Организация научно-исследовательской работы школьников

Развитие деятельности в педагогическом процессе означает и поступательное развитие личности, поскольку постепенно меняется характер деятельности: от исполнительской к исследовательской.

На первых этапах обучения в начальной школе познавательная деятельность носит исполнительский характер, хотя уже и тогда содержит элементы исследований и маленьких открытий. В средней школе повышается роль самостоятельности учащихся в учебном процессе. Проявления этой самостоятельности многообразны. Они выражены в том числе и в желании расширить и углубить познавательную деятельность за счет источников социальной коммуникации, Интернет, в желании учащихся использовать в учебной деятельности знания, умения, приобретенные ими за пределами учебного процесса.

В старшей школе самостоятельная работа приобретает характер исследовательской. На этом виде деятельности учащегося остановимся подробнее.

В естествознании исследовательская деятельность неразрывно связана с лабораторным экспериментом. Поэтому проблема поддержания интереса к науке химии или науке биологии сводится к организации грамотного лабораторного эксперимента. Здесь, по-видимому, возможны два варианта. Наиболее распространенный для такого города, как Казань, крупного научного центра и города с большим количеством знаменитых ВУЗов – это сотрудничество с одним из таких ВУЗов. Казанский государственный университет, Казанский технологический университет много работают со школьниками города. Но роль школьного учителя при этом естественным образом сводится на нет.

Второй вариант – попытаться организовать научно-исследовательскую работу непосредственно в школьной лаборатории. Широко используя возможности первого варианта, мы попытались пойти и по второму пути.

На уроке химии ребятам было предложено испытать свои силы в решении такой актуальной проблемы, как очистка водопроводной воды от солей тяжелых металлов путем адсорбции катионов или анионов этих металлов на новом адсорбенте – модифицированном диатомите, который был предоставлен в наше распоряжение казанскими учеными. Изучение адсорбирующей способности диатомита проводилось следующим образом. Были приготовлены водные растворы солей различных концентраций. Выбирались те соли, которые имеют окрашенные водные растворы – кристаллогидрат сульфата никеля, медный купорос, бихромат калия. От каждого раствора определенной концентрации отбирались образцы по 50 мл. Они помещались в пробирки, куда предварительно насыпали одинаковое по массе (1 г) количество гранулированного адсорбента. В том же штативе помещались “растворы сравнения” – растворы исследуемой соли разных концентраций. Приготавливались растворы сравнения с убывающей концентрацией, разница между двумя соседними образцами составляла 0.5%. Через определенные промежутки времени отмечалось изменение окраски каждого из исследуемых растворов путем визуального сравнения его с подходящим по интенсивности окраски контрольным раствором. В предварительных опытах был проведен подбор оптимальной концентрации каждой соли так, чтобы обесцвечивание большей части образцов проходило за разумный промежуток времени (не более 5–6 часов).

Таким образом, эксперимент не требовал сложного оборудования и не был чрезмерно трудоемким. Однако он позволил сделать интересные выводы о возможности использования данного адсорбента для очистки воды от ионов тяжелых металлов, установить область концентрации каждой соли, в которой адсорбент наиболее эффективен. Результаты этой работы докладывались на пятой Поволжской конференции старшеклассников (бессменный организатор этих конференций – Казанский государственный университет) и были удостоены поощрительного диплома.

Представляется интересным опыт и наших учителей биологии. Концепция преподавания биологии выстраивается ими в рамках конструктивного преподавания. Основные позиции этого подхода:

• выявление имеющихся у детей знаний и выстраивание на их основе системы научных знаний,
• вовлечение учащихся в обсуждение научных концепций в контексте их повседневного опыта,
• приобщение ребят к научной работе и оценка использования ими научных данных,
• организация лабораторных работ, формирующих исследовательские навыки, а не просто проведение эксперимента, подтверждающего положения учебника,
• интеграция предметов (биология, химия, физика, география и др.) в один комплекс,
• признание роли различных мнений, формирование умения отстаивать свое мнение и экспериментально подтверждать его.

В качестве иллюстрации воплощения изложенных принципов при организации исследовательской деятельности учащихся приведем основные тезисы из работы ученицы 9-го класса Алишевой Дианы. Результаты работы докладывались на третьей Поволжской конференции старшеклассников имени Н.И.Лобачевского и также были удостоены диплома.

“Музыка и растения… Связь этих слов между собой поначалу кажется невероятной. Один из пионеров изучения действия музыки на растения – индийский ученый Сингх. Эксперименты, проведенные Сингхом, вызвали у нас желание повторить их, естественно, добавив свои исследования. Мы взялись за экспериментальную проверку на луковицах репчатого лука, выращиваемых в вегетативных сосудах в трех одинаковых по режиму лабораториях с той лишь разницей, что в одной из них непрерывно звучала музыка едва различимых шумов ветра и падающей воды, в другой тяжелый рок, а в третьей (контрольной) – тишина. Закончились опыты измерением сухого веса листьев, корней по стандартно разработанной методике. Исследования четко показали, что на музыку шумов ветра и воды растения отзывались положительно, в то время как на тяжелый рок растения отвечали уменьшением размеров листьев и корней, снижением веса.

Наши опыты свидетельствуют о том, что этот метод можно применять и в сельском хозяйстве нашей страны. Только подумайте, сколько выгоды и прибыли может он принести!”

Таким образом, для старшеклассников школа, и особенно школа профильная, должна и может стать центром организации исследовательской деятельности. В своей гимназии мы стремимся именно к этому. В роли координатора научно-исследовательской работы по направлениям выступает “Школьная Академия Наук Спектр” – сокращенно ШАНС. Школьная же лаборатория при этом становится неким центром общения ребят, местом их первых научных дискуссий и первых научных результатов, выполненных пусть не на самом высоком научном уровне, но кропотливо и вдумчиво.