Исследовательская деятельность как средство развития познавательных универсальных учебных действий

"Исследовательская деятельность как средство развития познавательных УУД"

В современной российской школе большая часть знаний  преподносится  в готовом виде и не требует дополнительных поисковых усилий ,и основной трудностью для учащегося является самостоятельный поиск информации, добывание и применения знаний. Поэтому  одним из важнейших  условий повышения  эффективности учебного процесса  является организация  учебно-исследовательской  деятельности и развитие ее основного компонента – исследовательских  умений, которые не только помогают школьникам лучше справляться с требованиями программы, но и развивают у них логическое мышление, создают внутренний мотив  учебной деятельности в целом.       Основная задача школы – включение ребёнка в активный процесс познания мира, себя и себя в мире, умение применять добытые знания. Исследовательская де­ятельность учащихся, в первую очередь определяющаяся позна­вательной деятельностью личности, во многом облегчает решение этой задачи. Участие большого количества учеников на начальном этапе работы над проектом позволяет каждому найти вид дея­тельности по интересам.       Таким образом, исследовательская деятельность является все более актуальной. Ведь именно в процессе правильной самостоятельной работы над созданием проекта лучше всего формируется  культура умственного труда учеников.            Обращение к исследовательской деятельности обусловлено еще и тем, что перед современным обучением встали новые задачи: не только дать учащимся знания, но и обеспечить формирование и развитие познавательных интересов и способностей, творческого мышления, умений и навыков самостоятельного умственного тру­да. Возникновение новых задач связано с бурным развитием ин­формации. Если раньше знания, полученные в школе, техникуме, вузе, могли служить человеку долго, иногда в течение всей его трудовой жизни, то в век информационного бума их необходимо постоянно обновлять, что может быть достигнуто главным обра­зом путём самообразования, а это требует от человека познава­тельной активности и самостоятельности.      К настоящему времени накоплен значительный объем знаний и научных положений, необходимых для исследования проблемы развития  познавательных учебных действий  через исследовательскую деятельность,   анализ которого позволяет выделить противоречия  между: объективной необходимостью формирования исследовательских компетенций (в частности познавательной активности) ; субъективной готовностью учащихся к исследовательской деятельности; потребностью в квалифицированном научном руководстве исследовательской деятельности .  Теоретические основы  изучения  проблемы развития познавательных универсальных учебных действий учащихся    на основе исследовательской деятельности.         Необходимость серьезной модернизации школьного образования се­годня практически очевидна всем. Школа, ориентируясь на личность как важнейшую ценность, призвана создавать условия для ее развития.       Но возможно ли достичь таких ценностей при нынешнем содержании образования? Ответ однозначен: нет, невозможно. Необходимость модерни­зации содержания школьного образования диктуется новой социальной и образовательной ситуацией, кардинальными изменениями в стране и обще­стве.      Мы справедливо критикуем содержание школьного образования за чрезмерную теоретизацию единого содержания, за избыточный объем фактических знаний, за отсутствие возможности получить прикладные знания и практические умения (отсутствие связи изучаемого материала с жизнью, которая отнюдь не кончается с поступлением в институт), за преобладание репродуктивных знаний, не связанных с возможностями развития личности.     В соответствии с таким подходом любой учебный предмет в школе рассматривается как несколько уменьшенная копия какой-либо научной дисциплины. Такой подход порождает значительную перегрузку учащихся сложными терминами, теоретическими подходами, непосильными для пони­мания учащихся и ненужными для жизни.      Сегодня, к сожалению, весь смысл школьного образования — подго­товить выпускников к успешной сдаче экзаменов в вуз. Все остальное, что происходит в школе, что действительно формирует личность и способствует ее интеграции «во взрослое общество», — это, по существу, результат общественной работы педагогов, которая по-настоящему не планируется и не оценивается.         Говоря языком современной педагогической литературы, речь идет о том, что современное содержание школьного образования должно обеспе­чивать формирование основополагающих компетентностей, которые позво­лят школьнику не только успешно функционировать в современном обще­стве, но и действовать самостоятельно, творчески.           Проблемы современного школьного образования можно выразить просто: жизни нужно одно — школа учит другому. Жизнь требует, чтобы человек сам умел искать информацию — школа ему преподносит ее готовой, только запомни.       Жизнь требует способностей работать в команде, понимать людей, вести диалог, а в школе все сидят молча и в затылок с учебниками и тетрадями . Многократно признаются  в ценности индивидуальности, «особенности» каждого школьника, а школа продолжает учить всех всему, одинаково, фронтально и невзирая на различия склонностей и интересов. Особенности развития познавательных универсальных учебных действий путем вовлечения учащихся в исследовательскую деятельность на уроках физики и во внеурочное    время.       Развитие личности в системе образования обеспечивается, прежде всего, через формирование универсальных учебных действий (УУД), которые выступают инвариантной основой образовательного и воспитательного процесса. Овладение учащимися универсальными учебными действиями выступает как способность к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта. УУД создают возможность самостоятельного успешного усвоения новых знаний, умений и компетентностей, включая организацию усвоения, то есть умения учиться. В широком значении термин “универсальные учебные действия” означает умение учиться, т.е. способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта. В более узком (собственно психологическом значении) термин “универсальные учебные действия” можно определить как совокупность способов действия учащегося (а также связанных с ними навыков учебной работы), обеспечивающих его способность к самостоятельному усвоению новых знаний и умений, включая организацию этого процесса. Функции универсальных учебных действий включают: ·                 обеспечение возможностей учащегося самостоятельно осуществлять деятельность учения, ставить учебные цели, искать и использовать необходимые средства и способы их достижения, контролировать и оценивать процесс и результаты деятельности; ·                 создание условий для гармоничного развития личности и ее самореализации на основе готовности к непрерывному образованию, необходимость которого обусловлена поликультурностью общества и высокой профессиональной мобильностью; ·                 обеспечение успешного усвоения знаний, умений и навыков и формирование компетентностей в любой предметной области. Универсальные учебные действия должны быть положены в основу выбора и структурирования содержания образования, приемов, методов, форм обучения, а также построения целостного образовательно-воспитательного процесса. Овладение учащимися универсальными учебными действиями происходит в контексте разных учебных предметов и, в конечном счете, ведет к формированию способности самостоятельно успешно усваивать новые знания, умения и компетентности, включая самостоятельную организацию процесса усвоения, т. е. умение учиться. Данная способность обеспечивается тем, что универсальные учебные действия – это обобщенные способы действий, открывающие возможность широкой ориентации учащихся, – как в различных предметных областях, так и в строении самой учебной деятельности, включая осознание учащимися ее целей, ценностно-смысловых и операциональных характеристик. Таким образом, достижение “умения учиться” предполагает полноценное освоение всех компонентов учебной деятельности, которые включают: ·                 учебные мотивы, ·                 учебную цель, ·                 учебную задачу, ·                 учебные действия и операции (ориентировка, преобразование материала, контроль и оценка). Существенное место в преподавании школьных дисциплин должны также занять так называемые метапредметные учебные действия. Под метапредметными (т. е. “надпредметными” или “метапознавательными”) действиями понимаются умственные действия учащихся, направленные на анализ и управление своей познавательной деятельностью. Для успешного обучения в школе должны быть сформированы следующие познавательные универсальные учебные действия: общеучебные, логические, действия постановки и решения проблем. К общеучебным универсальным действиям относятся: ·                 самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; ·                 поиск и выделение необходимой информации; применение методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств; ·                 структурирование знаний; ·                 осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной и письменной форме; ·                 выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; ·                 рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; ·                 определение основной и второстепенной информации; свободная ориентация и восприятие текстов художественного, научного, публицистического и официально – делового стилей; ·                 понимание и адекватная оценка языка средств массовой информации; ·                 постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера. Важно отметить такое общеучебное универсальное учебное действие как рефлексия. Рефлексия учащимися своих действий предполагает осознание ими всех компонентов учебной деятельности. Особую группу общеучебных универсальных действий составляют знаково-символические действия: ·                 моделирование – преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая); ·                 преобразование модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область. Логическими универсальными действиями являются: ·                 анализ объектов с целью выделения признаков (существенных, несущественных) ·                 синтез – составление целого из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов; ·                 выбор оснований и критериев для сравнения, классификации объектов; ·                 подведение под понятие, выведение следствий; ·                 установление причинно-следственных связей, представление цепочек объектов и явлений; ·                 построение логической цепочки рассуждений, анализ истинности утверждений; ·                 доказательство; ·                 выдвижение гипотез и их обоснование. Постановка и решение проблемы: ·                 формулирование проблемы; ·                 самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера. Следует помнить, что при формировании познавательных УУД необходимо обращать внимание на установление связей между вводимыми учителем понятиями и прошлым опытом детей, в этом случае ученику легче увидеть, воспринять и осмыслить учебный материал. Предполагается, что результатом формирования познавательных универсальных учебных действий будут являться умения: ·                 произвольно и осознанно владеть общим приемом решения задач; ·                 осуществлять поиск необходимой информации для выполнения учебных заданий; ·                 использовать знаково-символические средства, в том числе модели и схемы для решения учебных задач; ·                 ориентироваться на разнообразие способов решения задач; ·                 учиться основам смыслового чтения художественных и познавательных текстов; уметь выделять существенную информацию из текстов разных видов; ·                 уметь осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков ·                 уметь осуществлять синтез как составление целого из частей; ·                 уметь осуществлять сравнение, сериацию и классификацию по заданным критериям; ·                 уметь устанавливать причинно-следственные связи; ·                 уметь строить рассуждения в форме связи простых суждений об объекте, его строении, свойствах и связях; ·                 уметь устанавливать аналогии; ·                 владеть общим приемом решения учебных задач; ·                 осуществлять расширенный поиск информации с использованием ресурсов библиотеки, образовательного пространства родного края (малой родины); ·                 создавать и преобразовывать модели и схемы для решения задач; ·                 уметь осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения образовательных задач в зависимости от конкретных условий Очевидно, что включения школьника в исследовательскую деятельность только способствует овладению познавательных универсальных учебных действий.       На основе технологии исследовательской деятельности может быть реализована модель профильной  школы  как на базе общеобразовательного учреждения, так и в кооперации с учреждениями дополнительного и высшего профессионального образования в целях подготовки старшеклассников к исследовательской деятельности с применением самых разнообразных форм и методов обучения и воспитания, начиная от поиска путей и способов решения научных проблемных ситуации на уроках и заканчивая  индивидуальным выполнением исследовательских проектов.         Будучи по сути учебной, исследовательская деятельность старшеклассников в сфере физики имеет свои особенности,  принципиально отличающие ее от деятельности в других предметных областях. Это связано с междисциплинарным характером физических знаний, равно как и с тем, что результаты деятельности школьников в сфере физики социально значимы и обладают объективной новизной, свойственной научным изысканиям.     Изучение мотивов включения в исследовательскую деятельность в сфере физики, позволило установить, что старшеклассники связывают свое участие в ней с социальной значимостью и неотложностью решения научных физических проблем ,желанием испытать свои силы и возможности в новой для себя сфере науки ,развитием познавательных интересов и мышления, необходимых для будущей профессиональной деятельности .       После выполнения индивидуальных исследовательских заданий ситуация несколько изменилась, и большинство старшеклассников в качестве основной причины участия в исследованиях по физике назвали, во-первых, возможность самостоятельного получения новых знаний (32,3%), которых "нет ни в одном учебнике", и во-вторых, приобретение опыта (45,5%), который может пригодиться во время учебы в вузе и в дальнейшей профессиональной деятельности.    Важно, чтобы учащиеся имели представления о социальной и личной значимости исследовательской деятельности, которые проявляются в умении обоснованно объяснить ее значение и смысл для общества и для себя лично, в желании в нее включиться. Познавательная активность достигнет своего высшего уровня при условии, если школьники осознают себя в качестве субъектов исследовательской деятельности, если будут планировать и выполнять действия, направленные на разрешение проблемных ситуаций в научном мире по физике.  Принцип  проблемности  предполагает максимальное использование методов обучения, предполагающих включение учащихся в проблемные ситуации, а через них – в исследовательскую деятельность. При выборе метода педагог обязательно учитывает уровень познавательной самостоятельности учащихся, возможность самостоятельного и полноценного прохождения ими всех этапов исследовательского поиска. Реализация принципа  проблемности  направлена на усиление роли учащихся в педагогическом процессе, на активизацию их познавательной деятельности на всех этапах обучения, начиная с постановки учебных целей и заканчивая оценкой результатов.      В проблемные ситуации рефлексивного типа учащиеся включаются тогда, когда перед ними ставится задача оценить собственное отношение или отношение других людей к определенным научным фактам, событиям или явлениям.         Самой ответственной как для педагога, так и для старшеклассников частью педагогического процесса является индивидуальное выполнение учащимися исследовательских проектов .       Таким образом, образовательный процесс  развития познавательных учебных действий через исследовательскую деятельность по физике включает самые разнообразные формы и методы обучения и воспитания, создавая условия для обретения опыта эмоционально-ценностных отношений, актуализации процессов саморазвития и самосовершенствования личности.    Одним из важных факторов успешной реализации обучения является роль исследовательских работ в формировании ключевых компетенций как наиболее значимого компонента учебных достижений школьников. В их числе - интеллектуальная, коммуникативная, социальная, информационная, познавательная, гражданско-правовая компетентности. Компетентностный подход отражает объективные потребности в усилении внимания к личностно-значимым и востребованным в практической деятельности результатам обучения. Исходя их этого, целями педагогического опыта по формированию навыков проектной и исследовательской деятельности, мы считаем: -овладение умениями находить и самостоятельно применять информацию, содержащуюся в средствах массовой информации и публикациях, включая ресурсы  Интернета, выносить аргументированные суждения по экономическим  и социально-политическим вопросам с привлечением методов научного анализа; - развитие мышления, способности критически осмысливать информацию и вырабатывать собственное аргументированное мнение, применять полученные знания для определения рационального поведения в конкретных ситуациях; -расширение опыта познавательной и практической деятельности.      Формирование и оценка овладения компетенциями неотделимы от конкретных условий и ситуаций, в которых они проявляются. Поэтому наряду с традиционными формами и методами обучения, широко применяю новые технологии, в том числе метод исследований. Этот метод является наиболее естественным способом создания в ходе обучения среды для формирования компетенций у учащихся. При работе над исследованием  формируются предпосылки для эффективного освоения познавательной, коммуникативной и информационной компетенций.               На уроках физики успешно реализуется проект «Применение нанотехнологии в школьном курсе изучения физики», главной целью которого является практическое применение учащимися , теоретических знаний по предмету физика. Учащиеся организуют собственную фирму, в ходе  деятельности изучают основные этапы ее формирования, применения.  Учебный проект представляет собой физическую виртуальную-лабораторию, занятия в которой дают ученикам возможность  работать с компьютерными программами, заменяющие работу дорогостоящего оборудования (туннельный микроскоп), критически осмысливать ее, осуществлять научный анализ, решать задачи, раскрывающие строение наночастиц, осваивать применения наночастиц в мире.      В ходе работы над проектом учащиеся получают представление о научном подходе в наномире, о будущем применении этого мира в науке, технике, в медицине….. Это позволяет решать такие задачи, как: -ознакомление с историей исследования наночастиц; - развитие научный и творческий подхода в сложном исследовании; -воспитание навыков работы с научной литературой и ее применение в школьном курсе физики.     Учащиеся создают электронные учебники, которые впоследствии будут полжены  в изучении нового научного физического мира в школе. Отрабатывают процедуру создания собственного научного продукта.    Проектная, так же как и исследовательская  деятельность предполагает слушание учащимися лекций, выполнение практических работ, проведение исследований и наблюдений с целью выработки у них навыков самостоятельного анализа ситуаций, возникающих в научном мире физики, и поиска путей их решения.     Итогом  проекта является публичная  защита исследовательской работы.        Для эффективности проектной деятельности сочетаю профильное обучение на уроках с преподаванием элективного курса по физике- «Нано мир», который был разработан мною. У учащихся формируются не только базовые компетентности, но и социально-значимые: компетентность разрешения проблем,  направленная на развитие умений критически мыслить, уметь видеть и решать возникающие в реальной действительности проблемы, творчески мыслить и работать над собственным развитием; коммуникативная компетентность, т.е. быть контактным в различных социальных научных группах, уметь работать сообща; информационная, по развитию умений грамотно работать с информацией, применять полученные знания для выявления и решения новых проблем.      В ходе осуществления проектной деятельности у учащихся формируются знания и умения, предусмотренные образовательными стандартами. В этой связи особое значение приобретает используемый мною дифференцированный подход к учащимся, соотнесение познавательных возможностей каждого ученика с уровнем сложности проектной работы.      Менее подготовленные учащиеся могут выбрать в соответствии со своими склонностями краткосрочные минипроекты- рефераты, сообщения, аналитические справки, дающие возможность проявить самостоятельность. Участие их в групповых проектах позволяет проявить инициативу, сотрудничать с партнерами, применять знания по курсу физики, вырабатывать коллективные решения о целях и способах их достижения, и в конечном счете- повысить уровень самооценки, утвердиться в коллективе.      Выполнение учащимися учебного проекта способствует углубленному изучению предмета, развитию интереса к физике, выработке специальных умений и навыков. Ученик при этом учится демонстрировать личностное отношение к социально значимым проблемам, обосновывать свой выбор и осуществление практических действий для их решения.      Основными учебными проектами в ходе изучения курса физики являются такие как «Нано мир», «Альтернативная энергетика», «Четвертое состояние вещества».      Особенностью учебно-проектной деятельности  является ее взаимосвязь с исследовательской деятельностью. Профильное обучение физики создает хорошие возможности для развития исследовательской деятельности, в процессе которой ученик может получать как субъективно, так и объективно  новые знания. В процессе исследовательской деятельности   ученики учатся выбирать тему исследования, самостоятельно формулировать цель, определять предмет и объект исследования, формулировать гипотезу исследования. В ходе исследования они развивают навыки работы с физическим оборудованием, точными измерительными приборами, работы на компьютере в текстовых редакторах, работы с электронными источниками информации (Интернет, CD-диски), компьютерной обработки и представления экспериментальных данных.      Исследовательская и учебно-проектная деятельность осуществляется по определенному алгоритму, позволяющему оптимально организовать деятельность учащихся. 1.     Выбор объекта исследования или проекта. 2.     Изучение состояния объекта, его основных свойств и характеристик, динамики изменения. 3.     Оценка и прогноз развития объекта. 4.     Определение мер по улучшению и рациональному использованию объекта. Приступая к работе над проектом или исследованием,   ученики  сталкиваются с определением проблемы, темы, цели проекта или исследования, состава группы. В дальнейшем,  по мере овладения учениками приемами  исследовательской деятельности,   непосредственное участие в работе сокращается, работа учеников носит все более самостоятельный характер. Однако с помощью системы вопросов и советов необходимо контролировать проектную и исследовательскую деятельность, задавать направление в работе.      Итогом проектной и исследовательской деятельности является защита тем проектных и исследовательских работ, участие в научно-практических конференциях на школьном, городском,  и всероссийском уровнях.    Кроме того, важным итогом такого рода деятельности является раскрытие интеллектуального потенциала одаренных детей, поддержание устойчивого интереса к учению, развитие их  творческих способностей.