Методика развития экспериментально-исследовательских умений школьников на уроках учебного предмета «Окружающий мир»

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы опыта как метода формирования исследовательских умений

1.1. Исследовательская деятельность младших школьников как творчество Глава 2. Методика проведения опытов обеспечивающих формирование исследовательских умений младшего школьника на уроках природоведения

2.1. Краткая характеристика

2.2. Разработка уроков с опытами Заключение Список использованной литературы

Эксперимент (лат. experimentum — проба, опыт) — чувственно-предметная деятельность в науке. В более узком смысле — опыт, воспроизведения объекта познания, проверка гипотез.

Окружающий мир как учебный предмет несет в себе большой развивающий потенциал: у детей формируются предпосылки научного мировоззрения, их познавательные интересы и способности; создаются условия для самопознания и саморазвития ребенка. Знания, формируемые в рамках данного учебного предмета, имеют глубокий личностный смысл и тесно связаны с практической жизнью младшего школьника.

Особенностями содержания этого учебного предмета являются: интегрированный характер предъявления естественнонаучных и обществоведческих знаний, особое внимание к расширению чувственного опыта и практической деятельности школьников, наличие содержания, обеспечивающего формирование общих учебных умений, навыков и способов деятельности; возможность осуществлять межпредметные связи с другими учебными предметами начальной школы. Учебный предмет «Окружающий мир» вносит существенный вклад в формирование информационной культуры младших школьников; они осваивают различные способы получения информации, используют алгоритмы, модели, схемы и др.

Цель исследования заключается в научном обосновании и разработке методики развития экспериментально-исследовательских умений школьников на уроках учебного предмета «Окружающий мир».

Объектом исследования является образовательный процесс по «Окружающему миру».

Предметом исследования является методика развития экспериментально-исследовательских умений школьников на уроках учебного предмета «Окружающий мир» (цель, содержание, методы, методические приемы, средства, диагностика).

Гипотеза исследования:

Процесс развития исследовательских умений школьников посредством опытной деятельности будет более эффективным, если:

— развитие исследовательских умений школьников выделено на уровень специальной задачи каждого урока;

— выявлены и соблюдаются в образовательном процессе педагогические условия и этапы развития исследовательских умений;

— определено учебное содержание, изучение которого позволяет организовать исследовательскую деятельность школьников;

— в методику уроков включены методы и методические приёмы, дидактические средства, обеспечивающие эффективность развития исследовательских умений школьников;

— организованы диагностика и мониторинг уровней развития исследовательских умений, позволяющие корректировать процесс обучения.

Для реализации намеченной цели и проверки выдвинутой нами гипотезы были поставлены следующие задачи исследования:

1. Провести сравнительно-исторический анализ становления и развития проблемы эксперимента в исследовательском методе.

2. На основе анализа психологической и педагогической литературы изучить современное состояние проблемы развития исследовательских умений школьников, уточнить дефиниции основных категорий проводимого исследования.

3. Сконструировать модель методики развития исследовательских умений посредством опытов на уроках, реализующую выявленные теоретические и методические основы.

6. Разработать и экспериментально проверить методику развития исследовательских умений посредством опытов на уроках учебного предмета «Окружающий мир» в условиях педагогического эксперимента.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

— выявлены и обоснованы психолого-педагогические и методические основы развития исследовательских умений применительно к школьному предмету «Окружающий мир» (подходы, виды и компоненты исследовательских умений, условия, этапы, методы и методические приемы);

— определено учебное содержание исследовательского характера, позволяющее сформировать исследовательские умения школьников в образовательном процессе.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что его результаты дополняют теорию и методику обучения предмету «Окружающий мир» по проблеме развития исследовательских умений школьников с помощью экспериментальной деятельности.

Практическая значимость исследования состоит в разработке конкретных методических рекомендаций по развитию исследовательских умений на уроках «Окружающего мира».

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, двух глав и заключения.

Глава 1. Теоретические основы опыта как метода формирования исследовательских умений

Процесс формирования умений и навыков определяется не количеством упражнений, а его организацией как активной, целенаправленной деятельности субъекта, имеющей для него смысл.

В педагогических системах управление выступает в качестве ведущей функции, поскольку как обмечает В. Г. Афанасьев, именно посредством управления реализуется цель, которая стоит перед социальной системой и которая предопределяет характер ее функционирования и развития.

Управление имеет место в тех системах, которые характеризуются большой сложностью и динамичностью. Постоянные изменения. переходы из одного состояния в другое под влиянием внешних и внутренних воздействий и причин, присущие педагогическим системам, могут иметь обратимый и необратимый характер, вести их к сохранению и развитию или к разрушению. И для того чтобы снять разрушающие влияния различных стихийных факторов. возникает необходимость сохранить определенные качества, структурные и функциональные характеристики системы в заданных пределах и условиях, обеспечить оптимальный (наилучший) уровень ее функционирования и развития.

Системный подход, являющийся методологической основой нашего исследования, позволяет говорить о системном управлении процессом формирования исследовательских умений. Системное управление предполагает систематизацию социального заказа общества, целей, методов. форм, средств, взаимных действий субъектов обучения.

Системное управление имеет две составляющие: внешнее и внутреннее управление. Внутреннее управление является неотъемлемой частью любой деятельности человека, оно сопровождает любые его действия и опирается на личные потребности, мотивы и цели. Внешнее управление также обусловлено целями, но они могут быть не только личными, но и групповыми и общественными. Внешнее управление представляет собой комплекс регулирующих и организующих взаимодействий субъектов обучения, направленный на достижение поставленных целей.

Системный анализ в качестве норматива управляемой системы определяет целенаправленную систему. Ее основные подсистемы — объект управления и система управления, представляющая собой контур обратной связи.

Процессы обучения и формирования исследовательских умений есть процессы управления. К системе управления относят управляемую и управляющую подсистемы: учащийся — педагог. Вход этого процесса включает:

— обучаемых субъектов, обладающих достаточной мотивацией для обучения;

— содержание обучения;

— формы и технологии обучения;

— методы обучения (субъекты и объекты, с помощью которых реализуется функция обучения).

Основные элементы выхода — знания, умения и навыки, приобретенные учащимися в процессе обучения. Реальной является возможность изменения качественных и количественных характеристик элементов входа и выхода. их наблюдения и корректировки. В силу этого можно говорить об управлении процессом его наблюдаемости и управляемости.

Для запуска механизма процесса формирования исследовательских умений необходимо предварительно сформулировать желаемый выход (цель) объекта управления, представленный в принятой форме описания. Целью исследуемого нами процесса может быть достижение определенных показателей, характеризующих освоение конкретного уровня исследовательских умений обучаемыми на каждом уровне системы обучения.

Управление в учебном процессе заключается в том, чтобы направить мыслительную деятельность учащихся в сторону более активного и глубокого освоения новой информации (в нашем случае — исследовательских умений). Управление обучением ставит своей задачей оптимизацию образовательного процесса, т. е. сокращение неэффективного учебного труда, повышение осмысленности усвоения знаний и практической направленности обучения. развитие когнитивных способностей учащихся. Под управляющим субъектом в системе обучения мыслится преподаватель, организующий, контролирующий. корректирующий (в случае необходимости) учебно-познавательную деятельность обучающихся. Но не только преподаватель управляет учебно-познавательным процессом. Конструктивная роль принадлежит и самим обучающимся, их сознательному стремлению к самоуправлению процессом приобретения знаний (особенно в системе вузовской и послевузовской подготовки). В процессе совместной деятельности обучающиеся также воздействуют на преподавателя и в ряде случаев изменяют характер его действий. Управляющий и управляемый субъекты образовательного процесса находятся во взаимосвязи и взаимозависимости, на основе изменений в содержании образования они могут изменять характер своего профессионально-педагогического взаимодействия.

Управление в процессе формирования исследовательских умений обучающихся будем рассматривать как планомерное систематическое воздействие преподавателя на обучающихся с целью овладения названными умениями на уровне, адекватном соответствующему уровню системы обучения.

Остановимся подробнее на механизме управления формированием исследовательских умений и средствах этого управления.

Методологической основой нашего исследования, кроме общенаучных принципов познания, является принцип единства сознания и деятельности, сформулированный в работах С. Л. Рубинштейна и развитый затем А. Н. Леонтьевым и его школой, получившей название деятельностной.

Выявленный принцип единства сознания и деятельности положил начало широкому фронту экспериментальных работ, теоретическим содержанием которых являлось раскрытие влияния тех или иных условий деятельности на процесс формирования умений, навыков, способностей. При этом существенное влияние на этот процесс оказывают условия, при которых возникает потребность в поиске ориентиров и возможность их выделения, возможность сопоставить полученный результат с эталонным образцом.

Любая деятельность, в том числе и педагогическая, в качестве определяющего компонента включает в себя постановку цели деятельности. Именно ею, в конечном счете, определяется содержание деятельности, а также методы, формы, приемы, средства и полученный результат. Структуру педагогической деятельности с учетом вышеизложенного можно представить как совокупность следующих компонентов — цель, содержание, методы, приемы, формы, средства, результаты, рефлексия.

Целью педагогической деятельности с учетом предмета нашего исследования является вооружение обучающихся исследовательскими умениями в трехуровневой системе обучения (праксиологический, технологический, методологический уровни). При этом, положив в основу решения нашей проблемы свойство непрерывности педагогического образования, отметим включенность исследовательских умений одного уровня в умения последующих уровней. Следует отметить, что управление затрагивает все компоненты педагогической деятельности, однако основное внимание при этом уделяется методам, приемам, формам и средствам обучения.

Аналитически в структуре целенаправленного действия в ходе исследований процессов формирования умений и навыков были выделены также три функциональные части действия: ориентировочная, исполнительная, контрольная. Ориентировочная составляющая действия представляет собой активное формирование человеком системы представлений о цели. плане, условиях и средствах осуществления действия. Исполнительная составляющая, задаваемая общим направлением действия и определяемая конкретными условиями, в которых действует субъект, обеспечивает непосредственное выполнение действия. Контрольная составляющая действия, связанная, как было впервые доказано школой П. Я. Гальперина, с особой функцией внимания в структуре действия, обеспечивает правильность исполнения действия.

В свете одного из фундаментальных постулатов деятельностной теории — принципа опосредования — особое значение для исследований профессиональной деятельности приобретает ориентировочная основа деятельности.

Появление понятия «ориентировочная основа действия» позволяет конкретизировать этот принцип и выделить тот компонент деятельности, который наследуется, передается от поколения к поколению, позволяя воспроизводить профессиональные знания и умения, сохранять профессиональные традиции.

Опираясь на разработки психологов, анализ содержания каждого уровня системы обучения. мы выделяем следующие типы ориентировок в процессе формирования исследовательских умений в системе непрерывного педагогического образования:

1) конкретная, свернутая, в готовом виде:

2) конкретная, полная, в готовом виде:

3) конкретная, неполная, в готовом виде:

4) конкретная, полная, составленная самостоятельно.

В соответствии с принятой системой обучения каждому ее уровню будут соответствовать определенные виды ориентировочной основы действия, которые не вполне соответствуют ступеням непрерывного педагогического образования.

Задачный подход, являющийся наряду с системным методологической основой нашего исследования, рассматривает задачу как объект, определяющий содержание и способы деятельности обучающегося. Наличие рефлексивной компоненты педагогической деятельности требует от задачи. чтобы она всемерно способствовала активизации когнитивных процессов. Ведущее требование этой компоненты можно сформулировать следующим образом: задача должна ставить обучаемого перед необходимостью самостоятельного завершения работы по формированию определенной системы знаний, умений и навыков, побуждая его, таким образом, активно и сознательно осмысливать те умственные схемы и правила, в согласии с которыми он действует.

Праксиологическому уровню обучения (включающему довузовскую и вузовскую математическую подготовку) соответствуют первые два типа ориентировочной основы действия.

Исследовательские умения на довузовской ступени непрерывного образования формируются в процессе решения специально подобранных задач, которые, на наш взгляд, должны органически включаться в процесс обучения. При этом такие задачи внешне могут выглядеть стандартными (известны все компоненты задачи), но в одном из компонентов задачи (условии, обосновании. решении, заключении) заложено противоречие. В качестве примера рассмотрим следующую задачу.

Задача 1. В трех корзинах лежало 60 яблок, причем в первой на 10 яблок больше, чем во второй. Когда из первой корзины переложили в третью 31 яблоко, во второй и третьей корзинах яблок стало поровну. Сколько яблок было первоначально в первой корзине?

Составив математическую модель (уравнение) этой задачи и решив его, можно обнаружить, что задача внутренне противоречива. Выявив неразрешимость данной задачи, учащимся предлагается. проанализировав условие, определить причину ее внутреннего противоречия. Данное требование будет исполнять роль ориентировки первого типа. Далее возможно предложить учащимся изменить условие задачи так, чтобы она стала корректной, выяснить границы изменения данных, при которых задача будет иметь решение.

С целью формирования исследовательских умений могут также использоваться задачи на поиск ошибки (противоречие в обосновании, решении или заключении задачи).

В зависимости от уровня подготовки учащихся ориентировочная основа деятельности может быть развернута, сформулирована в полном виде (ООД второго типа).

В качестве примера такой ориентировки рассмотрим следующую задачу (она может возникнуть также в результате ошибки, допущенной учащимися при вынесении множителя из-под знака корня).

Задача 2. Проверьте истинность равенств:

Какое предположение можно высказать? Верно ли оно в общем случае? Найти условия, при которых данное утверждение выполняется.

В процессе вузовской математической подготовки для проведения более целенаправленной работы со студентами по формированию исследовательских умений потребовался определенный подход к форме предъявления задачи, которая носила так называемый динамический характер. Основу задач динамического характера составляют серии взаимосвязанных проблем, которые раскрывают область практического и теоретического знания, связанную с задачей. Студентам предлагается задача динамического характера в трех различных формах с различной вариативностью задания, обеспечивающих реализацию принципа убывания помощи студенту в процессе его учебной деятельности. Вариативные вопросы служат направлением к действию, к посильному поиску, которые адекватны возможностям, помогают понять суть своей учебной деятельности. Вариативные вопросы дают возможность студентам делать посильные «открытия» для себя, максимально повышая их вклад в это «открытие». Они связаны с определенной спецификой каждого из четырех этапов решения задачи: анализ, поиск способа решения, решение задачи и анализ результатов задачи после ее решения.

Система вопросов является ориентировочной основой действий второго типа, при этом в зависимости от вариативности заданий (А, В, С) она все ближе приближается к третьему типу ориентировки.

Технологическому уровню обучения (входящему в методическую вузовскую подготовку) соответствует третий тип ориентировочной основы действия, отличающейся от предыдущих своей неполнотой. Неполнота ориентировки обуславливается следующими факторами:

1) сформированностью у обучающихся исследовательских умений на практическом уровне их владения;

2) необходимостью развития исследовательских умений учащихся при переходе от дисциплин математического цикла к педагогическим дисциплинам, то есть осуществление переноса сформированных умений в новые условия, что позволяет говорить об обобщенности умений;

3) освоенностью методических аспектов изучения того или иного раздела школьного курса математики, знанием основных психолого-педагогических концепций обучения учащихся математике.

В качестве примера можно привести следующую методическую задачу, поставленную перед студентами: разработать методику построения и использования системы задач по теме «Задачи на построение», направленную на формирование у обучающихся умений анализировать условие задачи.

Для примера приведем самый общий алгоритм решения учебной задачи: 1) выделить различные данные, условия, факты, основания: 2) соотнести (сличить) и сгруппировать их; 3) переосмыслить, перефразировать, переформулировать задачу; 4) преобразовать ситуацию для определения искомого отношения. С помощью этого общего алгоритма каждый студент составляет свой конкретный алгоритм действий.

На этой же ступени непрерывного образования возможно использование ориентировочной основы действий четвертого типа, основы которой закладываются в рамках спецкурса «Теория и практика исследовательской работы» .

Послевузовское образование предоставляет неограниченные возможности для осуществления исследовательской деятельности обучающихся на основе ориентировочной основы четвертого типа (составленной самостоятельно). Этой цели служит курс лекций для учителей, включающий следующие разделы:

1. Понятие педагогической технологии. Основные качества и критерии педагогических технологий,

2. Классификация педагогических технологий,

3. Этапы разработки педагогической технологии.

Процесс разработки педагогической технологии включает в себя разработку индивидуальной для каждого учителя программы деятельности, исполняющей роль ориентировки четвертого типа.

1.1 Исследовательская деятельность младших школьников как творчество

Однажды известного физика Альберта Эйнштейна спросили: «Как делаются открытия?» Эйнштейн ответил: «А так: все знают, что вот этого нельзя. И вдруг появляется такой человек, который не знает, что этого нельзя. Он и делает открытие». Конечно, это была лишь шутка. Но, вероятно, Эйнштейн вкладывал в нее глубокий смысл. Ведь дело не в том, чтобы «не знать». Знать надо! А дело в том, чтобы «сомневаться», не брать на веру все, чему учили. Вдруг появляется человек, которого не останавливают привычные представления. Вот он и делает открытие.

У каждого ребенка есть способности и таланты. Дети от природы любознательны и полны желания учиться и, как известно, именно период жизни младших школьников отличается огромным стремлением к творчеству, познанию, активной деятельности.

Но чтобы они могли проявить свои дарования, нужно умное и умелое руководство взрослых.

Исследовательское поведение — один из важнейших источников получения ребенком представлений о мире. В педагогике и психологии — «исследовательским обучением» именуется подход к обучению, построенный на основе естественного стремления ребенка к самостоятельному изучению окружающего мира.

Главная цель исследовательского обучения — формирование способности самостоятельно, творчески осваивать и перестраивать новые способы деятельности в любой сфере человеческой культуры.

Однако в школе уже много лет продолжается противодействие традиционного и исследовательского обучения. И по-прежнему традиционное обучение, в особенности в нашей стране, строится не на методах самостоятельного, творческого исследовательского поиска, а на репродуктивной деятельности, направленной на усвоение уже готовых, кем-то добытых истин. Благодаря этому обучению у ребенка в значительной мере утрачивается главная черта исследовательского поведения — поисковая активность. Итогом становится потеря любознательности, способности самостоятельно мыслить, делая в итоге практически невозможными процессы самообучения, самовоспитания, а, следовательно, и саморазвития.

Именно поэтому подготовка ребенка к исследовательской деятельности, обучение его умениям и навыкам исследовательского поиска становится важнейшей задачей образования и современного учителя.

Исследовать, открыть, изучить — значит сделать шаг в неизведанное и непознанное.

Деятельность исследователя — деятельность творческая, а сам исследователь, безусловно, — творец.

И не имеет значения, чем он занимается: изучает законы развития живых организмов, пишет картины или разрабатывает новые компьютеры.

Стремление и способности к исследовательскому поведению — это некая универсальная характеристика творца.

Одно из самых распространенных определений творчества — определение по продукту или результату. Творчеством в этом случае признается все, что приводит к созданию нового.

Как видим, удовлетворительное определение творчества отсутствует. Но есть характеристики творчества, ориентируясь на которые, мы можем ставить вопрос о диагностике и развитии творческих способностей.

Одна из характеристик творческого потенциала личности — креативность. Известный специалист по разработке тестов для оценки уровня ее развития американский психолог Е. П. Торранс пишет: «Креативность — это значит копать глубже, смотреть лучше, исправлять ошибки, беседовать с кошкой, нырять в глубину, проходить сквозь стены, зажигать солнце, строить замок на песке, приветствовать будущее». При ее оценке учитывают обычно четыре параметра: продуктивность, или «беглость», гибкость, оригинальность и разработанность.

Творчеству можно и нужно учить. Естественно предположить, что формирование и развитие качеств, которые и обеспечивали бы успех детей в творчестве можно рассматривать как специальную педагогическую задачу.

Ученые отмечают, что развить сразу весь комплекс свойств, входящих в понятие «творческие способности», невозможно. Это длительная, целенаправленная работа, и эпизодическое использование творческих задач не принесет желаемого результата. Поэтому задания должны составлять систему, позволяющую формировать как потребность в творческой деятельности, так и развивать все многообразие интеллектуальных и творческих возможностей ребенка.

Творческая деятельность — деятельность исследовательская, и не существует общих универсальных правил или схем, по которым она развивается. Но все же, несмотря на это, специалисты в области изучения исследовательского поведения пытались и пытаются выработать приемы и алгоритмы, которые позволяют отыскивать истину. Нами предпринята попытка организации учебного исследования в начальной школе.

Учебное исследование младшего школьника, так же как и исследование, проводимое взрослым исследователем, неизбежно включает основные элементы: выделение и постановку проблемы (выбор темы исследования); выработку гипотез; поиск и предложение возможных вариантов решения; сбор материала; анализ и обобщение полученных данных; подготовку и защиту итогового продукта.

Многим педагогам мысль о том, что ребенок способен пройти через все эти этапы, кажется сомнительной и даже пугающей. Но эти страхи и сомнения рассеиваются сразу, как только начинается реальная исследовательская работа с детьми.

Схема проведения исследования с младшими школьниками выглядит следующим образом:

1. Актуализация проблемы. Цель: выявить проблему и определить направление будущего исследования.

2. Определение сферы исследования. Цель: сформулировать основные вопросы, ответы на которые мы хотели бы найти.

3. Выбор темы исследования. Цель: обозначить границы исследования.

4. Выработка гипотезы. Цель: разработать гипотезу или гипотезы, в том числе должны быть высказаны и нереальные — провокационные идеи.

5. Выявление и систематизация подходов к решению. Цель: выбрать методы исследования.

6. Определение последовательности проведения исследования.

7. Сбор и обработка информации. Цель: зафиксировать полученные знания.

8. Анализ и обобщение полученных материалов. Цель: структурировать полученный материал, используя известные логические правила и приемы.

9. Подготовка отчета. Цель: дать определения основным понятиям, подготовить сообщение по результатам исследования.

10. Доклад. Цель: защитить его публично перед сверстниками и взрослыми, ответить на вопросы.

11. Обсуждение итогов завершенной работы.

Педагоги чаще всего задают себе вопрос, с чего и как начать работу с детьми в направлении исследовательского обучения.

Обучать детей младшего школьного возраста специальным знаниям, умениям и навыкам, необходимым в исследовательском поиске, а также методам обработки полученных материалов, не просто и практически не рассматривается в специальной педагогической литературе. Добавим также, что учить этому детей у нас вовсе не принято. При кажущемся обилии научного материала по развитию творческого мышления учащихся, приходится признать, что конкретного методического и дидактического материала, позволяющего строить обучение младших школьников с учетом развития творческого мышления нет. Существует множество методических пособий только для средней и старшей школы.

Одним из действенных и наиболее близких направлений является деятельность по развитию мышления ребенка на специальных занятиях. Эти занятия имеют в школах разное наименование. Их называют уроками логики, развития творческого мышления, развития воображения и другими. Однако они редки и их методическое обеспечение также недостаточно. В этом мы видим большую проблему, которую пытались решать, работая над темой «Отбор и апробация дидактических материалов, способствующих развитию исследовательских умений и навыков у младших школьников на уроках».

Каковы же навыки и умения, необходимые в решении исследовательских задач. К ним мы относим умение видеть проблемы; умение задавать вопросы; умение выдвигать гипотезы; умение давать определение понятиям; умение классифицировать; умение наблюдать; умение проводить эксперименты; умение делать выводы и умозаключения; умение структурировать материал; умение доказывать и защищать свои идеи. Остановимся на некоторых из них.

Умение видеть проблемы — свойство, характеризующее мышление человека. Развивается оно в течение длительного времени в самых разных видах деятельности, и все же для его развития можно подобрать специальные упражнения и методики, которые в значительной мере помогут в решении этой сложной педагогической задачи.

Вот некоторые из таких упражнений: «Посмотрите на мир другими глазами»; «Составьте рассказ от имени другого человека»; «Метод шести думательных шляп»; игра «Волшебные превращения» и др.

С умением видеть проблемы тесно связано умение наблюдать. Упражнения на развитие внимания и наблюдательности: «Парные картинки, содержащие различия»; «Найди два одинаковых квадрата» и др.

Одним из главных, базовых умений исследователя является умение выдвигать гипотезы, строить предположения. Эти умения можно специально потренировать. Вот простое упражнение: «Выдвинете гипотезу (предположения), как птицы узнают дорогу на юг?» Гипотезы в данном случае могут быть и такие: «Птицы определяют дорогу по солнцу и звездам; птицы сверху видят растения (деревья, траву и др.)».

Но может быть иная, особенная, неправдоподобная гипотеза, провокационная идея: «Птицы точно находят дорогу на юг потому, что они ловят специальные сигналы из космоса».

В развитии умения выдвигать гипотезу помогут упражнения на обстоятельства. Отмечу, что при обучении детей строить предположения необходимо учить их использовать следующие слова: может быть; предположим; допустим; возможно; что, если…

Важным умением для любого исследователя является умение задавать вопросы. Дети очень любят задавать вопросы, а если их от этого систематически не отучать, то они достигают высоких уровней в этом искусстве.

Для развития умения задавать вопросы используются разные упражнения: задать вопросы тому, кто изображен; ответить, какие вопросы мог бы задать тебе тот, кто изображен на рисунке; задания, предполагающие исправление чьих-то ошибок, логических, стилистических, фактических и др.

Важным средством мышления является вывод или умозаключение. Для формирования первичных навыков и тренировки умения делать простые аналогии можно воспользоваться такими упражнениями: скажите, на что похожи: узоры на ковре; очертания деревьев за окном; старые автомобили; новые кроссовки.

Хотелось бы выделить важнейшее умение, необходимое каждому учащемуся — умение выделить главную мысль. Этим сложным искусством часто не владеют даже студенты университетов, но обучать ему можно и нужно даже детей. Наиболее простой методический прием, позволяющий это делать, — использование простых графических схем.

Схема — «дом с колоннами». Главную идею обозначим большим треугольником, а колонны — это факты, ее подтверждающие. Заключительную фразу обозначим прямоугольником, лежащим в основании. Как видим, даже такая простая схема — хороший помощник для того, чтобы выявить логическую структуру текста. Можно также использовать схемы «Паучок» и «Дерево».

В работе с младшими школьниками мы используем некоторые методики: игровую методику исследовательского обучения С. Броокшоу и С. Кейплан и методику проведения учебных исследований с младшими школьниками. Важно также учитывать, что работать дети могут не только индивидуально, но и в парах, тройках, группах. Что очень полезно в плане творческого развития младших школьников.

Интересен и результат работы. Чтобы его замерить, необходимо проводить диагностику. Диагностика проводится 2 раза в год. Используется оригинальная методика Е. Е. Туника по изучению уровня креативности.

Конечно, использование различных видов упражнений не единственный способ решения задачи. Существуют креативные методы обучения и даже различные типы креативного урока. Но в начальной школе можно применить лишь некоторые из них.

В последнее время в практике работы с детьми младшего школьного возраста в плане развития мышления ребенка и в плане формирования у него исследовательских умений используется также метод проектов или проектирование.

Суть проектирования заключается в том, что дети, исходя из своих интересов, вместе с учителем выполняют проект, решая какую-либо практическую исследовательскую задачу.

Используемые нами методические и дидактические материалы для работы с младшими школьниками в плане развития у них умений и навыков исследовательского поведения, надеюсь, позволили сделать реальный шаг на этом пути. Дальнейшие исследования, направленные на решение этой задачи, вероятно, принесут нам массу интересных профессиональных решений.

Глава 2. Методика проведения опытов обеспечивающих формирование исследовательских умений младшего школьника на уроках природоведения

2.1 Краткая характеристика

В I-II классах при знакомстве с окружающим миром у школьников формируются отдельные представления об объектах природы, накапливаются факты о состоянии погоды, растений, животных в разное время года.

Дети подготавливаются к изучению в III-IV классах самостоятельного предмета — природоведения. Само название предмета говорит о том, что в нем отражена система знаний о неживой и живой природе, раскрываются основные закономерности, взаимосвязи между элементами природы.

Основное содержание программы по природоведению III класса (программа I-VI) раскрывается в трех темах: «Летние и осенние явления в природе», «Зимние явления в природе», «Весенние явления в природе». При изучении материала этих тем учитель не просто знакомит учащихся с сезонными явлениями в неживой природе, жизни растений и животных, с сезонной спецификой труда, а через все содержание занятий красной нитью проводит следующую идею: изменения, наблюдаемые в различные времена года в неживой природе, влекут за собой определенные изменения в жизни растений и животных, оказывают влияние на содержание и характер труда человека.

Реализация этой идеи, установление взаимосвязей между живой и неживой природой сопровождается активной мыслительной деятельностью учащихся, их умственным развитием. Это достигается, если при изучении нового материала, при закреплении, повторении и проверке знаний учащимся предлагаются вопросы, познавательные задачи, требующие в основном не воспроизведения фактов и определения уже известных понятий, а самостоятельного использования их для доказательств, оперирования природоведческими понятиями в новых условиях.

Мышление учащихся развивается, если им приходится решать природоведческие вопросы, задачи, требующие установления новых причинно-следственных связей и обобщений.

Вопросы — одно из основных средств обучения. Это верно не только для маленького ребенка с его бесконечными «почему», не только для младшего школьника. Любой ученый-исследователь в поисках истины руководствуется вопросами, которые он перед собой ставит. «Задавать вопросы „вообще“ легко, но хороший вопрос задать не так просто. Каким же должен быть хороший вопрос? Он должен быть тщательно продуман и сформулирован так, чтобы ответ на него стимулировал новые вопросы и ответы…» (Ричард Х. Флеминг).

Неудачно сформулированный учителем вопрос может не достичь своей цели, вызвать совсем не тот ответ, который имелся в виду. Поскольку обучение представляет собой двусторонний процесс, то и самые «ценные» вопросы — те, которые способствуют взаимному обмену между учителем и учеником, обогащая их обоих. Понятно поэтому, что одной из важнейших задач учителя надо считать тщательную разработку, четкую формулировку познавательных задач, вопросов, решение и ответ на которые требовали бы от школьников осмысления соотношений между общим и частным, абстрактным и конкретным, побуждали бы учащихся к самостоятельному поиску способов получения природоведческих знаний.

Тренируя себя в решении вопросов и познавательных задач, выявляя простейшие связи и взаимозависимости в окружающей природе, учащиеся самостоятельно приобретают знания, дополняют и углубляют их по рекомендованной учителем природоведческой литературе.

Основное методическое требование к предлагаемым нами задачам-вопросам состоит в том, что ответ на них должен показать, в какой мере младший школьник может творчески использовать имеющийся у него запас знаний, умеет ли он думать, насколько свободно он владеет природоведческими фактами, чтобы выявить следующие основные взаимосвязи в неживой и живой природе:

1. Изменение полуденной высоты солнца по сезонам: летом солнце поднимается высоко над горизонтом, его видимый путь по небосводу длинный, долгота дня большая; зимой солнце поднимается низко над горизонтом, его видимый путь по небосводу короткий, долгота дня небольшая.

То есть важнейшие признаки сезонов — высота полуденного солнца и продолжительность дня. Именно от них зависит погода и другие элементы природы.

2. Зависимость температуры воздуха от высоты солнца и продолжительности дня: чем выше полуденная высота солнца и длиннее тень, тем больше поверхность земли получает тепла, тем выше температура воздуха; повышение и понижение температуры является определяющим признаком для сезонов.

3. Зависимость осадков от облачности: длительные «обложные» моросящие дожди и мокрый снег осенью; кратковременные ливневые теплые дожди летом и др.

4. Зависимость состояния почвы и водоемов от температуры воздуха: с понижением температуры воздуха ниже нуля градусов поверхность почвы замерзает, а на водоемах образуется лед.

5. Зависимость изменения растительности от степени освещения солнцем и от температуры воздуха: изменение окраски листьев на деревьях и кустарниках, отмирание наземных частей трав, листопад — с уменьшением солнечного освещения и понижением температуры осенью; зимнее состояние покоя растений; набухание почек, распускание листьев, цветение раннецветущих растений весной; цветение, созревание плодов и семян летом.

6. Зависимость жизни животных от изменений в неживой природе: похолодание, появление снежного покрова ведут к изменению условий питания, к разнообразным приспособлениям: перелеты и кочевки птиц, заготовка корма и подготовка жилищ на зиму, пуховые перья у птиц, образование подкожного жира и подшерстка у зверей, спячка, изменение окраски шерсти, линька, гнездование, насиживание яиц, вскармливание детенышей и др.

Именно в ходе решения познавательных задач, предполагающих установление перечисленных выше взаимосвязей, развиваются благоприятные условия для развития логического мышления учащихся.

Для выработки умения обобщать, а также с целью тренировки учащихся в действиях определенной глубины, широты и самостоятельности целесообразно использовать на уроках природоведения соответствующие вопросы, познавательные задачи, составленные в четырех вариантах различных уровней трудности.

В первом — наиболее простом — предусматривается воспроизведение знаний и умений, в том числе умения обобщать. Приведем пример таких вопросов.

I вариант: 1. Что происходит с листьями деревьев осенью? 2. Как изменяется жизнь птиц осенью?

Во втором — требуется осуществить неширокий и неглубокий перенос знаний и действий, у школьников вырабатывается алгоритм этих действий.

II вариант: 1. Благодаря чему происходят изменения в жизни деревьев осенью? 2. С чем связаны осенние перелеты птиц?

В третьем — более сложном — предусматриваются действия наибольшей глубины, широты и самостоятельности обобщения.

III вариант: 1. Объясните, почему большинство деревьев сбрасывают осенью листья. Раскройте сущность листопада. Почему некоторые деревья не сбрасывают листву на зиму, что это за деревья? 2. Раскройте взаимосвязь между жизнью насекомых и птиц осенью.

В четвертом — самом сложном — существенно новым является умение самостоятельно формулировать цель задания и гипотезу, которая могла бы быть положена в его основу; умение самостоятельно спланировать ход выполнения задания, произвести наблюдения, проанализировать их и сформулировать выводы.

IV вариант: 1. Представьте, что лиственные деревья не сбрасывают на зиму листву. Что с ними произойдет? Почему? Докажите биологическое значение листопада. 2. Докажите, что изменения в жизни птиц осенью связаны с изменениями в неживой природе. Что страшнее для птиц холод или голод? Предложите свою гипотезу экспериментального подтверждения ваших доводов.

Как показывает практика обучения младших школьников, большинство познавательных задач, вопросов, обсуждаемых на уроках природоведения, может решаться простым воспроизведением знаний. Но даже если задачи и активизируют познавательную деятельность учащихся, то это бывает большей частью простые мыслительные операции.

Задачи III-IV уровней сложности, которые давали бы возможность творческого мышления и возбуждали бы самостоятельную познавательную активность учащихся, например, в виде решения проблемных ситуаций, наблюдаются редко. Большинство учебных задач ориентируются в основном на учебник, лишь незначительная часть задач ведет учащихся к тому, чтобы они использовали дополнительные к учебнику источники, чтобы обобщали собственный опыт или результаты собственных наблюдений.

Мы не включали в данное пособие вопросы и задачи на проверку усвоения конкретных знаний по теме «Сезонные явления в природе» (вопросы I-II уровней сложности). Разработанный нами практикум, в полном соответствии с программными требованиями, включает познавательные задачи, вопросы к урокам природоведения во II (программа 1−3), III (программа 1−4) классе III-IV уровней сложности, требующих от учащихся не простого воспроизведения полученных ими знаний, а интерпретации.

Решение предлагаемых задач поможет учащимся, с одной стороны, в углублении и закреплении полученных знаний об основных природоведческих закономерностях, взаимосвязях в неживой и живой природе по временам года, с другой — в выработке умений выделять главное, затем обобщать, классифицировать знания, приводить их в систему.

Решая задачи «на установление взаимосвязей», школьники получат знания самого общего характера — знания о многовариантности решения проблем, а также о возможности их неполного решения, у учащихся формируется более сложная система структурированных знаний.

Условия некоторых задач допускают даже, что ученики могут что-то не знать, но найдут правильное решение, выстроив цепочку логических рассуждений и проведя необходимый анализ. Примером может служить задача о «странном поведении клестов осенью» (см. разд. «Животные осенью»).

Для объяснения необычного нашествия клестов-еловиков на яблоневые сады учащимся необходимо выдвинуть и обосновать собственную гипотезу, так как в школьном учебнике природоведения непосредственно про повадки этих птиц ничего не сказано. Задача побуждает школьников установить взаимосвязи между погодными условиями и созреванием шишек хвойных деревьев: в связи с прохладным летом шишки ели не созрели в обычные сроки. Учащиеся делают вывод: в связи с изменением погоды стало меньше привычного для клестов корма, птицы были вынуждены искать новый корм: выклевывать семечки из яблок.

2.2 Разработка уроков с опытами

В настоящее время образовательное пространство переоценивается. Теперь оно является многомерным и полифункциональным образованием, через которое проявляется влияние всех факторов воспитания и обучения на процесс становления, развития личности школьника, его творческих способностей, формирования желания и умения учиться.

Важно самого ученика сделать активным участником образовательного процесса. Как правило, равнодушные к учёбе дети учатся ниже своих возможностей, и, наоборот, любознательные, пытливые «почемучки» легче и быстрее овладевают знаниями.

Исследовательское поведение — один из важнейших источников получения ребёнком представлений о мире. Поэтому подготовка ребёнка к исследовательской деятельности, обучение его умениям и навыкам исследовательского поиска становится важнейшей задачей современной школы.

Под исследовательской деятельностью учащихся понимается деятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере. В современных условиях в значении термина «исследовательская деятельность учащихся» уменьшается доля профориентационного компонента, факторов научной новизны исследований и возрастает содержание, связанное с пониманием исследовательской деятельности как инструмента повышения качества образования.

Основной целью работы в этом направлении является сохранение и развитие навыков исследовательского поведения учащихся начальной школы как средства развития познавательного интереса и становления мотивации к учебной деятельности.

В процессе работы решаются следующие задачи:

Hазвитие познавательных процессов (воображения, восприятия, памяти), мыслительных процессов (сравнения, анализа и выделения главного, обобщения и систематизации материала, умения видеть противоречия и др.).

Формирование и развитие исследовательских умений: видеть необычное, формулировать проблему; выдвигать гипотезу, доказывать идею экспериментально или подтверждая найденной информацией из разных источников; оформлять результаты исследовательской работы.

Формирование навыков самообразования, то есть формирование способов активной познавательной деятельности.

Развитие устной и письменной речи учащихся.

Развитие субъект-субъектных отношений, коммуникативных навыков.

Работа проводится в урочное время, на дополнительных занятиях и проходит в четыре этапа.

На начальном (первом) этапе проводится работа по развитию воображения, творческого мышления, умения наблюдать, задавать вопросы, что в свою очередь способствует формированию способности видеть и формулировать проблему.

Почему нельзя решать проблему формирования исследовательского поведения без развития воображения и творческого (или дивергентного) мышления детей?

Воображение — это психический процесс создания нового в форме образа или идеи. Именно оно выводит человека за пределы реальности и позволяет ориентироваться в ситуации и прогнозировать результат.

Известный американский психолог Дж. Гилфорд первым выделил два вида мышления: дивергентное (творческое) — тренируется на задачах, имеющих не одно, а несколько правильных ответов, и конвергентное (логическое) — активизируется в задачах, имеющих единственный правильный ответ. Не умаляя значения развития логического мышления, следует отметить, что именно в ходе дивергентного типа развиваются важнейшие исследовательские навыки, а также такие характеристики креативности, как оригинальность, гибкость, беглость мышления.

Развитие активного воображения и дивергентного мышления достигается с помощью подобранных заданий, игр, этюдов, игр-путешествий, игр-импровизаций, например, на занятиях по «Курсу развития творческого мышления» (автор Ю.Б. Гатанов).

Игры для развития воображения

«Превращалки». Под этим названием объединены несколько игр.

«Превратись в глину». Ведущий (один из детей) выбирает одного ребёнка, предлагает ему представить, что он кусочек глины и из него можно что-либо вылепить. Но для того, чтобы вылепить, надо глину размять. Ведущий разминает, растирает ребёнка — глину и «лепит» из него какое-либо животное, предмет. Остальные ребята угадывают, какое животное, предмет был вылеплен.

«Превращалки»

Вариант 1. Дети учатся играть роли различных страшных героев сказок и фильмов (Волка, Бабы-Яги, Дракона). Поскольку детям бывает сложно сделать это самостоятельно, то сначала можно показать им картинки с изображением какого-либо героя и попросить показать его (движениями, голосом, телом и т. п.); после некоторой тренировки дети сами загадывают персонаж и изображают его. Остальные стараются угадать, кого изображают. При этом взрослый всячески побуждает детей проявлять характерные качества характера, то есть произносить слова с определённой интонацией, тембром голоса.

Вариант 2. Дети по очереди изображают различных животных, причем так, чтобы эти животные сочетали в себе противоречивые качества — например, были большими и трусливыми (трусливый осёл, трусливый лев) или маленькими и смелыми (смелая мышка, смелый воробей).

«Быстрые превращения»

Зазвучит музыка, вы начинаете ходить по комнате. Когда музыка остановится, вы тоже должны остановиться. В этот момент я скажу вам, кого вы должны изобразить… (Включается музыка и останавливается через минуту).

Теперь вы должны превратиться в Бабу-Ягу (снова включается музыка на 30 секунд).

Теперь все — роботы. Встаньте парами и покажите друг другу, что вы — роботы… (снова ставится музыка на 30 секунд).

Другие превращения: грустный клоун, весёлый танцор, нервный грабитель, утомлённый бегун на короткую дистанцию, улыбающийся манекен, боксёр перед борьбой, певец, заслуживший аплодисменты.

«Превращения»

В этой игре дети могут, используя силу своего воображения, научиться языку интуиции. Картинки, которые будут рождаться у детей по ходу игры, помогут им проникнуться доверием к многогранности своей личности. В конце игры очень хорошо предложить детям творческое сочинение или рисунок, чтобы они ещё глубже прочувствовали пережитое впечатление.

Приведём описание этой игры:

«Назовите мне пару вещей, о которых вы знаете по опыту. Можете ли вы назвать мне какие-нибудь вещи, которые вы можете узнать только при помощи своей фантазии? Я хотела бы предложить игру, в которой только ваша фантазия поможет вам обнаружить интересные вещи.

Вы увидите в своём воображении картины, которые, возможно, вас самих удивят. Вы не должны их придумывать, они придут сами собой. Вы не должны пытаться их изменить, лучше, если вы их просто заметите и разглядите.

Сядьте поудобнее и закройте глаза. Вздохните три раза…

Представьте себе, что сейчас утро. Ты просыпаешься в привычное для себя время и вдруг обнаруживаешь, что ты сегодня можешь стать каким-то чудесным животным… Осмотрись… Что ты за животное? Как ты чувствуешь себя в роли этого животного? Пройдись немного и почувствуй своё новое тело…

А сейчас ты нашёл волшебную палочку. Ты знаешь, что животные очень любопытные, поэтому ты обнюхиваешь её. И тут ты замечаешь, что снова изменился и стал прекрасным цветком или деревом. Чем ты стал? Цветком? Каким цветком или каким деревом? Что тебе больше всего нравится в этом цветке или дереве?

А теперь ты снова превращаешься — ты стал каким-то цветом. Каким цветом ты хотел бы стать? Каков этот цвет на ощупь? Он совсем гладкий или шероховатый?

Теперь ты превращаешься в чудесный воздушный шар. Какой формы твой шар? Он продолговатый? Или круглый? Есть ли на нём какое-нибудь изображение?

Напоследок в это волшебное утро ты превращаешься в маленького ребёнка. Посмотри на себя в качестве малыша… Послушай звуки, которые издаёт младенец…

Ты хочешь получше рассмотреть этого малыша, поэтому наклонись над ним и ласково погладь его. Возьми его на руки и покачай. Почувствуй, каково это — быть таким маленьким ребёнком, которого покачивают на руках.