской деятельности [22].

1) Некоторые школы включают в свои образовательные программы исследовательскую практику учащихся. Она может проводиться в самой школе, на базе внешних учреждений образования и науки или в полевых условиях.

2) Существует практика сдачи переводных экзаменов в форме защиты выпускной экзаменационной работы.

3) Образовательные экспедиции - походы, поездки, экскурсии с чётко обозначенными образовательными целями, программой деятельности, продуманными формами контроля. Образовательные экспедиции предусматривают активную образовательную деятельность школьников, в том числе и исследовательского характера [23].

4) Факультативные занятия, предполагающие углублённое изучение предмета, дают большие возможности для реализации на них учебно-исследовательской деятельности.

5) Ученическое научно-исследовательское общество (УНИО) - форма внеклассной работы, которая сочетает в себе работу над учебными исследованиями, коллективное обсуждение промежуточных и итоговых результатов этой работы, организацию круглых столов, дискуссий, дебатов, интеллектуальных игр, публичных защит, конференций и другое, а также встречи с представителями науки и образования, экскурсии в учреждения науки и образования, сотрудничество с УНИО других школ.

6) Участие старшеклассников в олимпиадах, конкурсах, конференциях, в том числе дистанционных, предметных неделях, интеллектуальных марафонах предполагает выполнение ими учебных исследований или их элементов в рамках данных мероприятий [23].

7) Научно-исследовательская деятельность как составная часть учебных проектов необходима для целеполагания и диагностики результативности проекта.

Работа над исследовательскими темами ведется, как индивидуально, так и коллективно. Их следует назвать «Исследовательскими лабораториями», где работа ведется старшеклассниками индивидуально или «Исследовательскими группами», где, в свою очередь, работа ведется по группам. Организация работы в этих двух случаях будет несколько отличаться, рассмотрим подробнее эти направления.

1. Индивидуальная работа над научным исследованием.

В первую очередь чтобы организовать индивидуальную работу над научным исследованием, необходимо выявить желающих, и не просто желающих, а тех учеников, которые не бросят свою работу не завершенной. Далее индивидуальную работу со старшеклассниками необходимо разделить на этапы:

1) Организационное собрание, на котором рассказывается об учебно-исследовательской деятельности.

2) Выбор учениками общих направлений для дальнейшей работы (например «Микроорганизмы воздуха, воды, почвы»)

3) Занятия по специальному курсу «Введение в исследовательскую деятельность».

4) Окончательное согласование «руководитель-ученик-исследователь»; первая рабочая встреча с руководителем, на которой уточняется тема исследования. Например: «Микроорганизмы реки Плющихи г. Новосибирск»

5) Утверждение темы учебного исследования во время занятий специального курса.

6) Продолжение занятий специального курса «Введение в научно-исследовательскую деятельность» и параллельная работа над учебно-исследовательской работой.

7) Апробация работ - обсуждение результатов научно-исследовательских работ на занятиях специального курса.

8) Рецензирование научно-исследовательских работ «старшим» рецензентом - учителем-предметником и «младшим» рецензентом - учеником, который ранее добился более высоких результатов в этой области.

9) Защита научно-исследовательских работ (лучше всего к концу учебного года).

10) Итоговая конференция по результатам работы [24].

2. Групповая работа над научным исследованием, или коллективная.

Коллектив или группа объединяет людей не только в общей цели и в общем труде, но и в общей организации этого труда.

Каждое действие одного ученика, каждая его неудача на фоне общего дела, как удача в общем деле [25].

Последовательность групповой работы практически такая же, как и последовательность индивидуальной работы, отличием являются только некоторые моменты - этапы:

1) Организационное собрание, на котором рассказывается о научно-исследовательской деятельности.

2) Выбор учениками общих направлений для дальнейшей работы и объединение в группы на основе этих направлений; выбор ответственного учащегося за работу группы.

3) Занятия по специальному курсу «Введение в исследовательскую деятельность».

4) Окончательное согласование состава и ответственного за работу в группе; первая рабочая встреча с руководителем, на которой уточняется тема исследования (например «Микроорганизмы воздуха, воды, почвы»)

5) Утверждение темы учебного исследования во время занятий специального курса.

6) Продолжение занятий специального курса «Введение в научно-исследовательскую деятельность» и параллельная работа над учебно-исследовательской работой.

7) Апробация работ - обсуждение результатов научно-исследовательских работ на занятиях специального курса.

8) Рецензирование научно-исследовательских работ «старшим» рецензентом - учителем-предметником, не руководившим работой и «младшими» рецензентами - учениками, которые ранее добились более высоких результатов в этой области.

9) Защита научно-исследовательских работ (лучше всего к концу учебного года). Этот подразумевает дискуссионную часть исследования, представление работ, как правило, здесь идет обсуждение проблемы.

Представление исследования, особенно в современности, имеет решающее значение во всей работе. Наличие стандартов представления является характерным атрибутом исследовательской деятельности и выражено достаточно жестко в отличие, например, от деятельности в сфере искусства. Таких стандартов в науке несколько: тезисы, научная статья, устный доклад, диссертация, монография, популярная статья. В каждом из стандартов определен характер языка, объем, структура. При представлении руководитель и учащийся должны с самого начала определиться с тем жанром, в котором они работают, и строго следовать его требованиям. Наиболее популярными на современных юношеских конференциях являются жанры тезисов, статьи, доклада. При этом в этих формах может быть представлены и не исследовательские работы, а, например, рефераты или описательные работы [24].