Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические и практические аспекты формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада 14
1.1. Психолого-педагогические основы формирования исследовательской компетентности 14
1.2. Естественно-научные аспекты исследовательской функции университетского ботанического сада 28
1.3. Проблема формирования исследовательской компетентности студентов в практике обучения ботаническим дисциплинам
Выводы по первой главе 55
Глава 2. Методика формирования исследовательской компетентности студентов на ресурсной основе университетского ботанического сада (на примере ботанического сада ЯГПУ)
2.1. Направления исследовательской деятельности студентов в условиях ботанического сада 56
2.2 Организация исследовательской деятельности студентов на ресурс ной основе ботанического сада 66
2.3. Этапы и результаты педагогического эксперимента
Выводы по второй главе 113
Заключение 115
Библиографический список
- Естественно-научные аспекты исследовательской функции университетского ботанического сада
- Проблема формирования исследовательской компетентности студентов в практике обучения ботаническим дисциплинам
- Организация исследовательской деятельности студентов на ресурс ной основе ботанического сада
- Этапы и результаты педагогического эксперимента
Введение к работе
Актуальность исследования. Современная культурно-историческая ситуация характеризуется динамичностью, стремительным обновлением знаний в разных областях науки и практики. Человек попадает в ситуации, когда невозможно использовать заранее подготовленный алгоритм для решения жизненных проблем, важно идти через поиск к открытию. Динамично развивающееся общество требует изменения в содержании профессионального образования, в том числе и педагогического. Современному педагогу важно быть готовым к принятию нестандартных решений, активному участию в инновационных процессах, чтобы развивать творческие способности школьников и развиваться самому. Творчество неотделимо от исследования. Поэтому важно уже в период обучения в университете формировать у будущего педагога исследовательскую компетентность – готовность и способность к исследовательской деятельности. Для студентов биологической специальности природной лабораторией может стать ботанический сад, главная миссия которого, согласно международной программе ботанических садов (2000) – изучение и сохранение растительного разнообразия. Известно, что десятки видов растений, исчезнувших из природных фитоценозов, сохранились только в ботанических садах. Растениям угрожает целый комплекс факторов: нерегулируемый сбор, нерациональное землепользование, урбанизация, загрязнение. Вместе с тем растения играют ключевую роль в поддержании основного экологического баланса планеты и стабильности её экосистем. Хотя сравнительно много людей опосредованно участвует в охране растений, для этой деятельности требуются специалисты с обширным диапазоном знаний и умений по морфологии, систематике, экологии растений. Однако профессионалов-систематиков не хватает, «умение определять и классифицировать растения исчезает как раз в то время, когда общепризнанным становится понимание жизненной необходимости биоразнообразия» (Глобальная стратегия сохранения растений, 2004). Преодолеть «таксономическое препятствие» поможет формирование у студентов исследовательской компетентности при изучении растительного разнообразия ботанического сада. Сад – символ добра, человечности, уверенности в завтрашнем дне, олицетворение ценности и смысла жизни. Овладение методами исследовательской деятельности в условиях ботанического сада не только развивает, но и приобщает к ценностям экологической культуры.
Анализ психолого-педагогических работ позволяет заключить, что интерес к исследовательской деятельности как предмету изучения возрастает. В частности, авторы раскрывают пути интеграции деятельностного и компетентностного подходов (И.А. Зимняя, В.В. Краевский, А.В. Хуторской), рассматривают условия формирования исследовательской компетентности (Л.А. Голубь, В.И. Загвязинский, В.С. Лазарев), выясняют роль исследовательской компетентности в профессиональной подготовке педагога (О.Н. Лукашевич, С.М. Маркова, З.Г. Облицова). Переосмысливаются формы и направления исследовательской деятельности в экологических лагерях (Л.А. Громова), на станциях юных натуралистов (Я.Е. Амбражевич), музеях (А.И. Клюкина, Т.М. Носова, В.Г. Шведов), научных обществах (А.В. Леонтович, А.С. Обухов). Однако исследований, посвящённых проблеме формирования исследовательской компетентности студентов в условиях ботанического сада, не проводилось.
Анализ учебных пособий, программ по ботаническим дисциплинам вуза показал, что преподаватели сконцентрированы на предметном содержании и рассчитывают на мотивированного студента, который способен самостоятельно овладеть научно-исследовательской деятельностью. Коллекционный фонд ботанического сада используется в основном в учебных целях, студент не имеет возможности занять позицию субъекта исследовательской деятельности по изучению растительного разнообразия. Однако требование современности – обращение к ботаническим садам как структурам, способствующим качественной подготовке будущих специалистов, особенно педагогов, посредством их интеграции в исследовательскую деятельность на собственной ресурсной основе.
Таким образом, существует научно-педагогическое противоречие между потребностями общества в формировании исследовательской компетентности студентов в области морфологии, систематики, экологии растений и недостаточной разработанностью целей, содержания, форм организации исследовательской деятельности по изучению и сохранению растительного разнообразия в условиях университетского ботанического сада.
Проблема исследования состоит в разрешении указанного противоречия посредством разработки методики формирования исследовательской компетентности: планируемых результатов – компетенций в области исследовательской деятельности студентов в ботаническом саду, её направлений, форм и методов организации, критериев оценки.
Объект исследования – процесс формирования исследовательской компетентности студентов.
Предмет исследования – формирование исследовательской компетентности студентов-биологов при изучении растительного разнообразия ботанического сада ЯГПУ.
Цель исследования – научно обосновать и разработать методику формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада.
Гипотеза исследования. Формирование исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада проходит эффективно, если:
определены психолого-педагогические основы исследования;
выяснены естественно-научные предпосылки исследования;
методическое сопровождение ориентировано на
– планируемые результаты – компетенции;
– обоснование направлений исследовательской деятельности с учётом анализа стратегий, программ, практики ведущих университетских ботанических садов;
– определение форм и методов осуществления исследовательской деятельности;
– уточнение критериев оценки сформированности исследовательской компетентности.
Задачи исследования:
-
Определить психолого-педагогические основы формирования исследовательской компетентности студентов.
-
Выяснить естественно-научные предпосылки разрешения проблемы.
-
Конкретизировать компетенции, ориентирующие на формирование способности осуществлять исследовательскую деятельность, и определить направления исследования применительно к университетскому ботаническому саду.
-
Обосновать формы и методы, способствующие формированию исследовательской компетентности студентов.
5. Уточнить критерии оценки сформированности исследовательской компетентности студентов и экспериментально проверить эффективность разработанной методики.
Методологической основой исследования служат:
– положения о закономерностях научного познания (Г.С. Батищев, Н.К. Вахтомин, М.С. Каган, Б.М. Кедров), психологическая теория деятельности (А.Н. Леонтьев), психолого-педагогические положения об исследовательской деятельности, её структуре, методологии (В.В. Давыдов, А.В. Леонтович, З.К. Меретукова, А.М. Новиков, В.И. Слободчиков), позволившие выяснить особенности исследовательской деятельности, отличие учебно-исследовательской деятельности от научно-исследовательской;
– педагогические положения об интеграции деятельностного и компетентностного подходов (И.А. Зимняя, В.В. Краевский, А.В. Хуторской, И.Д. Чечель), условиях формирования исследовательской компетентности (Л.А. Голубь, В.И. Загвязинский, В.С. Лазарев, Н.В. Шестак), позволившие определить методические условия формирования исследовательской компетентности, наметить критерии оценки её сформированности;
– методические положения о содержании биологического образования в вузе (Н.Д. Андреева, Н.М. Семчук, Т.М. Носова);
– положения о ботаническом саде (Ю.К. Виноградова, П.В. Джексон, Л.М. Кавеленова, В.Я. Кузеванов, А.В. Помогайбин, А.А. Прохоров, С.А. Розно, С.В. Сизых, М.П. Соколов), биологическом разнообразии (Н.Н. Дроздов, Н.М. Лебедева, Д.А. Криволуцкий, А.Л. Тахтаджян) и охране окружающей среды (Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова, Н.М. Чернова), методах биологического познания (Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский, Р.В. Иванников, А.Н. Лаврентьева, Т.И. Серебрякова, Т.М. Черевченко), давшие возможность выяснить историческую связь ботанического сада с биологической наукой, ценностный аспект биоразнообразия и опасность его обеднения, наметить направления и принципы организации исследовательской деятельности по изучению и сохранению растительного разнообразия в ботаническом саду;
– рекомендации к организации педагогического эксперимента и оценке его результатов (В.В. Афанасьев, А.М. Новиков).
Методы исследования:
теоретические – анализ работ в области морфологии, анатомии, физиологии растений, систематики, ботанического ресурсоведения, биоразнообразия, психологии, педагогики, теории и методики обучения биологии; изучение международных и российских конвенций, программ, стратегий по сохранению растительного разнообразия в ботанических садах, ГОС, других нормативных документов о педагогическом образовании, учебных планов;
эмпирические – анкетирование студентов по проблеме организации учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности в условиях ботанического сада, беседы и интервью с преподавателями и студентами, анализ личностной исследовательской продукции студентов-биологов педагогического вуза (дневников полевых практик, рефератов, курсовых и выпускных квалификационных работ, докладов на научных конференциях, конкурсных работ, научных публикаций), программ и учебно-методических комплектов по ботаническим дисциплинам;
метод математической статистики по обработке экспериментальных данных.
Основные этапы исследования. На первом этапе (2003–2005 гг.) на основе анализа психолого-педагогической литературы, документов о миссии ботанических садов, ГОС, действующих учебных программ и учебно-методических материалов, результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента выявлялись направления исследовательской деятельности студентов, формы и методы её организации в условиях университетских ботанических садов России, обосновывались уровни сформированности исследовательской компетентности студентов применительно к ботаническому саду ЯГПУ.
На втором этапе (2005–2006 гг.) определялся концептуальный замысел исследования, разрабатывались цели, содержание, формы и методы организации учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности студентов с использованием коллекционного фонда ботанического сада ЯГПУ, конкретизировались учебные программы по ботаническим дисциплинам с целью их максимального приближения к решению проблемы организации исследовательской деятельности в условиях ботанического сада ЯГПУ. Проходил первый – ориентационно-исследовательский этап формирующего эксперимента.
На третьем этапе (2007–2008 гг.) разрабатывались методические рекомендации и учебное пособие для студентов, проявивших готовность и способность к изучению растительного разнообразия и способов его сохранения в ботаническом саду. Проходил второй – исследовательский этап формирующего эксперимента.
На четвёртом этапе (2009–2010 гг.) на ресурсной основе ботанического сада ЯГПУ завершался формирующий эксперимент, полученные данные теоретически осмысливались. Положения экспериментальной методики обсуждались на заседаниях кафедры ботаники, теории и методики обучения биологии ЯГПУ и ежегодной международной научно-практической конференции «Чтения Ушинского» (ЯГПУ) и были внедрены посредством статей, учебных пособий в практику преподавания ботанических дисциплин в ЯГПУ. Происходило оформление текста диссертации и автореферата.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обусловлена теоретическим подтверждением исходных положений, целостным подходом к решению поставленной проблемы, использованием методов исследования, адекватных поставленной цели, задачам и гипотезе исследования, проведением педагогического эксперимента, качественного и количественного анализа полученных данных с использованием метода математической статистики.
Новизна результатов исследования заключается в разработке методики формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада, существенными моментами которой являются:
– уточнение планируемых результатов – исследовательских компетенций студентов, применительно к условиям университетского ботанического сада;
– преодоление инертности «старых» подходов, рассматривающих университетский ботанический сад преимущественно как учебно-вспомогательный ресурс для факультетов университета; конкретизация содержания научно-исследовательской деятельности, направленной на создание потенциала для изучения и сохранения разнообразия растений, увеличение численности охраняемых таксонов и расширение их культигенного ареала, согласно стратегии ООН, для образования в интересах устойчивого развития;
– обоснование и дополнение форм организации исследовательской деятельности, ориентирующих на формирование готовности и способности занять позицию субъекта исследовательской деятельности по отношению к фитогенофонду ботанического сада; методов исследования, связанных с интродукцией, реинтродукцией, репатриацией, направленных на сохранение разнообразия растений, прежде всего, эндемичного и реликтового элементов мировой флоры;
– уточнение критериев оценки сформированности исследовательской компетентности студентов.
Теоретическая значимость результатов исследования:
обоснованные компетенции, направления исследовательской деятельности в условиях университетского ботанического сада, уровни сформированности исследовательской компетентности студентов развивают положения компетентностного подхода о компонентах исследовательской компетентности как ключевой, служащей «ключом» к любой деятельности, этапах её формирования, готовности и способности к исследовательской деятельности как интегрированной характеристике профессиональных и личностных качеств человека;
предложенные формы и методы организации исследовательской деятельности, способствующие изучению и сохранению растительного разнообразия в университетском ботаническом саду, конкретизируют деятельностный подход;
разработанное содержание исследовательской деятельности существенно меняет традиционные представления о возможностях университетских ботанических садов в формировании исследовательской компетентности студентов, так как открывает перспективы определения новых направлений исследовательской деятельности по изучению и сохранению растительного разнообразия.
Практическая ценность результатов исследования состоит в том, что:
– планируемые компетенции и направления исследовательской деятельности в университетском ботаническом саду могут помочь в проектировании образовательных программ по ботаническим дисциплинам;
– разработанные уровневые характеристики сформированности исследовательской компетентности позволят совершенствовать образовательный процесс и оценивать исследуемое качество студентов;
– подготовленные пособия могут использоваться в качестве методического обеспечения в образовательной деятельности университетов, имеющих ботанические сады и агробиостанции, в системе повышения квалификации работников профессионального образования;
– экспериментально проверенная методика формирования исследовательской компетентности может служить основой для поиска новых педагогических решений в современной образовательной практике.
Положения, выносимые на защиту:
-
психолого-педагогическая основа исследования – положения об исследовательской компетентности как качестве личности, совокупности знаний, ценностных ориентаций, потребностей и опыта исследовательской деятельности, проявляющейся в готовности и способности выполнять функции её субъекта;
-
естественно-научная основа исследования – идеи и положения об университетских ботанических садах как научных центрах изучения и сохранения разнообразия растений мировой флоры, интродукции как ведущем направлении исследовательской деятельности;
-
отличительная особенность методики формирования исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада – её ориентация на компетенции – требования к уровню готовности и способности к исследовательской деятельности в ботаническом саду;
-
реализации исследовательских компетенций способствует выделение ведущих научных направлений в условиях ботанического сада: изучение растительного разнообразия (установление видового состава, систематической принадлежности растений, грибов, лишайников), определение путей его сохранения (проведение интродукционных испытаний), установление практического значения интродуцентов (ботаническое ресурсоведение), разработка образовательных программ (научно-методическое направление);
-
на формирование исследовательской компетентности ориентируют формы организации, создающие определённую исследовательскую среду, развивающую потребность в новых знаниях и новых результатах деятельности: студенческое научное общество «Ботанический сад», научно-исследовательские экспедиции, экскурсии исследовательского характера, научные конференции, конкурсы, выставки, а также овладение методами исследования, направленными на изучение и сохранение коллекционного фонда ботанического сада;
-
оценить сформированность исследовательской компетентности студентов в условиях университетского ботанического сада возможно на основе её уровневых характеристик, предусматривающих низкую, среднюю и высокую готовность и способность к исследовательской деятельности.
Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследования обсуждались и получили одобрение на областных и международных конференциях: «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия» (г. Вологда, 2005), «10-я Пущинская школа-конференция молодых учёных» (г. Пущино, 2006), «Сохранение биоразнообразия растений в природе и при интродукции» (г. Сухум, 2006), «Чтения Ушинского» (г. Ярославль, 2006–2010), «Геоэкологические проблемы Прикаспийского региона» (г. Астрахань, 2008), «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2010), «Беккеровские чтения» (г. Волгоград, 2010), заседаниях кафедры ботаники, теории и методики обучения биологии ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, методических объединениях университета.
Внедрение результатов исследования. Результаты исследования используются при организации научно-исследовательской деятельности студентов в университетских ботанических садах и агробиостанциях при Ярославском государственном педагогическом университете им. К.Д. Ушинского, Ивановском государственном университете, Томском государственном педагогическом университете.
Структура диссертации: работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии, приложения. Содержание диссертации изложено на 155 страницах, включает 11 таблиц, 5 диаграмм, 4 приложения, 2 схемы. Библиографический список содержит 245 наименований.
Естественно-научные аспекты исследовательской функции университетского ботанического сада
Проблема методики формирования исследовательской компетентности предполагает определение категорий: «методика», «формирование», «деятельность», «исследовательская деятельность», «компетентность», «исследовательская компетентность».
Методика преподавания учебной дисциплины — это направление педагогической науки, исследующее закономерности обучения конкретной общеобразовательной области [68]. Наряду с понятием «методика преподавания» часто используется как синоним понятие «технология преподавания дисциплины». Мы разделяем наиболее общепринятое мнение, что разница между ними заключается в расстановке акцентов. В технологии более представлен процессуальный компонент, а в методике - содержательный [150]. Содержательный компонент не может быть рассмотрен в отрыве от целевого компонента. В свою очередь, содержание определяет формы, методы и средства обучения. Поэтому можно заключить, что методика обучения конкретному предмету включает цели, содержание, формы и методы обучения. Важным компонентом методики является также оценочно-результативный, позволяющий выяснить эффективность её применения.
Понятие «формирование» означает процесс целенаправленного воздействия на человека («формировать» - «придавать форму чехму-либо, определённую законченность») [166]. Результатом процесса формирования выступают количественные и качественные изменения, характеризующие его как личность и индивидуальность [Там же]. Когда мы говорим о методике формирования, то понимаем под этим целенаправленное воздействие — ориентацию целей, содержания, форм и методов обучения на развитие определённых качеств личности, например её исследовательской компетентности.
Прежде чем дать определение исследовательской деятельности и исследовательской компетентности, важно обратиться к понятию «деятельность». Согласно Г.С. Батищеву, B.C. Швырёву в современном познании понятие деятельности играет ключевую роль, с его помощью даётся универсальная характеристика человеческого мира. В исследовании мы исходили из наиболее общепринятого определения, что «деятельность - это теоретическая абстракция всей общечеловеческой практики, имеющей общественно-исторический характер. Исторически она является целесообразной, чувственно-предметной, коллективно-трудовой» [210, с. 1 14]. Философы подчёркивают, что деятельность есть целенаправленное преобразование людьми природной и социальной действительности; она включает компоненты: цель, средство, сам процесс преобразования и его результат [II].
В педагогической психологии в качестве исходной для понимания деятельности, как предмета исследования, принята концептуальная модель, разработанная А.Н. Леонтьевым. В ней деятельность понимается как система, имеющая строение, свои внутренние переходы и превращения, своё развитие. Автор подчёркивает, что «... в каких бы условиях и формах ни протекала деятельность человека, какую бы структуру она ни приобрела, её нельзя рас-Схматривать как изъятую из общественных отношений, из жизни общества» [131, с. 157]. Деятельность «может казаться беспредметной, но научное исследование деятельности необходимо требует открытия её предмета» [Там же]. Сходное мнение о феномене деятельности высказывали Б.Г. Ананьев, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов [5, 71, 72, 81], отмечая субъектную позицию человека в такой форме активного взаимодействия с окружающей действительностью, какой является деятельность. В работах педагогов (В.А. Сухомлинский, СТ. Шацкий) деятельность рассматривается как важнейший фактор развития эмоционально-ценностного отношения к миру, воспитания потребностей, мотивов [199, 219].
Для нашего исследования важно рассмотреть структуру деятельности, предложенную А.Н. Леонтьевым. Он выделяет компоненты деятельности, которые связываются между собой в две цепочки: 1) потребности — мотивы — цели; 2) действия - операции — условия.
Мы исходили из положения, что деятельность, осуществляемая человеком, удовлетворяет ту или иную потребность. Потребность есть состояние испытываемой субъектом нужды в чём-либо. Она может существовать в двух формах — неопредмеченноп и опредмеченной (направленной на определённый предмет). Опредмеченная деятельность служит мотивом, без него деятельности не бывает [131]. Согласно А.Н. Леонтьеву, немотивированная деятельность — это деятельность с субъективно и объективно скрытым мотивом. «Мотивы и цели деятельности как таковой, в отличие от мотивов и целей отдельных действий, носят обычно обобщённый, интегрированный характер, выражая общую направленность личности, которая в ходе деятельности не только проявляется, но и формируется» [Там же. С. 152].
Мы основывались на положении данного автора, что «мотив, как осознанное побуждение для определённого действия формируется по мере того, как человек учитывает, оценивает, взвешивает обстоятельства, в которых он находится, и осознаёт цель, которая перед ним встаёт. Мотив — как побуждение - это источник действия, его порождающий; но, чтобы стать таковым, он должен сам сформироваться» [Там же. С. 153]. Этому положению созвучно утверждение С.Л. Рубинштейна, что «мотив человеческих действий естественно связан с их целью, поскольку мотивом является побуждение или стремление её достигнуть» [178, с. 211]. В исследовании учитывалось, что мотивы чрезвычайно многообразны, поскольку проистекают из различных потребностей, которые формируются у человека в процессе общественной жизни.
Проблема формирования исследовательской компетентности студентов в практике обучения ботаническим дисциплинам
После проблемы исследования определялся его объект и предмет. Отмечалось, что объектами могут быть процесс или явление, порождающие проблемную ситуацию и избранные для изучения. Подчёркивалось, что объект и предмет как категории научного исследования соотносятся между собой как общее и частное. Предмет уже, чем объект. Объект исследования — это поле научных поисков, а предмет — точка в этом поле; говоря другими словами, объект — это то, где мы ищем, а предмет - что мы ищем [142]. Предмет исследования — это конкретная проблема в самой теме исследования. В исследовании «Интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского» объект - процесс интродукции растений, а предмет - этапы интродукции плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского.
При определении цели исследования отмечалось, что цель - это планируемый научный результат, который должен быгь получен в итоге исследования. Применительно к теме «Интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского» цель может быть сформулирована следующим образом: «установить этапы интродукции плотоядных растений в условиях тропической оранжереи».
Затем студенты узнавали, что после определения объекта, предмета и цели исследования строится гипотеза исследования - предположение о том, каким образом исследователь намерен достичь поставленной цели.
Подчёркивалось, что в настоящее время гипотеза утвердила себя в качестве одной из форм разви гия науки. Гипотеза всегда требуется в тех случаях, когда исследование опирается на эксперимент. Она незаменима в ситуации, когда необходимо объяснить причинно-следственные зависимости явлений. Гипотеза отличается логической простотой или логической непротиворечивостью и всегда может быть проверена. В теме «Интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского» гипотеза такова: интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского будет эффективной, если: изучены особенности морфологии плотоядных растений; интродукция проходит в два этапа: на первичном этапе получен жизнеспособный материал, выяснены его адаптационные возможности и проведено первичное размножение интродуцентов в количествах, достаточных для вторичного интродукционного испытания; на вторичном — использованы растения своей репродукции; даны харак І еристики пункта интродукции (интродукционные возможности, интродукцпонная ёмкость, интродукционная направленность) и разработаны приёмы культивирования интродуцентов; разработана шкала оценки эффективности интродукционных мероприятий по следующим критериям: вегетация, цветение, плодоношение, продукция всхожих семян, жизнеспособность проростков.
Далее отмечалось, что сформулированные цель и гипотеза логически определяют задачи исследования, которые чаще всего выступают как частные цели в конкретных условиях проверки гипотезы. Как правило, выдвигаются три-пять исследовательских задач, направленных на выявление сущностных признаков изучаемого явления или процесса, обоснование путей решения проблем, формулирование ведущих условий обеспечения эффективного решения проблемы. Применительно к теме «Интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского» задачи следующие: 1) выявление морфологических особенностей плотоядных растений; 2) изучение этапов интродукции плотоядных растений; 3) разработка приёмов культивирования плотоядных растений, в условиях нового пункта интродукции — ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского и шкалы оценки эффективности интродукционных мероприятий. Далее речь шла о методах исследования. Отмечалось, что метод есть «путь познания, который исследователь прокладывает к своему предмету, руководствуясь определённой гипотезой» [123, с. 96].
Студенты узнавали, что в научном исследовании различают две основные стадии познания: теоретическую и эмпирическую. Для теоретического познания характерно широкое использование абстрагирования, идеализации, образование понятий, построение гипотез, моделей, теорий. Эмпирическое исследование основано на наблюдениях, экспериментах и опирается на результаты чувственных восприятий, то есть на данные опыта.
Методы исследования также конкретизировались применительно к теме «Интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского»: теоретические - анализ работ в области географии, морфологии и систематики растений, палеоботаники, этноботаники, интродукции; анализ нормативных документов о функционировании ботанических садов, сохранении биологического разнообразия; прогнозирование эффективности разработанных приёмов культивирования интродуцентов; эмпирические - наблюдение онтогенетических изменений интродуцентов, фиксация биометрических показателей, фотофиксация; изготовление постоянных препаратов (по Чемберлену); эксперимент по выявлению адаптационных возможностей и разработке агротехнических мероприятий для дальнейшего культивирования; квалиметрические — регистрация, ранжирование и шкалирование полученных в результате интродукционных мероприятий экспериментальных данных. Далее отмечалось, что любое исследование должно иметь научную новизну. Формулировку новизны исследования важно начинать словами: разработаны, раскрыты, обоснованы, определены. По отношению к теме «Интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского» новизна формулировалась следующим образом: выявлены особенности биоморф плотоядных растений при интродукции в ботаническом саду ЯГПУ им. К.Д. Ушинского; обоснованы этапы интродукции плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К. Д. Ушинского, предполагающие получение жизнеспособного посадочного или посевного материала интродуцентов своей репродукции, предварительное выявление их адаптационных возможностей и разработка схемы агротехнических мероприятий дальнейшего культивирования (естественным завершением этого этапа является первичное размножение интродуцентов в количествах, достаточных для вторичного интродукционного испытания); принципиальным отличием вторичного интродукционного испытания от первичного является то, что объектами для него служат особи отдельного образца исходного материала, представляющие тот или иной вид или культигснную форму; определены приёмы культивирования плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского (состав и кислотность субстрата, уровни освещённости, влажности воздуха и субстрата, внесение удобрений, регулярность пересадки (или перевалки), особенности искусственного опыления, посева семян, вегетативного размножения).
После новизны исследования описывалась его теоретическая значимость. Подчёркивалось, что «теоретическая значимость» и «новизна» соотносятся как общее и особенное. Поэтому следует выяснить, какой научный «кирпичик» создан исследователем и в какую часть научного знания он кладётся [L23]. Теоретическая значимость применительно к исследованию «Интродукция плотоядных растений в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского», следующая: «разработаны этапы и критерии оценки эффективности интродукции плотоядных растений при их культивировании в условиях ботанического сада ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, что является ещё одним шагом в решении проблемы интродукции плотоядных растений с целью сохранения их разнообразия».
Организация исследовательской деятельности студентов на ресурс ной основе ботанического сада
Контрольные и экспериментальные данные были проверены с помощью статистических методов [9].
Для подтверждения гипотезы об эффективности педагогического эксперимента оценивалась репрезентативность выборочных данных, то есть независимость применяемых педагогических условий от контингента студентов. Это позволило экстраполировать полученные в ходе эксперимента результаты на всю генеральную совокупность.
Общее число студентов, принявших участие в педагогическом эксперименте, составило 216 человек, что обеспечивает статистическую достоверность полученных результатов.
Основным статистическим методом послужило применение критерия X". В качестве нулевой гипотезы было выбрано утверждение: «Формирование исследовательской компетентности студентов в условиях ботанического сада на основе разработанной методики позволяет получить такие же результаты, что и при традиционном обучении». Альтернативная гипотеза была следующей: «Формирование исследовательской компетентности студентов в условиях ботанического сада на основе разработанной методики приводит к более высоким результатам».
Для подтверждения эффективности эксперимента, полученные результаты распределения были использованы для расчета критерия х : n,-n2tl Oh + 03, где Пі и п2 - соответственно число студентов на констатирующем и формирующем этапах эксперимента; і - уровень сформированности исследовательской компетентности в условиях ботанического сада; 0 и 02 — соотвеїственно число студентов констатирующего и формирующего этапов педагогического эксперимента, находящихся на і-м уровне. Число степеней свободы подсчитывалось с помощью формулы: v = (к — L)(c - 1), где к — число столбцов, с — число строк в таблице с анализируемым материалом. Для нашего эксперимента число степеней свободы равно 2.
Полученное значение Тнабл = 51,86. При уровне значимости а = 0,05 критическое значение статистики для числа степеней свободы v = 2 оказывается равным Ткри1 = 5,99. Так как Тнабл Ткрнт (51,86 5,99), то нулевая гипотеза опровергается, а альтернативная гипотеза принимается за истинную.
Значение хГ показало неслучайность и достоверность различия между результатами констатирующего и формирующего этапов педагогического эксперимента. Таким образом, выдвинутая в начале исследования гипотеза экспериментально подтверждена.
Методика формирования исследовательской компетентности студентов в условиях ботанического сада охватывала цели, содержание, формы и методы организации исследовательской деятельности, оценку полученных результатов.
Цели направлены на формирование готовности к исследовательской деятельности (моїивацпонной сферы студентов), способности занимать исследовательскую позицию по отношению к растительным обьектам ботанического сада и выражены через компетенции - планируемые результаты (требования к субъекту исследовательской деятельности).
Реализации целей способствовала разработка содержания исследовательской деятельности студентов в условиях ботанического сада ЯГПУ — определение её основных направлений. Приоритет был отдан таким направлениям как изучение растительного разнообразия (описание особенностей морфологического строения, установление видового состава и систематической принадлежности растений, грибов) и разработка путей сохранения фи-торазнообразия (проведение интродукционных испытаний растений и грибов, определение эффективных и ускоренных способов размножения растений). Кроме того, в работе нашло отражение такое направление исследования как ботаническое ресурсоведение и научно-методические аспекты.
Содержательный компонент методики тесно связывался с процессуальным - формами и методами организации исследовательской деятельности. Особая роль отводилась таким формам как экскурсии исследовательского характера, научно-исследовательские экспедиции и создание исследовательской среды в условиях студенческого научного общества «Ботанический сад». Выездные формы проведения научно-исследовательской деятельности - экспедиции и экскурсии в другие ботанические сады способствовали формированию мотивационной сферы студентов, овладению методами исследования, служащими технологической и операционной основой исследовательской деятельности.
Оценка эффективности методики, формирования исследовательской компетентности студентов в условиях ботанического сада осуществлялась в ходе педагогического эксперимента, включающего констатирующий, формирующий и итоговый этапы. На констатирующем этапе были определены уровни сформированностп исследовательской компетентностгг студентов в условиях ботанического сада (низкий, средний, высокий), характеризующие готовность и способность студентов к исследовательской деятельности. Были получены контрольные данные, с которыми сравнивались результаты формирующего этапа педагогического эксперимента.
Формирующий этап эксперимента охватывал время обучения студентов с I по V курсы и, в свою очередь, состоял из трёх этапов: ориентационно-исследовательского, исследовательского, отчётного. На каждом этапе к студентам предъявлялись более высокие требования (компетенции) по сравнению с предыдущим этапом, проводился анализ достижений в исследовательской деятельности, отслеживалась их динамика. На итоговом этапе экспериментальные данные сравнивались с контрольными.
Установлено, что реализация разработанной методики позволила существенно повысить средний и высокий уровни сформированное исследовательской компетентности студентов, по сравнению с контрольными данными. Более половины студентов (53%) заинтересованно и ответственно относятся к овладению методами исследования в области морфологии, анатомии и систематики растений, выполняют курсовые и выпускные квалификационные работы учебно-исследовательского характера в ботаническом саду. Значительная часть студентов (21%) проявляет стремление узнать и освоить больше, чем предлагают учебные программы. Они участвуют в конкурсах исследовательских работ, выступают на региональных, всероссийских, международных научных конференциях. В научно-исследовательской деятельности достигают высоких результатов.
Этапы и результаты педагогического эксперимента
С учётом специфики содержания ботанических дисциплин, важности развития исследовательской деятельности и формирования мотивации к её осуществлению в нашей работе выделены три этапа формирующего педагогического эксперимента. Этапы направлены на последовательное развитие исследовательской компетентности.
Первый ориентационно-исследовательский этап охватывал время изучения ботанических дисциплин (первый и второй курсы) (таблица 8). Здесь ставились следующие задачи: раскрытие значения исследовательской деятельности в условиях ботанического сада для подготовки к профессиональной деятельности педагога; стимулирование к исследовательской деятельности по изучению растительного разнообразия в связи с возможностью внести свой личный вклад в решение глобальной проблемы его сохранения; освоение методов научного познания - процессуальной основы исследовательской компетентности; обучение работе с литературными источниками, усвоение особенностей изложения научной информации (отражение сущности различных точек зрения, их сравнения, своё отношение, оценка и так далее); ориентация в направлениях и тематике исследований, определение собственных интересов и интеграция в студенческую научную среду.
Из задач следует, что данный этап характеризуется, прежде всего, направленностью на формирование мотивационной сферы студентов, определение их научных интересов. Мотивации способствовала ориентация содержания лекционных, лабораторных и практических занятий по ботаническим дисциплинам на изучение объектов ботанического сада. С этой целью, совместно с преподавателями морфологии и систематики растений, была подготовлена учебная программа (приложение I).
С целью мотивации к исследовательской деятельности на этом этапе большое значение придавалось экскурсиям исследовательского характера. На первом курсе были проведены экскурсии по морфологии растений: «Корне вые системы. Метаморфозы корней», «Побег. Разнообразие побегов. Метаморфозы стебля и листа», «Цветок. Разнообразие цветков. Приспособления цветков к опылению животными», «Экологические группы и жизненные формы растений». На втором курсе, в ходе изучения систематики растений, темы экскурсий были следующими: «Разнообразие и отличительные особенности представителей отдела Папоротникообразные», «Биологические особенности и разнообразие отдела Голосеменные», «Различные экологические группы представителей семейства Bromeliaceae», «Виды семейства Orchida-сеае, занесённые в Красные книги Ярославской области и Российской федерации», «Биологические особенности и разнообразие представителей семейства Агасеае».
Начиная с І-ІІ курсов, студенты активно вовлекались в практическую и исследовательскую деятельность в ботаническом саду. Тематика исследований касалась в основном проблем изучения растительного разнообразия и разнообразия грибов. Учитывалось, что формулирование цели и задач исследования — сложное и трудоёмкое занятие для студентов [—II курсов. Большинству из них помогал научный руководитель или руководитель студенческого научного общества. Важно, что, проводя теоретический анализ проблемы исследования, студенты опирались на новые информационные технологии. Собрать больше информации о предмете изучения помогало обращение к ресурсам Интернета. Студенты пользовались электронными библиотеками и сайтами, где помещены монографии, статьи по проблемам сохранения растительного разнообразия средствами ботанических садов [69, 70, 94, 10 1, 156, 163, 164, 176, 197,203,205,238,239].
После второго курса, в конце ориентационно-исследовательского этапа с целью выявления состояний готовности и способности к исследовательской деятельности вновь проводились анкетирование, беседы, интервьюирование. Они показали, что студенты младших курсов поняли ценностное значение растительного разнообразия и миссию ботанических садов по его сохранению. Определяющим мотивом к исследовательской деятельности в условиях ботанического сада явилось осознание личной причастности к решению важнейшей проблемы современности. В частности, отвечая на вопрос о значении ботанического сада, студенты отмечали, «что наиболее эффективным способом сохранения растительного разнообразия является охрана видов в природе и охрана мест естественного обитания, где обеспечивается оптимальное развитие и возобновление растений. Однако при усиливающейся антропогенной нагрузке на живую природу, очень сложно стало сохранять разнообразие растений в природе. В связи с этим ботанический сад - это посредник между природой и обществом, где поддерживаются коллекции уникальных растений». Конкретизация учебной информации на объектах сада и проведение экскурсий исследовательского характера позволили большинству студентов свободно ориентироваться в его коллекциях, оценить уникальность коллекций плотоядных и мирмекофитных растений. Важно, что студенты не только перечисляли систематические коллекции, но и называли, представленные здесь, коллекции экологических групп растений (эпифитов, суккулентов, гидрофитов, мирмекофитов, плотоядных и других). Они понимали, что «коллекционный фонд — это главное сокровище сада, без растительных коллекций невозможно проводить научные исследования». Связь содержания и методов обучения с исследовательской деятельностью в ботаническом саду положительно сказалась на формировании готовности к исследовательской деятельности. Около 50% студентов уже в конце первого курса и 43% второкурсников выразили желание изучать растительные коллекции и вести необходимую практическую работу по их поддержанию. Некоторые студенты (3 человека) стали штатными сотрудниками ботанического сада.
