К научному стилю мышления через исследование экологических проблем

«Храм науки»! Остается непонятным, как данный «храм» был построен, какие трудности встречались при строительстве и как они преодолевались. Каковы же методы получения нового знания? Они сами формируются в процессе исследования и формируют научный стиль мышления. Если приступающий к изучению наук будет знаком с методами научного поиска, то вскоре и сам сможет внести свой вклад в строительство величественного «храма».
В современной школе обучаются разные дети. У каждого школьника свои интересы, способности, желания, возможности. Но, несмотря на это мы, педагоги, должны дать всем детям знания, научить их основам познания окружающего мира, воспитывать в каждом ученике всесторонне развитую личность, способную к самоопределению и самореализации. Поэтому каждый учитель находится в постоянном поиске новых методов и приемов обучения и воспитания, новых форм ведения учебных занятий, способствующих повышению качества образовательного процесса, воспитание интереса к изучаемому предмету, к процессу учения, развитию познавательных и креативных способностей детей.
В условиях современного рынка труда сегодня возрастает значимость знания и поэтому в школе возникает необходимость поиска новых методов обучения и воспитания, направленных на пропаганду интеллектуальных ценностей и авторитета знаний, навыков научной работы и предпрофессиональной научной деятельности.

На своих уроках я не придерживаюсь какой-то одной педагогической парадигмы – формирующей, развивающей или личностно-ориентированной, да это было бы и не правильно. В зависимости от темы урока, от возраста детей, от их умственных способностей и еще от многих факторов применяю разные технологии этих парадигм. Когда-то технологии формирующей (знаниевой) парадигмы: объяснительно-иллюстративную, алгоритмическую, программированное обучение, технологию полного усвоения знаний, и они часто себя оправдывают. Когда-то, технологии развивающей парадигмы: проблемное обучение (применяю часто), исследовательское (особенно органично включается в уроки химии). В последнее время меня очень заинтересовали и увлекли технологии личностно-ориентированной парадигмы: метод проектов, который очень необходим в нашем «мире перемен» и обучение в сотрудничестве (данный метод особенно важен для формирования личностных качеств каждого ребенка). Остановлюсь на анализе исследовательской деятельности. Для наблюдений и исследований отбираем такие объекты и явления, которые ярко отражают существенные стороны местных природных условий доступные для систематических наблюдений и могут быть использованы для формирования и развития логического мышления, познавательных интересов, совершенствования умений и навыков.
За последние годы проведено несколько исследовательских работ, с отчетами о которых ребята выступали на районных эколого-краеведческих конференциях, предоставляли работы для участия в областном конкурсе «Отечество», где были отмечены дипломами и грамотами.
Наиболее интересные исследования:
- «Медицинская экология»
- «Бродячие собаки – реальность современного мира»
- «Целебные растения Донского края»
- «У лица моего города»
- «Экология дома»
- «Экология моего квартала» и др.

Предлагаемая методика обучения исследовательской деятельности основана на знании особенностей научного эксперимента. Исследовательская деятельность школьников – это деятельность учащихся под руководством учителя, связанная с решением творческой исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере. Организация научно-исследовательской деятельности школьников позволяет развивать у учащихся познавательные интересы, самостоятельность, культуру учебного труда, позволяет систематизировать, обобщать, углублять знания в определенной области учебного предмета и учит их применять на практике.

Экология как наука, дает больше возможности для организации такой деятельности, которая способствует развитию интеллекта учащихся, творческому подходу к собственной деятельности, к профессиональному самоопределению ребенка. Сегодня возрастает социальная значимость научно-исследовательских работ школьников в области экологии. И это не случайно, так как сегодня в современном мире остро стоит проблема взаимоотношений человека и природы, сегодня термин “экология” используют вместе с такими словами как “общество”, “семья”, “культура”. Поэтому одной из главных задач школы является обеспечение ученика необходимыми знаниями и умениями, на основе которых формируются экологическое мышление и экологическая культура. Знания учащихся находятся в прямой зависимости от объема и систематичности их самостоятельной познавательной деятельности. Для того чтобы знания были результатом их собственных поисков, учителю необходимо организовать эти поиски, управлять ими. Все это можно осуществить через организацию научно-исследовательской деятельности учащихся по экологии.
Продуктом научно-исследовательской деятельности школьников является творческая научно-исследовательская работа. Выделяют пять видов творческих исследовательских работ:
Реферативные – работы, в основу которых входят сбор и представление информации по избранной теме. Суть реферативной работы – в выборе материала из первоисточников, наиболее полно освещающих избранную проблему. Специфика реферата заключается в том, что в нем нет развернутых доказательств, сравнений, рассуждений. Реферат отвечает на вопросы о том, что нового содержится в тексте. Например: “Роль микроорганизмов в жизни человека”.
Экспериментальные – творческие работы, написанные на основе выполнения эксперимента, описанного в науке и имеющего известный результат. Данные работы носят скорее иллюстративный характер, предполагают самостоятельную трактовку особенностей результата в зависимости от изменения исходных условий. Например: “Экологический мониторинг по изучению прорастания семени растения ”.
Проектные – творческие работы, в основу которых входят достижение и описание заранее спланированного результата по решению какой-либо проблемы, значимой для участников проекта. Например: “Казачьи традиции в решении экологических проблем региона”
Описательные - творческие работы, направленные на наблюдение и качественное описание какого–либо явления. Данные работы могут иметь элемент научной новизны. Отличительной особенностью является отсутствие количественной методики исследования. Например: “Наблюдение за миграцией популяции муравьев в районе исследования”.
Исследовательские – творческие работы, выполненные с помощью корректной с научной точки зрения методики, имеющие полученный с помощью этой методики собственный экспериментальный материал, на основании которого делается анализ и выводы о характере исследуемого явления. Особенностью таких работ является непредопределенность результата, который могут дать исследования. Например: “Антропогенное влияние местного населения, на экологическое состояние биогеоценоза”.
Все творческие работы имеют общие элементы:

Все работы выполняются с использованием литературных источников, но при выполнении реферативных работ анализ литературы является основным содержанием работы, а при выполнении проектных, экспериментальных, описательных, исследовательских работ анализ литературных источников выступает в качестве литературного обзора данных об исследуемом явлении.
В методическом плане все виды работ структурированы на постановку проблемы, собственно материал и выводы.

Отличительной особенностью исследовательских работ от других видов творческих работ является:

Практическая методика исследования выбранного явления.
Собственный экспериментальный материал.
Анализ собственных данных и вытекающие из него выводы.

Процесс учебного исследования состоит из нескольких этапов:

1. Диагностический этап
Целью диагностического этапа технологической цепочки по выполнению научно-исследовательской работы является “найти” ученика, у которого было бы желание, интерес, способности к выполнению исследовательской работы через наблюдение, диагностику на уроках, внеклассных мероприятиях, собеседования, психолого-педагогическую диагностику
2. Теоретический этап (этапы планирования)
Важнейшими задачами данного этапа является анализ проблемы, определение источников информации, постановка задач, составление плана работы по теме исследования.
Теоретический этап включает следующие направления деятельности:

Определение области исследования – нужно четко определить границы предметной области, в рамках которой выполняется научно-исследовательская работа. Область исследования – это сфера науки и практики, в которой находится объект исследования. Например: экология человека, экология техносферы, экология флоры и фауны.
Определение проблемы и темы исследования

Проблема – задача, преграда, трудность. Проблема исследования – это противоречивая ситуация, требующая своего разрешения. Решение этого противоречия самым непосредственным образом связано с практической необходимостью. Правильная постановка и ясная формулировка проблемы исследования очень важна. Она и определяет стратегию исследования, направление научного поиска. Например: проблема питьевой воды в районе исследования; проблема перерождения степного биогеоценоза вследствие негативной антропогенной нагрузки.
Тема исследования – более узкая сфера исследования в рамках предмета. Тема – это ракурс, в котором рассматривается проблема исследования. Тема должна быть емкой, краткой и конкретной. Например: «Секреты жевательной резинки», «Взаимное влияние растений друг на друга»

Выбор объекта и предмета исследования

Объект исследования – это процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию. Например: биогеоценоз в районе исследования.
Предмет исследования – это часть объекта, которую можно преобразовать, чтобы объект изменился. Например: экологическое состояние биогеоценоза, вызванное негативной антропогенной нагрузкой.

Гипотеза исследования

Гипотеза (основание, предположение) – научно обоснованное предположение о непосредственно наблюдаемом явлении. Гипотеза должна быть проверяемой, содержать предположение. Например: Если местное население будет продолжать негативно влиять на экологическое состояние биогеоценоза, то это в дальнейшем может привести к смене биогноценоза.

Формулировка цели и задач исследования.

Цель исследования – это конечный результат, которого бы хотел достичь исследователь при завершении своей работы.
Обычно цель формулируют со слов: доказать, обосновать, разработать, объяснить, определить,
установить и др. Например: установить степень антропогенного влияния местного населения на экологическое состояние биогеоценоза.
Из поставленной цели вытекают задачи исследования.
Задача исследования – выбор путей и средств для достижения цели. Задачи формулируют со слов: - провести анализ (мониторинг, социологический опрос, интервью и т.д.), выявить, определить, установить, изучить и т. д. Например: изучение географического положения района исследования; проведение экологического мониторинга по изучению стадии перерождения видового состава растений; разработка мероприятий по улучшению экологического состояния биогеоценоза.

Отбор методов исследования

Метод исследования – это способ достижения цели исследования. Методы исследования делятся на теоретические (сравнение, моделирование, классификация, систематизация) и эмпирические (изучение и анализ литературы, наблюдение, социологический опрос, тестирование, мониторинг, анкетирование, интервью).

Составление плана исследования
Поиск и отбор информации по теме исследования.

3. Практический этап (этап выполнения)
На данном этапе ребята выполняют согласно плану исследования (обрабатывают информацию, выполняют эксперимент) и оформляют научно-исследовательскую работу. Учитель на данном этапе выступает в роли консультанта и помощника.
4. Рефлексивный этап (этап оценки результатов и защиты исследовательских работ)
На данном этапе учащиеся под руководством педагогов готовят доклады по теме исследования презентации для защиты научно-исследовательской работы. Презентации можно сделать на бумажных носителях в виде диаграммы, схемы, таблицы, фотографии и на электронных носителях в форме компьютерной презентации

Чтобы создать интересную для ребят творческую среду, ежегодно проводится уже ставшая традиционной неделя экологии. В последний день недели подводятся итоги работы, вручаются грамоты активным наиболее отличившимся ребятам. Каждый учебный год ознаменован участием учащихся в научно-исследовательских работах, участием в олимпиадах, конкурсах, эколого-краеведческих конференциях.
Ежегодно наши ребята принимают участие в различных акциях: “Чистый берег”, “Чистый двор”, “День Земли”, “Мы за ЗОЖ”, “Защитим птиц”. Учащиеся, члены экологического кружка занимаются не только научной деятельностью, но и выходят на учеников младших классов с определенной тематикой лекции, ставят сказки.

Для учащихся 9-х классов введен факультативный курс «Окружающая среда и здоровье человека». Результатом курса – стали творческие исследовательские работы ребят «Экология моего квартала».

Известный специалист в области изучения детской одаренности Н.С. Лейтес утверждает, что особая потребность в умственном поиске, в умственной нагрузке наиболее характерна для тех детей, чьи способности не сразу видны. В результате научно-исследовательской деятельности у ребят наблюдается не только развитие мыслительной деятельности, но и приобретают уверенность в себе и как правило эти ребята начинают показывать лидерские качества. Развитие культуры мышления в процессе обучения способствует совершенствование таких ее качеств, как сверхчувствительность к проблемам (способность видеть проблему), т.е. целенаправленное развитие его процессом эффективного познавательного поиска. Действительно, у многих ребят исчезает комплекс, они свободно выражают свои мысли, открываются лидерские способности, а главное они становятся защитниками природы.