Иногда учёные прибегают к моделям -искусственному воспроизведению ряда объектов, явлений в форме, удобной для наблюдений и изучения. Модели помогают учёным раскрыть такие стороны объектов, которые невозможно постигнуть путём непосредственного изучения, либо их невыгодно изучать таким образом из чисто экономических соображений.
Для описания изучаемых наукой объектов обыденный язык оказывается недостаточным. Поэтому для них необходимы специальный язык и научные методы исследования.
В ряде случаев учёный нуждается в компьютере и высокочувствительной аппаратуре, которые помогают ему экспериментально изучать новые типы объектов. А при наличии особых средств исследования нужна специальная подготовка исследователя, способного их применять.
Цель научного исследования определяет способ его проведения. Ещё И.П.Павлов отмечал, что от способа действия зависит серьёзность исследования.
В литературе существует широкий диапазон взглядов на число и последовательность этапов научного познания. Однако большинство авторов выделяет следующие этапы научно-исследовательской деятельности:
· обнаружение и накопление фактов, не нашедших объяснения в старой теории;
· обобщение этих фактов путём формулирования проблемы;
· рождение ключевой идеи; "выдвижение рабочей гипотезы, служащей подходом к решению проблемы;
· разработка теории, уточнение гипотезы и оформление математического аппарата;
· получение следствий из разработанной теории;
· экспериментальная проверка полученных следствий;
· окончательная формулировка новых фактов к законов;
· получение объяснений или научны предсказаний.
При выполнении лабораторных и пpaктических работ, проведении домашних опытов, на экскурсиях, в библиотеках учащиеся знакомятся с фрагментами объективной реальности: телами, веществами, явлениями и процессами, существующими природе. В ряде случаев объекты учебного познания могут специально приготавливаться. Следует отметить, что большинство из них задано учебной программой и предусмотрено содержанием школьного образования. Однако по мере развития естественных наук в процессе педагогически исследований и обобщения новаторского педагогического опыта творчески работающих учителей предлагаются всё новые объекты УИД, которые после апробации включаются в учебные программы и учебники.
Цели УИД достаточно подробно описаны И.И.Цыркуном. Как отмечает автор, все они направлены на получение учащимися новых для них знаний. В процессе учебного исследования могут быть поставлены следующие познавательны цели: наблюдать за явлениями и процессами, особенностями их протекания в определённых условиях; изучать свойства тел и веществ в различных состояниях; объяснять изучаемое явление или процесс измерять различные величины, устанавливать количественные и функциональные зависимости между ними; проверять теоретически предсказываемую зависимость; самостоятельно спланировать и поставить эксперимент.
Важная роль в естественнонаучном познании принадлежит приборам и экспериментальным установкам, приспособлениям механизмам, лабораторной посуде и принадлежностям, компьютеру, таблицам, графикам, учебникам, эвристическим предписаниям и другому дидактическому материалу.
Одними из важнейших средств восприятия информации учащимися являются также их зрение и слух. Параллельно включаются в работу и другие сенсорные системы учащихся (мышление, память, воображение). Средством успешного проведения школьниками учебного исследования выступают имеющиеся у них знания и исследовательские умения.
Авторы называют неодинаковое количество структурных элементов, входящих в способы учебно-исследовательской деятельности. Различные по структуре способы учебно-исследовательской деятельности систематизированы нами в таблице 3 (см. приложение 3).
Систематизация элементов, входящих в различные способы УИД, позволила установить, что они могут включать в себя такие инвариантные компоненты познавательного цикла, как:
ФАКТЫ → ПРОБЛЕМА → ИДЕЯ → ГИПОТЕЗА →МОДЕЛЬ → ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ → ЭКСПЕРИМЕНТ.
В естественнонаучных дисциплинах цикл познания, как правило, начинается выбором группы фактов из наблюдений и измерений. Полученные факты становятся основанием для формулирования проблемы. Далее происходит рождение ключевой идеи, превращение её в замысел, который разворачивается в рабочую гипотезу, истинность которой необходимо доказать. Это можно сделать путём теоретического объяснения полученных ранее фактов на основе построенной теоретической модели. Путём математических преобразований или логических умозаключений на её основе выводятся теоретические следствия, которые нуждаются в экспериментальной проверке. Если они экспериментально подтверждаются, то принятая за основу теории модель верно отражает изучаемые свойства явления.
Сравнительный анализ компонентов научно- и учебно-исследовательской деятельности показал, что они имеют как общие особенности, так и отличия.
Например, в обоих случаях изучается объективная реальность. Однако, как отмечает З.И.Калмыкова, в учебном исследовании объективная реальность представляет собой "модель действительности, в которой требуемые для решения проблемы существенные признаки предельно обнажены, а число второстепенных признаков сведено к минимуму, что значительно облегчает процесс "открытия" соответствующих закономерностей" [5, с. 19]. Кроме этого, выделение объектов научного исследования осуществляется самим учёным, в то время как в учебном исследовании их выделение и фиксация не всегда осознаются учащимися, поскольку объекты исследования могут быть вплетены в их обыденный опыт.
Целью учебного познания является открытие нового знания "для себя", т.е. в субъектном плане. В ряде случаев знание, полученное в учебном исследовании, имеет объективную новизну. Новое знание, полученное в результате научного исследования, всегда имеет объективную новизну и значимость для науки и не является только субъективной новизной для исследователя.
Основными средствами НИД и УИД выступают научные теории. Однако из педагогических соображений изложение предмета в общеобразовательной школе иногда связано с некоторым упрощением теории.
Средства НИД значительно сложнее и дороже средств учебного исследования. Поэтому они не всегда отвечают требованиям, предъявляемым к точности измерений. При конструировании учебных экспериментальных средств познания в первую очередь учитываются педагогические и дидактические требования, а также безопасность этих средств, поскольку с ними работают учащиеся.
Как уже отмечалось, НИД и УИД им ют также ряд общих признаков. Например обнаруживается изоморфизм основных элементов способов НИД и УИД познавательному циклу. Сущность принципа изоморфизма познавательного цикла состоит том, что он отражает главную закономерность проявления исследовательской деятельности как типа на разных иерархических уровнях: учебно-исследовательская деятельность, научно-исследовательская деятельность. При этом логика формулирования и решения проблемы исследования является системообразующим фактором (с. табл. 2).
Использование научного творчества учебном процессе было положено в основунашей экспериментальной методики. I сущность достаточно подробно изложена одной из публикаций автора [15]. Отметим: что пятилетний опыт экспериментально обучения в школах Минской области по разработанной нами методике позволил констатировать ежегодное увеличение количества участников региональных научно-практических конференций учащихся.
Если до экспериментального обучения: (в 1999 г.) общее количество участников региональных научно-практических конференций школьников Минской области составляло 25 человек, то к 2004 г. их число возросло до 483 человек[16].
Проведённый нами опрос 145 участников областной научно-практической конференции школьников показал, что занято исследовательской деятельностью для 96 опрошенных сделали учёбу более интересной; более 50% из них стали лучше учиться, 86% - стали более активными. 83% более уверенными в себе, 88% — более самостоятельными.
Таким образом, построение исследовательской модели обучения школьников на основе познавательного цикла может стать предпосылкой к решению проблемы развития творческого потенциала учащихся, также к достижению должного уровня научного образования.
Воспитание творческой личности - насущная задача сегодняшнего дня. Решая ее, теоретическая и практическая педагогика должна отталкиваться не от каких-то образцов и стандартов, а от индивидуальности учащегося. Это значит, что заказчиком должны выступать не государство, не система образования, а сама личность школьника.
В основу воспитания должны быть положены не методические наработки, не передовой педагогический опыт отдельных учителей (они хороши только в авторском исполнении), которые базируются на традициях, эмпиризме, интуиции. Технологии же основанные на научных достижениях современных психологии и педагогики, базируются на диагностике личности школьника и учебно-воспитательного процесса.
Задачи воспитания должны формулироваться не в терминах конечного результата, а ставиться как задачи развития мотивов деятельности учащихся с учетом возрастной динамики, средства воспитания должны выбираться с позиции их воздействия не на память учащихся, а на их мышление, воображение, эмоции. Они должны быть направлены на активизацию подсознательных механизмов психики человека в процессе его становления и развития. Надо изменить подходы к содержанию образования. Рассматривать изучение материала учебных дисциплин не как самоцель, а как средство воспитания нравственной, интеллектуальной, эмоционально-волевой сфер личности. Для этого необходимо раскрепостить учителя, освободить его от пут всевозможных ограничений, инструкций, требований, которые носят сугубо административный характер и зачастую вступают в противоречие с психологопедагогическими принципами воспитания. Надо дать ученику и учителю возможность творить в полном смысле слова, ибо только творец и процесс творчества (в данном случае педагогического) могут обеспечить воспитание творческой личности в условиях общеобразовательной школы.