Формирование исследовательских умений младших школьников
учебно-методический материал

Формирование исследовательских умений младших школьников

Новые социальные запросы, связанные с переходом нашей страны к постиндустриальному информационному обществу, обусловили возрождение интереса к идеям развивающего обучения, ядром которого является познавательное и личностное развитие ребенка. Целью образования становится «общекультурное, личностное и познавательное развитие детей, обеспечивающее такую ключевую компетенцию, как умение учиться» [Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе. От действия к мысли/ Под ред. А.Г. Асмолова.- М.: Просвещение, 2008.-с.3]. Формирование универсальных учебных действий (УУД), обеспечивающих детей умению учиться, способствовать к саморазвитию, к самосовершенствованию сейчас рассматривается в качестве важнейшей задачи.

В Федеральном Государственном Образовательном стандарте (ФГОС НОО, начавший своё действие первого сентября 2011 года), отмечена необходимость привести школьное образование в соответствие с потребностями времени, современного общества, которое характеризуется изменчивостью, многообразием существующих в нем связей, широким внедрением информационных технологий.

В национальной образовательной инициативе «Наша новая школа» отмечается: «Новая школа – это институт, соответствующий целям опережающего развития. В школе будет обеспечено изучение не только достижений прошлого, но и технологии, которые пригодятся в будущем. Ребята будут вовлечены в исследовательские проекты и творческие занятия, чтобы научиться изобретать, понимать и осваивать новое, выражать собственные мысли, принимать решения и помогать друг другу, формировать интересы и осознавать возможности»

Не столь новой, но востребованной в обучении становится учебно-исследовательская деятельность обучающихся, цель которой - формирование познавательной активности школьников.

Ценность исследовательского отношения человека к действительности трудно переоценить. Готовность к поиску новой информации, наблюдений, знаний, новых способов мышления и поведения  - то, что, пожалуй, больше всего может помочь человеку не просто выжить в современном мире, а реализовать себя, свой творческий потенциал. С данной точки зрения воспитание у детей исследовательской установки по отношению к жизни является важнейшей задачей современной школы. А значит, весьма актуальным становится вопрос о том, как создать у детей с разным уровнем развития познавательных потребностей и возможностей такую образовательную среду, которая будет способствовать развитию у ребенка исследовательского отношения к миру и к самому себе, становлению у него исследовательской позиции.

Таким образом, актуальность данного опыта определяется:

• социальным заказом на творческую, самостоятельную личность;
• потребностью современной школы в применении педагогической технологии развития умений исследовательской деятельности у младших школьников;
• необходимостью обогащения существующей в начальной школе практики организации исследовательской деятельности в учебном процессе начальной школы.

Обобщая взгляды ученых, можно выделить следующие положения:

• исследовательские умения - это интеллектуальные и практические умения, подразумевающие:

• выбор и применение приемов и методов исследования на доступном детям уровне;
• соответствие этапам учебного исследования;         
• направленность на проведение самостоятельного исследования или его части;

• умения, необходимые при осуществлении исследовательской деятельности:

• умение видеть проблемы;
• умение задавать вопросы;
• умение вырабатывать гипотезы;
• умение давать определение понятиям;
• умение классифицировать;
• устанавливать причинно-следственные связи и отношения;
• умение наблюдать;
• умение проводить эксперименты;
• умение делать выводы и умозаключения;
• умение структурировать материал;

умение доказывать и защищать свои идеи.

На основе требований ФГОС мною была разработана дидактическая  модель поэтапного формирования исследовательских умений младших школьников (Рис.1).

Разработанная дидактическая модель состоит из трех компонентов: теоретико-методологического, операционно-деятельностного и критериально-оценочного.

В модели отражены технологии, формы и методы формирования ИС умений, Также определён развивающий потенциал информационно-образовательной среды школы, направленный на усиление мотивации и индивидуализации обучения.

Анализируя специфику различных инновационных образовательных технологий, пришла к выводу, что для формирования исследовательских умений наиболее подходят технологии-  проблемного обучения, проектной  и исследовательской деятельности, ИКТ. На мой взгляд, именно эти технологии в большей степени  способствуют развитию исследовательских умений, так как дают возможность учащимся самостоятельно пополнять свои знания, глубоко вникать в изучаемую проблему и предлагать пути ее решения, происходит творческое овладение знаниями, умениями, навыками, формирование положительной мотивации, развиваются мыслительные способности, умения работать в коммуникациях,.

Внедрение данных технологий осуществляю посредством активных форм обучения: урок-исследование,

• урок-практикум,
• урок-экскурсия,
• тестовые игры.

Учебное сотрудничество на данных видах занятий организую через парное и групповое взаимодействие на различных этапах работы с учебной литературой и дополнительными, в том числе электронно-цифровыми информационными ресурсами, что обеспечивает формирование коммуникативных универсальных учебных действий и формирование умений работы с текстовой, графической, аудио- и видеоинформацией.

Применение проблемно-исследовательского метода обучения, приёмов само- и взаимооценки, использование электронно-цифровых средств обучения (нетбуков, модульной системы экспериментов PROlog, цифрового фотоаппарата, видеокамеры, микроскопа и др.) способствуют  развитию познавательных и регулятивных универсальных учебных действий, как основы исследовательских умений: ставить вопросы, формулировать проблемы, выдвигать гипотезы, планировать и контролировать действия, проводить опыты, описывать наблюдения, проверять и представлять результаты в разных формах (рисунках, графиках, таблицах, схемах, устных и письменных сообщениях).

Развитие познавательной активности осуществляю  через организацию экспериментально-исследовательской деятельности младших школьников в рамках  урока окружающий мир и во внеурочной деятельности. Окружающий мир как учебный предмет несет в себе большой развивающий потенциал. 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; 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., что позволяет широко использовать экспериментально-исследовательскую деятельность.Данная технология построена на развитии способности учащихся проектировать предстоящую деятельность и быть ее активным субъектом.

Работу строю так, чтобы ученик:

а) получал знания,

б) чувствовал свой рост,

в) уважал себя как личность.

Это возможно, когда:

• четко продуманы этапы исследования, формы и методы;
• детям ясны цели и задачи (мотивация учения);
• есть контакт учителя с детьми;
• исследование - процесс, который дает радость ученику, удовлетворение как отобщения с учителем, его предметом, так и от своего собственного результата в нем;
• у ребенка должно быть ощущение продвижения вперед (мотивация успешности).

Для формирования у ребёнка основ культуры мышления и развития основных умений и навыков исследовательского поведения использую самые разные методики и упражнения. Приведу примерные задания и упражнения, направленные на развитие умения видеть проблему. Данные упражнения, я использовала в своей работе, которые дали положительный результат.

Вот некоторые из таких упражнений:

• «Посмотрите на мир чужими глазами»,
• «Составьте рассказ от имени другого человека»,
• «Составьте рассказ, используя данную концовку»,
• «Сколько значений у предмета»,
• игра «Волшебные превращения». 

Одно из важнейших свойств в деле выявления проблем – способность изменять собственную точку зрения, смотреть на объект исследования с разных сторон. В упражнении «Посмотрите на мир чужими глазами»  детям читался неоконченный рассказ. Например: «Утром небо  покрылось чёрными тучами, и пошёл снег. Крупные снежные хлопья  падали на  дома, деревья, тротуары, газоны, дороги …». Задание: продолжи рассказ. Но сделать это необходимо несколькими  способами. Например, ты просто гуляешь во дворе с друзьями. Как ты отнесёшься к появлению первого снега? Ты ворона, сидящая на дереве, зайчик или лисичка в лесу.

Вслед за выявлением проблемы идёт поиск её решения, то есть развёртывается следующая фаза мыслительного процесса – фаза решения проблемы. Ответ, на поставленную проблему достигается посредством умственной деятельности, протекающей в форме выдвижения догадок или гипотез.

В умении вырабатывать гипотезы можно потренироваться. Например, давайте подумаем или выдвинете гипотезу (предположение): «Что такое радуга?», «Куда девается мусор и откуда в снежках грязь?», «Почему Солнце светит днём,  звёзды – ночью, а на Луне не живут люди?», «Почему идёт дождь, и дует ветер?», «Почему нужно есть много овощей и фруктов?», «Почему нужно чистить зубы и  мыть руки?», «Зачем мы спим ночью?».

При обучении детей строить предположения, учу их использовать следующие слова: Может быть…;

Предположим …;

Допустим …;

Возможно, что если….

Важным умением для любого исследователя является умение задавать вопросы. Вопрос, обычно, рассматривается, как форма выражения проблемы, а гипотеза – способ решения проблемы.

Вопросы могут быть:

уточняющими -  Верно ли, что..; Надо ли создавать…; Должен ли… ,

восполняющими – они включают в свой состав слова: где?, куда?, откуда?, кто?, что?, почему?, какие?.

Для развития умения задавать вопросы использую различные упражнения:

• задавать вопросы, тому, кто изображён;
• ответить, какие вопросы мог бы задать тебе тот, кто изображён на рисунке;
• задания, предполагающие исправление чьих-то ошибок.

В процессе исследовательской деятельности дети учатся делать выводы и умозаключения. Умозаключением называется форма мышления, посредством которой на основе имеющихся знаний и опыта выводятся новые знания. Умозаключения по аналогии требуют не только ума, но и богатого воображения. Делается это так: сопоставляются два объекта, и в результате выясняется, чем они сходны и что может дать знание о свойствах одного объекта пониманию другого объекта.

Упражнения на поиск предметов, имеющих общие признаки:

 «Назовите как можно больше предметов, которые одновременно являются и твёрдыми и прозрачными (лёд, стекло, пластик, янтарь, кристалл)»;

«Назовите как можно больше живых существ добрых, шумных, сильных».

Исследовательская работа, как и всякое творчество, возможна и эффективна только на добровольной основе. Желание что-либо исследовать возникает тогда, когда объект привлекает, удивляет, вызывает интерес.

Мой практический опыт показал, что на уроках окружающего мира эксперименты не только возможны, но и необходимы, однако при условии, что учитель и ученик совместно совершают какое-то открытие, которое для ребёнка  до сих пор было неизвестным фактом. Такое отношение учащихся к проводимым исследованиям более серьёзное и вдумчивое, они начинают высказывать массу гипотез и предлагают разные варианты увиденного.

Проведение мини-исследований, экспериментов, исследований, доказывает, что в процессе такого учения каждый чувствует себя личностью, у детей максимально сохраняется интерес к учёбе, добыванию знаний.

Создать проблему, организовать поиск её решения и провести этот продуктивный мыслительный процесс в диалогической форме, добиться положительного результата, на этапе рефлексии вернуться к проблеме и обговорить с учащимися, смогли ли они решить её  - все эти действия должны присутствуют на уроках – исследованиях, которые стали традиционными в моей практике: «Осенние изменения в природе», «Тонет - не тонет», «Состав почвы». «Вода и ее свойства», «Свойства воздуха», «Куда текут реки», «Кто такие звери» и другие.

Функции учителя на уроке-исследовании:

• контроль, управление, частичная передача знаний;
• фасилитатор диалогического взаимодействия;
• эмоциональная поддержка.

Уроки-исследования конструирую по следующей модели:

1.Актуализация знаний, мотивация

2. Сбор фактов. Исследование в малых группах.

3. Обмен информацией между группами.

4. Связывание информации, обобщение.

6. Рефлексия

Приведу пример одного из моих уроков-исследований:

Тема  «Природное явление-радуга?»

Цель урока: Сформировать первоначальное представление о радуге, её цветах и их

последовательности, представление о разложении солнечного света. Развивать мышление и пространственное воображение, наблюдательность и обогащать словарный запас. Воспитывать любовь и бережное отношение к природе.

Планируемые образовательные результаты:

Личностные:

1. Интерес к изучению явлений природы

2. Чувство прекрасного на основе знакомства с природным явлением "радуга"

3. Умение оценивать трудность предлагаемого задания и делать выбор.

Метапредметные:

Регулятивные:

1. Понимать учебную задачу урока и стремиться её выполнить.

2. Совместно с учителем обнаруживать и формулировать учебную проблему.

3. Высказывать предположения о причинах возникновения радуги.

Познавательные:

1. Самостоятельно предполагать, какая информация нужна для решения учебной задачи.

2. Добывать новые знания: извлекать информацию, представленную в разных формах (видео, текст, таблица, иллюстрация и др.).

3. Перерабатывать полученную информацию: сравнивать и группировать факты и

явления; определять причины явлений, событий;

4. Перерабатывать полученную информацию: делать выводы на основе обобщения знаний.

Коммуникативные:

1. Доносить свою позицию до других: оформлять свои мысли в устной и письменной речи с учётом своих учебных и жизненных речевых ситуаций

2. Учиться уважительно относиться к позиции другого, пытаться договариваться.

3. Соблюдать простейшие нормы речевого этикета.

Предметные:

1. Узнать, как образуется радуга.

2. Называть цвета радуги по своим наблюдениям и рисунку учебника.

3. Запомнить последовательность цветов радуги.

Основные методы:

-проблемно-исследовательский;

-деятельностный.

Ход урока

1.Актуализация знаний, мотивация

- Сегодня у нас интересный и красивый урок. Нам предстоит сделать очень важное открытие.

- Кто готов заглянуть в глубины науки, открыть одну из её тайн?

– Вы любите отгадывать загадки? Тогда отгадайте, о чём идёт речь?

1) Что за чудо-красота!

Расписные ворота

Показались на пути.

В них ни въехать, ни войти.

 - О чём мы будем говорить на уроке! Да, ребята. Вы догадались мы сегодня с вами поговорим? (О радуге)

–– Какую цель поставим перед собой на уроке? (Ответить на вопрос: «Что такое радуга?»)
Сегодня вы должны узнать что такое радуга, как и когда она появляется,  почему она разноцветная и кто является строителями радуги.

2. Исследование в малых группах № 1.

Каждой группе предлается текст:

Каждый человек хотя бы раз в жизни любовался радугой - одним из самых красивых явлений природы.

-Что же означает слово «РАДУГА»? Слово «радуга» похоже на слово «радость». И в самом деле, радостно бывает, когда вдруг на небе возникает удивительно красивая дуга. «Райская дуга» называли её в старину и верили, что она приносит счастье. С тех пор так и зовут - радуга.        

Это природное явление можно наблюдать, когда светит солнце и идёт дождь.

«Строят» радугу солнечные лучи и дождевые капли. Дождь заканчивается. Редкие капли еще падают на землю, но из-за тучи уже выглянуло солнце. Солнце светит сквозь падающий дождь, лучи его проходят через дождевые капли, и на небе напротив солнца возникает необычная цветная дуга. Чем крупнее дождевые капли, тем ярче радуга. Если капли мелкие, радуга кажется бледной, еле заметной.

-А почему радуга разноцветная?

 Солнечный свет кажется нам белым.  Но на самом деле он состоит из нескольких цветов. Бывает, что во время дождя выглянет солнце, и тогда солнечный свет проходит через капельки воды и «распадается» на несколько цветов. Этих цветов всегда семь, и они расположены в строгом порядке. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Так получается разноцветная радуга. Предмет, который может разложить луч света на его составляющие, называется «призмой». Образуемые цвета создают полоску из цветных  линий, которая называется «спектр». Радуга и есть большой  спектр, или полоса цветных линий, образовавшихся в результате  распада луча света, проходящего через капельки дождя. Другими словами можно сказать, что лучи солнца отражаются в капельках дождя. Так образуется радуга.

После прочтения дети должны ответить на вопросы:

-Что нужно, чтобы появилась радуга?

-почему радуга разноцветная

3. Обмен информацией.

Каждая группа рассказывает к каким выводам они пришли, ответив на поставленные в задании вопросы.

4. Исследование в группах № 2  

- А вы хотите увидеть радугу сейчас?

Следуя инструкциям проделайте опыты.

Опыт № 1. «Получение радуги в домашних условиях»

1.Поставьте стакан с гранями, наполненный водой, на белый лист бумаги, так чтобы луч солнца проходил через него.

2.Что видите на бумаге? Сделайте вывод, что заменил стакан?

Опыт № 2. Сложение спектральных цветов.

1.Возьмите круг, нарисуйте на нем  все цвета радуги, насадите этот круг на ось (зубочистку) и начните быстро его вращать.

2.Что заметили? (Из разноцветного круг станет одноцветным, цвета при вращении смешались, слились). Сделайте вывод.

5. Обмен информацией.

Каждая группа рассказывает что наблюдали и к каким выводам пришли.

6. Обобщение, рефлексия

-Ответили ли мы на поставленные в начале урока вопросы? К каким выводам пришли?

На доске появляется формула: радуга= капелька воды (призма)+луч солнца

У каждого ученика – полоска бумаги с кружочками (бусы).

Учитель задаёт вопросы, ученики самостоятельно отвечают “да – нет”;

Ответ “да” – кружок закрашивается в зелёный цвет;

Ответ “нет” – кружок закрашивается в красный цвет.

1 -У радуги 7 цветов?

2 - В радуге есть коричневый цвет?

3- Строители радуги – тучи и дождь?

4 -Строители радуги – солнце и дождь?

5- На уроке я был исследователем?

6-От моей работы зависел успех результата группы?

Для оценивания уровня сформированности исследовательских умений учащихся необходимо наличие определенных критериев:

1. Практическая готовность учащегося - это основной критерий оценки уровня развития исследовательских умений.
2. Мотивация учащегося по отношению к исследовательской деятельности
3. Проявление креативности учащихся в осуществлении исследовательской деятельности.
4. Проявление самостоятельности учащихся при осуществлении исследовательской деятельности.

Уровни развития исследовательских умений:

• Исходный уровень. Обладает следующими характеристиками: низкий уровень проявления интереса к ведению учебной исследовательской работы, отсутствие знаний об исследовательской деятельности, об использовании умений учебной исследовательской деятельности. При выполнении любой самостоятельной работы опора на помощь учителя либо родителей на любом этапе исследования. Ученик редко проявляет оригинальный подход к осуществлению исследования, не высказывает идей, предложений по работе.
• Начальный уровень. Характеризуется появлением внешних мотивов к ведению исследования, возможностью находить проблему с помощью учителя, предлагать различные варианты решения проблем. На начальном этапе дети способны выполнять элементарные, кратковременные исследования по заданию, совершая действия самостоятельно, по аналогии с коллективным выполнением такого же задания или с участием взрослых на определённых этапах, вызывающих затруднение. Наблюдается владение основами знаний по организации своей исследовательской работы.
• Продуктивный уровень обладает следующими характеристиками: наличествуют устойчивые внутренние и внешние мотивы к ведению исследовательской работы, есть желание вести самостоятельно (или с небольшой группой) исследование. Учащийся имеет знания и умения осуществлять учебное исследование (умение самостоятельно определить тему, возможность постановки цели и задач исследования с помощью педагога или самостоятельно, умение работать с источниками информации); демонстрирует реализацию оригинального подхода к решению проблемы, умение представлять результат своей деятельности.
• Креативный уровень можно определить следующим образом: очевиден постоянный интерес к ведению различного рода исследований, возможность самостоятельно и творчески подходить к выбору темы исследования, умение ставить цель, задачи, продуктивно находить решение поставленных задач, высокая доля самостоятельности в реализации работы на всех этапах исследования; умение оригинально представить результат деятельности.

В таблице представлены критерии оценки уровней развития исследовательских умений школьников.

Диагностические меры для оценки уровня сформированности исследовательских умений младших школьников

• педагогическое наблюдение, осуществляемое на уроках по различным дисциплинам, на занятиях исследовательской деятельностью. Учитель оценивает заинтересованность и активность учащегося, проявляемую в процессе учебного исследования, способность к продуктивному мышлению, умение обращаться к имеющимся знаниям, использовать умения исследовательской деятельности, самостоятельно, без помощи взрослого подходить к решению проблем и поставленных задач и т.д.
• анализ продуктов исследовательской деятельности детей (исследовательских работ). Обращается внимание на оригинальность подходов, качество и количество используемого материала, логику изложения, оформление работы и т.п.
• опросники, которые могут включать задания творческого характера, логические задания, задания исследовательского плана, вопросы, связанные с выявлением наличия у школьников различных знаний и умений исследовательской деятельности, комплексы вопросов, позволяющих определить долю самостоятельности в учебно-исследовательской работе, выявит познавательные и социальные мотивы исследовательской деятельности младших школьников.

Участие детей в конкурсах, например «Я-исследователь», «Экоколобок», «Юные знатоки Урала» и других, в которых обязательно присутствует исследование,  способствует развитию исследовательских и коммуникативных умений, навыков сотрудничества. Многие мои ученики увлеклись исследованием, им нравится наблюдать, экспериментировать. На уроках окружающего мира дети в реальном экспериментировании получили основные навыки планирования и проведения простейших экспериментов а также научились решать систему учебных задач, где решение первой учебной задачи приводило их к постановке следующей и так далее.

Внешними условиями, способствующими успешности исследовательской деятельности отмечены:

• проявление интереса, потребность в новых впечатлениях и знаниях;
• творческая атмосфера поиска в коллективе;
• решение познавательных, конкретных практических задач;
• самостоятельность учащихся при осуществлении исследования.

Результат моей работы- развитие исследовательских умений школьников - обеспечивает поддержку моих творческих усилий и подлинное удовлетворение от педагогический деятельности.

Список используемой литературы.

1. Когда урок на природе становится исследованием природы урока. «Первое сентября» №10, 2008 г.
2. Новожилова С.Г., Воровщиков С.Г., Таврель И.В. Как корректно провести учебное исследование. - Москва, 2008 г. -160 с.
3. Развитие исследовательских умений младших школьников/под ред Н.Б.Шумаковой.- М.:просвещение, 2011.