Муниципальное автономное образовательное
учреждение
дополнительного образования детей «Дворец
творчества»
Алгоритм
научно-исследовательских работ детей
в Центре коллективного пользования «Пресноводный
аквариумный комплекс» Лимнологического института СО РАН
Методические рекомендации
авторы:
Глызин Александр Витальевич,
к.б.н., педагог дополнительного образования
МАОУ ДОД «Дворец творчества» г.Иркутска;
Глызина Ольга Юрьевна,
к.б.н., с.н.с., руководитель ЦКП
«Пресноводный аквариумный комплекс»
Лимнологического института СО РАН
Иркутск 2014
Данные методические рекомендации представляют собой
введение в проведение и оформление результатов научно-исследовательских работ
детей объединения «Водная экология» »,
эколого-туристского отдела МАОУ ДОД «Дворец творчества» г.Иркутска. Предназначается как самим юным
исследователям, так и их научным руководителям (педагогам дополнительного
образования, учителям, научным сотрудникам, студентам ВУЗов и родителям)
Данный алгоритм может быть использован как при планировании
научно-исследовательской работы, так и краткого изложения содержания
проведенного исследования в виде статьи, презентации, доклада или автореферата.
Оглавление
Введение………………………………………………….…………….……………..………...4
1.Подготовительный
этап………………………………………………….…………..……….5
1.1.Алгоритм занятий
по ознакомительной части программы………………………………5
2.Практические
занятия и научно-исследовательская работа………………………….…….6
2.2.Алгоритм занятий
по экспериментальной части программы
и составления
научно-исследовательской работы ……………………….……….…………..6
3.
Подготовка публикации или публичного выступления ………………………….……….10
4.Оценка
результативности исполнителя и его работы …………………………….……….10
Литература
……………………………………………………………………………………...12
Приложение
(список гидробионтов рекомендуемых в качестве объекта исследования) ...13
Введение
Клуб «Водная экология»
при «Пресноводном аквариумном комплексе» ЛИН СО РАН, представляет собой одно из
направлений научного творчества молодежи, и имеет тесные связи с другими
направлениями эколого-биологического профиля при Малой академии наук ИНЦ СО
РАН. Членами клуба являются дети в возрасте 10-17 лет из объединения «Водная экология»,
эколого-туристского отдела МАОУ ДОД «Дворец творчества»
г.Иркутска.
Деятельность клуба
отвечает на сложившийся в нашем обществе социальный запрос на формирование у
подрастающего поколения экологического сознания, направленного на гармонизацию
отношений общества и природы. Естественно, что проба сил в этом направлении
позволяет воспитанникам определиться с его пригодностью в качестве будущего
места профессионального приложения сил.
Занятия проводятся по образовательной программе для дополнительного образования детей «Экология и биология гидробионтов Байкальского региона», разработанной
к.б.н, педагог дополнительного образования МАОУ ДОД
«Дворец творчества» г.Иркутска Глызиным А. В. и к.б.н., руководителем
Центра коллективного пользования «Пресноводный аквариумный комплекс»
Лимнологического института СО РАН Глызиной О. Ю.(1).
За время обучения
учащиеся на начальном этапе получают знания, умения и навыки, необходимые для
участия в исследовательской деятельности, а на последующих этапах и для ее
организации. Перед ними ставятся реальные научные проблемы, они участвуют в
сборе и обработке материалов наблюдений, направленных на их решение.
Конечным итогом такой
деятельности становится способность воспитанников ставить собственные
исследовательские задачи на тактическом и стратегическом уровне, организовывать
самостоятельное исследование, адекватное поставленной задаче.
По мере обучения
определяются способности и интерес учащихся к различным направлениям научной
деятельности:
- к лабораторной обработке собранных
материалов, поиску и организации необходимой для оформления исследования
информации;
- к полевой работе, сбору материалов на выездах и в
экспедициях лаборатории;
- к собственно интеллектуальной
деятельности, направленной на анализ полученных результатов;
- к публичному представлению результатов
научной деятельности, пропаганде полученных знаний по гидробиологии и экологии
Прибайкалья;
Актуальность и новизна работы клуба заключается в
вовлечении воспитанников в реальную научно-исследовательскую деятельность. Дети, кроме получения теоретических
знаний, принимают участие в настоящих научных проектах. Как любое научное
творчество, деятельность воспитанников заставляет их сталкиваться с вопросами,
изучаемыми в программе основного образования – зоологии, экологии, информатики,
математики, географии и т.д., стимулируя глубокое и заинтересованное их
изучение.
Алгоритм – совокупность
действий, правила для решения данной задачи (2). При проведении
экспериментальных исследовательских работ он, как правило, включает
подготовительный этап.
1.Подготовительный этап
Перед началом любых практических
исследований необходимо ознакомиться с имеющимися на настоящий момент данными
(натурными, литературными и др.). Этому посвящена ознакомительная часть
программы - знакомство с особенностями байкальских гидробионтов, средой их
обитания.
1.1.Алгоритм занятий по ознакомительной
части программы
Образовательные технологии:
- система опережающих домашних заданий;
- работа в группах по заданию;
- «мозговой штурм»;
-все занятия проводятся с применением компьютера;
- оценка работ проходит в форме конференции.
Методические материалы и оформление:
- Определители, таблицы и
фотоиллюстрации
- Живые коллекции (см.приложение)
- Карты оз.Байкал и Прибайкалья
- Компьютерные презентации и
видеофильмы
- Микроскопы и препараты
Цель занятий – познакомить детей с особенностями оз.Байкал и его обитателями.
Задачи:
1.Расширить знания детей об озере
Байкал
1.Познакомить детей с разнообразием и
эколого-биологическими особенностями байкальских гидробионтов
2.Активизировать личную исследовательскую
деятельность детей
3.Привлечь членов объединения к
выполнению исследований как по самостоятельно выбранным темам, так и темам
проводимым сотрудниками института
Ход занятий:
1-ый час
- заслушивание и обсуждение информации
подготовленной членами объединения по объекту исследования на основе анализа
литературы и конспекта научных статей,
-выявление существующих проблем и рабочих
гипотез для возможных научно-исследовательских проектов,
- занесение полученной новой информации
в дневник наблюдений.
2-ый час
- проведение практических занятий с
живыми представителями гидробионтов по заданию педагога или научного сотрудника
института (наблюдение, описание, этикетирование, подготовка эксперимента,
кормление и уход за гидробионтами и пр.)
-занесение полученных результатов в
дневник наблюдений.
- подведение итогов и выбор
докладчиков на следующее занятие.
2.Практические занятия и научно-исследовательская работа
2.2.Алгоритм занятий по экспериментальной части
программы
и составления научно-исследовательской работы
Алгоритмом составления научно-исследовательской работы
можно считать выстроенные в определенной последовательности нижеперечисленные
части работы:
- Введение
(где отражены цель и задачи, актуальность проблемы)
- Основная
часть (где раскрывается содержание работы: объект и предмет исследования,
методы исследования, полученные результаты, теоретический и практический
анализ)
- Заключение
(в котором содержатся итоги работы, выводы и рекомендации)
- Список
литературы (перечень использованных первоисточников информации – книг,
статей, сайтов и пр.)
- Приложение
(представление данных в виде таблиц, схем, диаграмм, и т.д.)
Выбор направления работы
в объединении «Водная экология» основывается на проблемно-поисковом подходе,
когда перед учащимися ставиться проблема и они путем собственных размышлений, а
также с подсказки педагога и научных сотрудников предлагают возможные пути
решения предложенной проблемы.
Первая часть работы, как правило,
сопутствует занятиям по ознакомительной части программы и обсуждается всем коллективом.
Если у учащегося возникает интерес к какой-либо ситуации, новым сведениям то
первое, что он делает, это формулирует рабочую гипотезу -
предположение, выдвигаемое для объяснения каких-либо явлений и требующее
подтверждения.
Научной (реальной) гипотезой,
она становиться, когда накоплен значительный фактический материал и появляется
возможность выдвинуть «проект» решения, сформулировать положение, которое с
определенными уточнениями и поправками может превратиться в научную теорию.
Таким образом, можно сказать, что научная гипотеза – это уточненная,
видоизмененная рабочая гипотеза.
Вторая часть работы предлагается
индивидуально в качестве персональной темы для одного или группы исследователей,
исходя из возникших рабочих гипотез. Исследование по предполагаемой
работе надо назвать кратко, четко и ясно.
При этом необходимо также четко определить:
- объектную область исследования – это
может быть гидробиология, зоология, ботаника, экология, и т.д..
- объект исследования (явление или
предмет, на которые направлена чья-либо деятельность или внимание).
- предметом исследования (конкретнуюя часть
объекта, который изучается). Например, «Омуль» является объектом изучения различных
наук, таких как морфология, физиология, биология, генетика, систематика и др. Каждая
из них изучает разные его аспекты. Предмет исследования морфологии его строение,
физиологии - физиологические процессы. Т.е. предмет это часть объекта. именно
предмет и изучается, как конкретное свойство объекта. Например, в
научно-исследовательской работе «Экологическая оценка видового состава амфипод
оз.Байкал» объект – амфиподы, а предмет – их видовое разнообразие.
Однако границы между объектной областью, объектом и
предметом условны. Поэтому, то, что в одном случае является объектом исследования,
в другом случае может стать предметом. Предмет изучения должен отражаться в названии
(теме) научно-исследовательской работы.
Тема – это предмет, основное содержание рассуждения,
изложения (3).
От названия (темы) зависят аспект и направление исследования,
поиск литературных данных, выбор способов обработки (вариантов), а главное,
применение подходящей для данного опыта методики. Решать их можно в разных
аспектах, с разных позиций, провести несколько опытов. Варианты тем, выбираются учащимися в течение прохождения
программы самостоятельно, но чаще всего привязаны к проводимым в настоящий
момент научным исследованиям Лимнологического института СО РАН и курируются
его научными сотрудниками (научными руководителями или консультантами). Определив
тему исследования, объект и предмет изучения, формулируют гипотезу и приступают
к ее проверке. Поэтому необходимо поставить цель.
Цель – планируемый, ожидаемый результат.
Цель может начинаться со слов: Выявление…, Исследование…, Оценка…,
Анализ…, Разработка…, Изучение… и т.д.. Она не должна дословно повторять тему
работы. Тема должна быть сформулирована кратко, а ее основные моменты
расшифровываются уже в цели. Цель должна быть понятна. Цель достигается через
решение определенных задач.
Задача – сложный вопрос, проблема, требующие
исследования и разрешения. Задачи, поставленные в
научно-исследовательской работе – это план достижения цели. Формулировка
задачи может начинаться так: Выявить…, Разработать…, Провести…, Решить…,
Проанализировать…, Обобщить… и т.д..
При работе с детьми цели и задачи должны соответствовать
уровню знаний и умений юного исследователя, что в основном коррелирует с его
возрастом.
Для младших школьников
наиболее приемлемы исследовательские работы с однофакторным анализом. Например,
Проблема: нужно изучить вопрос о влиянии температуры на рост рыб. Как
определить возможные цели и задачи предстоящей работы, сформулировать тему
исследования в соответствии с целью и задачами? Вариантов ответа может быть
несколько. Если ставится цель выяснить, как отзываются разные виды рыб на
температуру, то тема исследований будет следующая: «Изучение влияния
температуры на рыб (указываются конкретные виды)» Эта формулировка
подразумевает, что применяемая методика работы должна обеспечивать сравнимость
результатов, эксперименты должны проводиться с объектами сходного возраста и
находящимися в соответствующих им условиях жизни.
Для старших
школьников, цель исследования по
данной Проблеме можно значительно усложнить — выяснить, в какие периоды
роста и развития рыбы определенного вида особенно резко реагируют на
температурные изменения среды обитания. А эксперимент нужно назвать так:
«Изучение влияния температурного фактора на рыб (указывается вид) в различные
периоды их роста и развития».
Если цель эксперимента узнать, зависимость прироста рыб от
температуры для нужд искусственного разведения тогда тему можно сформулировать
так: «Установление оптимального температурного режима для выращивания рыб
(указывается вид)». В зависимости от способа выращивания рыб, здесь выбираются
и методики: следует ли ставить эксперимент в полевых условиях или же в
искусственных аквариумных установках. Так как для практического решения вопроса
об оптимальных температурных условиях, имеет значение не только потребность в
тепле, но и питательных веществах, других абиотических и биотических факторах
различных водоемов.
Решение задач связанно с использованием определенных
методов и методик.
Методика – совокупность методов практического
выполнения какой-либо работы. Метод – способ теоретического исследования или
практического осуществления чего-либо (3).
При научно-исследовательских работах детей младшего
школьного возраста обычно применяют методы эмпирического исследования - способы
выявления и обобщения фактов непосредственно в опыте, практике: наблюдение,
исследование, эксперимент и т.д.
Старшие школьники вполне способны использовать методы теоретического
исследования: анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия, моделирование,
сравнение, классификация, обобщение и т.д. Их уровень знаний позволяет
проводить диагностику, прогнозирование и статистическую обработку материала.
Статистический метод представляет собой совокупность
приемов по сбору, обработке, анализу и интерпретации количественных данных,
характеризующих различные природные и социально-экономические объекты и явления
(4).
Любой биологический объект имеет множество признаков,
выражающихся в цифровой форме. Эти цифры – статистические показатели, которые
позволяют получить исследователю количественное представление об изучаемом
объекте – его масштабах (размере), динамике, особенностях развития,
местоположения и т.д.
Любой метод изучения предполагает использование материально
- технического обеспечения. Поэтому в методах исследования обычно указывается
название оборудования, его назначение и способы применения.
Экспериментальная часть исследования, проводиться по определенной
схеме. Схема опыта, эксперимента, наблюдения отражает суть этапов его
выполнения.
Примерная структура опытно – экспериментальной работы:
- констатирующий эксперимент – проводится в начале исследования и ставит своей
задачей выяснить на практике изучаемое исследование.
- формирующий эксперимент – является основным этапом работы. Организуется
проверка выдвинутой гипотезы, вводятся новые условия, изучается их влияние на
свойства объекта. На этом этапе очень важны методика фиксации хода и
результатов опытной работы и методика анализа полученных данных, их статистическая
обработка, составление таблиц, графиков и т.д.
- контрольный эксперимент – дает возможность уточнить результаты
проведенной работы (правильность или ошибочность гипотезы).
Следующий этап в исследовательской работе – наглядное
представление опытных данных. Результаты проведенной работы отражаются в виде
описательных формулировок, формул, цифровых данных, но нагляднее в виде
графических материалов (гистограммы, графика, круговой диаграммы), фотоматериалов.
При составлении иллюстраций научно-исследовательской работы следует обобщать
данные и представлять только самые важные, демонстрирующие ход эксперимента или
доказывающие верность или неверность гипотезы. В рукописи исследовательской
работы данный материал, как правило, оформляется в виде приложения.
Заключительной частью работы являются выводы (умозаключения
которые содержат аналитическую оценку ситуации, намечаются перспективы
дальнейших исследований), к которым пришел автор и его рекомендации (советы
автора работы по решению данной проблемы).
3.
Подготовка публикации или публичного выступления
Подготовка к публикации
для научно-практических конференций школьников, устных или стендовых
докладов по теме самостоятельной исследовательской работы ведется как индивидуальная
работа научного руководителя с учащимися. При этом проводятся оценки результативности, как исполнителя,
так и его работы. Описанный выше алгоритм может быть
использован не только при планировании научно-исследовательской работы, так и
для краткого изложения содержания проведенного исследования в виде статьи,
презентации, доклада или автореферата.
4.Оценка
результативности исполнителя и его работы
Оценка возможна через
следующие формы:
- обсуждение самостоятельной работы учащегося с
«коллегами» и научным руководителем;
-
защита учащимися выполненных
работ на олимпиадах и научных конференциях различного уровня;
-
наблюдение педагога за
динамикой становления исследовательских и личностных качеств воспитанников;
-
изучение отзывов родителей и
педагогов о динамике личностного роста;
При этом родители, педагоги и сами
ребята могут оценить свои знания и знания своих коллег, а также представляемую
на различные конкуры работу по следующим показателям (Табл.1).
Таблица 1.
Мониторинг результатов обучения ребенка (4).
Показатели
(оцениваемые параметры)
|
Критерии
|
Степень выраженности оцениваемого качества
|
Оценка уровня
1 - низкий
2 - средний
3 -высокий
|
1.Теоретические
знания (по основным разделам программы)
|
Соответствие теоретических знаний ребенка
программным требованиям
|
-владение менее чем 1\2 объема знаний, предусмотренных
программой);
- объем усвоенных знаний составляет более 1\2);
- освоение практически
всего объем знаний
по программе.
|
1
2
3
|
2.Владение специальной терминологией
|
Осмысленность и правильность использования специальной
терминологии
|
- ребенок, как правило, избегает употреблять специальные
термины);
- ребенок сочетает бытовую и специальную терминологию;
-специальные термины употребляет осознанно и в
полном соответствии с их содержанием.
|
1
2
3
|
3.Практические умения и навыки
|
Умеет и имеет навыки:
-проводить анализ собранного материала,
-работать с литературными
источниками,
- оформлять полученные
результаты и презентовать их
для аудитории;
- дискутировать в любой
аудитории.
|
- объем усвоенных умений и навыков менее, чем 1\2;
- объем усвоенных умений и навыков более 1\2);
- овладел практически всеми
умениями и навыками.
|
1
2
3
|
4. Владение специальным оборудованием согласно методике исследования
(в лаборатории и в полевых условиях).
|
Отсутствие затруднений в использовании специального оборудования
и оснащения.
|
- испытывает серьезные
затруднения при работе с оборудованием;
-работает с оборудованием с помощью педагога);
- работает с оборудованием
самостоятельно.
|
1
2
3
|
5.Самоорганизация
|
Креативность в выполнении
заданий.
|
- ребенок в состоянии
организовать работу
по рекомендации
педагога;
-цели, задачи ставит с помощью педагога, планирование
деятельности нелогичное;
- самостоятельно ставит цели, задачи, выявляет
проблему, управляет собственной деятельностью
|
1
2
3
|
Таблица 1. Мониторинг результатов обучения ребенка
(Продолжение)
Показатели
(оцениваемые параметры)
|
Критерии
|
Степень выраженности оцениваемого качества
|
Оценка уровня
1 - низкий
2 - средний
3 -высокий
|
6.Информационная
компетентность
|
Самостоятельность в подборе и анализе литературы, самостоятельность
в пользовании различными и источниками информации
Самостоятельность в учебно-исследовательской работе.
Адекватность
|
-ребенок испытывает серьезные затруднения в исследовательской
деятельности, нуждается в
постоянной помощи и
контроле педагога;
-работает с помощью
педагога или родителей;
-работает самостоятельно, не испытывает особых
трудностей.
|
1
2
3
|
7.Коммуникативная
компетентность
|
Адекватность восприятия
информации, идущей от других
людей. Свобода владения и подачи обучающимся
подготовленной информации.
Самостоятельность в построении дискуссионного
выступления, логики в
построении доказательств,
работа в команде.
|
-ребенок испытывает серьезные затруднения в исследовательской
деятельности,
нуждается в постоянной помощи педагога;
-работает с помощью
педагога или родителей;
-работает самостоятельно, не испытывает особых трудностей.
|
1
2
3
|
Литература:
- Глызин
А.В., Глызина О.Ю. Программа для дополнительного образования детей «Экология и биология гидробионтов Байкальского региона» //www.ddut-irk.ru/gi/4366
- Ожегов
С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка / Российская академия
наук, 4-е изд., дополненное. – М.: Азбуковник, 1999.
- Культура
научной речи: Учебное пособие к спецкурсу для начинающих
исследователей-педагогов / Сост. В.Т. Садченко. – Хабаровск: ХК ИППК ПК,
2005.
- Петрова
Н.Н., Сухинин С.А. Статистический метод // География в школе. – 2004. -
№4. – с.51-55.
- Кленова Н.В., Буйлова Л.Н. «Методика определения результатов
образовательной деятельности //Дополнительное образование №12/2004, с.
17-25
Приложение
Список
видов гидробионтов Пресноводного аквариумного комплекса ЛИН СО РАН, доступных
для исследования членам Клуба водной экологии:
№
|
Таксон,
вид
|
Штамм
или количество особей
|
Эукариотические
водоросли
|
1
|
Monarphidium sp.
|
1
|
2
|
Monarphidium sp.
|
2
|
3
|
Monarphidium sp.
|
8
|
4
|
Monarphidium sp.
|
14
|
5
|
Monarphidium sp.
|
30
|
6
|
Monarphidium sp.
|
47
|
7
|
Monarphidium sp.
|
85
|
8
|
Monarphidium sp.
|
35
|
9
|
Monarphidium sp.
|
2
|
10
|
Chlorella sp.
|
8
|
11
|
Chlorella sp.
|
3
|
12
|
Chlorella sp.
|
8
|
13
|
Chlorella sp.
|
4
|
14
|
Chlorella sp.
|
2
|
15
|
Chlorella sp.
|
93
|
16
|
Chlorella sp.
|
173
|
17
|
Chlorella sp.
|
50
|
18
|
Choricystis sp.
|
3
|
19
|
Choricystis sp.
|
1
|
20
|
Choricystis sp.
|
2
|
21
|
Choricystis sp.
|
3
|
22
|
Choricystis sp.
|
6
|
23
|
Choricystis sp.
|
8
|
24
|
Choricystis sp.
|
11
|
25
|
Choricystis sp.
|
39
|
26
|
Choricystis sp.
|
98
|
27
|
Choricystis sp.
|
04
|
28
|
Choricystis sp.
|
13
|
29
|
Choricystis sp.
|
23
|
30
|
Ulotrichales
|
12
|
31
|
Ulotrichales
|
42
|
32
|
Ulotrichales
|
107
|
33
|
Ulotrichales
|
176
|
34
|
Ulotrichales
|
00
|
35
|
Ulotrichales
|
11
|
36
|
Desmodesmus sp. (Scenedesmus sp.)
|
12
|
37
|
Desmodesmus sp. (Scenedesmus sp.)
|
13
|
Зелёные
водоросли
|
1
|
Ulothrix zonata
|
*
|
Рыбы
|
1
|
Paracottus kessleri (каменная широколобка )
|
1
|
2
|
Cottocomephorus grewigkii (желтокрылка)
|
4
|
3
|
Batrachocottus baicalensis(большеголовая
широколобка)
|
2
|
4
|
Coregonus autumnalis migratorius (байкальский омуль)
|
500
|
5
|
Coregonus lavaretus (озёрный сиг)
|
500
|
6
|
Гибридные формы сиговых рыб F1
|
500*
|
7
|
Perccottus glenii, ротан-головешка
|
1
|
8
|
Cyprinus carpio carpio (зеркальный карп)
|
1
|
9
|
Cyprinus carpio (сазан)
|
3
|
10
|
Rutilus rutilus (плотва)
|
3
|
11
|
Perca fluviatilis (окунь)
|
1
|
12
|
Thymallus arcticus baicalensis (чёрный
байкальский хариус)
|
30
|
+
|
Аквариумные декоративные рыбы
|
*
|
Амфиподы
|
1
|
Brandtia latissima
|
2
|
2
|
Brandtia parasitica
|
3
|
3
|
Eulimnogammarus violaceus
|
1
|
4
|
Eulimnogammarus cianeus
|
1
|
5
|
Acanthogammarus victori
|
3
|
Губки
|
1
|
Lubomirskia baikalensis
|
|
2
|
Baicalospongia bacillifera
|
|
Планктонные
ракообразные, надотряд ветвистоусых (Cladocera)
|
1
|
Megacyclops viridis
|
+*
|
2
|
Еucyclops serrulatus
|
+
|
3
|
Dapnia magna
|
+
|
Ручейники
|
1
|
Protobaicalina spinosa
|
30
|
2
|
Baicalina bellicose
|
10
|
3
|
Baicalina reducta
|
25
|
4
|
Baicalina thamastoides
|
5
|
5
|
Thamastes dipterus
|
5
|
+* количество
особей сильно изменчиво или трудно определимо
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.