Ведущий замысел и гипотеза в школьных исследованиях

 

В любом исследовании важную роль играют ведущий замысел или гипотеза.
Ведущий замысел разрабатывается при ведении исследования по гуманитарному циклу предметов.

Определение ведущего замысла может выглядеть примерно так:
- концепция, руководящая идея исследования;
- идейная канва, по которой должно двигаться исследование;
- мысленное направление движения исследования;
- аспект, в котором автор собирается рассмотреть объект исследования;
- методологическое предположение, ориентир исследовательской деятельности, по которому можно сверять свой путь и судить о качестве исследования по ходу его развертывания;
- "будущие положения", которые автор вынесет на обсуждение.

Ученик, ведя исследование, постепенно набирает информацию по выбранной теме исследования. Шаг за шагом у него проясняются вопросы, которые должны быть решены в исследовании. Он всё глубже и глубже проникает в суть поставленной проблемы.
Разрозненные выводы по частным элементам постепенно связываются в единую концепцию.

Успех в этом деле, конечно, зависит от двух составляющих, а именно:
-во-первых, от добротной базовой информации;
-во-вторых, от умения тщательно анализировать данные, находить в них характеристики, относящиеся к теме, причинно-следственные связи частей исследуемого объекта.

Примечание. Под базовой информацией здесь понимаются факты, показатели, данные анкетного опроса, архивные данные, информация из авторитетных источников. Короче говоря, та информация, по которой можно вести исследование и делать учебно-научные выводы.

При ведении такой работы ученику не следует стремиться всё держать в голове.Возникающие мысли, суждения и т. п. лучше всего переносить на бумагу. Некоторые ученые такие заметки заносили на любые клочки бумаги и складывали их в специальные конверты.

Затем, эти заметки целесообразно время от времени перечитывать, и продолжать выстраивать "идеологическую канву" исследования.

ТАКИМ ОБРАЗОМ РОЖДАЕТСЯ И ВЕДУЩИЙ ЗАМЫСЕЛ ИССЛЕДОВАНИЯ.
В итоге при представлении учеником отчёта по исследованию, основные идеи ведущего замысла превращаются в "защищаемые положения". Ученик в докладе выдвигает их, затем аргументированно обосновывает их истинность.

Приведем несколько примеров ведущего замысла.

Ведущий замысел по теме "Роль самообразования в жизни человека" может быть таким:
"Расписать современные способы поиска нужной информации;
Изложить методику работы с книгой, статьей, документом;
Показать наиболее рациональные приемы анализа информации и ведения записей;
Привести доводы, убеждающие в том, что при самостоятельном изучении знания усваиваются глубже и прочнее".

Ведущий замысел по теме "Свобода личности в поэзии А.С. Пушкина и современность":
"Опираясь на анализ стихотворений "Я памятник себе воздвиг нерукотворный", "К Чаадаеву", "Во глубине сибирских руд", "Свободы сеятель пустынный" и оды "Вольность", провести сравнение представления А.С. Пушкиным о свободе личности с реальной свободой в России в последнее время".

Ведущий замысел по теме "Роль моделей в процессе познания":
"Пояснить, что в мышлении человек часто пользуется моделями. На примерах по химии /модель бензольного кольца/ и физики /движение по инерции корабля по спокойной воде/ показать решающую роль идеальных моделей при ведении исследований/".
Ведущий замысел по теме "Развитие творческого потенциала школьника":
"Раскрыть показатели и характеристики креативности личности.
На примерах из литературы описать возможности развития творческих сторон ума подростка и юноши".

РАЗРАБОТКА РАБОЧЕЙ ГИПОТЕЗЫ
Гипотеза разрабатывается при исследовании тем по естественнонаучному циклу предметов.
У исследователя прежде всего должно быть желание. Наличие желания может активизировать интуицию.

Желание "раскопать" какой-то вопрос поможет интуиции сформировать идеальную модель объекта исследования, а на её основе разработать рабочую гипотезу.

Что такое гипотеза? Вступая в контакт с новыми предметами или процессами в жизни и в науке, познавая их, мы строим предположения. Например, приближаясь к саду и увидав на дереве ягоды, мы выдвигаем предположения: что это вишня, черешня, терновник или мелкая слива. Затем, подойдя поближе, мы проверяем свое предположение.

ГИПОТЕЗОЙ НАЗЫВАЮТ предположение о свойствах, характеристиках, причинах, структуре, связях изучаемых объектов. Основная особенность гипотезы заключается в ее предположительном характере: мы не знаем окажется она истинной или ложной.

Любая научная истина складывается из нескольких, а иногда и из множества предположений - гипотез, большая часть которых не выдерживает критики и отбрасывается.

Но любая гипотеза заставляет научное исследование двигаться в определенном направлении. При этом стимулируется поиск конкретных веществ, фактов, постановка эксперимента и т.д., то есть идет поиск истины.

"Формой развития естествознания, - писал Ф. Энгельс, - поскольку оно мыслит, является гипотеза. Наблюдение открывает какой-нибудь новый факт, делающий невозможным прежний способ объяснения фактов, относящихся к той же самой группе. С этого момента возникает потребность в новых способах объяснения, опирающаяся сперва только на ограниченное количество фактов и наблюдений. Дальнейший опытный материал приводит к очищению этих гипотез, устраняет одни из них, исправляет другие, пока, наконец, не будет установлен в чистом виде закон. Если бы мы захотели ждать, пока материал будет готов в чистом виде для формулировки закона, то это значило бы приостановить до тех пор мыслительное исследование, и уже по одному этому мы никогда не получили бы закона"[19 ].
Виды гипотез. Гипотезы делятся на общие, частные и единичные.

ОБЩАЯ ГИПОТЕЗА выражает предположение о всем классе изучаемых объектов, ЧАСТНАЯ - о некоторой части изучаемого класса объектов, ЕДИНИЧНАЯ - об отдельном предмете или явлении [19].

Гипотеза Демокрита "Все тела состоят из атомов" была общей, гипотеза "Большинство болезней людей вызываются микробами" должна быть отнесена к частным, а гипотеза "Луна - это бывшее раскаленное космическое тело" - к единичным.

Применение гипотез в исследованиях школьников по естественнонаучному циклу предметов является необходимым элементом. При этом предполагается формирование у школьников как основных знаний о научных гипотезах, так и умений использовать этот метод в познавательной деятельности.

В зависимости от рассматриваемой темы, учитель - руководитель исследовательской работы может по-разному использовать метод построения научной гипотезы для активизации мышления учащихся: это и рассказ о значении научной гипотезы в добывании знаний, и создание проблемной ситуации.

В процессе обучения лучше использовать учебные гипотезы - догадки, предположения учащихся, высказываемые ими для разрешения вопросов, поставленных учителем.
Школьники могут тренироваться в формировании гипотез путем выдвижения учебных гипотез для объяснения демонстрационного эксперимента.

При решении задач по физике можно также создать проблемную ситуацию, подвести учащихся к необходимости сообразить и выдвинуть собственную идею и стремиться обосновать её.

Для формирования таких навыков особенно полезны экспериментальные задачи.
Дело в том, что в этом случае учащимся, наряду с выдвижением идей и их аргументацией, придётся доказывать их экспериментально.

Приведём пример.

(Пример взят из газеты "Физика"/еженедельное приложение к газете "Первое сентября"N 2-4, 1993г./).

Задача.

Электрический чайник имеет в нагревателе две одинаковые секции. При включении одной секции вода закипает за время (. Когда быстрее закипит вода:
а/ когда включена одна секция?
б/ когда включены обе секции, соединенные последовательно?
в/ когда включены обе секции, соединённые параллельно?

В процессе решения данной задачи практически все школьники считают, что вода закипит обязательно быстрее, если будут включены обе секции независимо от способа включения /по сравнению со временем нагревания, когда работает только одна секция/. Далее начинаются споры о том, когда быстрее закипит вода уже при работе обеих секций, но включённых по-разному. При этом не все школьники могут обосновать своё мнение.

Затем, наиболее способные учащиеся выдвигают верную гипотезу и умело доказывают её: вода закипит быстрее всего, когда будут включены обе секции, соединённые параллельно.
Рассмотрим решение этой задачи.

Так как во всех случаях чайник включают в электросеть напряжением U, то выделенное количество теплоты, необходимой для нагревания воды до температуры кипения, можно определить по следующим формулам:
1/включена одна секция - (1,
R - сопротивление нагревательной секции;
2/ секции соединены последовательно - Q =(2,
3/ секции соединены параллельно - Q =,

Отсюда получим:

Таким образом, вода закипает быстрее всего, когда включены обе секции, соединённые параллельно, и медленнее всего /что вызывает удивление учащихся/, когда включены две секции, но соединённые последовательно.

Гипотезы широко используются в гипотетико-дедуктивном методе ведения исследований.
Гипотетико-дедуктивный метод - это выведение заключений из гипотез или каких-либо посылок.

В науке дедукция - процесс логического вывода, представляющий собой движение от посылок к заключению на основе законов логики.

К дедуктивным выводам постоянно прибегают в процессе познавательной деятельности.
В результате и появился гипотетико-дедуктивный метод. Этот метод получил широкое распространение в XVII - XVIII -веках при изучении механического движения тел на Земле и движения планет Солнечной системы.

Теория механики, представленная И. Ньютоном в "Математических началах натуральной философии", является гипотетико-дедуктивной системой заключений из основных законов движения.

Заключения в гипотетико-дедуктивном методе носят вероятностный характер. Это связано с тем, что истинность посылок не известна. Гипотетико-дедуктивная система представляет собой иерархию гипотез, степень абстрактности и общности которых возрастает при удалении от фактов, от реальной действительности. На вершине такой пирамиды располагаются гипотезы наиболее обобщенного характера. Из них, как посылок выводятся гипотезы более низкого уровня.

Самые низкие гипотезы опираются на эмпирические данные.

Многие теории современной науки построены в виде гипотетико-дедуктивной системы.
Это даёт возможность проверить логические связи между гипотезами различного уровня абстрактности, и позволяет осуществить эмпирическое подтверждение наиболее обобщенных гипотез, составляющих основу теорий, а именно: гипотезы низкого уровня проверяются на данных опыта. Если они подтверждаются экспериментом, то это служит косвенным подтверждением истинности гипотез более высокого уровня. А это, в свою очередь логически подтверждает обоснованность гипотез самого высокого уровня. Наиболее общие законы нельзя сопоставить с действительностью, чтобы удостовериться в их правильности.
Дело в том, что они, как правило, базируются на идеальных, а не реальных объектах материального мира.

Для проверки правильности общих научных принципов необходимо построить длинную цепь логических рассуждений, в результате которых получить такие следствия, которые выводили бы на реальную действительность. Причем эта действительность должна быть проверяемой экспериментально. Поэтому при исследованиях ученые и стремятся своей теории придать вид гипотетико-дедуктивной системы.

В школьных исследованиях построение такой системы, конечно, должно быть со значительно меньшим количеством логических звеньев. И, конечно, разработка теории в школьном исследовании вряд ли возможна. Однако знать этот метод и применять его учащимся полезно.

Метод анализа

 

ЦЕЛЬ: научить школьников рассмотрению фактов, идей, событий, элементов и т.п. со всех сторон, выявлению между ними причинно-следственных связей, однообразных и отличительных признаков, обобщению и классификации их по сходным показателям и формированию вытекающих из этого положений.

Аналитические способности необходимо развивать [10,14]. Как их развивать?

Упражняться в аналитических способностях можно, например, следующим образом: взять какого-то знакомого человека и попытаться представить его предыдущую, настоящую и будущую жизнь. Дать обоснование его поступкам, попробовать составить список его возможных смелых, боязливых, умных и глупых поступков. При этом, конечно, следует опираться на закономерности его поведения.

В целях развития у себя аналитических способностей целесообразно также вырабатывать у себя всевозможные критерии. Например, сформировать критерии оценки качества песни, музыки, кинофильма, живописи, архитектуры и т.д.

Аналитический склад ума также развивается при планировании своей работы на день, неделю, месяц и т.д.

Развивая аналитичность, сформируйте привычку иметь свою точку зрения на события, процессы, явления, факты и т.п.

Целесообразно, в числе других, разработать собственный критерий за что, сколько и как платить в прямом и переносном смысле. Например, известен случай, когда профессор заплатил 200 руб. электромонтеру, который в его квартире заменил две разбившиеся крышки розеток /достаточно было дать 20руб/..Или, например, вы идете на день рождения к однокласснику.

В какую цену и какой подарок следует купить? Если вы не разработаете для себя критерии, вы будете попадать впросак. МЕТОДОМ АНАЛИЗА школьник будет, в основном, исследовать текст. При исследовании анализ целесообразно вести совместно с синтезом. Уже в начале рассмотрения объекта исследования автор всегда имеет общее представление об объекте. Поэтому, ведя анализ, исследователь сразу же делает некоторые обобщения. Затем снова анализ - обобщение, анализ – обобщение. Таких этапов исследователь делает несколько, пока не установит наиболее важные характеристики /показатели/, причинно-следственные связи и функции частей.

В арсенал приёмов анализа входит СРАВНЕНИЕ.

Сравнение - это приём изучения объекта посредством установления сходства и различия. С помощью сравнения выявляются количественные и качественные характеристики объектов. При этом объекты оцениваются, классифицируются и упорядочиваются.

Сравнение объектов осуществляется по признакам в соответствии с целью исследования. При этом может быть обнаружено совпадение ряда свойств, показателей, т. е. выявится аналогия.
АНАЛОГИЯ - это соответствие элементов, совпадение ряда свойств предметов, процессов или явлений, дающее основание для переноса знаний свойств одного объекта на другой. Это называется "выводом по аналогии" [18].

Методом аналогии широко пользуются в исследованиях.

Самая известная аналогия - перенос на людей действия лекарств, опробованных на животных.

Примеры применения аналогий.

В древней Греции племянник Дедала Тал изобрёл пилу, используя в качестве аналогии позвоночник костистой рыбы.

Изобретатель телефона - американец А.Белл сделал конструкцию трубки аналогичной среднему уху человека, тем самым он добился звучания голоса человека в аппарате.
Анализ при ведении исследования по гуманитарной области можно проиллюстрировать на примере литературы. Анализ событий, фактов и т.д. в ученическом исследовании надо вести примерно так, как его вела А. Ахматова, рассматривая маленькую трагедию "Каменный гость". Ахматова начинает анализ с широкого обозрения изучаемого периода творчества А.С. Пушкина. Она указывает на то, что к моменту создания "Каменного гостя" Пушкин основательно изменился. Сам Пушкин по этому поводу писал: "Лета идут юный поэт мужает, талант его растет, понятия становятся выше". Таким образом Ахматова даёт понять читателю, что "Маленькие трагедии" Пушкин создал в рассвете своего творчества. Далее Ахматова переходит непосредственно к циклу упомянутых трагедий и восклицает: "Быть может ни в одном из созданий мировой поэзии грозные вопросы морали не поставлены так резко и сложно, как в "Маленьких трагедиях". Таким образом Ахматова уже указывает на скрытую автором сторону ведущего замысла "Каменного гостя".Именно в этот период своего творчества Пушкин не советует "ко всякой всячине приклеивать нравоучения".Ахматова тут же отмечает, что...всё же "Каменный гость" является обработкой мировой темы "ВОЗМЕЗДИЯ". Поэтому, отмечает она, Пушкину надо убедить читателя в необходимости гибели его героя. Выдвинув тезис о том, что главный смысл трагедии - возмездие, она начинает приводить аргументы в пользу его правильности. Первый аргумент - свою трагедию Пушкин назвал "Каменный гость", а не "Дон Жуан"(как обычно этого героя называли в мировой литературе). Второй аргумент - "Поэтому все действующие лица - Лаура, Лепорелло, Дон Карлос и Донна Анна только и делают, что готовят и торопят гибель Дона Гуана" - пишет Ахматова. Анализ ведётся дальше. Ахматова отмечает следующий элемент характеристики Дона Гуана: Пушкинский герой, несмотря на своё изящество и свои светские манеры, гораздо страшнее героев европейского Дона Жуана. "Он герой до конца, и эта смесь холодной жестокости с детской беспечностью производит потрясающее впечатление". Обе героини трагедии, каждая по-своему, отмечают это. Донна Анна: "Вы сущий демон"; Лаура - "Повеса, дьявол".Затем Ахматова опять смотрит широко, описывая историю создания "Каменного гостя". Она пишет:" Сама ситуация завязки трагедии очень близка Пушкину: тайное возвращение из ссылки - мучительная мечта поэта в 20-е годы".Таким образом, проводя анализ поэтического произведения, Ахматова исследует и жизнь автора в тот период творчества.

Аналогично поступает и Д.И. Писарев, исследуя художественное произведение. Так, например, рассматривая роман И.С. Тургенева "Отцы и дети", он выдвигает какое-то положение (мысль, тезис), затем рассматривает и обосновывает его. Он пишет: "Трагизм базаровского положения заключается в его полном уединении среди всех живых людей, которые его окружают. Он везде производит своею особою резкий диссонанс, он всех заставляет страдать своим присутствием". Затем Писарев объясняет это положение. Он указывает на то, что между Базаровым и его окружением "нет ни единого общего интереса", ни такого предмета, который с одинаковою силою затронул бы умственные способности Базарова и его собеседников".
Классический пример анализа фактов можно привести из рассказа английского писателя Конан Дойля "Знак четырех". Анализ делает Шерлок Холмс по просьбе его партнера Ватсона. Ватсон дает Холмсу свои карманные часы и просит его продемонстрировать свое искусство анализировать и делать заключения. Холмс взял часы и осмотрел их. Он обнаружил следующие факты:
-на крышке выгравированы две буквы "Г, В";
-корпус часов помят в двух местах и сильно поцарапан чем-то твердым /ключом или монетами, лежащими в одном кармане с часами/;
-часы были дорогие /примерно 10 тыс. рублей/;
-на внутренней стороне крышки часов были видны четыре номера квитанций ломбарда;
-на отверстии для ключа было много царапин, свидетельствующих о том, что ключом в отверстие попадали не сразу.

В результате анализа этих фактов Холмс сделал следующее заключение. "Часы, по-моему, принадлежали вашему старшему брату, а он унаследовал их от отца. Ваш брат был человек очень беспорядочный, легкомысленный и неаккуратный. Он унаследовал приличное состояние, перед ним было будущее. Но он все промотал, жил в бедности, хотя порой ему и улыбалась фортуна. В конце концов он спился и умер".

 

 

Метод анкетирования

 

(анкетирование – от французскогоlanguete- расследование)

ЦЕЛЬ: познакомить учащихся с исследованием на основе анкетного опроса и интервью.

Один из наиболее применяемых методов исследования в школе [44].

ВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. В начале исследования необходимо четко поставить цель, например, выяснить освоение учащимися общеучебных умений и навыков.

2.В соответствии с поставленной целью сделать перечень вопросов.

3.Вопросы подразделяются на два вида: открытые и закрытые.

4. Открытые вопросы подразумевают свободный ответ. Например: “Часто ли вы получаете домашние задания с использованием научно-популярной литературы? На этот вопрос можно ответить по-разному.

5. Закрытые вопросы предполагают выбор из нескольких вариантов, предлагаемых в анкете. Например: “Встречаетесь ли вы на уроках в школе с элементами учебных игр?”

В анкете даётся два ответа “да” и “нет” и предлагается подчеркнуть один из них.

6.Вопросы делятся также на объективные и субъективные.

Объективные вопросы – это вопросы о возрасте респондента, образовании и т.п.

Субъективные вопросы – это вопросы, выявляющие отношение опрашиваемого к чему-то. Например: “Хотели бы вы участвовать в исследовательской работе?”

Анкеты бывают анонимные и подписанные (с указанием фамилии отвечающего).

8.Основные правила построения анкеты.

8.1.Логическая последовательность тем, затрагиваемых вопросами.

8.2.Интерес опрашиваемого должен расти от вопроса к вопросу.

8.3.Не должно быть сложных и интимных вопросов.

8.4. Вопросы должны соответствовать образовательному уровню респондентов.

8.5.В закрытых вопросах должны быть предусмотрены все возможные варианты ответов.

8.6.Общее количество вопросов не должно быть слишком большим.

8.7.Вопросы не должны утомлять опрашиваемого

АНКЕТИРОВАНИЕ МОЖЕТ ПРОВОДИТЬСЯ ТРЕМЯ СПОСОБАМИ

1.Анкета заполняется и подписывается в присутствии сборщика.

2.Групповое заполнение анкет в присутствии сборщика.

3.Опрашиваемые заполняют анкеты самостоятельно и сдают одновременно.

ПРИМЕР АНКЕТЫ.

(анкета о введении новых предметов)

Научно-методический совет гимназии проводит исследование проблем введения преподавания новых учебных курсов. В связи с этим просим Вас ознакомиться с анкетой и ответить на её вопросы.

Первая часть анкеты предусматривает несколько возможных вариантов ответа, прочитав которые, выделите, пожалуйста, совпадающие с Вашим мнением. Если же ни один из предложенных вариантов Вас не устраивает, сформулируйте свой ответ на поставленные вопросы.

1.Как, по-вашему, стоит ли вводить новые учебные предметы?

Этика Философия Проектная деятельность

да---------------------------------------------------------------------------------

нет--------------------------------------------------------------------------------

2.Названные курсы не стоит вводить в программу гимназии, так как Этика - Философия - Проектная деятельность очень сложные предметы, не совпадают с предметами, интересующими меня, не пригодятся в будущем.

Ваш вариант____________________________________________

3.Новые курсы стоит вводить в программу, поскольку Этика, Философия, Проектная деятельность дают ответы на интересующие меня вопросы, воспитывают мышление______________________

Ваш вариант ответа_______________________________________

Вторая часть анкеты даст нам возможность оценить понимание Вами изучаемых вопросов. Поэтому, пожалуйста, сформулируйте определения приведенных ниже понятий:

МОРАЛЬ –

Духовная культура –

Человеческое общество –

Вопросы для закрепления

1. В каком случае применяется анкетирование?

2. Что самое главное при взятии интервью?

1. Решите логическую задачу:

В тоннеле одноколейная дорога. Однажды днём один поезд вошел в тоннель с южной стороны, а другой с северной. Но крушения не произошло. Почему?

2. Растолкуйте выражение: “Владей страстями, иначе страсти овладеют тобой” (Эпиктет).

Метод наблюдения

 

ЦЕЛЬ: научить учащихся правильно и эффективно вести наблюдение при исследовании. Урок должен содержать описание, как визуальных наблюдений, так и наблюдений с помощью приборов

Каждому человеку кажется, что он хороший наблюдатель. Однако, наблюдательность – это не только способность видеть, но и осознать различные признаки, свойства, отличительные особенности разглядываемого объекта (28, 42, 49, 52).

Неумение видеть находящееся перед глазами, свойственно многим людям, даже, наверное, большинству. Об этом очень хорошо написал Чарльз Дарвин в своих воспоминаниях. Будучи студентом он участвовал в экспедиции по изучению древнейших горных пород. Результаты своего участия в экспедиции он описывает так. “Это путешествие дало мне разительный пример того, как легко можно проглядеть даже самые заметные явления, если на них не обратил внимание кто-нибудь другой. Мы самым тщательным образом исследовали горные породы, стремясь найти в них останки ископаемых организмов. Однако ни один из нас не заметил следов замечательных ледниковых явлений, окружающих нас со всех сторон: мы не заметили ни отпечатков шрамов в скалах, ни нагромождений валунов, ни боковых и конечных морен. Между тем эти явления настолько очевидны, что дом, сгоревший во время пожара, не расскажет о том, что с ним произошло, более ясно, чем эта долина”.

Способность увидеть, заметить, различить – это свидетельство развитого ума.

Исследования психологов показывают, что сильный ученик в рассматриваемом объекте может выделить около 12,5 признаков, слабый – 6,5, а умственно отсталый – 4,5.

Герой рассказов К. Дойля Шерлок Холмс был очень зорким наблюдателем.

Приведём отрывок из одного рассказа.

Шерлок Холмс говорит своему компаньону Ватсону: “Что вы можете сказать о человеке, которому принадлежала эта шляпа?”

Ватсон уныло повертел шляпу в руках, и вернул её Холмсу. Холмс стал пристально разглядывать её.

“Конечно, не всё достаточно ясно, - заметил он, но кое-что можно установить наверняка, а кое-что предположить с разумной долей вероятности. Совершенно очевидно, например, что её владелец – человек большого ума и что три года назад у него были большие деньги, а теперь настали чёрные дни. Он всегда был предусмотрителен и заботился о завтрашнем дне, но мало-помалу опустился, его благосостояние упало, и мы вправе предположить, что он пристрастился к какому-нибудь пороку, быть может к пьянству. По-видимому из-за этого и жена его разлюбила. Но в какой-то степени он ещё сохранил своё достоинство.

Он ведёт сидячий образ жизни, редко выходит из дому, совершенно не занимается спортом. Это человек средних лет, у него седые волосы, он мажет их помадой и недавно подстригся. Вдобавок, я почти уверен, что в доме у него нет газового освещения”.

Это, конечно, пример общей наблюдательности.

НАУЧНОЕ НАБЛЮДЕНИЕ – это преднамеренное и целенаправленное восприятие информации об элементах природы или жизни человеческого общества. Использование метода требует определённой подготовки.

В процесс подготовки входят следующие элементы:

-предварительное ознакомление с объектом наблюдения;

-определение цели наблюдения;

-описание условий наблюдения;

-разработка плана наблюдения.

При наблюдении реализуются следующие черты научной деятельности:

1.Накопление фактов и сведений о наблюдаемом предмете, процессе или явлении.

2.Систематизация информации и выявление закономерностей (т.е. построение гипотезы на основе полученной путём наблюдения информации).

3.Установление причин существования закономерностей.

4.Оформление отчёта об исследовании.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НАУЧНОМУ НАБЛЮДЕНИЮ

1.Ясность цели, замысла наблюдения.

2.Установление и соблюдение порядка наблюдения по условиям, интервалам времени наблюдения и т.д.

3.Объективность регистрации наблюдаемых фактов.

4.Правдивость и обоснованность выводов по данным наблюдений.

Наблюдение может быть просто визуальным, то есть глазами наблюдателя, и инструментальным, то есть с помощью приборов и инструментов.

При наблюдении необходимо иметь ввиду некоторые положения, а именно:

1.Визуально можно наблюдать только внешние признаки и свойства объектов.

2.Регистрируемые показатели должны быть описательными.

3.Наблюдать объект лучше в экстремальных точках.

4.Длительность наблюдения должна быть хорошо обоснована.

5.При обработке результатов наблюдения необходимо учитывать погрешности измерения величин.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА НАБЛЮДЕНИЯ

Метод наблюдения – это довольно распространённый метод ведения исследований. Конечно, он часто применяется в сочетании с экспериментом, анкетированием и всегда с анализом.

Наблюдение применяется при исследованиях в физике, химии, астрономии, социологии, психологии и т.д. Этот метод применяется и в биологии.

В школьной биологии этот метод можно применить, например:

1.Для изучения экологических характеристик ближайшего природного окружения с помощью биоиндикации и биотестирования.

2.Для определения степени загрязнённости различных районов города по результатам биоиндикации, путём наблюдения над растительностью. Например, загрязненность хвойного леса можно определить по степени усыхания хвои.

Метод эксперимента

 

ЦЕЛЬ: Научить обучающихся подготовке, проведению и обработке результатов эксперимента по физике, химии, биологии, информатике. Самый эффективный метод познания природы и общества – это опыт. Лучше всего человек знает то, что видел, пощупал попробовал на вкус или на запах, короче – познал через опыт.

НАУЧНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ – это воспроизведение людьми явлений, процессов природы с целью их познания [45].

Эксперимент, как метод исследования широко применялся и применяется для изучения природы, общества и мышления.

Эксперимент в школе – эффективное средство познания учебного материала.

“Несколько физических или химических опытов более разовьют в воспитаннике правильность силлогизма (вывод из двух заключений) и остроту наблюдения, чем сотни упражнений, написанных по логическим категориям” – писал К.Д. Ушинский.

Школьники методом эксперимента могут исследовать такие, например, темы:

ПО ФИЗИКЕ

1. Экспериментальное подтверждение закона Архимеда.

2. Диффузия медного купороса в воде.

3. Вольтамперные характеристики комнатных растений.

4. Характеристики параметрического стабилизатора напряжения и т.п.

ПО ХИМИИ

1. Горение свечи.

2.Физические и химические свойства этилового спирта.

3. Синтезы полимеров аммония и т.п.

ПО БОТАНИКЕ

Выращивание хлориллы в различных питательных средах и т.п.

Для проведения эксперимента необходимо проделать следующее:

1. Разработать подробный план проведения эксперимента.

2.Сформулировать как можно точнее цель эксперимента.

3.Подготовить контролируемые средства для измерения величин, участвующих в эксперименте.

Например, мы исследуем вольтамперные характеристики диода.

В этом случае мы должны предусмотреть каким образом мы будем изменять напряжение сети, чтобы получить кривую характеристики диода.

4. Перед экспериментом необходимо изучить имеющиеся данные об исследуемом объекте.

5. Описать действие экспериментатора в процессе эксперимента: что он делает с исследуемым объектом и какие данные записывает.

По данным эксперимента проводится анализ фактов, полученных величин и делаются выводы.

Вывод, как правило, в точности не соответствует теории. Поэтому опыт уточняют и снова его проводят.

6. Продумать возможность повторения эксперимента другими людьми.

ВАЖНЫМ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ЯВЛЯЮТСЯ ИЗМЕРЕНИЯ

Процесс измерения представляет собой количественное сравнение величин одного и того же качества. Измеряемая величина сравнивается с величиной, которая служит единицей измерения.

При проведении эксперимента надо иметь ввиду, что каждый измерительный прибор имеет свои ограничения, которые определяют его точность. Поэтому каждое отдельное измерение проводится с некоторой ошибкой. Так как всякая закономерность в природе установлена путем измерений, то любой закон, теория, правило характеризуются некоторой неопределённостью. Поэтому всякое научное утверждение содержит некоторую ошибку – абсолютно точных научных выводов не существует.

Приведём пример простейшего эксперимента по нагреванию воды в стеклянном стакане горящей свечой [45].

Несколько минут горящую свечу держим под стаканом.

Гасим свечу и замеряем температуру воды. Используются три градусника.

Точность измерения каждого градусника ±0,2° C.

После потушения свечи градусники показывают следующие результаты:

t? = 38,5° C; t 2 = 38,3° C; t 3 = 38,7° C.

Правильная запись температуры воды после нагревания будет выглядеть так t ср =38,5° C ± 0,2° C.

Где t ср - температура нагретой воды.

Следующий аналогичный замер температуры воды делаем после того, как воск свечи под стаканом с водой застывает.

В результате получаем t хв = 9,3° C ± 0,2° C.

Где t хв - температура холодной воды.

Определяем разность температур.

-

t ср = 38,5° C ± 0,2° C

t хв = 9,3° C ± 0,2° C

t 4 = 29,2° C ±0,4° C

Определим ошибку измерения? t

В худшем случае? t = 9,1° C.

t max = 38,7° C.

Тогда t к = 38,7° C -9,1° C = 29°,6 C.

Таким образом, в худшем случае ошибка измерения? t будет равна сумме ошибок измерения слагаемых температур. Полученный результат записыва­ется так:

t к = 29,2° C ± 0,4° C.

ВЫВОД

1. Каждый измерительный прибор имеет свою ошибку измерения.

2. Так как закономерность в природе установлена путем наблюдений и измерений, то любая закономерность (закон, правило, теория) характеризуются величиной с некоторой погрешностью.

Для развития мышления проделайте следующие работы.