Исследовательские и творческие работы учащихся

Из опыта работы учителя биологии. Творческие и исследовательские работы учащихся.

Классификация работ учащихся

1. Творческие работы. Сюда можно отнести сочинения, описания на заданную тему, критические заметки и т. п. Они часто встречаются в работах естественно-научного цикла, выполняемых младшими школьниками (например: «Жизнь моей кошки»). Подобные работы не подпадают под понятия учебно-исследовательских или исследовательских работ, так как в них отсутствует исследовательский аспект в разработке и представлении материала и в связи с не научностью изложения.

2. Реферативные работы (литературные обзоры). Подготовка хорошего литературного обзора по любой теме – очень сложная задача для начинающих. При написании реферата подразумевается, что автор проработает большое количество монографий, сборников и статей, в которых содержится материал по интересующей его теме. Так как для учащихся возможность работы в хороших научных библиотеках ограничена, то обычно при написании реферата используется несколько статей, имеющихся в наличии у самого учащегося или его руководителя. Хороший реферат – это уже научная работа. Но если он составлен как простой информационный обзор по теме и в нем не присутствуют анализ и обработка представленного материала, то его нельзя отнести к научной работе. В этом случае он скорее попадет в категорию творческих работ. Литературный обзор по теме исследования обычно предусматривается в исследовательских работах как отдельная глава.

3. Отчеты об экспедициях и поездках. В этих работах может содержаться интересный фактический материал, собранный в процессе прохождения маршрута или проведения наблюдений.

Обычно такой материал излагается в виде перечисления увиденного или представляет собой текст, переписанный из дневников походов, без какого-либо обобщения, систематизации и обработки собранных данных.

4. Исследовательские работы. Эти работы существенно отличаются от описанных выше. В них содержатся обязательные элементы научного исследования: постановка цели; формулирование задач; выбор методов сбора и обработки фактического материала; проведение наблюдений, опытов и экспериментов; анализ и обсуждение собранного материала, в результате которых исследователь получает ответы на поставленные в задачах вопросы.

Различия между учебно-исследовательской и исследовательской работами малосущественны и, на наш взгляд, представлены в основном тем, что учебно-исследовательские работы выполняются

учащимися под постоянным контролем со стороны преподавателей и часто с использованием упрощенных методик сбора и обработки данных или по некоторому набору последовательных заданий, разработанных с учетом возраста и опыта начинающего исследователя.

Результаты, полученные в процессе выполнения таких работ, часто известны руководителям заранее. Таким образом, учебно-исследовательские работы являются как бы упражнением на заданную тему, когда учащийся оттачивает и закрепляет преподнесенные ему умения и знания, необходимые для выполнения в будущем самостоятельного исследования.

Исследовательские же работы подразумевают большую самостоятельность учащихся как при выборе методик, так и при обработке собранного материала. Естественно, что такие работы выполняются школьниками, уже имеющими некоторый опыт исследовательской деятельности, а руководители выступают при этом лишь как консультанты и в случае необходимости помогают на разных этапах выполнения работы. Для выполнения исследовательских работ требуются хорошая техническая база и методически правильное руководство.

К этой группе можно отнести и некоторые курсовые и дипломные работы студентов.

И еще одно отличие. Учебно-исследовательская деятельность подразумевает в первую очередь ознакомление учащихся с различными методиками выполнения работ, способами сбора, обработки и анализа полученного материала, а также направлена на выработку умения обобщать данные и формулировать результаты.

При проведении же исследовательских работ подразумевается, что учащийся уже познакомился с основными принципами и методами сбора и обработки данных, освоил их и в состоянии сам оценить свои возможности в выполнении темы. Да и результаты в этом случае заранее не известны даже преподавателям.

Основы проведения исследовательских работ

Одним из путей творческого восприятия современных достижений науки является систематическая научно-исследовательская работа по актуальным вопросам.

Наука включает в себя как деятельность, направленную на получение знания, так и результат этой деятельности – сумму полученных к данному моменту научных знаний. Таким образом, наука – это процесс получения новых знаний с учетом систематизации уже полученных результатов. В частности, биология является наукой, в которой многие области доступны для исследовательской работы школьников.

Обычно в исследовательской работе 1/3 времени занимает правильная формулировка темы и цели работы и выбор или отработка методики проведения исследования; 1/3 затрачивается на сбор материала во время наблюдений или при проведении опытов; не менее 1/3 времени уходит на обработку материала, его анализ и обобщение, написание текста работы.

Поэтому в подготовительный период рекомендуется не только выбрать тему для исследования и сформулировать его задачи, но и собрать как можно больше информации о предмете изучения в литературе или обсуждая тему со специалистами.

Важнейшее основание для выбора темы исследования – наличие какого-либо противоречия в данном вопросе или отсутствие объективных данных. Разработка научной темы представляет собой разрешение противоречия, ведущее к развитию наших умений и получению новых знаний.

Успех любой работы в первую очередь зависит от того, насколько ясно сформулированы цель исследования и его задачи. Цель работы должна быть конкретной, четко сформулированной, вопрос, на который мы хотим получить ответ, должен быть ясно выделен. Нельзя, например, наблюдать за водными беспозвоночными вообще, но можно выяснить, к примеру, какие виды водных ракообразных или моллюсков водятся в конкретном пруду. Кроме того, цель должна быть доступна для исследователя.

Постановка задач исследования – тоже довольно сложное и трудоемкое занятие. Исследователь должен точно сформулировать, для чего выполняется работа, что надо было наблюдать и выяснить, что хочется узнать. Вопросы, которые ставятся в задачах, должны быть четкими и предполагать однозначный ответ. Условно можно подразделить возможные задачи (по задаваемым вопросам) на следующие типы:

1. Количественные задачи, отвечающие на вопрос «Сколько?».

Пример: выяснить, сколько времени живет пресноводная губка.

2. Количественные задачи на выявление связей между явлениями («Какова связь?»).

Пример: выявить связь между распределением зоопланктона и растительностью водоема.

3. Качественные задачи («Есть ли?»).

Пример: установить, зависит ли количество видов водных ракообразных от температуры воды в водоеме.

4. Функциональные задачи («Для чего?» или «Зачем?»).

Пример: изучить, для чего паук-серебрянка строит купол подводой.

5. Задачи на выявление механизмов («Как?»).

Пример: выяснить, как зависит видовое разнообразие зоопланктона от сезона и времени суток.

6. Задачи на выявление причин явлений («Почему?»).

Пример: установить, почему в течение суток изменяется распределение фитопланктона по акватории водоема.

Планирование работы подразумевает также необходимость выбора методов работы и определения методики проведения исследования. Очевидно, что истину дают не предположения, а точно и правильно подобранные факты и их объяснение. Поэтому очень важна разработка методики сбора этих фактов. Правильно выбранный и тщательно продуманный метод исследования часто является основой успеха.

Установление любых закономерностей начинается со сбора фактов, относящихся к теме исследования. Факты эти могут быть получены из литературных и любых других источников. Но первоисточником, а нередко и единственным источником их получения в биологии служат непосредственные наблюдения в природе или эксперименты, проводимые в лабораторных условиях.

Сбор научных фактов требует соблюдения следующих, многократно проверенных практикой, правил.

1) Наблюдения должны записываться в специальных журналах наблюдений или в полевом дневнике безотлагательно, как бы наблюдатель ни надеялся на свою память; записи должны быть полными, допустимы лишь общепринятые в науке сокращения и условные знаки.

2) Всякое исследование должно по возможности документироваться не только записями, но и вещественными образцами, служащими для доказательства открытий, контрольной проверки или проведения более тщательного исследования в лабораторных условиях. Таковыми являются гербарии, коллекции добытых животных или следов их жизнедеятельности и др. В последнее время, с развитием фото- и видеотехники, доказательством может являться и фото- или видеоизображение.

3) Результаты каждого наблюдения, опыта или эксперимента должны быть воспроизводимыми, то есть при их повторении должны быть получены сходные результаты. Необходимо учитывать, что любой опыт или описание нуждаются в контроле и в повторностях. И если результаты их несколько различаются, следует оценить достоверность этих различий с помощью методов статистики.

4) Полученные результаты должны быть однозначными и не давать возможности различного толкования.

Результаты любой работы зависят от числа проведенных опытов, наблюдений и их обработки. Поэтому при выборе методики необходимо оценить, сколько необходимо провести однотипных измерений, наблюдений и т. п. и какие использовать способы обработки первичных данных.

Сбор материала и принципы работы с ним

Основной метод получения научных выводов — сравнение результатов наблюдений, опытов и экспериментов. Нельзя сравнивать результаты наблюдений, проведенных в разных местах и в разные сезоны (если это не являлось задачей данной работы). Опыты, как правило, ставятся не менее чем в двух вариантах. При этом тот вариант, в котором условия остаются естественными, или обычными, называется контрольным. Чем сложнее характер условий, в которых протекает опыт (или ведутся наблюдения), тем больше повторностей должно быть. Между опытом и наблюдениями в природе нет резкого разделения. Исследователь должен всегда искать ответы на интересующие его вопросы во множестве опытов, стихийно возникших в природе или проводимых в лабораторных условиях.

Очень часто материал или площадь исследуемого объекта настолько велики, что исследовать его целиком невозможно. В таких случаях пользуются методом проб, или выборки материала, для точного изучения отдельных частей и получения из них целостной картины. Пробами могут быть отдельные участки местности (площадки, трансекты и т. п.), отрезки времени, отдельные части объекта и др.

Любые научные материалы должны быть достоверными, то есть должны отражать истинную картину имеющихся в природе закономерностей, численных соотношений и процессов. Поскольку различные закономерности могут взаимно затушевывать друг друга, малочисленные наблюдения и пробы могут давать данные, искаженные случайным взаимодействием каких-либо неучтенных обстоятельств.

Искажает истину и неосознанная предвзятость подбора проб. Для того чтобы выбор проб не был предвзятым, он должен быть либо совершенно независимым от исследователя, либо подчинен математической закономерности.

Например, исследователь, изучающий видовой состав и особенности произрастания травянистых растений на лугу, бросает, не глядя, палку за спину, и там, где она падает, закладывает пробные площадки (и так 5-10 раз).

Математическое размещение проб – это размещение их в строго геометрическом порядке (в шахматном или через равные промежутки по прямой), либо проведение наблюдений через равные промежутки времени, либо выбор каждой пятой, десятой и т. д. пробы для обследования. Вместе с тем, если пространство неоднородно, то, например, площадки нужно разместить так, чтобы они характеризовали участки с разными свойствами.

При обработке собранных материалов (проб, наблюдений, опытов и т. п.) и изложении результатов работы необходимо как можно более полно сравнить результаты опытов, учетов или наблюдений. Сведение всех полученных данных в таблицы или представление их в графиках и диаграммах – самый наглядный и экономный способ обработки первичных данных.

Обработку результатов проводят после окончания наблюдений или учетов на основании записей в полевых дневниках. Ее можно проводить различными способами. Например, записи полевых наблюдений ежевечерне систематизируют и группируют по видам в специальном дневнике (общей тетради). Или на каждую встречу заполняют «Карточку регистрации встреч», которая является основой картотеки, и т. п. Систематизированный фактический материал должен быть максимально достоверен, полноценен и охватывать весь период наблюдений. Стиль изложения должен быть максимально сжаты, главное внимание уделяется сводным таблицам, картам, рисункам.

После того как собранные материалы обработаны и проведено обсуждение полученных результатов, полезно вернуться к поставленным задачам и посмотреть, ответил ли исследователь на поставленные в них вопросы. Краткое изложение результатов работы, отвечающее на вопросы задач, – это выводы, к которым исследователь пришел в результате проведенных исследований.

Формулируя выводы, необходимо помнить, что отрицательный результат – тоже результат. И он тоже должен присутствовать в выводах, как бы автору ни хотелось его скрыть.

Формы изложения исследовательских работ

Отчет

Это одна из простейших форм, являющаяся обобщением первичных данных для последующих исследований, а также обзорных статей, очерков и т. д. В то же время отчет представляет собой законченный материал, подводящий итог определенному периоду наблюдений.

Отчеты, как и другие научные работы, пишутся приблизительно по одному и тому же плану. В изложении следует добиваться точности и общедоступности.

Не следует злоупотреблять научными терминами (частый грех начинающих), тем более нельзя пользоваться словами, смысл которых не вполне ясен. Наукообразное нагромождение ученых слов – верное свидетельство того, что автор – новичок в науке. Умение грамотно и понятно писать приходит с опытом.

Рекомендуемый порядок изложения и представления материала

1. Название темы работы. Название должно точно отражать содержание работы. Например: «Зоопланктон водоемов Можайского района Московской области», «Экологические особенности птиц Виноградовской поймы р. Москвы» и т. д.

2. Введение. Введение обосновывает необходимость проведения данной работы. В нем полезно кратко описать состояние проблемы, которую вы выбрали для изучения, и объяснить актуальность выбранной темы. Здесь же необходимо дать краткую географическую характеристику места, где проводилась работа: указать область, район, название ближайшего населенного пункта; при необходимости дать название леса, реки, указать площадь территории, на которой проводились наблюдения, и т. д.; указать сроки проведения исследований.

3. Цель работы и ее задачи. Здесь указывается, для чего выполнялась работа, что надо было наблюдать и выяснить. Например, можно выделить следующие задачи в работе по изучению питания и поведения большого пестрого дятла на кузницах (место на стволе, где дятел закрепляет шишку) в зимнее время:

1. Установить типы устройства кузниц большого пестрого дятла в зависимости от месторасположения на стволе.

2. Выяснить закономерности поведения дятла при кормлении на кузнице.

3. Установить количество семян, поедаемых дятлом в течение одного часа, и количество семян, оставляемых в шишке.

4. Обзор литературы. Обзор литературы должен ознакомить читающего отчет с работами, выполненными по той же теме, с нерешенными в этой области проблемами, ввести в курс той работы, которая делалась автором. Сведения, полученные из литературы, должны быть изложены словами автора. Если исследователь цитирует какую-либо фразу полностью, то ее необходимо взять в кавычки. И те, и другие представленные материалы должны обязательно содержать ссылки на использованные источники (указываются инициалы, фамилии авторов и год издания работы). Эти сведения заключаются в скобки, например: «...» (В. А. Зубакин и др., 1987), или указываются так: «По мнению В. А. Зубакина (1989), «...» (и приводится цитата, которую заключают в кавычки).

В отчете обзор литературы является необязательным и может опускаться.

5. Методика работы. Результаты работы зависят от числа проведенных опытов, наблюдений и их обработки. В этой главе указывают, какими способами велись наблюдения, сколько их было проведено; какие проводились измерения; какие использовались способы обработки первичных данных. Методика и выбранные способы обработки должны быть описаны подробно. Это связано с тем, что в нашей стране существует много научных школ, каждая из которых пользуется определенными методами исследования, которые могут отличаться от используемых другими.

6. Результаты и их обсуждение. Здесь приводятся изложение наблюдений, результаты опытов, измерений, сравнение учетов и их обсуждение. Описание работы не предусматривает переписывание дневника наблюдений. Все полученные данные должны быть обработаны и осмыслены. Как уже говорилось выше, сведение всех полученных данных в таблицы или представление их в графиках и диаграммах – самый наглядный и экономный способ обработки первичных данных. Но сами по себе таблицы, диаграммы и графики – только материал для описаний и собственных размышлений, что и должно быть основным содержанием данной главы. Кроме того, в этой главе целесообразно провести обсуждение полученных данных и их сравнение. Все результаты, подлежащие обсуждению, должны отражать только собственные наблюдения и опыты. Сравнивать же их можно (а иногда и необходимо) с данными, содержащимися в литературе по данной теме, с обязательной ссылкой на используемые источники.

7. Выводы. В этой главе по пунктам приводятся краткие формулировки результатов работы, отвечающие на вопросы поставленных задач. Здесь не должно быть объяснений полученных результатов или их содержания, то есть не должна повторяться (хоть и кратко) глава «Результаты и их обсуждение». Выводы должны быть именно выводами. Например: «На основе полученных данных можно сделать следующие выводы:

1) Видовой состав водных беспозвоночных обследованной территории насчитывает 135 видов.

2) К редким видам относятся ...» и т. д.

Если в работе нельзя четко сформулировать выводы, то рекомендуется вместо главы «Выводы» выделить главу «Заключение», где кратко изложить основные результаты, полученные в настоящем исследовании, рассмотреть спорные материалы и наметить задачи дальнейших исследований.

8. Благодарности. Здесь уместно поблагодарить всех, кто помогал вам в работе, в подготовке к ней, обработке результатов и написании отчета.

9. Литература. В этой главе необходимо перечислить все определители, методические разработки и рекомендации, статьи и монографии, которые использовались при выполнении работы, а также литературные источники, на которые ссылались при обсуждении и сравнении результатов. Список составляют в алфавитном порядке по фамилиям авторов (или названиям сборников) и указывают: автора (-ов), название, издательство и год издания, количество страниц. При использовании источников на иностранных языках их помещают после списка русских источников, также по алфавиту.

10. Приложения. Часто собранный в результате проведенных исследований материал бывает очень объемным, при его обработке составляется много схем, таблиц, графиков и т. п. Нет смысла помещать их все в основной текст отчета или статьи. Они будут лучше смотреться вынесенными в приложения после основного текста. Сюда же можно поместить и некоторый первичный материал, например описания пробных площадок или данные промеров и учетов, а также схемы и фотографии, выполненные в процессе работы. Но в любом случае на помещенный в приложении материал должны быть ссылки в основном тексте работы.

Рекомендуем посмотреть:

Конспект урока биологии для 7 класса

Мастер-класс. Изготовление макета инфузории-туфельки

Внеклассное мероприятие по биологии 6-7 класс

Конспект урока биологии для 5 класса по УМК Вахрушев А.А. в рамках ФГОС

Конспект урока биологии в 8 классе