С введением новых стандартов исследовательская деятельность становится обязательной частью урока. Формирование исследовательских компетенций школьников – одно из главных направлений развития общего образования на современном этапе, стратегическая задача в теории и практике педагогики[1], одно из обязательных условий становления всесторонне развитой, творческой личности. Исследовательская компетентность (ИК) школьника – это способность и готовность учащегося самостоятельно осваивать и получать новые знания, выдвигать идеи, гипотезы в результате выделения проблемы, работы с различными источниками знаний, исследования темы, проведения наблюдения (опыта, эксперимента и т.д.), предложение путей решения проблемы и поиска наиболее рациональных вариантов решения вопросов, проектов [4].

Химия как учебный предмет предоставляет большие возможности для использования экспериментальной проверки возможных гипотез, поэтому изучать химию на репродуктивном уровне  нецелесообразно.

Изучение литературы приводит к мысли, что исследованиями на уроке и во внеурочной деятельности занимаются практически все учителя, однако в большинстве работ представлен формальный подход или построение исследования во внеурочной деятельности. На уроке большинство авторов [1,5,8] используют элементы исследования, то есть выдёргивают кусочки и применяют в качестве деятельностного подхода.

Кроме того, предлагаемые в учебниках по химии лабораторно-практические работы носят, в основном, репродуктивно - копирующий характер, поэтому в ходе выполнения предлагаемых школьной программой экспериментальных работ учащиеся лишаются возможности обсуждать результаты опытов, выдвигать гипотезы и проверять их экспериментально; также затруднено выявление индивидуальных особенностей учащихся[13].

Таким образом, невозможно создать у ученика целостной картины исследования, а тем более сформировать навыки самостоятельной работы.

Исследовательский метод предполагает самостоятельное прохождение учеником всех этапов исследования, что не может быть осуществлено одномоментно, нужен период поэлементного усвоения. Таким образом, мы сталкиваемся с проблемой недостатка времени на уроке для полноценного исследования, с одной стороны, и необходимостью целенаправленного формирования исследовательских компетенций, с другой.

Решение этого противоречия и является актуальностью моей работы.

Целью работы является создание условий для развития способностей учащихся к исследованию.

Задачи

1. Изучить литературу по теме
2. Подобрать или разработать систему заданий, способствующих развитию способностей обучающихся на разных этапах исследования
3. Разработать систему практических работ исследовательского характера разного уровня на уроке и во внеурочной деятельности
4. Провести мониторинг качества знаний обучающихся

Этапы исследования

Существует достаточно четкое представление о нормах проведения научного исследования, его этапах. Необходимо понимать, что исследование, в том числе и научное, является технологией познания окружающего мира. А раз это технология, то, следовательно, это целый процесс, который можно разбить на отдельные этапы.

Этапы исследования[12]:

1. Выявление противоречия в научном знании и постановка проблемы.
2. Определение объекта, предмета, цели и задач исследования
3. Выдвижение рабочей гипотезы и эмпирических гипотез.
4. Теоретическое обоснование и описание.
5. Планирование исследования.
6. Проведение исследования.
7. Проверка гипотез на основе полученных данных
8. В случае опровержения старой – формулирование новой гипотезы.

Такая «цепочка» – неотъемлемая принадлежность исследовательской деятельности, норма ее проведения. «Выпадение» отдельных этапов исследования нарушает его логику и целостность. Чрезмерное, непропорциональное, неоправданное увеличение одного из компонентов так же не повышает качества исследовательской работы.

Таким образом, необходимо формирование исследовательских компетенций проводить комплексно, с одной стороны, по этапам исследования, от простого к сложному. В моей работе использую два направления – урочную и внеурочную деятельность.

Формирование исследовательских компетенций на уроках

Уровни формирования исследовательских компетенций

Авторы предлагают следующий вариант уровней сформированности исследовательских умений у школьников [1]:

• начальный: ученик не может самостоятельно увидеть проблему, найти пути решения, но по указаниям учителя могут прийти к решению проблемы. Необходимо  учить исследованию постепенно, на отдельных элементах, с помощью подобранных заданий.
• средний: ученик уже самостоятельно может найти методы решения поставленной проблемы и прийти к самому решению. Может провести эксперимент, знает план исследования, однако не может самостоятельно провести все этапы, наибольшие затруднения возникают при формулировании проблемы, гипотезы, анализе полученного решения.
• высокий: ученики сами ставят проблему, ищут пути ее решения и находят само решение, могут критически оценить полученный результат.

Задания по уровню формирования исследовательских компетенций (приложения 1,2,3)

9 класс. Средний (урок “Исследование” [2]) Простейшие исследования по готовому алгоритму.

Проблема состоит в усложнении теоретического наполнения практических работ, с другой стороны, программа даёт больше возможности исследовать свойства конкретных веществ, больше связи с практическим опытом учащихся. Последние годы очень заметно уменьшение обыденных знаний, на которые я раньше могла опираться при построении проблемы практической работы, например, в работе по получению углекислого газа я не могу связать реакцию соды с лимонной кислотой с задачей опыта, никто не делал дома «лимонад». Поэтому тему даю, планирование работы уже осуществляем почти самостоятельно, с помощью консультантов в группах.

1. 2. Высокий. 10-11 класс – собственно исследование [2]. В 10 классе это исследование свойств веществ (по программе изучаем органические вещества). В 11 классе основная часть практических работ вынесена в практикум, работы рассчитаны на 2 часа, что позволяет выполнять исследование на хорошем уровне, но возникает достаточно серьёзная проблема с введением ЕГЭ – большинство выпускников не заинтересованы в прочных знаниях по химии, если не собираются сдавать экзамен. Поэтому практические работы приходится готовить разного уровня – с простым заданием для всех и полноценным исследованием для «химиков».

Примеры заданий по этапам исследования

Для формирования ИК на уроках подобраны задания для всех этапов исследования (приложение 3),

Ролевые игры формируют сразу комплекс универсальных учебных действий, необходимых для исследования, в частности, поиск необходимой информации и её критическое оценивание: «Суд над спиртом»,  дебаты, например, по теме «Природные источники углеводородов», ЧГК – больше помогает в контроле знаний, умении составить вопрос, что в этой игре достаточно сложно.

4. Проведение исследования

Практическое выполнение лабораторных опытов, практических работ, домашнего эксперимента.

5. Проверка гипотез на основе полученных данных

Формулирование вывода по проведённому исследованию

Формирование ИК во внеурочной деятельности

Внеурочная деятельность планируется и осуществляется мною в системе и очень тщательно. 

Имея общую цель с учебной работой, отличаясь организационно и методически, внеурочная деятельность в тоже время   имеет разнообразные, в том числе инновационные формы. А особенности инновационного заведения продиктовали необходимость развития коммуникативных и исследовательских (что естественно для учебного заведения физико-математического профиля) компетенций, умений и навыков работы в команде, создаёт условия для развития их индивидуальности, обеспечивает индивидуальный подход. Система моей работы по организации исследовательской деятельности учащихся включает следующие напрвления:

1). Руководство естественнонаучной секцией лицейского научного общества.

В лицее организовано и работает научное общество лицеистов .Секции НОЛ лицея:

• Естественнонаучная секция – 38 обучающихся

Результаты своей деятельности ребята представляют ежегодной научно-практической конференции «Интеграция», «Малая Интеграция», «Открываем мир» а также многочисленных олимпиадах, конкурсах муниципального, Республиканского и  Всероссийского уровней. Некоторые результаты этой работы представлены в табл. 4 (приложение 5.)

2). Элективные курсы «Основы исследовательской деятельности» для учащихся 9, 10 классов (Приложение 2 – программа курса)

3). Элективный курс «Основы проектной деятельности» для учащихся 5 классов

4). Химический кружок для учащихся 7-11 классов

17-ыйгод веду химический кружок для 7-11 классов. В основе работы – исследовательская деятельность учащихся,химический эксперимент. Здесь осуществляется практическая подготовка по химии, ученики получают экспериментальные навыки.

Планирование работы осуществляется при непосредственном участии детей.Программа кружка составляется с участием ребят, они предлагают интересные темы исследований, проектов, опытов.   План исследований, технологию эксперимента готовят самостоятельно, перед занятием кружка обсуждаем в контакте. Дети находят идею – проблему, пути решения в условиях школьной лаборатории, добиваются решения проблемы. Однозначно работа ведётся на высоком уровне организации исследования, обучение через поиск и практическое решение. Таким образом, значительно быстрее формируются необходимые навыки.

В начале года создаётся примерная программа работы, которая постоянно корректируется с учётом интересов учеников, задач, возникающих при подготовке к конкурсам, олимпиадам, состава кружка.

Многие ребята продолжают работу в течение 4-5 лет, кто-то занимается 1-2 года, затем переходит в другую секцию НОЛ. Такое движение вполне оправдано развитием ребёнка, изменением приоритетов. В кружок приходят ребята и в 7 классе, и в 10-м. С прошлого года стали приходить и пятиклассники. Это свидетельствует об авторитете и известности нашей работы в лицее, с другой стороны, создаёт определённые трудности в планировании и организации работы. Поэтому оптимальной формой считаю групповую работу, когда ученики разного уровня подготовленности, выбирая посильную часть работы, наиболее полно могут реализовать себя. Начинаю работу с учащимися с  мини-экспериментов по готовым алгоритмам, акцентируя основное внимание  на обучение наблюдению и правилам его фиксирования.

Работа кружка последние годы организуется как групповая разноуровневая, старшие лицеисты работают с 7-8-классниками, так как индивидуально работать с каждым учеником нереально из-за большого количества участников кружка (более 25 человек на каждом занятии).Второй год воплощаю идею наставничества. Более опытные ученики руководят работой новичков, помогая на всех этапах построения эксперимента.

Кроме проектов по построению эксперимента (синтез веществ, анализ полученных соединений, проведение эффектных и занимательных опытов) проводим и исследования. За 4 года обучения в химическом кружке каждый ученик в среднем проводит 4-5 исследований, от простых в 7,8 классе (рост кристаллов, исследование свойств известных веществ, разделение смесей, очистка веществ) до сложных (исследование механизма протекания реакций, определение продуктов реакций, разработка методики синтеза химических соединений с учётом школьной лаборатории).

Однако далеко не все исследования заканчиваются оформлением работы для участия в конкурсах. Причин этому несколько, и главная – часто ребёнку достаточно осознания, что он сумел выполнить работу, получил знание, может справиться с проблемой, показывать работу ему не так интересно. И, конечно, оформление выполненной работы – большой труд, требует много времени, не все готовы к такой сложной работе.

Исследовательские проекты, не ставшие участниками конкурсов, попадают в нашу копилку.

Тем не менее, ежегодно мы участвуем с исследовательскими работами на конкурсах и конференциях различного уровня, в таблице 1 показаны результаты за последние 4 года. Пример исследовательской работы представлен в приложении 3, а так же на моём сайте http://yxta-xum.ucoz.ru.

5). Дистанционный химический кружок «Химический кружок УТЛ» (https://vk.com/chem_club)

С февраля 2010 года благодаря моим ученикам химический кружок лицея стал интерактивным: начала работу группа в социальной сети «В контакте» «Химический кружок УТЛ» (http://vkontakte.ru/mail#/chem_club).

Популярность и эффективность работы группы доказывают география участников и динамика роста числа зарегистрированных членов группы. Участниками группы являются не только учащиесяи выпускники лицея, но и других учебныхзаведений города, республики (Гуманитарно - педагогический лицей, СОШ № 19, 21), школьники и выпускники из

• Инты, Усинска, Печоры, Сыктывкара
• пос. Афипский (Краснодарский кр), Винницы, Екатеринбурга, Кемерово, Киева, Коряжмы Архангельской области, Курска, Нижнего Новгорода, Махачкалы, Москвы, Оренбурга, Полтавы, Судогди (Владимирская обл), Санкт-Петербурга, Вены

В начале в группе зарегистрировались 8 старшеклассников – членов химического кружка УТЛ, сейчас нас большее 200:

Через работу этой группы проводится пропаганда химических, экологических знаний, новостей науки и техники. В рамках кружка осуществляется индивидуальная работа с одарёнными детьми по подготовке к конкурсам, олимпиадам по химии.

В этой группе проводятся конкурсы, выкладываются наши видеоролики опытов, проведённых на занятиях химического кружка в лицее.

1. В настоящее время проводится конкурс определения вещества по фотографии, видеоролика, сделанных на занятии химического кружка в лицее.
2. В группе 9 тем для обсуждения. Мы выкладываем интересную информацию о новостях науки (затем готовим сообщения на уроках).
3. Обсуждаем новое, увиденное на уроке. Например, интерес и обсуждение вызвал ролик на уроке об изобретении В.И. Петрика «уникальных» фильтров воды.
4. Большую помощь в работе группы оказывают выпускники, особенно те, кто занимался в лицее в химическом кружке. Они предлагают новые темы для исследований, опыты, которые можно провести в лицее на кружке, интересные идеи для организации работы.

5. Участвуем в конкурсах других групп в контакте, с особым интересом связанных с химическим экспериментом. Отправили видеоролик для конкурса в группе «Великая наука химия»

6. Выкладываем фотографии, видеоролики с занятий химического кружка. Такие видео привлекают внимание не только к работе группы, но и химического кружка в лицее.

Материалы к работе кружка, к подготовке к урокам, исследованиям, олимпиадам, конкурсам, некоторые работы детей размещаю на моём сайте http://yxta-xum.ucoz.ru.

Оценивание и  результаты

Для учителя очень важно оценивание степени сформированности умений и навыков исследовательской деятельности. Положительной оценки достоин любой уровень достигнутых результатов.

В таблице 1 (приложение 4) приведён диапазон развития исследовательских умений [7] для оценивания уровня сформированности компетенции.

Учащиеся оценивались по этим критериям в ходе педагогического наблюдения, каждый пункт оценивался по 3-бальной шкале [10]: 0 баллов – не умеет, 1 балл – нуждается в помощи учителя, 2 балла – может выполнить самостоятельно.Также были определены уровни развития исследовательских навыков:

0-5 – низкий уровень,  6-9 – средний уровень,  10-14 – высокий уровень

В таблице 2 (приложение 4) показаны результаты мониторинга (химический кружок) за 2015-2016 учебный год.

Результаты мониторинга свидетельствуют об эффективности разработанной системы формирования исследовательских умений. Увеличилось количество обучающихся химического кружка и обучающихся 8-9 классов со средним и высоким уровнем сформированности исследовательских умений. 

В начале и в конце 2016-17 учебного года по выбранным мною критериям провела мониторинг сформированности ИК в 8 и 9 классах (таблица 3. Результаты мониторинга (уроки, 8, 9 классы) за 2016-2017 учебный год). Увеличилось количество обучающихся 8-9 классов со средним и высоким уровнем сформированности исследовательских умений.

Так как формирование исследовательских компетенций на уроках должно повышать успеваемость обучающихся, можно оценить успешность работы по качеству успеваемости. Средний балл по химии в конце 2016-17 учебного года 4,3; качество 93%, что может подтверждать успешность проводимой работы. Таким образом, можно сделать вывод, что развитие исследовательских компетенций способствует повышению качества успеваемости по химии, созданы условия для развития способностей учащихся к исследованию.

Однако, к сожалению, должна констатировать, что для полноценного исследования требуется много времени, и в 2 недельных часа уложиться практически невозможно. Поэтому реализация исследовательской деятельности до сих пор и сейчас идет в основном во внеурочной деятельности учителя. И мониторинг сформированности ИК – очень трудоёмкий и затратный по времени процесс. Нет в литературе простых и объективных методик оценивания этой компетенции