Методическая разработка. Программа школы юных исследователей. "Включение в научно-исследовательскую деятельность"
методическая разработка по физике на тему

                      МБОУ – Алданский лицей МО «Алданский район»

                  Дополнительная образовательная программа

                              «Школа юных исследователей»

                                для учащихся 5-11 классов

                                                            Разработала: Фалина А.С.,                

                                                             учитель физики и химии

                                        Алдан, 2017г.

                                ПРОГРАММА ШКОЛЫ ЮНЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ 

           Программа развития дополнительного образования района соответствует новым целям, стоящим перед системой образования России и Республики Саха (Якутии) и зафиксированным в правительственных документах: Федеральном законе «Об образовании», «Федеральной целевой программе развития образования на 2006 – 2010 годы» от 23 декабря 2005 г. № 803, Комплексном проекте модернизации образования РС (Я), Стратегии развития образования С(Я) до 2020 года, Государственной целевой программы развития республики РС(Я) на 2007-2011 год. Эти документы ориентируют педагогов на «формирование у обучающегося адекватной современному уровню знаний и уровню образовательной программы картины мира, формирование человека и гражданина, интегрированного в современное ему общество и нацеленного на совершенствование этого общества».

         В связи с тем, что уже сейчас обществом востребованы люди-творцы, а не простые исполнители, сегодняшний школьник должен уметь не только воспринимать информацию, но и уметь работать с ней. Поэтому современное дополнительное образование «имеет своей целью помочь ребёнку построить первичный вектор его ближайшего развития, то есть помочь ему ответить на вопрос: как он может развивать в себе то индивидуальное, что у него есть, чтобы двигаться по пути построения своей личности». Поэтому одной из важнейших сторон деятельности учителя является руководство исследовательской деятельностью учащихся, так как известно, что «не прожитое деятельностно знание мертво и бесполезно».

           В каждом человеке заложено стремление раскрыть себя и проникнуть в самые сокровенные тайны бытия с самого раннего возраста. Именно в школе необходимо помочь тем, кто интересуется различными областями науки, помочь претворить в жизнь их планы и мечты, помочь наиболее полно раскрыть свои способности. Исследовательский подход как способ познания мира, использованный для обучения, был опробован еще в древности. Сократовский метод представлял собою беседу-исследование: с помощью остроумных вопросов, задаваемых собеседниками друг другу, выявлялись противоречия в общепринятом понимании тех или иных явлений окружающего мира, обнаруживалось несоответствие между привычными суждениями и теми представлениями, которые давал пристальный анализ. Осознание этих противоречий приводило к размышлениям, возникали новые вопросы, которые шаг за шагом вели к разрешению проблемы.

       На данном этапе состояние образования в России все острее обозначается проблема применения знаний. Учащиеся заканчивающие школы насыщены различными знаниями, при этом совершенно не умеют их применять на практике. Отсюда все большее значение приобретает направление, предусматривающее участие школьников в научно- исследовательской и научно-практической деятельности. Именно это направление и формирует у учащихся умение и навыки практического применения теоретических знаний. Как ничто другое развивает мышление, логику, учит постановке целей, задач и поиску способов их достижения, с освоением различных методов. Все это приобретается на основе собственного опыта и приводит к более глубокому осмыслению. Ни для кого не секрет, что эта деятельность вызывает определенные трудности. Учителя   затрудняются во многом - в постановке проблемы и выборе темы исследования, в организации эксперимента и анализе полученных данных, в написании доклада и подготовке к выступлению и т.д.

Трудности при организации научно-исследовательской деятельности учащихся:

-слабое владение методологией научного исследования, недостаток методической, научной, психолого-педагогической, специальной литературы;

- большая загруженность учащихся, отсутствие времени;

-боязнь вовлечь детей в «несвойственную им научную деятельность»

-наукообразие в образовательном процессе, т.е. оторванное от жизни знание.

 В последнее время проводится много научно-практических конференций разного уровня, выставки, семинары, на которых учащиеся могут представить свои исследовательские проекты, поэтому вопрос организации исследовательской деятельности учащихся становится все более актуальным.

Общие цели исследовательской деятельности:

• развитие исследовательских и коммуникативных умений, навыков сотрудничества;
• развитие умений работать с информацией, формулировать проблемы и находить пути их решения;
• развитие критического мышления;
• воспитание детей, способных быть самостоятельными в мышлении, и действиях.

 Цель школы юных исследователей:

 формирование исследовательских умений учащихся (поисковых, информационных, организационных, оценочных).

 Задачи школы юных исследователей

-образовательная и просветительская:

-овладеть методами и методиками    исследовательской деятельности;

 -способствовать распространению полученных знаний через выступления на заседаниях школьных научных обществ;

-представлять на конкурсах, конференциях, форумах новые идеи, проекты, технологии, устройства, изобретения и иные результаты деятельности школы юных исследователей;

-информационная и развивающая:

-развить способности мыслить аналитически и критически;

 -информировать НОУ своих школ обо всех конкурсах, проектах, олимпиадах, конференциях, семинарах (очных, заочных, дистанционных) об условиях проведения, сроках и дальнейших возможностях;

-открывать на уровне межличностного общения новые и малодоступные ранее пути конструктивного участия в решении острейших глобальных и национальных проблем;

-инициировать повышение личного интереса  молодежи к научно-исследовательской работе;

         - воспитательная:

-нести толерантные ценности, культурные и нравственные установки новому поколению;

-способствовать развитию товарищества между учащимися разных школ района;

- обрести навыки организации диспутов, семинаров, конференций, конкурсов.

       Школа юных исследователей - это ответ продвинутой молодежи на вызовы нового века, обусловленный инновациями на пути к ноосфере и устойчивому развитию.

    В условиях современной глобализации Школа юных исследователей может стимулировать рост социальной ответственности и подъем творческой активности учащихся при решении конкретных задач, связанных с развитием России.    

        Новый подход к исследовательской работе в ШЮИ  основан на следующих принципах:

- научность (ознакомление учащихся с объективными, научными фактами, понятиями, законами, теориями, с перспективами развития с раскрытием современных достижений науки);

- генерализация (фундаментальность) знаний (объединение учебного материала на основе научных факторов, фундаментальных понятий и величин, теоретических моделей, законов, уравнений, теорий);  

- целостность (формирование целостной картины мира с его единством и многообразием);

- преемственность и непрерывность образования;

- систематичность и доступность;

- эволюционность в развитии представлений о дискретном строении вещества в формировании Солнечной системы, звезд, Вселенной;

- экологичность содержания (обсуждение социальных и экономических аспектов охраны окружающей среды; рассмотрение влияния на живой организм факторов природной среды, Вселенной);

- гуманитаризация образования (представление науки как элемента общечеловеческой культуры). Методическое и материальное обеспечение программы «Школа юных исследователей»

     Современная педагогика и психология более 50 лет занимается разработкой методики включения учащихся в исследовательскую деятельность. А.Леонтович, рассматривая учебно-исследовательскую деятельность как модель педагогической технологии, отмечает, что «исследовательская деятельность - это образовательная деятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи и предполагающая наличие основных этапов, характерных для научного исследования, а также таких элементов, как практическая методика исследования выбранного явления, собственный экспериментальный материал, анализ собственных данных и вытекающие из него выводы».

А.Обухов определяет исследовательскую деятельность как «творческий процесс совместной деятельности двух субъектов по поиску решения неизвестного, в ходе которого осуществляется трансляция культурных ценностей, результатом которой является формирование мировоззрения». При этом следует отметить, что исследовательская деятельность должна быть направлена на формирование логического мышления, научного мировоззрения, получение первичных научных и профессиональных знаний и умений, а также на развитие индивидуальных задатков учащегося.

ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ научно-исследовательской работы в ШЮИ соблюдаются следующие этапы:

1.Выявление учеников, желающих работать в ШЮИ;

2.Индивидуальная работа учителя с учеником по выявлению индивидуальных особенностей ученика;

3.Утверждение тем на общих заседаниях ШЮИ;

4.Разработка темы;

5.Выступление с докладами в классах, возможны промежуточные доклады о работе;

6. Представление материалов на НОУ;

7.Выступление на конференциях разного уровня.

Виды творческих работ учащихся:

1.Информационно-реферативные;

2. Проблемно-реферативные;

3.Экспериментальные;

4. Натуралистические или описательные;

5. Исследовательские.

Выбор методов организации исследовательской деятельности зависит от особенностей исследуемой проблемы, уровня подготовки и личностных особенностей учащегося и руководителя, материального оснащения и других факторов. Возможны следующие методы:

-изучение научной литературы и обобщение полученной информации (как правило, на начальном этапе исследования);

-имитационные и моделирующие методы, позволяющие свести сложное к простому, незнакомое – к знакомому;

-анкетирование, тестирование и т.д.

-наблюдение;

-анализ (концептуально-сравнительный, логико-индуктивный, системный, структурно-функциональный и т.д.)

-экспериментальный;

-обобщение, систематизация и статистическая обработка;

-экспериментальная оценка, ранжирование.

Путь совместного партнерства педагога и ученика идет по следующим моделям.

Модель 1.

Педагог знает путь поиска, предлагает ученику пройти этот путь, зная искомый результат. Работу по такой модели можно считать учебно-продуктивной деятельностью ученика.

Модель 2.

Педагог знает путь поиска и исследования, но не знает конечного результата. Работу по такой модели можно считать учебно-исследовательской деятельностью ученика.

Модель 3.

Педагог владеет методикой и методами научного исследования, он может обучить им ребенка, но они оба не знают ни путей поиска, ни конечного результата исследования. Подобная модель имеет открытый характер, так как методы исследования могут изменяться и корректироваться. Работа по данной схеме – настоящее научное открытие!

Далее рассмотрим методики, опробованные мной при выполнении научно-исследовательских работ по физике.

 Методика первая: «Теория - исследовательская задача - эксперимент».

Суть данной методики такова. Сначала берется тема, изучается теория, решаются исследовательские задачи, проводятся эксперименты.

Методика вторая: «Задача или проблема-эксперимент».

Ставится задача или проблема и проверяется их  решение с помощью эксперимента.

Методика третья: «Эксперимент – видеозапись – анализ». Исследование законов движения и различных быстропротекающих явлений можно сделать более наглядным, используя видеосъемку с последующим анализом полученных изображений с применением компьютера.

Методика четвертая: «Эксперимент - самодельный прибор». Исследовательская деятельность учеников невозможна без разнообразного эксперимента, что развивает прикладные умения. Оснащенность лабораторий оборудованием достаточно слаба, решение проблемы - использование самодельных приборов.

Методика пятая: «Исследование объекта».

Методика шестая: «Создание компьютерной модели исследуемого объекта или явления».

В настоящее время исследовательскую деятельность учащихся можно рассматривать как новую педагогическую технологию. При этом руководство исследовательской деятельностью учащихся должно способствовать реализации следующих принципов:

-принцип естественности (постановка реальных, интересных проблем);

-принцип осознанности (понимание проблемы);

   -принцип самодеятельности (овладение ходом исследования через собственный       опыт).

МБОУ-Алданский лицей предоставляет все методические материалы для осуществления НИР:

-библиотеку;

-медиатеку естественнонаучного цикла;

-справочники, таблицы и др.

- лабораторное оборудование.

 Существует несколько уровней прохождения учащегося через исследовательскую деятельность в структуре образовательного процесса:

1 уровень – репродуктивный, включающий элемент вхождения в поисковую, научно-исследовательскую деятельность через систему олимпиад, конкурсов, смотров.

2 уровень – эмпирико-практический, включающий усложненный элемент прохождения учащегося через систему экскурсий, коллекционирования и т.д.

3 уровень – исследовательский, экспериментальный, включающий более усложненный элемент прохождения учащегося через систему спецкурсов, элективных курсов.

4 уровень – творческий, продуктивно - деятельностный, включающий собственно исследовательскую и экспериментальную работу, связанную с конструированием, моделированием и защитой своих проектов.

        Цель научно-исследовательской работы состоит в развитии творческих способностей и повышении уровня их научной подготовки на основе индивидуального подхода и усиления самостоятельной творческой деятельности, применения активных форм и методов обучения.

Этапы научно-исследовательской работы:

1. Выбор актуальной темы – самый сложный этап.
2. Обсуждение выбранной темы, постановка цели, задачи и основные направления работы.
3. Обработка полученной информации.
4. Оформление работы.
5. Защита исследовательской работы
6. Более глубокий анализ работы.

     Необходимо помнить, что организация и дальнейшее развитие научно-исследовательской работы школьников — одна из основных форм творческой работы с учащимися. Она требует применения современных информационных технологий, обеспечивающих доступ к необходимым профильным базам, банкам данных, источникам информации по теме исследования.

 Исследовательская деятельность школьников – это творческая деятельность, направленная на постижение окружающего мира, открытие детьми новых для них знаний и способов деятельности. Реализация программы «Школа юных исследователей» способствует развитию  ценностного, интеллектуального и творческого потенциала школьников, является средством их активизации, формирования интереса к изучаемому материалу, позволяет формировать предметные и общие умения.

        Группы умений, которые формирует ШЮИ:

• исследовательские (генерировать идеи, выбирать лучшее решение);
• социального воздействия (сотрудничать в процессе учебной деятельности, оказывать помощь товарищам и принимать их помощь, следить за ходом совместной работы и направлять ее в нужное русло);
• оценочные (оценивать ход, результат своей деятельности и деятельности других);
• информационные (самостоятельно осуществлять поиск нужной информации; выявлять, какой информации или каких умений недостает);
• презентационные (выступать перед аудиторией; отвечать на незапланированные вопросы; использовать различные средства наглядности; демонстрировать артистические возможности);
• рефлексивные (отвечать на вопросы: "чему я научился?", "чему мне необходимо научиться?"; адекватно выбирать свою роль в коллективном деле);
• менеджерские (проектировать процесс; планировать деятельность время, ресурсы; принимать решение; распределять обязанности при выполнении коллективного дела).

           Прогнозируемый результат:

•  развитие мотивации к процессу получения знаний;
• оценка значимости науки, научных и учебных исследований в жизни людей;
•  умение осуществлять учебное исследование, работать с информацией, организовывать свою учебно-исследовательскую деятельность, анализировать и оценивать ее, презентовать результат
• развитие творческого, критического мышления, расширения кругозора учащихся.
• развитие умений, способствующих саморазвитию учащихся: самовыражения, самопрезентации и рефлексии.
• воспитание целеустремленности, самостоятельности, инициативности, творческого отношения к делу.

Школа юных исследователей предусматривает вовлечение во все этапы научного познания – от наблюдения  и  эмпирического исследования до выдвижения гипотез, выявления на их основе следствий и  экспериментальной верификации выводов. Важнейшим побудителем любой деятельности является интерес. Для того чтобы он возник, ничего нельзя давать детям в «готовом виде»: все (или почти все) знания и умения учащиеся должны добывать в процессе их личного труда – индивидуального или в малых группах.  Учитель не должен забывать о том, что обучение на деятельностной основе – это совместная работа его как организатора (и только!) деятельности учащегося, занимающегося этой деятельностью.

     Данная программа дополнительного образования «Школа юных исследователей» рассчитана на детей двух возрастных групп: 5-8 класс; 9-11 класс.

      Принципы отбора содержания:

• Личностно-ориентированный подход (обращение к субъектному опыту обучающихся, т.е. опыту собственной жизнедеятельности; признание самостоятельности и уникальности каждого ученика).
• Природосообразности (учитывается возраст обучающегося, уровень его интеллектуальной подготовки, предполагающий выполнение заданий различной степени сложности).
• Культуросообразности (приобщение учащихся к современной мировой культуре и их ориентация на общечеловеческие культурные ценности).
• Свобода выбора решений и самостоятельность в их реализации.
• Систематичность, последовательность, наглядность обучения.

   В качестве ведущих методов обучения используются проблемные, игровые, исследовательские, эвристические методы.

   Цели и задачи курса реализуются через содержание и формы организации учебного процесса.

   Содержание курса составляют следующие разделы: введение, способы мыслительной деятельности, этапы работы в рамках исследования, самостоятельные исследования, защита результатов самостоятельных исследований.

   В процессе обучения используются следующие формы учебных занятий:

типовые занятия (объяснения и практические работы),

уроки-тренинги,

групповые и индивидуальные исследования,

 игры-исследования,

творческие проекты.

Учебно-тематический план ШЮИ

При 5-х часовых занятиях в неделю для каждой из возрастных групп 5-8 кл. и 9-11 кл.- 360 часов в год.

                              Содержание программы

1. Введение. (2ч +6 ч)

Цель: Знакомство учащихся с целями и задачами ШЮИ.

Понятие «исследовательская деятельность». Важность исследовательских умений в жизни современного человека. Диагностика исследовательских интересов учащихся.

2. Способы мыслительной деятельности (18 ч)

Цель: Формирование инструментальных навыков и умений логического и творческого мышления.

Умение видеть проблему 3 часа.

Тренинговые упражнения.

Выдвижение гипотезы   2 часа.

Тренинговые упражнения.

Умение задавать вопросы 2 часа.

Тренинговые упражнения.

Умение давать определения понятиям 2 часа.

Тренинговые упражнения.

Умение классифицировать 2 часа.

Тренинговые упражнения.

Умение вести наблюдение 3 часа.

Тренинговые упражнения.

Эксперимент 2 часа.

Тренинговые упражнения.

Мысленные эксперименты, эксперименты с реальными объектами.

Суждения, умозаключения 2 часа.

Тренинговые упражнения.

3. Этапы работы в рамках исследовательской деятельности (36 ч)

Цель: Овладение техникой исследовательского поиска.

Выбор темы исследования 4 ч.

   Классификация тем. Общие направления исследований. Правила выбора темы исследования.

Цель исследования 4 ч.

   Определение цели исследования.

Задачи исследования 2 ч.

   Отличие цели от задач. Постановка задач.

Гипотеза исследования 3 ч.

   Понятие «гипотеза», ее значение в исследовательской работе. Способы постановки гипотезы исследования.

Организация и методика исследования 3 ч.

   План исследовательской работы. Выбор источников для сбора материала.

Подготовка к представлению результата 13 ч.

   План обобщения полученных данных. Формы представления результатов. Оформление работы.

Защита результатов исследования 4 ч.

   Психологический аспект готовности к выступлению. Культура выступления: соблюдение правил этикета, ответы на вопросы, заключительное слово.

Игра – исследование 3 ч.

4. Самостоятельные исследования (66 ч).

Цель: Применение полученных знаний в самостоятельной исследовательской деятельности.

5. Защита результатов самостоятельных исследований (12ч)

Цель: Формирование умения защищать и аргументировать свою точку зрения.

6.Организация и проведение круглых столов, конференций, конкурсов (14 ч)

Цель: Обретение ораторских и организационных навыков.

7. Экспертиза и отбор представляемых на конкурсы новых проектов, идей, замыслов, устройств, изобретений и т.д. (8 ч)

Цель: Развитие аналитических навыков.

8. Создание новых информационных продуктов.

Цель: Отработка навыков обработки полученного материала с целью донесения результатов работы до населения.

                                       Основные этапы работы ШЮИ на 2017 г.

                         Формы представления результатов работы ШЮИ

Литература для учителя

1.Савенков А.И. Методика проведения учебных исследований учащихся  школы.

2.Савенков А.И. Методика организации игр-исследований с младшими школьниками. //

3.Савенков А.И. Учим детей выдвигать гипотезы и задавать вопросы. // Одаренный ребенок. 2003, №2

4.Организация исследовательской деятельности школьников в условиях перехода к профильному обучению [Текст]: учебно-методическое пособие / Н. А. Заруба, В. Н. Борздун, Е. Г. Овчинникова и др.; науч. ред. Е. Г. Овчинникова. – Кемерово: Изд-во КРИПК и ПРО, 2005.- 122с.

5. Технология разработки программы эксперимента в образовательном учреждении [Текст]: методические рекомендации для специалистов образовательных учреждений методические рекомендации для специалистов образовательных учреждений / сост. Г. Л. Хузиева, Е. В. Игнатьева, В. А. Лебедева, И. В. Краснокутская; науч. руководитель М. В. Корнилова.- Кемерово: Изд-во КРИПК и ПРО, 2006. - 16с.