Исследовательская компетенция/компетентность, ее место в системе образовательных компетенций

Тамбовский областной  институт повышения квалификации работников образования

 

 

 

 

 

Формирование  исследовательской компетенции  обучающихся средствами современных педагогических технологий в рамках учебной дисциплины Химия

 

 

 

 

 

 

 

О.В. Ушакова, учитель химии МОУ СОШ № 2 г. Мичуринска Тамбовкой области

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тамбов. 2010 г.

Содержание

 

	стр.
Введение Исследовательская компетенция/компетентность, ее место в системе образовательных компетенций Формирование исследовательской  компетенции средствами исследовательской технологии, применяемой в системе уроков химии Формирование исследовательской  компетенции обучающихся в ходе внеурочной работы по химии Приложение Литература	3 4   11   19   24 43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В современном мире, идущем по пути глобализации, способность быстро адаптироваться к условиям международной конкуренции становится важнейшим фактором успешного и устойчивого развития страны. Следовательно, востребованными социумом в настоящее время становятся успешные, конкурентоспособные выпускники, адаптировавшиеся к новым социальным условиям, освоившие разные виды деятельности и демонстрирующие свои способности в любых жизненных ситуациях.

Сегодня мы говорим о  формировании метапредметных умений и  навыков, которые являются результатом образовательной формы, выстраиваемой поверх традиционных предметных знаний, умений и навыков, в основе которой лежит мыслительнодеятельностный тип интеграции учебного материала и принцип рефлексивного отношения к базисным организованностям мышления.

Становится ясно, что  основная задача учителя на современном  этапе – грамотно перевести акцент при оценке результатов образования с понятий «образованность», «обученность», «умения», «знания» на понятия «компетенция», «компетентность».

Ряд авторов (А.В. Хуторской; О.Е. Лебедев; Д.А. Иванов и др.) предлагает классификацию образовательных компетенций по трем уровням, соответствующим содержанию образования: предметные, общепредметные и метапредметные, относящиеся к общему содержанию образования.

Примером метапредметной компетенции может служить исследовательская компетенция, включающая в себя целый комплекс образовательных компетенций, напрямую связанных с мыслительными, поисковыми, логическими, творческими процессами познания обучающихся.

Химия - одна из наиболее практико-направленных дисциплин, изучаемых в условиях общеобразовательной школы. Ее преподавание напрямую связано с процессом формирования исследовательской компетенции, поскольку методы, на которых основывается химическая наука (анализ, эксперимент, моделирование и т.д.), во многом совпадают с основными компонентами исследовательской компетенции.

Следовательно, расставляя приоритеты в своей работе, основной задачей учителя химии я ставлю формирование исследовательской компетенции  обучающихся в ходе преподавания школьной дисциплины Химия.

На наш взгляд, спонтанное привитие обучающимся ряда навыков  исследовательской деятельности в ходе уроков и даже средствами внеурочной формы работы не может служить базой для формирования одноименной компетенции.

Только системное использование  возможностей нескольких современных  педагогических технологий (исследовательской, проектной, информационно-коммуникационной и др.) способно обеспечить решение поставленной задачи.

 

 

 

Исследовательская компетенция/компетентность, ее место в системе образовательных компетенций

 

Исследование в современном  мире рассматривается не только как  узкоспециальная деятельность научных работников, но и как неотъемлемая часть любой деятельности, как стиль современного человека.

Как отмечается в современной педагогической литературе, «новый человек» должен быстро решать качественно сложные задачи, уметь видеть и решать проблему, предлагая творческие варианты. Эти и другие задачи, по мнению ряда авторов, может решить человек, обладающий исследовательской компетенцией.

При всей видимой значимости и актуальности данного вопроса, в настоящее время существует многообразие подходов к определению сущности исследовательской компетентности, но отсутствует ее единое понимание.

Большинство исследователей склонны рассматривать исследовательскую компетентность обучающихся, как результат грамотно спланированной исследовательской деятельности (написание исследовательской работы, постановка и анализ результатов эксперимента и т. д.).

С. И. Осипова обращает внимание на преобразовательный характер исследовательской компетентности и представляет ее в качестве интегрального личностного качества, выражающегося в готовности и способности самостоятельно осваивать и получать системы новых знаний в результате переноса смыслового контекста деятельности от функционального к преобразовательному, базируясь на имеющихся знаниях, умениях, навыках и способах деятельности [13].

Этот же автор предлагает выделить три основные элемента исследовательской компетентности обучающегося, выражающихся в следующих способностях:

• выделение цели деятельности;
• определение предмета, средств деятельности, реализация намеченных действий;
• рефлексия, анализ результатов деятельности (соотнесение достигнутых результатов с поставленной целью).

Указанные элементы, на наш взгляд, в большей мере отражают компетентность в проведении исследования, нежели в учебной практике.

Мы хотим отметить, что исследовательская компетентность должна формироваться у любого человека, как одна из неотъемлемых, в ходе учебно-познавательной деятельности.

Ключевые компетенции  многомерны и включают различные  умственные процессы и интеллектуальные умения. Для того чтобы сформулировать понятие «исследовательской компетенции/компетентности» и определить его содержание, на наш взгляд, необходимо рассмотреть сущность исследовательской деятельности.

Исследовательская деятельность присуща человеку филогенетически, она перешла к нам из животного  мира. Исследователи – физиологи  нашли интересные обозначения ориентировочного исследовательского поведения приматов: «бескорыстная любознательность» (И. П. Павлов); «исследовательский импульс» (Н. Ю. Войтонис); «обследовательская деятельность» (Н. Н. Ладыгина-Котс) [8].

Рассматривая работы психологов, можно выделить два основных проявления исследовательской деятельности, это ориентировочный рефлекс, унаследованный человеком от животных, и исследовательская реакция. Обратим внимание на указанные психологические категории, исходящие из органов чувств, которые должны в первую очередь развиваться в ходе исследовательской деятельности. Опираясь на работы С. Л Рубинштейна, В. С. Мухиной, мы можем определить первое проявление исследовательской деятельности – ориентировочный рефлекс: умение человека не просто смотреть, а видеть, еще лучше, созерцать (рассматривать наблюдать) и, как следствие, воспринимать то, на что обращено его внимание [9; 14].

К. Обуховский считает, что  ориентировочный рефлекс является фактором, инициирующим дальнейшую познавательную деятельность человека, которая, в свою очередь, делится на «простую ориентировочную реакцию» и «сложную исследовательскую реакцию», проявляющиеся в познании в той или иной мере заинтересовавшего предмета или явления. Чем больше возможностей предоставляет изучаемый объект, тем больше сила исследовательской реакции, здесь проявляется своеобразный мотив для исследования.

Далее мы рассмотрели  качества, присущие личности, обладающей исследовательскими способностями. Одним из важных внутренних факторов, влияющих на развитие исследовательских способностей человека, ряд ученых - психологов (А. Г. Аллахвердян, А. Н. Лук, А. А. Мелик-Пашаев и др.) считает формирование самостоятельности и инициативности, способности преодоления стереотипов. Для исследовательской деятельности нужна психологическая свобода, помогающая понять себя и окружающие объекты и явления.

Здесь же нужно отметить необходимость высокого уровня самооценки, чтобы идеи мог генерировать сам человек, а не ждать их извне. Нужно хорошо осознавать свой творческий потенциал, а не только обладать им.

Исследование трудно представить без творчества, поэтому психологи зачастую отождествляют исследовательские и творческие способности, включая сюда когнитивные черты (наблюдательность, независимость в суждениях, высокий интеллект, хорошая память, стремление выразить свою собственную истину и т. д.) и личностные (богатство внутреннего мира, повышенная чувствительность к своим фантазиям, мотивам, импульсам и т. д.) [8; 9 и др.].

Дж. В. Гилмор, Б. Олмо выделяют еще одну группу черт исследовательского мышления, относящихся, на наш взгляд, непосредственно к исследовательской деятельности: способность находить проблемы, генерировать большое количество новых идей, оригинальность мышления, способность реагировать на ситуацию не тривиально, умение усовершенствовать объект.

На основе анализа выше рассмотренных работ мы можем разделить все качества исследовательской личности с позиции психологии на шесть условных групп (схема 1): психологической независимости и самостоятельности; самооценки; когнитивные; психолого-личностные; коллективистские; собственно исследовательские, где каждая группа характеризует строго свою область личности и не может быть заменена составляющими другой группы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема 1 Система психологических  качеств исследовательской личности

 

По мнению А.С. Обухова, исследование можно рассматривать как творческий процесс познания мира, себя и бытия себя в мире, что в соответствии с научной теорией Л. С. Выготского, где процесс обучения проявляется как сотрудничество более опытного человека с менее опытным, дает следующее определение исследовательской деятельности: творческий процесс совместной деятельности двух субъектов по поиску решения неизвестного, в ходе которого осуществляется трансляция культурных ценностей, результатом которой является формирование мировоззрения [8].

Исходя из этого определения  мы можем отметить значительную роль педагога в формировании у обучающихся внутренней мотивации подходить к любой возникающей проблеме (научного, бытового содержания) с исследовательской, креативной позиции. Этот подход автора, на наш взгляд, перекликается с компетентностным подходом, пропагандирующим поиск решения задачи обучающимися при контролирующей, направляющей функции учителя, как субъекта образовательного процесса.

М. Н. Арцев, давая определение  исследовательской деятельности, делает акцент на непредсказуемости ее результата, т. е. это деятельность, связанная с поиском заранее неизвестного решения проблемы [1]. Подобное определение перекликается с понятием компетенции О. Е. Лебедева, где он обращает внимание на важность ситуации неопределенности, в которой человек должен уметь находить решение.

Любая исследовательская  деятельность должна соответствовать  ряду принципов: естественности (проблема не должна быть надуманной и интересной); осознанности (понимание проблемы, цели, задач, хода и результатов исследования); самодеятельности (использование собственного опыта); наглядности и культуросообразности (традиции миропонимания и взаимодействия, характерные для данной социальной общности).

Однако, на наш взгляд, нужно четко разграничить типы ученической исследовательской деятельности: научно-исследовательская и учебно-исследовательская.

С точки зрения М. Н. Арцева, научно-исследовательская деятельность подразумевает под собой вид деятельности, направленный на получение новых объективных научных знаний [1]. Такой вид деятельности подходит далеко не для всех обучающихся общеобразовательной школы, он более направлен на внеклассную работу с отдельной творческой группой школьников.

В отличие от научно-исследовательской, учебно-исследовательская деятельность своей целью имеет образовательный результат и направлена она на обучение детей, развитие у них исследовательского типа мышления. Последний вид деятельности возможен как во внеурочное время, так и при урочном изучении дисциплин.

Первейшей составляющей исследовательской деятельности, по мнению А.C. Обухова, является внутренняя мотивация ученика, т. е выявление значимой для него проблемы в рамках изучаемой темы.

По мнению автора, в ходе исследовательской деятельности у обучающихся должны развиваться специальные способности, определяющие сущность данного вида деятельности [9]: видение проблемы; постановка вопросов; выдвижение гипотезы; формулирование определений понятий; способность классифицировать; наблюдение; овладение навыками проведения экспериментов; умение структурировать материал; формулирование выводов и умозаключений; объяснение, доказательство и защита собственных идей.

На наш взгляд, данный перечень специальных способностей можно дополнить таким элементом, как «умение анализировать литературные источники», без чего не может обойтись любое исследование и чем должен обладать любой компетентный человек.

Исследовательская деятельность способствует внутреннему развитию обучающихся, параметры которого можно условно разделить на две группы: 1. интеллектуальные и творческие способности; 2. мотивационно-личностные характеристики.

В отношении развития интеллектуальных и творческих способностей ряд авторов выделяет следующие существенные моменты:

• развитие познавательных процессов и учебных навыков (общий уровень и динамика развития);
• уровень интеллекта;
• экспериментальное мышление;
• языковая личность и рефлексивные способности;
• общий уровень креативности;
• проявление креативности в проблемной ситуации.

Среди указанных моментов мы бы выделили в качестве основополагающих развитие учебных навыков, рефлексивные способности, уровень креативности, определяющие, на наш взгляд, общий результат исследовательской деятельности обучающихся.

Рассматривая наиболее значимые характеристики мотивационно-личностного развития учащихся, обозначенные А. С. Обуховым [9], мы выделили следующие наиболее актуальные параметры, позволяющие судить о результативности и качестве исследовательского процесса в учебно-познавательной деятельности:

• мотивация и познавательная активность;
• способность к преодолению когнитивных трудностей;
• самостоятельность в процессе познания, принятия решений и их оценки;
• ценностные ориентации;
• идентичность;
• эмоциональное отношение к учебе, исследовательской деятельности.

На основе классификации, предложенной А. В. Хуторским, попробуем рассмотреть исследовательскую компетенцию, как сложную систему (совокупность) разных составляющих ключевых компетенций.

Ценностно-смысловые  компетенции, формируемые в ходе исследовательской деятельности, включают в себя способность ученика видеть и понимать окружающий мир, ориентироваться в нем, умение выбирать целевые и смысловые установки для своих действий и поступков, принимать решения.

Общекультурные компетенции определяются кругом вопросов, в которых обучающийся должен быть хорошо осведомлен, и опытом деятельности, которым школьник должен обладать. Здесь же можно отметить опыт освоения учеником научной картины мира.

Учебно-познавательные компетенции - совокупность компетенций обучающегося в сфере самостоятельной познавательной деятельности, включающей элементы логической, методологической, общеучебной деятельности, соотнесенной с реальными познаваемыми объектами. Здесь определяется уровень знаний и умений организации целеполагания, планирования, анализа, рефлексии, самооценки исследовательской деятельности.

Информационные компетенции включают в себя умение самостоятельно искать, анализировать и отбирать необходимую информацию, организовывать, преобразовывать, сохранять и передавать ее.

Куммуникативные компетенции предполагают знание необходимых языков, способов взаимодействия с окружающими, навыки коллективной работы с учетом различных социальных ролей.

Социально-трудовые компетенции означают владение знаниями и опытом деятельности в социально-трудовой и гражданско-общественной сферах.

Компетенции личностного  самосовершенствования направлены на освоение способов деятельности в собственных интересах и возможностях, что выражается в непрерывном самопознании, развитии необходимых современному человеку личностных качеств.

На основании определения  образовательной компетенции А. В. Хуторского [16] мы можем предложить определение исследовательской компетенции. Исследовательская компетенция – это совокупность знаний в определенной области, наличие исследовательских умений (видеть и решать проблемы на основе выдвижения и обоснования гипотез, ставить цель и планировать деятельность, осуществлять сбор и анализ необходимой информации, выбирать наиболее оптимальные методы, выполнять эксперимент, представлять результаты исследования), наличие способности применять эти знания и умения в конкретной деятельности.

Используя схему научно-исследовательской  компетентности учителя, предложенную Е. В. Набиевой [7], составленную нами структуру исследовательской компетенции и перечень наиболее актуальных характеристик, формируемых в ходе исследовательской деятельности [9], мы составили модель формирования исследовательской компетенции обучающихся (схема 2).

Как указывает в своей  работе Е. В. Феськова, исследовательская  компетентность обучающихся представляет собой осознанную готовность своими силами продвигаться в усвоении и построении систем новых знаний, переживая акты понимания, смыслотворчества и саморазвития [15]. Поэтому мы выделили три основных компонента исследовательской компетенции: мотивационно-личностный, интеллектуально-творческий, когнитивный и действенно-операционный.

Характеристики, развиваемые  у обучающихся в ходе исследовательской  деятельности, соответствуют составленной нами структуре исследовательской  компетенции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема 2. Модель формирования исследовательской компетентности обучающихся  

Формирование  исследовательской компетенции  средствами исследовательской технологии, применяемой в системе уроков химии

 

Из составленной нами модели формирования исследовательской  компетентности обучающихся (схема. 2) видно, что сформировать составляющие всех компонентов указанной компетентности и компетенции невозможно средствами одной педагогической технологии.

Нам видится решение данной проблемы в системном использовании исследовательской, проектной, информационно-коммуникационной, дидактической многомерной технологий в образовательном процессе.

Отдельно хочется остановиться на внедрении исследовательской  технологии в систему уроков химии.

В последние десятилетия  в школе все чаще стали использоваться методы обучения, свойственные научному поиску, так называемую, «исследовательскую технологию». Здесь, как и в компетентностном подходе, суть педагогического действия, по мнению А. О. Карпова, - создание особой психической инструментарности образующегося человека, соответствующей наступающему обществу, которое основано на знаниях [5]. Смысл исследовательской технологии заключается в том, чтобы учебное действие приобрело свойство создавать новое знание, актуальное для настоящего и будущего познающего субъекта.

В качестве факторов, обуславливающих  развитие исследовательского подхода, научно-ориентированной педагогики А. О. Карпов выделяет три:

• ассимиляция научных знаний в обществе (вхождение результатов науки в повседневную жизнь);
• экспансия науки в профессии, что породило особые требования к тем качествам работника, которые закладываются у него в школьном возрасте;
• омоложение профессий, ассоциируемых с наукой.

К основным психическим факторам, предопределяющим проникновение исследовательских научных способов обучения в систему среднего образования, можно отнести развитие креативных способностей и формирование интеллекта. Ряд ученых-психологов утверждают, что именно в подростковом периоде (12-18 лет) закладывается способность к творчеству, связанная с определенной сферой человеческой деятельности, протекает процесс развития основных способностей интеллекта, формируются структуры абстрактного контроля [5; 8; 12].

До недавнего времени исследовательская деятельность воспринималась исключительно как процесс получения «нового» результата, новых знаний, новой информации. Сегодня в рамках инновационных процессов, протекающих в образовании, ряд авторов (А.В. Леонтович, А.С. Обухов, А.И. Савенков) выделяют исследовательскую технологию, как систему взаимосвязанных приемов, форм и методов организации образовательного процесса, направленных на приобретение обучающимися функционального навыка исследования (универсального способа освоения действительности), развития способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции обучающегося в образовательном процессе на основе приобретения субъектно-новых знаний.

Как утверждает А.В. Леонтович, исследовательская деятельность, в  соответствии с традициями, принятыми в науке, предполагает наличие основных этапов: постановка проблемы, изучение теории, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ, обобщение, научный комментарий, собственные выводы. Следовательно, исследовательская технология направлена на формирование именно этого круга умений и навыков обучающихся.

Для того, чтобы проанализировать возможные способы достижения указанных результатов средствами исследовательской технологии, рассмотрим ее структуру.

Как было отмечено В.В. Гузеевым [4], рассмотрение образовательной технологии необходимо начинать с модели обучения, которую мы представили в виде схемы (рис. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Модель обучения в рамках исследовательской технологии

 

В ней можно выделить два яруса. Верхний ярус – методы и формы, нижний составляет педагогическую технику (средства и приемы). Последний, будучи дополнен личностными особенностями учителя (интуиция, манера поведения, мимика, жесты, отношения и т.д.), является педагогическим искусством и индивидуально-специфичен для каждого педагога.

На наш взгляд, верхний  ярус исследовательской технологии занимают такие методы, как модельный  метод обучения, метод решения задач, «Учимся вместе», как один из методов сотрудничества, метод всех возможных вариантов «Дерево решений», ПОПС – формула, проблемный метод.

Рассмотрим реализацию указанных методов в системе  урочной формы организации образовательного процесса в рамках школьного предмета «Химия».

Главный акцент в обучении модельным методом делается не на компонент получения знаний, а на компонент приобретения способов деятельности и ценностных ориентаций. Здесь меняется позиция ученика от объекта научения до активного субъекта учения, самостоятельно добывающего информацию и конструирующего необходимые для этого способы действия. Позиция учителя переходит из транслятора содержания обучения в менеджера, организатора и эксперта, функции которого состоят в грамотной постановке задач, организации процесса их решения и экспертизе полученных обучающимися решений на предмет соответствия планировавшимся результатам [2].

На наш взгляд, модельный  метод достаточно разнопланово можно  использовать в системе уроков, например, как основной метод при изучении нового материала в комбинированном уроке.

В ходе знакомства с явлением изомерии в курсе химии 9 класса обучающиеся приобретают навык составления структурных формул изомеров. В качестве подготовительного этапа учитель знакомит школьников с понятием «структурные формулы», основными правилами их составления. Для выведения понятия «изомеры углеродного скелета» обучающимся предлагается выполнить следующее задание.

Задача. Как вы думаете, сколько формул изомеров вещества с  молекулярной формулой C₆H₁₄ можно составить, учитывая возможные перестановки атомов углерода, водорода и их валентности в молекулах органических веществ? Запишите свое мнение здесь: ____________________ Проверьте свое предложение опытным путем, записывая все варианты в тетради. Проверьте, действительно ли составленное вами вещество содержит в основной цепи наименьшее из возможных атомов углерода.

Функция учителя: координировать данный процесс, анализировать результаты, находя ошибки, чаще всего выражающиеся в повторе вариантов составленных формул.

В некоторых случаях  модельный метод может включать в себя лабораторную работу, как средство, служащее доказательством или опровержением теоретического предположения.

При изучении соединений алюминия школьникам предлагается спрогнозировать химические свойства гидроксида алюминия, исходя из его молекулярной формулы. Для проверки правильности сделанных предположений обучающиеся должны провести химические реакции взаимодействия гидроксида алюминия с кислотами и щелочами.

Функция учителя: координировать процесс, следя за соблюдением правил техники безопасности при работе с кислотами и щелочами, и совместном обобщении результатов с записью уравнений возможных химических реакций.

Готовые мультимедийные модели могут использоваться для иллюстрации изучаемого теоретического материала (анимационная модель растворения хлорида натрия в воде, взаимодействия молекул моющего средства с частичками грязи и др.).

На наш взгляд, модельный  метод обучения позволяет сформировать такие исследовательские навыки как выдвижение гипотезы, анализ полученных материалов, обобщение и формулировка собственных выводов.

Метод решения исследовательских задач, в зависимости от объема содержащегося экспериментального материала, степени включения математического аппарата для обработки данных, можно разделить на задачи практикума, исследовательские задачи и научные задачи.