Формы организации и методы исследовательского обучения

Формы организации и методы исследовательского обучения.

Развитие информационного общества, научно - технические преобразования, рыночные отношения требуют от каждого человека высокого уровня профессиональных и деловых качеств, способности ориентироваться в сложных ситуациях, быстро и безошибочно принимать решения.

Сегодняшняя социальная ситуация диктует потребность в выпускнике школы как личности творчески саморазвивающейся, способной реализовать свои индивидуальные запросы, усваивать новые знания и способы деятельности.

Государство перед школой ставит задачу подготовить школьников к жизни в этом быстро изменяющемся мире. Совершенно очевидно, что школа не в состоянии обеспечить ученика знаниями на всю жизнь, но она может и должна вооружить его методами познания, сформировать познавательную самостоятельность.

В формировании многих качеств, необходимых успешному современному человеку, может большую роль сыграть школьная дисциплина - математика. На уроках математики школьники учатся рассуждать, доказывать, находить рациональные пути выполнения заданий, делать соответствующие выводы. Общепризнанно, что «математика - самый короткий путь к самостоятельному мышлению», «математика ум в порядок приводит» как отмечал М.В. Ломоносов.

Тревогу о будущем своих учеников всегда испытывают учителя, выпуская их в мир взрослых. Во многом на учителях лежит ответственность за желание детей учиться, за качество их образования, а в конечном итоге за успешную социализацию после окончания школы.

Выпускнику необходимо получить добротное образование, уметь на протяжении всей жизни обновлять и пополнять знания, уметь реализовывать свои лучшие качества, чтобы быть востребованным.

Для развития потенциальных возможностей школьника наряду с традиционным обучением используются новые развивающие технологии. Сравним системы традиционного и развивающего обучения.

Сравнительная характеристика

систем традиционного и развивающего обучения.

Параметры

Традиционное обучение

Развивающее обучение

Цели обучения

Усвоение ЗУН

Общее развитие школьника

(ума, воли, чувств)

Методы обучения

Объяснительно - иллюстративный (метод сообщения готовых знаний)

Исследования

Учитель

Дающий знания

Организатор исследовательской деятельности

Ученик

Объект обучения

Активный участник обучения

Если в традиционной системе целью обучения является усвоение знаний, умений и навыков, то в системе развивающего обучения - общее развитие школьника, т.е. развитие ума, воли и чувств, что, в конечном счете, направлено на формирование личности учащихся.

При традиционном обучении чаще всего используется объяснительно - иллюстративные методы, т.е. методы сообщения учащимся готовых знаний. При развивающем обучении преобладают деятельностно - развивающие методы, когда знания не даются в готовом виде, а учитель организует учащихся на их добывание, открытие.

Учитель в системе традиционного обучения - дающий знания, а ученик - объект обучения. В системе развивающего обучения учитель является организатором исследовательской деятельности учащихся, а школьники - активными участниками обучения.

Основным методом всех технологий развивающего обучения является исследовательская деятельность учащихся.

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

Сегодня актуально звучат слова российского педагога и психолога В. П. Вахтерова о том, что образован не тот, кто много знает, а тот, кто хочет много знать, и умеет добывать эти знания. Он подчеркивал исключительную важность мыслительных умений школьников - умения анализировать, сравнивать, комбинировать, обобщать и делать выводы; важность умения пользоваться приемами научного исследования, хотя бы и в самой элементарной форме. В принципе, ученый не отрицал и большую роль объяснительно-иллюстративного метода, который дает возможность получения учащимся большого количества сведений, направлен на быстрое запоминание готовых выводов, правил, формул и является наилучшим для подготовки к экзаменам.

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.

Главным инструментом развития исследовательского поведения в образовании выступает исследовательский метод обучения.

Цель исследовательского метода - «вызвать» в уме школьников - умения анализировать, сравнивать, комбинировать, обобщать и делать выводы. Доминирование исследовательского метода в обучении не означает полное исключение иных методов, оно предполагает лишь его преобладание. Рассмотрим основные этапы учебного исследования.

Основные этапы учебного исследования

1

Мотивация исследовательской деятельности

2

Формулирование проблемы

3

Сбор, систематизация и анализ фактического материала

4

Выдвижение гипотез

5

Проверка гипотез

6

Доказательство или опровержение гипотез

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.

В качестве иллюстрации учебного исследования приведу фрагмент урока геометрии по теме «Теорема Пифагора».

Мотивирующей (исходной) задачей может служить следующая задача:

«Для крепления мачты нужно установить 4 троса. Один конец каждого троса должен крепиться на высоте 12 м, другой на земле на расстоянии 5 м от мачты. Хватит ли 50 м троса для крепления мачты?» Анализируя математическую модель этой практической задачи, учащиеся формулируют проблему нужно найти гипотенузу прямоугольного треугольника по двум известным катетам. Для решения этой проблемы можно организовать практическую работу исследовательского характера, предложив учащимся задание по рядам: построить прямоугольные треугольники с катетами 12 и 5; 6 и 8; 8 и 15 см и измерить гипотенузу.

a

12

6

8

5

8

15

c

13

10

17Результаты заносятся в таблицу.

Затем учащимся предлагается выразить формулой зависимость между длинами катетов и гипотенузой в прямоугольных треугольниках. Школьники выдвигают свои гипотезы, которые обсуждаются. После установления зависимости между сторонами прямоугольного треугольника эмпирический вывод требует теоретического обоснования, т.е. доказывается теорема Пифагора.

В качестве домашнего задания по этой теме можно предложить исследовательскую работу со следующей мотивирующей задачей: «Кто же на самом деле открыл теорему Пифагор? Почему она долгое время называлась «теоремой невесты»? Существуют ли другие доказательства теоремы?»Целью этой исследовательской работы - научить учеников использовать дополнительную литературу, применять Интернет в собственной образовательной деятельности.

Иногда за урок удается решить одну крупную проблему, или же урок может содержать несколько мелких проблемных заданий.

Урок-исследование по теме «Свойства квадратного корня» можно провести в форме эвристической беседы, т.е. с помощью системы вопросов-ответов, в результате чего учащиеся «открывают» свойства квадратного корня.

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?»

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.

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

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

Основные этапы научного исследования

1

Постановка проблемы

2

Знакомство с литературой по проблеме исследования

3

Сбор собственного материала

4

Анализ, обобщение

5

Выводы

Результат исследования неизвестен заранее. Конечный результат обладает практической ценностью.

Но, нужно иметь в виду, что самостоятельная исследовательская деятельность возможна лишь тогда, когда «… умственное развитие учащихся достигает такого уровня, что они в состоянии осуществлять все этапы поисковой деятельности». Исследовательская работа учащихся не носит универсального характера и применяется в сочетании с другими видами деятельности.

Учащиеся 5-7-х классов приобретают простейшие знания, умения и навыки, необходимые для выполнения исследовательской работы. Учащиеся выступают с сообщениями о происхождении того или иного математического термина, о жизни и деятельности ученых, творивших науку, об истории математических открытий, о практическом применении знаний, полученных при изучении темы. Написание математических сказок, составление математических кроссвордов требуют от учащихся большой самостоятельности и творческого подхода.

Учащиеся 8 - 9-х классов выполняют исследовательские задания творческого характера. На этом этапе усложняются формы исследовательской работы, увеличивается их объем. Учащимся предлагались следующие темы для рефератов и исследовательских работ:

История возникновения геометрии.

Симметрия на плоскости.

Замечательные точки в треугольнике.

Различные способы доказательства теоремы Пифагора.

Декарт и его геометрия.

Графы и их применение при решении задач.

Математика на шахматной доске.

Проценты в окружающем мире.

В 10 - 11 классах происходит углубление знаний по методике исследования и обработке результатов. Учащиеся выбирают интересующую их тему для исследования и работают над ней. Все это осуществляется в процессе длительной самостоятельной работы по индивидуальной программе.

Специальными формами ученических исследований также считаются подготовка учащимися методических пособий, сборников задач, учебных видеофильмов, моделей, которые могут использоватьсяна уроках.

Учащиеся могут выбраны следующие темы для работы:

Матемизация знаний в современном мире.

Математика в экономике и банковском деле.

Лобачевский и его геометрия.

Применение метода математической индукции при решении

задач.

Исследовательская деятельность характеризуется собственной познавательной потребностью учащихся, самоконтролем и представляет собой высшее проявление их самостоятельности. Ведущей же ее характеристикой является творческая активность, которая заключается в инициативном, преобразующем отношении к внешней действительности, другим людям, самому себе.

Исследовательская работа учащихся не носит универсального характера и применяется в сочетании с другими видами деятельности.