Формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания
На правах рукописи
Осипенко Людмила Евгеньевна
ФОРМИРОВАНИЕ У СЕЛЬСКИХ ШКОЛЬНИКОВ СИСТЕМЫ ЗНАНИЙ
О МЕТОДАХ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ
13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Москва 2008
Работа выполнена на кафедре педагогики высшей школы факультета педагогики и психологии
Московского педагогического государственного университета
| Научный руководитель: | доктор педагогических наук, доктор психологических наук, профессор Савенков Александр Ильич |
| Официальные оппоненты: | доктор педагогических наук, профессор Мажар Николай Евгеньевич |
| кандидат педагогических наук, профессор Дубрович Серафим Владимирович | |
| Ведущая организация: | Арзамасский государственный педагогический институт им. А.П. Гайдара |
Защита состоится «____» мая 2008 г. в______часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.11 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 127051, Москва, Малый Сухаревский пер., д.6.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПГУ (119992, Москва, ул.Малая Пироговская, д.1.)
Автореферат разослан «____» апреля 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета В.А. Плешаков
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Современный этап развития отечественного образования характеризуется влиянием сложных социальных преобразований, происходящих в обществе. В первую очередь, это проникновение результатов научно-технического прогресса во все сферы человеческой деятельности, в том числе и образовательную. Поскольку экономическое развитие общества во многом определяют заложенные в образовании приоритеты, то перед современной школой ставится задача, чтобы каждый ученик не только овладел основами научных знаний, но и способами их применения. В связи с этим важную роль в обучении школьников играет формирование у учащихся знаний о методах научного познания, позволяющих сместить акценты с усвоения на добывание знаний.
В педагогической литературе методы научного познания как объект усвоения школьниками рассматривались в различных контекстах: методологических знаний (Г.М. Голин, Ю.А. Самоненко), научных понятий (А.В. Усова), проблемного обучения (И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Р.И. Малафеев, А.М. Матюшкин, М.Н. Скаткин и др.), творческих способностей учащихся (В.Г. Разумовский), учебно-исследовательской деятельности (В.И. Андреев, В.А. Котляров, А.Н. Поддьяков, А.И. Савенков, А.В. Хуторской, С.А. Шапоринский, И.Д. Чечель и др.), знаний о конкретных методах научного познания (С.Е. Каменецкий, М.М. Левина, В.В. Майер, В.Н. Наумчик, В.Я.Синенко, И.И. Цыркун и др.). Однако в практике обучения школьников естественнонаучным дисциплинам овладению методами научного познания не уделено должного внимания: предпочтение отдается, в основном, эмпирическим методам. На методическом уровне формирование знаний школьников о методах естественнонаучного познания осуществляется спонтанно, непоследовательно. В тоже время, как отмечает Л.Я. Зорина, школа должна обеспечить выпускника системой знаний, которые необходимы для дальнейшего образования и самообразования, развить его познавательные интересы и способности, исследовательские умения и навыки.
Особое значение проблема формирования системы знаний о методах естественнонаучного познания имеет в процессе обучения сельских школьников. Это связано с необходимостью совершенствовать процесс обучения в сельских школах, создавая определенные условия для формирования данной системы знаний. Теоретическому осмыслению проблемы организации учебно-воспитательного процесса в сельских школах посвящены исследования П.И. Быкова, Н.В. Кухарева, Т.Г. Мороз, В.И. Погореловой, Т.А. Старовойтовой, Р.М. Шерайзиной и др. В исследовании данных авторов отмечается, что для многих сельских педагогов характерно эпизодическое и бессистемное использование методов естественнонаучного познания, что, в свою очередь, приводит к перегрузке или обеднению учебных занятий научной составляющей, снижению познавательного интереса учащихся и влияет на качество обучения сельских школьников. Учитывая, что в России и Республике Беларусь более половины всех школ составляют именно сельские, то существует объективная потребность в будущих специалистах из числа выпускников сельских школ, обладающих исследовательскими компетенциями, способными ориентироваться и применять знания в нестандартных условиях.
Таким образом, актуальность проблемы, ее недостаточная теоретическая разработанность и практическая значимость обусловили выбор темы исследования: «Формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания», проблема которого сформулирована следующим образом: какова модель формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
Решение этой проблемы составляет цель исследования.
Объектом исследования является система знаний школьников о методах естественнонаучного познания.
Предметом исследования выступает процесс формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
В соответствии с объектом, предметом и целью исследования были определены следующие задачи исследования:
1. Выявить психолого-педагогические подходы к проблеме формирования у школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
2. Определить содержание и структуру системы знаний школьников о методах естественнонаучного познания.
3. Выявить педагогические условия, детерминирующие эффективное формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
4. Разработать дидактическое обеспечение, ориентированное на формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания
5. Экспериментально проверить эффективность модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой процесс формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания будет эффективным, если:
создать условия, обеспечивающие реализацию дидактических возможностей формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания;
внедрить в учебный процесс модель формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания;
разработать дидактическое обеспечение, ориентированное на формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют:
на философском уровне: труды ученых о диалектическом методе познания и методологии науки (В.Ф. Берков, А.И. Зеленков, В.С. Степин и др.), а также работы, базирующиеся на идее единства научного знания (В.С.Готт, Л.Я.Зорина, В.Н.Максимова, Э.М. Мирский, О.А. Яворук); на общенаучном уровне были использованы идеи системного подхода, разработанные в научных трудах А.Н.Аверьянова, И.В. Блауберга, Ф. И. Перегудова, Э.Г. Юдина. Конкретнонаучный уровень представлен концепциями содержания образования, разработанными ведущими отечественными дидактами (И.Я. Лернером, М.Н. Скаткиным), обучения как открытия (Дж. Брунер), психологии исследовательского поведения (И.П. Павлов, А.Н.Поддьяков, А.И. Савенков и др.), принципов изоморфизма научно– и учебно-исследовательской деятельности (В.И. Андреев, Г.М. Голин, С.А. Шапоринский), организации обучения на основе систематизации научных знаний (Л.Я. Зорина), задачного подхода в обучении (Г.А. Балл, Г.С. Костюк).
Для решения поставленных задач была разработана программа исследования, включающая комплекс теоретических и эмпирических методов: анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической и учебной литературы по проблеме исследования; обобщение педагогического опыта учителей естественнонаучных дисциплин; ретроспективный анализ соискателем личного опыта преподавания физики в сельской школе; наблюдение; педагогический эксперимент; моделирование; анкетирование, интервьюирование; анализ продуктов учебно-исследовательской деятельности школьников; метод сетевых графиков; регрессионный анализ; методы математической статистики.
Опытно-экспериментальная часть исследования проводилась на базе четырех сельских школ Республики Беларусь: Щемыслицкой, Раковской, Петковичской, СШ №1 п. Дружный. Эмпирическую базу составил контингент из 422 учащихся, а также 16 педагогов естественнонаучных дисциплин.
Этапы исследования.
Исследование проводилось в несколько этапов.
На этапе констатирующего эксперимента (1997-2001 гг.) осуществлялся подбор и анализ литературы по теме исследования; был обоснован научный аппарат и методология исследования; получены эмпирические данные по проблеме исследования.
В ходе пилотажного эксперимент (2001-2003 гг.) осуществлялась разработка теоретической модели, уточнялись ее содержание и структура, происходил поиск адекватного дидактического обеспечения, ориентированного на формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
В ходе массового формирующего эксперимента (2003-2006 гг.) осуществлялась экспериментальная проверка эффективности модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
- осуществлен отбор доминирующих методов естественнонаучного познания, необходимых для реализации учебно-исследовательской деятельности (наблюдение, метод модельных гипотез, анализ, эксперимент), что позволило выделить содержание и структуру системы знаний школьников о методах естественнонаучного познания;
- определены педагогические условия, детерминирующие эффективное формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания;
- разработана и апробирована модель формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания, направленная на актуализацию ролевой позиции учащихся как субъектов исследовательской деятельности путем решения ими учебных задач, адекватных основным компонентам познавательного цикла.
- предложен оригинальный способ оценки эффективности модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания методом регрессионного анализа.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
- определены содержание и структура системы знаний школьников о методах естественнонаучного познания;
- выделены педагогические условия, детерминирующие эффективное формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания;
- обоснована возможность и эффективность использования модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания;
- сформулирован ряд научно обоснованных рекомендаций, обогащающих современную теорию школьного образования.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
- выявленные педагогические условия, детерминирующие эффективное формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания (использование стимулирующего влияния природы при организации познавательной деятельности сельских школьников; создание разновозрастных исследовательских коллективов учащихся и взаимообучение сельских школьников при проведении учебных исследований; целенаправленное формирование готовности сельских педагогов к реализации учебно-исследовательской деятельности школьников и др.) внедрены в практику обучения в четырех сельских школах Республики Беларусь. Их также целесообразно учитывать при предпрофильном обучении школьников.
- элективный курс «Юный исследователь» включен в перечень рекомендуемых курсов, утвержденных Национальным институтом образования Республики Беларусь.
- представленные в диссертационном исследовании познавательные задачи и упражнения могут быть использованы при составлении и совершенствовании учебников и методических пособий по физике, химии, биологии для общеобразовательных школ.
- разработанные материалы диссертационного исследования стали содержательной основой для проводимых соискателем лекций и практических занятий для специалистов образования «Организация учебно-исследовательской деятельности школьников по физике», «Эксперимент как основа ученических исследований», «Учебно-исследовательская деятельность в системе дополнительного образования сельских школьников», «Формирование готовности педагогов к организации учебно-исследовательской деятельности школьников», которые включены в план базовых и проблемных курсов повышения квалификации для заместителей директоров по научной работе, учителей физики, химии, биологии, географии.
- материалы исследования могут быть использованы в школьной практике, при подготовке педагогов в педагогических вузах, а также в период их последипломного образования.
Практическая значимость результатов исследования подтверждается наличием семи актов о внедрении.
Достоверность и надежность полученных результатов исследования обеспечивается методологической базой исследования, адекватностью методов цели и задачам исследования, достаточно широкой панорамой педагогического эксперимента, комплексным характером педагогического исследования, валидностью и репрезентативностью выборки, всесторонней проверкой сформулированных выводов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Система знаний о методах естественнонаучного познания, формируемая у школьников на основе доминирующих методов естественнонаучного познания, необходимых для реализации учебно-исследовательской деятельности. В ее состав входят две подсистемы, включающие знание школьниками сущности научно- и учебно-исследовательской деятельности, а также метазнания об эмпирических (наблюдении и эксперименте) и теоретических методах естественнонаучного познания (методе модельных гипотез, анализе).
2. Педагогические условия, детерминирующие эффективное формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания. На основе диалектического представления о связи эмпирического и теоретического в естественнонаучном идеале познания, принципов научности обучения и междисциплинарной интеграции, а также с учетом специфики современных сельских школ выделены следующие педагогические условия:
• использование стимулирующего влияния природы при организации познавательной деятельности сельских школьников;
• конструирование педагогом учебного процесса на основе междисциплинарного подхода с целью демонстрации универсальности методов естественнонаучного познания;
• оптимальное сочетание педагогом репродуктивных, частично- поисковых и исследовательских методов обучения школьников;
• создание разновозрастных исследовательских коллективов учащихся и взаимообучение сельских школьников при проведении учебных исследований;
• целенаправленное формирование готовности сельских педагогов к реализации учебно-исследовательской деятельности школьников.
3. Модель формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания, разработанная на основе выявленных педагогических условий и дидактических возможностей естественнонаучных дисциплин, включающая три компонента: тренинг знаний учащихся о доминирующих методах естественнонаучного познания, необходимых для реализации учебно-исследовательской деятельности; исследовательскую практику, предусматривающую проведение школьниками самостоятельных учебных исследований; мониторинг, обеспечивающий возможность управления учебно-исследовательской деятельностью школьников. Модель формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания предполагает оптимальное сочетание репродуктивных, частично-поисковых и исследовательских методов обучения школьников, реализуется в различных формах сотрудничества учащихся с использованием комплекса специальных средств обучения.
4. Дидактическое обеспечение формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания, состоящее из научно-методического комплекса, включающего целевой, содержательный, процессуальный, результативный компоненты и направленного на повышение эффективности разработанной модели; методических рекомендаций «Организация исследовательской работы школьников», программы элективного курса «Юный исследователь» для учащихся 7(8) и 9(10) классов, предполагающих расширение, углубление и систематизацию знаний школьников о методах естественнонаучного познания, приобретение ими умений проведения учебно-исследовательской деятельности, повышение познавательного интереса школьников к учению.
Апробация результатов исследования осуществлялась посредством выступлений с докладами, сообщениями на Международной научно-практической конференции «Проблемы непрерывного многоуровневого профессионального образования: структура, технология, кадры» (Минск, 1999), областных педагогических чтениях (Гомель, 2002), VI Международной научно-методической конференции «Высшая школа: проблемы и перспективы» (Минск, 2004), Международной научно-практической конференции «Ціннісні пріоритети освіти у ХХІ столітті: оріентири та напрямки сучасноі освіти» (Луганск, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве» (Москва, 2006); Четвертой Международной заочной научно – методической конференции «Основные направления совершенствования качества подготовки специалистов» (Саратов, 2007); научно-практической конференции «От идеи – к технологии: исследовательская деятельность младших школьников (Петрозаводск, 2007); в учреждениях образования: «Могилевский государственный областной институт повышения квалификации и переподготовки кадров», «Академия последипломного образования», «Минский государственный областной институт повышения квалификации и переподготовки кадров».
Структура диссертации. Диссертационное исследование состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и 10 приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, выявлена проблема исследования, определены объект, предмет, цель, гипотеза и задачи исследования; раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость полученных результатов, их достоверность, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.
Первая глава исследования «Теоретический анализ проблемы формирования у школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания» представлена тремя параграфами. На основе анализа философской, педагогической, психологической литературы рассмотрен общественно-исторический опыт с позиции актуализации его направленности на формирование у школьников знаний о методах естественнонаучного познания; обоснована система знаний школьников о методах естественнонаучного познания; раскрыты дидактические возможности формирования у школьников системы знаний о методах научного познания в процессе изучения естественнонаучных дисциплин.
Ретроспективный анализ трудов Я.А. Коменского, А. Дистервега, И.Г. Песталоцци, А.П. Пинкевича, Н. Рождественского, Б.Е. Райкова, И.Ф.Свадковского, К.П. Ягодовского показал, что формирование знаний школьников о методах естественнонаучного познания являлось одной из важнейших проблем в теории и практике обучения. Значительный вклад в исследование данной проблемы внесли В.И. Андреев, Г.М. Голин, И.Я. Лернер, М.И. Малафеев, М.И. Махмутов, В.Г. Разумовский, А.И. Савенков, А.В. Усова, С.А. Шапоринский и др. В их работах показано, что умственная деятельность ученого, делающего «эпохальное» открытие, и умственная деятельность ребенка, познающего новое, практически идентичны по своей внутренней «механике». При этом ребенку гораздо легче изучать науку, действуя подобно ученому, чем получать добытые кем-то знания в «готовом виде» (Дж. Брунер).
В процессе исследовательской деятельности учащимися усваиваются факты, понятия, научные законы, общие мировоззренческие идеи, формируются знании о методах научного познания.
В данном аспекте наибольшим дидактическим потенциалом обладают естественнонаучные дисциплины. Содержание современных курсов физики, химии, биологии для общеобразовательных школ представляет собой совокупность наиболее важных, дидактически отобранных и систематизированных основ соответствующих наук. Анализ содержания современных учебных пособий и программ по физике, химии, биологии для общеобразовательных школ показал, что их содержание в определенной мере ориентировано на формирование у школьников знаний о методах естественнонаучного познания. Так, в их содержание включены дидактически систематизированные научные факты, понятия, законы, теории, доступные учащимся соответствующих классов. Однако результаты изучения массового педагогического опыта учителей естественнонаучных дисциплин продемонстрировали их второстепенное отношение к формированию у школьников знаний о методах научного исследования. В силу этого у них не сформирован должный объем знаний об основных методах естественнонаучного познания, и, как следствие, они не могут применить его на практике при решении конкретных задач и выполнении учебных исследований. Особо остро стоит проблема формирования знаний о методах естественнонаучного познания у сельских школьников. Эти факты могут быть аргументами в обосновании необходимости разработки системы знаний учащихся о методах естественнонаучного познания.
Задачи обобщения результатов этих исследований и переноса их на специфику обучения школьников естественнонаучным дисциплинам, привели к необходимости выбора такого теоретического основания, которое позволило бы рассматривать знания о методах естественнонаучного познания как идеальный конструкт, выступающий инвариантом на разных этапах обучения школьников. Согласно теории В.Г.Разумовского в структуре учебно-исследовательской деятельности может быть выделено четыре компонента: фактымодель-гипотезаследствия эксперимент. Познавательный цикл позволил отразить в учебно-исследовательской деятельности структуру и сущность естественнонаучного идеала познания (В.Ф. Берков, А.И. Зеленков, В.С. Степин) и обеспечить использование учащимися адекватных методов: наблюдения, метода модельных гипотез, анализа и эксперимента.
Изучение работ, посвященных различным аспектам учебно-исследовательской деятельности с применением метода знаковой ретроспекции, проведенное с опорой на теорию деятельности (А.Н. Леонтьев) и основополагающие принципы системного подхода (А.Н. Аверьянов, И.В. Блауберг, Ф.И. Перегудов, Э.Г. Юдин), позволило нам представить сравнительную характеристику научно- и учебно-исследовательской деятельности (см. таблицу).
Сравнительная характеристика научно- и
учебно-исследовательской деятельности
| Вид исследова-тельской деятельности | Компоненты познавательного цикла | |||
| факты | модель- гипотеза | следствия | эксперимент | |
| Научно- исследовательская деятельность | Обнаружение и накопление фак-тов, не нашедших объяснения в старой теории | Выдвижение и уточнение гипотез. Разработка новой теории | Нахождение следствий из положений разработанной теории | Планирование, организация и проведение научного эксперимента по проверке следствий |
| Учебно-исследовательская деятельность | Выбор группы фактов из наблюдений и измерений | Выдвижение гипотез. Построение модели | Нахождение ло-гически выте-кающих след-ствий из разра-ботанной модели | Планирование, организация и проведение учебного эксперимента по проверке следствий |
Сопоставление структур научно- и учебно-исследовательской деятельности позволило установить изоморфизм их основных компонентов и выделить доминирующие методы естественнонаучного познания, необходимые для их реализации: наблюдение, метод модельных гипотез, анализ и эксперимент. При этом познавательный цикл может являться основанием системы знаний учащихся о методах естественнонаучного познания. В ее состав входят: знание школьниками сущности научно- и учебно-исследовательской деятельности, а также метазнания о доминирующих методах естественнонаучного познания: эмпирических (наблюдении и эксперименте) и теоретических (методе модельных гипотез и анализе). Для реализации учебно-исследовательской деятельности школьники также должны уметь: осуществлять подбор и анализировать информацию из различных источников по выбранной теме исследования; формулировать вопросы проблемно-поискового типа; применять новые информационные технологии при построении теоретических моделей и оформлении результатов исследования; выступать с публичной защитой полученных результатов.
Для реализации учебно-исследовательской деятельности в процессе изучения естественнонаучных дисциплин данная система знаний о методах естественнонаучного познания является относительно целостной, поскольку учитывает все основные структурные компоненты учебно-исследовательской деятельности, рассматривая их во взаимосвязи и единстве.
Проведенный контент-анализ содержания современных учебных программ и учебников по физике, химии, биологии для общеобразовательных школ позволил определить их возможности для формирования у школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания и продемонстрировать еще не использованные резервы указанных дисциплин в данном аспекте. Это, в свою очередь, явилось позитивной предпосылкой для разработки модели формирования у школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
Во второй главе «Опытно-экспериментальная проверка модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания», состоящей из трех разделов, проанализированы педагогические условия, детерминирующие формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания; раскрыты состав и содержание модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания; представлены результаты ее апробации.
Эффективность формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания детерминирована рядом педагогических условий, выделенных на основе диалектического представления о связи эмпирии и теории в естественнонаучном идеале познания, принципов научности обучения и междисциплинарной интеграции, а также с учетом специфики работы современных сельских школ. Данные педагогические условия регламентируют конструирование учебного процесса на основе междисциплинарного подхода с целью демонстрации универсальности методов естественнонаучного познания; использование стимулирующего влияния природы при организации познавательной деятельности учащихся сельских школ; оптимальное сочетание репродуктивных, частично-поисковых и исследовательских методов обучения; создание разновозрастных исследовательских коллективов учащихся и их взаимообучение при проведении учебных исследований. Особое внимание необходимо уделять целенаправленному формированию готовности сельских педагогов к реализации учебно-исследовательской деятельности школьников.
Опора на принцип изоморфизма, структуру учебно-исследовательской деятельности, выделенные педагогические условия явились теоретическим основанием для разработки модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания, предусматривающей этапность на протяжении всего курса обучения физике, химии, биологии с последующим обобщением и систематизацией на заключительной стадии обучения. Она включала три основных этапа:
1. Тренинг знаний учащихся о доминирующих методах естественнонаучного познания, необходимых для реализации учебно-исследовательской деятельности: наблюдении, методе модельных гипотез, анализе и эксперименте.
2. Исследовательскую практику, предусматривающую проведение школьниками самостоятельных учебных исследований.
3. Мониторинг, предполагающий организацию мероприятий, обеспечивающих возможность управления учебно-исследовательской деятельностью школьников.
Каждый этап сопровождался формулированием целей обучения, обеспечивался комплексом познавательных задач и упражнений, эвристических предписаний и диагностических процедур, и предполагал оптимальное сочетание репродуктивных, частично-поисковых и исследовательских методов обучения.
Цель первого этапа состояла в формировании представлений учащихся о научно– и учебно-исследовательской деятельности как целостных многоуровневых системах. На данном этапе происходили усвоение школьниками сущности указанных видов деятельности, метазнаний о доминирующих методах естественнонаучного познания, необходимых для их реализации, а также демонстрация учащимся роли и места методов исследования в познании природы и их возможностей для получения новых знаний. Поставленная цель достигалась путем включения в содержание предметного материала определенного объема методологических знаний, познавательных задач и упражнений и обеспечивалась комплексом эвристических предписаний и диагностических процедур, позволяющих отследить динамику накопления у сельских школьников объема знаний о доминирующих методах естественнонаучного познания, и изменение уровня их познавательного интереса к учению. На данном этапе в качестве основных были избраны следующие формы проведения уроков: изучение нового материала, уроки-беседы, уроки контроля и коррекции знаний, уроки смешанного типа, проблемные семинары, на которых осуществлялось выполнение учащимися заданий и упражнений, имеющих репродуктивный либо частично-поисковый характер.
Вторым этапом модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания была исследовательская практика. Ее цель состояла в создании условий для приобретения школьниками разностороннего опыта использования знаний о методах естественнонаучного познания при реализации учебно-исследовательской деятельности, базирующейся на структуре познавательного цикла: фактымодель-гипотезаследствия эксперимент. В ходе исследовательской деятельности учащимся демонстрировалась универсальность и диалектическая взаимосвязь доминирующих методов естественнонаучного познания.
Данная идея была использована на элективном курсе «Юный исследователь», содержание которого позволило обобщить и систематизировать знания учащихся о методах естественнонаучного познания.
Второй этап реализации модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания базировался на использовании частично-поисковых и исследовательских методов обучения, позволяющих актуализировать ролевую позицию сельских школьников как субъектов учебно-исследовательской деятельности.
При обучении школьников проведению учебных исследований, была использована схема: урок – внеаудиторное практическое занятие. Решение исследовательских задач осуществлялось в процессе совместной продуктивной деятельности каждого ученика с педагогом и другими учащимися, организуемой в различных формах, соответствующих уровням развития знаний сельских школьников о методах естественнонаучного познания (проблемных семинаров, «мозгового штурма», «гирлянд ассоциаций»).
Заключительный этап модели включал мониторинг, предполагающий организацию специальных мероприятий (мини-конкурсы, турниры юных исследователей, научно-практические конференции), позволяющих продемонстрировать учащимся результаты собственных исследований.
Внедрение модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания позволило представить их работы в виде исследовательских проектов. Они оформлялись учащимися в виде портфолио «Юный исследователь», посредством которого учитель инициировал постановку и решение самими школьниками внутренних задач по осознанию себя субъектами учебно-исследовательской деятельности.
Содержательным ядром модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах научного познания выступал комплекс познавательных задач и упражнений, адекватных естественнонаучному идеалу познания, структуре учебно-исследовательской деятельности и выявленным педагогическим условиям. В его состав входят:
эмпирические задачи, направленные на изучение школьниками фактов, полученных в результате наблюдений и экспериментов и характеризующих качественные и количественные аспекты исследуемых объектов, процессов и явлений (понаблюдать за изменением температуры животных; предложить способы получения искусственного меда и др.);
теоретические задачи, позволяющие объяснить школьникам сущность исследуемых процессов и явлений (разработать и обосновать основные параметры теоретической модели полета стрекозы; создать действующую модель гейзера и др.);
интегративные задачи, предполагающие проведение школьниками учебно-исследовательской деятельности (исследовать влияние березового сока на процесс старения срезанных цветков или листьев; исследовать бактерицидное действие фитонцидов чеснока, лука, горчицы и др.);
коммуникативные задачи, включающие защиту полученных результатов учебно-исследовательской деятельности.
Эффективность разработанной модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания определялась в ходе педагогического эксперимента. Основными критериями эффективности разработанной модели являлись показатели, позволяющие произвести объективную оценку знаний сельских школьников о доминирующих методах естественнонаучного познания: их глубину, полноту, осознанность и системность. При анализе полученных результатов использовались также статистические методы (критерии различия выборок
, анализ и сравнение выборочных функций распределения, корреляционный и регрессионный анализ). Основные результаты педагогического эксперимента представлены на рис.1.
Данные, приведенные на рис.1, свидетельствуют о большей эффективности экспериментальной модели формирования системы знаний сельских школьников о методах естественнонаучного познания по сравнению с традиционным обучением.
Предельно высокие значения коэффициентов корреляции между обобщенными показателями, характеризующими полноту знаний учащихся о доминирующих методах естественнонаучного познания в контрольных и экспериментальных группах, позволили нам установить преимущества процесса обучения в экспериментальной группе по сравнению с организацией процесса обучения в контрольной группе (см. рис. 2).
Рис. 1 Гистограмма распределений обобщенных коэффициентов
полноты знаний о доминирующих методах естественнонаучного
познания у учащихся контрольных и экспериментальных групп
Рис. 2 Линии регрессии оценок полноты знаний учащихся о доминирующих методах естественнонаучного познания после обучения по оценкам до обучения
Педагогическая интерпретация полученных коэффициентов демонстрирует, во сколько раз (в среднем, по всем показателям) улучшились оценки учащихся контрольной и экспериментальной групп.
Отметим, что традиционное обучение также приводит к увеличению объема знаний учащихся в данном аспекте. Однако предложенная нами экспериментальная модель формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания показала ряд преимуществ, поскольку она позволила улучшить оценки учащихся экспериментальных групп, в среднем, на 85%, в то время как в контрольной группе эта динамика составила 31%.
Кроме этого, результаты анкетирования 246 учащихся показали, что занятия исследовательской деятельностью для 96% респондентов сделали учебу более интересной; более половины из них стали лучше учиться, 86% – стали более активными, 83% – более уверенными в себе, 88% – более самостоятельными. В сельских школах активизировалась работа Научных обществ учащихся, школ юных исследователей, увеличилось количество участников научно-практических конференций школьников.
Таким образом, проведенный эксперимент однозначно подтвердил преимущества экспериментальной модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания по сравнению с традиционными. Экспериментальная модель обладает инвариантными свойствами и позволяет расширить и углубить знания школьников о методах естественнонаучного познания, приобрести исследовательские умения, повысить познавательный интерес школьников к учению, а также может применяться при предпрофильном обучении школьников.
В заключении сформулированы основные выводы исследования.
Разработанная система знаний учащихся о методах естественнонаучного познания предполагает дидактический отбор доминирующих методов естественнонаучного познания, необходимых для реализации учебно-исследовательской деятельности. В ее состав входят две подсистемы, включающие знание школьниками сущности научно- и учебно-исследовательской деятельности, а также метазнания об эмпирических (наблюдении и эксперименте) и теоретических методах естественнонаучного познания (методе модельных гипотез, анализе)..
Анализ содержания современных учебных программ и пособий по естественнонаучным дисциплинам для общеобразовательных школ с позиции их возможностей для формирования системы знаний учащихся о методах научного познания показал, что в данном контексте они имеют большие возможности и не использованные резервы, что явилось позитивной предпосылкой для разработки модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
Педагогические условия, детерминирующие эффективное формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания, выявленные на основе диалектического представления о связи эмпирического и теоретического в естественнонаучном идеале познания, принципов научности обучения и междисциплинарной интеграции, а также с учетом специфики современных сельских школ предполагают конструирование педагогом учебного процесса на основе междисциплинарного подхода с целью демонстрации универсальности методов естественнонаучного познания; использование стимулирующего влияния природы при организации познавательной деятельности сельских школьников; оптимальное сочетание педагогом репродуктивных, частично-поисковых и исследовательских методов обучения; создание разновозрастных исследовательских коллективов и взаимообучение сельских учащихся при проведении учебных исследований. Готовность учителя к организации учебно-исследовательской деятельности учащихся также является одним из необходимых условий эффективного формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания.
Целенаправленное формирование системы знаний о методах научного познания может быть включено в целостный процесс обучения сельских школьников естественнонаучным дисциплинам и происходить на конкретном предметном содержании средствами познавательных задач и упражнений, учитывающих не только особенности изучаемого предмета, но и специфику учебно-исследовательской деятельности. В учебном процессе необходимо обеспечение преемственности при изучении естественнонаучных дисциплин; соблюдение логической последовательности прохождения тем внутри каждого предмета; учет межпредметных связей; соблюдение преемственности и единого подхода к формированию знаний учащихся о методах естественнонаучного познания; обучение сельских школьников использованию дидактических средств в процессе проведения учебно-исследовательской деятельности в соответствии с их возрастом.
Модель формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания разработана на основе выявленных и обоснованных педагогических условий и дидактических возможностей естественнонаучных дисциплин, включает три этапа: тренинг знаний учащихся о доминирующих методах естественнонаучного познания, необходимых для реализации учебно-исследовательской деятельности; исследовательскую практику, предусматривающую проведение школьниками самостоятельных учебных исследований; мониторинг, обеспечивающий возможность управления учебно-исследовательской деятельностью школьников, и предполагает оптимальное сочетание репродуктивных, частично-поисковых и исследовательских методов обучения школьников, реализуется в формах сотрудничества учащихся с педагогом и сверстниками (проблемных семинаров, «мозгового штурма», «гирлянд ассоциаций»), обеспечивается комплексом специальных средств обучения (эвристические предписания, диагностические процедуры).
Детальное раскрытие школьниками сущности методов естественнонаучного познания, выполнение ими заданий по осознанию, запоминанию и воспроизведению учебной информации, отработка умений использовать методы естественнонаучного познания при реализации учебно-исследовательской деятельности, позволили сформировать у них систему знаний о методах естественнонаучного познания. Вся совокупность средств формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания отражена в разработанном научно-методическом комплексе, включающем целевой, содержательный, процессуальный и результативный компоненты.
Содержательным ядром модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания выступили познавательные задачи и упражнения, адекватные структуре учебно-исследовательской деятельности и выявленным педагогическим условиям: эмпирические задачи, направленные на изучение школьниками фактов, полученных в результате наблюдений и экспериментов и характеризующих качественные и количественные аспекты исследуемых объектов; теоретические задачи, позволяющие объяснить сущность исследуемых процессов и явлений; интегративные задачи, предполагающие проведение учащимися всего цикла научного познания. Защита результатов, полученных в ходе учебно-исследовательской деятельности, осуществлялась в ходе коммуникативных задач.
Результаты педагогического эксперимента подтвердили целесообразность разработки и внедрения в учебный процесс научно-методического комплекса, ориентированного на формирование у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания. Они также позволяют сделать вывод о том, что научно-методическое обеспечение естественнонаучных дисциплин в школьном образовании может быть представлено во взаимосвязанных составляющих, соотнесенных со структурой учебно-исследовательской деятельности, и содержать развивающие возможности естественнонаучных дисциплин и разновозрастных исследовательских коллективов учащихся, современных методов и средств обучения, а также прогнозируемый результат обучения и соответствующий диагностический аппарат.
Комплексное использование методов исследования позволило зафиксировать наличие статистически значимых отличий в динамике показателей, характеризующих качество знаний о доминирующих методах естественнонаучного познания у сельских школьников, составляющих экспериментальную группу, по сравнению с учащимися контрольной группы из числа учащихся городских школ.
В ходе исследования доказано, что реализация разработанной модели формирования у сельских школьников системы знаний о методах естественнонаучного познания способствовала повышению полноты знаний учащихся о доминирующих методах естественнонаучного познания в 1,8 раза в экспериментальной группе, а в контрольной – этот показатель составил 1,3; усилению познавательного интереса учащихся к изучению естественнонаучных дисциплин, а также позволила обеспечить конкурентоспособность сельских школьников на различных интеллектуальных соревнованиях.
Проведенное исследование открывает новые перспективы для изучения вопросов оптимального соотношения различных методов научного познания в каждом предмете, их связей с ранее усвоенными знаниями учащихся; возможных вариантов применения методов научного познания в зависимости от цели урока, содержания учебного материала, качества подготовки учащихся.
Основные результаты диссертационного исследования отражены в следующих публикациях автора:
1. Осипенко Л.Е. Научное творчество в учебном процессе //Социально-гуманитарные знания /Л.Е. Осипенко. – Москва, 2005. – № 5. – С. 139–145. – 0,2 п.л.
2. Осипенко Л.Е. Педагогические условия эффективного формирования у сельских школьников знаний о методах научного исследования /Л.Е. Осипенко //Вестник МГОУ. Серия «Педагогика». – Москва, 2008. – №1. – С. 87– 92. – 0,43п.л.
Статьи в научных журналах
3. Осипенко Л.Е. Сказка про горячий чай или как наладить исследовательскую работу в сельской школе /А.В. Лавриненко, Л.Е. Осипенко //Фiзiка: праблемы выкладання. – Минск, 2000. – № 1. – С. 80–97. – 0,55 п.л. (авторский вклад 50% – 0,27 п.л.)
4. Осипенко Л.Е. О формировании исследовательских умений школьников /Л.Е. Осипенко, А.И. Тишурова //Бiялогiя: праблемы выкладання. – Минск, 2004. –№ 4. – С. 3–15. – 0,99 п.л. (авторский вклад 50% – 0,49 п.л.)
5. Осипенко Л.Е. Организация учебных занятий исследовательского характера по физике в школе-саду /Л.Е. Осипенко //Народная асвета. – Минск, 2004. – №7. – С. 92–96. – 0,39 п.л.
6. Осипенко Л.Е. Можно ли воспитывать юных исследователей в «глубинке»? /Л.Е. Осипенко //Фiзiка: праблемы выкладання. – Минск, 2005. – № 1. – С. 31–35. – 0,47 п.л.
7. Осипенко Л.Е. Формування дослідницьких умінь сільських школярів (за матеріалами досвіду роботи шкіл Мінськоі області) /Л.Е. Осипенко //Постметодика. – Полтава, 2005. – № 1. – С. 27–33. – 0,66 п.л.
8. Осипенко Л.Е. О межпредметных связях и межпредметной изолированности /А.И. Тишурова, Л.Е. Осипенко //Біялогія: праблемы выкладання. – Минск, 2005. – № 1. – С. 12–20. – 0,48 п.л. (авторский вклад 50% – 0,24 п.л.)
9. Осипенко Л.Е. Наблюдение как метод научного познания в преподавании биологии /Л.Е.Осипенко, А.И. Тишурова //Біялогія: праблемы выкладання. – Минск, 2005. – № 4(41). – С. 29–34. – 0,43 п.л. (авторский вклад 70% – 0,3 п.л.)
10. Осипенко Л.Е. Проблемные курсы как способ формирования готовности педагогов к руководству научно-исследовательской деятельностью школьников /Л.Е. Осипенко //Вісн. Луган. нац. пед. ун-ту. – Луганск, 2005. – № 19. – С. 186–192. – 0,3 п.л.
11. Осипенко Л.Е. Система познавательных задач и упражнений по химии как содержательное ядро обучения школьников методам научного исследования /Л.Е. Осипенко, Т.М. Цыбина //Хiмiя: праблемы выкладання. – Минск, 2006. – № 1. – С. 29–36. – 0,58 п.л. (авторский вклад 70% – 0,4 п.л.)
12. Осипенко Л.Е. Формирование представлений школьников об эксперименте как методе научного познания на уроках физики /Л.Е. Осипенко, Т.С. Пролиско //Фізіка: праблемы выкладання. – Минск, 2006. – № 2. – С. 40–45. – 0,40 п.л. (авторский вклад 50% – 0,2 п.л.)
13. Осипенко Л.Е. Особенности преподавания отдельных тем курса по выбору «Юный исследователь» /Л.Е. Осипенко, Т.С. Пролиско //Фізіка: праблемы выкладання. – Минск, 2006. – № 5. – С. 5–15. – 0,73 п.л. (авторский вклад 50% – 0,36 п.л.)
14. Осипенко Л.Е. Система познавательных задач и упражнений по физике как средство повышения мотивации школьников к учебно-исследовательской деятельности /Л.Е. Осипенко, А.В. Лавриненко //Освiта Донбасу. – Луганск, 2006. – №6 (119). – С. 75-80. – 0,45 п.л. (авторский вклад 50% – 0,22 п.л.)
15. Осипенко Л.Е. Статистические критерии определения эффективности учебно-исследовательской деятельности школьников по физике /А.И. Слободянюк, Л.Е. Осипенко //Фiзiка: праблемы выкладання. – Минск, 2007. – № 3. – С. 3–13. – 0,58 п.л. (авторский вклад 50% – 0,29 п.л.)
Материалы конференций
16. Осипенко Л.Е. Познавательный цикл как средство взаимосвязи научного и учебного познания /Л.Е. Осипенко //Ціннісні пріоритети освіти у ХХІ столітті: оріентири та напрямки сучасноі освіти: матерiалi 2 Мiжнар. наук.-практ. конф., 2–5 жовт. 2005 року, Луганськ: в 3 ч. /Луган. нац. пед. ун-т; редкол.: В.С. Курило [та iнш.]. – Луганськ, 2005. – Ч.4. – С. 143–150. – 0,39 п.л.
17. Осипенко Л.Е. Формирование готовности педагогов к руководству исследовательской деятельностью школьников /Л.Е. Осипенко //Основные направления совершенствования качества подготовки специалистов: Сб. научных трудов Четвертой Международной заочной научно - метод. конф: В 3 ч. – Ч.2. – Саратов: Изд-во «Изд. Центр «Наука», 2007. – С. 259-262. – 0,24 п.л.
18. Осипенко Л.Е. Особенности организации исследовательской деятельности учащихся начальных классов сельских школ (на материале Минской области) /Л.Е. Осипенко //Сб. статей научно-практической конференции «От идеи – к технологии: исследовательская деятельность младших школьников»: мат-лы научно-практ. конф., 16 апреля 2007 г. – Петрозаводск, 2007. – С. 151-155. – 0,17 п.л.
Методические рекомендации
19. Осипенко Л.Е. Организация исследовательской работы школьников: Метод. рекомендации /Л.Е. Осипенко, А.В. Лавриненко. – Минск: МОИПК и ПКР и СО, 2002. – 53 с. – 2,15 п.л. (авторский вклад 80% – 1,72 п.л.)
Программа курса по выбору
20. Осипенко Л.Е. Программа курса по выбору «Юный исследователь» для учащихся 7(8) и 9(10) классов/Л.Е. Осипенко, Т.С. Пролиско //Библиотека электронных ресурсов Национального института образования [Электрон. ресурс]. – Минск, 2007. – Режим доступа: http://www.nie.by/mishan_files/files/fizika/unyiissledVIIVIII.doc. – 0,3 п.л. (авторский вклад 50% – 0,15 п.л.)
