Использование информационных технологий в естественнонаучном направлении исследовательской работы школьников

Добавлено: 2018.06.15
Просмотров: 30

Соколова Галина Алексеевна, педагог дополнительного образования

Актуальность.

Современные школьники много времени проводят в Интернете, так как предметы школьного цикла требуют для своего освоения больше информации, чем ее имеется в учебнике. В системе открытого образования школьники психологически себя чувствуют более уверенно и значимо, так как выполняют задания самостоятельно, без присмотра взрослых. Этот аргумент позволяет им осваивать различные информационные технологии очень быстро, а особенно это важно при исследовательской работе, где от уровня самостоятельности действий зависит успех выполняемого исследования.

Информационная безопасность при выполнении исследовательских работ.

В современном мире система образования должна формировать новые качества – инициативность, инновационность, мобильность, гибкость, динамизм и конструктивность. В свете современных требований профессионал должен обладать стремлением к самообразованию на протяжении всей жизни, владеть новыми технологиями и понимать возможности их использования, уметь принимать самостоятельные решения, адаптироваться в социальной и будущей профессиональной сфере, разрешать проблемы и работать в команде, быть готовым к перегрузкам, стрессовым ситуациям и уметь быстро выходить них. Все эти качества личности вырабатываются у школьников при работе с компьютером, где происходит обработка данных своих исследований, а также при работе с Интернет сообществами, которые не только предлагают методики исследования, но и вселяют в детей веру в успешное преодоление трудностей. Очень важно, что бы ученик в исследовательской работе чувствовал себя на ровне с учителем, понимая , что они оба выполняют общее и очень нужное дело. Вырабатывается стимул самостоятельности, когда сам ученик принимает решение, выйти на дискуссию с ученым , имея определенный запас знаний и вопросов, на которые рассчитывает получить ответ. В Интернет сообществе, которое курирует определенный круг научных вопросов , можно получить квалифицированную помощь от ученых, которые работают в этой области, пообщаться с со сверстниками, выполняющих подобную работу, найти подходящую методику проведения исследования.. Появившаяся значимость проблемы, дает возможность учащимся уже не поверхностно, а основательно заняться проблемой. Возможность общения в форуме позволит избежать ошибок, которые допускают все новички в исследовательской работе. Так как при общении выясняется, что многие вопросы можно решить совершенно по -другому, и об этом учащийся может узнать при общении со своими сверстниками. Известно , что школьники очень быстро умеют передавать информацию, которую тут же могут применить. Так сообщество “Экосистема” Московский полевой учебный центр www.ecosystema.ru помогает не только разработать систему или план исследования, но и познакомиться с подобными исследованиями и исследователями. В дистанционном общении можно получить рецензию на свою работу и подсказку, как действовать дальше. Рецензируют работу ,как правило, ученые или учителя –практики, которые хорошо разбираются в методике проведения исследовательских работ. Для того, чтобы войти в данную среду , необходимо не только знание теории, но и необходимо умение представить свою исследуемую проблему в понятийно - значимой форме. Значит, повышается мотивационная часть вхождения в исследование. Все руководители таких проектов знают, что детей надо подвести к такому моменту, когда они захотят сами исследовать явление или проблему, а это зависит от мастерства руководителя. Предложенные для посещения сайты, их просмотр или скачивание материала, займут не так много времени, но обратная реакция будет намного выше, предполагаемого результата. Так вырабатывается способность к поисковой работе, которая просто необходима каждому , кто работает в Интернете и выполняет исследовательскую работу. Научиться этому не просто, но при постоянном общении с наукой, которая основана на теоретических знаниях и требует их обновления, а также сравнения своей работы с уже известными изысканиями , эти знания можно найти в Интернете больше и более современные. Продвижение идет в обучении очень быстро. Степень развитости субъективных качеств учащегося, следовательно, можно определить следующими характеристиками
Способность целенаправленно искать и отбирать необходимую информацию;
Способность самостоятельно осуществлять полный цикл деятельности в соответствии с нормами исследования;
Способность рефлексировать цели, смысл осуществляемой деятельности в соответствии с собственными ценностными основаниями;
Способность объективировать недостающие для достижения цели ресурсы, имеющиеся в распоряжении ресурсы, перспективные для продуктивной кооперации и на основе этих знаний вступать в продуктивные содержательные коммуникации;
Все перечисленные способности можно определить как общие способности, необходимые для становления субъектной позиции личности- способности быть субъектом собственной деятельности(Леонтович А.В, Савичев А.С. М-2007);
Для подростков исследовательская работа это реализация своего ”Я”, она является эффективной пробой своих будущих профессиональных, социальных и субкультурных возможностей.

Главная цель учебного исследования –это приобретение учащимися навыков исследования как универсального способа освоения действительности через повышение мотивации к учебной деятельности.

Исследовательские работы выполняются по определенным научным методикам. Результат исследования неизвестен заранее, хотя в первую очередь выдвигается гипотеза , которую в ходе исследования следует доказать. Критерием качества исследовательской работы служит : постановка цели, выбор методик, проведение опытов и наличие контроля опыта, анализ результатов и обоснование выводов.

Занимаясь в Центре дополнительного образования туризмом, мне пришлось увидеть этот процесс в действии. Члены секции “Туристы – экологи” , которых я вела по трудному туристическому пути однажды проявили желание определить на сколько чиста вода в ерике , в котором они купаются. Так возникла тема “Экологические проблемы ерика Солянка”.С темой определились не сразу. Проводя ориентирование на местности и проходя разные по наличию растений участки , ребята стали задавать вопросы, а что это за растения? Мое предложение поискать их в определителях дало свой результат. Во многом помогли и диски CD-RW “Экологические исследования школьников в природе” Боголюбов А.С. 2006год . Это учебные видеофильмы и методические пособия по методам организации экологических исследований школьников в природе наглядно показывают , как надо проводить исследования, как взять пробы и как их обработать. Такая помощь в проведении исследовательских работ облегчает процесс вхождения в исследование, так как ученик сам дома может в спокойной обстановке изучить материал , выбрать подходящие методики и составить на основе этого свой план исследования. Ассоциация “Экосистема” на своем сайте имеет и эко-гида: Путеводитель по экосистемам. Это компьютерные иллюстрированные определители объектов природы средней полосы России дают представление о том, как должен быть систематизирован растительный материал своей области. На основе предложенного определителя уже более смело дети берутся создать подобный определитель , но на основе своего собранного материала. Для учителя помощь содержат два диска : “Методическое пособие по полевой практике” и “”Как организовать полевой экологический практикум”. Здесь можно найти все, что нужно для ведения полевого этапа исследования. Самое трудное в начале исследования это определиться с темой. Однако, на практике стало понятно, что чем больше предлагают учащиеся тем, тем продуктивнее будет работа, так как процесс пошел, ученики неотступно думают ,как назвать свою будущую работу . Действительно, на первом этапе начинают работать 20-30 тем. Но по мере вхождения в нее и изучения материала, темы или исчезают, как не подходящие или преобразуются в реально действующие. В начале каждый участник исследовательской работы выбирает сам себе тему и строит план исследования, выдвигает актуальность выбранной темы , прогнозирует результаты исследования. Не все темы выживут, но большенство школьников убеждаются в том, что исследование требует много внимания к научному материалу, который надо не только найти , но и отобрать нужный и требует ответственности за предлагаемое исследование. Выйдя на сайт www.Astrakhan.ru На нем мы обнаружили не только фото местных растений , но и подробное описание проведения исследовательской работы по изучению данной местности. По рекомендованным методикам взяли пробы просто в стаканчики, посмотрели. Оказалось, что то, что они знают не достаточно, чтобы определить содержимое стаканчика. Решено, идем в библиотеку, в Интернет. В первую очередь посетили сайт http://www.ecocoop.ru Здесь собранный материал о почвах и ссылки на Интернет ресурсы помогли не только найти нужную информацию, но и научиться пользоваться поисковыми машинами. Тут наступил шок, всего так много, а что же выбрать, что же мне конкретно надо? Так мы пришли к планированию своей работы. Договорились о консультации с местными учеными, провели практикум. Собрали обширный материал по растительному покрову и множество проб почвы и воды. Все данные обработать в ручную, не под силу даже взрослым.. Обратились в Интернет в “Экосообщество”, там нашли методики, примеры обработки данных с помощью ПК.. Настроение улучшилось, так ребята смогли увидеть такие же работы сверстников на сайте “Экосодружество”. Этот практикум был не забываем, все было впервые, все было открытием. Хотя на уроках биологии вроде бы это уже изучали даже кое - что знали, но растений оказалось так много, что никто не предполагал, что в районе полупустыни встретиться такое количество самых разнообразных растений. Тогда каждый для себя выбрал одно направление. Вы не представляете , как трудно молодому человеку остановиться на чем либо конкретно. Полевые пробы взять одному не возможно, значит, начали формироваться тематические группы, но данные от сбора материала оказались нужны всем участникам экспедиции. Получалось, что каждый делает определенную тему, но в ее разработке участвует весь коллектив. Многие школьники просто интересовались, что мы делаем и во много помогали в сборе растений, измерениях параметров ерика и во многом другом, хотя к написанию работы так и не подошли. Эти ребята выбрали путь оформления исследовательской работы фотографиями. Но это тоже колоссальный труд, когда надо сделать фото растения в такой позиции и так, что бы видны были особенности данного растения- это совсем не просто. .Снова обратились в Интернет , где есть множество сайтов с фото растений, сгруппированных по классификации или по районам произрастания. Вновь помог в этом деле сайт “Экосодружество”.

Значит, знание исследуемого материала есть у каждого. Теперь наступил момент обработки данных. Нужно было думать и как думать. Необходимо было критически посмотреть на весь материал, что-то оставить, а от чего- то отказаться. Но как, когда кажется , что все это нужно, а материала очень много. Многие вспомнят, как мы обрабатывали большой учебный материал на уроках и начнут применять это уже на практике. Значит надо пообщаться с коллегами и попытаться объяснить свой найденный результат, довести до слушателя доходчиво и обстоятельно. Все получилось потому ,что каждый отнесся с пониманием и по возможности критически ко всему предложенному, а тот кто защищал свой проект, вдруг наглядно увидел свои недочеты и даже открыл много неясного и неисследованного в исследуемом материале. Надо было научиться отстаивать свои идеи, спокойно, уверенно ,отстаивая свое мнение за 3-4 минуты , доказать необходимость своих исследований и предоставить результат работы.

Работа продолжается уже более двух лет. Никто из секции не ушел, а кто и уходит ,то вернулся, и продолжает начатое дело.

Мне кажется ,что вот такого рода работа и позволит формировать компетентностный подход в образовании, но он не реализуется в полной мере только в рамках одного предмета. Видимо, нужно создавать программы, где ученик самостоятельно мог бы приобретать знания, которые ему ближе, а так же интегрировать ключевые компетенции в программу предмета, что позволит ученику овладеть и предметными и ключевыми компетенциями за один период.

Момент обработки данных.. Это работа с офисными программами , где обрабатываются большие объемы данных исследования. Создание диаграмм и графиков, презентации своей работы, в этих вопросах дети иногда быстрее ориентируются, чем взрослые., так как чаще работают на компьютере выполняя подобные работы на уроках информатики.

Огромную помощь оказывает Центр дистанционного образования “Эйдос”, где мы нашли и консультантов, и ученых, а также прошли курсы по проведению исследовательских работ. В данном сообществе можно приобрести много полезного как ученику, так и родителям, которые всегда помогают своему ребенку в исследовательских работах. Выполненную работу можно представить на конференцию, как итог своего труда. Пообщаться в научном форуме и расширить свой научный кругозор. В работе “Учащиеся как исследователи (как эффективно руководить самостоятельной исследовательской работой школьников) Леонтович А.В.,М-2007 учителя – руководители исследовательской работой нашли для себя и своих подопечных много нужных рекомендаций по планированию, оформлению и проведению исследовательских работ со школьниками.

Использование компьютера в обработке исследовательских материалов.

Все информационные сообщества , которые посещают учащиеся при подготовке исследовательской работы дают исчерпывающую информацию по методикам исследования и вызывают настоящий интерес к исследовательской работе. Все данные должны заноситься в отдельную электронную папку. Затем можно произвести отбор методик для проведения исследования. В следующей папке подбирается материал, касающийся предмета или явления исследования. Весь материал будет использован для обзора литературы , в которой затронуты вопросы исследования. Удобно в компьютер заносить каждодневные данные по исследованию, описания, даты взятия проб, место проведенной работы. Создается папка с фото документами. Такой каталог поможет в работе и решит вопрос систематизации материала. Так создается каталог папок необходимых для проведения анализа литературы и методик проведения исследования. Особое место на заключительном этапе имеет создание презентации, которая покажет цель исследования, задачи, ход исследования и результат. В презентации видно работу автора в сжатой форме, но она дает представление об авторе и его позиции.(программа Power Point). Большим подспорьем при работе на местности являются карты, которые тоже используем в своей работе: ДубльГИС, MirKart.ru, DataGrafNet ,RIN.RU .Эффективным является и работа с космическими снимками, так как дает истинное положение местности. Участвуя в фотоконкурсе “Россия глазами школьников” многие учащиеся почувствовали особенность овладения навыками работы с социальными географическими ресурсами в Интернет, такими как Panoramio.com сайт интегрированный с GoogleEarth: он позволяет пользователям публиковать свои фото на сайте привязывая их к определенным координатам на спутниковой карте Земли, доступной через Google Mars b Google Earth/.

Исследовательская деятельность школьников как особая технология позволяющая установить творческий контакт с научными учреждениями, как популяризатор интеллектуально творческих способностей молодежи и как привлечение внимания общественности к проблемам сохранения и развития интеллектуального потенциала общества.

В настоящее время включение в работу Глобальной школьной лаборатории http://globallab.concord.org дает широкие возможности включения детей в научно –исследовательскую деятельность. Для прохождения данного курса нашли опытный участок за городом, где можно проводить работы по ботанике, экологии и географии. Затем провели вводные занятия и выехали на полевую практику. Следует заметить , что дети после полевой практики стали с большим интересом относиться к изучаемому материалу, а у некоторых появился интерес к научной работе. Современному преподаванию биологии и географии явно не хватает практических работ на природе. В городе провести такие работы довольно сложно, а организаций , которые бы взяли на себя такой труд не много. Одна из таких организаций в Астрахани – это “Полевой учебный Центр “Стрижи” при Доме детского творчества “Успех”. Развертывание таких работ со школьниками довольно сложно, ведь организаторы встречают отпор со стороны учителей, которые не хотят заниматься выездами, так как это опасно, как бы чего не случилось, а с другой стороны связано с организацией питания и проезда. Однако, все трудности окупаются, когда дети получают полевую практику из рук ученых, по стандартным методикам. Проходя такую практику по сезонам , работа учащегося приобретет форму научной работы , в полном смысле этого слова. Ученые многих вузов с удовольствием проводят такие занятия со школьниками, так как работа детей всегда вызывает не поддельный интерес, как становление молодого ученого. Кроме работы , которую учащиеся выполнят в течение дня при участии ученого консультанта, в конце дня они предоставят отчет, как все было сделано , используя математическую выкладку обработки данных с использованием компьютерной технологии.

Вывод . Применяя методики способствующие развитию исследовательской направленности мыслительной деятельности учащихся , мы формируем экологическое сознание и стремление познать не познанное, а это дорого стоит.

Литература

1. А.В.Масленников “Материалы для проведения спецкурса”Основы исследовательской деятельности учащихся”//Административная работа в школе,2004,№5
2 . Лернер И.Я. Проблемное обучение М.1974
3 .ЛеонтовичА.В., Савичев А.С. Учащиеся как исследователи (как эффективно руководить самостоятельной исследовательской работой школьников?)
4. www.issl.redu.ru
5 www.ekosystema.ru
6. Боголюбов А.С. Учебные видиофильмы и методические пособия по методам организации экологических исследований школьников в природе .Ассоциация “Экосистема” : Московский полевой учебный центр.200
7. Мех Н.В. Полевая практика по экологии для школьников и студентов.
8. Методические рекомендации по проведению полевых практик и экскурсий по учебным экологическим маршрутам в западном ильменно- бугровом районе Астраханской области -Астрахань, ГУП “Издательско-полиграфический комплекс “Волга”, 2000

Приложение.

Учебно-исследовательская работа учащихся 9 класса МОУ”СОШ№58” ГоловенкоА. И Железнякова Ю “Оценка общего экологического состояния почв и закономерностей распределения растительности в районе ерика Солянка”. Презентация работы.
“Миграционные процессы на фоне школы №58 и Астраханской области.”, Умерова Р, ученица 10 класса МОУ”СОШ№58”
“Судьба моей семьи в судьбе моей страны” Байрамукова М., ученица 9 класса МОУ”СОШ№58”. Презентация работы.