Архив Галактики

Критические заметки к курсу серии «Элементы», «Исследования на уроках естественных наук».

rat's blog / 18.09.2015

Начиная листать курс, я обнаружила в нём недочёты и ошибки, о которых мне захотелось написать. Надеюсь, переводчики и авторы не обидятся на этот пост, поскольку все мы учимся развивать своё критическое мышление! Надо сказать, что я просматривала только текст основного курса, не скачивая на свой компьютер «план действий» и другие дополнительные материалы. Приглашаю сообщество к обсуждению замеченных мною ошибок в тексте,- возможно, я тоже в чём-то ошибаюсь? Начну с самого начала по порядку.

Итак, первый урок первого модуля. В нём даётся совершенно непонятное, туманное и запутанное определение исследования, цитирую: «В образовании исследование – это подход, состоящий в изучении природы (материального мира), в рамках которого задаются вопросы и делаются открытия в стремлении к новому пониманию». Надо заметить, что школьное исследование может быть и теоретическим, лингвистическим, а не обязательно эмпирическим. А предметом исследования в образовании не всегда может выступать материальный мир (пример: исследуй русские пословицы о воде). Википедия даёт такое общепринятое и понятное определение: «Исследование - поиск новых знаний. Научное исследование – это научный метод (процесс) изучения чего-либо». Как видим, Википедия отождествляет научное исследование с научным методом. А в тестовых вопросах этого курса к Модулю №1, их противопоставляют, и ответ, отождествляющий научное исследование с научным методом, засчитывают как неправильный. Кому верить,- этому курсу или Википедии?

С самых первых строк текста курса удивляют странные фразеологические обороты (или неудачно переведенные обороты). Например, цитирую: «С детских лет люди ломают голову над объяснением явлений природы…»(Модуль №1, урок 1). Что-то не замечала, чтобы школьники с детских лет над этим себе голову ломали… тем более, что найти ответы и объяснения они могут легко в Интернете, щелкнув на кнопку своего гаджета... В этой фразе лучше бы образное просторечие «ломают голову» заменить более подходящим для официального образовательного документа выражением.

Как-то двусмысленно и не по-русски звучит фраза из уст учительницы младших классов Евгении: «Позволю ученикам отточить исследовательские навыки…». Даже образно не могу себе представить, как дети смогут «отточить навыки». Тем более, что никаких других рекомендаций на этот счёт далее по тексту не следует.

Ещё одно высказывание из уст той же учительницы: «Ученики смогут опробовать виды почв на уроке»… Думаю, родителям первоклассников такие исследования с «опробованием почв» не понравились бы!

Неудачен, на мой взгляд, и пример со штопором в качестве рычага (модуль №1, урок 2). Исследования проводятся всё-таки в школе, а не в винной лавке… А примеров рычага найти можно много в окружающей природе. Тут видна непоследовательность авторов,- изначально говорят только об исследованиях природы, а рычаг ищут не в природе, а на кухне.

В курсе преподносят ученические исследования, как единственное средство ответов на все вопросы и решение всех проблем и называют «научными». Однако, у ученических исследований есть ряд особенностей, и их нельзя считать научными в полном смысле этого слова. Нельзя по ученическим исследованиям делать глобальные научные выводы из-за: 1) малой выборки, 2) малой длительности опытов, 3) отсутствия адекватных приборов, 4) невозможности обеспечить «чистоту эксперимента» и т.д.

В Модуле №1 пишут о демонстрационном эксперименте, который проводит и показывает педагог; о лабораторном опыте, выполняемом учеником по методичке и инструкции. А дальше возникает путаница,- авторы пишут о подконтрольном эксперименте. НО - лабораторные опыты – это и есть подконтрольные эксперименты. Лабораторные работы обязательно должны проходить под контролем опытного педагога. Почему в подконтрольном исследовании методы разрабатываются самими учениками? Такого не должно быть! Методы исследования - стандартны, и многократно описаны в методической литературе. Странно, что тут ученикам предлагают каждый раз «изобретать велосипед» и «переплюнуть» Клайперона с Менделеевым? Поисковое ученическое исследование, каким его представляют авторы, В ХИМИИ – НОНСЕНС!!! Существует техника безопасности и чёткие инструкции! Учитель не может ни при каких обстоятельствах позволить ученикам проводить неконтролируемые поисковые химические эксперименты в школе.

Неудачен пример химического исследования зависимости скорости реакции от температуры. В качестве примера приводится реакция соды с лимонной кислотой (Модуль №1, урок 2). Пример неудачен, потому, что реакция – мгновенная! Везде в популярной литературе эту химическую реакцию называют «бурей в стакане»,- настолько она быстра даже при низких температурах. Реакция может идти чуть медленнее, если температура будет сильно минусовая (а таковую в школьных условиях невозможно обеспечить, а тем более измерить скорость реакции). Однако, эта реакция хороша не как пример зависимости скорости реакции от температуры, а как пример зависимости реакции от концентрации и количества реагентов (чем больше соды и больше лимонной кислоты, тем больше выделится углекислого газа, и тем бурнее будет проходить реакция). А также, эта реакция может быть примером роли воды, в качестве растворителя (если смешать порошки соды и лимонной кислоты, то реакция не начнётся, пока не налить воду).
Ошибочно авторы утверждают далее, что скорость химической реакции всегда возрастает с повышением температуры. Однако, существуют реакции, замедляющиеся при повышении температуры и даже идущие в обратном направлении (обратимые реакции).

Очень неудачно высказывание учительницы младших классов Евгении о том, что «… разовьются важные качества ученика – настойчивость и готовность идти на риск» (Модуль №1, урок 3). Эта фраза вызывает недоумение, когда речь идёт о химических и физических экспериментах. Существует техника безопасности, запрещающая «идти на риск». Да и родители не допустят такого…

Очень часто авторы пишут о «научности» экспериментов. Однако, в ученических диалогах при обсуждении опытов путаются в понятиях. Например, в диалоге о бумажных самолетах и проверке их лётных характеристик, ученики говорят то о «больших крыльях», то о «длинных крыльях». Так и непонятно, что исследуют,- большие или длинные крылья? Понятия «большой» и «длинный» - это разные понятия… А лётные характеристики длинного крыла могут отличаться от лётных характеристик большого крыла… Уж если такие эксперименты претендуют на «научность», то нужно использовать научные термины и давать чёткое определение понятиям.

Далее авторы описывают этапы научного исследования. Этап подготовки описан так: «…Формируются вопросы, из них отбираются те, на которые можно найти ответ с помощью эксперимента…» Как ученик может знать заранее, на какие вопросы он получит ответ в ходе эксперимента, а на какие - нет? Даже опытные экспериментаторы этого не знают!

В Модуле №3, урок 2, цитирую: «Больше всего для эксперимента подходят научные концепции, в которых учащиеся плохо разбираются». НЕРЕАЛИЗУЕМЫЙ и НЕВЕРНЫЙ постулат. Если в теме ученики не разбираются, то и эксперимент поставить не смогут. Тут авторы противоречат сами себе. То они предполагают у ученика сверхспособности знать заранее, на какие вопросы он получит ответ в ходе эксперимента, а на какие – нет. А для этого ученик, разумеется, должен хорошо разбираться в теме (даже учёные, ставя эксперименты, не знают заранее, на какие вопросы они ответят). То пишут, что ученик, наоборот, не должен разбираться в теме. Противоречие, однако…

На этапе исследования важны инструменты исследования, о которых ни слова не сказано при характеристике этапов исследования! А ведь, порой, именно от инструментов, их настройки, калибровки, чувствительности, соответствия зависит результат исследования. Вопросы выбора инструментов исследования и измерения – одни из самых значимых и ключевых! А школьников необходимо научить выбирать инструменты для исследования,- в этом задача учителя.

Неудачный пример по исследованию горных пород и минералов. Пример осадочной породы вблизи вулкана. Много ли возле наших школ вулканов?

Неудачна идея проводить эксперименты с воздушными змеями в начальной школе. Особенно после недавней информации о несчастном случае во Вьетнаме, когда воздушный змей утянул в небо ребёнка,- подъёмная сила может быть весьма велика. Упав с большой высоты, ребенок разбился насмерть. Небезопасно проводить эксперименты с воздушными змеями в начальной школе. Также неудачен пример с аэростатом. В эксперименте необходимо нагревать воздух, чтобы аэростат поднялся вверх. Игры с огнём и горючими газами небезопасны.

В тексте очень много расплывчатых определений, цитирую: «Теория получения полимеров сейчас широко известна, тем не менее, продолжают появляться всё новые способы её применения, которые заставляют учёных по-новому понимать эту теорию» (Модуль №2, урок 1). ЭТО О ЧЁМ, ВООБЩЕ????

В модуле №2, уроке 2, даются определения переменных, цитирую: «…Зависимые переменные обычно размещаются на оси ординат (вертикальная ось У). Регулируемые - переменные, которые можно изменять в ходе опыта. На графике они находятся на оси абсцисс (горизонтальная ось Х)».
Как понять логику авторов? То пишут, что нужно давать школьникам свободу в исследованиях и разрешать «поисковые эксперименты» даже на занятиях по химии. То категорически «закрепляют» переменные на осях, лишая свободы творчества даже в построении графиков.

В модуле №2, уроке 3, одна из групп младших школьников, цитирую «…решает проверить своё предположение о роли органических веществ в составе почвы. Они решают разделить разные компоненты в каждом образце почвы и измерить их количество. Особое внимание они хотят уделить органическим веществам».
Чтобы определить органические вещества в почве, нужно провести сложные химические качественные реакции, которые проводят обычно в 10-11-ом классе (возраст детей 16 лет) на занятиях по органической химии под присмотром педагога. НО никак не в начальной школе!!! Опыты должны проводиться в специально оборудованном помещении с вытяжными шкафами и др.

А это из какой оперы? Цитирую: «Родовое понятие. Например, понятие «животное» является родовым понятием, к которому относятся, например, такие видовые понятия, как кошки или лошади». (Модуль №2, урок 3). Это что за невнятное определение? СОВЕРШЕННО НЕВЕРНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ!!!

Как пример естественно-научного исследования приведен пример построения учениками различных конструкций из туалетной бумаги и испытание этих конструкций на прочность???? ВОТ ЭТО ЮМОР!!!! (Модуль №2, урок 3). Более «научных» тем не нашлось?

Исследование по теме «Питание» (Модуль №2, урок 3). На этапе исследования, цитирую: «Учащиеся обсуждают методы обнаружения жиров на бумаге». А уже на следующем этапе, названном этапом интерпретации, цитирую: «Учащиеся анализируют полученные результаты и составляют список продуктов, содержащих жир». Опа! Как внезапно! А где логическая связь между исследованием жирных пятен на бумаге и продуктов, содержащих жир????

Неудачен пример эксперимента для учеников начальной школы: «Что происходит с едой?», в котором школьники должны оставить свой полноценный обед гнить и покрываться плесенью, чтобы продукты испортились, а затем изучать испорченные продукты. Во первых, - это может быть опасно для жизни (школьники могут отравиться такими продуктами или надышаться спорами плесени,- а ответственность лежит на педагоге), не говоря о моральной и этической составляющей: портить продукты на фоне тысяч голодающих детей всего мира неэтично, по меньшей мере. Да и неуважение к труду поваров, которые готовили обед; неуважение к родителям, заработавшим деньги, чтобы потратить их на обед для своего ребенка и быть уверенными, что пока они зарабатывают деньги, ребёнок сыт и доволен. А в это время обед школьника подвергается таким странным исследованиям и намеренно портится (пример из Модуля №3, урок 2).

Пример постановки эксперимента для старшеклассников: «Белые медведи в опасности» рассмотрен однобоко и неполно. Посыл исследования: «Угроза выживания белых медведей связана с таянием арктических льдов» не совсем верен. Не столько проблемы таяния, сколько проблемы загрязнения арктических вод и нарушение человеком мест обитания и экологических ниш животных в большей степени приводят к вымиранию медведей (пример из Модуля №3, урок 2).

В глоссарии Модуля №3, урок 3, даётся какое-то странное определение метапредметности, цитирую: «Метапредметный – относящийся к мыслительным процессам, которые управляют образом мышления то есть это мышление о мышлении». Похоже, что авторы перепутали метапредметность с рефлексией!!! Вот такое определение по ФГОС: «…под метапредметными результатами понимаются освоенные обучающимися универсальные учебные действия (познавательные, регулятивные и коммуникативные), обеспечивающие овладение ключевыми компетенциями, составляющими основу умения учиться, и межпредметные понятия».

В модуле №3, тест, вопрос 3 дан неверный ответ, цитирую: «процесс анализа должен обязательно предполагать самостоятельную постановку вопросов и поиск ответов». Ученический анализ может проводиться при исследовании и чужих открытых данных, статей и произведений с помощью аналитических схем, алгоритмов и приёмов, «подсказанных» учителем. На то он и «ученический анализ».

В тупик ставят некоторые диалоги. Например, фраза, произнесённая учительницей младших классов Евгенией в Модуле №4, урок 2, цитирую: «Мне очень нравится наблюдать за учениками, когда они рассуждают как учёные, однако им не хватает пошаговых инструкций…» Интересное наблюдение: «…рассуждать как учёные…»,- это КАК??? Непонятна логическая связь между учёными и пошаговыми инструкциями…. Тут опять противоречие в рассуждениях. То дети должны проводить самостоятельные «поисковые исследования», с постановкой вопросов, планированием эксперимента, анализом, самостоятельно сделанными выводами. А то им вдруг нужны пошаговые инструкции? Противоречие, однако….

А дальше вообще шедевр, цитирую: «…Я постоянно говорю ученикам, что нужно рисковать…». И это говорит ученикам учительница младших классов??? А дальше прямое указание педагогам и коллегам, цитирую: «Стимулируйте в учениках желание идти на риск и постепенно развивайте это качество». Думаю, родители этого не одобрят, даже ради исследований в начальной школе.

От последнего раздела по применению средств ИКТ в школьных исследованиях я ожидала большего. Надеялась, что будет рекомендовано больше русскоязычных ресурсов и сервисов сети Интернет, которые можно использовать в организации различных ученических исследований. Причём, на каждом этапе исследований при указании сервиса, подходящего по функционалу, желательно было бы отметить его слабые и сильные стороны,- сравнить разные сервисы.

Самое важное не рассмотрено в курсе, а именно, непременная составляющая любых экспериментальных исследований: СТАТИСТИЧЕСКАЯ, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА. Нет в этом курсе ответов на такие важные вопросы: Какими могут быть статистические ошибки и погрешности методов? Как измерить погрешность измерительных приборов и инструментов? Как отличить систематическую ошибку интерпретации результатов от случайной? Как определить, позволяют ли вообще, применённые методы исследования, давать достоверный результат? Что такое «чистота эксперимента»? И как правильно поставить «чистый эксперимент»? Как добиться точности и воспроизводимости измерений? Как правильно проводить различные измерения?

А ведь все эти вопросы очень важно разъяснить педагогам и ученикам на этапе организации ученических исследований, чтобы школьные опыты хотя бы отдаленно были похожи на научные… Потому, что в зависимости от того, как будет организована в школе исследовательская деятельность, может быть получен учениками разный результат, а при разной интерпретации могут быть сделаны неверные выводы в итоге.

Моё общее впечатление от прочтения текста курса, я бы охарактеризовала, как «Обрывки из Отрывков». Вырванные из контекста отдельные этапы разных экспериментов приводятся как примеры подтверждения тезисов курса, а остаётся впечатление перемешивания и сваливания в одну общую кучу всего и вся. У читающего нет понимания целостности исследования. Нет понимания единой концепции, объединяющей разнородные и разнокалиберные исследования, приводящие к какой-то единой учебной цели или вразумительному результату. Нет единой концепции межпредметности. Создаётся впечатление проведения «исследований ради исследований».

Непонятны правовые рамки некоторых ученических исследований в приведённых примерах. Как педагогу обосновать на педсовете желание школьников, например, «развести рыбу в местном водоёме и исследовать её»? Или придётся обосновывать не только на педсовете? Придётся запрашивать разрешение местного сообщества и даже решение экспертной комиссии всего города и даже региона или области? Такие исследования лежат уже в совсем другой правовой плоскости…

В общем, моё мнение, что текст курса нужно ещё перепроверять на наличие ошибок, исправлять, адаптировать к учебным условиям.
Надо сказать, однако, что есть в этом курсе отдельные, очень неплохие модули! И есть чему поучиться в этих модулях!