Методика формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

методика формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания

(биология, уровень профессионального образования)

Константинов Владимир Александрович

Астрахань, 2010

Работа выполнена в Ярославском государственном педагогическом университете имени К.Д. Ушинского на кафедре ботаники, теории и методики обучения биологии

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор Сухорукова Людмила Николаевна

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор Носова Тамара Михайловна

кандидат педагогических наук Гаврилова Мария Александровна

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Томский государственный педагогический университет»

Защита состоится 3 декабря 2010 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.05 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, д. 1, ауд. 101

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Астраханского государственного университета.

Текст автореферата размещён на официальном сайте Астраханского государственного университета http://www.aspu.ru____октября 2010 г.

Автореферат разослан___ октября 2010 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета С.З. Кенжалиева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современная культурно-историческая ситуация характеризуется динамичностью, стремительным обновлением знаний в разных областях науки и практики. Человек попадает в ситуации, когда невозможно использовать заранее подготовленный алгоритм для решения жизненных проблем, важно идти через поиск к открытию. Динамично развивающееся общество требует изменения в содержании профессионального образования, в том числе и педагогического. Современному педагогу важно быть готовым к принятию нестандартных решений, активному участию в инновационных процессах, чтобы развивать творческие способности школьников и развиваться самому. Творчество неотделимо от исследования. Поэтому важно уже в период обучения в университете формировать у будущего педагога исследовательскую компетентность - готовность и способность к исследовательской деятельности. Для студентов биологической специальности природной лабораторией может стать ботанический сад, главная миссия которого, согласно международной программе ботанических садов (2000) - изучение и сохранение растительного разнообразия. Известно, что десятки видов растений, исчезнувших из природных фитоценозов, сохранились только в ботанических садах. Растениям угрожает целый комплекс факторов: нерегулируемый сбор, нерациональное землепользование, урбанизация, загрязнение. Вместе с тем растения играют ключевую роль в поддержании основного экологического баланса планеты и стабильности её экосистем. Хотя сравнительно много людей опосредованно участвует в охране растений, для этой деятельности требуются специалисты с обширным диапазоном знаний и умений по морфологии, систематике, экологии растений. Однако профессионалов-систематиков не хватает, «умение определять и классифицировать растения исчезает как раз в то время, когда общепризнанным становится понимание жизненной необходимости биоразнообразия» (Глобальная стратегия сохранения растений, 2004). Преодолеть «таксономическое препятствие» поможет формирование у студентов исследовательской компетентности при изучении растительного разнообразия ботанического сада. Сад - символ добра, человечности, уверенности в завтрашнем дне, олицетворение ценности и смысла жизни. Овладение методами исследовательской деятельности в условиях ботанического сада не только развивает, но и приобщает к ценностям экологической культуры.

Анализ психолого-педагогических работ позволяет заключить, что интерес к исследовательской деятельности как предмету изучения возрастает. В частности, авторы раскрывают пути интеграции деятельностного и компетентностного подходов (И.А. Зимняя, В.В. Краевский, А.В. Хуторской), рассматривают условия формирования исследовательской компетентности (Л.А. Голубь, В.И. Загвязинский, В.С. Лазарев), выясняют роль исследовательской компетентности в профессиональной подготовке педагога (О.Н. Лукашевич, С.М. Маркова, З.Г. Облицова). Переосмысливаются формы и направления исследовательской деятельности в экологических лагерях (Л.А. Громова), на станциях юных натуралистов (Я.Е. Амбражевич), музеях (А.И. Клюкина, Т.М. Носова, В.Г. Шведов), научных обществах (А.В. Леонтович, А.С. Обухов). Однако исследований, посвящённых проблеме формирования исследовательской компетентности студентов в условиях ботанического сада, не проводилось.

Анализ учебных пособий, программ по ботаническим дисциплинам вуза показал, что преподаватели сконцентрированы на предметном содержании и рассчитывают на мотивированного студента, который способен самостоятельно овладеть научно-исследовательской деятельностью. Коллекционный фонд ботанического сада используется в основном в учебных целях, студент не имеет возможности занять позицию субъекта исследовательской деятельности по изучению растительного разнообразия. Однако требование современности - обращение к ботаническим садам как структурам, способствующим качественной подготовке будущих специалистов, особенно педагогов, посредством их интеграции в исследовательскую деятельность на собственной ресурсной основе.

Таким образом, существует научно-педагогическое противоречие между потребностями общества в формировании исследовательской компетентности студентов в области морфологии, систематики, экологии растений и недостаточной разработанностью целей, содержания, форм организации исследовательской деятельности по изучению и сохранению растительного разнообразия в условиях университетского ботанического сада.

Проблема исследования состоит в разрешении указанного противоречия посредством разработки методики формирования исследовательской компетентности: планируемых результатов - компетенций в области исследовательской деятельности студентов в ботаническом саду, её направлений, форм и методов организации, критериев оценки.

Объект исследования - процесс формирования исследовательской компетентности студентов.

Предмет исследования - формирование исследовательской компетентности студентов-биологов при изучении растительного разнообразия ботанического сада ЯГПУ.

Цель исследования - научно обосновать и разработать методику формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада.

Гипотеза исследования. Формирование исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада проходит эффективно, если:

* определены психолого-педагогические основы исследования;

* выяснены естественно-научные предпосылки исследования;

* методическое сопровождение ориентировано на

- планируемые результаты - компетенции;

- обоснование направлений исследовательской деятельности с учётом анализа стратегий, программ, практики ведущих университетских ботанических садов;

- определение форм и методов осуществления исследовательской деятельности;

- уточнение критериев оценки сформированности исследовательской компетентности.

Задачи исследования:

1. Определить психолого-педагогические основы формирования исследовательской компетентности студентов.

2. Выяснить естественно-научные предпосылки разрешения проблемы.

3. Конкретизировать компетенции, ориентирующие на формирование способности осуществлять исследовательскую деятельность, и определить направления исследования применительно к университетскому ботаническому саду.

4. Обосновать формы и методы, способствующие формированию исследовательской компетентности студентов.

5. Уточнить критерии оценки сформированности исследовательской компетентности студентов и экспериментально проверить эффективность разработанной методики.

Методологической основой исследования служат:

- положения о закономерностях научного познания (Г.С. Батищев, Н.К. Вахтомин, М.С. Каган, Б.М. Кедров), психологическая теория деятельности (А.Н. Леонтьев), психолого-педагогические положения об исследовательской деятельности, её структуре, методологии (В.В. Давыдов, А.В. Леонтович, З.К. Меретукова, А.М. Новиков, В.И. Слободчиков), позволившие выяснить особенности исследовательской деятельности, отличие учебно-исследовательской деятельности от научно-исследовательской;

- педагогические положения об интеграции деятельностного и компетентностного подходов (И.А. Зимняя, В.В. Краевский, А.В. Хуторской, И.Д. Чечель), условиях формирования исследовательской компетентности (Л.А. Голубь, В.И. Загвязинский, В.С. Лазарев, Н.В. Шестак), позволившие определить методические условия формирования исследовательской компетентности, наметить критерии оценки её сформированности;

- методические положения о содержании биологического образования в вузе (Н.Д. Андреева, Н.М. Семчук, Т.М. Носова);

- положения о ботаническом саде (Ю.К. Виноградова, П.В. Джексон, Л.М. Кавеленова, В.Я. Кузеванов, А.В. Помогайбин, А.А. Прохоров, С.А. Розно, С.В. Сизых, М.П. Соколов), биологическом разнообразии (Н.Н. Дроздов, Н.М. Лебедева, Д.А. Криволуцкий, А.Л. Тахтаджян) и охране окружающей среды (Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова, Н.М. Чернова), методах биологического познания (Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский, Р.В. Иванников, А.Н. Лаврентьева, Т.И. Серебрякова, Т.М. Черевченко), давшие возможность выяснить историческую связь ботанического сада с биологической наукой, ценностный аспект биоразнообразия и опасность его обеднения, наметить направления и принципы организации исследовательской деятельности по изучению и сохранению растительного разнообразия в ботаническом саду;

- рекомендации к организации педагогического эксперимента и оценке его результатов (В.В. Афанасьев, А.М. Новиков).

Методы исследования:

* теоретические - анализ работ в области морфологии, анатомии, физиологии растений, систематики, ботанического ресурсоведения, биоразнообразия, психологии, педагогики, теории и методики обучения биологии; изучение международных и российских конвенций, программ, стратегий по сохранению растительного разнообразия в ботанических садах, ГОС, других нормативных документов о педагогическом образовании, учебных планов;

* эмпирические - анкетирование студентов по проблеме организации учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности в условиях ботанического сада, беседы и интервью с преподавателями и студентами, анализ личностной исследовательской продукции студентов-биологов педагогического вуза (дневников полевых практик, рефератов, курсовых и выпускных квалификационных работ, докладов на научных конференциях, конкурсных работ, научных публикаций), программ и учебно-методических комплектов по ботаническим дисциплинам;

* метод математической статистики по обработке экспериментальных данных.

Основные этапы исследования. На первом этапе (2003-2005 гг.) на основе анализа психолого-педагогической литературы, документов о миссии ботанических садов, ГОС, действующих учебных программ и учебно-методических материалов, результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента выявлялись направления исследовательской деятельности студентов, формы и методы её организации в условиях университетских ботанических садов России, обосновывались уровни сформированности исследовательской компетентности студентов применительно к ботаническому саду ЯГПУ.

На втором этапе (2005-2006 гг.) определялся концептуальный замысел исследования, разрабатывались цели, содержание, формы и методы организации учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности студентов с использованием коллекционного фонда ботанического сада ЯГПУ, конкретизировались учебные программы по ботаническим дисциплинам с целью их максимального приближения к решению проблемы организации исследовательской деятельности в условиях ботанического сада ЯГПУ. Проходил первый - ориентационно-исследовательский этап формирующего эксперимента.

На третьем этапе (2007-2008 гг.) разрабатывались методические рекомендации и учебное пособие для студентов, проявивших готовность и способность к изучению растительного разнообразия и способов его сохранения в ботаническом саду. Проходил второй - исследовательский этап формирующего эксперимента.

На четвёртом этапе (2009-2010 гг.) на ресурсной основе ботанического сада ЯГПУ завершался формирующий эксперимент, полученные данные теоретически осмысливались. Положения экспериментальной методики обсуждались на заседаниях кафедры ботаники, теории и методики обучения биологии ЯГПУ и ежегодной международной научно-практической конференции «Чтения Ушинского» (ЯГПУ) и были внедрены посредством статей, учебных пособий в практику преподавания ботанических дисциплин в ЯГПУ. Происходило оформление текста диссертации и автореферата.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обусловлена теоретическим подтверждением исходных положений, целостным подходом к решению поставленной проблемы, использованием методов исследования, адекватных поставленной цели, задачам и гипотезе исследования, проведением педагогического эксперимента, качественного и количественного анализа полученных данных с использованием метода математической статистики.

Новизна результатов исследования заключается в разработке методики формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада, существенными моментами которой являются: исследовательский компетентность педагогический

- уточнение планируемых результатов - исследовательских компетенций студентов, применительно к условиям университетского ботанического сада;

- преодоление инертности «старых» подходов, рассматривающих университетский ботанический сад преимущественно как учебно-вспомогательный ресурс для факультетов университета; конкретизация содержания научно-исследовательской деятельности, направленной на создание потенциала для изучения и сохранения разнообразия растений, увеличение численности охраняемых таксонов и расширение их культигенного ареала, согласно стратегии ООН, для образования в интересах устойчивого развития;

- обоснование и дополнение форм организации исследовательской деятельности, ориентирующих на формирование готовности и способности занять позицию субъекта исследовательской деятельности по отношению к фитогенофонду ботанического сада; методов исследования, связанных с интродукцией, реинтродукцией, репатриацией, направленных на сохранение разнообразия растений, прежде всего, эндемичного и реликтового элементов мировой флоры;

- уточнение критериев оценки сформированности исследовательской компетентности студентов.

Теоретическая значимость результатов исследования:

* обоснованные компетенции, направления исследовательской деятельности в условиях университетского ботанического сада, уровни сформированности исследовательской компетентности студентов развивают положения компетентностного подхода о компонентах исследовательской компетентности как ключевой, служащей «ключом» к любой деятельности, этапах её формирования, готовности и способности к исследовательской деятельности как интегрированной характеристике профессиональных и личностных качеств человека;

* предложенные формы и методы организации исследовательской деятельности, способствующие изучению и сохранению растительного разнообразия в университетском ботаническом саду, конкретизируют деятельностный подход;

* разработанное содержание исследовательской деятельности существенно меняет традиционные представления о возможностях университетских ботанических садов в формировании исследовательской компетентности студентов, так как открывает перспективы определения новых направлений исследовательской деятельности по изучению и сохранению растительного разнообразия.

Практическая ценность результатов исследования состоит в том, что:

- планируемые компетенции и направления исследовательской деятельности в университетском ботаническом саду могут помочь в проектировании образовательных программ по ботаническим дисциплинам;

- разработанные уровневые характеристики сформированности исследовательской компетентности позволят совершенствовать образовательный процесс и оценивать исследуемое качество студентов;

- подготовленные пособия могут использоваться в качестве методического обеспечения в образовательной деятельности университетов, имеющих ботанические сады и агробиостанции, в системе повышения квалификации работников профессионального образования;

- экспериментально проверенная методика формирования исследовательской компетентности может служить основой для поиска новых педагогических решений в современной образовательной практике.

Положения, выносимые на защиту:

1) психолого-педагогическая основа исследования - положения об исследовательской компетентности как качестве личности, совокупности знаний, ценностных ориентаций, потребностей и опыта исследовательской деятельности, проявляющейся в готовности и способности выполнять функции её субъекта;

2) естественно-научная основа исследования - идеи и положения об университетских ботанических садах как научных центрах изучения и сохранения разнообразия растений мировой флоры, интродукции как ведущем направлении исследовательской деятельности;

3) отличительная особенность методики формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада - её ориентация на компетенции - требования к уровню готовности и способности к исследовательской деятельности в ботаническом саду;

4) реализации исследовательских компетенций способствует выделение ведущих научных направлений в условиях ботанического сада: изучение растительного разнообразия (установление видового состава, систематической принадлежности растений, грибов, лишайников), определение путей его сохранения (проведение интродукционных испытаний), установление практического значения интродуцентов (ботаническое ресурсоведение), разработка образовательных программ (научно-методическое направление);

5) на формирование исследовательской компетентности ориентируют формы организации, создающие определённую исследовательскую среду, развивающую потребность в новых знаниях и новых результатах деятельности: студенческое научное общество «Ботанический сад», научно-исследовательские экспедиции, экскурсии исследовательского характера, научные конференции, конкурсы, выставки, а также овладение методами исследования, направленными на изучение и сохранение коллекционного фонда ботанического сада;

6) оценить сформированность исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада возможно на основе её уровневых характеристик, предусматривающих низкую, среднюю и высокую готовность и способность к исследовательской деятельности.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследования обсуждались и получили одобрение на областных и международных конференциях: «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия» (г. Вологда, 2005), «10-я Пущинская школа-конференция молодых учёных» (г. Пущино, 2006), «Сохранение биоразнообразия растений в природе и при интродукции» (г. Сухум, 2006), «Чтения Ушинского» (г. Ярославль, 2006-2010), «Геоэкологические проблемы Прикаспийского региона» (г. Астрахань, 2008), «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2010), «Беккеровские чтения» (г. Волгоград, 2010), заседаниях кафедры ботаники, теории и методики обучения биологии ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, методических объединениях университета.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования используются при организации научно-исследовательской деятельности студентов в университетских ботанических садах и агробиостанциях при Ярославском государственном педагогическом университете им. К.Д. Ушинского, Ивановском государственном университете, Томском государственном педагогическом университете.

Структура диссертации: работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии, приложения. Содержание диссертации изложено на 155 страницах, включает 11 таблиц, 5 диаграмм, 4 приложения, 2 схемы. Библиографический список содержит 245 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, выявлено противоречие, позволившее сформулировать проблему исследования. Определён аппарат исследования: цель, предмет, объект, гипотеза, задачи и методы. Раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследования. Изложены этапы исследования. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретические и практические аспекты формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада» проанализированы психолого-педагогические и естественно-научные основания исследования. В качестве исходной, для понимания деятельности, принята концептуальная модель, разработанная А.Н. Леонтьевым. В ней деятельность понимается как система взаимосвязанных компонентов: потребности - мотивы - цели; действия - операции - условия. Общая модель деятельности конкретизирована применительно к исследовательской деятельности. Учитывалось, что в основе исследовательской деятельности лежит важнейшая потребность в новых знаниях и результатах деятельности. Эта потребность - неотъемлемая составляющая личности (С.Л. Рубинштейн).

В работе учитывалось, что исследовательская деятельность - культурный механизм развития науки (М.С. Каган). Она формирует эмоционально-ценностное отношение к миру, собственной деятельности, воспитывает потребности и мотивы (В.И. Загвязинский, З.Г. Облицова, А.Ю. Пентин). Мы исходили из положений (М.С. Каган, Н.У. Сторер, Н.В. Шестак), что наука как компонент культуры имеет свои ценностные принципы и нормы: истинность, новизну, воспроизводимость, универсализм, общность, свободу критики.

Общепринято дифференцировать исследовательскую деятельность на научно-исследовательскую, характеризующуюся объективной новизной, и учебно-исследовательскую, новизна которой субъективна (А.В. Леонтович).

В работе отмечается, что с целью развития деятельностного подхода, современные исследователи (И.А. Зимняя, В.В. Краевский, А.В. Хуторской) обращаются к его интеграции с компетентностным подходом. Это обусловлено тем, что компетентностный подход в большей степени направлен на конструирование надпредметного содержания, формирование деятельности, в том числе исследовательской; и в меньшей - на усвоение знаний по предмету. Суть этой интеграции, согласно концепции А.Н. Леонтьева: индивидуальная практика - компетентность. В исследовании учитывалось, что в отечественной педагогике различают понятия «компетенция» и «компетентность». Наиболее общепринято считать, что компетенция - это наперёд заданное требование к образовательной подготовке обучаемого, его будущей профессии. «Компетенция отражает некоторую культурную норму, образец общественно-исторической практики, «ячейку» в универсуме деятельности» (А.В. Хуторской). Иначе можно сказать, что компетенция ориентирует на формирование способности осуществлять деятельность и получать практические результаты этой деятельности. Компетентность - мера соответствия этому требованию, степень освоения компетенции, личностная характеристика человека. «Компетентность фиксирует характеристику индивидуума, его принадлежность к данной ячейке деятельности» (А.В. Хуторской).

Общепринято различать ключевые, надпредметные и предметные компетенции. Согласно А.В. Хуторскому, выделение некоторой совокупности компетенций как ключевых показывает, что они являются «ключом», основанием для других более конкретных и предметно-ориентированных компетенций.

Для нашей работы важно выяснить место исследовательской компетенции в различных классификациях ключевых компетенций. В классификации И.А. Зимней исследовательская компетенция входит в качестве компонента в «компетенцию, относящуюся к деятельности человека». В классификации А.В. Хуторского, исследовательская компетенция рассматривается как составная часть познавательной компетенции, которая включает «элементы методологической, надпредметной, логической деятельности, способы организации целеполагания, планирования, анализа, рефлексии». Она также служит компонентом компетенции личного самосовершенствования, направленной на освоение способов интеллектуального и духовного саморазвития. В классификации ключевых компетенций А.В. Баранникова исследовательской компетенции отводится самостоятельная роль наряду с учебной и коммуникативной.

Для нашего исследования важен подход В.В. Краевского, А.В. Хуторского о структуре компетенций. Авторы предложили рассматривать каждую компетенцию, в том числе исследовательскую, как единство трёх составляющих: когнитивной, или содержательной, технологической, или процессуальной, и личностной. Согласно авторам, под исследовательской компетенцией следует понимать знания как результат познавательной деятельности человека в определённой области науки, методы, методики исследования, которыми он должен овладеть, чтобы осуществлять исследовательскую деятельность, а также мотивацию и позицию исследователя, его ценностные ориентации. Исследовательская компетентность - степень освоения исследовательской компетенцией, личностная характеристика человека.

Поскольку компетенции ориентируют на формирование способности осуществлять деятельность, в компетентностном подходе используются понятия «готовности» и «способности» к определённой деятельности. Согласно Н.М. Борытко, компетентность как единство готовности и способности характеризует не только деятельность, но и самого человека, как субъекта в его самостоятельном инициативном взаимодействии с миром. Благодаря этому свойству компетентность интегрирует профессиональные и личностные качества, направляет их на овладение знаниями и целенаправленное применение в прогнозировании, планировании и реализации деятельности, активизирует в развитии собственных способностей. С этих позиций исследовательскую компетентность можно понимать как готовность и способность к исследовательской деятельности.

Исследование исходило из положения, что быть готовым к исследовательской деятельности значит обладать качествами, необходимыми для выполнения функций её субъекта. Первый этап в структуре исследовательской деятельности - мотив. Именно сформированность мотивационной сферы говорит о готовности к исследованию. В работе учитывалось, что «мотивацию и позицию не сформируешь, её можно только инициировать и поддерживать адекватными организационными условиями, обеспечением активного участия в исследовательской деятельности» (Л.А. Голубь, В.И. Загвязинский). Под исследовательской способностью мы понимаем способность занимать исследовательскую позицию по отношению к окружающим явлениям: самостоятельно ставить проблему, формулировать цель и задачи исследования, выдвигать гипотезу, владеть методами и методиками исследования, находить новые способы и средства для получения результатов и их использования в дальнейшем познании (Л.А. Голубь, В.С. Лазарев, О.Н. Лукашевич, Н.Н. Ставринова). В работе учитывалось, что «исследовательские способности - индивидуальные особенности личности, являющиеся субъективными условиями успешного осуществления исследовательской деятельности» (А.В. Леонтович, А.С. Обухов).

Природной лабораторией, где может происходить формирование готовности и способности студентов к исследовательской деятельности, является ботанический сад. Здесь в роли объектов исследования выступают живые растения, которые можно изучать на разных стадиях развития, классифицировать по систематическому, географическому, экологическому принципам. Единого определения ботанического сада нет. Мы руководствовались определением Международного совета ботанических садов по охране растений (BGCI): «Ботаническими садами являются организации, имеющие документированные коллекции живых растений, использующие их для научных исследований, сохранения биоразнообразия, демонстрации и образовательных целей». Согласно Международной классификации ботанических садов различают сады «классические» многоцелевые, университетские, декоративные, исторические, зооботанические, альпийские, природные, тематические и другие. Исторически ботанические сады всегда создавались при университетах, в Салерно (1309), Лейпциге (1542), Пизе (1543), Падуе и Флоренции (1545). К концу XIX века ботанические сады имелись почти при каждом университете Западной и Восточной Европы (А.В. Астров). Согласно Б.Н. Головкину, первым российским ботаническим садом принято считать Московский аптекарский огород при Медико-хирургической академии (1706). Ботаническим садом он стал называться после его приобретения Московским университетом (1805). В первой четверти XIX века в России организован университетский ботанический сад при Казанском университете (1806), ботанический сад Петербургского университета (1864), при Томском университете (1880), ботанический сад при Московском сельскохозяйственном институте (1895). Университетские ботанические сады, в значительной степени, связаны с учебным процессом и научными работами преподавателей и студентов. Для нашего исследования представляет интерес факт, что в настоящее время из 122 ботанических садов России - 54 университетских, 4 из которых относятся к педагогическим университетам, включая ботанический сад ЯГПУ им. К.Д. Ушинского (Совет ботанических садов России и Беларуси). Анализ нормативных документов: стратегий, программ, положений международного и российского уровней - позволяет заключить, что научная деятельность университетских ботанических садов должна развиваться в направлении создания и изучения в искусственных условиях коллекций живых растений, а также разработки методов их сохранения. Анализ работ Б.Н. Головкина, Ю.Н. Карпуна, Т.Ф. Оконешниковой, Г.П. Федосеевой, В.И. Южакова показал, что одним из ведущих направлений сохранения растений служит интродукция, возникшая на основе интеграции ботанических знаний и практики культивирования растений. В работе учитывалось, что интродукция растений оперирует своими понятиями и терминами: «объект интродукции», «пункт интродукции», «интродукционный поиск», «первичное и вторичное интродукционные испытания», «итоги интродукции». Интродукции растений присущи свои методы и методики (подбор интродуцентов для первичного интродукционного испытания, определение степени адаптации интродуцентов и другие). Чтобы обосновать выбор ботанического сада ЯГПУ в качестве пункта интродукции мы руководствовались такими интродукционными параметрами, как интродукционные возможности, интродукционная ёмкость и интродукционная направленность (Ю.Н. Карпун).

Исследование исходило из положения, что при интродукции важно учитывать биоморфологические показатели (Б.Н. Головкин). Под жизненной формой (биоморфой) понималась «конструкция побеговых систем, от которой зависит габитус растения и ритм его развития» (М.Т. Мазуренко).

В первой главе также выясняются научные направления, исторически сложившиеся в ботаническом саду ЯГПУ им. К.Д. Ушинского. Отмечается, что сад был основан по инициативе Н.И. Шаханина (1926). Ведущими научными направлениями были интродукция плодовых культур, декоративных деревьев и кустарников флоры Дальнего Востока и Северной Америки (в открытом грунте), интродукция субтропических голосеменных и покрытосеменных (в закрытом грунте).

Чтобы организовать исследовательскую деятельность в условиях ботанического сада ЯГПУ в современный период, были посещены многие университетские ботанические сады России и определены направления их деятельности. Выяснилось, что ведущей функцией большинства садов продолжает оставаться образовательная, то есть они служат базой для проведения практических занятий по ботаническим дисциплинам. Ресурсная основа ботанических садов ещё недостаточно используется для организации научно-исследовательской деятельности студентов. Хотя в федеральном законе «О высшем и послевузовском профессиональном образовании», ФГОСе чётко сформулировано, что все вузы должны стать научными и методическими центрами и осуществлять фундаментальные и прикладные исследования в соответствии с направлениями обучения.

Анализ основных учебных пособий федерального и регионального уровней, программ и учебных планов по ботаническим дисциплинам показал, что их содержание не ориентирует на изучение коллекций ботанического сада и в основном направлено на информирование студентов в соответствующей предметной области. Анализ работы студенческих конференций, личных образовательных результатов студентов: курсовых, квалификационных, творческих работ - выявил неготовность большинства из них к исследовательской деятельности. Таким образом, исследование показало, что проблема формирования исследовательской компетентности в условиях ботанического сада недостаточно решена в теории и практике обучения биологии в вузе.

Во второй главе «Методика формирования исследовательской компетентности студентов на ресурсной основе университетского ботанического сада (на примере ботанического сада ЯГПУ)» обоснованы цель, компетенции, направления исследовательской деятельности в ботаническом саду, формы и методы её организации, критерии оценки сформированности исследовательской компетентности студентов.

Фиторесурсы сада ЯГПУ отвечают требованиям современной науки к качеству и тематике исследований по изучению и сохранению растительного разнообразия, доступны для непосредственного изучения. Поэтому стратегической целью нашей работы стало формирование мотивационной сферы студентов (готовности к исследовательской деятельности) и способности занимать исследовательскую позицию по отношению к объектам ботанического сада. Цель конкретизировалась до планируемых результатов (компетенций) - требований в области мотивационно-ценностной и исследовательской сферах (таблица 1).

Конкретизация целей позволила определить содержание исследовательской деятельности в условиях ботанического сада, её основные направления (схема 1). Выбор направлений исследования согласуется с Конвенцией сохранения биоразнообразия, Глобальной стратегией сохранения растений, Международной программой ботанических садов по охране растений и учитывает опыт организации исследовательской деятельности в практике работы ботанических садов России.

Актуальность первого направления - изучение растительного разнообразия - обусловлена тем, что в природе редкие виды растений не всегда доступны для исследователей, а в ботаническом саду создаются все необходимые условия для их культивирования и изучения. Второе направление исследования связано с сохранением растительного разнообразия. Оно ориентировано на приостановление процесса непрерывного сокращения разнообразия растений и позволяет студентам-исследователям ощущать свою причастность к мировому биологическому наследию. Наиболее эффективно в условиях ботанического сада ЯГПУ развивается поднаправление, связанное с интродукцией представителей флоры тропиков и субтропиков, редких и исчезающих растений. Ботаническое ресурсоведение - третье направление, основанное на практическом применении растительных объектов с учётом исследования их лекарственного, пищевого значения, а также других аспектов использования.

Необходимость четвёртого - научно-методического - направления продиктована тем, что ботаническим садам важно разрабатывать образовательные программы, рекомендации, формы и методы обучения.

Специфика исследовательской деятельности в условиях ботанического сада состоит в том, что на основе организации студенческого научного общества (СНО) «Ботанический сад», научно-исследовательских экспедиций, экскурсий исследовательского характера создаётся исследовательская среда, обеспечивающая активное взаимодействие с природой, формирующая отношение к природе как субъекту взаимодействия.

Таблица 1. Компетенции в области исследовательской деятельности

На исследовательских экскурсиях создавались проблемные ситуации, выдвигались и решались проблемы учебно-исследовательского характера. Экспедиции - выездная форма проведения научно-исследовательской деятельности - были нацелены на формирование мотивационной сферы студентов, овладение методами исследования, сбор материала для пополнения коллекций ботанического сада. В ходе исследования были проведены экспедиции по горному Крыму (национальный парк «Мыс Мартьян», Ялтинский Горно-Лесной заповедник, окрестности Бахчисарая), степям Ставрополья, субальпийскому поясу Большого Кавказа, Кольскому полуострову (Хибины), лесам и болотам Ярославской области. В результате были пополнены коллекции ранневесенних растений, папоротников, растений Красной книги РФ и Ярославской области, родов Geranium L., Ligularia Cass., Pulmonaria L., плотоядных ботанического сада ЯГПУ.

Студенческое научное общество «Ботанический сад» объединяло студентов, проявивших интерес к изучению растительного разнообразия. Работа в СНО открывала для студентов перспективы развития научных связей с ботаническими садами университетов России и зарубежья, участия в научно-исследовательских экспедициях, конференциях, конкурсах.

Эффективность методики формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада оценивалась в ходе педагогического эксперимента. Он включал три этапа: констатирующий, формирующий, итоговый.

Схема 1. Направления исследовательской деятельности в ботаническом саду ЯГПУ

На констатирующем этапе эксперимента (2003-2005 гг.) было охвачено 132 студента I-V курсов очного и заочного отделений биологической специальности естественно-географического факультета ЯГПУ.

Таблица 2. Уровни сформированности исследовательской компетентности студентов в условиях ботанического сада

Цель этапа - определение уровней сформированности исследовательской компетентности студентов по изучению и сохранению биологического разнообразия на ресурсной основе ботанического сада (таблица 2). Для этого использовались методы: анкетирование, интервьюирование, анализ отчётов по полевым практикам, курсовых и квалификационных работ, докладов на научных студенческих конференциях. По результатам констатирующего этапа у большинства студентов (73.5%, или 97 человек из 132) сформированность исследовательской компетентности в условиях ботанического сада соответствовала низкому уровню; у 26.5% (35 человек из 132) - среднему уровню. Студентов, достижения которых в научно-исследовательской деятельности в ботаническом саду соответствовали бы высокому уровню, не было. Данные констатирующего этапа использовались как контрольные.

Формирующий этап педагогического эксперимента длился с 2005/06 по 2009/10 учебные годы, то есть охватывал период обучения с I по V курсы. В нём приняло участие 84 студента очного и заочного отделений биологических специальностей естественно-географического факультета ЯГПУ (у 46 студентов формирование исследовательской компетентности начиналось с I-го курса, у 38 студентов - со II-го курса). Цель этапа: проверка правильности гипотезы, выдвинутой в начале исследования. С учётом специфики содержания ботанических дисциплин, важности развития исследовательских способностей и мотивации к исследовательской деятельности, в нашей работе выделены три этапа формирующего педагогического эксперимента, в ходе которых достигалось последовательное развитие исследовательской компетентности.

Ориентационно-исследовательский этап охватывал время изучения ботанических дисциплин (I и II курсы) и был направлен на формирование мотивационной сферы студентов, определение их научных интересов. Мотивации способствовали ориентация содержания лекционных, лабораторных и практических занятий по ботаническим дисциплинам на изучение объектов ботанического сада, проведение экскурсий исследовательского характера («Метаморфозы стебля и листа», «Приспособления цветков к опылению животными», «Разнообразие семейства Орхидные», «Разнообразие экологических групп семейства Бромелиевые»), вовлечение студентов в СНО «Ботанический сад». В результате, в конце II-го курса, более 30% студентов выбрали курсовые работы, тематика которых была связана с ботаническим садом (средний уровень). В состав СНО вошли 7% студентов. Они участвовали в университетских, межвузовских, региональных конференциях (высокий уровень). Однако 61% был характерен низкий уровень сформированности исследовательской компетентности.

На втором, исследовательском этапе (III курс), проходило дальнейшее формирование исследовательской компетентности студентов. Большое внимание уделялось организации и проведению исследовательских экспедиций, экскурсий в другие ботанические сады. При посещении ботанического сада им. Н.Н. Гришко НАН Украины студенты имели возможность познакомиться с новейшими методиками клонального размножения и освоить общие приёмы работы с растительными тканями in vitro. Члены СНО участвовали также в работе экспертной комиссии на региональных конференциях исследовательских работ школьников Ярославской области. Формированию исследовательской компетентности способствовало усложнение тематики исследовательских работ. Если на младших курсах исследования ограничивались изучением морфологических особенностей растений коллекционного фонда ботанического сада и их разнообразия, то на втором этапе некоторые студенты расширили границы исследований и разрабатывали способы сохранения растений, внесённых в списки Красных листов МСОП. Особое внимание уделялось интродукции плотоядных, мирмекофитных и растений семейства Ароидные, поскольку большинство их представителей - исчезающие виды. На этом этапе определялись и уточнялись предмет, объект, задачи и гипотеза исследования, обосновывались новизна, теоретическая и практическая значимость его результатов. Овладению методологическим аппаратом исследования способствовало специально подготовленное учебное пособие.

Анализ личностной образовательной продукции студентов (курсовых работ, докладов на научных студенческих конференциях), а также научных статей, отчётов об экспедициях и посещениях других ботанических садов свидетельствует о динамике развития исследовательской компетентности. Количество студентов с низким уровнем исследовательской компетентности сократилось до 47%. Соответственно возросло число студентов, достижения которых соответствовали среднему (38%) и высокому уровням (9%).

Последний - отчётный - этап охватывал время обучения на старших курсах. В ходе его студенты имели возможность проявить исследовательскую позицию, убедиться в важности проделанной работы по изучению и сохранению растительного разнообразия, оформить её в виде выпускной квалификационной, конкурсной работы, научной публикации. Тематика работ соответствовала разработанным направлениям исследования в ботаническом саду ЯГПУ.

Ведущими формами организации исследовательской деятельности на этом этапе продолжали оставаться научные экспедиции и экскурсии в другие ботанические сады. Была проведена многодневная экспедиция в Карпатский биосферный заповедник - природоохранную территорию в Закарпатской области (Украина). Значительная роль отводилась участию в научных конференциях, выставках научно-технического творчества молодёжи, написанию научных статей. Участниками СНО были подготовлены доклады и научные статьи на международные конференции: «Беккеровские чтения» (г. Волгоград), «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва), «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия» (г. Вологда)), региональные (10-я Пущинская школа-конференция молодых учёных (г. Пущино), X областная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных (г. Ярославль) и другие. За участие в выставках: «Инновационный потенциал студенчества ЯГПУ», «НТТМ-2010» (г. Москва) были получены свидетельства, сертификаты, медали.

Анализ выпускных квалификационных работ, представленных к защите в 2009/10 году на дневном и заочном отделениях, показал, что большинство работ было выполнено на кафедре ботаники, теории и методики обучения биологии, с использованием ресурсной основы ботанического сада. При этом половина работ носила учебно-исследовательский характер. Высокого уровня исследовательской компетентности достигло 15% студентов. Большинство из них - члены СНО. Их выпускные квалификационные работы носили научно-исследовательский характер («Биолого-анатомическое изучение представителей семейства Orchidaceae из коллекции ботанического сада ЯГПУ», «Интродукция растений семейства Araceae в условиях ботанического сада ЯГПУ», «Биота агарикоидных и гастероидных базидиомицетов ботанического сада ЯГПУ» и другие), являлись результатом многолетнего труда.

Студенты, достижения которых соответствовали высокому уровню исследовательской компетентности, освоили методологический аппарат исследования, раскрывают его новизну, теоретическую и практическую значимость работы. Они считали исследовательскую деятельность в ботаническом саду важным условием овладения педагогической профессией и планировали продолжать исследования.

Таблица 3. Контрольные и опытные данные педагогического эксперимента

Итоговый этап педагогического эксперимента заключался в сравнении контрольных данных, полученных на констатирующем этапе и экспериментальных данных формирующего этапа. Результаты сравнения показали, что количество студентов, достигших высокого уровня, возросло от 0% до 15%, а среднего уровня от 26.5% до 58% (таблица 3).

Диаграмма 1. Результаты итогового эксперимента

Контрольные и экспериментальные данные были проверены с помощью статистических методов. Основным статистическим методом послужило применение критерия ². Его значение показало неслучайность и достоверность различия между результатами констатирующего и формирующего этапов педагогического эксперимента. Таким образом, выдвинутая в начале исследования гипотеза экспериментально подтверждена.

В заключении отмечены результаты и выводы диссертационного исследования, состоящие в следующем:

1) определены психолого-педагогические основы исследования, включающие положения о структуре деятельности, особенностях исследовательской деятельности, интеграции деятельностного и компетентностного подходов, исследовательской компетентности как качестве личности, её компонентах, условиях формирования;

2) выяснены естественно-научные предпосылки исследования, содержащие идеи и положения о ценности растительного разнообразия, опасности его обеднения, истории становления университетских ботанических садов как центров изучения и сохранения мировой флоры, важности приоритета их научной функции над образовательной в современных условиях; об интродукции, как ведущем направлении исследовательской деятельности;