Формирование исследовательской деятельности у учащихся
статья по математике на тему

ФИЛИАЛ МУНИЦИПАЛЬНОГО БЮДЖЕТНОГО ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ СРЕДНЕЙ ОБШЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

 им. П. А. СТОЛЫПИНА СЕЛА НЕВЕРКИНО В СЕЛЕ БИГЕЕВО

ФОРМИРОВАНИЕ НАВЫКОВ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ

Выполнил:

Салиев Марат Сягитович

учитель  математики филиала  

муниципального бюджетного общеобразовательного

учреждения средней общеобразовательной школы

им. П.А. Столыпина села Неверкино в селе Бигеево

 Оглавление:

1. Введение

1. Предпосылки применения исследовательской деятельности в современной педагогике.

Современная личность характеризуется следующими фундаментальными целями образования: уметь жить, уметь работать, уметь жить вместе, уметь учиться. Но успешность нынешнего ученика в будущем, его востребованность на рынке труда в первую очередь определяется развитием творческих характеристик личности. 
Современное обучение в традиционной классно-урочной форме ориентировано на передачу знаний, выработку навыков и умений в объёме, строго определенном стандартом образования.  Результатом этого является то, что большинство старшеклассников боятся самостоятельности, тяготеют не к оригинальной мысли, а к разжеванной и разложенной строго «по полочкам» информации. 
В соответствии с принятым подходом ЮНЕСКО, образование включает в себя понятие компетентности. Сформированы основные положения компетентностного подхода к математическому образованию, из которого следует, что математика является центральной наукой, взаимодействующей с другими естественными науками, позволяющей понимать её прикладной характер в повседневной жизни. 
Решение этой проблемы - в организации учебно-исследовательской деятельности учащихся на уроках и во внеурочное время. Детей необходимо не столько учить конкретным знаниям, сколько организовывать их для познания окружающего мира. 
Ведущая педагогическая идея – формирование способности ученика самостоятельно действовать в различных проблемных ситуациях, применяя приобретенные знания, умения и навыки и порождая новые способы деятельности. 

Все, что нас окружает сегодня – это плоды умственной работы, воплощенной в материальные ценности через технологии и производственный процесс, которые являются прикладными формами научной деятельности человека.
Понимание этого подводит нас к необходимости включения исследовательской деятельности в образовательный процесс.

Такая  работа учащихся направлена на достижение следующих целей:

• Расширение кругозора учащихся в области достижений математики;
• Выявление наиболее одаренных учащихся и развитие их творческих способностей.
• Активное включение учащихся в процесс самообразования и саморазвития.
• Совершенствование умений и навыков самостоятельной работы учащихся, повышение уровня знаний и эрудиции.

Исходя из данных целей учителю необходимо решать  следующие задачи:

• Помочь овладеть знаниями, выходящими за пределы учебной программы;
• Научить работать с литературой;
• Научить методам и приемам научного исследования.

В этой связи можно отметить критическое отношение С.Т. Шацкого к традиционным методам обучения на примере отношения к педагогическим вопросам: «...Педагогические вопросы весьма сильно отличаются от обычных человеческих вопросов: педагог знает ответ на СВОЙ вопрос, и ученику тоже хорошо известно, что ответ на вопрос, задаваемый учителем, у него уже в голове имеется... В голове ученика, несомненно, складывается убеждение, что если учитель знает ответ и все-таки спрашивает, то его педагогический вопрос есть своего рода педагогическая уловка, и ученик старается ответить на этот вопрос не по существу, а старается угадать тот ответ, который имеется в голове учителя» (С.Т. Шацкий. Избр. пед. соч.: В 2-х т. Т.2, 1980, с.192). Принципиально отличным от этого является исследовательская деятельность учащихся. В этом случае и педагог, и учащийся находятся в одной ситуации, они не знают конечного результата работы, не знают ответа по данной проблеме, задаче. Они лишь вместе выдвигают гипотезу, проверяют ее, делают выводы и т.д. Эта деятельность в полном смысле является сотворчеством педагога и учащегося.

Как отмечают сторонники исследовательского обучения – учебный процесс в идеале должен моделировать процесс научного исследования, поиска новых знаний. В наиболее обобщенном виде исследовательское обучение предполагает, что учащийся ставит проблему, которую необходимо разрешить, выдвигает гипотезу – предлагает возможные решения проблемы, проверяет ее, на основе полученных данных делает выводы и обобщения.

2. Доступные уровни и формы исследований на уроках математики

Исследование может быть организовано на всех этапах обучения математики: некоторые элементы исследовательского подхода школьникам следует осваивать уже в детском и подростковом возрасте, тогда более реальным будет подъем к высшему уровню творческой самостоятельности.

Примеры  использования методов обучения исследовательского характера на уроках математики: самостоятельное изучение и постижение ведущих понятий и идей; побуждение при выполнении задания выдвигать альтернативные идеи; предоставление возможности самостоятельно планировать своё исследование и предполагать результаты; знакомство с примерами, из которых правило (закон) можно вывести самостоятельно без его изложения учителем. 

Исследовательскую работу на уроках математики следует рассматривать с двух точек зрения: как метод преподавания и как уровень, до которого могут подняться школьники в своей деятельности. Учебное исследование становится реальным, когда мы сумеем подготовить к этому уровню работы и себя, и учащихся. Речь идет о постепенном освоении исследовательского подхода к темам; о работе, требующей настойчивости в накоплении знаний и умений, полезной - в том смысле, что она может стать дорогой к творческому труду.

Исследовательскую деятельность можно организовать на трех уровнях: школьном, учебно-исследовательском и научно-исследовательском.

Таблица 1.

2. Основная часть

1. Что есть исследование?

В научно-методической литературе методы исследования называют также метод открытий, эвристическим методом и методом решения проблем.

Говорят: «Новое – хорошо забытое старое». Одним из самых первых сторонников метода открытия или исследования как основы обучения считают Яна Амоса Коменского. Но, пожалуй, самыми пламенными защитниками этого метода были российские педагоги и психологи начала XX века В.П. Вахтеров и Л.С. Выгодский.

И сегодня очень актуально звучат слова В.П. Вахтерова о том, что образован не тот, кто много знает, а тот, кто хочет много знать, и умеет добывать эти знания.

 Каждому ребенку дарована от природы склонность к познанию и исследованию окружающего мира. Правильно поставленное обучение должно совершенствовать эту склонность, способствовать развитию соответствующих умений и навыков. Необходимо прививать школьникам вкус к исследованию, вооружать их методами научно-исследовательской деятельности.

Исследовательская деятельность учащихся – это совокупность действий поискового характера, ведущая к открытию неизвестных для учащихся фактов, теоретических знаний и способов деятельности.

В качестве основного средства организации исследовательской работы выступает система исследовательских заданий.

Исследовательские задания – это предъявляемые учащимися задания, содержащие проблему;  решение ее требует проведения теоретического анализа, применения одного или нескольких методов научного исследования, с помощью которых учащиеся открывают ранее неизвестное для них знание.

Цель исследовательского метода – «вызвать» в уме ученика тот самый мыслительный процесс, который переживает творец и изобретатель данного открытия или изобретения. Школьник должен почувствовать прелесть открытия.

Таким образом, исследовательский процесс – это не только логико-мыслительное, он и чувственно-эмоциональное освоение знаний.

2. Основные этапы учебного исследования

Рассмотрим основные этапы учебного исследования.

Таблица 2.

1) Мотивация – очень важный этап процесса обучения, если мы хотим, чтобы оно было творческим. Целью мотивации, как этапа урока, является создание условий для возникновения у ученика вопроса или проблемы. Одним из способов осуществления мотивации может служить исходная (мотивирующая задача), которая должна обеспечить «видение» учащимися более общей проблемы, нежели та, которая отражена в условии задачи.

2) Этап формулирования проблемы – самый тонкий и «творческий» компонент мыслительного процесса. В идеале сформулировать проблему должен сам ученик в результате решения мотивирующей задачи. Однако в реальной школьной практике такое случается далеко не всегда: для очень многих школьников самостоятельное определение проблемы затруднено; предлагаемые ими формулировки могут оказаться неправильными. А поэтому необходим контроль со стороны учителя.

3) Сбор фактического материала может осуществляться при изучении соответствующей учебной или специальной литературы либо посредством проведения испытаний, всевозможных проб, измерения частей фигуры, каких-либо параметров и т.д. Пробы (испытания) не должны быть хаотичными, лишенными какой-либо логики. Необходимо задать их направление посредством пояснений, чертежей и т.п. Число испытаний должно быть достаточным для получения необходимого фактического материала.

Систематизацию и анализ полученного материала удобно осуществлять с помощью таблиц, схем, графиков и т.п. – они позволяют визуально определить необходимые связи, свойства, соотношения, закономерности.

4) Выдвижение гипотез. Полезно прививать учащимся стремление записывать гипотезы на математическом языке, что придает высказываниям точность и лаконичность. Не нужно ограничивать число предлагаемых учащимися гипотез.

5) Проверка гипотез  позволяет укрепить веру или усомниться в истинности предложений, а может внести изменения в их формулировки. Чаще всего проверку гипотез целесообразно осуществлять посредством проведения еще одного испытания. При этом результат новой пробы сопоставляется с ранее полученным результатом. Если результаты совпадают, то гипотеза подтверждается, и вероятность ее истинности возрастает. Расхождение же результатов служит основанием для отклонения гипотезы или уточнения условий ее справедливости.

6) На последнем этапе происходит доказательство истинности гипотез, получивших ранее подтверждение; ложность же их может быть определена с помощью контрпримеров. Поиск необходимых доказательств часто представляет большую трудность, поэтому учителю важно предусмотреть всевозможные подсказки.

3. Мини- исследования

Кроме уроков-исследований существуют также  мини-исследования. 

В них присутствуют лишь некоторые исследовательские элементы. Выполнение задания занимает несколько минут.

Вот примеры совсем небольших проблем-вопросов:

 «Почему треугольник назван «треугольником»? Можно ли дать ему другое название, также связанное с его свойствами?»

«Как можно объяснить название «развернутый угол»?»

«В Древнем Египте после разлива Нила требовалось восстановить границы земельных участков, для чего на местности необходимо было уметь строить прямые углы. Египтяне поступали следующим образом: брали веревку, завязывали на равных расстояниях узлы и строили треугольники со сторонами, равными 3, 4 и 5 таких отрезков. Правильно ли они поступали?»

«Сколько вариантов египетского треугольника ( со сторонами (а-1);(а);(а+1)) существует?

Использование исследований на уроках способствует сближению образования и науки, так как в обучение внедряются практические методы исследования объектов и явлений природы – наблюдения и эксперименты, которые являются специфичной формой практики. Их педагогическая ценность в том, что они помогают учителю подвести учащихся к самостоятельному мышлению и самостоятельной практической деятельности; способствуют формированию у школьников таких качеств, как вдумчивость, терпеливость, настойчивость, выдержка, аккуратность, сообразительность; развивают исследовательский подход к изучаемым технологическим процессам.

4. Виды самостоятельных исследовательских работ

Кроме исследовательской работы на уроках возможна самостоятельная исследовательская работа учащихся. Виды самостоятельных исследовательских работ разнообразны.

Реферат- творческая работа, написанная на основе нескольких источников, предполагающая выполнение задачи сбора и представления максимально полной информации по избранной теме.

Учебное исследование- работа, целью которой является приобретение учащимися навыка исследования как универсального способа освоения действительности.

Проект - творческая работа, связанная с планированием, достижением и описанием определенного результата.

Кейс – это обучение действием. Суть кейс–метода состоит в том, что усвоение знаний и формирование умений есть результат активной самостоятельной деятельности учащихся по разрешению противоречий, в результате чего и происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей. 
Кейс представляет собой описание конкретной реальной ситуации, подготовленное по определенному формату и предназначенное для обучения учащихся анализу разных видов информации, ее обобщению, навыкам формулирования проблемы и выработки возможных вариантов ее решения в соответствии с установленными критериями. 
Ситуативная методика в последние годы становится одной из эффективных методик преподавания социальных наук не только в высших учебных заведениях и семинарах по повышению квалификации работников разных сфер, но и в общеобразовательных учреждениях. Использование ситуативной методики позволяет учащимся школы проявлять и совершенствовать навыки учебной работы, применять на практике теоретический материал, кроме того, данный метод позволяет увидеть неоднозначность решения проблем в реальной жизни. Ситуационную методику обучения часто называют кейс–методом. 
Отличительными особенностями кейс–метода являются: 
 - описание реальной проблемной ситуации; 
 - альтернативность решения проблемной ситуации; 
 - единая цель и коллективная работа по выработке решения;
 - функционирование системы группового оценивания принимаемых решений;
-  эмоциональное напряжение учащихся.
Сложной задачей для учителя, требующей эрудиции, педагогического мастерства и времени, является разработка кейса, т.е. подбора соответствующего реального материала, в котором моделируется проблемная ситуация и отражается комплекс знаний, умений и навыков, которыми учащимся нужно овладеть. Кейсы, обычно подготовленные в письменной форме, читаются, изучаются и обсуждаются. Эти кейсы составляют основы беседы класса под руководством учителя. Метод кейсов включает одновременно и особый вид учебного материала, и особые способы использования этого материала в учебном процессе. 
Учащиеся должны разрешить поставленную проблему и получить реакцию окружающих (других учащихся и учителя) на свои действия. При этом они должны понимать, что возможны различные решения проблемы. Поэтому преподаватель должен помочь учащимся рассуждать, спорить, а не навязывать им свое мнение. Учащиеся должны понимать с самого начала, что риск принятия решений лежит на них, преподаватель только поясняет последствия принятия необдуманных решений. 
Роль преподавателя состоит в направлении беседы или дискуссии с помощью проблемных вопросов, в контроле времени работы, в побуждении учащихся отказаться от поверхностного мышления, в вовлечении всех учащихся группы в процесс

Самостоятельная исследовательская работа учащихся предполагает наличие основных этапов, характерных для научного исследования.

Таблица 3. Основные этапы научного исследования

3. Заключение

1. Условия эффективности исследования

В преподавании математики основная задача учителя состоит в том, чтобы, прежде всего, заинтересовать учащихся процессом познания, научить их ставить вопросы и пытаться найти на них ответы, объяснять результаты и делать выводы. 
При включении исследовательской деятельности в процесс обучения, прежде всего, необходимо проанализировать условия её реализации: 
• диалогическое взаимодействие ученика и педагога; 
• компетентность педагога; 
• способности учащихся; 
• грамотная организация учебного исследования; 
• включение механизмов рефлексии. 
Если отсутствует какое-либо условие, то такая деятельность будет неэффективной. 
Формы организации исследовательской деятельности могут быть как урочными, так и внеурочными.  Однако в них должны присутствовать следующие моменты: 

 продумывание учителем возможностей для самостоятельного проявления учеников, предоставление им возможности высказывать оригинальные идеи и гипотезы;

 усиление экспериментальной составляющей занятий, ориентированной на развитие и саморазвитие;

 организация обмена мыслями, мнениями, оценками;

 стимулирование учащихся к дополнению и анализу ответов товарищей;

 побуждение учащихся к поиску альтернативной информации при подготовке к занятиям;

стремление к созданию ситуации успеха для каждого обучаемого.
Очень важно учитывать, что процесс обучения началам научного исследования представляет собой поэтапное, с учётом возрастных особенностей, целенаправленное формирование всех компонентов исследовательской культуры школьника: 
• Мыслительных умений и навыков. 
• Умений и навыков при работе с книгой и другими источниками информации. 
• Умений и навыков, связанных с культурой устной и письменной речи. 
• Специальных исследовательских умений и навыков. 

3.2. Значение исследований в  успешности  обучения

Учебные исследования на уроках делают процесс изучения математики интересным, увлекательным, так как они дают возможность детям в результате наблюдения, анализа, выдвижения гипотезы и ее проверки, формулировки вывода – познать новое. Использование исследований также способствует сближению образования и науки, так как в обучение внедряются практические методы исследования объектов и явлений природы – наблюдения и эксперименты, которые являются специфичной формой практики. Их педагогическая ценность в том, что они помогают учителю подвести учащихся к самостоятельному мышлению и самостоятельной практической деятельности; способствуют формированию у школьников таких качеств, как вдумчивость, терпеливость, настойчивость, выдержка, аккуратность, сообразительность; развивают исследовательский подход к изучаемым технологическим процессам.

Исследовательская деятельность позволяет учащимся выйти в культурное пространство самоопределения. Учащийся оказывается в ситуации проектирования собственной деятельности, сталкивается с необходимостью анализа последствий своей деятельности. Каждый достигнутый им результат рождает этап рефлексии, имеющий следствием появление новых замыслов и творческих планов. Учебная активность приобретает непрерывный и мотивированный характер. Исследования трудных, дискуссионных, не вполне решенных проблем пробуждают у школьников сознание серьезности их исканий.

4. Список использованной литературы

1. Кикоть Е. Н. Основы исследовательской деятельности: Учебное пособие для лицеистов. – Калининград, 2002. 
2. Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения. – М., 1995. 
3. Краевский В.В., Хуторской А.В. Предметное и общепредметное в образовательных стандартах // Педагогика. – 2003. – № 3.
4. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. Соч. в 2-х тт. Т.1. – М., 1989. 
5. Русских Г. А. Развитие учебно-исследовательской деятельности учащихся // Дополнительное образование. – 2001. – № 7-8.
6. Шацкий С.Т.. Избр. пед. соч.: В 2-х т. Т.2, 1980.