Формирование исследовательских компетенций обучающихся старших классов

Бурятского государственного университета имени Доржи Банзарова

PhD in Psychology, Associate Professor, Childhood Psychology Department, Pedagogical Institute, Banzarov Buryat State University

PhD in Psychology, Associate Professor, Childhood Psychology Department, Pedagogical Institute, Banzarov Buryat State University

PhD in Education Science, Associate Professor, Elementary and Preschool Education Department, Pedagogical Institute, Banzarov Buryat State University

Summary: The authors show the experience of forming research competencies of high school students as a result of the implementation of the draft presidential grant fund. The study provides various approaches to the definition of the research competencies concept. Their composition was allocated based on psychological and pedagogical literature analysis. The criteria, methodologies and the results of diagnosing the formation of research competencies of high school students in such criteria as cognitive, motivational, indicative and operational components are presented. The main stages of design work implementation on the subject areas such as biology, chemistry, mathematics, geography, and physics are highlighted. The authors argue that the most effective forms of work on the formation of research competencies of high school students are work in mini-groups, groups, project development, defense of a project, and experiments.

В условиях повышения требований к конкурентоспособности профессионалов, информатизации общества, органичной связи образования с наукой возрастает потребность в молодых, талантливых и критически мыслящих людях, способных максимально реализовать свой потенциал в интересах себя и общества. Подросток уже со школьной скамьи должен понимать, что материальная и социальная успешность требует компетентности в создании новых знаний, уме- лого их применения в различных ситуациях, прогнозирования результатов принимаемых решений, наличия исследовательского интереса к научным проблемам. Это возможно, в частности, если школьник овладеет исследовательскими компетенциями.

Под исследовательской компетенцией принято понимать совокупность личностно-осмысленных исследовательских знаний, умений, навыков, опыта деятельности, ценностных ориентаций, поведенческих моделей, сформированных в процессе исследовательской деятельности [1]. Существует два ее уровня: учебно-исследовательская и научно-исследовательская деятельность [2].

Обобщая подходы авторов к составляющим исследовательских компетенций, можно выделить в их составе:

• •    библиографические умения, навыки работы со справочной литературой;

• •    умение искать, оценивать и хранить научные данные, критически оценивать полученную информацию;

• •    способность формулировать проблемы и научные гипотезы;

• •    умение осуществлять поиск способов решения проблемы;

• •    навык анализировать проделанную работу с целью выявления наиболее существенных ее результатов;

• •    умение формулировать обобщающие выводы в соответствии с поставленными целями и задачами;

• •    умение оценить результаты проведенного исследования с точки зрения их достоверности и практической значимости;

• •    возможность аргументировать свою позицию, участвовать в научной дискуссии;

• •    умение создавать научные тексты (составлять планы, писать аннотации, рефераты, тезисы, оглавления, конспекты, доклады, статьи и отчеты) [3].

Особый интерес представляет подход В.С. Лазарева и Н.Н. Ставриновой к выделению качеств человека, необходимых ему для осуществления исследовательской деятельности. Их можно рассматривать как компоненты исследовательской компетенции: когнитивный, мотивационный, ориентировочный, операциональный, или технологический [4].

Наилучшие возможности для развития исследовательских компетенций предоставляет проектно-исследовательская деятельность. Она призвана формировать все вышеперечисленные умения. Различные аспекты исследовательской деятельности школьников представлены в трудах педагогов и психологов: В.И. Андреев, И.А. Зимняя, А.М. Матюшкин подчеркивают значение творческой исследовательской деятельности в школе; А.Н. Поддьяков и А.И. Савенков рассмотрели психологические основы организации учебно-исследовательской деятельности; в работах Л.А. Казанцевой, Т.А. Камышниковой, Г.В. Макотровой представлены теоретические, методические, дидактические аспекты исследовательской деятельности обучающихся; вопросам развития исследовательских умений посвящены работы О.И. Миторош, В.П. Ушачева, С.В. Кузнецовой, Н.Н. Телепневой и др.

Проектно-исследовательская деятельность - это образовательная технология, предполагающая решение обучающимися исследовательской, творческой задачи под руководством специалиста, в ходе чего реализуется научный метод познания. Результатом работы над проектом, его выходом, является продукт, который создается авторами проекта в ходе решения поставленной проблемы. Проект в широком понимании - это способ деятельности, в ходе которой создается и вводится в использование что-то, чего ранее не существовало (знание, изделие, услуга, зрелище, метод и т. п.), или совершенствуется что-либо уже существующее [5]. Каждый проект предполагает деятельность людей, в результате которой происходят какие-то изменения. Содержание проекта и проектной деятельности существенно зависит от того, на изменения в каких областях они ориентированы.

В рамках реализации проекта «КРИСТАЛЛ (Концепция Развития Интеллектуальной Способной Талантливой Активной Любознательной Личности)» - победителя конкурса Президентских грантов (2017-2018 гг.) - нами проведено исследование, основной целью которого являлось формирование у современных подростков исследовательских компетенций путем вовлечения их в исследовательскую деятельность и создание условий для раскрытия творческого потенциала в реализации инновационных проектов, связанных с реальными проблемами озера Байкал, а также совершенствование технологий дополнительного образования обучающихся. В исследовании приняли участие Региональное открытое общество «Ассоциация педагогов-исследователей», преподаватели Бурятского государственного университета, обучающиеся и педагоги общеобразовательных школ г. Улан-Удэ и Республики Бурятия. Следует отметить, что актуальность нашего исследования обусловлена необходимостью реализации направлений государственной политики в следующих сферах:

• •    дополнительное образование;

• •    предоставление свободы личностного выбора деятельности, определяющей индивидуальное развитие человека;

• •    обеспечение вариативности содержания и форм организации образовательного процесса;

• •    организация экспериментальной деятельности обучающихся в естественных условиях экосистемы уникального озера Байкал.

Анализ состояния проблемы формирования исследовательских компетенций обучающихся показал, что решение данных задач в рамках программ общеобразовательной школы вызывает некоторые трудности, т. к. в образовательных учреждениях основного и дополнительного образования ощущается острая нехватка лабораторного оборудования и квалифицированных педагогических кадров, имеется необходимость оказания методической помощи и сопровождения со стороны научного сообщества.

На первом этапе реализации проекта была проведена межпредметная олимпиада «Байкальские кристаллики», в рамках которой была осуществлена входная диагностика уровней сформированности у обучающихся исследовательских компетенций. В олимпиаде приняли участие 184 ученика 8, 9 и 10 классов: 56 из них - обучающиеся городских школ, а 128 - средних образовательных организаций районов республики.

Задания олимпиады носили межпредметный характер по выбранным нами областям знаний: задания на сообразительность, общий кругозор, смысловые пропорции, задачи по химии, биологии, физике и т. д. По ее итогам были определены победители, получившие призы и подарки за первые, вторые и третьи места, а также ученики, принявшие участие в дальнейшей работе. Количество таких учеников составило 88 человек, с которыми и была проведена психологопедагогическая диагностика.

Критериями диагностики уровня сформированности исследовательских компетенций обучающихся выступили такие компоненты:

• 1)    когнитивный , включавший:

• •    совокупность знаний и понятий, необходимых для постановки и решения исследовательских задач;

• •    общую осведомленность;

• •    уровень развития мыслительных операций;

• •    дивергентное мышление;

• •    познавательную самостоятельность;

• 2)    мотивационный , содержанием которого стали:

• •    характер осознания значимости исследовательской деятельности;

• •    познавательный интерес (любопытство, любознательность, познавательный интерес, теоретический интерес);

• 3)    также был взят ориентировочный компонент:

• • умение установить необходимость в каких-либо знаниях и создать алгоритм для получения этих знаний;

• 4)    в операциональный компонент были включены:

• •    исследовательское поведение;

• •    творческая и познавательная активность и ряд исследовательских (экспериментальных) умений: видеть проблемы, ставить вопросы, выдвигать гипотезы, давать определения понятиям, классифицировать, наблюдать, проводить эксперименты, делать выводы и умозаключения, структурировать материал, объяснять, доказывать и защищать свои идеи.

Инструментарием диагностики выступили методика «ШТУР» (К.М. Гуревич, М.К. Акимова и др.), субтест Торренса «Использование предмета», методика «Профиль» (карты интересов А. Го-ломштока в модификации Г. Резапкиной), анкетирование школьников, наблюдение в процессе экспериментальной деятельности, экспертные оценки и опрос педагогов. В количественном соотношении для удобства работа с диагностическими данными велась в трехбалльной системе. Средние баллы по критериям и их процентное соотношение отражены в таблице 1.

Таблица 1 – Уровень сформированности у обучающихся исследовательских компетенций (баллы и %)

Компонент (средний балл, до/после)	Уровни
	Низкий, %		Средний, %		Высокий, %
	до	после	до	после	до	после
Когнитивный (1,93/2,07)	0,0	0,0	76,1	55,7	23,9	44,3
Мотивационный (1,81/2,13)	12,5	4,5	67,0	50,0	20,5	45,5
Ориентировочный (1,86/2,42)	33,0	6,8	47,7	45,5	19,3	47,7
Операциональный (1,89/2,16)	0,0	0,0	75,0	32,9	25,0	67,21
Общий (1,88/2,1)	0,0	0,0	76,1	22,7	23,9	77,3

Как видно из данных таблицы, в целом у обучающихся к моменту начала работы отмечен средний уровень сформированности исследовательских компетенций (1,88 балла) при некоторых проблемах с мотивационным аспектом – не все подростки проявляют осознанный интерес к той или иной области знаний. Мотивы реализации исследовательской деятельности в школах у большинства учеников носят внешний характер (ориентация на сверстника, учебная мотивация и т. п.), тогда как важны осознанный подход и интерес к проявлению поисковой активности, познавательной самостоятельности. О проявлении подростками поисковой активности и оригинальности мышления при решении необычных задач свидетельствуют генерируемые ими идеи необычного использования привычных предметов (пластиковая бутылка, пакет). Преимущественно были предложены идеи относительно охраны природы и переработки материалов.

Проведенная диагностика умственного развития участников проекта посредством ШТУР не вызвала у них особых сложностей, и по ее результатам были отмечены преимущественно средние значения. Это, на наш взгляд, в целом является достаточным для работы с теоретическими материалами, то есть ученики показали достаточный уровень общей осведомленности и развития мыслительных операций, а главное, преимущественно частично-поисковый или исследовательский уровень проявления познавательной активности.

Операциональный, как самый объемный компонент, включающий в себя достаточно большое количество конкретных исследовательских умений, сформирован на более высоком уровне (рис. 1).

Рисунок 1 – Средние значения сформированности у обучающихся исследовательских компетенций на разных этапах работы

Данные (критерии обозначены номерами) доказывают высокие показатели по таким навыкам, как умение давать определения понятиям (2,02 балла) и наблюдать (2,03 балла), и выявляют некоторые трудности (как это отметили педагоги данных учеников) с умением выдвигать гипотезу и в целом с исследовательским поведением (по 1,77 балла). Определенный эмпирический интерес представляет в когнитивной составляющей изучаемых исследовательских компетенций такой критерий, как познавательная самостоятельность (2,06 балла).

Школьники проявляют интерес к новым знаниям, в большей степени в привлекательной для них области. Если рассмотреть данные методики «Профиль», то можно увидеть, каким сферам подростки отдали предпочтение. Учитывая, что они могли выбрать из 10 предложенных граф 2–3 наиболее для них привлекательные, были получены следующие результаты:

• •    спорт и военное дело (36 случаев выбора);

• •    предпринимательство и домоводство (31);

• •    химия и биология (30);

• •    литература и искусство (25).

Можно сделать вывод о том, что у обучающихся были проблемы преимущественно с мотивационным и ориентировочным компонентом, а также с некоторыми из составляющих операционального компонента. Эти данные, наряду с другими идеями, были положены в основу дальнейшей работы с учениками в исследовательской проектной деятельности.

Работа по формированию исследовательских компетенций велась с учениками старших классов по пяти научным направлениям – математика, химия, физика, биология, география. На вводных занятиях были определены темы исследовательских проектов, затем результаты обсуждались в рамках зимней обучающей сессии на базе Бурятского госуниверситета, в которой приняли участие обучающиеся городских и сельских школ в количестве 75 человек. Так, в рамках секции «Научно-исследовательский дискурс по проблемам географии» ученик 7 класса Тэгдин-ской общеобразовательной школы Константин С. представил проект «Электронный путеводитель по Хоринскому району», основной целью которого являлось продвижение туристско-географического бренда района. В рамках этого же направления был представлен проект ученицы 8 класса МОУ СОШ № 25 г. Улан-Удэ Натальи Б. на тему «Событийный туризм в Республике Бурятия: табан хушуу мал».

В секции «Научно-ориентированная и практическая биология» основной акцент был сделан на проблемы разнообразия флоры и фауны, охраны природы. К примеру, проект Марии А. о жизни рыжих лесных муравьев на территории Курбинского лесничества Заиграевского района Республики Бурятия вызвал наибольший интерес у участников сессии. Говоря о научных ресурсах математики, ученики разработали проекты по комбинаторике, решению логических задач, тайн таблицы умножения и т. д. В области физики Марина А. представила проект о влиянии радиации на окружающую среду.

Следующим этапом в реализации проекта стала экспедиция в Окинский район с целью проведения опытно-экспериментальной деятельности в полевых условиях. Обучающиеся работали с ранцевыми полевыми лабораториями для определения показателей качества воды, оценки экологического состояния водоемов и почвы. Кроме того, школьники в полевых условиях апробировали комплект контрольного оборудования «Безопасность жизнедеятельности и экология» (БЖЭ). Данное оборудование необходимо для оценки и изучения экологических факторов техногенного и естественного происхождения при проведении лабораторных работ. С его помощью можно выполнять экспресс-контроль аварийно химически опасных веществ и оценку физических воздействующих факторов, оборудования очистки воды, воздуха.

Летняя Байкальская профильная смена на базе пансионата «Байкал» в с. Максимиха Бар-гузинского района собрала 35 школьников, которые прошли отбор по результатам зимней сессии и полевой экспедиции. Основной задачей профильной смены явилось проведение полевых исследований на озере Байкал и экологической акции «Каждая капля имеет значение». Занятия проводились в рамках метапредметного проекта «Экологическое состояние прибрежной зоны Баргузинского залива (в пределах с. Максимиха)». Ученики провели визуальную оценку экологического состояния водных объектов: состояния русла реки Максимиха, гидрологических изменений, состояния берегов, внешнего вида воды и т. д.

Программа изучения водных объектов включала следующие виды работ:

• •    сбор проб воды, определение общих показателей воды (температура, мутность, цвет, запах);

• •    приготовление модельных загрязнений воды и их экспресс-определение с помощью визуально-колориметрических тестов);

• •    определение водородного показателя воды;

• •    определение общей жесткости образцов воды из водопровода пансионата «Байкал», источника «Серебряный ключ», озера Байкал (пляж Мироновский) и устья реки Максимиха;

• •    определение минерального состава природных вод;

• •    оценка загрязненности воды нефтепродуктами и органическими соединениями;

• •    мониторинг атмосферных осадков и т. д. [6].

На основе полученных результатов состоялась защита междисциплинарных естественнонаучных проектов.

По завершении проведенной с учениками работы нами была осуществлена повторная диагностика уровня исследовательских компетенций обучающихся, количественные показатели которой иллюстрируют их положительную динамику (см. рис. 1, таблица 1).

Статистически не все показатели получили подтверждение в плане динамики. Однако есть и те, что были наиболее значимы для нас в работе. Это (по степени достоверности, при p < 0,01):

• •    познавательный интерес;

• •    умение установить необходимость в каких-либо знаниях и создать алгоритм для получения этих знаний;

• •    исследовательское поведение;

• •    умение выдвигать гипотезы;

• •    навык классифицировать;

• •    умение объяснять, доказывать и защищать свои идеи.

Кроме того, наряду с некоторыми из критериев, общие итоговые значения также показали статистически доказанную разницу в плане положительной динамики исследовательских компетенций. Также доказана разница при p<0,05 в следующих показателях: творческая и познавательная активность, умение наблюдать и структурировать материалы и в общем итоговом значении исследовательских компетенций.

Представленное исследование доказывает эффективность проведенной с обучающимися старших классов работы по формированию у них исследовательских компетенций.

Ссылки:

• 1.    Черняева Л.А. Формирование исследовательской компетенции студентов педагогического колледжа: автореф. дис. … канд. пед. наук. Новокузнецк, 2011. 25 с.

• 2.    Лобова Г.Н. Основы подготовки студентов к исследовательской деятельности. М., 2002. 196 с.

• 3.    Там же; Кошкина Е.Г. Исследовательская компетенция студентов: к вопросу ее формирования в рамках проектной и исследовательской деятельности в и вне вуза // KANT. 2018. № 1 (26). С. 52–58; Середенко П.В. Развитие исследовательских умений и навыков младших школьников в условиях перехода к образовательным стандартам нового поколения. Южно-Сахалинск, 2014. 208 с.; Шестак В.П., Шестак Н.В. Формирование научно-исследовательской компетентности и «академическое письмо» // Высшее образование в России. 2011. № 12. С. 115–119.

• 4.    Лазарев В.С., Ставринова Н.Н. Критерии и уровни готовности будущего педагога к исследовательской деятельности // Педагогика. 2006. № 2. С. 51–59.

• 5.    Лазарев В.С. Проектная деятельность в школе. Сургут, 2014. 135 с.

• 6.    Бабиков В.А., Маладаева О.К. Проектно-исследовательская деятельность школьников по географии в полевых условиях // Учебно-исследовательская деятельность в системе общего, дополнительного и профессионального образования. Улан-Удэ, 2018. С. 82–93.

Редактор, переводчик: Невзорова Наталья Викторовна