Муниципальное образовательное учреждение

 Троицко - Сунгурская средняя общеобразовательная школа

Новоспасского района Ульяновской области

Принципы исследовательской работы  в области биологии и экологии

                              Проект выполнила

                              Талалова Светлана

                                                          Викторовна, учитель

                                                          географии и экологии

                                  2011 год                                                        

ВВЕДЕНИЕ

Окружающая нас природа сложна и разнообразна настолько, что человечество вероятно, никогда не сможет полностью постигнуть причины и механизмы всего того, что происходит вокруг нас. Тем не менее, этот мир хотя бы отчасти познаваем, и пытливый наблюдатель может сделать немало удивительных открытий, среди которых далеко не все могут оказаться открытиями для себя… Поэтому возникает вопрос: как научиться изучать то, что нас окружает и увидеть то, что не видно на первый взгляд? Современная наука, конечно же, располагает определенными методами исследования поведения животных, экологии, физиологии и биохимии животных, растений, бактерий и грибов, а также многих более мелких групп живых организмов. Существует достаточно много литературы, рассказывающей о том, как наиболее коротким путем проникнуть в тайны тех или иных форм жизни. Однако, как показывает опыт ряда всероссийских конференций и конкурсов, исследовательские работы школьников часто страдают не столько отсутствием проверенной стандартной методики или недостаточным объемом материала (что, правда, тоже не редкость), сколько неумением грамотно поставить задачу, целенаправленно собрать материал и осмыслить полученные результаты. Актуальность проекта. В настоящее время школьные научные исследования актуальны. Все чаще они ориентируются на решение экологически - практических проблем и служат эффективным способом активизации познавательной деятельности.

Новизна проекта в том, что еще недавно научная исследовательская деятельность школьников преимущественно осуществлялась с малочисленной «интеллектуальной элитой» старшеклассников и носила академический характер. В настоящее время школьные научные исследования уже не редки. Все чаще они ориентируются на решение актуальных практических проблем.

   Задача, нас учителей состоит не в том, чтобы научить исследовательским методикам отдельных разделов биологии и экологии, а в том, чтобы показать основные принципы ведения самостоятельной исследовательской работы, применяемые в изучении любых живых объектов:

            Проведение любого исследования состоит из ряда этапов:

1. Поиск проблемы, выбора темы, постановка цели и задач.

2. Изучение состояния вопроса, знакомство с объектом исследования и изучаемой проблемой, выбор и освоение методики сбора материала.

3. Сбор материала в процессе натуральных и (или) лабораторных исследований, проведение наблюдений, учетов или опытов.

4. Обработка материала, получение результатов и их анализ.

5. Написание отчета о проделанной работе.

1. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ

   Любая исследовательская работа обречена на провал, если ее исполнители не имеют четкого представления, зачем их работа проводится и что конкретно они хотят узнать. Поэтому формулировка цели и есть один из наиболее ответственных и неотложных моментов в работе.

   Сформулированная цель работы - это краткий ответ на вопрос: «зачем проводится исследование, и что конкретно хочет выяснить автор по завершении всей работы в целом?». Когда цель сформирована, начинают возникать такие вопросы, как «Что в данном случае необходимо выявить, описать, пронаблюдать, подсчитать, сравнить и т.д. для осуществления поставленной цели?».Ответив на эти вопросы, мы можем сформировать задачи работы .Например: «Цель работы - выяснить как влияет влажность воздуха на динамику роста и выживаемость личинок черного таракана. Задачи работы: 1)составить кривые роста личинок, содержащихся в различающихся по влажности условиях, отражающие также число и периодичность линек; 2)составить кривые смертности и определить общий процент выживаемости для личинок, содержащихся в различающихся по влажности условиях; 3)произвести сравнительный анализ полученных результатов». Иными словами, цель отражает стратегию исследований, а задачи – тактику.

Цели и задачи работы должны звучать достаточно конкретно. Если «цель работы» - изучить жизнь четырёх тараканов, работа будет носить скорее познавательный, чем исследовательский характер. Также не следует ставить слишком большое количество целей, поскольку в таком случае работа может стать трудновыполнимой. Конечно, в начале исследований можно (а под час и нужно) поставить несколько целей, но при более детальном знакомстве с объектом исследований и условиями работы, все равно придется остановиться на достижении 1-2-х (максимум 3-х) целей, отбросив менее интересное и (или) неосуществимое. Впрочем, поставить много конкретных целей всегда лучше, чем довольствоваться одной «общей» (типа «изучение тараканов»).

         Также при постановке цели и задач исследования следует помнить, что не следует ставить такие вопросы, ответы на которые очевидны. Например, если цель работы состоит в том, чтобы выяснить, существует ли зависимость роста растений от частоты полива, то результат нетрудно предположить, а значит возникает вопрос: зачем вообще такое исследование нужно было проводить?...  

         Следует заметить, что в ходе сбора материала постановка цели и задач может меняться. Мир живого непредсказуем, и исследователь (особенно, если он работает в природе) должен быть всегда готовым изменить свои планы в соответствии с возможностями. Поэтому часто цели и задачи работы, сформулированные по окончании сбора и обработки материала, могут значительно отличаться от поставленных в начале исследования, т.к. творческий подход к работе всегда предполагает некоторое переосмысление. Из этого, однако, не следует, что постановку целей и задач можно оставлять на «потом». Поставленные цели и задачи определяют все последующие этапы работы, поэтому прежде чем делать что-либо, всегда полезно задуматься о смысле своей деятельности. Тем более, что на всех последующих этапах работы (сбор сведений из литературы, подбор методики, сбор материала, анализ результатов) помнить об изначально поставленных целях и задачах необходимо.

2.  ВЫБОР ТЕМЫ

        Что касается выбора темы, то, прежде всего, следует отметить, что удачной будет та тема, которая интересует самого исполнителя исследовательской работы. Действительно, если тема работы не интересна самому исполнителю (например, в том случае, если она «спущена сверху» педагогом), то работа будет выполняться формально, и ее результаты не будут представлять интереса для других исследователей.

     Однако, одного интереса недостаточно. Необходимо, чтобы поиск ответов на поставленные вопросы был по силам учащимся, т.е. для успешности выполнения необходимо сочетание имеющихся знаний, физической подготовки, оборудование, погодных, экологогеографических и бытовых условий и т.п. Если исследователь берется изучать флору определенной местности, но не умеет различать растения даже до семейства и (или) не располагает хорошими определителями и оптикой и (или) дело происходит зимой, то целей учащиеся не достигнут. Выбирая тему работы, необходимо хорошенько подумать, есть ли условия для ее выполнения.

Некоторые темы заведомо обречены, быть малоинтересными. Имеется в виду работы чисто описательного характера, выполняя которые, исследователь ограничивается лишь констатацией фактов, не делая попытки их обобщить и объяснить.

Выбирая тему, учащиеся выбирают, прежде всего, объект исследования. «Мне нравятся муравьи, и я хочу по ним делать работу», - рассуждает некто. Но «Муравьи» - это ещё не тема исследовательской работы. Поэтому, остановив внимание на муравьях необходимо определиться, какие вопросы, связанные с муравьями, учащихся интересуют.

3. РАБОТА С ЛИТЕРАТУРОЙ

Сбор литературных данных должен осуществляться практически на всех этапах проведения исследования. Конечно, тащить с собой в экспедицию несколько ящиков книг редко обычно невозможно, но некоторые (самые необходимые) справочники, атласы, определители и заранее составленные выписки и памятки полезно иметь под рукой и в полевых условиях. Даже если работа с литературой будет приостановлена на время сбора полевого материала, читать то, что написали по данной теме другие исследователи, во-первых, необходимо, а, во-вторых, начинать это как можно раньше, т.е. на этапе выбора темы и формулировки цели и задач. Обследуя в поисках литературного материала библиотеки и книжные магазины, следует иметь в виду, что используемая в научной  работе литература делиться на ряд категорий:

   1.Научно-популярная. Сюда относятся  книги, статьи и т.п., содержащие очень доступную, но не вполне достоверную информацию. Материалы такого рода могут помочь лучше узнать изучаемые объект и проблему и определиться с выбором темы исследования, однако в силу того, что их авторы часто допускают научные неточности, ограничиваться такой литературой не следует.

   2.Учебная. К таковой относятся учебники, пособия, практикумы, методические рекомендации и др. Они пишутся и издаются для того, чтобы читатель мог получить целостные, системные знания по тому или иному предмету. Не имея таких знаний, невозможно проводить исследования, поэтому знакомство с учебной литературой должно предшествовать сбору материала для исследования работы. Разумеется, список учебной литературы для юных исследователей не должен ограничиваться школьными учебниками. Юные биологи и экологи должны не только знать любимый предмет на «5», но и иметь более глубокие знания по теме своей исследовательской работы. Возможно, для этого придется обращаться и к учебной литературе для студентов вузов.

   3. Справочная. К справочной литературе относятся определители, справочники, энциклопедии, энциклопедические словари и д.р. издания, позволяющие быстро получить основные сведения по возникшему в ходе работы вопросу. К справочной литературе обычно обращаются для уточнения знания того или иного термина, чтобы понять. Уместно ли использовать данное слово применительно к такой-то проблеме или нет. Кроме того, справочная литература содержит ту информацию, которая часто бывает, нужна, но при этом трудно запоминаема, например числовые значения тех или иных показателей. К такой информации относятся и названия видов животных (особенно беспозвоночных) и растений. Конечно, любой эколог и биолог должен стремиться помнить и узнавать «в лицо» как можно больше видов и групп, но поскольку возможности человеческой памяти ограничены, и знания не приходят сразу, то приходится пользоваться определителями.

   4.Научная. Книги, статьи и монографии научного характера пишутся в расчете на специалистов. Без знакомства с научной литературой по теме исследования трудно выполнить работу на достаточно серьезном научном уровне. Однако работа с такими публикациями требует знания терминологии и системы основных понятий той области знаний, в рамках которой данная литература написана. Поэтому чтению научной литературы должно предшествовать изучение литературы учебной. Кроме, того, работа с научными трудами часто заставляет обращаться к справочникам, словарям и энциклопедиям, т.е. к литературе справочной.

Сама же работа с литературой осуществляется параллельно с общим ходом исследований и состоит из определенных этапов. Выбору темы работа может способствовать чтение как научной, как научно-популярной литературы. Затем следует подумать, что необходимо прочесть, прежде чем приступать к сбору и осмысления материала. Обычно для правильной организации сбора материала необходимо хорошо знать три вещи: изучаемую проблему, объект исследования и методику изучения объекта и проблемы. Например, тема исследования - «влияние эвтрофирования на растительность Черного озера». Прежде чем начинать работу, следует, пользуясь учебником и справочной литературой, собрать сведения о том, что такое «эвтрофирование», чем оно вызывается, каким образом происходит и как влияет на различные компоненты водной экосистемы (данные о проблеме). Также необходимо понять, что из себя представляет растительный организм, какие бывают водные растения, какие из них обитают в озерах и т.д.(данные об объекте).Если опубликовано что-либо об экологических проблемах Черного озера (например, какие-либо научные или научно-популярные статьи), то важно постараться ознакомиться с тем, что издано как можно более детально. Кроме того, необходимо выяснить, какими методами в данном случае следует изучать растительность и как определить степень эвтрофирования (методика изучения). Для этого может понадобиться определенная учебная, точнее, методическая литература (методика исследований), а также научные публикации об аналогичных исследованиях. Возможно, после того знакомства с литературой захочется несколько изменить тему, уделив внимание менее изученным или, наоборот, более доступным для исследования вопросам.

В процессе сбора материала может понадобиться справочная литература. Например, для проведения исследований по вышеуказанной теме необходимо иметь определители водорослей и высших растений, а также литературу, помогающую тем или иным способом диагностировать степень эвтрофирования. Такая литература должна быть всегда под рукой, т.к. прочесть ее недостаточно – ею необходимо постоянно пользоваться!

Когда материал собран, его необходимо математически обработать. Как это делается, можно узнать, рассматривая научные работы других исследователей, которые выполнялись по аналогичной схеме, пусть даже и на других объектах.

Например, если работа посвящена наблюдениям за гнездом орланабелохвоста, то чтобы понять, как обрабатывать результаты, обычно бывает достаточно внимательно познакомиться с любыми серьезными исследованиями гнездового поведения птиц любого вида.

А чтобы достаточно глубоко осмыслить собранный материал и объяснить полученные результаты, следует не только проштудировать научные труды, но и вновь обратиться к учебникам и справочникам. Например, нас интересует, почему одни виды птиц обнаружены в одних биотопах, а другие встречались в сообществах совершенно иного типа. Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно хорошо знать особенности образа жизни каждого из обнаруженных видов, а почерпнуть эти сведения можно как из научных и научно-популярных статей, так и из справочников, учебников, практикумов и энциклопедий.

На этапе написания уже самого текста отчета нередко приходится сообщать сведения, почерпнутые из литературы. При этом ссылка на литературный источник необходима. При цитировании или пересказе литературного источника ссылка оформляется следующим образом: «…согласно данным ряда исследователей (Иванов,1963, Петров,1970, Сидоров,1991); сабельник произрастает на мезотрофных болотах …», или «термин «экология» предложил в 1866 г.Э.Геккелем для обозначения общей науки об отношениях организмов с окружающей средой» (цитируется в переводе Г.А.Новикова, 1980,с.66)…». Таким образом, в тексте отмечается только фамилия автора, год публикации литературного источника, по необходимости указывается страница, полное же название литературного источника приводится в конце работы, в списке использованной литературы (об оформлении списка- см. гл. «Как грамотно оформить отчет»). Вообще, при обнаружении любого материала, имеющего отношение к теме исследования, весьма полезно записать библиографические данные. Необходимо отметить фамилию и инициалы автора, название книги или статьи (если статья в сборнике или журнале - название сборника или название и номер журнала), город, в котором материал издан, название издательства и год издания, а также количество страниц. Эти данные пригодятся в дальнейшей работе с литературой, а при написании последних страниц отчета они будут просто необходимы.

В заключение этой главы хотелось бы напомнить, что в познании живого ни одна книга не сможет заменить наблюдений в природе или в лаборатории, а с другой стороны, провести интересное исследование без серьезной теоретической подготовки весьма затруднительно. Так что работа с литературой является необходимым, но не достаточным компонентом исследовательской работы.

4. ВЫБОР МЕТОДИКИ СБОРА МАТЕРИАЛА

Разобрано и продолжает разрабатывать огромное количество методов исследования тех или иных групп живых организмов. Поэтому чаще всего проблема состоит не в отсутствии методики, а в её выборе. Принципы, которыми следует руководствоваться при выборе методов исследования.

4.1. Соответствие поставленным целям и задачам. Совершенных и универсальных методов не бывает. Одни методы позволяют легко и быстро собрать много материалов, но количественные оценки объектов или явлений будут не точны, другие – дают достаточно точные цифры, но более трудоёмки. Например, чтобы выяснить, какие виды растений произрастают в данной местности, достаточно собрать гербарий и определить обнаруженные виды и составить флористический список. Если цель работы – чисто флористическая (т.е. составить список видов), такая методика вполне приемлема. Но если учащихся хотят изучить структуру и закономерности развития растительных сообществ, а также выяснить влияние тех или иных факторов на растения, придётся использовать методики, позволяющие оценить обилие разных видов растений. Выбор методики также должен соответствовать объекту исследований. Если учащихся оценивают обилие травянистых растений луга, размеры описываемых площадок могут быть небольшими – не более одного квадратного метра. Но если учащихся интересует состав древостоя в лесу, то необходимо закладывать модельные участки значительно большей площади.

4 2.Стандартность. Далеко не всегда можно пересчитать все деревья в лесу или всю рыбу в озере  или пронаблюдать каждый момент в жизни кошки, но оценить относительное обилие обнаруженных видов (особей) или частоту наблюдаемых явлений в цифрах и можно, и нужно стараться сделать. Поэтому сбор материала должен производиться такими методами, которые позволяют получать сравнительные данные. Конечно, обязательность этого требования зависит от задач исследования. Особенно важно использовать единообразие, стандартные методы в исследованиях сравнительного характера. Отлавливая кого бы то ни было в сравниваемых сообществах, следует иметь ввиду, что если конструкция ловушек, поставленных в сообществе. А, принципиально отличается от таковой в сообществе. Б, то сравнивать эти сообщества по численности учитываемых животных некорректно или, проще говоря, нельзя. Для получения сравнимых данных результаты не должны зависеть от субъективных особенностей (настроения, остроты зрения, слуха, охотничьей сноровки, наблюдательности, склонности преувеличивать или преуменьшать и т. п.) исследователя. Это удается при учетах ловушками измерениях, проводимых с помощью приборов (весов, линейки и т.п.) Почти во всех остальных методах изучения жизни животных доля субъективного всегда присутствует. Например, при учете птиц по голосам результат может зависеть от опытности (способности различать голоса), остроты слуха, самочувствия исследователя и даже от того, к улавливанию каких звуков (высоких или низких) лучше приспособлено ухо. Одни учетчики склонны завышать число услышанных птиц, другие наоборот - занижают. Подобное происходит и при изучении других групп животных и растений. Избежать этого эффекта обычно не удаётся, но искажение результатов можно существенно сгладить. В геоботанических исследованиях существует величина – проективное покрытие (т.е сколько процентов площади земной поверхности учетной площадки покрывают растения данного вида или группы). Поскольку покрытие определяется на глаз, ошибка неизбежна, но ее можно значительно уменьшить, бросая (куда упадет)специальную рамку специального размера (25×25см, 50×50см или 1×1м)и определяя процентное соотношение растений по покрытию не во всем сообществе сразу, а внутри рамки. После определенного числа таких точечных (или, если угодно, «рамочных») описаний результаты усредняются. Также можно стандартизировать и такой неточный метод учета насекомых как «кошение», заключающийся в прочесывании сачком кустарника и травостоя.

4.3. Производительность. При малом количестве собранного материала невозможно выявить закономерности, поэтому каждый исследователь старается  использовать такие методы, которые дают возможность собрать за определённый промежуток времени количество материала, достаточное, чтобы сделать вывод. Например, можно разработать достаточно стандартную методику учёта крупных  почвообитающих беспозвоночных, отслеживая жуков и пауков, живущие в почве, ведут скрытый образ жизни, материал придётся собирать крайне долго. Если работа осуществляется путём визуальных (зрительных) наблюдений, то наиболее производительна та методика, которая позволяет больше увидеть. Если проводится учёт путём отлова ловушками, то производительность пропорциональна уловистости используемых ловушек.

    От того, насколько много материала и насколько быстро позволяет собрать используемая методика, зависит достоверность результатов исследования. Например, проводили учёт орнитофауны, встретили 2-х серых ворон, 4-х воронов и 3-х полевых воробьёв и больше никого не обнаружили, то делать вывод о доминировании воронов, не надо т.к. объём выборки слишком мал и полученные результаты могут носить случайный характер. Чтобы получить достоверные результаты, часто необходимо достаточно большое количество материала, поэтому производительность методики весьма важны - категории, т.к. чем больше удается пронаблюдать, встретить, увидеть, услышать или поймать, тем скорее будет собран достаточный для обобщения и получения выводов объем материала.

4.4. Простота применения. «Нет в мире совершенства», - говорил персонаж известного произведения Экзюпери. Нередко оказывается, что чем больше позволяет узнать методика, тем сложнее ее использовать, и наоборот, чем проще метод, тем уже его возможности. При выборе методики исследования часто приходится компромисс между желанием больше узнать и ограниченными возможностями. Например, чтобы детально изучить особенности поведения хомяка в живом уголке, нужно не сводить с него глаз многие часы, отмечая каждое кратковременное изменение в его поведении. Этот метод, называется этологами (специалистами по поведению животных)сплошным протоколированием, может дать многое, но, если исследователь наблюдает за группой из 5 зверьков и более, сплошное протоколирование не получится, т.к. за всеми не уследишь…. В таких случаях используют более простые методики, например, метод временных срезов, когда отмечаются формы поведения объектов в определенные моменты, через определенные промежутки времени. Простота не всегда оправдана, но в ряде случаев сложная методика может оказаться не по силам. Поэтому, прежде, чем начинать собирать материал, необходимо задать себе вопрос: смогу ли я его собрать? Если выполнимая одним исследователем работа требует непрерывных круглосуточных наблюдений, следует либо поискать напарника, либо подумать о возможности «дробного» сбора материала. А можно вообще изменить тему.

4.5. Доступность необходимого оборудования. Недостаток оборудования может существенно ограничить выбор темы исследования. Если методика подразумевает исследование приборов, инструментов или реактивов, раздобыть которые не представляется возможным, нужно подумать о том, чем их заменить или из чего и как их сделать самостоятельно (если это возможно). Конечно, самим сконструировать бинокулярный микроскоп весьма затруднительно, но в отдельных случаях его успешно может заменить сильная ручная лупа. Хотя сачки в широкой продаже отсутствуют, сделать сачок по известной схеме ученикам вполне по силам. Формалин, с некоторыми оговорками, может быть заменен раствором поваренной соли и т.д. и т.п. «Голь на выдумки хитра!». Но иногда никакие выдумки не помогут. И если методика предполагает электронную микроскопию, следует найти электронный микроскоп или сменить методику, а может быть и тему.

4.6. Научная обоснованность. Иногда адаптированные для применения школьниками методики могут оказаться принципиально неверными, т.к. дают неоднозначно трактуемые результаты. Например, некоторые методы оценки загрязнения воздуха по растениям предполагают определения степени хлороза хвои сосны, т.е. чем больше желтых хвоинок, тем выше уровень загрязнения. Однако пожелтение хвои может происходить по самым разным причинам, не всегда связанным с загрязнением. Такая методика может дать вполне коррективные результаты, лишь при условии, если применяющие ее исследователи учтут не только состояние хвои, но и наличие болезней и повреждений на стволе, состояние почвы и многие другие особенности, также могущие вызвать хлороз хвоинок. Применяя упрощенные методы, легко допустить грубейшей ошибки и сделать неверные выводы, поэтому, выбирая методику сбора материала, нужно стараться учитывать все обстоятельства, влияющие на получение результатов.

5. ВЕДЕНИЕ ДОКУМЕНТАЦИИ

Из всего разнообразия материальных средств, какие только могут быть использованы в научных изысканиях, есть один предмет, который крайне необходим и ничем не заменим, независимо от темы исследования. Этот предмет называется дневником (или журналом). В него заносятся наблюдения, результаты учётов и др. первичные данные, которые затем предстоит обобщать и анализировать, чтобы получить результаты и сделать выводы.

При ведении дневника следует помнить правило №1: собирая материал во время наблюдений, прохождения учётного маршрута, выполнения эксперимента и т. п., необходимо записывать подмеченные факты сразу, на месте наблюдения, не откладывая запись до более удобного случая. Какова бы ни была наша память, бумага все равно надежней.

Форма ведения записей. Во время работ в природе в качестве полевых дневников удобно использовать записные книжки в клеенчатой или твёрдой обложке карманного формата. Бумага должна быть разлинована в клетку, чтобы удобней было чертить таблицы и делать рисунки. На случай потери дневника полезно на первой обложке указать фамилию, имя и координаты (адрес, телефон, организацию) владельца. Чтобы в случае промокания дневника записи оставлялись читаемыми, писать лучше простым карандашом (или водостойкой пастой ), т.к. написанное гелиевым стержнем, фломастером, а подчас и пастой, легко расплывается от воды.

Все данные, заносимые в полевой дневник, необходимо датировать. Если в дневнике отмечается встреча активного животного, необходимо указать также и время. Кроме наблюдений, в полевом дневнике следует отмечать погоду (температуру, облачность, осадки, атмосферное давление, силу и направление ветра), а также место проведения исследования (области, район, ближайший населенный пункт и, если известно, название реки, озера, номер лесного квартала и т. п.) .  Читатель дневника должен иметь возможность получить наиболее полную информацию о тех условиях, в которых велись исследования.

Кроме дневника, первичную информацию можно заносить на карточки. Это бывает удобно в тех случаях, когда в сборе материала участвует много людей. Руководитель и автор работы продумывает те вопросы, которые должны быть освещены при заполнении карточки и инструктируют своих помощников (которыми могут быть все остальные участники экспедиции), как эти карточки заполнять. В последнее время многие исследователи заранее составляют и тиражируют бланки, где дается подсказка, какие факты следует отметить при сборе материала. Затем бланки раздаются другим участникам сбора материала, которые могут их заполнить, имея лишь минимальную подготовку. Например, часто оказывается целесообразным использование бланков геоботанических описаний, встреч крупных лесных животных, паспортизации муравьиных гнезд и др.

Однако, карточки и бланки не заменяют собой журнал. Если сбор материала происходит в «цивильных условиях» (например, в лаборатории), то данные удобнее всего заносить сразу в журнал (т. е. в аккуратно оформленную тетрадь обычно большего, чем полевой дневник, формат). Такой «стационарный» дневник необходимо вести в любом случае, независимо от того, где и как собирается первичный материал. В зависимости от задач исследования журнал часто бывает целесообразным расчерчивать в виде таблице. Например, если ведется многократный учёт птиц по одному маршруту, то данные такого учёта можно заносить в таблицу, которая заполняет по каждому из учетных участков и выглядит следующим образом:                       

   Конечно при учете птиц, вести журнал на маршруте затруднительно. Удобней записывать данные в полевой дневник, а по возращении с маршрута переносить в журнал. Что же касается беспозвоночных, лишайников и других, трудных для определения объектов, то таковые лучше приносить в лабораторию, отмечая в полевом дневнике лишь номера проб, место сбора и т.п., а уже после определения заполнять журнал.

   Если изучать поведение содержащихся в живом уголке животных методом временных срезов (т.е. регистрируются формы поведения всех видимых особей через определенные промежутки времени), то в журнале (или, если угодно, в дневнике) заранее готовится таблица по образцы представленном ниже:

*- последний столбец в подобных таблицах полезно оставлять пустым для примечаний или суммирования результатов. При наблюдениях за поведением животных (особенно подвижных) часто бывает необходимо использовать значки или  сокращения (сд. дом - сидит на домике, хд. -пер.- ходит по передней части клетки, агр. -Ф.- агрессивный контакт с «Фунтиком» и т.п.). При этом в начале журнала или дневника должна приводиться полная расшифровка всех обозначений. При необходимости допустимы грамматически неправильные сокращения, т.к. главные требования к ним – возможность быстрого написания и понятность для использующего их исследования.

   В тех случаях, когда работа предусматривает сбор коллекционного материала (гербарий, коллекция насекомых, тушек и т.п.), все экспонаты необходимо снабжать этикетками, иначе коллекция не будет иметь научной ценности. Кроме указания видимого названия (если оно известно), этикетка должна содержать название государства, региона, ближайшего населенного пункта, тех или иных ориентиров, а также дату сбора коллекционного материала и фамилию исследователя, его собравшего (коллектора). Например  

   Размеры этикеток, в зависимости от типа коллекционного материала и задач исследования, могут быть произвольными или жестко стандартными.

6. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА СОБРАННОГО МАТЕРИАЛА

Обычно обработка материала начинается с выражения полученной информации в цифрах. Результаты сбора могут показывать, сколько экземпляров и каких видов птиц удалось увидеть, сколько мышей и какого возраста удалось поймать, сколько раз было замечено то или иное явление и т.п. Что бы полученные результаты можно было сравнить и анализировать, их необходимо приводить к общему критерию (если угодно, к общему знаменателю), которым может быть единица измерения времени (час, сутки и т.п.), длины (км учетного маршрута), площади (кв. м, га), объема (л, мл), работы по сбору материала (временные срезы, обследование особи, ловушко-сутки ) и т.д. Сделать это можно по-разному. Например, если учитывать жуков, пауков, мышевидных грызунов и т.п. с помощью ловушек, то может получиться так, что нам не удалось поставить одинаковое количество ловушек на всех участках или время экспозиции (работы ловушек ) не было одинаковым на всех участках. В подобных случаях результаты учетов должны быть пересчитаны на едино, желательно круглое, число (10, 100 или 1000) ловушко - суток. Делается это так : число ловушек умножается на время их работы (в сутки) и делится на 100 (10 или 1000 – в зависимости от уловистости), получается определенное число (коэффициент). Затем общее число экземпляров изучаемых видов по каждому участку делим на полученный коэффициент. Получается небольшое, обычно дробное число, характеризующее уловистость (которая обычно соответствует обилию данного вида) по  каждому участку.

   Например, если на участке А в течение 8 суток работало 5 ловушек и поймало 23 экземпляра, то чтобы пересчитать уловистость на 10 ловушко-суток производится следующий расчет:

23/N, где N =8×5 /10=4, 23/ 4=5,75 особи на 10 ловушко-суток.

   При изучении биотопической приуроченности видов определенной группы результаты исследований удобно сводить в таблицу.

   В черновой таблице полезно оставить несколько нижних строк пустыми для тех или иных дополнительных показателей по обследованным сообществам. Подобные таблицы можно составлять и по растениям, но тогда численность оценивается в процентах проективного покрытия, числе стволов и т.п.

Если изучалась суточная активность того или иного животного, и проведено трое суток наблюдений, то сначала необходимо разграничить формы поведения ( кормежки, сон, различные взаимоотношения с другими особями  и т.п.). Затем нужно поделить сутки на часы и пересчитать средние затраты времени на каждую форму поведения за каждый час, используя данные всех трех циклов наблюдений. Результаты также следует занести в таблицу, которая будет выглядеть несколько иначе.

   У обеих таблиц есть общее свойство – они дают возможность классифицировать и сравнивать полученные результаты. В свою очередь, «расчленив» предмет изучения, будь то комплекс видов жужелиц  в лесу или поведение льва в зоопарке, на составляющие, и, видя сравнительную оценку этих составляющих в виде рядов  цифр, выявить те или иные закономерности гораздо легче. Конечно, выявление закономерностей возможно только при том условии, если собрано достаточное количество  материала.

  Кроме того, по данным таблиц можно строить диаграммы, графики и гистограммы, что придает полученным результатам большую наглядность и облегчает их восприятие и осмысление.

7. ОБОБЩЕНИЕ И АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

   Одна из самых распространённых ошибок начинающих исследователей состоит в том, что их исследование заканчивается на первичной обработке материала. В своих  отчетах они проводят аккуратно подчитанные показатели разнообразия, численности, плотности, частоты встречаемости и т.п., но при этом только констатируют факты и цифры, не пытаясь объяснить полученные результаты. Такого рода ошибки особенно обидны тогда, когда собран богатый материал, позволяющий делать интересные и вполне обоснованные выводы. Например, группа юных экологов провела обследование определенной территории. Подробные описание растительности, почвенных и геоморфологических условий на модельных участках были составлены грамотно. Использовалось стандартные и эффективные методики, проведены учеты численности птиц, мелких млекопитающих и почвенных беспозвоночных на каждом участке. В результате обработки материала были составлены флористические и фаунистические списки, представленные в виде таблиц, показывающих распределение обнаруженные видов по биотопам. Однако на данном этапе исследование еще рано считать законченным. Необходимо постараться ответить на целый ряд вопросов: для каких видов, систематических и экологических групп организмов какие условия окружающей среды более, а какие менее благоприятны? Какие экологические факторы оказывают влияние на обследованные сообщества и отдельные компоненты этих сообществ, какого рода это влияние? Почему данные виды (группы) обнаружены (или не обнаружены ) в сообществах именно такого типа? И т.д., и т.п.. Найти объяснение подмеченным фактам и подсчитанным цифрам можно изучая литературные данные об особенностях строения и жизнедеятельности обнаруженных видов и групп, советуясь с научным руководителем и другими коллегами и просто размышляя о причинно-следственных связях. Конечно, ответить на некоторые из перечисленных вопросов не позволит объем и характер собранного  материала, но постараться проанализировать полученные результаты как можно более основательно все равно необходимо. Следует помнить, что основные вопросы естествознания не «Что?» и «Сколько?», а «Как?» и «Почему?». При этом описание фактов и представление полученных данных в цифрах и графиках является не самоцелью, а средством достижения цели работы.

8. ПРАВИЛЬНЫЕ  ВЫВОДЫ  В ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

   Выводом является краткое подведение итогов исследований, обычно носящее более или менее обобщенный характер. В исследовательской работе, как правило, вывод есть нечто иное, как ответы на вопросы, поставленные при формулировке цели и задач исследования. Выводы также можно рассматривать как краткое  изложение по пунктам осмысленных и обобщенных результатов работы. При этом не следует путать вывод с результатами. Если последние представляют собой обнаруженные в ходе материала «голые» факты, то выводы есть плод как опытов, измерений и наблюдений, так и размышлений над полученными данными. Например, «На 10 км учетного маршрута в сообществе А обнаружено 23 экз. вида Х, а в сообществе Б- 148»- это всего лишь результат, но никак не вывод. Вывод же должен носить характер некоего обобщения: «Вид Х предпочитает сообщество типа Б сообществам типа А».

   Другое не менее важное требование к выводам состоит в том, что выводы должны следовать из результатов, т.е. быть максимально обоснованными.  Например, при учете муравейников в лесу N выяснилось, что большая часть муравьиных гнезд имеет как бы «срезанный»,  «развороченный» купол. Опираясь на эти данные, незадачливый исследователь делает вывод, что лес N в значительной степени подвергается антропогенной нагрузке. Однако «виноватыми» в таком состоянии муравейников оказывается вовсе не люди, а населяющие лес кабаны, медведи и дятлы, для которых муравьи служат пищей. Чтобы выводы действительно были грамотно обоснованными, нужно обладать определенными знаниями, выходящими за пределы изучаемой темы. Также необходимо стараться выдвигать больше версий, объясняющих полученные результаты, а затем критически анализировать предварительные соображения, обращаясь за недостающей информацией к литературе и специалистам.

   И наконец, выводы должны основываться на достаточном объеме материала.                                                   Поскольку  выводы  являются обобщением фактов, то прежде, чем делать выводы, автор должен иметь, что обобщать, т.е. собрать достаточное количество фактов по теме своего исследования. Например, если изучалась, кормовая избирательность морских свинок и проведен всего лишь один эксперимент, во время которого зверькам предлагали различные типы кормов, то выводы делать невозможно, т.к. где гарантия, что выбор зверьков был не случаен?! Даже если проведено 3-5 аналогичных опытов, но разброс данных слишком велик (в половине случаев морские свинки выбирают разные корма) повторность следует увеличить, проведя такой эксперимент еще несколько раз, меняя корма местами и , по возможности, исключая воздействие посторонних факторов. Если закономерность не выявляется и при большей повторности, значит, ее просто нет или следует пересмотреть методику.

   Итак, если выводы есть обобщение результатов, то они должны быть тщательно продуманы и подкреплены достаточным количеством фактов.

9.  СОСТАВЛЕНИЕ ГРАМОТНОГО ОТЧЕТА

   Отчет по исследовательской работе – это тот документ, который делает результаты проведенного исследования достоянием научной общественности. Поэтому основные требования к отчету – информативность, логичность и доступность изложения. Чтобы выполнить эти требования, необходимо придерживаться общепринятых правил оформления и плана написания исследовательских работ.

 Каждый правильно оформленный отчет должен начинаться с титульного листа, на котором (сверху вниз) пишется следующая информация.

1. Название организации, в которой данная работа проводилась (пишется вдоль верхней части листа).
2. Название работы (пишется в середине листа).
3. Фамилия Имя исполнителя, т.е. автора данной работы (пишется ниже названия).
4. Фамилия И.О. научного руководителя, его должность, ученая степень (пишется ниже фамилии автора, с указанием «Научный руководитель-» ).
5. Населенный пункт и год выполнения работы (у нижнего края листа).

Все таблицы, схемы, графики, диаграммы, фотографии должны быть пронумерованы, причем для таблиц нумерация ведется отдельно. Выносить их в приложения можно, но не обязательно.

   Также в целях облегчения работы с отчетом при его написании принято придерживаться определенной последовательности глав. В ходе работы многих поколений ученых выработался общепринятый план написания «научного труда». Представим этот план с некоторыми комментариями.

План составления отчета по исследовательской работе:

1.  Введение пишется для того, чтобы читатель /необязательно специалист в той области знания,  по которой проведено исследование/мог понять, чего  ему ожидать при прочтении остального текста. Во введении  может подчеркиваться актуальность темы, рассказываться об особенностях объекта исследований чтобы читатель понял, почему  исследователь выбрал именно эту тему и именно этот объект, но главное, введение должно содержать краткую формулировку цели и задач работы, т.е. отвечать на вопрос: «Зачем данное исследование проводилось? » Иными словами, во « Введении» ставятся те вопросы, ради ответа на которые и делалась сама работа.

2. Обзор литературы представляет собой краткое обобщение имеющихся сведений по теме работы, почерпнутых из литературы. Нередко бывает полезно дать и в литературном обзоре общие сведения об объекте исследований, но чрезмерно увлекаться этим не следует, т.к. по спектру рассматриваемых вопросов обзор литературы должен соответствовать теме работы!  Итак, если введение объясняет читателю, что  хочет узнать автор то в обзоре  литературы рассказывается о том, что другие исследователи узнали по этому вопросу раньше.

3. Методика проведения исследований (материалы и методы).  Этот раздел описывает те методы, которыми проводился сбор материала. Он может рассказывать о методах наблюдения, учета или сбора живых объектов, описывать использованное оборудование (особенно если применялись нестандартные приборы и инструменты). Необходимость выбора нестандартных методов нужно обосновать. Если исследования проводились в природе, следует провестиописания конкретных природных сообществ, в которых производился сбор полевого материала. Впрочем, последние часто выносятся  в отдельную главу - «Обследованные сообщества». Если же изучалась жизнь животного в неволе, то нужно рассказать  об условиях содержания  подопытных особей, что также можно сделать  и отдельной главе – «Условия содержания». Иначе говоря, в отчете необходимо описать те условия, в которых  находился объект  изучения будь то организм, популяция или целая экосистема.

4. Результаты  и их обсуждения. Обычно эта глава начинается с краткого сообщения об объеме собранного материала (количество часов наблюдений, описанных площадок, встреченных птиц, пойманных зверьков и т.п.). Это необходимо, чтобы у читателя сложилось представление  о степени достоверности  результатов исследования. Затем следует представление полученных данных в «стандартизированных»  цифрах  и фактах (процентах количество экземпляров  на единицу площади или объема, явлениях в час и т.п.) Для этого чтобы эта глава была понятной и читаемой, а обилие цифр не утомляло читателя, необходимо постараться  свести  всю информацию и таблицы, а также  использовать диаграммы, гистограммы  и графики. При этом не следует повторять досадную ошибку многих  начинающих натуралистов, а именно ограничиваться  констатацией фактов, не пытаясь дать им объяснения. Важно стремиться к тому, чтобы, обсуждая результаты, отвечать не только на вопрос « Что?», но и на вопрос «Почему?»!.

5.Заключение представляет собой ответы  на вопросы, поставленные во «Введении». Заключение должно содержать выводы. Об  их формулировке - см.гл.8. Если исследование имеет явное прикладное значение, то в «Заключении»  можно поместить конкретные практические рекомендации. Кроме того, в «Заключении» желательно сообщить и о своих планах, касающихся  дальнейшей работы в данном направлении. Например, « исследования по данной теме планируется продолжить в следующем сезоне, уделив особое внимание …».

6. Список  использованной литературы включает единый перечень литературных источников (статей, монографий, тезисов докладов и т.п.), использованных на всех этапах выполнения исследований. Источники должны упоминаться в установленной форме. Например: Винберг Г.Г. Многообразие и единство жизненных явлений и количественные методы в биологии \\Журн.общ.биологии, 1981г.,Т.42,№1,с.5-8; Райков Б.Е.,Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. М.Топикал, 1994 – 640 с.; Фасулати К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных. М,; Высшая школа, 1971-424 с,; и далее по алфавиту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа на протяжении ряда лет  над проблемой  повышения качества знаний учащихся, развитием их творческих способностей, я убедилась в том, что значительные педагогические  усилия необходимо направить на мотивацию учащихся.  Наиболее эффективно  ее можно осуществить  за счет  целостной организации  образовательного процесса, использования  прогрессивных образовательных технологий и методов. Особую значимость при этом приобретает  исследовательская работа, которая позволяет школьникам овладеть умением построения цепочки:  от идеи  через цели, задачи, мозговой штурм до реализации и защиты своей работы. Исследовательская деятельность  основана, прежде всего, на развитии самостоятельности учащихся, гибкой организации процесса обучения. В результате полнее обеспечиваются  современные требования  к развитию личности обучающихся учитываются их  индивидуальные интересы  и  способности, осваиваются не только конкретные поисковые действия, но и  системный подход  к решению различных, в том числе и сугубо житейских задач. В исследовательской работе  привлекает ее нацеленность на активизацию имеющихся  и формирование новых знаний и умений,  личностно и общественно значимый результат, атмосфера делового сотрудничества  учителя и учащегося. В ней изменяются  ролевые  функции ученика и учителя. Ученик становится полноправным субъектом взаимодействия  с учителем.  Основной функцией педагога становится консультирование, позволяющее школьнику в процессе выполнения работы реализовать логическую технологическую цепочку:

1) выбор учеником, на основе сформировавшегося  интереса,  темы работы

и формы  ее выполнения  (индивидуальная  или групповая);

2) определение целей и задач  работы;

3) написание отчета;

4) защита исследовательской работы и рефлексия полученных результатов.

Конечно, на различных этапах  работы роль  педагога меняется, однако стержнем его работы  с учеником  является роль  консультанта и помощника.

Цель исследовательской работы: создание условий для формирования исследовательских умений учащихся, способствующих развитию творческих способностей и логического мышления.

Задачи, решаемые в процессе реализации исследуемой работы:

- развитие познавательных способностей учащихся;

- совершенствование способностей к самообразованию;

- развитие умения ориентироваться  в информационном пространстве и выделять главное;

- обучение школьников рефлексии;

- обучение учащихся  умению публично выступать;

- развитие у школьников критического мышления.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

На протяжении 10 лет учащиеся школы ведут мониторинг лесных пожаров в Новоспасском лесничестве Ульяновской области. Исследовательская  работа «Мониторинг лесных пожаров Новоспасского лесничества и противопожарная пропаганда среди населения» получила заслуженную оценку на областном конкурсе «Подрост -2008 и 2010», заняв 1 место в номинации «Практическая природоохранная деятельность», областной научно - практической конференции «Шаг в будущее», заняв 2 место в номинации «Практическая  экология», сертификат о признательности Ульяновского государственного университета за лучший  проект «Город моей мечты - 2008», грамота с отзывом 2 степени Министерства образования Ульяновской области  в 3 этапе Всероссийской олимпиады школьников по экологии,  дипломом Прави тельства Ульяновской об ласти и Министерства об разования Ульяновской об ласти в номинации «Соци ально значимая и общественная деятельность», премия гу бернатора Ульяновской об ласти Сергея Ивановича Морозова в размере двух тысяч рублей на   III и IV ассамблеи талантливой молодежи – 2008 и 2009.

В 2012 году исследовательская работа «Мониторинг лесных пожаров Новоспасского лесничества и противопожарная пропаганда среди населения» будет направлена на заочный этап Всероссийского юниорского конкурса «Подрост».

Проект «Принципы исследовательской работы в области биологии, экологии рецензирован заведующим кафедрой естествознания Ульяновского ИПК ПРО, кандидатом химических наук, доцентом - Аметовым Р. М. Так же проект был отмечен дипломом 2 степени на  межрегиональной выставке - ярмарке инновационных образовательных проектов. Проект был опубликован в профессиональных педагогических журналах: «Учитель» 1\2010, «Биология в школе» 4\2010

ЛИТЕРАТУРА

1. Особо охраняемые природные территории Ульяновской области / Под. ред. В. В. Благовещенского. - Ульяновск: «Дом печати», 1997. - 184 с.
2. Бураков С. О., Волкова П. И. и другие. Географическое краеведение. Учебное пособие для 6 - 9 классов общеобразовательных учреждений Ульяновской области. Изд. «Корпорация технологий предложения», Ульяновск 2002 г., 238 с.
3. Зорина Т. Г. Школьникам о лесе. «Лесная промышленность», 1971 г., 220 с.
4. Криксунов Е. А. и др. Экология: 9 класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений/ Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник, А. П. Сидорин. - М.: Дрофа, 1995. - 240 с.
5. Пасечник В. В. Школьный практикум. Экология. 9 кл. - М.: Дрофа, 1998. -64 с.
6. Петров В. В. Лес и его жизнь: Кн. для учащихся. - М.: Просвещение, 1986.-159 с.
7. Хрибар С. Ф. «Пробуем изучать живое». Центральная станция юных натуралистов и экологов, Москва 1996 г., 18 с.
8. Чернова, Н. М. Основа экологии: учебник для 10 (11) классов общеобразовательных учреждений/ Н. М. Чернова, В. М. Галушин, В. М. Константинов; под. ред. Н. М. Черновой. - 10 изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2006. - 302, (2) с.
9. Российский общественно - педагогический журнал «Народное образование» 2003 г. № 3 228 с.

обнаруженные в ходе материала (с результатами. Если последние представляют собой обнаруженные в ходе материа