© Наливайко И. В. П оволжская государственная социально-гум

© Наливайко И. В. П оволжская государственная социально-гум анитарная академ ия. Самара, 20 марта 2014 г. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ – – НА БЛАГО РОССИИ! Организация учебно – исследовательской работы учащихся по биологии в системе дополнительного образования. Естественно-географический факультет Кафедра ботаники, общей биологии, экологии и биоэкологического образования Преподаватель – кандидат педагогических наук, доцент Наливайко Ирина Вячеславовна

© Наливайко И. В. Учебно-исследовательская деятельность Учебная исследовательская деятельность — это специально организованная, познавательная творческая деятельность учащихся, по своей структуре соответствующая научной деятельности, характеризующаяся целенаправленностью, активностью, предметностью, мотивированностью и сознательностью, результатом которой является формирование познавательных мотивов, исследовательских умений, субъективно новых для учащихся знаний или способов деятельности. Исследовательская и проектная деятельность учащихся является результативным способом достижения одной из важнейших целей образования: научить детей самостоятельно мыслить, ставить и решать проблемы, привлекая знания из разных областей; уметь прогнозировать вариативность результатов. Учебно-исследовательская и проектная деятельность учащихся

© Наливайко И. В. Ошибки, типичные для работ в области естественных наук. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Неудачный выбор темы исследования Некорректное название работы Неправильная формулировка цели и задач исследования Несоответствие структуры работы принятым нормам Выполнение работы на единичных индивидах, отсутствие контрольной группы. Отсутствие статистической обработки результатов. Неправильное представление результатов. Отсутствие раздела «Обсуждение результатов» , некорректная интерпретация результатов. Неграмотная формулировка выводов. Отсутствие ссылок на литературные источники в тексте работы. Неправильное оформление списка литературы.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Общий план проведения исследования Выбор конкретной темы. Изучение литературных источников по теме. Формулировка гипотезы исследования (какие результаты предполагается получить) Проведение экспериментов (сбор данных), статистическая обработка и анализ результатов. Обсуждение результатов исследования и формулировка выводов. Оформление работы, подготовка научного доклада и компьютерной презентации.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Направления исследований в области биологии, экологии и медицины Псевдонаучные тематики – память воды, поиски снежного человека, паранормальные явления и т. д. Возможные направления исследований в области биологии, экологии и медицины: Изучение биоразнообразия территорий. Экологическая характеристика видов грибов, растений и животных. Изучение искусственных и естественных экосистем. Изучение охраняемых территорий и видов. Экологический мониторинг, биоиндикация состояния воздуха, воды и почвы. Оценка санитарно-гигиенического состояния помещений. Наблюдения и исследования поведения животных. Исследования анатомо-морфологических показателей, функционального состояния организма и здоровья школьников. Влияние различных факторов на физиологическое состояние организма. Исследования заболеваемости, мер профилактики. Изучение психофизиологических показателей. Определение состава, качества пищевых продуктов. Исследования в области генетики, селекции. Исследования в области растениеводства и животноводства.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Основные требования к выбору темы исследования: 1. Тема работы должна быть актуальной, то есть иметь определенную новизну и практическую полезность ( на уровне своего класса, школы, населенного пункта ). Школьник не обязан совершать научные открытия. Для учащихся младших или средних классах важнее научится планировать и проводить работу, уметь анализировать результаты и делать выводы. 2. Тема работы должна быть интересной и оригинальной. Можно сравнить детей из классов разного профиля, городских и сельских, проследить возрастную динамику и т. д. Редкие, необычные темы имеют преимущества по сравнению с типичными вариантами. 3. Тема работы должна быть достаточно конкретной, а не слишком объемной. Например, полезнее изучить видовой состав растений в районе своего города, а не описывать все охраняемые виды растений России. 4. Тема должна предусматривать реальные возможности и сроки выполнения работы.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Типичные ошибки при формулировке названий учебно-исследовательских работ • Слишком объемное, выходящее за рамки конкретной работы, создает впечатление, что работа реферативная; • Слишком узкое, не отражающее полностью содержание работы; • Не соответствующее содержанию работы; • Слишком «бойкое» , журналистское. «Журналистские формулировки» : Алкоголизм и курение – скажи «Нет!» Быстрое питание – скорое заболевание. ГМО – панацея или бич божий. Досье на витамин С. Еда или Е-да? Заливается звонок — начинается урок, (о психологических особенностях учеников Курильщик – сам себе могильщик. Наше здоровье – в наших руках. От жажды умирая над ручьем (фито индикация качества воды) Пища Франкенштейна или что мы едим. Победы в спорте – победы в жизни. СПИД – катастрофа 21 века. Таинственный мир пиявок. Хорошо вижу – хорошо учусь. Чистота – залог здоровья.

© Наливайко И. В. Общие, неконкретные формулировки: Влияние света на живые организмы. Влияние атомных станций на здоровье человека. Врожденные пороки и наследственные заболевания. Диеты и их последствия. Исследование состояния воздуха. Курение и подрастающее поколение. Лечебные свойства музыки. Проблемы веса. Связь стресса и почерка. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки

© Наливайко И. В. Формулировка цели и задач Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Цель – это: • формулировка основной проблемы исследования, • ответ на вопрос, заданный в названии работы, • предвидение результатов исследования. Рекомендуется формулировать предложение с глаголами: определить, выявить, установить, обосновать, разработать. Задачи исследования: это этапы работы, способы достижения цели, они не могут повторять цель или быть крупнее цели, К задачам научного исследования не относятся учебные задачи – изучение литературы по теме, освоение методов, подготовка презентации и т. д. Цель работы должна быть одна , задач может быть несколько !

© Наливайко И. В. Гипотеза, объект и предмет исследования. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Рабочая гипотеза обычно формулируется на первых этапах исследования. Это предположение о возможных результатах исследования, которые подлежат экспериментальной проверке. Рабочие гипотезы используются для выработки предварительного плана научного исследования. Они могут, как подтвердиться, так и не оправдаться в ходе работы. Объект исследования в биологии – это живые организмы или характерные для них явления и процессы. Предмет исследования – это часть объекта, конкретные параметры, процессы, которые подлежат изучению. Примеры: Объект исследования – плоды яблок различных сортов. Предмет исследования – концентрация витамина С Объект исследования – учащиеся младшей школы. Предмет исследования – антропометрические показатели (рост, вес, окружность грудной клетки). Объект исследования – воздух в различных помещениях школы. Предмет исследования – количество микроорганизмов.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Особенностью большинства естественнонаучных работ является то, что для выявления закономерностей необходимо исследовать не единичные особи , а группы, так называемые выборки. Биологические объекты всегда имеют индивидуальные особенности, которые могут влиять на ход эксперимента. Поэтому в науке нельзя ограничиваться исследованием одного или нескольких экземпляров – в этом случае можно получить неадекватные данные. Выборочная совокупность или выборка – это любая подгруппа объектов, выбранная для конкретного исследования. Все множество интересующих исследователя однородных объектов, явлений, или показателей называется генеральной совокупностью. Репрезентативная выборка – это меньшая по размеру, но точная модель генеральной совокупности, частью которой она является. В ней все основные признаки должны быть представлены в той же пропорции или с той же частотой, как и в самой генеральной совокупности. Генеральная совокупность и выборка

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Если изучается физическое развитие учащихся 1 -4 классов. Генеральная совокупность – это все дети данного возраста, живущие во всех странах. Придется ограничить исследование только небольшой частью всей совокупности – в своем городе, в своей школе. Учащиеся вашей школы и будут выборкой. То же самое относится к другим представителям живой (иногда и неживой природы). Генеральная совокупность и выборка Для формирования репрезентативных выборок в работах школьников можно ограничиться общими правилами. Количество индивидов в выборке должно быть не менее 10 , чтобы потом иметь возможность обрабатывать результаты статистически, но лучше хотя бы 20 -30 особей (образцов, экземпляров и т. д. Отсутствие выборки – типичная ошибка многих работ школьников. Даже для младших школьников надо постепенно вводить это требование. Например, если изучают какая каша вкуснее и полезнее, то соберите хотя бы несколько одноклассников для выяснения этого вопроса. Если определяют концентрацию витамина С в яблоках разных сортов, то надо проверять не одно яблоко, а несколько или получить сок из нескольких яблок, смешать в равных пропорциях и определять концентрацию в этой суммарной пробе.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Формирование групп При изучении влияния каких-либо факторов на различные показатели, процессы необходимо формировать две группы – экспериментальную и контрольную с равным или примерно равным количеством индивидов (образцов). В идеальном варианте эти группы должны отличаться только по одному показателю – наличию или отсутствию изучаемого воздействия. Во многих случаях полностью выполнить эти требования невозможно, особенно при работе с людьми, а не с линейными животными или растениями. Но надо стараться подбирать как можно менее отличающиеся группы – по полу, возрасту, условиям жизни, социальному положению и т. д. , особенно, если объекты исследования люди. В зависимости от цели работы, может быть одна контрольная и несколько экспериментальных групп. Или одна и та же группа до воздействия и после него. ( Например, при определении показателей работы сердца до и после физической нагрузки у одних и тех же школьников). Количество особей в контроле и эксперименте должно быть примерно равным, допустим, 35 и 40 вполне возможно, а 35 и 10, естественно, не подходит.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Формирование групп При изучении загрязненности почвы, воды или воздуха методами биоиндикации, то помимо опытных участков, где берут пробы, обязательно должны быть и контрольные. В этом случае контролем может быть почва из парка в сравнении с образцами, взятыми у шоссе или на улицах со значительной транспортной нагрузкой. Если речь идет об определении антропогенной нагрузки в пригородном лесу или определении качества воды в реке, то обязательно должно быть несколько точек отбора проб, а не одна. В случае, когда в работе изучается влияние какого-либо фактора, а контрольной группы нет, то результаты нельзя считать достоверными, нет смысла обсуждать их и делать выводы, потому что исходное исследование было неправильно спланировано. Даже если работа описательная, например, по морфологии растений или животных, необходимо рассмотреть группу особей, а не один экземпляр. Иначе можно получить данные, не соответствующие действительности.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Типичные ошибки при формирование групп Цель и задачи простой детской работы могут не предусматривать формирования выборок. Например, ученик младших классов изучал поведение своей кошки. Но в этом случае выводы будут относиться только к конкретной кошке, а не ко всем кошкам. Типичные ошибки при формировании групп: ٧٧ Выполнение работы на единичных особях, недостаточное количество испытуемых. ٧٧ Отсутствие контрольной группы. ٧٧ Неравное количество особей в контрольной и экспериментальной группах. ٧٧ Несоответствие характеристик объектов исследования в контрольной и экспериментальной группах.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Методы научных исследований – это приемы и средства, с помощью которых в науке получают новые достоверные факты. Они становятся основой для развития научных теорий и разработки практических рекомендаций. Основные методы исследований , которые применяются в естественнонаучных исследованиях – это: описание, наблюдение, анкетирование (опрос), эксперимент К научным методам не относятся беседа со школьным врачом или другим специалистом, посещение лаборатории, других научных или производственных учреждений. Не являются методами изучение научной литературы, знакомство с прибором, освоение методик. Но необходимо указывать методы статистической обработки результатов. В большинстве случаев следует выбирать известные, ранее описанные методы, а не придумывать их самим. Разработка метода – это весьма сложное занятие, которое требует большого опыта и высокой квалификации. Если вы в работе применяли общепринятый метод, но в вашей модификации, необходимо уточнить, в чем были различия.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Методы исследований: анкетирование Во многих случаях школьники используют анкетирование. Это вполне понятно, легче провести анкетирование, чем эксперимент. Но к полученным таким методом результатам надо относиться с известной осторожностью. Не каждая анкета корректна и может дать ответы на вопросы исследования. Не из всякого опроса можно получить достоверные факты, особенно, если вопросы касаются личной жизни, отношений в семье, тех же вредных привычек и т. д. Поэтому лучше использовать известные психологические тесты, указывая их авторов, а при составлении анкеты обратиться к специалисту или ознакомиться с методиками составления анкет.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Метод исследования : наблюдение Классический метод – наблюдение. Его можно рекомендовать для младших школьников, потому что наблюдение обычно не требует особого оборудования, достаточно просто и может дать интересные и полезные результаты. Но и в этом случае надо детально продумать ход работы. Например, школьник изучает, какие насекомые опыляют растения. Для этого надо решить, какие именно растения нас интересуют – декоративные, плодовые деревья, овощные культуры, дикорастущие виды – потому что видовой состав опылителей может оказаться разным. Следует при наблюдении отмечать время суток, особенности погоды, температуру воздуха – от этих факторов может зависеть количество и видовой состав опылителей. Необходимо все записывать, учитывать каждую прилетающую особь, фотографировать их (или отлавливать различных представителей), чтобы впоследствии определить их систематическое положение. Разумеется, необходимо провести наблюдения не один, а несколько раз.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Методы исследования: эксперимент Если в работе применяли экспериментальные методики , то в тексте должна быть ссылка на литературный источник, из которого взят данный метод. Кроме того, необходимо достаточно подробно описать саму методику. Это дает возможность рецензенту оценить адекватность применения метода в данной конкретной работе, а читателю – познакомиться с этим методом, использовать его в своей работе, сравнить с другими аналогичными методиками.

© Наливайко И. В. Требования и ошибки в разделе «Введение» Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Введение В небольшой работе (10 -15 стр. ), что и рекомендуется школьникам, введение занимает не более 1 -2 стр. В нем надо четко обозначить основную проблему исследования и его актуальность (то есть смысл работы, для чего ее выполняли, какие данные предполагается получить), дать краткую предварительную информацию по теме, сформулировать цель и задачи работы. По введению читатель обычно судит о том, интересна ли ему эта работа и стоит ли читать ее полностью. Типичные ошибки во введении: ٧٧ Общие рассуждения на отвлеченные темы ٧٧ Неправильные формулировки цели и задач исследования ٧٧ Слишком большой объем раздела (во введении присутствует часть обзора литературы) ٧٧ Включение в число исследовательских задач сугубо учебных — изучение литературы, освоение методик

© Наливайко И. В. Литературный обзор : требования и типичные ошибки Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Состояние проблемы исследования или литературный обзор. Задача данного раздела — познакомить читателя с современным состоянием данной области науки. Литературный обзор показывает уровень подготовки автора по теме исследования, позволяет судить о его начитанности, понимании проблемы и путей ее решения. Кроме краткой истории вопроса в обзоре необходимо осветить наиболее известные подходы к постановке и решению проблемы, основанные на данных из научных литературных источников, описать наиболее известные и интересные факты, показать, что было сделано в этой области до начала вашего исследования. В итоге надо подвести читателя к пониманию актуальности и значимости именно вашей работы. Типичные ошибки в этой части работы: ٧٧ Отсутствие обзора литературы в тексте работы. ٧٧ Подробное цитирование общеизвестных фактов (на уровне школьного учебника). ٧٧ Отсутствие ссылок на литературные источники непосредственно в тексте при упоминании фактов и цитат из них. ٧٧ Использование информации и авторских текстов (особенно из Интернета) без осмысления и обработки.

© Наливайко И. В. Раздел «Материалы и методы исследования» Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Материалы и методы исследования. В этом разделе необходимо описать: Объект исследования: в случае биологических объектов — их биологические особенности, систематическую принадлежность, количество исследованных особей, образцов и т. д. При изучении каких-либо показателей у людей необходимо дать полную характеристику испытуемых (количество человек в группах, пол, возраст, при необходимости – состояние здоровья, образование, социальное положение и другие, важные для конкретного исследования параметры). Но в тексте работы (в том числе и в Приложении) никогда не приводят Ф. И. О. и личные данные участников исследования. Оборудование – перечислить использованные приборы, установки с указанием их названий и фирм – изготовителей. Материалы и реактивы – необходимо перечислить все использованные реактивы, указать фирму – изготовитель, степень чистоты. Методы исследований – требуется дать достаточно подробное описание, по которому читатель может понять суть метода, оценить его адекватность для данной работы и при необходимости воспроизвести методику. Обязательны ссылки на литературные источники, из которых заимствованы использованные в работе методики.

© Наливайко И. В. Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки. Типичные ошибки данного раздела: ٧٧ Отсутствие или слишком краткое описание объектов исследования. ٧٧ Неполное описание методов. ٧٧ Отсутствие ссылок на методическую литературу. ٧٧ Отсутствие благодарностей (в случае, если были предоставлены аппаратура, реактивы, результаты, полученные другим человеком). Раздел «Материалы и методы исследования»

© Наливайко И. В. Раздел «Результаты» Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Подробно описываются и анализируются полученные данные и выявленные закономерности. Этот раздел – основной в исследовательской работе, так как ее выполняли для получения результатов и новых фактов, а не для изучения литературы или освоения методов. Изложение материала структурируется, исходя из логики решения проблемы в соответствии с планом, задачами работы. Анализируют не первичные результаты, (например, количество семян в каждой из 20 исследованных шишек или индивидуальные показатели роста всех учеников класса), а только статистически обработанные и обобщенные данные. Они должны быть представлены в виде схем, графиков, таблиц, диаграмм. Полученные результаты доказывают или опровергают выдвинутые ранее гипотезы. Типичные ошибки в оформлении результатов: ٧ Представление исходных первичных данных, не обработанных статистическими методами. ٧٧ Отсутствие графического представления данных. ٧٧ Оформление таблиц, диаграмм, графиков не соответствующее требованиям.

© Наливайко И. В. Раздел «Обсуждение результатов» Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Обсуждение результатов В небольших работах этот раздел можно объединить с главой «Результаты» . Раздел содержит анализ собственных результатов в сопоставлении с данными других авторов, полученными из литературных источников. Обсуждать нужно основные, наиболее интересные результаты и выявленные закономерности, в особенности те, которые будут сформулированы в выводах. В целом данный раздел должен предоставить читателю информацию о степени надежности полученных результатов, их согласованности с данными аналогичных или близких по тематике работ других авторов, научной новизне и перспективах применения (использования) установленных фактов и закономерностей. Если данные не согласуются с известными фактами, результатами других авторов не стоит их подгонять, как ответ школьной задачи или замалчивать. Это может оказаться самым интересным в вашей работе. Типичные ошибки: ٧ Отсутствие данного раздела в подавляющем большинстве работ школьников. ٧ Отсутствие анализа собственных результатов. ٧ Неправильная интерпретация результатов ٧ Неумение сопоставить свои данные с результатами других работ.

© Наливайко И. В. Раздел «Выводы» Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Выводы В качестве выводов кратко констатируются самые главные результаты исследования и выявленные закономерности. Выводы должны соответствовать поставленным задачам работы. Большое число выводов или излишне подробные формулировки говорит о неумении автора выделить главное в своих результатах. В необходимых случаях данный раздел может дополняться разделом «Заключение» , в котором кратко подводятся итоги и намечаются перспективы дальнейшей работы. Типичные ошибки в формулировках вывода: ٧ Несоответствие выводов заявленным во введении цели и задачам исследования. ٧ Дублирование разделов (в работе есть и «Выводы» , и «Заключение» ) ٧ Общие рассуждения вместо констатации конкретных результатов работы. ٧ Включение в выводы текста, соответствующего разделам «Методы» , «Результаты» , «Обзор литературы» .

© Наливайко И. В. Раздел «Список литературы» Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Список литературы Литературные источники должны быть представлены таким образом, чтобы читатель мог найти сам источник, а в нем нужную информацию. Принято ссылаться только на источники, которые действительно читал автор), а не переписывать подходящий список литературы из другой работы или статьи научного руководителя. Источники должны быть упорядочены и пронумерованы. Существуют два варианта нумерации работ — по алфавиту на основании фамилии первого автора, (если несколько источников одного автора, то по фамилии следующего соавтора или по дате издания) или по порядку цитирования в тексте. Более предпочтителен вариант нумерации в алфавитном порядке. Типичные ошибки в оформлении списка литературы: ٧ Отсутствие списка литературы. ٧ Малое количество ссылок. ٧ Ссылки на слишком сложную для школьника литературу – некоторые научные журналы, диссертации, иностранные источники. ٧ Неправильное оформление ссылок. ٧ Ссылки на электронные источники только с указанием сайта без упоминания авторов и названия статьи, книги и т. д.

© Наливайко И. В. 1 Учебно – исследовательские работы учащ ихся по биологии и экологии: требования, типичные ош ибки Описанная структура работы должна строго соблюдаться. Не следует проявлять самодеятельность (вернее, незнание правил), менять порядок разделов или называть их по своему разумению.