Учебный центр «Крисмас+»

Организация исследовательской деятельности школьников в области естественнонаучного цикла

Григорьева Н.С. Санкт-Петербург

Исследовательская деятельность учащихся занимает одно из ведущих мест в учебном процессе ГБОУ лицей №533 «Образовательный комплекс «Малая Охта», особенно при изучении предметов естественнонаучного цикла. 
Она предусматривает достижение следующих учебных и воспитательных задач:
· развитие творческих способностей учащихся и выработка у них исследовательских навыков;
· формирование аналитического и критического мышления учащихся в процессе творческого поиска и выполнения учебных исследований;
· выявление одарённых учащихся и обеспечение реализации их творческого потенциала;
· воспитание целеустремлённости и системности в учебной деятельности;
· помощь в профессиональной ориентации;
· самоутверждение учащихся благодаря достижению поставленной цели.
В итоге решается первостепенная задача педагогического коллектива -это повышение интереса к учёбе. Наверное, только творческий подход к процессу получения знаний способствует становлению учебно-исследовательской работы в лицее.
Исследовательская деятельность школьников — деятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов:
постановка проблемы, изучение теории, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, собственные выводы.
Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения.
Учебное исследование и научное исследование. Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в «большой» науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности — в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (т. е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося).
Для повышения уровня научных исследований в нашем учреждении, организованы проблемные лаборатории, центры, НОУ, кружки, где решаются вопросы организации исследовательской деятельности школьников, разрабатываются проекты, проводятся эксперименты, создаются условия для формирования социальной активности творческой личности в социуме через организацию научно-исследовательской и проектной деятельности школьников. В организованное обучение в лицее происходит включение исследовательской деятельности в рамках интегрированной программы общего и дополнительного образования.
Прежде всего, исследовательская деятельность обучающихся является технологией дополнительного образования, поскольку в рамках классно-урочной системы и ограниченного количества времени, учитель не в состоянии решить проблему научения школьника исследованию.
В условиях дополнительного образования нет жёстких рамок классно-урочной системы, выбор содержания, тематики и проблематики проектов и исследований обучающимися происходит в момент выбора одного из направлений работы кружка. В зависимости от уровня полученных результатов, предоставляется возможность школьникам публично продемонстрировать свои исследовательские проекты перед сверстниками, родителями, педагогами, для широкой общественности.
Более глубоко и подробно работать над исследовательскими проектами по биологии, химии, экологии наши школьники могут в объединении «Эко+» центра дополнительного образования детей. 
В нашем лицее создана хорошая материально-техническая база. В здании для 8-11 классов 18 учебных кабинетов, оснащённых компьютерной и мультимедийной техникой. Современные кабинеты химии, физики, биологии, 2 кабинета информатики, информационный центр. Тринадцать интерактивных досок, тридцать компьютеров, доступ к сетям Интернет из каждого кабинета (10Мб/сек).
Активизирующую роль в организации современной исследовательской деятельности играет новое оборудование, основанное на компьютерных технологиях. Компьютерные технологии в значительной степени способствуют увлеченности исследованием, т.к. их применение позволяет создать положительную мотивацию и тем самым повысить интерес к предмету; визуализировать учебный материал; проводить моделирование сложных химико-биологических процессов и явлений.
В нашем учреждении с 2009 года активно стали применяться Цифровые лаборатории «Архимед» (ЦЛ). Оборудование лаборатории было высоко оценено учителями и учащимися за мобильность и наглядность. Цифровая лаборатория и программа Multilab позволяют оперативно представлять результаты исследования в виде графиков и таблиц.
В состав лаборатории входят: ноутбуки; набор цифровых датчиков FourierSystems; специализированное программное обеспечение.
В стандартном варианте к устройству Trilink одновременно можно подключить до 4 датчиков. С помощью специальной программы Multilab, установленной на персональном компьютере, можно варьировать частоту сбора данных устройством Trilink в очень широком диапазоне – от одного замера в час до 20 000 замеров за секунду.
В состав лаборатории входят 22 цифровых датчика. Они являются особо чувствительными и обладают минимальной погрешностью при измерениях.
Дополнительно лаборатория «Архимед» оснащена цифровым микроскопом – это существенно расширяет ее возможности. 
Широкие возможности лаборатории позволяют с успехом использовать ее при проведении демонстраций на уроках, а также как средство развития исследовательских навыков учащихся во внеурочной деятельности.
Уже первые опыты с использованием ЦЛ в лицее вызвали интерес учащихся к новому оборудованию и желание освоить его и провести эксперименты. Начали мы с освоения тех опытов, которые предлагают разработчики лаборатории, но уже вскоре стали ставить свои. С помощью лаборатории «Архимед» учащиеся:
- проводили анализ качества пищевых продуктов
- изучали процесс скисания молока 
- определяли кислотность молока, хлеба, свежесть творога
- определяли рН (водородного показателя) питьевой неминерализованной воды, минеральной воды, газированных окрашенных напитков
После ярких демонстраций и убедительных опытов такой путь к знанию через собственный творческий, исследовательский поиск выбирает все большее число учащихся.
Также для проведения экспериментальной части исследовательских работ учащимся предоставляется возможность поработать в химической лаборатории с тест-системами. С помощью тест-комплектов и тест-систем они определяют:
-экологическое состояния водных объектов и показателей качества воды. Определяемые компоненты - рН; минеральный состав (сульфаты, карбонаты, гидрокарбонаты, хлориды); растворенный кислород; биогенные элементы (нитраты, нитриты); общая жесткость (кальций и магний), щелочность; металлы (железо общее, хроматы, медь); калий и натрий; активный хлор, органолептические показатели;
- экологическое состояния и загрязненность почвы: приготовление почвенных вытяжек и определение кислотности почвы (рН солевой вытяжки), нитратов, определение механического состава почвы и др.;
- качество и безопасность продуктов питания (овощей, фруктов, соков, зелени, воды и др.) по содержанию нитратов и кислотности.
Итог исследовательской деятельности учащихся — это выход на научно-практическую конференцию «Охтинские чтения», которая уже более 15 лет проводится весной в нашем лицее. Работа конференции организована по секциям: политехническая, естественнонаучная, социально-гуманитарная. Участники конференции- обучающиеся 7-11 классов школ Красногвардейского района.
Учитывая уровень юных исследователей, а также опыт работы других учебных заведений, экспертной группой были разработаны свои требования к работам и критерии оценки работ.
Требования к работам:
· К конференции допускаются, проблемно-реферативные, экспериментальные, натуралистические, учебно-исследовательские работы.
· Ценным является творчество, интеллектуальная продуктивность, оригинальность взглядов или подходов.
· Интернет может быть использован только как толчок к самостоятельному исследованию.
· Реферативная работа должна носить аналитический характер и содержать собственные выводы автора.
· Работа должна иметь практический и теоретический интерес, элемент новизны.
· Учитывается графическая грамотность выполнения чертежей и схем, наличие образца изделия, дизайнерское решение разработки.
В конце недели проводится церемония награждения. Принцип нашего заведения — каждый ребёнок должен быть награждён по окончании конференции. Это крайне важно для всех лицеистов. Осознание того, что любые твои усилия, самые маленькие достижения, в том числе и в исследовательской работе, будут замечены и публично отмечены , заставляет ребят трудиться в течение учебного года. И хотя поощрение носит чисто символический характер (грамоты, благодарственные письма, памятные подарки, дипломы), дети с нетерпением ждут этого.
Воспитанники объединения «Эко+» — победители районных эколого-биологических олимпиад, городской научно-практической конференции «Ученые XXI века», лауреаты Всероссийского конкурса учебно-исследовательских экологических проектов.
В 2011-2012 учебном году лицеисты принимали активное участие в разработке и реализации проекта на базе детского экологического центра Водоканала Санкт-Петербурга «Просвещение молодежи в рамках работы Российско-европейского центра инновационных технологий в сфере водных ресурсов». Проект для школьников Санкт-Петербурга и Лахти реализовался в рамках международного партнерства с Центром инновационных технологий г.Лахти. В ходе проекта школьники посещали серию интерактивных занятий, выполняли творческое задание, участвовали в межшкольной викторине, по итогам которой заняли 6 место из 40 школ города.
Атмосфера лицея вызывает желание и учащихся, и учителей творить, идти к новым рубежам. Это достигается, прежде всего, личным примером администрации, педагогического коллектива, школьников. Очень важно для каждого из нас понимание своей ценности, значимости и необходимости коллективу. Делай — и тебя заметят, тебя будут уважать и на тебя равняться. Такая обстановка, созданная администрацией для работы и учёбы, располагает к действиям и самоотдаче.
Изложить все наработки нашего лицея, все достижения детей и все наши планы в одной статье достаточно сложно. Исследовательская деятельность не имеет границ. Человек тысячи лет изучает всевозможные области как собственной, так и природной деятельности, но сказать, что он знает всё, невозможно, ибо жизнь потеряет смысл и интерес.