Запрудский Н.И. Технология исследовательской деятельности учащихся-2

(Продолжение. Начало в № 4, 2009 г.)

Какова же последовательность действий учителя и учащихся при выполнении учебных исследований? Обратимся к авторитетным источникам.

Основоположник прагматической педагогики Дж. Дьюи описал пять этапов исследовательской деятельности:

■ ощущение затруднения,

■ определение этого затруднения (в чём конкретно оно состоит),

■ выдвижение возможного варианта его разрешения (формулировка гипотезы),

■ формулировка выводов, следующих из предложенного решения (логическая проверка гипотезы),

■ последующие наблюдения и эксперименты, позволяющие принять или отбросить гипотезу либо перейти к выводу, следующему из исследования (он может быть как положительным, так и отрицательным).

Популярный интернет-ресурс www.glossary.ru предлагает несколько иную последовательность познавательных и организационных действий с целью решения исследовательской задачи: постановка задачи; предварительный анализ имеющейся информации, условий и методов решения задач данного класса; формулировка исходных гипотез; сбор данных; анализ и обобщение полученных результатов; проверка гипотез; формулирование утверждений.

Один из крупнейших специалистов в области психологии исследовательского обучения А. И. Савенков в своей книге [1] приводит представления о последовательности процедур научного поиска известного математика А. Пуанкаре, психолога Э. де Боно, математика Б. Больцано и др. На этой основе, а также на основе собственного экспериментального опыта он предложил свою последовательность действий при выполнении учащимися учебных исследований. Предлагаем её в несколько преобразованном виде и с дополнением о характере управляющей деятельности учителя на каждом из этапов исследования (табл. 2).

№	Исследовательская деятельность учащихся	Управляющая деятельность учителя
1	2	3
1		Подбор противоречивых фактов, интересной информации, продумывание проблемных ситуаций
2	Проблематизация: обнаружение противоречий в имеющейся информации, проявление заинтересованности в изучении того или иного объекта, желания понять процесс или явление, усмотрение проблемы	Предъявление учащимся фактов, противоречивой, привлекательной информации, создание проблемной ситуации
3	"Инкубационный период". Определение сферы исследования (формулировка вопросов, на которые хотелось бы получить ответы)	Инициирование постановки учащимися вопросов, поощрение поиска, помощь в самоопределении в отношении объекта исследования
4	Определение темы исследования	Помощь в определении предмета и темы исследования
5	Определение цели и задач исследования	Оказание помощи в формулировке цели и определении задач исследования
6	Выработка гипотезы (гипотез). Построение модели	Предлагает выдвинуть предположения в отношении характера тех зависимостей, которые предстоит изучить, установить с помощью эксперимента или работы с литературой. Предлагает учащимся найти объяснение выдвинутой гипотезе
7	Планирование и разработка методики проведения исследования, создание экспериментальной установки	Предложение учащимся различных методов решения задач исследования
8	Сбор и систематизация полученной информации	Оказание помощи в фиксации результатов теоретического или экспериментального исследования
9	Анализ, объяснение и обобщение полученных данных и материалов	Помощь учащимся в анализе различных точек зрения в литературе на исследуемую проблему, в анализе экспериментальных данных, в формулировке собственного взгляда на проблему. Предложение различных подходов, схем, шаблонов для обобщения информации
10	Подготовка отчёта	Консультирование по подготовке отчёта и публичной защиты исследования
11	Презентация и защита результатов исследования	Помощь и поддержка непосредственно перед защитой
12	Обсуждение хода и полученных результатов работы	Организация рефлексии
13		Самоанализ учителем хода и продуктивности его управляющей деятельности

Важно отметить, что помощь учителя не должна состоять в подсказке вариантов, способов, источников получения информации и т.п. Педагог, скорее, должен играть роль ко-уча, который понимает, что решение проблемы должно быть за исполнителем. Коуч ставит ученику такие вопросы, которые наводят его на решение проблемы. Приведём примеры вопросов, которые можно ставить юному исследователю:

■ Какие ещё ты можешь использовать возможности для получения информации?

■ В какой последовательности, на твой взгляд, это лучше сделать?

■ На чём строится твоё убеждение, что это лучший вариант?

■ Каких знаний тебе не хватает для принятия решения?

■ Где эти знания ты можешь получить?

Теперь подробнее поясним перечисленные в таблице этапы.

На первом из них (подготовительном) учитель, понимая ценность включения учащихся в исследовательскую работу, ощущая потребность в её организации, продумывает и готовит проблемную ситуацию, которая потенциально может стать импульсом для принятия учащимся или учащимися решения о проведении исследования. Для этого им используются противоречивые факты, опыты, ситуации неполноты знаний, парадоксальности, внешней привлекательности и необычности.

Возможно пойти по другому пути: подготовить перечень областей знания и деятельности человека или список тем, из которых учащиеся выбирают объект или тему исследования. Затем ученики по избранному направлению собирают информацию, читают статьи в периодической печати, для них организуются экскурсии, что может стать предпосылкой для обнаружения и формулирования проблемы исследования.

На этапе проблематизации учащиеся обнаруживают неполноту имеющихся знаний, видят несоответствия в имеющихся данных, замечают противоречия в деятельности, подходах, фактах. У них возникает ощущение проблемы (затруднения, неопределённости), появляется потребность разобраться, понять объект или явление, пробуждается поисковая активность и стимулируется исследовательское поведение.

Для того чтобы проблема стала для ребенка личностно значимой, необходимо её эмоциональное восприятие, которое возможно в случае замешательства, непонимания, недоумения или удивления. Поэтому на занятиях с детьми так значимы соответствующие ситуации, в которых новая информация сталкивается с прежним опытом ребёнка, проявляется парадоксальность в демонстрируемых фактах и явлениях. Очень но создание доверительной среды, в которой поощряются любознательность, вопросы учеников, свободное высказывание точек зрения. Этому же способствует обучение с помощью текстов, предлагающих альтернативные трактовки явлений и событий. Полезны и вопросы, которые способствуют пробуждению у учащихся любопытства, например: "Есть ли в том, что ты видишь, противоречие?", "Как ты это понимаешь?", "Достаточно ли у тебя знаний, чтобы это объяснить?", "Как, по-твоему, это можно выяснить?" и др.

На "инкубационном" этапе у самого ученика возникают вопросы, на которые он хотел бы получить ответы. Таким образом, очерчивается сфера исследования: учебный предмет, его раздел или область знаний, а также уточняется проблема. Проблема — это конкретный вопрос, на который планируется найти ответ в ходе исследования.

Выбор темы учебного исследования в первую очередь определяется интересами самого исследователя — учащегося. При этом должны быть учтены реальные возможности выполнения им исследовательской работы.

От самой формулировки темы во многом зависит успех исследования.

По ходу работы её название может уточняться и корректироваться, поскольку будет меняться понимание учащимся особенностей изучаемого объекта.

Определение цели и задач исследования. Под целью принято понимать планируемый, предвосхищаемый результат деятельности. В контексте исследовательской деятельности такое понимание цели не вполне удобно, поскольку в ситуации неопределённости зачастую заранее невозможно указать, каким будет результат исследования. Поэтому в формулировке цели указываются лишь намерения исследователя. Цель исследовательской работы состоит в изучении фактов, явлений, событий и установлении закономерностей, которые их связывают между собой.

Желательно, чтобы цель исследования имела не только субъективную, но и объективную новизну. Это будет способствовать высокой мотивации деятельности учащегося.

Цель конкретизируется в задачах. Задача — это то, что надо сделать, чтобы достичь цели. Формулировке задач способствует поиск ответов на вопрос: что нужно сделать, чтобы достичь цели, разрешить проблему исследования? Совокупность вопросов-задач, по сути, задаёт программу исследования. Задачи могут быть как теоретическими, так и практическими.

Например, если стоит цель: установление зависимости количества близоруких детей от пола и продолжительности обучения в школе, то задачами могут быть:

■ изучить литературу и выявить причины возникновения близорукости;

■ выявить в школе факторы, которые обусловливают возникновение и усиление близорукости;

■ установить, какие домашние факторы отрицательно влияют на зрение учащихся;

■ определить число близоруких детей обоих полов во всех классах школы;

■ проанализировать медицинские карты учащихся и установить динамику развития близорукости в школе;

■ выработать рекомендации для учеников, их родителей и учителей по профилактике близорукости учащихся.

Выдвижение гипотезы (научного предположения) — это важнейшая часть исследования, которое, по сути, направлено на её проверку. Гипотеза (лат. hypothesis — основание) — предположение, суждение о закономерной связи явлений. В гипотезе потенциально содержится новое знание, это — знание предположительное, вероятностное. История науки свидетельствует, что в деятельности исследователя гипотеза занимает ведущее место. Если в результате эксперимента гипотеза подтверждается, то она становится теорией, если нет — она оказывается ложным предположением. Выработка гипотез — это основа и характеристика творческого, исследовательского мышления.

Существуют различные виды гипотез:

1) описательные (предположение о структуре объекта или процесса; о форме связей между элементами изучаемого объекта);

2) объяснительные (предположение о при-чинно-следственных связях в изучаемом объекте, которое требуется экспериментально проверить). Гипотезы подразделяют также по степени общности: 1) общие (для всего класса объектов исследования); 2) частные (для подмножества); 3) единичные.

Гипотеза записывается с помощью следующих клише: можно предположить...', если..., то...-, предполагается, что...; допустим...^-, возможно... и т.п.

Выдвинуть гипотезу учащимся помогает поиск ответа на вопрос "Что произойдёт, если..?". Для обучения учащихся выдвижению гипотезы можно предложить несколько способов, например: популярный в ТРИЗ-пе-дагогике метод "Да-нетки"; упражнения в поиске ответов на вопросы (Почему плавает металлическая лодка? Почему дует ветер? Что произошло бы, если бы скорость света уменьшилась в тысячу раз?); дискуссии по поводу известных гипотез (происхождение жизни, вред от мобильных телефонов), тренинги задавания вопросов (источником и причиной всех проблем непонимания является незаданный своевременно вопрос) и др.

После выдвижения гипотезы учащимся предлагается построить модель явления или процесса, т. е. найти объяснение высказанному предположению. Данный этап исследовательской работы ярко показал К. Д. Сечко, под руководством которого учащиеся исследовали проводимость замёрзшего электролита [2].

Разработка методики проведения исследования, создание экспериментальной установки. На этом этапе продумываются и принимаются решения, какие методы для сбора информации и получения экспериментальных данных будут использованы исследователем. Могут применяться следующие методы: опросить других людей, найти информацию в книгах, справочниках, CD-энциклопедиях, поискать в Интернете, посмотреть телефильм, понаблюдать, изучить условия, провести интервью, выполнить эксперименты, сделать математические расчёты и др.

Здесь полезно поставить учащемуся вопросы: "На чём строится твоё убеждение, что именно данный метод наилучшим образом подходит для проверки гипотезы?", "Как изменить метод, установку, чтобы исключить побочные эффекты?" и др. Осуществляется планирование работы и распределение обязанностей (если в исследовании участвуют несколько школьников).

Сбор и систематизация полученной информации. В процессе проведения теоретических исследований осуществляется анализ литературы, в ходе которого учащийся находит факты и аргументы, подтверждающие или опровергающие гипотезу. При проведении эмпирического исследования организуются наблюдения за объектами, процессами или явлениями, ставятся опыты на специально созданных для этого экспериментальных установках. Полученные данные фиксируются в картотеке, папках в компьютере, в лабораторном журнале. Исследователь при этом создаёт словарь терминов, которые необходимы для описания хода и результатов исследования. Словарь может носить структурный характер: в нём выделяется ключевое понятие и строится иерархия применяемых в исследовании терминов.

Анализ и обобщение полученных данных и материалов. Проводится статистический анализ, на основе которого определяются характерные черты, признаки явлений, производится их разделение и классификация (факторный анализ); устанавливаются взаимосвязи и зависимости между выделенными параметрами (корреляционный анализ). Далее осуществляется вербальное описание полученного после статистической обработки материала; интерпретация (объяснение) результатов (отмечается, как они соотносятся с гипотезой, возможно, с результатами других исследований). На этой основе формулируются выводы:

1) в какой степени достигнута цель и решены задачи исследования;

2) как полученные результаты соотносятся с гипотезой;

3) в чём состоит теоретическая и практическая значимость исследования;

4) какие можно дать практические рекомендации.

Подготовка отчёта. Рекомендуется следующая структура отчёта об учебном исследовании:

1. Титульный лист (указываются образовательное учреждение, название работы, жанр, фамилия и имя автора, класс, фамилия, имя и отчество научного руководителя, год).

2. Оглавление.

3. Введение (указывается проблема и обосновывается тема исследования, записываются его цель и задачи, гипотеза).

4. Основная часть (она делится на главы или параграфы; желательно обеспечить соответствие глав (параграфов) сформулированным задачам, т. е. в параграфе прописывается решение соответствующей задачи).

5. Заключение (описание результатов работы, анализ того, насколько решены поставленные задачи, определение направлений дальнейших поисков, указание трудностей и проблем, с которыми автор столкнулся в процессе исследования).

6. Список использованных источников.

7. Приложения (если необходимы).

Конкретные практические советы по оформлению текста отчёта приведены в статье [3].

{mospagebreak} 

Презентация и защита результатов исследования. Многие успешные исследования учащихся зачастую проигрывают в конкурсах исследовательских работ из-за неумелой презентации и защиты результатов исследования. Поэтому важно помочь учащимся быть убедительными и в этой части работы. Е. В. Тяглова предложила методику обучения учащихся публичному представлению результатов своего исследования. Эта методика, по сути, представляет собой схему подготовки устного выступления. Учащийся получает помощь в поиске ответов на семь известных из риторики вопросов.

О чем говорить? Нужно выделить главный тезис доклада. Эта фраза должна:

■ утверждать главную мысль и предопределять цель речи, требовать дополнительного сопровождения для более полного раскрытия;

■ быть краткой, ясной и не содержать противоречий;

■ иметь опорное — главное в исследовании понятие.

Зачем говорить? Рекомендуется сформулировать то, чего вы хотите достичь вашим выступлением. Запрограммируйте реакцию аудитории и по ней оценивайте, как воспринимается ваше выступление.

Сколько говорить? Время выступления обычно ограничено регламентом конференции или конкурса исследовательских работ. Скорее всего, вы не получите больше 8— 10 минут. Поэтому важно отобрать для выступления самое существенное, больше внимание уделить экспериментальной части и выводам.

Кому говорить? Стиль речи и её терминологическая сложность напрямую зависят от аудитории. Если доклад делается для учащихся, не стоит перегружать речь специальной терминологией. Лучше изложить материал на доступном уровне.

Где говорить? На тактику построения речи существенно влияют условия. Как правило, в классной комнате выступать легче, чем в большом актовом зале. Характер речи меняется в зависимости от средств, наглядных материалов, которыми пользуется докладчик.

Как говорить? Рекомендуется говорить не очень быстро. Если аудитория однородна, то цели достичь легче, чем в разнородной массе людей. Важно произвести глубокое впечатление ораторским искусством.

Что говорить? Важно позаботиться о соответствующей аргументации, подтверждающей основной и вспомогательные тезисы. Тезис без аргументов — что дерево без корней. Рекомендуется строить выступление с учётом следующих советов: понятие, несущее главную мысль, повторить не менее семи раз, а основной тезис — не менее четырёх раз. Привести впечатляющие аргументы, примеры, факты, убедительные выводы. Рекомендуется помнить, что утверждения, касающиеся явлений мира, должны формулироваться так, чтобы в принципе была возможность их проверить.

Учащимся можно предложить следующую структуру выступления:

1. Подготовка аудитории к восприятию, стимулирование интереса слушателей к докладчику.

2. Постановка проблемы, демонстрация её актуальности, основной тезис (идея, гипотеза) исследования.

3. Объявление цели, задач исследования и плана доклада.

4. Рассказ о том, как решалась первая задача и какие получены результаты.

5. Рассказ о том, как решалась вторая задача исследования и какие получены выводы (и далее по каждой задаче).

6. Возвращение к основному тезису исследования, демонстрация того, что цель достигнута.

7. Выводы.

Е. В. Тяглова также предлагает полезные рекомендации для ответов на вопросы, которые получает докладчик.

Обсуждение хода и полученных результатов работы. На этом этапе учащемуся, завершившему и защитившему исследование, учитель может предложить ряд рефлексивных вопросов:

■ Каковы твои впечатления, чувства после завершённой работы и её защиты?

■ Как ты оцениваешь своё выступление в сравнении с другими, в сравнении с предыдущим твоим подобным опытом? Что у тебя не получалось прежде, а на этот раз хорошо получилось?

■ Что, по твоему мнению, было наиболее удачно в докладе и ответах на вопросы оппонентов? Чем это было предопределено?

■ Что ты можешь сказать о ходе работы над исследованием с позиции сегодняшнего дня?

■ Что и как можно было сделать лучше?

■ Что бы ты изменил, если бы пришлось подобную работу выполнять и защищать снова?

■ Каковы твои планы на будущее?

Самоанализ учителем хода и продуктивности его управляющей деятельности предполагает поиск и фиксацию причин, условий её неудач и успехов.

Таким образом, процесс исследования предполагает прохождение учащимся ряда последовательных этапов. Успешность деятельности на этих этапах во многом зависит от того, в какой степени ученики владеют соответствующими умениями. Исследовательская деятельность опирается на исследовательские умения. Умения формируются в деятельности. Поэтому необходима поэлементная исследовательская практика учащихся, в процессе которой происходит становление и развитие их исследовательской компетентности. Для пояснения этой мысли приведём аналогию с решением задач: для успешного решения учащимся, скажем, физической задачи, он должен уметь записать условие; уметь схематически изобразить ситуацию, о которой идёт речь в задаче; увидеть, каких данных не хватает для её решения, и т.п. Этим умениям целесообразно поэлементно обучать.

А. И. Савенков в книге "Психологические основы исследовательского подхода к обучению" предложил методики, использование которых позволяет успешно развивать исследовательские умения школьников [1, с. 286—378].

Совокупность исследовательских умений учащихся мы представили в виде таблицы (табл. 3). В ней же приведены возможные средства их формирования и развития.

Исследовательские умения учащихся, средства их формирования и развития

Этапы исследования	Виды и показатели исследовательских умений	Средства формирования и развития
1	2	3
Проблематизация и "инкубационный" период	Умение усматривать проблему: • анализировать факты, явления, • обнаруживать неполноту имеющихся знаний, • видеть несоответствия в имеющихся данных, • видеть противоречия в деятельности, подходах, фактах, • ставить вопросы по существу проблемы, • видеть противоречия и формулировать проблему	Методы эвристического обучения: эмпатии, смыслового и образного видения, эвристических вопросов, наблюдения, сравнения, ошибок. Экскурсии. Задания на: - рассмотрение объекта с разных точек зрения, - поиск значений и признаков предмета, - поиск противоречий, - выделение проблем, - развитие умения задавать вопросы и др.
Определение темы, целей и задач исследования	Умение сформулировать тему, цели и задачи исследования: • выбирать тему в контексте проблемы, • определять объект исследования, • определять, что будет в данном объекте исследоваться, • решать, какая зависимость в исследовании будет устанавливаться, • определять, какие задачи нужно решить, чтобы цель была достигнута	Методы эвристики: целеполагания, мозговой атаки, анализа, конструирования понятий, открытых вопросов. Задания на: - формулировку темы, - определение цели и задач
Выработка гипотезы (гипотез). Разработка модели явления	Умение выдвигать гипотезу: • размышлять, • выводить предположения из общих принципов, теорий, • рассматривать аналогии, • выводить предположения на основе известных фактов, явлений, собственных наблюдений	Технология критического мышления. Методы эвристики: «да-нетки», прогнозирования, выдвижения гипотез, «если бы», моделирования, конструирования теорий. Открытые задания и вопросы
Разработка методики проведения исследования, создание экспериментальной установки	Умение планировать исследование: • выдвигать возможные варианты решения проблемы, • выбирать оптимальные варианты, • анализировать имеющиеся ресурсы, • анализировать риски, • выяснять условия, в которых может проводиться эксперимент, • сотрудничать, • отстаивать свою точку зрения по поводу предложенного пути решения проблемы, • слушать и слышать оппонентов, • принимать решение по поводу метода решения проблемы и проверки гипотезы, • планировать последовательнссть действий при проведении опытов, • отбирать необходимые приборы и материалы, • собирать экспериментальную установку, • готовить анкеты и опросники	Технология педагогических мастерских. Технология кооперативного обучения. Методы планирования, анализа, сравнения, конструирования правил. Школьный лабораторный эксперимент. Образцы и примеры выполненных учащимися исследований. Задания на: - развитие творческого воображения, - придумывание опытов
Сбор и систематизация полученной информации	Умение работать с информацией: • обеспечивать необходимые условия работы, • проводить наблюдения и измерения, • осуществлять поиск информации в печатных изданиях, Интернете, путем социологических опросов, • фиксировать результаты поиска информации и опытов, • вести индивидуальный архив, • работать в сетях (локальных и глобальной), пользоваться браузерами, находить и сохранять информацию из Интернета, знание этикета работы в сети Интернет, • работать с литературой, • планировать и осуществлять проверку гипотезы, • обращаться с приборами, вести журнал лабораторных наблюдений, • сопоставлять и описывать результаты опытов, выполненных в разных условиях, • измерять и сводить результаты измерений в таблицы, строить графики	Лабораторные работы по физике, химии и др. Методы анализа, сравнения, обобщения и систематизации, агглютинации. Задания на: - выделение главной идеи в тексте, - придумывание опытов, - развитие умений наблюдать, - ведение лабораторных журналов, - классификацию, - систематизацию и классификацию, - поиск информации в Интернете
Анализ и обобщение полученных данных и материалов	Умение работать с информацией: • осуществлять математическую обработку результатов, • анализировать данные, полученные из наблюдений, опросов и опытов, • оценивать достоверность и погрешности полученных результатов, • интерпретировать полученные результаты, делать выводы, • давать определения понятиям, • соотносить полученные выводы с гипотезой, • анализировать результаты исследования, • оценивать значение результатов, • вычислять с применением правил приближённых вычислений и калькулятора, оценивать достоверность полученных результатов, • систематизировать полученные данные, интерпретировать результаты исследования	Лабораторные работы. Задания на: - описание характеристик и процессов, - сравнение, - обобщение, - классификацию, - структурирование текстов, - категоризацию, - формулировку умозаключений и выводов, - построение графиков, - схематизацию, - расчёт погрешностей измерений
Подготовка отчёта	Умение оформлять результаты исследования: • готовить компьютерные презентации, • пользоваться текстовым и графическим редакторами для оформления результатов эксперимента, • готовить собственные отчёты и статьи, • выводить текст и рисунки на печать, • владеть элементами компьютерной графики (векторной и растровой)	Уроки информатики. Выполнение и оформление проектов Выполнение домашних заданий с помощью компьютера. Изучение образцов отчётов
Презентация и защита результатов исследования	Умение публично защищать исследовательскую работу: • логично и последовательно излагать информацию, • подчёркивать смысловые акценты, • наглядно иллюстрировать своё выступление, • слушать и слышать оппонентов, • улавливать суть поставленных вопросов, • лаконично и аргументированно отвечать оппонентам	Технологии дебатов, критического мышления, проектного обучения. Методы: - эвристических вопросов, - смыслового, образного и символического видения, - публичных выступлений. Открытые задания и вопросы
Обсуждение хода и полученных результатов работы	Рефлексивные умения: • восстановить свою исследовательскую деятельность, • критически её оценивать: выявлять в ней удачные и неудачные действия, • определять пути, средства совершенствования своей деятельности	Методы рефлексии, анализа, самооценки, сравнения. Задания на самоанализ и на самооценку

Многие из перечисленных в таблице умений являются общеучебными. Они формируются в образовательном процессе, начиная с начальной школы. Это, например, целеполагание, планирование, самоанализ, самопредставление и др. Для формирования других важных умений могут применяться формы, методы и средства, обозначенные нами в правой колонке таблицы. Обобщая сказанное, отметим: чтобы иметь исследовательскую компетентность, нужно исследовать.

Список использованной литературы

1. Савенков, А. И. Психологические основы исследовательского подхода к обучению: учеб. пособие / А. И. Савенков. — М. : Ось-89, 2006. — 480 с.

2. Сечко, К. Д. Организация исследовательской работы учащихся / К. Д. Сечко //Фізіка: праблемы выкладання. — 2008. — № 6. — С. 48—56.

3. Зачесова, Е. В. Написание текстов: рекомендации юным авторам учебных исследований и их руководителям / Е. В. Зачесова // Школьные технологии. — 2006. — № 5. — С. 105—111.

4. Тяглова, Е. В. Методика апробации результатов исследовательской деятельности учащихся / Е. В. Тяглова // Школьные технологии. — 2007. — № 1. — С. 103—118.

(Продолжение следует.)