Формирование исследовательских умений у младших школьников в условиях STEM-образования

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ У МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ В УСЛОВИЯХ STEM-ОБРАЗОВАНИЯ 12
1.1. Формирование исследовательских умений у младших школьников как
психолого-педагогическая проблема 12
1.2. STEM-образование как инновационный подход в развитии
современной школы 29
1.3. Модель формирования исследовательских умений у младших
школьников в условиях STEM-образования 40
ВЫВОДЫ 1 ГЛАВЕ 55
ГЛАВА 2. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФОРМИРОВАНИЮ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ У МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ В УСЛОВИЯХ STEM-ОБРАЗОВАНИЯ 58
2.1. Выявление уровня сформированности исследовательских умений у
младших школьников на этапе констатирующего эксперимента 58
2.2. Организация опытно-экспериментальной работы по формированию
исследовательских умений у младших школьников 79
2.3. Анализ результатов сформированности исследовательских умений у
младших школьников на этапе контрольного эксперимента 94
ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 112
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 115
ПРИЛОЖЕНИЯ 1

Купить

XXI век - это время всемирного научно-технического прогресса. Ведущими мировыми державами в связи со стремительным развитием высокотехнологичных производств признается острый недостаток высококвалифицированных специалистов в определенных областях науки. В.В. Путин на заседании Совета по науке и образованию в 2015 году указал на необходимость модернизации инженерного образования в стране, о повышении качества подготовки технических специалистов. Таким образом, одной из тенденций развития современного образования становится поиск новых форм, методов и технологий реализации инженерного образования. На этот факт несомненно указывает действующая в настоящее время Федеральная программа развития образования на 2016-2020 годы. В данной программе особо выделяется направления в поддержке технического образования, научно-технического творчества учащихся.
Для полноценного развития личности в инженерной сфере требуется фундаментальная подготовка и начинать ее необходимо как можно раньше - с начальной школы. Современные учащиеся должны ориентироваться в новых технологиях, владеть широким спектром компетенций, принимать самостоятельные решения, проявлять творческий подход в решении возникающих проблем. Наличие всех перечисленных качеств у школьников возможно гарантировать лишь при формировании исследовательских умений. Однако формировать данные умения необходимо с учётом требований современного мира и ускоряющегося технического прогресса.
В федеральном государственном образовательном стандарте начального общего образования формулируется идея о личностно-ориентированной и развивающей начальной школе, в которой содержание образования будет направлено на приобретение учащимися опыта различных видов деятельности, в частности на овладение способами активной познавательной деятельности. Одной из перспективных форм реализации новой парадигмы образования несомненно является включение школьников в исследовательскую деятельность. Целью этой деятельности является приобретение учащимися функционального навыка исследователя как универсального способа освоения действительности, развитие способности к критическому мышлению, становление младшего школьника субъектом образовательного процесса.
Необходимость формирования исследовательских умений у учащихся признавалась многими выдающимися педагогами и психологами. Так, сущность понятия «умения» с психологической точки зрения изучалась Н.Д. Левитовым, Б.Ф. Ломовым и др. Научные труды Г.М. Коджаспировой, Ю.А. Коджаспирова, Ю.К. Бабанского, Н.Г. Зюзьекевич были посвящены сущности «умений» с педагогической точки зрения. Трактовка понятия «исследовательские умения», определение структуры данных умений и их сущность с точки зрения различных подходов анализировалась в трудах А.И. Савенкова, Н.Л. Головизнина, И.А. Зимней, Е.А. Шашенковой, А.Н. Поддъякова, В.В. Успенского, и пр. Структурные компоненты исследовательских умений выделяли С.В. Зуева, Н.А. Федотова, А.В. Хуторской. Классификации общеучебных умений, а также исследовательских умений составляли К.П. Кортнев, Н.Н. Шушарина, Н.В. Андреева, В.В. Марголина, А.О. Татур и др. Среди исследований последних лет, посвященных проблеме формирования исследовательских умений в младшем школьном возрасте, можно выделить работы А.П. Гладковой, Н.А. Семеновой и др.
Однако следует отметить, что проблема формирования исследовательских умений, будучи изученной в педагогической и психологической сфере, недостаточно учитывает прогрессивное развитие современного мира. Во многих исследованиях не рассматриваются инновационные разработки, способные обеспечивать повышение качества образования учащихся. Одним из инновации в педагогике последнего времени можно считать набирающий популярность феномен STEM- образования. Целый ряд стран уже внедряют идеи STEM в образовательные учреждения, добиваясь положительных результатов в повышении значимости инженерного образования, а также качества подготовки учащихся по техническим дисциплинам.
Актуальность исследования подтверждается наличием противоречия между потребностью модернизации подходов, форм, методов, технологий формирования исследовательских умений и преобладанием преимущественно традиционных моделей начального образования.
Выявленное противоречие позволило сформулировать проблему исследования: каковы возможности использования STEM-образования в процессе формирования исследовательских умений у младших школьников?
Актуальность и недостаточная разработанность проблемы определили выбор темы диссертационного исследования: «Формирование исследовательских умений у младших школьников в условиях STEM- образования».
Цель исследования: теоретически обосновать и доказать возможность использования STEM-образования для формирования исследовательских умений у младших школьников.
Объект исследования: процесс формирования исследовательских умений у младших школьников.
Предмет исследования: STEM-образование как инновационный подход в формировании исследовательских умений у младших школьников.
Гипотеза исследования состоит в том, что формирование исследовательских умений у младших школьников будет успешным, если:
- обоснована и раскрыта сущность понятия «STEM-образование»;
- определена структура исследовательских умений, формирующихся в начальной школе;
- разработана и реализована модель формирования исследовательских умений в условиях STEM-образования.
Задачи исследования:
1. Осуществить анализ психолого-педагогической литературы по проблеме формирования исследовательских умений у младших школьников.
2. Выявить возможности STEM-образования в формировании исследовательских умений у младших школьников.
3. Определить критерии и показатели сформированности исследовательских умений, выявить уровень сформированности данных умений у детей младшего школьного возраста.
4. Разработать и обосновать эффективность модели формирования исследовательских умений у младших школьников в условиях реализации STEM-образования.
Методологической основой исследования являлись:
- идеи системного подхода к изучаемым процессам (В.Г. Афанасьев, И.В. Блаунберг, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин и др.);
- идеи деятельностного подхода в становлении личности ребенка (Л.Г. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн и др.);
- идеи целостного подхода в обучении (В.С. Ильин, М.А. Данилов).
Теоретическую основу исследования составили: исследования педагогов и психологов по проблеме формирования исследовательских умений (А.И. Савенков, Ю.К. Бабанский, Н.Л. Головизнин, И.А. Зимняя, Е.А. Шашенкова, А.Н. Поддъяков, В.В. Успенский и др.), которые позволили раскрыть природу исследовательской деятельности и понятие «исследовательские умения»; научные труды, раскрывшие специфику организации учебно-исследовательской деятельности младших школьников (А.И. Савенков, Ю.К. Бабанский, А.П. Гладкова, Н.А.
Семенова и др.), теоретические исследования, посвященные раскрытию сущности феномена STEM-образования (Дж. Брейнер, С. Харкнесс, К. Джонсон, К. Кохлер, В.Н. Чемеков, Д.А. Крылов, А.И. Церковная, С.А. Аверин, В.А. Маркова и др.)
Для достижения поставленной цели и проверки выдвинутой гипотезы были использованы следующие методы исследования:
- на теоретическом этапе исследования: анализ психолого-педагогической литературы по проблеме исследования, моделирование процесса формирования исследовательских умений у младших школьников в условиях реализации STEM-образования;
- на опытно-экспериментальном этапе: педагогический эксперимент, анкетирование учащихся и их учителей, педагогическое наблюдение, качественный и количественный анализ исследовательской деятельности учащихся;
- на результативно-обобщающем этапе: сравнение и обобщение результатов, шкалирование, систематизация и интерпретация экспериментальных данных.
Экспериментальной базой исследования являлся STEM-центр на базе муниципального общеобразовательного учреждения «Гимназия №77». В эксперименте было задействовано 24 учащихся начальной школы, 4 педагога - классные руководители четвертых классов.
Этапы исследования. Исследование состояло из трех этапов:
1. Теоретический этап (2016 год) основывался на изучении психолого-педагогической литературы по проблеме исследования. Анализ научной литературы позволил определить и сформулировать понятийный аппарат исследования. На данном этапе также разрабатывалась модель формирования исследовательских умений у младших школьников в условиях STEM-образования.
2. Опытно-экспериментальный этап (2016-2017 гг.) позволил провести педагогический эксперимент, в ходе которого уточнялась и проверялась гипотеза исследования. Полученные в ходе эксперимента данные были обработаны, проводился анализ результатов исследования.
3. Результативно-обобщающий этап (2018 год) заключался в систематизации и обобщении как содержания исследования, так и результатов педагогического эксперимента. Осуществлялась апробация и внедрение результатов исследования.
Научная новизна исследования состоит в том, что:
- разработана модель формирования исследовательских умений у младших школьников, реализуемая в условиях STEM-образования;
- определены и охарактеризованы критерии и уровни сформированности исследовательских умений у младших школьников;
- разработан содержательный компонент модели формирования исследовательских умений в виде дополнительной образовательной программы технической направленности.
Теоретическая значимость исследования обосновывается тем, что:
- доказаны возможности использования инновационного подхода «STEM-образование» для эффективного формирования исследовательских умений у детей младшего школьного возраста, что расширяет научные представления о путях формирования общеучебных умений и навыках в системе дополнительного образования начальной школы;
- раскрыты критерии, показатели и уровни сформированности исследовательских умений у младших школьников, что позволяет продолжить исследования по способам их диагностики и коррекции;
- разработана модель формирования исследовательских умений в условиях STEM-образования, которая обогащает теоретические разработки и может относится к области совершенствования инженерного образования на начальной ступени обучения.
Практическая значимость исследования определяется тем, что:
- описание сущности и возможностей использования инновационного подхода STEM-образования могут поспособствовать разработке программ и методических рекомендаций педагогами для повышения качества инженерного образования;
- разработанная модель формирования исследовательских умений и дополнительная образовательная программа «Детская академия роботов» может внедряться в дополнительное образование начальных школ как педагогами дополнительного образования, так и учителями;
- выделенные критерии, показатели и уровни сформированности исследовательских умений могут использоваться для диагностики исследовательских умений у детей младшего школьного возраста.
Достоверность и обоснованность результатов исследования была достигнута путем анализа инновационных разработок в педагогике; обеспечивалась выбранной методологической основой исследования; определялась применением методов исследования, адекватных цели, объекту, предмету и задачам; проверялась проведением экспериментальной работы для выявления эффективности разработанной модели; результаты соотнеслись с имеющимися в педагогической теории и практике научными представлениями.
Апробация результатов исследования осуществлялись посредством публикаций в научных журналах: статья «К вопросу о внедрении STEM-образования в России» в журнале «Инновационное развитие» (2017 г.); статья «Возможности использования технологии STEM-образования при закреплении знаний учащихся на уроках в начальной школе» в журнале «Инновационное развитие» (2018 г.).
Внедрение результатов исследования осуществлялось через практическую деятельность исследователя в STEM-центре МБУ «Гимназия №77»; через реализацию модели формирования исследовательских умений на занятиях робототехники по специально разработанной программе «Детская академия роботов».
На защиту выносятся следующие положения:
1. STEM-образование является инновационным подходом в развитии современной школы, обеспечивающим поддержку инженерного образования в стране и способствующим повышению уровня сформированности исследовательских умений у младших школьников.
2. Модель формирования исследовательских умений у младших школьников в условиях STEM-образования представляет собой систему целенаправленной работы по формированию исследовательских умений в процессе проектирования, моделирования и конструирования. Разработанная модель состоит из взаимосвязанных модулей: 1) целевой (представлен социальным заказом современного общества и подходами, принципами, задачами, обеспечивающими достижение поставленной цели); 2) содержательный (раскрывается специально разработанной дополнительной образовательной программой технической направленности); 3) организационно-деятельностный (характеризуется комплексом методов, форм и средств, необходимых для эффективного формирования исследовательских умений у младших школьников); 4) оценочно-результативный (представлен критериями, показателями сформированности исследовательских умений и способами их диагностики).
3) Структура исследовательских умений младших школьников, позволяющая достоверно определить уровень сформированности данных умений, состоит из четырех групп умений: организационных (умения, позволяющие планировать и эффективно организовывать исследовательскую работу); поисковых (умения, представляющие возможность находить проблему исследования и подбирать адекватные для ее решения методы исследования); информационные (умения, предполагающие работу с литературными, техническими средствами информирования); оценочные (умения, позволяющие аргументировать своё мнение при оценке собственной и посторонней работ).
Личный вклад автора в исследование заключается в обосновании основных теоретических идей и положений исследовательской работы; в непосредственном участие в сборе и анализе экспериментальных данных эксперимента; в разработке структуры исследовательских умений и модели формирования данных умений; в преподавательской деятельности по разработанной экспериментальной программе; в интерпретации и обобщении итоговых экспериментальных данных; в подготовке основных публикаций по изучаемой проблеме исследования.
Структура и объём диссертации. Магистерская диссертация состоит из введения (9 с.), двух глав (I гл. - 44 с., II гл. - 51 с.), заключения (3 с.), списка используемой литературы, содержащего 52 наименований, 11 таблиц, 16 рисунков и приложений с материалами по опытно-экспериментальной работе, диагностическими методиками.
Купить