Учебный процесс пронизывают «Приглашения к открытию» — наряду с ведущими научными идеями они представляют собой смысловой стержень курса и ориентир для хода обучения. Их задача «показать, что интерпретация данных и даже сам их поиск строится на основе исходных представлений и предположений, которые меняются по мере развития наших знаний...» В то же время для изменения знаний имеются серьезные основания; их относительность не отменяет их значения для настоящего времени. «Знания современной науки основаны на наиболее проверенных фактах и представлениях, доступных на сегодняшний день.» Каждое из таких «Приглашений» непосредственно знакомит учащихся с процессом поиска знаний, включает их в этот процесс.
Приведем пример одного из «Приглашений к исследованию». Предметная тема — «Прорастание семян». Исследовательская тема — «Ошибки в интерпретации данных». Дидактическая цель — непосредственное знакомство учащихся с распространенным вариантом ошибочного истолкования данных и ролью, которую играет постановка проблемы в самом характере интерпретации исследовательских данных. Учащиеся получают следующую исходную информацию: «Исследователь поставил задачу выяснить условия наилучшего прорастания семян. Он поместил несколько зерен на влажную промокательную бумагу в двух стеклянных блюдцах. Одно из блюдец он поместил в темном помещении без доступа света, другое — в хорошо освещенной комнате. Температура в обоих помещениях была одинаковой. Четыре дня спустя исследователь осмотрел зерна и обнаружил, что они проросли на обоих блюдцах.
Вопрос: Какую интерпретацию данных этого опыта вы можете предложить? Ограничьте свои предположения только данными этого эксперимента, не привлекая никаких дополнительных сведений.»
В методических указаниях отмечается, что задача преподавателя не сводится к иллюстрации логики эксперимента, направленного на выяснение роли света в прорастании семян. Дидактические разработки подчеркивают необходимость дать ученикам возможность выдвинуть самые разные предположения — например, предположения о том, что опыт показывает необходимость влажности или тепла для прорастания семян. Если предположения не возникнут, преподаватель может сам выдвинуть их как возможные пути размышлений. В инструкциях преподавателям подчеркивается общая установка на побуждение учеников к любым предположениям.
Моделирование или подробное описание условий исследовательских экспериментов сопровождается постановкой заданий, побуждающих самих учащихся к поисковой деятельности, решению проблем. Приведем сводную таблицу (табл. 2.6.) по одной из групп «Приглашений к исследованию».55
Общая последовательность шагов в реализации этой модели такова (см. рис.2.1):
1.Ознакомление учащихся с предметной областью, содержанием
предстоящего исследования, включая сами методы познания.
2.Постановка проблемы, при которой учащиеся сталкиваются с затруднениями в проведении исследования. Затруднения могут касаться поиска данных, их интерпретации, планирования и проведения эксперимента, построения выводов и т.д.
3.Учитель побуждает учеников к поиску возможных решений — так, чтобы они ясно ощутили трудности проведения исследования.
4.Учитель просит учеников наметить способы преодоления этих трудностей, пересматривая свои подходы к исследованию планирование эксперимента, поиск данных, их организацию, построение умозаключений и т.д.
Табл.2.6. Приглашения к исследованию. Группа 1. Простые исследования.
Характер и значение общих сведений, данных, экспериментов, контроля над переменными, гипотез и постановки проблем в естественнонаучном исследовании
Приглашение
Предметная тема
Исследовательская тема
Ядро клетки
Интерпретация простых данных
Ядро клетки
Интерпретация сложных данных
Прорастание семян
Ошибочная интерпретация данных
Физиология растений
Интерпретация сложных данных
Промежуточный вывод. Знания и опытные данные как их источник
Измерения
Систематические и случайные ошибки
Питание растений
Планирование эксперимента
Питание растений
Контроль за ходом эксперимента
Хищник — добыча: популяции в природе
Вторичные, косвенные данные
Рост популяций
Проблема выбора
Окружающая среда и заболевания
Понятие гипотезы
Свет и рост растений
Построение гипотезы
Нехватка витаминов
Анализ типа «если..., то...»
Естественный отбор
Упражнения на построение гипотез
Промежуточный вывод. Значение гипотез
Рис.2.1. Структура модели естественнонаучного поиска Дж. Шваба
(«Приглашения к исследованию»)
Шаг 1. Учащиеся знакомятся с содержанием предстоящего исследования
Шаг 2. Учащиеся выстраивают свое понимание замысла естественнонаучного исследования
Шаг 3. Учащиеся выделяют трудности научного познания как проблему для своего исследования
Шаг 4. Учащиеся намечают и реализуют свой собственный способ построения исследовательских процедур
На протяжении всего учебного процесса учитель побуждает детей к исследованию, доброжелательно и заинтересованно реагирует на все высказывания, обращает особое внимание на то, чтобы фактические сведения не заслоняли собой главного — атмосферы познавательного поиска, исследования как инструмента познания мира.