Познавательные универсальные учебные действия
статья на тему

Познавательные универсальные учебные действия

Исследовательские  и проектные действия.

Психологическое содержание и условия развития

Одним из путей повышения мотивации и эффективности учебной деятельности в основной школе является включение учащихся в исследовательскую и проектную деятельность, имеющую следующие особенности:

1. Цели и задачи этих видов деятельности учащихся определяются как их личностными мотивами, так и социальными. Это означает, что такая деятельность должна быть направлена не только на повышение компетенции подростков в предметной области определенных учебных дисциплин, не только на развитие их способностей, но и на создание продукта, имеющего значимость для других.

2. Исследовательская  и проектная деятельность должна быть организована таким образом, чтобы учащиеся смогли реализовать свои потребности в общении со значимыми, референтными группами одноклассников, учителей и т. д. Строя различного рода отношения целенаправленной, поисковой, творческой и продуктивной деятельности, подростки овладевают нормами взаимоотношений с разными людьми, умениями переходить от одного общения к другому, приобретают навыки индивидуальной самостоятельной работы и сотрудничества в коллективе.

3. Организация исследовательских и проектных работ школьников обеспечивает сочетание различных видов познавательной  деятельности. Очевидно, что значимыми и интересными для подростков представляются новые виды деятельности, которые им еще незнакомы, именно их интересно освоить, даже если впоследствии они не войдут в ряд наиболее ценных и жизненно необходимых.

Исследовательские и проектные работы могут быть построены таким образом, что в них будут востребованы практически любые способности подростков, реализованы личные пристрастия к тому или иному виду деятельности. В данном случае учащиеся делают первые шаги в направлении предпрофессиональной ориентации.

Исследовательская  и проектная деятельность открывает новые возможности для создания интереса подростка как к индивидуальному творчеству, так и к коллективному. Важной особенностью реализации исследовательских и проектных работ является необходимость владения школьниками компетенциями в той или иной области знаний, а также активной работы воображения - непременной основы творчества.

Исследовательская  и проектная деятельность имеет как общие, так и специфические черты.

К общим характеристикам следует отнести:

• практически значимые цели и задачи исследовательской и проектной деятельности ( как правило, результаты исследовательской. а в особенности   проектной деятельности имеют конкретную практическую ценность, предназначенных для исследования);
• структуру проектной и исследовательской деятельности, которая включает общие компоненты:

- анализ актуальности проводимого исследования;

- целеполагание, формулировку задач, которые следует решить;

- выбор средств и методов, адекватных поставленным целям;

- планирование, определение последовательности и сроков работ;

- проведение проектных работ или исследования;

- оформление результатов работ в соответствии с замыслом проекта или целями исследования;

- представление результатов в соответствующем использованию виде;

• компетенцию  в выбранной сфере исследования, творческую активность, собранность, аккуратность, целеустремленность, высокую мотивацию.

Итогами проектной и исследовательской деятельности следует считать не столько предметные результаты, сколько интеллектуальное, личностное развитие школьников, рост их компетенции в выбранной для исследования или проекта сфере, формирование умения сотрудничать в коллективе и самостоятельно работать, уяснение сущности творческой исследовательской и проектной работы, которая будет рассматриваться как показатель успешности (неуспешности) исследовательской деятельности.

Наряду с общими чертами проектной и исследовательской деятельности существуют и специфические черты, т. е. различия, которые заключаются в следующем. Любой проект направлен на получение вполне конкретного запланированного результата -  продукта, обладающего определенными свойствами, и который необходим для конкретного использования. В ходе исследования, как правило, организуется поиск в какой-то области, а на начальном этапе лишь обозначается направление исследования, формулируются отдельные характеристики итогов работ.

Реализацию проектных работ предваряет представление о будущем продукте, планирование процесса создания продукта и реализация этого плана. Результат проекта должен быть точно соотнесен со всеми характеристиками, сформулированными в его замысле. Логика построения исследовательской деятельности включает формулировку проблемы исследования, выдвижение гипотезы (для решения этой проблемы) и последующую экспериментальную или модельную проверку выдвинутых предположений.

Ярким примером проектных работ школьников могут быть разработки компьютерных учебных пособий, выполненных самими школьниками по какой-то определенной теме по химии, физике, биологии, литературе и т. д. Такого рода разработки следует однозначно отнести к проектной деятельности, поскольку результат этих работ четко определен, возможности применения продукта этой деятельности также несомненны - для учащихся школы при подготовке к урокам, к итоговому контролю, к экзаменам и для учителя при работе в классе. Социальная значимость добросовестно выполненного проекта тоже очевидна.

Приступая к организации исследовательской деятельности школьников, надо учитывать ее значительные отличия от полноценного научного исследования, когда необходимо получение результатов, характеризующих очевидной новизной. Важнейшим же результатом исследовательской деятельности школьников является открытие знаний, новых для самих учащихся, но, возможно, хорошо известных в научной среде.

Компоненты исследовательских действий

Анализ подходов к развитию исследовательских умений у учащихся показывает, что, несмотря на некоторые различия в наборе средств, используемых в разных развивающихся программах, схема, этапы построения исследовательской деятельности едины, а именно:

- постановка проблемы, создание проблемной ситуации, обеспечивающей возникновение вопроса, аргументирование актуальности проблемы;

- выдвижение гипотезы, формулировка  гипотезы и раскрытие замысла исследования;

- планирование исследовательских (проектных) работ и выбор необходимого инструментария;

- поиск решения проблемы, проведение исследования (проектных работ) с поэтапным контролем и коррекцией результатов;

- представление (изложение) результатов исследования или продукта проектных работ, его организации с целью соотнесения с гипотезой, оформление результатов деятельности как конечного продукта, формулирование нового знания;

- обсуждение и оценка полученных результатов и применение их к новым ситуациям.

Формирование исследовательской деятельности целесообразно начинать с овладения учащимися отдельными компонентами, составляющими этапы исследования. Рассмотрим этапы исследовательской деятельности и возможные направления работы с учащимися на каждом из них.

Реализация каждого из компонентов в исследовании предполагает владение учащимися определенными умениями.

Постановка проблемы, создание проблемной ситуации обеспечивающей возникновение вопроса, аргументирование актуальности проблемы.

Умение видеть проблему приравнивается к проблемной ситуации и понимается как возникновение трудностей в решении проблемы при отсутствии необходимых знаний и средств. Эта составляющая является наиболее сложной для любой исследовательской деятельности. Увидеть проблему часто труднее, чем ее решить.

Для формирования этого компонента в методической и учебной литературе существуют разнообразные задания, типы которых представлены и здесь. Это задания на умение задавать вопросы, на смысловое чтение и овладение приемами осмысления, на структурирование текста и его озаглавливание, на подбор эпитетов к тексту, понимание метафор. Следует указать, что задания на  формирование тех или приемов (умение задавать вопросы, смысловое чтение и др.) могу использовать на разных этапах исследовательской деятельности в соответствии с их целями и задачами.

Умение ставить вопросы можно рассматривать как вариант, компонент умения видеть проблему. Учебные тексты позволяют формировать это умение начиная с 1 класса, постепенно усложняя проблемные ситуации и вопросы от анализа простых текстов к вопросам, направленным на анализ способов решения проблем. Э. Ландау выделила уровни креативной постановки вопросов.

Уровни креативной постановки вопросов

Умение выдвигать гипотезы - это формулирование возможного варианта решения проблемы, который проверяется в ходе проведения исследования. В соответствии с уровнем исследования возможны теоретические и эмпирические способы проверки гипотезы.

Умение структурировать тексты является частью общего умения работать с текстами, которые включают достаточно большой набор операций. В качестве основных чаще всего называют умение выделять главное и второстепенное, умение выделять главную идею текста, умение выстраивать  последовательность описываемых событий, умение бегло просматривать тексты.

Умение работать с метафорами предполагает возможность понимать переносный смысл выражений, понимать и применять обороты речи, построенные на скрытом уподоблении, образном сближении слов.

Умение давать определение понятиям - это логическая операция, которая направлена на раскрытие сущности понятия либо установление значения термина.

Выдвижение гипотезы, формулировка  гипотезы и раскрытие замысла исследования. Для формулировки  гипотезы необходимо проведение предварительного анализа имеющейся информации.

Планирование исследовательских (проектных) работ и выбор необходимого инструментария. В соответствии с уровнем исследования возможны теоретические и эмпирические способы. В теоретическом  и эмпирическом  исследовании планирование, подготовка к проведению исследования помимо предварительного анализа имеющейся информации, поиска решения проблем, выстраивания стратегии поиска, включают:

- выделение материала, который будет использован в исследовании;

- параметры (показатели) оценки, анализа (количественные и качественные);

- вопросы, предлагаемые для обсуждения, и пр.

Поиск решения проблемы, проведение исследования (проектных работ) с поэтапным контролем и коррекцией результатов включают:

- умение наблюдать;

- умения и навыки проведения экспериментов;

- умение делать выводы и умозаключения;

- организацию наблюдения, планирование и проведение простейших опытов для нахождения необходимой  информации и проверки гипотез;

- использование разных источников информации;

- обсуждение  и оценку полученных результатов и применение их к новым ситуациям.

Умение наблюдать -это вид восприятия, характеризующийся целью, соответствующей познавательной задаче. В научной практике в наблюдении используются различные средства (включающие как программу, параметры наблюдения, так и различного рода инструменты, приборы и др.)

Умения и навыки проведения экспериментов- это метод исследования, предполагающий воздействие на объект исследования. Кроме того, при поиске решения проблемы могут использовать умение делать выводы, умозаключения и умение классифицировать.

Умение делать выводы и умозаключения- форма мышления, посредством которой на основе имеющихся знаний (опыта) выводится новое знание. Выделяется три этапа умозаключений: индуктивное, дедуктивное и умозаключение по аналогии. Индуктивное умозаключение (от частного к общему)  широко используется в эмпирических  исследованиях. Дедуктивное умозаключение предполагает развитие гипотетикодедуктивного мышления. Умозаключение по аналогии требует сформированности умения выделять признаки.

Умение классифицировать- это распределение объектов по группам в соответствии с основаниями, принципами деления. Выделяются правила классифицикации, к основным из которых относятся следующие:

- члены деления должны быть непересекающимися;

- деление на каждом этапе должно осуществлять только по одному основанию;

- деление должно быть соразмерным (объемы должны совпадать);

- в основание деления должен быть положен признак, существенный для решения задачи.

Выделяют особый вид классифицикации - дихотомическое деление (деление на два класса, один из которых строится через отрицание другого: "красные"- "не красные").

Представление (изложение) результатов исследования или продукта проектных работ, его организации с целью соотнесения с гипотезой, оформление результатов деятельности как конечного продукта, формулирование нового знания включают:

- умение структурировать материал;

- обсуждение, объяснение, доказательство, защиту результатов, подготовку, планирование сообщения о проведении исследования, его результатах и защите (подготовка  включает не только составление текста, но и презентацию материалов. иллюстрирующих. объясняющих, демонстрирующих как сам процесс исследования и его средства, так и результаты);

- оценку полученных результатов и применение их к новым ситуациям.

Организация обучения по формированию исследовательской деятельности ведет к развитию познавательных потребностей и способностей учащихся, приобретению специальных знаний, необходимых для проведения исследования.

В результате организации исследовательской деятельности дети приобретают наряду с исследовательскими мыслительные умения, такие, как умение анализировать, классифицировать, сравнивать, выделять критерии и оценивать факты, события, явления и процессы с помощью разных критериев; проверять предположения; доказывать; устанавливать последовательность фактов, событий, явлений; выделять причинно-следственные связи, делать умозаключения; комбинировать; преобразовывать; прогнозировать; придумывать новое; вести диалог и решать проблемы в малых группах.

Достижение перечисленных исследовательских и интеллектуальных умений может быть обеспечено системой условий, в которые входят следующие:

1. Создание условий для возникновения вопросов и проблем у учащихся (стимулирование творческого звена мыслительного процесса).

2. Рефлексия мыслительного процесса, достижение высокого уровня понимания решения.

3. Обеспечение эмоционального благополучия детей.

4. Удовлетворение познавательной потребности.

5. Удовлетворение  потребности в межличностном общении.

6. Развитие способности к самоуправлению своей деятельностью - рефлексивной саморегуляции.

7. Дифференциация и индивидуализация содержания обучения.

8. Дифференциация и индивидуализация помощи учителя учащимся.

Формирование отдельных составляющих исследовательской деятельности

Рассмотрим примеры типовых задач, посвященных исследовательской деятельности учащихся, используемых на уроке.

Задание "Умение выстраивать стратегию поиска решения задач"

Цель: формирование умения выдвигать  гипотезы (предположения- что получится в результате) и проверять их.

Возраст: 11-12 лет.

Учебная дисциплина: математика.

Форма выполнения задания: работа в группах по 4-5 человек.

Описание задания: дан квадрат со стороной 5 клеток, в каждую из которых случайным образом вписаны числа. Требуется найти в таблице последовательность чисел.

Инструкция: учащимся предлагается найти в таблице последовательно все числа от 1 до 25 (кто быстрее?). Для этого необходимо:

1) сравнить между собой время, затраченное каждым учеником на выполнение задания;

2) описать способы выстраивания последовательности  (движение по горизонтали, вертикали, наличие системы при поиске или поиск с опорой на запоминание рядом стоящих чисел), используемые каждым учеником;

3) найти оптимальную стратегию выстраивания последовательности по затраченному времени;

4) проверить эту стратегию на измененных заданиях, например, найти в таблице последовательно все числа от 26 до 50;

5) сделать вывод о наиболее эффективном способе выстраивания последовательности чисел по таблице.

№171. Среди первых пяти натуральных чисел имеются два неравных числа m и n такие, что mn=nm. Найдите эти числа.

№134. Восстановите примеры , считая, что одинаковые буквы обозначают одинаковые цифры, а разные буквы- разные цифры:

а)  б3б    б)  а4а       в) удар    г)   деталь

   +76б       +33а         +удар        +деталь

    а300       б084       драка        изделие

Задание "Найти правило"

Цель: формирование умения выделять  закономерность в построении серии.

Возраст: 11-12 лет.

Учебная дисциплина: математика.

Форма выполнения задания: работа в группах по 4-5 человек.

Описание задания (С.М.Никольский и др. "Математика. 5 класс, №325): учащиеся выполняли задание, в котором требуется найти пропущенные числа:

У них получились разные ответы:

1)

2)

3)

Найдите правила, по которым ребята заполнили клетки, и придумайте еще одно решение.

Инструкция: учащимся предлагается ориентироваться на вопросы:

1) Опишите последовательность действий (алгоритм) для  выведения правила

размещения чисел.

2) Можно ли сформулировать общее правило для решения такого типа задач?

Задание " Ищем информацию"

Цель: формирование умения структурировать тексты

Описание задания (С.М.Никольский и др. "Математика. 5 класс): учащиеся выполняли задание, в котором требуется найти в учебнике, справочной литературе или Интернете ответы на следующие вопросы:

№26 а) Известно, что цифры 0,1,2,3,..., которые мы принимаем в вычислениях, называют арабскими, но придумали их не арабы. Кто придумал эти цифры?

б) Почему цифры 0,1,2,3,..., называют арабскими?

№80 а) В какое время жил известный русский учитель Сергей Александрович Рачинский и в какой школе он работал?

б) На какой известной картине изображен урок С.А.Рачинского?

Задание "Работа с метафорами"

Цель: формирование умения работать с метафорами

Возраст: 11-15 лет.

Учебная дисциплина: литература

Форма выполнения задания: работа в группах по 4-5 человек.

Описание задания: учащимся предлагается список русских и немецких пословиц. Необходимо установить, какие  пословицы подходят друг другу по смыслу.

Инструкция: многие народы имеют сходные по смыслу пословицы и поговорки. Например, русской пословице " Как волка ни корми, он все в лес смотрит" соответствует   немецкая "Посади лягушку хоть на золотой стул. она все равно опять в лужу прыгнет". В таблице слева даны немецкие пословицы, справа-русские.

В математике: соответствие пословиц и графиков. Например: Чем дальше в лес, тем больше дров- изобразим графиком, как нарастает количество дров по мере продвижения в глубь леса. Выше меры конь не скачет- изобразим траекторию скачущего коня графически , то высота скачков будет ограничена некоторой мерой, функции синуса и косинуса.  Пересев хуже недосева. Кто пьет до дна, тот живет без ума. Не круто начиная, круто кончай. Горяч на почине. да скоро остыл. Каши маслом не испортишь. Дальше от кумы- меньше греха.

Задание " Задаем вопросы"

Цель: формирование умения ставить вопросы

Возраст: 14-16 лет.

Учебная дисциплина: математика.

Описание задания: учащимся предлагается придумать вопросы к квадратному уравнению, например, x2+bx+4=0. (При каких b уравнение имеет два корня?  При каких b корни целые? При каких b есть корень, равный -1?)

Задание " Масштаб "

Цель: формирование умения видеть проблему

Возраст: 11-12 лет.

Учебная дисциплина: математика.

Форма выполнения задания: работа в группах по 4-5 человек.

Описание задания: рассмотреть понятие «масштаб» с точки зрения географа, математика и фотографа.