Мастер- класс по теме: «Организация научно-исследовательской работы учащихся в рамках экологического практикума и факультатива»

Мастер-класс по теме: «Организация научно-исследовательской работы учащихся в рамках экологического практикума и факультатива»

Автор: Бастрыкина Ольга Николаевна, учитель химии и биологии 1 кв. категории МОУ СОШ № 30.

Цель: Углубить знания педагогов города Комсомольска-на-Амуре об организации научно-исследовательской работы школьников на экологических практикумах и факультативах.

Задачи:

1. Рассмотреть основные этапы научно-исследовательской деятельности;

2. Обучить педагогов города алгоритму написания научно-исследовательской работы.

План мастер-класса:

I.Основная часть (ознакомительная)

1. Приветствие гостей

2. Сообщение целей и задач мастер-класса

3. Определения основных понятий:

   • Научное исследование;

   • Научно-исследовательская деятельность учащихся.

4. Этапы научного исследования

5. Приобщение учащихся к исследовательской работе - как решение важных педагогических проблем

6. Ожидаемые результаты

II. Практическая часть.

Как организовать научно-исследовательскую работу ПРЕЗЕНТАЦИЯ

Как оформить научно-исследовательскую работу

III. Экспериментальная часть

Проведение малого научного исследования на примере потребительской грамотности присутствующих гостей (работа с учащимися и педагогами) по теме: «Продукты питания и пищевые добавки», оглашение результатов исследования. (Работа с аудиторией + ПРЕЗЕНТАЦИЯ)

Ход мастер-класса.

Здравствуйте, уважаемые коллеги!

Сегодня я проведу для вас мастер класс по теме: «Организация научно-исследовательской работы учащихся в рамках экологического практикума и факультатива». Сегодня на нашем мастер-классе присутствует группа ребят, которые являются членами школьного научного общества. Они активно посещают мои факультативы и элективные курсы по биологии и экологии. И мы попробуем вам наглядно представить модель нашей работы над научным исследованием.

Многие из вас давно занимаются со школьниками исследовательской деятельностью на уроках и во внеурочное время, это занимает массу времени и сил, как педагогов, так и учащихся. Научное исследование включает в себя большой подготовительный этап с выбором темы, поиском нужной информации, практической частью, оформлением работы и так далее. Каждый из этапов сопряжён с определёнными трудностями. Наибольшие затруднения вызывает правильное оформление научно-исследовательской работы.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Презентация (СЛАЙД 1) Когда-то В. Франкл произнёс такие умные слова: «Смысл нельзя дать, его нужно найти». Пастернак сказал так: «Во всём стремлюсь дойти до самой сути». Наша задача сегодня найти смысл, дойти до самой сути вопроса.

Итак, что же понимают под научным исследованием?

(СЛАЙД 2)

Научное исследование - это особый вид познавательной деятельности, отличающийся от стихийного познания, это процесс выработки новых научных знаний, процесс поиска причинно - следственных связей между явлениями, фактами и событиями. Это целенаправленное познание, результаты которого выступают в виде системы понятий, законов и теорий.

(СЛАЙД 3)

Приобщение детей к научной работе сразу решает несколько важных педагогических проблем:

• Стимулирование интеллектуальной активности школьников

• Приобщение учащихся к самостоятельной творческой деятельности

• Развитие творческого потенциала личности

• Подготовка к вузовскому образованию

• Развитие познавательного интереса учащихся

• Реализация потребности в самоутверждении личности

(СЛАЙД 4)

Научно - исследовательская деятельность школьников позволяет перейти от школы памяти к школе мышления как необходимого условия таких проявлений деятельности как творчество, воображение и фантазия.

Главный из ожидаемых результатов научно - исследовательской деятельности - развитие творческих способностей, приобретение учеником новых знаний, умений и навыков.

-Что понимают под исследовательской деятельностью учащихся?

(СЛАЙД 5)

Исследовательская деятельность учащихся - образовательная технология, предполагающая решение учащимися исследовательских, творческих задач под руководством специалиста.

Итак, мы начинаем научно-исследовательскую работу. Встаёт вопрос: с чего начать???? (обращение к гостям…. Возможные ответы…)

Во-первых, необходимо определиться с командой исследователей, распределить обязанности. Обязанности, например, могут быть такими: Лидер-организатор, педагог-консультант, поисковик, журналист, оформитель… (СЛАЙД 6). От слаженной работы группы зависит результат. Каждый участник научно-исследовательской работы должен это осознавать и помнить.

На первом заседании начинаем, конечно же, с поиска темы исследования. Некоторым трудно определиться с темой. Как это сделать правильно, чтобы тема была актуальной, свежей, интересной?

(СЛАЙД 7-8)

Рассмотрим ряд практических шагов-приемов помогающих самостоятельно выбрать тему:

• Аналитических обзор достижений той или иной научной области под авторством компетентных специалистов.

• Руководство принципом повторения.

Этот принцип подразумевает следование теме, логике уже проведенных исследований, но с использованием усовершенствованных методов исследования, которые позволили бы уточнить и расширить имеющиеся знания об объекте и предмете, а также проверить их.

• Поисковый способ. Он предусматривает ознакомление исследователя с первоисточниками: специальной литературой, новейшими работами в той или иной научной отрасли, а также смежных отраслей науки, и формировании темы на основе анализа актуальных проблем этих смежных отраслей или дисциплин.

• Теоретическое обобщение существующих исследований, теорий, практических результатов исследований, критико-аналитических и описательных материалов. Отправным пунктом для выбора и формулировании темы могут послужить ранее выдвинутые в науке гипотезы, которые нуждаются в уточнении, проверке и доказательстве.

Поиск темы может вестись в «естественных» условиях научно-творческого общения начинающего исследователя с компетентными специалистами в избранной или области изысканий.

(СЛАЙД 9-10)

Учитель: Определив тему и проблему своей работы исследователю следует овладеть понятийным аппаратом, соотносимы с выбранной объектной областью :

1. Возможно, описать основные понятия и логические связи между ними, выстроив, таким образом, понятийную систему будущего исследования.

2. Дать анализ, сравнить, сопоставить различные толкования одного и того же понятия, обозначив границы его возможных значений и применения.

3. Классифицировать понятия по каким-либо параметрам, определив сферу их использования в исследовании.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Теперь перейдём к конкретике. Давайте рассмотрим алгоритм составления научно-исследовательской работы.

(СЛАЙД 11)

Любая научно-исследовательская работа состоит из следующих частей:

• введение (где отражены цель и задачи, актуальность проблемы)

• основная часть (в которой раскрывается содержание работы: теоретическая и практическая часть)

• заключение (в котором содержатся итоги работы, выводы и рекомендации)

• список литературы (представляет собой перечень использованных книг и статей)

• приложение (наглядное представление опытных данных в виде таблиц, схем, диаграмм, и т.д.)

(СЛАЙД 12) Когда у учащегося возникает интерес к какой-либо экологической ситуации, то первое, что он делает (может и неосознанно), это формулирует гипотезу, т.е. научное предположение, выдвигаемое для объяснения каких-либо явлений и требующее подтверждения. нт.е..ия в школе №4н С.А. Статистический метод ыка ля начинающих исследователей-педагогов ,ебное пособие для

Гипотеза может быть рабочей, когда представляет собой временное предположение для систематизации имеющегося фактического материала; и научной (реальной), когда накоплен значительный фактический материал и появляется возможность выдвинуть «проект» решения, сформулировать положение, которое с определенными уточнениями и поправками может превратиться в научную теорию.

(СЛАЙД 13) Как происходит формулирование рабочей гипотезы? Один из исходных пунктов - решение поставленной проблемы. Поскольку гипотеза содержит предположение, то это должно звучать и в ее формулировке.

Например:

• Я предполагаю, что причиной повышения ПДК оксида углерода (II) является строительство новой фабрики в данном районе.

• При соблюдении правильного режима питания, освещения, двигательной активности и сна, плодовитость морской свинки увеличивается.

(СЛАЙД 14) Одновременно с гипотезой необходимо определить объектную область исследования - это область, сфера науки и практики, в которой находится объект исследования.

Объект исследования - явление или предмет, на которые направлена чья-либо деятельность или внимание.

Нельзя путать объект исследования с предметом - это конкретная часть объекта, который изучается. Таким образом, объект - это целое, а предмет является частью объекта. Изучается именно предмет, т.е. конкретное свойство объекта.

(СЛАЙД 15) Например, в научно-исследовательской работе «Экологическая оценка видового состава орнитофауны г. Комсомольска-на-Амуре»

Объектом являются - птицы,

предметом - разнообразие их видов.

Предмет изучения должен отражаться в теме научно-исследовательской работы. Так, из перечисленных ниже формулировок тем наиболее правильной будет первая:

• Экологическая оценка видового состава орнитофауны г. Комсомольска-на-Амуре

• Орнитофауна г. Комсомольска-на-Амуре

• Оценка экологического состояния орнитофауны города

Тема - это предмет, основное содержание рассуждения, изложения, творчества.

(СЛАЙД 16) Определив тему исследования, объект и предмет изучения, формулируют гипотезу и приступают к ее проверке. Для этого необходимо поставить цель. Цель - предмет стремления, то, что надо, желательно осуществить. Цель есть планируемый, ожидаемый результат.

Цель может начинаться со следующих слов:

• Выявление…

• Исследование…

• Оценка…

• Анализ…

• Разработка…

• Изучение… и т.д.

Например, целью проекта «Экологическая оценка видового состава орнитофауны» является изучение видового разнообразия птиц и их систематизация.

Цель не должна дословно повторять тему работы или отличаться от нее лишь несколькими словами. Так, нельзя было бы сказать, что целью выше названной работы является изучение и экологическая оценка видового состава орнитофауны. Тема должна быть сформулирована кратко, а ее основные моменты расшифровываются уже в цели.

(СЛАЙД 17) Цель достигается через решение определенных задач. Задача - сложный вопрос, проблема, требующие исследования и разрешения.

Задачи, поставленные в научно-исследовательской работе - это план (этапы) достижения цели исследования. Формулировка задачи должна начинаться с глагола:

• Выявить…

• Разработать…

• Провести…

• Решить…

• Проанализировать…

• Обобщить… и т.д.

Например, если целью исследования является изучение причин возникновения сколиоза у младших школьников, то задачи исследования будут следующие:

1. Провести обследование школьных помещений (классов).

2. Проанализировать данные медицинских карточек учащихся, имеющих сколиоз.

3. Ознакомить администрацию школы с результатами исследования.

Таким образом, поэтапно выполняя задачи исследования, мы добиваемся достижения целей своей работы.

(СЛАЙД 18) Решение задач связанно с использованием определенных методик. Методика - совокупность методов практического выполнения какой-либо работы. Метод - способ теоретического исследования или практического осуществления чего-либо.

Существует несколько классификаций методов, в зависимости от того, какой принцип мы кладем в основу :

1. По уровню проникновения в сущность:

   • Методы эмпирического исследования - способы выявления и обобщения фактов непосредственно в опыте, практике: наблюдение, исследование, эксперимент и т.д.

   • Методы теоретического исследования направлены на раскрытие внутренней структуры изучаемого предмета, механизмов его развития и функционирования: анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия, моделирование, сравнение, классификация, обобщение и т.д.

2. По функциям:

• Диагностика

• Объяснение

• Прогнозирование

• Коррекция

• Статистическая обработка материала и т.д.

Из этого разнообразия методов необходимо выбрать такие, которые обеспечат максимальный эффект. В своей работе можно использовать как широко известные методики, так и не очень.

Очень часто в исследовании используется статистический метод обработки полученных данных. Статистический метод представляет собой совокупность приемов по сбору, обработке, анализу и интерпретации количественных данных, характеризующих различные природные и социально-экономические объекты и явления

Любой биологический объект имеет множество признаков, выражающихся в цифровой форме. Эти цифры - статистические показатели, которые позволяют получить исследователю количественное представление об изучаемом объекте - его масштабах (размере), динамике, особенностях развития, местоположения и т.д.

Любой метод изучения предполагает использование материально - технического обеспечения.

Например:

1. Универсальный индикатор - определение рН водного раствора почвенной вытяжки - поместить индикаторную бумагу в раствор и по шкале определить рН среды.

2. Световой микроскоп - для рассмотрения пыльцы растения при увеличении - рассматривать объект через окуляр микроскопа.

(СЛАЙД 19) Выполняя практическую часть исследования, необходимо придерживаться определенной схемы - изложения, описания чего-либо в главных чертах.

Схема опыта (эксперимента, наблюдения и т.д.) должна отражать суть этапов его выполнения и их взаимосвязь.

Структура опытно - экспериментальной работы :

1. Констатирующий эксперимент - проводится в начале исследования и ставит своей задачей выяснить на практике изучаемое исследование.

2. Формирующий эксперимент - является основным этапом работы. Организуется проверка выдвинутой гипотезы, вводятся новые условия, изучается их влияние на свойства объекта. На этом этапе очень важны методика фиксации хода и результатов опытной работы и методика анализа полученных данных, их статистическая обработка, составление таблиц, графиков и т.д.

3. Контрольный эксперимент - дает возможность уточнить результаты проведенной работы (правильность или ошибочность гипотезы).

(СЛАЙД 20) Следующий этап в исследовательской работе - наглядное представление опытных данных. Результаты проведенной работы отражаются в виде описательных формулировок, формул, цифровых данных, но нагляднее в виде графических материалов.

Например,

В виде гистограммы: В виде графика: В виде круговой

диаграммы:

В рукописи исследовательской работы данный материал, как правило, оформляется в виде приложения.

(СЛАЙД 21) Заключительной частью работы являются выводы, к которым пришел автор и его рекомендации.

Вывод - умозаключение, содержит аналитическую оценку ситуации, намечает перспективы исследования. Необходимо помнить, что выводы должны быть краткими, обстоятельными и соответствовать поставленным задачам.

Рекомендация - советы автора работы по решению данной проблемы.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ:

Итак, давайте перенесёмся на занятие факультатива. Мы заранее распределили обязанности внутри нашей группы: Я - педагог-консультант, Юля Юшкевич- лидер-организатор, Максим Лаврищев и Настя Рахманько- поисковики, Валера Рахманько -журналист, Марина Агаркова, Юсибова Гунел - оформители. Тему для исследования может предложить любой участник группы. Мы с темой для мастер-класса уже определились. Но тема может быть подкорректирована в процессе работы.

Юля, огласи тему нашего исследования.

Юля: Тема нашего исследования «Продукты питания и пищевые добавки». Тема эта на данное время актуальна, потому что правильное питание - залог нашего здоровья, и в настоящее время она получила широкий резонанс в научных кругах, обсуждают эту тему на разных уровнях. Уровень информированности людей по данной проблеме небольшой.

- Давайте теперь определимся, что конкретно мы будем исследовать.

Учащиеся выдвигают версии.

• Нужно исследовать продукты питания на наличие пищевых добавок в них;

Сразу учителем может быть задан вопрос: «В школьной лаборатории вряд-ли найдутся необходимые реактивы для качественного анализа продуктов питания, да и методики очень сложны. Но можно исследовать этикетки на продуктах питания на предмет выявления добавок группы Е»

• В литературных и интеренет-источниках найти какие пищевые добавки являются запрещёнными;

• Какие болезни могут вызвать эти добавки;

• Насколько об этом информированы люди.

Учитель: Давайте остановимся на уровне информированности людей о пищевых добавках и применении этих добавок производителями в различных продуктах питания.

Итак, какова цель нашей работы?

Ответ учащихся:

Цель работы: Исследовать уровень информированности жителей Комсомольска-на-Амуре о пищевых добавках группы Е в продуктах питания.

Юля: Определимся, какие первоочередные задачи мы будем решать, и распишем, кто, что будет делать.

Предложения учащихся:

1. Поиск информации по данной проблеме в различных источниках;

2. Разработать, провести и проанализировать опрос-анкету для жителей г. Комсомольска-на-Амуре по уровню потребительской грамотности;

3. Исследовать некоторые продукты питания на предмет наличия «Е».

Юля: С первой задачей будут работать Максим Лаврищев и Настя Рахманько, со второй- Марина Агаркова и Валера Рахманько. И над третей задачей работают Юля Юшкевич и Юсибова Гунел.

Учитель: Вопрос: какие продукты питания на наличие «Е» мы будем исследовать??? Их много!

Предложения учащихся:

(возможные варианты ответов: картофельные чипсы, кириешки, соки, лимонад, майонез, шоколад, сливочное масло…)

Учитель: Выбор, конечно, большой. Остановимся на трёх продуктах, но разных торговых марок. Например, майонез, чипсы, шоколад.

Учитель: Итак, объект нашего исследования - жители г. Комсомольска-на -Амуре, предмет исследования- уровень информированности комсомольчан о наличии добавок группы «Е» в некоторых продуктах питания разных торговых марок: майонезе, картофельных чипсах, шоколаде, и о вреде пищевых добавок здоровью человека.

Учитель: Теперь необходимо озвучить гипотезу исследования.

Предложения учащихся:

(возможные варианты ответов: Предполагаем, что жители г. Комсомольска-на-Амуре слабо информированы о наличии пищевых добавок группы «Е» в продуктах питания и об их угрозе здоровью).

Рахманько Валера: Теперь необходимо провести само исследование. Мы разработали анкету-опрос и попросим наших уважаемых гостей принять в анкетировании.

Раздаёт анкеты присутствующим гостям, а затем собирает их для систематизации. Дети тоже принимают участие в анкетировании. После сбора анкет проводится математический (процентный) анализ данных о:

1. Возрастном составе присутствующих (дети 15-16 лет - взрослые), принимавших участие в анкетировании;

2. Уровне информированности опрошенных о наличии пищевых добавок в продуктах питания и влиянии их на здоровье человека

Полученные данные «вбиваются» учащимися в заготовки-диаграммы, проецируются на слайд для просмотра. Оглашаются выводы по работе.

ВЫВОДЫ:

1. Пищевые добавки (их известно несколько сотен) - простой и дешевый способ придать продукту привлекательный вид и цвет, усилить вкус, а также продлить срок его хранения.

2. Безвредными можно назвать лишь небольшое количество пищевых добавок, но даже их, врачи не рекомендуют употреблять детям до 5 лет.

3. В ходе проведённых исследований выяснено, что из… опрошенных жителей г. Комсомольска-на-Амуре …% хорошо осведомлены о наличии пищевых добавок в продуктах питания и их вреде здоровью человека, …% средний уровень и… % имеют низкий уровень информированности.

РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Тщательно изучать перед покупкой продуктов питания этикетки на них;

2. По-возможности, избегать покупки продуктов питания с длительными сроками годности, так как они не принесут пользы вашему здоровью.

БУДЬТЕ ЗДОРОВЫ!!!!!

АНКЕТА - ОПРОС

«Уровень информированности жителей г. Комсомольска-на-Амуре о наличии пищевых добавок в продуктах питания и влиянии их на здоровье человека»

На вопросы отвечайте «ДА» или «НЕТ». Внесите данные в таблицу.

1. Как вы думаете, применяют ли производители пищевые добавки к продуктам питания?

2. Производители применяют пищевые добавки с целью придания продукту привлекательного вида и уменьшения его стоимости на выходе?

3. Пищевые добавки в продуктах питания несут большую угрозу для организма человека?

4. Я не знаю, какие пищевые добавки наиболее опасны для здоровья человека?

5. Как вы считаете, должен ли производитель указывать подробную информацию о своём продукте на этикетке?

6. Я тщательно изучаю информацию на этикетке, прежде чем купить продукт?

7. Я всегда обращаю внимание на наличие пищевых добавок в продуктах питания?

8. Я стараюсь покупать продукты питания местного производства, так как в них содержание добавок «Е» сведено к минимуму?

9. В продуктах питания с небольшими сроками годности очень мало «Е» или их нет совсем?

10. Я стараюсь не смотреть телепередачи и не изучаю СМИ по «разоблачению» продуктов питания на пищевые добавки?

11. Повышение уровня заболеваемости людей напрямую зависит не только от экологии окружающей среды, но и от некачественных продуктов питания?

Обработка данных:

Подсчитайте количество набранных баллов. За ответ «ДА» в вопросах 1,2,3,5,6,7,8,9,11 и ответ «НЕТ» в вопросах 4,10 поставьте 1 балл.

Номер вопроса

Да

Нет

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Всего баллов:

10-11 баллов - высокий уровень информированности,

8-9 баллов- средний уровень,

От 7 баллов и ниже- низкий уровень.

Информация к размышлению (НА СЛАЙДЕ).

Пищевые добавки (их известно несколько сотен) - простой и дешевый способ придать продукту привлекательный вид и цвет, усилить вкус, а также продлить срок его хранения.

В 1953 году, в Европе, решено было заменить полные названия химических пищевых добавок одной буквой с цифровыми кодами. Индексом Е (от Europe) в рамках Европейского сообщества принято обозначать наличие в продукте питания любых пищевых добавок, идентифицированных согласно Международной системе классификации (INS). По данной системе пищевые добавки делятся на группы по принципу действия. Группа определяется по первой цифре указанной после буквы

E.Е100 - Е182 Красители. Усиливают цвет продукта.

Е200 - Е299 Консерванты (удлиняют срок годности продукта). Химически стерилизующие добавки. Защищают от микробов, грибков, бактериофагов.

Е300 - Е399 Антиокислители (замедляют окисление, например, от прогоркания жиров и изменения цвета; по действию схожи с консервантами

Е400 - Е499 Стабилизаторы (сохраняют заданную консистенцию продукции). Загустители - повышают вязкость.

Е500 - Е599 Эмульгаторы (поддерживают однородную смесь несмешиваемых продуктов, например воды и масла). По действию похожи на стабилизаторы)

Е600 - Е699 Усилители вкуса и запаха

Е700 - Е899 зарезервированные номера

E900 - E999 Пеногасители (предупреждают или снижают образование пены). Антифламинги и другие вещества

По настоящему (а не официально) безвредными можно назвать лишь небольшое количество пищевых добавок, но даже их, врачи не рекомендуют употреблять детям до 5 лет.

Е100 - куркумин (краситель), может содержаться в порошке кэрри, соусах, готовых блюдах с рисом, варенье, кандированных фруктах, рыбных паштетах

Е363 - янтарная кислота (подкислитель), содержится в десертах, супах, бульонах, сухих напитках

Е504 - карбонат магния (разрыхлитель теста), может содержаться в сыре, жевательной резинке, пищевой соли

Е957 - тауматин (подстластитель) может содержаться в мороженном, сухофруктах, жевательной резинке без сахара

К наиболее вредным относятся консерванты и антиокислители.

* Е171-173 - красители. Содержатся в сладкой газированной воде, леденцах, цветном мороженом. Могут привести к заболеваниям печени и почек.

* Е210, Е211, Е213-217, Е240 - консерванты. Есть в консервах любого вида (грибы, компоты, соки, варенья). Могут привести к образованию злокачественных опухолей.

* Е221-226 - консерванты. Используются при любом консервировании. Могут привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта.

* Е230-232, Е239 - консерванты. Содержатся в консервах любого вида. Могут вызвать аллергические реакции.

* Е311-313 - антиоксиданты (антиокислители) Есть в йогуртах, кисломолочных продуктах, колбасных изделиях, сливочном масле, шоколаде. Могут вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.

* Е407, Е447, Е450 - стабилизаторы и загустители. Содержатся в вареньях, джемах, сгущённом молоке, шоколадном сыре. Могут вызвать заболевания печени и почек.

* Е461-466 - стабилизаторы и загустители. Есть в вареньях, джемах, сгущенном молоке, шоколадном сыре. Могут вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.

* Е924a, Е924b - пеногасители. Содержатся в газированных напитках. Могут привести к образованию злокачественных опухолей.