Статья «Исследовательская деятельность на уроке - основа развития обучающегося»

Беседина Надежда Николаевна   МОАУ СОШ с.Томичи учитель математики.

Исследовательская деятельность на уроке - основа развития   обучающегося.

Современный этап развития общества характеризуется возрастанием требований к уровню развития личности. Сегодня общество нуждается в образованных, творческих, деятельных молодых людях и делает социальный заказ на формирование грамотной и социально мобильной личности, осознающей свою историческую, культурную, духовную принадлежность к Родине, понимающей свои гражданские права и обязанности, ясно представляющей себе свои потенциальные возможности, ресурсы и способы реализации выбранного жизненного пути, готовой к служению Отечеству. Сама жизнь выдвигает неотложную практическую задачу - воспитание человека-творца, созидателя и новатора, способного разрешать возникающие социальные и профессиональные проблемы нестандартно, инициативно и грамотно. Акцент переносится на формирование у детей способности самостоятельно мыслить, добывать и применять знания, принимать решения, планировать действия, эффективно сотрудничать, быть открытыми для новых контактов. Год от года увеличивается информационный поток в различных областях знаний. Введение ЕГЭ требует не только стандартных знаний, но и умений анализировать исторические ситуации, работать с разнообразными источниками, формулировать и аргументировать свою позицию. Способность к самостоятельному познанию развивается только в исследовательской деятельности, поэтому тема исследовательской работы с учащимися была и будет актуальной.       

Исследовательская деятельность является одной из форм творческой деятельности, поэтому ее следует рассматривать в качестве составной части проблемы развития творческих способностей учащихся. Интеллектуальное и нравственное развитие человека на основе вовлечения его в разнообразную самостоятельную деятельность в различных областях знаний можно рассматривать как стратегическое направление развития образования. Развитие личности учащегося, его интеллекта, чувств, воли осуществляется лишь в активной деятельности. Человеческая психика не только проявляется, но и формируется в деятельности, и вне деятельности она развиваться не может. В форме нейтрально-пассивного восприятия нельзя сформировать ни прочных знаний, ни глубоких убеждений, ни гибких умений.

Способность обучающихся к творческой (а значит, и к исследовательской) деятельности эффективно развивается в процессе их целесообразно организованной деятельности под руководством учителя. Нужно создавать условия, способствующие возникновению у обучающихся познавательной потребности в приобретении знаний, в овладении способами их использования и влияющие на формирование умений и навыков творческой деятельности. Успех исследовательской деятельности обучающихся в основном обеспечивается правильным планированием видов и форм заданий, использованием эффективных систем заданий, а также умелым руководством учителя этой деятельностью.

Под учебно-исследовательской деятельностью обучающихся понимается учебная деятельность по приобретению практических и теоретических знаний с преимущественно самостоятельным применением научных методов познания, что является условием и средством развития у обучающихся творческих исследовательских умений Исследование является одним из универсальных типов мыследеятельности, наиболее адекватно соответсвующим социокультурной миссии образования.

Занимаясь исследованием, обучающиеся развивают наблюдательность, внимательность, аналитические навыки. К.Г. Алексеев, известный психолог, отмечал, что"развитие способности занимать исследовательскую позицию является важной задачей образования и воспитания как средства оценки своей деятельности, ее возможных последствий".

Рассмотрим пример мини-исследования, математическое содержание которого соответствует программе 5-го класса.

Задача. Изучить числа, находящиеся между простыми числами ближайшими, для простых чисел больше 3.

            Решение этой задачи начинается со сбора данных. Учащиеся выписывают пары простых чисел-близнецов и числа, заключены между ними:

5,6,7; 11,12,13; 17,18,19; 29,30,31; …

Затем происходит анализ информации: что общего у чисел 6,12,18,30? Выдвигается предположение, что эти числа кратны 6. Является ли это свойство случайным совпадение или им обладают все «соседи» простых чисел-близнецов? Можно ли доказать это предположение? Что для этого нужно установить?

Учащиеся догадываются применить признак делимости на 6. На 6 делятся четные числа кратные трём и только они. Далее могут быть проведены следующие рассуждения:

I.                            Так как простые числа, больше 2, нечетные, то число, следующее за простым, четное, поэтому рассматриваемые числа четные;

II.                         Так как из трех последующих натуральных числе одно, и только одно делится на 3, а простые числа больше трех, на три не делятся, то на 3 должно делиться число, заключено между простыми числами-близнецами.

Из этого следует, что рассматриваемые числа кратны 6.

            При выполнении этого задания учащиеся сталкиваются с необходимостью сбора и анализа информации. Ребята самостоятельно выдвигают гипотезы, формируют утверждения, подлежащие доказательству, догадываются применить индуктивные и дедуктивные рассуждения.

Основные ситуации – элементы исследовательских умений:

• Ставить цель работы;
• Уметь критически анализировать условия заданной ситуации;
• Научить выдвигать и обосновывать гипотезы;
• Планировать решения проблемы;
• Анализировать полученные результаты.

1. Умение ставить цель.

Цель – это один из элементов поведения, непосредственно мотив деятельности, который характеризуется предвосхищением результата и способов его достижения, с другой стороны, цель – это осознанный образ нужного результата, на достижения которого направлено действие, а поэтому умение ставить цель связано с видением проблемы, ее формулировкой, а также четким представлением желаемого результата можно утверждать – отводится основная постановка цели, основа такого умения – это вербализация – основа и ее программирование и предвидеть желаемые результаты.

2. Умение анализировать данную ситуацию.

Одним из необходимых условий является решение задач. Анализ – расчленение имеет несколько значений.

Анализ – это логический прием метода научного исследования путем рассмотрения отдельных сторон объекта или явления; во-вторых, анализ – это всесторонний разбор чего-либо, рассмотрение; в-третьих, в психологии под анализом понимают операции мышления, представляющее собой мысленное расчленение предмета или явления на образующие его части и выделение в них отдельных частей, признаков или свойств. В математике под анализом понимают рассуждение под обратным направлением, т.е. от неизвестного, того, что необходимо найти к известному.

Анализ, как всякое действие имеет свой предмет, направление и цель.

Предметом анализа, является то целое, которое необходимо разбить на части, направление – это рассуждения, что в процессе разбиения идут от неизвестного к известному, осознание проблемной ситуации в целом, при этом оценивается сложность задачи, непротиворечивость условий, достаточность, необходимость условия. При этом совершаются следующие условия:

1.      разбиение формулировки задачи на условие и требование;

2.      разбиение требований и условий на элементарные утверждения;

3.      оценка необходимости и достаточности имеющихся данных;

4.      оценка непротиворечивости имеющихся данных, задачи ловушки;

5.      исключение лишних условий, определение необходимости и направления дальнейших исследований.

3. Умение выдвигать и обосновывать гипотезы.

Гипотеза – предположение, выдвигаемое для объяснения какого-то явления, требующего объяснения и доказательства. Выделение гипотезы – это переход от конкретных данных явлений к неизвестному (познание нового).

Гипотеза связана с интуицией. Интуиция – это непосредственное понимание или знание в математике в двух смыслах I – учащиеся думают интуитивно, когда, работая долго над проблемой, видят неожиданно ее решение, которое формально он еще не проверил. II – человек является хорошим интуитивным математиком, если он может делать удачное предположение о том какой из переходов к решению задачи окажется наиболее эффективным и какова природа данного явления, поэтому гипотеза является продуктом интуитивного мышления.

Модель проблемной ситуации состоит из следующих компонентов.

а) общая идея – определение зоны поиска;

б) результаты операций сопоставляются не с первоначальным требованием, с общей гипотезой;

в) на основе получения гипотезы определяется конечный результат, решение которого затем сопоставляется с первоначальным требованием задачи.

4. Умение планировать.

Заключается в том, что ученик, решая задачу должен разбить ее на ряд подзадач, вспомогательные задачи, а затем построить решение задачи, как процесс последовательного решения вспомогательных.

Признаки вспомогательных задач:

Вспомогательной задачей называется такая задача, которая решается не ради ее самой, а для усиления внимания и получения некоторого промежуточного результата для основной задачи. Особо ценно при решении задач в геометрии.

Два метода составления плана их выделил Пойа – математик:

1 метод – продвижение от конца к началу (анализ), когда составление плана начинается с цели, а заканчивается объектом.

2 метод – продвижение от начала к концу – синтез, продвижение данных объекта к достижению цели.

5. Анализ – результат.

Обоснованные выводы о результатах труда.

Научить проверять решение.

Анализ результата охватывает следующие действия:

1.                  Установление соответствия полученных результатов к поставленным целям работы.

2.                  Рассмотрение иных возможных путей решения проблемы.

3.                  Установление аргументов (факты, ссылки на литературу, законы науки, теорию подтверждающую истинность).

4.                  Установления наличия или отсутствия противоречий в рассуждениях;

5.                  Это обобщение, конкретизация исходной задачи, т.е. составление правил для задачи общего типа.

Итогом такого анализа является критическая оценка достигнутого. Оценочные суждения учащихся в данном случае основываются на четких критериях.

Раскрывая роль учителя в организации учебного исследования, отметим следующую систему его действий:

• умение выбрать нужный уровень проведения учебного исследования в зависимости от уровня развития мышления учащегося;
• умение сочетать индивидуальные и коллективные формы проведения исследований на уроке;
• умение формировать проблемные ситуации в зависимости от уровня учебного исследования, его места в структуре урока и от цели урока.

Учитель должен выступать не столько в роли интерпретатора науки и носителя новой информации, сколько умелым организатором систематической самостоятельной поисковой деятельности учащихся по получению знаний, приобретению умений и навыков и усвоению способов умственной деятельности.

Развивающая функция исследовательской деятельности по математике заключается в том, что в процессе ее выполнения происходит усвоение методов и стиля мышления, свойственных математике, воспитание осознанного отношения к своему опыту, формирование черт творческой деятельности и познавательного интереса к различным аспектам математики.

Мотивом учебного исследования может служить интерес, внутреннее противоречие, вызывающее потребность, стремление школьника к исследованию неопределенности, содержащей знания, неизвестные учащемуся. При этом проблемная ситуация является условием возникновения у субъекта деятельности внутреннего противоречия. Фиксация проблемной ситуации (вычленение основного противоречия) заканчивается формулированием проблемы - цели исследования.

Сначала самостоятельный поиск необходимости доказательства для многих учеников представляет большую трудность. Поэтому учителю важно предусмотреть всевозможные подсказки: это может быть схематическое изображение проблемной ситуации; чертеж с особыми пометками, подсказывающими идею доказательства, и т.п. Идея доказательства может зародиться в процессе выполнения испытаний, может возникнуть и при анализе систематизированного фактического материала. А в ряде случаев бывает проще установить равносильность двух или более гипотез, нежели искать доказательства для каждой гипотезы в отдельности.

Как видим, полноценное выполнение исследовательского задания требует тщательной подготовки. На практике многие школьники в погоне за результатом не проходят все этапы исследовательской работы, не выполняют достаточного числа испытаний, ограничиваясь одним- двумя, не заботятся о необходимых записях полученных результатов, не находят нужного способа систематизации фактического  материала. Выдвижение гипотез происходит спонтанно, без должного обоснования, их проверка зачастую не производится вообще, а попытки доказательства заканчиваются неудачей.

Познавательную деятельность обучающихся можно упорядочить, сделать интересной и результативной,  если использовать специальные учебно-исследовательской карты. Учебно-исследовательская карта поможет обучающимся усвоить процедуру исследования. Эффективность всей работы зависит от той информации, которая заложена в карте. Работая с картой, обучающиеся проходят все этапы решения исследовательских задач. По мере обретения опыта с учебно-исследовательскими картами у школьников формируется особый подход к решению нестандартных задач: они начинают искать решение, применяя процедуру исследования.

 К факторам, способствующим формированию учебно-исследовательской деятельности учащихся, можно отнести следующие:

• личностно ориентированный подход к обучению;
• ориентация на продуктивное достижение результата;
• проблемное обучение как инструмент развития опыта творческой деятельности;
• оптимальное сочетание логических и эвристических методов решения задач;
• креативная организация учебного процесса, максимальное насыщение его творческими ситуациями;
• создание ситуации совместной поисковой деятельности;
• детализация учебного процесса;
• создание психологической атмосферы, оптимальных условий для творческой деятельности.

Условиями, способствующими активизации поисково-исследовательской деятельности обучающихся, являются:

• доброжелательная атмосфера в коллективе;
• сочетание индивидуальных и коллективных форм обучения;
• структурирование учебного материала по принципу нарастания познавательной трудности учебной работы;
• вооружение учащихся рациональными приемами познавательной деятельности;
• формирование внутренних стимулов к учению, самообразованию и др.

Тормозят же активную познавательную деятельность обучающихся следующие факторы: при опросе вопросы учителя и ответы учащихся носят репродуктивный характер; при изучении нового материала на абсолютном большинстве уроков преобладает усвоение учащимися готовых знаний; закрепление и применение знаний проводятся в основном лишь по образцу и т.п.

К общим принципам организации учебного процесса, обеспечивающим развитие поисково-исследовательской деятельности обучающихся, можно отнести:

• педагогическое руководство в создании мотивов и стимулов к учению;
• привитие интереса к изучаемому объекту;
• вооружение учащихся необходимыми приемами познавательно-поисковой деятельности;
• систематическое осуществление принципа индивидуализации в обучении;
• широкое использование технических и наглядных средств обучения;
• внедрение в практику работы и систематическое использование компьютерных технологий;
• разработка творческих заданий, требующих нестандартных решений и самостоятельного поиска источников информации;
• сочетание и соединение дидактически и методически обоснованных методов, способствующих развитию познавательной деятельности и творческих способностей учащихся.

Исследовательская работа на уроках помогает учащимся и в практической

деятельности. При изучении темы “Тригонометрические функции” учащимся было

предложено написать программу для преобразования графиков тригонометрических

функций.

 При ведении исследовательской деятельности осваиваются новые формы учебной деятельности: дискуссии, диспуты, семинары.

Подростки способны не только получать информацию с помощью таблиц, схем, графиков, диаграмм, но и  составлять их самостоятельно на основе текста или других таблиц, схем, графиков, диаграмм, а также на основе аудио- видеоматериалов, вещественных источников. Подобная деятельность развивает умения анализировать, классифицировать, сравнивать, выявлять общее и частное.

Умея работать по алгоритму,  ученики учатся самостоятельному составлению учебных памяток, планов ответов, алгоритмов учебной деятельности.

Творческие задания усложняются помимо составления описания событий от имени исторического персонажа, составляются газетные публикации, интервью, мемуары, листовки, прокламации, проводятся пресс-конференции и учебные суды. Обучающиеся выступают в роли исследователей, самостоятельно добывающих знания, использующих разнообразные источники и материалы.

Проблемное обучение дает возможность научить устанавливать причинно-следственные связи событий и явлений, что является необходимым умением для исследовательской деятельности. Приобретение навыка решения познавательных, поисковых, проектных задач исследовательским методом является  одним из наиболее мощных методов построения представлений об окружающем мире и оценки достоверности этих представлений.

Дополнительный материал по теме подбирается самостоятельно, ученик сам определяет круг вопросов, который надо осветить и источники.  Представление собранного материала может сопровождаться демонстрацией иллюстраций, карт, схем, таблиц, мультимедийных презентаций.

Важным условием развития исследовательских умений и навыков остается внеурочная деятельность. Обучающиеся  не только участвуют в различных мероприятиях, но и способны самостоятельно проводить и даже разрабатывать формы и задания конкурсов, игр и викторин по  математике для учеников младших и сверстников.

В 8-9 классах начинают написание исследовательских работ. При этом обучающийся действует в соответствии со своими интересами и предпочтениями, занимает творческую, авторскую позицию при выполнении исследования, т. е. самостоятельно ставит цели своей деятельности. Из этого следует, что на каждом этапе исследований нужно дать учащемуся определенную свободу в работе, иногда даже в ущерб методике, - иначе исследование может постепенно превратиться в обычную при репродуктивной системе обучения последовательность стандартных учебных этапов.

В результаты освоения умений и навыков исследовательской деятельности на уроках  и во внеурочной деятельности к окончанию основной школы у обучающихся происходит

· усвоение алгоритма научного исследования, что способствует формированию научного мировоззрения учащихся; значительно расширяется кругозор учащихся в предметных областях;

· овладение универсальными способами учебной деятельности, что дает импульс к саморазвитию, способности к анализу, целеполаганию, организации, контролю и самооценке;

· формирование разнообразных умений и навыков работы с книгой и другими источниками информации;

· формирование умений и навыков, связанных с культурой устной и письменной речи, культурой оппонирования и ведения дискуссий, публичных выступлений;

· формирование социального опыта учащихся в труде и общении, повышении социального статуса;

· возможность профессионального самоопределения, опираясь на тот социальный опыт, что приобретен во время исследовательской работы в школе.

.

Исследовательская деятельность обучающихся важна в не меньшей степени и для педагога, который получает стимул для профессионального самосовершенствования, самообразования и признания.

Я уверена, что исследовательская деятельность учащихся имеет будущее, так как в современных условиях от человека требуются именно способности самому решать свои проблемы, найти выход из трудной ситуации, проявлять инициативу и творчество для достижения успешной карьеры и самореализации.