Анализ типичных ошибок в научно-исследовательских работах школьников по естественнонаучной тематике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»

Анализ типичных ошибок в научно-исследовательских работах школьников по естественнонаучной тематике

Саблина О.А., кандидат биологических наук, доцент

Согласно ФГОС ООО, изучение естественнонаучных дисциплин должно обеспечить «овладение научным подходом к решению различных задач» и «умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты» [1, С. 14]. В связи с этим проведение обучающимися научно-исследовательских работ (НИР), в том числе по естественнонаучной тематике, фактически является требованием стандарта.

Для успешной организации и руководства НИР школьников учителя должны владеть методологией и методикой научного исследования. Одной из задач Ассоциации «Оренбургский университетский (учебный) округ» и ее Орского филиала как раз и является сотрудничество ученых - докторов и кандидатов наук - с педагогическими коллективами учреждений общего образования, консультирование по научно-методическим вопросам [2], в том числе по организации исследовательской деятельности обучающихся.

В рамках научных мероприятий, организованных на базе Орского филиала Ассоциации «Оренбургский университетский (учебный) округ», учащиеся могут апробировать результаты своих исследовательских работ, представляя их на конкурсах и конференциях. Так, традиционными являются региональные научно-практические конференции «Шаги в науку» для 3-6 классов и «Ученье разум просвещает» для 7-11 классов. Опыт работы руководителем секций «Биология», «Биология и химия», «Окружающий мир» указанных конференций позволяет сделать вывод о том, что в целом обучающиеся показывают высокий уровень подготовки к проведению НИР. Тем не менее, из года в год выявляются работы с типичными, повторяющимися ошибками, связанными с непониманием руководителями НИР и самими обучающимися специфики естественнонаучных исследований, их методологии и методики.

Ошибки в выборе темы или формулировке названия работы. Правильный выбор темы исследования во многом определяет успешность проведения НИР. Тема должна быть актуальной, неизбитой, но в тоже время понятной и посильной для обучающегося, выполнимой с точки зрения материально-технического оснащения школы, кабинетов химии, биологии и других баз исследования. Часто заявленная тема НИР является очень широкой, неконкретной, что исключает возможность ее полностью раскрыть, а иногда даже и определить секцию, в которой данная НИР будет наиболее уместной. Например, с этих позиций неудачными являются темы «Шоколад», «Вода - чудо природы», «Отношение человека к природе» и т.п. В ряде случаев заявленная тема не может быть априори рассмотрена как научно-исследовательская, так как она лишена проблемного содержания («Сахарный диабет: симптомы, причины, лечение»). НИР на такие темы зачастую представляют собой реферативные работы, компиляции уже известных фактов.

Нередки случаи, когда название работы не раскрывает содержания исследования, хотя эксперимент проведен и результаты его обработаны методически грамотно. Например, в работе «Микромир в лампочке» автор обосновывает метод создания и функционирования искусственной экосистемы из почвы и растений в замкнутом сосуде небольшого объема (хотя термин «микромир» означает в физике мир элементарных частиц). Также приходится сталкиваться с названиями работ, сформулированных не по правилам научного стиля. Например, не рекомендуется использовать вопросительное предложение в качестве темы НИР («Полезно ли быть вегетарианцем?», «Откуда берется масло?») или использовать средства выразительности речи («Эти удивительные кошки», «Подарок с небес в моем зеленом экодоме» - о солнечной энергии). Такие подходы еще могут быть оправданы для учащихся начальных классов, но не среднего и старшего звена. Удачными являются темы, в которых сразу заявлена проблема исследования, понятен объект исследования или даже используемые методы, например, «Выращивание фиалки бескорневым способом», «Влияние шума на работоспособность школьников», Влияние деятельности человека на численность сурков в Адамовском районе).

Ошибки в методологическом аппарате исследования. К методологическим характеристикам исследования можно отнести актуальность, проблему, цель, задачи, объект, предмет, гипотезу, методы, новизну, научную и теоретическую значимость и т.д. При этом, разумеется, к школьным НИР не предъявляются столь жесткие требования к формулированию научно-методологического аппарата, как к НИР студентов, диссертациям и т.д., но у юных исследователей должно быть понимание того, в чем заключается разница между целями и задачами работы, между объектом и предметом, что такое гипотеза исследования и обязательно ли она должна быть доказана. При защите НИР на конференции часто оказывается, что методологический аппарат работы был сформулирован руководителем или родителями, а сам юный ученый не демонстрирует понимания этих понятий.

Ошибки при организации исследования и проведении эксперимента. Любой эксперимент в естественнонаучном исследовании должен удовлетворять минимум трем основным требованиям: 1) типичность, или репрезентативность; 2) принцип единственного различия; 3) достоверность [3, С. 18-20]. Рассмотрим, какие ошибки наиболее часто допускают обучающиеся в своих НИР, игнорируя перечисленные принципы.

Отталкиваясь от требования о репрезентативности, для естественнонаучного эксперимента следует подбирать такую выборку исследуемых объектов, которая бы в полной мере отражала параметры генеральной совокупности. В то же время, учащиеся очень часто пытаются распространить результаты исследования, полученные при изучении, например, одного животного (кошки, собаки, хомяка, попугая и т.п.), проживающего в их семье, на всех особей данного вида. При этом не учитывается, что данное животное может обладать какими-то генетическими или физиологическими особенностями, которые отсутствуют у остальных представителей изучаемой группы. Или часто исследования по проблемам медицины, здорового образа жизни проводятся на примере одной (своей) семьи. Таким образом, основная описанная проблема - недостаточный объем выборки или проведение НИР в условиях, которые не могут быть воспроизведены другими исследователями.

Принцип единственного различия предполагает, что при планировании эксперимента будут выбраны минимум две группы изучаемых объектов, одна из которых является контрольной, вторая - экспериментальной. Две изучаемые группы должны находиться в абсолютно идентичных условиях, за исключением влияния одного исследуемого фактора. Очень часто этот принцип нарушается в НИР школьников. В ряде исследований вообще отсутствует контрольная группа, например, в семье юного исследователя в зимнее время каждый день употребляли сырой лук как источник витаминов и фитонцидов, и заболеваемость респираторными инфекциями снизилась по сравнению с прошлым годом. Но так как отсутствовал контроль, можно ли достоверно говорить о том, что это исключительно влияние лука, а не каких-либо других факторов (более низкого распространения этих инфекций в популяции в целом или улучшения питания за счет других продуктов, оздоровления в летнее время и т.п.)?

Или, например, в одной из работ был поставлен следующий эксперимент: при уходе за одним комнатным растением произносились ласковые, добрые слова, а при уходе за другим - грубые, бранные. В результате выяснили, что под влиянием добрых слов растение лучше росло и опережало по набору фитомассы «обругиваемое» растение. После закономерного вопроса о том, как были изолированы эти два растения, чтобы они «не слышали» фразы, отнесенные не к ним, выяснилось, что растения находились в разных комнатах, исследователь не может исключить влияние разной степени освещенности, а также разного полива, качества почвы в цветочном горшке и т.д. То есть интересное исследование с методической точки зрения абсолютно неграмотно организовано. Подчеркнем также, что размер выборки опять-таки недостаточен: даже при правильно спланированном эксперименте нельзя всего по одному растению в группе судить о влиянии на него бранных или добрых слов.

Под достоверностью эксперимента можно понимать правильно построенную схему и методику проведения опыта, соответствие их поставленным задачам, правильный выбор объекта и условий проведения опыта [3, С. 19]. К сожалению, нередки случаи, когда достоверность проведенных в НИР школьников экспериментов вызывает сомнения. Во-первых, при нарушении двух первых рассмотренных принципов (репрезентативность и правило единственного различия) невозможно получить достоверные выводы. Во-вторых, в работах школьников практически всегда отсутствует какая-либо статистическая обработка данных, и поэтому даже небольшое расхождение в величинах для контрольной и экспериментальной групп расценивается как доказательство влияния изучаемого фактора. В-третьих, нередко отмечается нарушение самой методики измерения, эксперимента, правил использования приборов и т.д., Например, при изучении состава масла и маргарина автор исследования выявлял наличие в этих продуктах ненасыщенных жирных кислот, а все выводы распространял на вредные для организма транс-жиры, которые примененная методика не может отличить от безопасных цис-жиров.

Ошибки при анализе полученных результатов и формулировании выводов из проведенного исследования. Обсуждение полученных результатов - важнейший и наиболее сложный этап исследования. В качестве типичных ошибок здесь можно назвать следующие:

- несоответствие использованных методов и объектов исследования выводам. Например, исследовалось влияние «серебряной воды» на рост растений, а вывод делается о пользе «серебряной воды» для организма человека;

- несоответствие результатов проведенного исследования и выводов. Нередко в качестве выводов юные исследователи представляют какие-либо ожидаемые, декларируемые тезисы, противоречащие тому, что получилось в их работе. Например, при изучении пищевых добавок в составе сладостей делается вывод об их вреде для здоровья, хотя после расшифровки состава кондитерской продукции оказалось, что в них в основном применяются лимонная кислота, каротин и другие безопасные органические соединения;

- формулирование слишком обобщенных выводов, распространение полученных результатов на те объекты, которые не изучались. Так, результаты исследования, полученные при изучении влияния на здоровье одноклассников какого-либо фактора распространяются вообще на всех людей без учета пола, возраста и т.д.

Следует отметить, что ответственность за недопущение ошибок в методической части НИР школьников несут прежде всего педагоги - руководители проектных и исследовательских работ. Поэтому для устранения ошибок в НИР школьников необходимо усилить научно-методологическую подготовку как работников сферы образования, так и студентов - бакалавров педагогического направления. В Орском гуманитарно-технологическом институте имеется опыт решения данной проблемы: например, студенты факультета педагогического образования изучают дисциплину «Основы исследовательской деятельности в области естественнонаучного образования», а в рамках педагогической практики, написания курсовых и выпускных квалификационных работ получают первичные умения и навыки научно-исследовательской деятельности. Для учителей-предметников также имеются различные формы повышения уровня методологической подготовки: семинары, проводимые в рамках Орского филиала Ассоциации «Оренбургский университетский (учебный) округ», курсы повышения квалификации и профессиональной переподготовки дипломированных специалистов.

Список литературы

обучающийся репрезентативность опыт

1. Приказ от 17 декабря 2010 г. № 1897 об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования [Электронный ресурс]. - Hежим доступа: https://минобрнауки.рф/документы/.../приказ%20Об%20утверждении%201897.rtf. - Дата обращения: 13.12.2018.

2. Устав Ассоциации «Оренбургский университетский (учебный) округ» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://og-ti.ru/documents/ustav_assotsiatsii_orenburgskij_universitetskij_uchebnyj_okrug_57ce56991c263.pdf. - Дата обращения: 13.12.2018.

3. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

Размещено на Allbest.ru