НАЧАЛЬНАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ

Е.В.КИПРИЯНОВА,
МОУ лицей № 11, г. Челябинск

Научно-исследовательская деятельность школьников

Отличительными особенностями обучения в нашем лицее можно назвать следующие:

– Практически каждый учащийся становится в позицию исследователя, экспериментатора в соответствии со своими возможностями и личной направленностью, включается в интеллектуальную, эмоционально-волевую, действенно-практическую активность.

– Начало исследовательской деятельности, по существу, ведётся с первого класса, непрерывно, вплоть до выпуска, возрастая по объёму и степени сложности. В старших классах учитывается избранная специализация (физико-математический, естественнонаучный, социально-экономический, гуманитарный профили), и исследовательская деятельность приобретает черты научного поиска, новизну и прикладной характер.

– Результаты оформляются в виде научной публикации в научных сборниках, центральных или специализированных журналах, а поставленная научная проблема исследуется в дальнейшем в высшей школе.

Исследовательская деятельность в лицеях, колледжах и гимназиях существенно отличается от работы учёного не только по целям и задачам, но и по объёму и содержанию. Её цель – не столько добиться собственных научных результатов, сколько получить основные знания, умения, навыки в области методики и методов научного исследования (как формировать или выявлять проблему исследования, как правильно поставить и описать эксперимент, как обеспечить получение надёжных результатов, подвести итоги исследовательской работы, оформить реферат, написать статью и т.д.).

Можно выделить несколько этапов ученической исследовательской деятельности:

– I уровень – репродуктивный, включающий элемент вхождения в поисковую, научно-исследовательскую деятельность через систему олимпиад, конкурсов, смотров знаний;

– II уровень – эмпирико-практический, включающий усложнённый элемент прохождения через экспедиции, экскурсии, коллекционирование, экспонирование и т.д.;

– III уровень – исследовательский, экспериментальный, включающий ещё более усложнённый элемент прохождения учащегося через спецкурсы, спецсеминары, творческие и научные лаборатории:

– IV уровень – творческий, продуктивно-деятельностный, включающий самый сложный элемент прохождения учащегося через систему НОУ, творческие познавательные игры, собственно научную, исследовательскую и экспериментальную работу, связанную с конструированием, моделированием, выдвижением научных гипотез и защитой своих идей.

Наиболее интересной и результативной, на наш взгляд, является организация научно-исследовательской деятельности школьников в рамках физического образования. Организатором и координатором научно-исследовательской деятельности учащихся по физике является заведующая кафедрой физики МОУ лицей № 11, Заслуженный учитель РФ Алевтина Павловна Лыкасова.

В рамках регионального проекта пропедевтики физических знаний в образовательном учреждении с 1999 г. работает творческая лаборатория «Юный физик». Программа лаборатории разработана и апробирована в рамках содержания пропедевтических курсов физики для 5–6-х классов и дополнительного образования по физике в основной школе лицея (автор – д.п.н., профессор М.Д.Даммер). Например, разработано учебное пособие по физике для 5–6-х классов, электронный учебник по астрономии, методические рекомендации по осуществлению межпредметных связей физики и математики в пропедевтическом курсе физики, методические рекомендации по преподаванию физики в рамках предмета «Окружающий мир» в начальной школе.

Цель и задачи обучения школьников представлены: формированием понятийного аппарата необходимого для усвоения материала, мотивацией учащихся к обучению, формированием научного мышления, а именно формированием умений и навыков обобщения, анализа, описания наблюдаемых явлений, их систематизация и классификация. Содержание программного материала лаборатории в 5-6 классах базируется на содержании, касающемся узкого круга природных явлений. Каждое занятие содержит практические работы, постановку физического микроэксперимента, и направлены на развитие у учащихся умения ставить эксперимент, формулировать выводы.

С 1996 г. в лицее работает научно-исследовательская лаборатория «Основы электроники и радиотехники» под руководством Александра Николаевича Чебанько. Целью курса является мотивация школьников 5–11-го классов к изучению электроники, развитие творческих способностей учащихся, формирование научно-исследовательских умений и навыков. Для учащихся 5–6-х классов предусматрены теоретические и практические занятия, на которых отрабатываются умения и навыки, полученные в пропедевтическом курсе по основам электричества и радиоэлектроники, учащиеся знакомятся с электронными компонентами и устройствами. Основной метод практической работы – фронтальный. Практические занятия построены на изготовлении самых простых устройств, издающих смешные звуки и всевозможные мигалки на маленьких лампах накаливания и светодиодах.

В 7–8-м классах предполагаются занятия по теории (электротехника и электроника) и практические занятия с изготовлением различных электронных устройств, направленные на отработку умений (пайка деталей, рисование печатной платы и её обработка, изготовление и настройка несложных схем мультивибраторов, триггеров, тиристорных регуляторов, простых радиоприёмников и др.).

В 10–11-м классах проводятся индивидуальные занятия, консультации с целью подготовки проектов, моделей, научно-исследовательских работ в рамках научно-исследовательских образовательных программ федерального, регионального, муниципального уровней (например, «Новый вариант пуско-регулирующей аппаратуры для люминисцентных ламп с уменьшенным коэффициэнтом пульсации сетевого потока», «Комплект оборудования для проведения процессов коррозии и защиты металлов в условиях школьного эксперимента», «Определение давления насыщенного пара малолетучих веществ»).

С 1994 г. в лицее работает проблемная научно-исследовательская лаборатория для учащихся старших классов «Теория механизмов и машин» под руководством доктора технических наук, профессора Владимира Ивановича Пожбелко. Цели и задачи лаборатории: изучение теоретических основ расчёта и проектирования механизмов и машин для различных областей техники; овладение умениями и навыками научных исследований; решение возникающих на практике прикладных задач по физике и математике; овладение инженерными методами создания новых механизмов и машин с улучшенными эксплуатационными характеристиками; адаптация к специфике будущего обучения в университете; развитие способностей в области технического творчества.

Специально разработанный алгоритм формирования познавательной и творческой активности слушателей курса «Теория механизмов и машин» включает в себя среди прочих такую деятельность, как проведение патентных исследований по ведущим странам мира; анализ состояния выявленной научно-технической проблемы и выбор оригинального пути её решения; постановка задачи исследований и её оптимизация; выбор методики и проведения теоретических исследований; компьютерное моделирование физических процессов; проектирование, изготовление и сборка действующей модели новой машины; экспериментальные исследования путем физического моделирования; сравнение и анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований; создание новых механизмов и машин с публичной защитой итогов на конференциях разного уровня (в том числе и на иностранном языке).

В лицее выполнен комплекс научно-технических разработок, в частности: технологическая линия для производства штучных строительных изделий (1995 г.); гамма новых механизмов на ЭВМ; тепловой насос-преобразователь, позволяющий получить на выходе в несколько раз больше энергии, чем её затрачено на входе (1997 г.); смеситель разнородных материалов, позволяющий минимизировать энергозатраты на перемешивание густой вязкой среды (1998 г.); моделирование и оптимизация запуска баллистических ракет с подводным стартом (2004 г.); разработка и оптимизация колебательной системы «шарик – вязкая среда» для исследования моловязких жидкостей (2005 г.). Их научная и практическая значимость подтверждена отзывами от промышленных предприятий и других организаций; получено 5 патентов на изобретения, поданы 5 заявок на изобретения; подготовлено 34 лауреата городского и областного туров национальной образовательной программы «Шаг в будущее», получено 8 малых научных медалей программы «Шаг в будущее», 8 человек включены в состав национальной сборной РФ на международные соревнования молодых учёных.

Таким образом, при реализации программ вариативной части школьного учебного плана, программ дополнительного образования на первой ступени образования учащиеся знакомятся с основами всех наук, изучающих мир, человека в нём, узнают о том, что каждая наука имеет свою логику, предмет и объект исследования, «белые пятна», которые ещё предстоит исследовать и уже активно включаются на уроке в продуктивную деятельность.

На II ступени обучения учащиеся начинают знакомиться с методами исследования, грамотной работе с библиографическим, научным и архивным материалом, учатся элементам классификации, описания, коллекционирования, композиционного оформления исследования (реферата), изучают стиль научных публикаций, включаются в практическую деятельность по созданию моделей, простых устройств и т.д.

На III ступени осваиваются различные виды исследовательской работы, формируются умения оформить эмпирический материал в тезисы, таблицы, графики, провести анализ, сделать выводы, постигается методика публичных выступлений, делового общения, способность поставить и описать эксперимент. Исследовательская деятельность направлена на то, чтобы будущий специалист принимал участие в научной деятельности, умел формировать концепцию, выдвигать гипотезы, строить систему тезисов и доказательств, правильно и логично мыслить как по форме, так и по содержанию, умел защищать свои идеи и отстаивать их в той социальной среде, где будет протекать его жизнедеятельность. На этом этапе учащийся завершает свое научное исследование в рамках научной лаборатории, секции НОУ, принимает активное участие в совместной исследовательской работе с кафедрами ведущих вузов, на студенческих и других научных конференциях, публикует свои идеи в центральных специализированных журналах, научных сборниках высших учебных заведений, подтверждая свои навыки исследователя, творца, мыслителя участием и победами в федеральной образовательной программе «Шаг в будущее», международной научно-практической конференции школьников «Политика вокруг нас», национальной образовательной программе «Интеллектуально-творческий потенциал России», региональной научно-исследовательской конференции «Интеллектуалы XXI века».

Наполняемость каждого уровня конкретным содержанием даёт возможность и ученику, и учителю самостоятельно соотнести свою исследовательскую деятельность и успехи с тем уровнем, на котором он находится и передвигаться ко всё более высокому.