Использование научно-популярных текстов сети Интернет в развитии научного потенциала старшеклассников или как возникает учебное исследование



Скачать 166.23 Kb.
Дата29.04.2016
Размер166.23 Kb.
Использование научно-популярных текстов сети Интернет в развитии научного потенциала старшеклассников или как возникает учебное исследование*
Макотрова Г.В.

Белгородский государственный университет
Попав в каждую российскую школу, сеть Интернет дает возможность осуществить серьезный прорыв в развитии научного потенциала старшеклассников благодаря быстрому доступу к самой разнообразной научной и научно-популярной информации. Для этого научно-популярные тексты сети Интернет должны быть включены в педагогическую технологию его развития.

Чтобы понять, как научные и научно-популярные тексты развивают научный потенциала школьников, рассмотрим его структуру. Исходя из системного понимания культуры, понимания культуры как состояния, как процесса и результата к составляющим научного потенциала мы относим показатели учебно-исследовательской культуры и ориентацию старшеклассников на исследование в будущей профессии. Учебно-исследовательская культура личности школьника является компонентом базовой культуры личности, ее интегративным качеством, характеризующимся единством знаний целостной картины мира, умениями, навыками научного познания, ценностного отношения к его результатам и обеспечивающее ее самоопределение и творческое саморазвитие. Она выражает ведущие характеристики процесса развития личности, отражает универсальность ее связей с окружающим миром, инициирует способности к творческой самореализации, определяет эффективность познавательной деятельности, способствует перенесению знаний, умений и навыков исследования в любую область познавательной и практической деятельности. Критериями оценки ее развития является: мотивация к исследованию, технологическая готовность к исследованию (познанию), творческая активность, научный стиль мышления.

Ориентацию старшеклассника на исследование в будущей профессии мы рассматриваем как способность к обоснованию ценности исследования при выполнении профессиональной деятельности. Мы определили в ней следующие составляющие: степень участия в исследовательской деятельности; интерес к исследовательской деятельности; интерес к вузовской науке.

К педагогическим условиям развития научного потенциала старшеклассников относятся: направленность деятельности педагогов на создание ценностного отношения учащихся к исследовательской деятельности и ее результатам; организация субъект-субъектного взаимодействия в системе «ученик-учитель» в процессе исследовательской деятельности учащихся; наличие в школе исследовательско-творческой среды, обеспечивающей единство углубленного изучения учебных дисциплин и работу секций ученического научного общества; развитие творческой активности учащихся на основе предоставления им свободы выбора тематики исследования; использование интегративного характера содержания исследовательской работы и учета индивидуального познавательного опыта; обучение учащихся научным методам познания и технологиям решения исследовательских задач и проблем.

Учитель в педагогических условиях развития научного потенциала может организовывать работу учащихся с научно-популярными текстами сети Интернет как на уроке, так и на занятии секции ученического научного общества. Результаты такой работы приводят к выбору тематики исследования, которую старшеклассник в условиях профильного обучения выполняет затем на последующих уроках или на занятии предметной секции ученического научного общества. Систематическая работа с научно-популярными текстами является одним из способов осуществления взаимосвязи работы предметной секции ученического научного общества и профильного изучения учебной дисциплины. В то же время такой подход позволяет наряду с развитием личностных качеств старшеклассников – составляющих их научного потенциала создавать условия для более глубокого изучения темы учебной дисциплины, компенсировать недостаток времени на изучение отдельных вопросов программы.

Если учитель организует содержание занятий предметной секции ученического научного общества, то целесообразно на уроке в ходе изучения определенной темы предложить задание к научно-популярным текстам, работа над которым позволит сформулировать вопросы, на которые ученики захотят получить ответы в условиях исследования за рамками урока. Рассмотрим виды работ школьников с научно-популярными текстами, которые может представить школьникам учитель, каждый из которых призван ориентировать школьника на поиск познавательной информации в Сети.

Так, учитель каждый раз при изучении нового учебного раздела, рассчитанного на блок уроков, дает старшеклассникам задание на уроке или на дом представить информацию, прочитанную на каком-либо сайте (ах) по определенному плану в объеме не более страницы. Выбранная учеником информация (научно-популярный текст) должна соответствовать требованиям к содержанию: быть доступной, связанной с жизненным опытом школьника, ориентировать на исследование в будущей профессии, интересной большинству школьников. Затем ученик, используя алгоритмы теории решения изобретательских задач должен составить ряд вопросов или задач к изучаемому тексту. Для этого он может воспользоваться рекомендациями учителя. Вот отрывок из них: «Если рассматривать объекты как системы, то можно последовательно формулировать вопросы, которые не только отражают свойства и признаки объекта, но и его связи с окружающим миром. Допустим, мы решили составить новые задачи (вопросы) на основе научно-популярного текста. Для составления вопроса нужно выбрать изменяемый компонент (систему). Формулируемые вопросы могут быть связаны с учетом его функции (роли); надсистемы, к которой он относится; с учетом элементов его строения (подсистемы); с учетом его прошлого; с учетом его будущего».

Следующим видом работы с научно-популярными текстами может стать их реферирование. Для эффективности такой работы учитель выдает старшеклассникам краткие рекомендации, приводит в качества примера различные варианты рефератов к какому-либо научно-популярному тексту. Кроме этого учитель может отправить ученика на определенные сайты с рефератами и дать задание их оценить с помощью определенных критериев.

К каждому реферату к научно-популярному тексту, ученик выписывает (представляет в электронном виде) новые для него термины и их определения, делая ссылки на сайты сети Интернет. К концу учебного года по результатам реферирования школьник создает словарь терминов – новый познавательный продукт. Он может сделать его презентацию в электронном виде для участия в конкурсе словарей. Такая работа не только расширяет понятийный аппарат мышления, но и учит осуществлять поиск в сети Интернет необходимой информации.

Полученные рефераты становятся основой для составления задач и вопросов. Для их составления может быть также использована краткая информация о научных исследованиях, которую ученики и учитель получают по электронной почте по подписке на рассылку новостей. Для экономии времени на уроке или на занятии секции ученического научного общества полученные тексты могут быть сокращены до определенного объема. Это может делать учитель, сами ученики по данным учителем рекомендациям или вместе на занятиях, выделяя из них наиболее значимые строки. Так можно получить совсем короткие тексты: «Водоросль ламинария концентрирует в своих тканях до 0,5% йода, в золе ламинарии - 50% йода. А в воде, в которой растет ламинария, содержится всего 0, 000005% йода»; «Индустрия по производству лекарств превращает животных в биореакторы, синтезирующие лекарства и другие химические вещества. Так, в молоке клонированных мышей вырабатывается до 8 г/л гормонов»; «Ничтожная примесь золота в воде, недоступная для современных высокочувствительных датчиков, вызывает у обычных лягушек хорошо заметное расширение кровеносных сосудов на брюшке». После чтения небольших текстов ученики по методике, изложенной в рекомендациях, составляют вопросы, которые в дальнейшем могут преобразоваться в тематику исследований.

Тексты, на основе которых возникают темы исследований, могут быть расширенными и содержать информацию о результатах проведенных учеными исследований. Рассмотрим возможности их превращения в тематику исследований. Возьмем для примера два текста из архива сайта журнала «Химия и жизнь»: «Некоторые реакции с водой протекают с выпадением осадка. Интересен следующий факт. В 1958 году профессор Флорентийского института физической химии Дж. Пиккарди опубликовал результаты своих восьмилетних наблюдений за ходом гидролиза хлористого висмута (хлорида висмута), сопровождающийся выпадением осадка. Оказалось, что отклонения в скорости реакции четко совпадали с периодом магнитных бурь….» и «…Облучение ультрафиолетом приводит к резкому увеличению числа людей заболевших раком, к обострению аллергических заболеваний, а также к старению кожи. Испытания, которые провели ученые из института ядерной физики МГУ им. М. В. Ломоносова, показали, что монокристалл иодида калия с примесями может стать индикатором в наиболее опасном диапазоне для человека длин волн (от 220 до 320 нм). В этом диапазоне монокристалл из бесцветного становится синим.

Чем больше ультрафиолета получено кристаллом, тем более он интенсивно окрашивается. Глядя на такой индикатор, можно сказать, стоит в этот день принимать солнечные ванны или лучше перенести их на другой день. Можно сделать выводы и о продолжительности облучения при посещении солярия. Эта способность монокристалла к окрашиванию зависит от химического состава и режима термической обработки…».

Из предложенных выше текстов могут возникнуть вопросы, которые преобразуются затем в определенную тематику исследований, например:,: «Влияние геомагнитных на возмущений на протекание гидролиза карбоната натрия», «Определение воздействия ультрафиолетового излучения на кристаллы иодида калия». Затем школьниками могут провести учебное исследование, позволяющее узнать, можно ли с помощью обычной соды и доступных индикаторов (которые есть в аптеке или среди продуктов питания) обнаружить наличие магнитных бури и при необходимости принять лекарство, а также вырастить кристалл, с помощью которого можно узнавать о полученном солнечном облучении. Мы видим, что появление новых исследований при работе с научно-популярными текстами чаще всего связано с выделением новых условий для такого же описываемого объекта или с сохранением условий, но заменой объекта исследования.

Работая над определенной темой учебного исследования, старшеклассниками формулируются исследовательские задачи, которые учитель может накапливать для дальнейшего использования, как на уроке, так и на специальных занятиях лектория предметной секции. К их формулировке предъявляются следующие требования: достаточность условия, корректность формулировок, наличие противоречия. Поиск ответов на эти вопросы может привести к новой теме исследования, которая в свою очередь может стать основой для создания новых задач.

Наибольший интерес у старшеклассников вызывают научно-популярные тексты, связанные с выбором их будущей профессии или с имеющимся жизненным опытом. Систематически используя научно-популярные тексты, можно увидеть влияние накопленной старшеклассниками научной информации на появление у них новых вопросов и задач. Поэтому закономерной является ситуация, когда школьник сам предлагает определенную тему для проведения учебного исследования в педагогической технологии развития научного потенциала старшеклассников.

На сайтах с научно-популярными текстами учитель может найти ряд интересных для старшеклассников вопросов, (Какие рыбы спят под землей? Чем "разговаривают" муравьи? Как достичь края Вселенной?), которые легко встраиваются в содережание каждого урока или темы занятия ученического научного общества, являются его стержневой основой. Так, для развития мотивации к исследованию на каждом уроке может быть введен обязательный структурный элемент: выделение старшеклассниками наиболее значимых вопросов изучаемой учебной темы. Рассматривая их, учитель и ученики могут их модифицировать. В конце урока, подводя его итоги, ученики могут вновь вернуться к ним, подготовив новые вопросы, ответы на которые приведут к домашним заданиям, к теме занятия секции ученического научного общества, самостоятельного исследования и др.

Необходимо при использовании сети Интернет учитывать многообразие материалов для формулирования ответов на интересующий учеников вопрос. Так, в условиях поиска ответа на вопрос: «Почему радуга имеет форму окружности», ученики могут сначала провести собственные рассуждения, а затем найти ответы ученых на страницах сайта научно-популярного журнала «В мире науки». Полные тексты ответов других специалистов в различных областях науки школьники могут найти и сопоставить, если посетят названный учителем сайт www.sciam.com/askexpert или ряд других сайтов.

Анонсы популярных научных журналов («Химия и жизнь», «В мире науки», «Популярная механика», «Наука из первых рук» , «Экология и жизнь», «Природа» и др. могут также стать основой для поиска ответов на возникшие в ходе учебного исследования вопросы (Почему нельзя делить на ноль? Почему стекло бьется? Почему магнит не притягивает органические вещества? Почему извергается вулкан? Почему белые ночи можно видеть только в некоторых местах? Почему так приятно утром потягиваться? И др.).

Популярный сайт о фундаментальной науке «Элементы» http://elementy.ru/ позволяет учителю и ученику найти информацию практически к каждому уроку. В нем представлены лекции для школьников, анонсы научно-популярных изданий, энциклопедии по различным областям науки, последние новости науки, биографические сведения об ученых и истории научных открытий, интервью с учеными. Навигация по этому сайту дает возможность выходить на сайты различных научно-популярных журналов, осуществлять поиск необходимой информации. В результате учитель может организовать специальную работу с текстом сети Интернет, дав задание старшеклассникам.

Рассмотрим возможности работы с научно-популярными текстами для развития технологической готовности к исследованию и научного стиля мышления, ориентации на исследование в будущей профессии. С этой целью на уроке, занятии предметной секции ученического научного общества с помощью научно-популярных текстов может проходить изучение методов и приемов исследований, методологических подходов к появлению научных результатов. Так, например, для обучения школьников формулированию гипотезы исследования могут быть использовано следующее задание: «Рассмотрите пример формулирования идеи, замысла, гипотезы исследования на примере работы с текстом». Научно-популярный текст и образец работы с ним представлены ниже: «Сотрудники исследовательской лаборатории органической химии венгерской Академии наук создали новый материал под названием «тонпласт», способный накапливать значительное количество воды. Если в пески пустыни вносить два процента тонпласта, то растения, используя накопленную им воду и соответствующие удобрения, могут произрастать в песках пустыни. Тонпласт уже прошёл проверку на полях. Его главная составная часть - глина, куда добавляют растворимые в воде органические молекулы, например специальный полиакриламид, в количестве от 0,1 до 2,0 процента. Полученный таким образом материал не разлагается при неблагоприятных погодных условиях». Образец текста должен соответствовать примеру выражения идеи, замысла, формулированию гипотезы. На конкретном примере учитель с учениками выделяют идею: «использовать материал тонпласт, накапливающий воду, для выращивания растений в пустыне»; замысел: в пески пустыни можно вносить два процента устойчивого при неблагоприятных погодных условиях тонпласта и гипотезу. Формулирование гипотезы может происходить по схеме:

Если ..................................., то ................................., так как идея, замысел результат
…………объяснение эффекта, что позволит использовать ............................................

Тогда гипотеза может быть легко сформулирована самими учениками по предложенной схеме: если в пески пустыни вносить два процента тонпласта, то можно выращивать в пустыне растения, так как тонпласт способен накапливать значительное количество воды, что позволит использовать его для роста пшеницы.

Затем учитель может выдать следующее задание: «На основе представленных текстов сети Интернет, попробуйте сформулировать самостоятельно идею, замысел, гипотезу исследований и изобретений на основе представленных текстов. Используйте сеть Интернет для обоснования предложенной гипотезы.».

Найденные для такого рода задания в Сети научно-популярные тексты учитель может преобразовывать, сокращать. Главное, чтобы их содержание позволило научить старшеклассников осмысливать гипотезы и представлять их в соответствии с текстом.

Очевидно, что такая работа может стать точкой роста для новых учебных исследований. Например, читая текст с названием «Бактерии и бумага» («Сотрудникам Техасского университета удалось выявить вид бактерий, с помощью которых можно получать целлюлозу. Их выращивают в резервуарах с белковыми катализаторами, благодаря чему промышленное производство целлюлозы становится значительно дешевле. Культивирование бактерий вместо выращивания деревьев и разведения хлопка для получения целлюлозы может когда - нибудь привести к значительному удешевлению бумаги, одежды и некоторых медикаментов, - сказал Р. Малькольм Броун, один из исследователей университета. - Целлюлоза с успехом может быть использована и для покрытия поверхности синтетических текстильных волокон, что заставит их «дышать» подобно хлопковым»), учитель с учениками могут по вышеизложенной методике составить ряд вопросов, которые затем могут перейти в учебное исследование по темам: «Микробиологические способы получения целлюлозы: за и против», «Катализаторы для получения целлюлозы в лабораторных условиях», «Целлюлоза в желудке человека: взаимодействие с микроорганизмами» и др.

Гипотеза к любому научно-популярному тексту может быть также сформулирована в условиях использования метода вепольного анализа теории решения изобретательских задач. Суть его в том, что ученик может с помощью перебора вариантов различных явлений, предложить объяснение определенным фактам, а значит, могут возникнуть определенные условия для их проверки. И сеть Интернет позволит проверить наличие возможных вариантов. Кроме того, прочитав о каком-либо явлении, ученики смогут проанализировать определенные факты, используя известный алгоритм системного анализа, а также составить при необходимости определенные прогнозы.

Рассмотрим конкретное задание и возможности вепольного и системного анализа, метода прогнозирования с привлечением научно-популярных текстов сети Интернет: «При исследовании ситуации на участке реки Везелки в районе автодорожного моста мы столкнулись с экологической проблемой: уменьшением численности рыбы. Осуществите анализ проблемы, используя алгоритмы системного, вепольного анализа, прогнозирования и сформулируйте гипотезы. Воспользуйтесь материалами сети Интернет».

Старшеклассники, используя общий алгоритм системного анализа выполняют следующие действия: 1. определяют все элементы экосистемы: вода, береговая линия, растения и животные; элементы техносистемы: лодочная станция, жилые дома, огороды, канализационные стоки, отстойники, мост; 2.определяют элементы техносистемы имеющие прямые связи с экосистемой (участком реки): канализационные стоки, лодочная станция, мост; 3.проводят эксперимент на разных участках реки и выявляют места с особо грязной водой; 4.выдвигают гипотезы для объяснения причин нарушения в экологической системе.

Для осуществления вепольного анализа, составляется модель проблемы

А затем с помощью модели и таблицы «Природные явления» выдвигаются гипотезы на основе перебора вариантов наиболее распространенных природных явлений:



Явления

Примеры

Тепловые

Замерзание, оттаивание, нагревание, кипение, охлаждение, конденсация

Химические

Изменение: цвета, запаха, вкуса, растворимости, кислотности, осадка, прозрачности; внесение удобрений, ядохимикатов, промышленных и канализационных стоков;

Использование: лекарств, антибиотиков, витаминов, ядов, ферментов, жира, гормонов, пищи, белков - защитников, соков, смол, антифризов, мочи, помета, пены, воскового налета, закрепителей.

Образование, исчезновение осадка, нейтрализация, окисление, восстановление, горение.


Электрические

Образование, передача, накопление разрядов; токов.

Магнитные

Притяжение и отталкивание с помощью магнита.

Механические

Передвижение, изменение размеров, формы, утолщение, наклоны, повороты, фильтрация, изменение твёрдости, диффузия, удар, трение, вращение, давление, колебания, механические повреждения, упругость, накопление, смачивание.

Акустические

Шум улицы, музыка, речь, ультразвук, инфразвук и др.

Гравитационные

Притяжение и отталкивание тел, сила тяжести.

Оптические

Затемнение, освещение, свечение;

Ультрафиолетовые, инфракрасное, радиоактивное, рентгеновское излучения.



Биологические

Питание, дыхание, выделение, размножение, рост, развитие, защита, ориентация, анабиоз, регенерация, охота, транспорт веществ, саморегуляция и др.

Для выдвижения гипотезы может быть также использован общий алгоритм прогнозирования. С этой целью определяются элементы, которые могут изменяться (в рассматриваемом примере: вода, растения, животные; затем называются антропогенные факторы и осуществляется прогноз возможных последствий их влияния на изменяемые элементы экосистемы. Школьники могут заполнить таблицу:

Элементы

Антропогенные факторы

Возможные последствия










Вода -------

Нагревание













Растения ----

Химическое

 ?










Животные --

Загрязнение




Возможные последствия могут быть оценены с помощью использования ключевых слов таблицы в результате поиска в сети Интернет.

Обучение выстраиванию схемы поиска в сети Интернет с помощью ключевых слов может быть проведено учителем на примере поиска ответов на вопросы, которые они получили из учебника и ответы на которые основаны на хорошо усвоенных школьниками понятий. Для акцентирования внимания на важности умения быстро ориентироваться в потоке информации, учитель может выбрать нестандартные задания, вызывающие повышенное внимание школьников. Например, почему продукты питания не рекомендуют хранить длительное время в алюминиевых емкостях; почему в сосновом лесу чувствуем запах свежести и др.?

Научно-популярные тексты сети Интернет могут служить также для поиска фактологических ошибок, полученных в результате собственных учебных исследований, выявлению их причин, составлению списка аргументов поддержку своих утверждений, оснований для принятия каких-либо утверждений. Результаты выполнения такой работы развивают технологическую готовность к исследованию, научный стиль мышления.

Содержание научно-популярных текстов сети Интернет дает также возможность школьникам изучать отдельные методы и приемы исследования при чтении историй открытий и их оценке с помощью выданных учителем рекомендаций. Они могут стать подсказкой при выборе методов и приемов в условиях учебного исследования, содержать советы по работе с научными понятиями, ориентировать учащихся на определенные направления поиска.

Для проверки результатов работы над исследовательскими вопросами и заданиями можно кроме специальных занятий предметной секции ученического научного общества выделять специальные уроки, на которых ученики будут представлять ответы на заинтересовавшие их вопросы (вспомним «уроки открытых мыслей» В.Ф.Шаталова). В условиях профильного обучения на специальных занятиях, на зачетной неделе может быть организована специальная работа по защите учебных исследований и осуществлен их отбор на какие-либо познавательные конкурсы с участием ученых с помощью школьного сайта, аудиовидеоконференцсвязи. Такая деятельность в наибольшей степени развивает творческую активность старшеклассников, их ориентацию на исследование в будущей профессии.

Таким образом, мы видим, что систематическая работа с текстами сети Интернет может развивать все составляющие научного потенциала старшеклассников, создавать условия для их реализации в условиях проведения учебного исследования. Главное, что она включает механизм его саморазвития, основанный на индуцированной мотивации к поиску. В свою очередь научный потенциал личности становится двигателем развития интеллекта, который по признанию московского международного конгресса по искусственному интеллекту, представляет собой не умение решать существующие задачи, какими бы сложными они ни были (т.е. выходить на определенную цель с помощью системы действий), а умение ставить новые задачи.



*Исследование выполнено в рамках научно-исследовательского проекта «Использование сети Интернет в развитии научного потенциала старшеклассников» Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)», проект 3.2.3/4578


База данных защищена авторским правом ©refedu.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница