формирование исследовательской компетентности у учащихся
статья по химии (11 класс)

Развитие исследовательской компетентности у учащихся старшего    школьного возраста на уроках химии

Савчик Елена Александровна, учитель химии и биологии

г.Тула МБОУ ЦО № 39

тел.: 8(950)912 -15 -87

e –mail: lenusya.sawa@yandex.ru

В современном мире, идущем по пути глобализации, способность быстро адаптироваться к условиям международной конкуренции становится важнейшим фактором успешного и устойчивого развития страны. Следовательно, востребованными социумом в настоящее время становятся успешные, конкурентоспособные выпускники, адаптировавшиеся к новым социальным условиям, освоившие разные виды деятельности и демонстрирующие свои способности в любых жизненных ситуациях.

Именно компетентностный подход осуществляет попытку внести личностный смысл в образовательный процесс. «Личное знание, равно как и личное понимание, представляет собой не только использование усвоенного, прочитанного в качестве некоторой «ценности», но знание и понимание в смысле участия понимаемого в своей жизни» [5; С.11]. Личностный смысл знания помогает человеку принимать компетентностные решения, тем самым соответствовать условиям жизни. Таким образом, компетентностный подход к образовательной деятельности соответствует требованиям социально-политической жизни страны.

Примером метапредметной компетенции может служить исследовательская компетенция, включающая в себя целый комплекс образовательных компетенций, напрямую связанных с мыслительными, поисковыми, логическими, творческими процессами познания обучающихся.

Химия - одна из наиболее практико-направленных дисциплин, изучаемых в условиях общеобразовательной школы. Ее преподавание напрямую связано с процессом формирования исследовательской компетенции, поскольку методы, на которых основывается химическая наука (анализ, эксперимент, моделирование и т.д.), во многом совпадают с основными компонентами исследовательской компетенции.

Исследование в современном мире рассматривается не только как узкоспециальная деятельность научных работников, но и как неотъемлемая часть любой деятельности, как стиль современного человека.

При всей видимой значимости и актуальности данного вопроса, в настоящее время существует многообразие подходов к определению сущности исследовательской компетентности, но отсутствует ее единое понимание.

Исследование в современном мире рассматривается не только как узкоспециальная деятельность научных работников, но и как неотъемлемая часть любой деятельности, как стиль современного человека.

Любая исследовательская деятельность должна соответствовать ряду принципов: естественности (проблема не должна быть надуманной и интересной); осознанности (понимание проблемы, цели, задач, хода и результатов исследования); самодеятельности (использование собственного опыта); наглядности и культуросообразности (традиции миропонимания и взаимодействия, характерные для данной социальной общности).

Однако, на наш взгляд, нужно четко разграничить типы ученической исследовательской деятельности: научно-исследовательская и учебно-исследовательская.

«В современных условиях формирование знаний не является главной целью образования (знания ради знаний). Знания и умения как единицы образовательного результата необходимы, но недостаточны для того, чтобы быть успешным в современном информационном обществе» [11; С. 101]. Обществу требуется специалист новой формации – активный, творчески мыслящий, готовый к самостоятельному поиску научной информации и применению научных знаний на практике. «Для современного специалиста особенно важным становится умение осмысленно действовать в ситуации выбора, осознанно планировать жизненные цели и достигать их, действовать продуктивно в образовательной, профессиональной и социальной областях. Но для этого необходим другой подход к обучению – компетентностный» [11; С. 97].

Сегодня компетентностный подход находит своё отражение в документах федерального уровня – В Стратегии и концепции модернизации Российского образования, Федеральной целевой программе развития российского образования, в последнем государственном проекте «Наша новая школа».

Именно компетентностный подход осуществляет попытку внести личностный смысл в образовательный процесс. «Личное знание, равно как и личное понимание, представляет собой не только использование усвоенного, прочитанного в качестве некоторой «ценности», но знание и понимание в смысле участия понимаемого в своей жизни» [5; С.11]. Личностный смысл знания помогает человеку принимать компетентностные решения, тем самым соответствовать условиям жизни. Таким образом, компетентностный подход к образовательной деятельности соответствует требованиям социально-политической жизни страны.

В официальном документе («Модель образования 2020»), рассматривается одна из ведущих задач высшего профессионального образования – вовлечение студентов и преподавателей в фундаментальные исследования, что позволит не только сохранить известные в мире российские научные школы, но и вырастить новое поколение исследователей.

Исследовательская компетентность проявляется в теоретической грамотности, владении методами психолого-педагогического исследования, умении статистически обрабатывать эмпирические данные, формулировать выводы, представлять результаты исследования [4; 184].

Так, к общим характеристикам исследователя он относит: устойчивую направленность на достижение проблемы исследования; одержимость в работе, нонконформизм и чувство долга; критичность и самокритичность, постоянную неудовлетворённость достигнутым результатом, сознательное ограждение себя от других занятий и дел; мощный интеллект, ярко выраженную способность устойчиво концентрировать работу своего интеллекта на нестандартное решение теоретических и экспериментальных задач; повышенную наблюдательность к явлениям научного интереса; высокую результативность в науке.

Как видно из приведённого выше, к личности учителя-исследователя предъявляются очень высокие требования, проявляющиеся в полной самоотдаче.

В рамках компетентностного подхода, данное понятие будет включать функционально-деятельностный и личностный (качества учителя) аспекты.

В отличие от научно-исследовательской, учебно-исследовательская деятельность своей целью имеет образовательный результат и направлена она на обучение детей, развитие у них исследовательского типа мышления. Последний вид деятельности возможен как во внеурочное время, так и при урочном изучении дисциплин.

Исследовательская компетенция – это совокупность знаний в определенной области, наличие исследовательских умений (видеть и решать проблемы на основе выдвижения и обоснования гипотез, ставить цель и планировать деятельность, осуществлять сбор и анализ необходимой информации, выбирать наиболее оптимальные методы, выполнять эксперимент, представлять результаты исследования), наличие способности применять эти знания и умения в конкретной деятельности.

Еще одной немаловажной формой работы на уроке, в ходе которой формируется исследовательская компетенция обучающихся, является практическая работа. Это именно та форма занятий, в рамках которой обучающиеся должны проводить поиск и отбор необходимых источников знаний, осуществлять анализ, сравнение, оценку наблюдаемых процессов, обосновывать свою точку зрения и формулировать выводы, соответствующие (несоответствующие) выдвинутой гипотезе.

На наш взгляд, практические работы по химии направлены на формирование всех структурных единиц рассмотренной нами системы исследовательской компетенции /компетентности.

ПЕРВАЯ СТУПЕНЬ, на которой я начинаю формирование исследовательских умений, –ситуация теоретико-экспериментального исследования на уроке, стимулирование интереса к исследовательской деятельности, осознание её значимости для успешной адаптации к обучению, для самореализации.

На данной ступени происходит возбуждение эмоционального отношения, внутреннего стремления к осмыслению и усвоению добытых знаний, развитие самостоятельности и активности, вовлечение в практическую деятельность.

На данной ступени предлагаю учащимся исследовательские задания с большой степенью реальности содержания, когда учитель знает направление поиска и искомый результат и предлагает пройти этот путь старшекласснику. При изучении подобных явлений учащиеся выносят первичные представления о взаимосвязи предметов и явлений в мире, о познаваемости мира, его материальности, о значимости действенных знаний и умений. Причем, такие представления достаточно устойчивы, так как добыты в результате самостоятельной познавательной деятельности. На этом этапе происходит формирование познавательного интереса и познавательной потребности, через развитие других интересов и потребностей. Познавательная активность, возникающая при изучении объекта или явления с интересующим содержанием, снижает физическую и мыслительную нагрузку, делая выполнение данного вида работы эмоционально приятным, потому что содержание задания каждый раз ново  и необычно.

Эффективным способом активизации самостоятельной познавательной активности в моей работе стали проблемные мини-эксперименты и выполнение мини-проектов на уроках химии, иногда по готовому алгоритму. Эксперимент при этом не всегда обладает профессиональной направленностью, поскольку в одном классе собираются дети с разной профессиональной ориентацией.

Организация экспериментальной работы на уроке дает возможность каждому ребенку почувствовать себя в роли ученого, приоткрывающим дверь в новое, неизвестное. Самостоятельно добывая в эксперименте знания, учащиеся получают уверенность в его истинности и справедливости. Такое знание является осмысленным, требующим своего закрепления в сознании логическими связями со сформированными ранее личностными ценностями, то есть стимулирует ребенка к новым исследовательским действиям.

На этом этапе исследовательской деятельности провожу практические работы по закреплению и систематизации полученных знаний с использованием заданий на распознавание веществ: 8-9 классы – качественные реакции на катионы и анионы, распознавание минеральных удобрений, 10 класс – идентификация органических веществ; осуществление цепочки химических превращений, решение экспериментальных задач (8-11 классы).

Также на этой ступени формирования исследовательских умений использую поисковую деятельность учащихся при изучении нового материала. Для этого на уроках химии в 8 классе провожу лабораторные работы по изучению влияния различных факторов на скорость химических реакций, на смещение химического равновесия обратимых процессов, распознавание солей соляной, серной и угольной кислот с помощью качественных реакций. В 11 классе такую работу провожу по теме «Гидролиз солей».

Для активизации самостоятельной познавательной деятельности учащихся (особенно в 8 классе), предлагаю домашние задания исследовательского характера (химический эксперимент в домашних условиях).

Кроме этого, на первой ступени формирования исследовательских умений я, начиная применять технологию «метода проектов», не только включаю её элементы в различные этапы урока, но и разрабатываю модели уроков в режиме проектного обучения. 

ВТОРАЯ СТУПЕНЬ формирования самостоятельной познавательной активности – это ситуация частично-поискового исследования, научение образцам исследовательской деятельности на основе получения новой информации. Условиями развития самостоятельной познавательной активности на этой ступени, являются: соблюдение принципа историзма при добывании знаний, развитие самостоятельности и активности, возбуждение эмоционального отношения, внутреннего стремления к осмыслению и усвоению, вовлечение в практическую деятельность.

Основанием для создания ситуации служат исследовательские действия, требующие творческой переработки содержания. В ходе этого происходит дальнейшее развитие способности учащихся к рефлексивному осмыслению собственной деятельности, формируются частично-поисковые умения, развивается интерес к своей же деятельности.

Здесь важно взаимодействие учащихся между собой посредством обобщения исследовательского опыта различных ученых, занимавшихся разработкой одной и той же проблемы, но в разные исторические эпохи. Оптимальной формой организации исследовательской деятельности на этой ступени является работа в мини - группах. Обсуждение результатов исследования происходит  в форме диалога, который предполагает обмен информацией о ходе исследования и его результатов. Учащиеся продвигаются в направлении понимания сути явления, осознают свою значимость, для этого самостоятельно ориентируются в направлении дальнейших поисков, определяя при этом линию своей деятельности и поведения. В результате формируются умения анализировать, классифицировать, систематизировать, обобщать. Такую работу можно считать учебно-исследовательской деятельностью. А реализую я ее, прежде всего во время внеклассной работы по предмету. Мною разработаны программы кружков по химии «Юный химик» (8 класс), «Химия окружающей среды» (10-11 класс).

Вся внеклассная работа направлена на развитие самостоятельной познавательной активности средствами проектно-исследовательской деятельности.

Программа кружка для учащихся 8 класса «Юный химик» включает практические работы исследовательского характера: моделирование приборов, изготовление дидактического материала, получение веществ, изучение их свойств и прогнозирование областей применения, написание рефератов, анализ состояния почвы, воды и воздуха по методикам школьного экологического мониторинга.

Огромный простор для творчества и активизации самостоятельной познавательной активности дают занятия кружка «Химия окружающей среды». Его посещают, в основном, те старшеклассники, которые решили связать свою будущую деятельность с медициной, они имеют четко выраженную мотивацию к работе и достаточный потенциал исследовательских умений.

Проектно-исследовательская деятельность учащихся реализуется в ходе выполнения практической части программы . В этом учебном году ученицы 10 класса Бушина Ю и Каверина Е. выполнили исследовательскую работу по теме «Биоразлагаемые пакеты. Исследование при помощи фурье –спектрометра»

ТРЕТЬЯ СТУПЕНЬ – ситуация поисковой исследовательской деятельности, основанием для которой служит исследование с неопределенным содержанием. Учитель и ученик на данном этапе не знают ни пути поиска ( исследования ), ни итога исследования. Для позитивного результата исследования стараюсь активизировать интуицию школьников.

Условиями развития исследовательской деятельности на данной ступени являются: придание приобретенным знаниям общественной направленности; соблюдение принципа историзма при добывании знаний; развитие самостоятельности и активности; возбуждение эмоционального отношения, внутреннего стремления к осмыслению и усвоению; вовлечение в практическую деятельность.

Вся работа осуществляется в процессе свободного использования эксперимента и общения, открытого обмена мнениями в творческих дискуссиях. Определяющими условиями при этом является личная включенность учащегося в исследовательскую деятельность, придание приобретенным знаниям общественной направленности, что способствует выходу за рамки образовательного процесса формирования знаний, умений и навыков, а также способствует развитию способности к поиску альтернатив, к открытости, к восприимчивости, к анализу и критике.

В основе технологии на данном этапе лежит коллективная распределительная деятельность учащегося, позволяющая создавать атмосферу совместного исследования. Это позволяет избавиться от стереотипных подходов к исследованию и шаблонной мыслительной деятельности. На выходе такая деятельность дает результат с необходимой новизной и элементами открытия. Результат этой работы всегда нов для исследователей, но не всегда нов для науки.

Старшеклассники учатся использовать для убедительности своих доказательств данные областей других наук, соотносят свои взгляды со взглядами товарищей; свои цели с целями всей исследовательской группы.

ЧЕТВЕРТАЯ СТУПЕНЬ – ситуация научно-исследовательской деятельности. Деятельность учащегося в этой ситуации характеризуется проявлением субъективного, мировоззренческого отношения к изученным фактам и способам их объяснения, самостоятельным поискам противоречий, проблем. Старшеклассник сам определяет степень готовности к этой ситуации.

На этой ступени учащиеся самостоятельно задаются проблемой исследования, определяют его цели, находят механизм действия по их достижению.

При таком виде деятельности происходит интеграция ранее полученных знаний и умений с теми, которые добываются в данный момент, с одновременным автозакреплением ранее полученных знаний; использование умений творческого характера при проведении исследования. За счет такой познавательной активности и самостоятельности осуществляется удовлетворение познавательной потребности, которая возрастает по мере удовлетворения.

Поэтому компетентность как результат образования выражается в способности и готовности учащихся самостоятельно решать актуальные для них проблемы. Одним из ведущих средств формирования ключевых компетентностей школьников является метод проектов, базирующийся на компетентностно и личностно ориентированных образовательных технологиях.

С учащимися 10-11 классов при написании проектных работ я выполняю только роль консультанта, координирую деятельность старшеклассников, так как они уже достаточно хорошо знакомы со структурой проектной деятельности. Основным направлением моей работы на данной ступени является консультирование школьников при работе над исследовательскими и информационными проектами, в которых требуется применение знаний умений и навыков по химическим дисциплинам.

При работе над исследовательским проектом я четко выделила для себя и советую учащимся придерживаться следующего алгоритма работы:

Погружение в проект.

1. Поиск противоречий, выделение проблемы, выбор темы и обоснование её актуальности.
2. Постановка цели и конкретных задач исследования. Выдвижение рабочей гипотезы.
3. Определение объекта и предмета исследования.

Организация деятельности.

4. Выбор методов (методик) проведения исследования.
5. Определение источников информации.

Осуществление деятельности.

6. Сбор и обработка информации.
7. Проведение исследований.
8. Обсуждение результатов исследований.
9. Формулировка выводов и оценка полученных результатов.

Презентация деятельности и рефлексия.

10. Публичное выступление с результатами работы.

При работе над данными проектами я сначала формирую мотивацию участников, затем провожу консультации по выбору тем проекта, по содержанию проекта, оказываю помощь в подборе материала. На протяжении всей работы над проектом отслеживаю деятельность каждого ученика, координирую работу всех участников, выступаю в качестве эксперта на защите проекта, делаю анализ проделанной работы, оцениваю каждого участника проекта.

Такая целенаправленная работа по активизации самостоятельной познавательной активности средствами проектно-исследовательской деятельности позволяет мне: 

• постоянно поддерживать интерес учащихся к предмету химии и смежным с ней дисциплинам;
• совершенствовать навыки исследовательской работы моих учащихся, необходимые им для последующего образования;
• практически реализовать полученные знания и умения старшеклассников;
• обучить школьников презентационной деятельности и опыту публичного выступления;
• развивать творческий потенциал учащихся.

Как правило, школьники с большим интересом включаются в практическую деятельность. Внутренняя неосознанная мотивация здесь существует независимо от роли учителя (каждый ребенок в душе исследователь), она порождает познавательную активность. Для того, чтобы этот процесс повлек за собой развитие способности к преодолению когнитивных трудностей, самостоятельность в процессе познания и положительное эмоциональное отношение к учебе, необходимо тщательно подбирать темы практических работ и их содержание.

Разнообразие в методике проведения практических работ позволит сформировать когнитивный компонент исследовательской компетенции обучающихся.

Методически грамотно построенная работа школьников (роль учителя) содержит в себе все составляющие действенно-операционного компонента и является базой для целостного процесса формирования исследовательской компетенции.

Список литературы:

1. Бережнова, Е.В. Профессиональная компетентность как критерий качества подготовки будущих учителей [Текст] // Компетенции в образовании: опыт проектирования: сб. науч. тр. / под ред. А.В. Хуторского. – М.: Научно-внедренческое предприятие «ИНЭК», 2007. – С. 327.
2. Бодалев, А.А. Вершина в развитии взрослого человека: характеристики и условия достижения [Текст] / А.А. Бодалев. – М.: Флинта Наука, 2008. – 168 с.
3. Введенский, В.Н. Моделирование профессиональной компетентности педагога [Текст] / В.Н. Введенский // Педагогика. – 2003. – № 10. – С. 51-55.
4. Воронова, Т.А. К вопросу о критериях эффективности подготовки педагогов-исследователей в системе университетского многоуровневого педагогического образования [Текст] / Т.А. Воронова // М.Н. Скаткин и современное образование: (Материалы конф.): В 2 т. / Рос. Акад. Образования. Ин-т теории образования и педагогики / Под ред. В.А. Мясникова; Сост.: Л.Б. Прокофьев. – М., 2000. – Т.2. – 379 с.