Еще больше противоречий в определении структуры исследовательских умений. Так, разные авторы понимают под одними и теми же компонентами учебной деятельности различные психологические явления. Однако большинство из них склоняется к мысли, что исследовательские умения - это сложные комплексные умения, охватывающих систему знаний, навыков и элементарных умений и несущие элементы творчества. Их знаниевый компонент - это прежде методологические знания общенаучного характера о методах научно-эмпирических исследований, о структуре деятельности исследователя-экспериментатора, о предмете и методах конкретной науки [9].
По мнению Н. Литовченко, в структуру исследовательских умений входят также знания, необходимые для ориентации в соответствующих исследовательских задачах: научный стиль мышления и работы, суть умственных, умственно-практических действий и их последовательность, эвристические правила и логические приемы [20]. Теоретический анализ проблемы познавательной деятельности свидетельствует, что усвоение необходимого минимума знаний является обязательным условием для формирования умений.
Определение исследовательских умений как сложных комплексных умений и характеристика их структуры вносит определенную ясность в процесс классификации умений и вообще в понимание этих важных понятий и облегчает определение оптимальных путей обучения учащихся исследовательской деятельности.
Тряпицына А.П. разделила учебные исследования на три группы: монопредметные, межпредметные и надпредметные.
. 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 задание: «Предложите, как можно доказать, что алмаз и графит образованы одним химическим элементом». Конечно же, когда учащийся начинает проводить в данном случае исследовательскую работу, за рамки предмета химии он не выходит, «копая» только в одном - химическом направлении, не затрагивая ни математику (алгебру, геометрию), ни биологию, ни географию и так далее [32, с. 28].
. 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 [32, с.30].
Межпредметное учебное исследование иногда называют интегрированным исследованием. К примеру, в исследовательской работе «Природные источники углеводородов» идет пересечение четырех школьных предметов: биология, география, химия, экология.
. 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. Например, исследование «Нитраты в продуктах питания» носит надпредметный характер [32, с. 31].
Педагогическую целесообразность надпредметных исследований А.П Тряпицына определила следующим образом:
. Надпредметное исследование является конкретным инструментом педагогической деятельности, обеспечивающим единство подходов учителей разных предметов к достижению общих целей школьного образования.
. В силу своей обобщенности, надпредметное исследование позволяет учителю в максимальной степени раскрыть ценностные ориентиры своей деятельности как посредника между поколениями, между прошлым и будущим путем трансляции своего уникального индивидуального творческого отношения к миру (В.В. Абраменко, М.Ю. Кондратьев, А.В. Петровский).
. Надпредметное исследование дает основу для реализации идеи создания условий для «подлинной жизни на уроке» (Л.В. Занков, Ш.А. Амонашвили, В.А. Сухомлинский), когда урок не только «готовит к жизни», но является средством познания учеником важнейших проблем своей сегодняшней жизни.
. Надпредметное исследование обеспечивает содержательно-мировоззренческое сопровождение и согласование учебных программ школьного образования за счет целостного рассмотрения всех направлений повышения уровня компетентности школьников: расширения круга личностно-значимых проблем, расширения круга средств решения проблем.
. Надпредметное исследование обогащает возможности учебного плана, не приводя к перегрузке учащихся, поскольку может являться основной для построения интегрированных модулей и способствовать обогащению содержания отдельных тем конкретных учебных предметов.
. Надпредметное исследование может рассматриваться как способ педагогической поддержки процесса самообразования ученика и расширения форм учета достижений ученика в образовательной деятельности.
. Надпредметное исследование может выступать средством интеграции школьного образования, дополнительного образования, самообразования и образования в опыте социальной деятельности ученика [32, с. 33].
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. Чрезмерный объем работы и ее специализация, которые приводят к уходу в узкую предметную область, могут нанести вред общему образованию и развитию, которые являются, безусловно, главной задачей в этом возрасте. Поэтому далеко не каждая исследовательская задача, привнесенная из науки, пригодна для реализации в образовательных учреждениях. Такие задачи должны удовлетворять определенным требованиям, исходя из которых, возможно установить общие принципы проектирования исследовательских задач учащихся в различных областях знания [1, с. 420].
Огородникова Н.В. выделяет несколько форм учебно-исследовательской деятельности старшеклассников при этом, по нашему мнению, это разделение является достаточно условным и зачастую предложенные формы сочетаются и успешно дополняют друг друга.
а) Традиционная урочная система. Урок выступает как ведущая форма организации учебно-исследовательской деятельности учащихся 9-ых, 10-ых, 11-ых классов. Именно на уроке учителя используют педагогические технологии, основанные на применении исследовательского метода обучения [24, с. 57].
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 учителем проблемы и другое [28, с. 118].
Исследовательский метод обучения преследует двойственную цель - добыть новые знания и сформировать определённые умения и навыки у школьников, но отличается от классического репродуктивного метода обучения новым уровнем взаимоотношений субъектов и последовательностью логических этапов.
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. [19, с. 128].
в) Учебный эксперимент позволяет организовать освоение таких элементов исследовательской деятельности, как планирование и проведение эксперимента, обработка и анализ его результатов [24, с. 58].
Обычно школьный эксперимент осуществляется на базе школы и 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) [24, с. 59].
г) Домашнее задание исследовательского характера может сочетать в себе разнообразные виды, причём позволяет провести учебное исследование, достаточно протяжённое во времени.
д) Внеурочная деятельность предполагает более широкие возможности для реализации учебно-исследовательской деятельности школьников [24, с. 59]. Рассмотрим примеры включения исследовательской деятельности школьников в процесс внеклассной работы.
Так, 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.
Факультативные занятия, предполагающие углублённое изучение предмета, дают большие возможности для реализации на них учебно-исследовательской деятельности старшеклассников.
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 др., а также встречи с представителями науки и образования, экскурсии в учреждения науки и образования, сотрудничество с УНИО других школ.
Участие старшеклассников в олимпиадах, конкурсах, конференциях, в т.ч. дистанционных, предметных неделях, интеллектуальных марафонах предполагает выполнение ими учебных исследований или их элементов в рамках данных мероприятий [24, с. 60].
Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся для раскрытия её педагогического и развивающего потенциала, по мнению Е.В. Тягловой [11], должна опираться на ряд принципов:
принцип доступности (способность ребёнка выполнить задание, по завершению которого возникнет ощущение успеха от результата собственной деятельности);
принцип естественности (проблема должна быть реальной, а не надуманной; а также подлинный интерес к процессу исследования);
принцип экспериментальности (познание учащимися свойств чего-либо посредством всех анализаторов, в результате чего различные свойства предметов и явления воспринимаются во взаимосвязи, охватываются со всех сторон);
принцип осознанности (как проблемы, цели и задач, так и хода самого исследования и его результатов);
принцип культуросообразности (учёт традиций миропонимания, которые существуют в данной культуре);
принцип самодеятельности (ученик овладевает ходом исследования и новыми знаниями через собственный опыт самостоятельной работы) [23].
Говоря об относительной новизне результатов учебно-исследовательских работ, следует всё же соблюдать некую грань - принцип доступности информации. В соответствии с этим принципом воспроизведение известных опытов без изменения цели и методики их проведения исследованием считаться не будет.
В зарубежной литературе принципы заменяются требованиями, которые также направлены на эффективное функционирование механизма исследовательского обучения. По мнению американских педагогов (Драйвер Р., Белл Б., Крейзберг П. и др.) [13], требования заключаются в следующем:
. Побуждать учащихся формулировать имеющиеся у них идеи и представления, высказывать их в неявном виде.
. Сталкивать учащихся с явлениями, которые входят в противоречие с имеющимися представлениями.
. Побуждать к выдвижению предположений, догадок, альтернативных объяснений.
. Давать учащимся возможность исследовать свои предположения в свободной и ненапряжённой обстановке, особенно путём обсуждений в малых группах.
. Предоставлять ученикам возможность применять новые представления к широкому кругу явлений, ситуаций, так, чтобы они могли оценить их прикладное значение».
В целом идеи отечественных и зарубежных педагогов похожи: для первых характерна больше конкретика и чёткая связь с принципами и подходами отечественной методики, для вторых - нацеленность на гуманизацию учебного процесса.
На основе технологии исследовательской деятельности может быть реализована модель профильной школы, как на базе общеобразовательного учреждения, так и в кооперации с учреждениями дополнительного и высшего профессионального образования [22].
Таким образом, можно сделать вывод, что в своей
сущности учебное исследование предполагает активную познавательную позицию,
связанную с периодическим и продолжительным внутренним поиском, глубоко
осмысленной и творческой переработкой информации научного характера, работой
мыслительных процессов в особом режиме аналитико-прогностического свойства.
. Особенности организации
учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии
В современных условиях назначение знаний по химии - не столько способствовать развитию химического производства (в последнее время прогрессирует тонкая технология, где требуются высококвалифицированные специалисты), сколько обезопасить себя, окружающих людей и природу от последствий этого развития. И здесь особенно важна общая химическая грамотность школьников, изучающих предметы естественнонаучного цикла в школе.
С другой стороны, в рамках изучения химии в общеобразовательной школе важно, в первую очередь, уделять внимание формированию знаний. Они, безусловно, важны, но общая образованность гораздо важнее, ибо в познавательном процессе складывается еще и интеллектуальный потенциал учащегося, включающий мобильность, глубину мышления, наличие творческих способностей, нравственную убежденность, устойчивое мировоззрение. Все это происходит лишь тогда, отмечает С.Д. Шевченко, когда знания переходят на уровень убеждений [38]. Для такого перехода необходимо, чтобы учащийся в ходе учебно-познавательной деятельности пропустил полученные знания через свой опыт, то есть проявил познавательную активность.