Роль экспериментирования в формировании исследовательских умений у детей старшего дошкольного возраста

Формирование исследовательских умений дошкольников одна из важнейших задач современной образовательной практики в рамках новых Федеральных Государственных Образовательных Стандартов. Главное достоинство метода экспериментирования заключается в том, что он дает детям реальные представления о различных сторонах изучаемого объекта, о его взаимоотношениях с другими объектами и со средой обитания. В процессе эксперимента идет обогащение памяти ребенка, активизируются его мыслительные процессы, так как постоянно возникает необходимость совершать операции анализа и синтеза, сравнения и классификации, обобщения. Необходимость давать отчет об увиденном, формулировать обнаруженные закономерности и выводы стимулирует развитие речи дошкольников. Следствием является не только ознакомление ребенка с новыми фактами, но и накопление фонда умственных приемов и операций, которые рассматриваются как умственные умения. Отметим также положительное влияние на эмоциональную сферу ребенка, на развитие творческих и исследовательских способностей, на формирование трудовых навыков и укрепление здоровья за счет повышения уровня двигательной активности.

В контексте ФГОС ДО познавательное развитие предполагает развитие интересов детей, любознательности и познавательной мотивации; формирование познавательных действий, становление сознания; развитие воображения и творческой активности, формирование первичных представлений о себе, других людях, объектах окружающего мира, о свойствах и отношениях объектов окружающего мира, организацию занятий в форме партнёрской деятельности со взрослым, где взрослый демонстрирует образцы исследовательской деятельности, а дети получают возможность проявить собственную познавательную активность.

Любопытство — это качество, присущее каждому ребенку от рождения в той или иной степени, это тенденция проявлять интерес ко всему новому и неизведанному. Старший дошкольный возраст является важным этапом в развитии личности, когда под внимательным, чутким и умелым руководством взрослого естественное любопытство трансформируется в любознательность, приобретая качественно новые черты. Любознательность — это склонность к приобретению новых знаний, что в свою очередь является основой для развития познавательной деятельности.

Эксперимент – метод исследования, который заключается в активной теоретико-практической деятельности экспериментатора, преобразующего ситуацию для изучения объекта.

Эксперимент — планомерное проведение наблюдения. Детское экспериментирование – это особая форма поисковой деятельности дошкольников, в которой проявляется собственная активность детей, направленная на получение новых сведений и новых знаний об окружающем мире.

Экспериментирование — деятельность, которая позволяет ребенку моделировать в своем сознании картину мира, основанную на собственных наблюдениях и выводах, ответах, установлении взаимозависимостей, закономерностей и т.д. При этом преобразования, которые он производит с предметами, носят творческий характер — вызывают интерес к исследованию, развивают мыслительные операции, стимулируют познавательную активность, инициативность, любознательность.

Эксперимент "переводится с греческого как "испытание, опыт".

В самом общем виде эксперимент — это способ материального воздействия человека на объект с целью изучения этого объекта, познания его свойств, связей и т. д.

"Современный словарь иностранных слов" (1994) содержит следующее определение: эксперимент-это:

1. научно установленный опыт, наблюдение изучаемого явления в научно рассмотренных условиях, позволяющий отслеживать ход явления и многократно воспроизводить его при повторении этих условий;
2. вообще опыт, попытка что-то реализовать.

Большая Советская Энциклопедия (1974) добавляет: "в отличие от наблюдения путем активной эксплуатации изучаемого объекта, эксперимент проводится на основе теории, определяющей постановку задачи и интерпретацию ее результатов."

В " Советском энциклопедическом словаре " (1997) мы находим следующее определение: "эксперимент... чувственно-предметная деятельность в науке; в более узком смысле слова — опыт, воспроизведение (объекта познания, проверка гипотез и т. д.)".

Исходя из приведенных определений, можно видеть, что в узком смысле слова термины "опыт" и "эксперимент" являются синонимами. Понятие опыта существенно совпадает с категорией практики, в частности, эксперимента, наблюдения (БСЭ, 1974). Однако в широком смысле "опыт" выступает и как процесс воздействия человека на внешний мир, и как результат этого воздействия в виде знаний и умений ("Советская Энциклопедия", 1987)

Опыт — метод исследования, когда может получиться что-то неизвестное, непонятное и неопознанное, которое еще только предстоит изучить.

Эксперимент — метод исследования, когда человек уже заранее представляет, что должно получиться в результате

Эксперимент — это тоже опыт. Просто любой эксперимент имеет цель, задачи и гипотезу, которая в рамках эксперимента проверяется, доказывается или опровергается.

Эксперимент можно определить, как научно поставленный опыт.

Опыт может не иметь гипотезы как таковой (но может и иметь), а проводиться "из любопытства", спонтанно.

Опыты могут повторяться много раз, единичный опыт чаще называют экспериментом.

Понятие "опыт" еще и включает в себя накопленные знания.

Поэтому в некоторых случаях эти слова могут заменять друг друга, но в целом, значение слова опыт — шире.

Но есть и принципиальные различия: эксперимент понимается нами как длительная практическая деятельность, имеющая несколько этапов, более объемных по содержанию, а опыт-это деятельность, обеспечивающая быстрый результат, подтверждение или опровержение гипотезы. В науке эксперимент используется для получения знаний, неизвестных человечеству в целом. В процессе обучения он используется для получения знаний, которые неизвестны данному конкретному человеку, дошкольнику. Поскольку закономерности проведения экспериментов взрослыми и детьми во многом не совпадают, для краткости можно использовать понятие "детское экспериментирование" в аспекте организации экспериментальной деятельности с дошкольниками.

Как и большинство русских слов, "экспериментирование" -многозначное понятие. Он действует как метод обучения, если используется для передачи новых знаний детям. Ее можно рассматривать как форму организации педагогического процесса, как педагогическую технологию.

Важнейшей особенностью экспериментирования является то, что в процессе проведения эксперимента или опыта человек приобретает способность контролировать то или иное явление: вызывать или останавливать его, изменять это явление в ту или иную сторону. Все эти основные черты эксперимента, хотя еще в зачаточном состоянии, отмечаются и в экспериментировании детей с предметами и явлениями.

Технологию детского экспериментирования в ДОУ можно представить, как способ организации педагогического процесса, основанный на взаимодействии педагога и воспитанника, способ взаимодействия с окружающей средой, поэтапная практическая деятельность по достижению поставленной цели и подтверждения гипотезы эксперимента или опыта.

Реализация данной технологии предполагает использование исследовательского и деятельностного подходов.

Исследовательский подход является основой обучения, при котором ребенок ставится в ситуацию, когда он сам овладевает понятиями и подходом к решению проблем в процессе обучения, в большей или меньшей степени организованного учителем.

Деятельностный подход объясняет процесс активного исследовательского усвоения социального опыта через мотивационное, целенаправленное решение проблем.

Целевые ориентации технологии детского экспериментирования:

Направление: познание ребенком объекта в ходе практической деятельности с ним.

Цель: создание условий для осуществления детского экспериментирования.

Задачи:

1. Учить детей выделять и ставить проблему, которую необходимо разрешить, предлагать возможные решения, проверять эти возможные решения практическим путем.
2. Учить детей проверять возможные решения экспериментальным путем.
3. Учить детей делать выводы, в соответствии с результатами эксперимента или опыта, обобщать и анализировать их.
4. Учить детей выделять существенные признаки и связи предметов и явлений, сопоставлять различные факты, выдвигать гипотезы и строить предположения.
5. Развивать у детей умение отбирать средства и материалы для экспериментальной деятельности.
6. Развивать у детей умение фиксировать этапы действий, действовать в соответствии с алгоритмом.

Концептуальную основу технологии детского экспериментирования составили следующие теоретические положения:

Н. Поддьяков в своем исследовании отмечает, что экспериментирование может быть ведущей деятельностью дошкольников, и отмечает, что задачей этой деятельности является получение новой информации о том или ином объекте или предмете. В то же время у детей ярко выражено стремление получить что-то новое, неожиданное.

Исследовательская деятельность не планируется воспитателями в виде определенной схемы или алгоритма, она строится по мере получения новой информации об объектах, предметах и явлениях, а также по мере упорядочивания новых фактов, и их связи друг с другом.

В процессе экспериментирования с новым объектом и получения новой информации ребенок может поменять направление своего поиска. Это одно из свойств детского экспериментирования – его гибкость. Дети способны перестроить свою деятельность, ориентируясь на полученный результат. По мере поступления новой информации об объекте ребенок ставит (явно или неявно) новые, все более сложные цели и пытается их реализовать.

Для реализации новых целей, поставленных самим ребенком, требуются в ряде случаев новые способы преобразований объекта. Их поиск идет путем опробования старых способов, их комбинирования, перестройки, поэтому пробы и ошибки — обязательный и важнейший компонент детского экспериментирования.

Главным преимуществом детского экспериментирования является то, что оно дает детям реальные представления о разнообразных свойствах изучаемого объекта, о его связи с другими объектами и явлениями окружающего мира. В ходе эксперимента обогащается память ребенка, активизируются его мыслительные процессы, так как постоянно необходимо выполнять операции анализа и синтеза, сравнения и классификации, обобщения и экстраполяции. Необходимость дать отчет об увиденном, сформулировать обнаруженные закономерности и выводы стимулирует развитие речи дошкольника. Результатом является не только ознакомление ребенка с новыми фактами, но и накопление Фонда умственных приемов и операций, которые рассматриваются как умственные умения.

При формировании основ естественно-научных понятий экспериментирование можно рассматривать как универсальный способ познавательной деятельности дошкольников.

- Деятельностный подход, разработанный А.Н. Леонтьевым, П.Я. Гальпериным, В.В. Давыдовым и др., который основывается на трех основных принципах:

1. представление о психике не просто как отражении окружающего мира, системе образов, а как системе действий;
2. признание социальной природы психического развития человека;
3. единство материальной и психической деятельности. Данный подход объясняет процесс активно-исследовательского усвоения социального опыта посредством мотивированного и целенаправленного решения задач (проблемных ситуаций). Решение задачи состоит в поиске действия, с помощью которого можно так преобразовать ее условие, чтобы достигнуть результата.

з результатов исследований, проведенных П. Я. Гальпериным и Д. Б. Элькониным, следует, что в процессе экспериментальной деятельности на основе внешних материальных изменений и сокращений формируются внутренние, идеальные действия, которые выполняются мысленно и обеспечивают человеку всестороннюю ориентацию в окружающем мире:

• внутренние, идеальные действия

- всесторонняя ориентация в окружающем мире.

На основе исследований О. В. дубиной и Р. М. Чумичевой обоснованы концептуальные принципы, обеспечивающие эффективность реализации технологии детского экспериментирования:

- Принцип, стимулирующий экспериментальную деятельность старших дошкольников. Стимулирующими факторами являются ситуация выбора, проблема.

- Принцип свободы и независимости. Обеспечение ребенку самостоятельного определения отношения к окружающей среде, самостоятельного исследования, выбора цели и применения полученного результата.

- Принцип деятельности. Позволяет детям воссоздавать взрослые формы деятельности (эксперимент, опыт).

Научно-деятельностный подход был взят О. В. Дыбиной за основу при разработке структуры реализации технологии детского экспериментирования.

Алгоритм реализации технологии детского экспериментирования

/О. В. Дыбина/

Этапы реализации:

- Деятельность педагога

- Деятельность детей

- Ожидаемый результат

- Подготовительный этап

- Актуализация проблемной ситуации.

- Создание условий, необходимых для проведения опыта или эксперимента в соответствии с техникой безопасности, подготовка экспериментального оборудования, составление карт – схем и т.д.

- Мотивация детей к исследовательской деятельности.

- Напоминание о правилах техники безопасности при работе с экспериментальным оборудованием.

- Осознание и понимание проблемы.

- Подготовка рабочего места.

- Появление интереса у детей, желание участвовать в опыте или эксперименте, познавательный интерес.

-Создание оптимальных условий для проведения эксперимента или эксперимента.

Этап формулирования цели эксперимента или эксперимента

- Обсуждение проблемы с детьми, подведение детей к цели эксперимента или опыта, выдвижение рабочих гипотез.

- Помогайте детям строить гипотезы по мере необходимости.

- Формулирование цели эксперимента или опыта (совместно со взрослым).

- Выдвигая рабочие гипотезы.

- Указывается цель эксперимента или эксперимента.

- Было выдвинуто несколько рабочих гипотез.

Этап планирования экспериментальной деятельности

- Обсуждение с детьми алгоритма действий по проведению эксперимента или эксперимента.

- Подведение итогов детям для выполнения алгоритма действий.

- Составление алгоритма действий для проведения эксперимента или эксперимента.

- Понимание содержания карты-схемы эксперимента или опыта.

- Составлен алгоритм действий для проведения эксперимента или эксперимента.

Этап коррекции проблемы

- Коррегирующие действия по мере необходимости.

- Прояснение проблемы.

- Обсуждайте новые гипотезы по мере необходимости.

- Не допускайте отклонений от цели.

Практический этап детского экспериментирования

- Помощь детям в организации практической деятельности (объяснение, разъяснение).

- По мере необходимости совместное выполнение практических действий с детьми.

- Контроль за соблюдением правил техники безопасности при проведении эксперимента или эксперимента детьми.

- Проверка допущений на практике. Подбор необходимых средств, реализация в действии.

- Если исходная гипотеза не подтверждается – создается новая гипотеза или предположение, а затем реализуется в действии.

- Если гипотеза подтвердится, делайте выводы.

- Проведенный эксперимент или опыт.

Заключительный этап

- Подведение итогов, оценивание результатов.

- Настрой на новую проблемную ситуацию, предстоящую деятельность.

- Самооценивание, повторное осмысление проблемы с новой точки зрения.

- Подтверждение (опровержение) предполагаемой гипотезы.

Мотивационная характеристика технологии детского экспериментирования:

• технология детского экспериментирования основана на создании особого типа мотивации-проблемной мотивации, поэтому требует адекватного построения дидактического содержания материала, которое должно быть представлено в виде цепочки проблемных ситуаций
• технология основана на отборе наиболее актуальных существенных заданий, интересных дошкольникам, побуждающих их самостоятельно реализовать и выдвинуть гипотезу эксперимента или опыта
• в процессе детского экспериментирования выстраивается оптимальная система реализации эксперимента или опыта, через заинтересованное включение детей на каждом этапе

- технология основана на личностно-ориентированном взаимодействии взрослого и ребенка, которое способствует активизации познавательной деятельности учащихся, возникновению желания практически провести эксперимент или опыт, с целью получения подтверждения или опровержения экспериментальной гипотезы.

Такая мотивационная характеристика должна ставить ребенка в положение исследователя, меняющего посредством экспериментирования схемы прежнего непосредственного опыта. У дошкольников должны проявляться способности к объяснению, аргументации принятых решений, о способах достижения результатов и их применения на практике.

Одной из характерных особенностей дошкольников является недостаточное развитие произвольных действий, произвольного поведения. Поэтому в дошкольном возрасте именно познавательный интерес обеспечивает мотив к обучению. Этот факт обеспечивает эффективность процесса познания. При этом дети не осознают обучение как таковое, но получают массу положительных эмоций. Основываясь на классификации Ю. К. Бабинского, можно выделить методы, которые являются преобладающими при реализации технологии детского экспериментирования.

Первая группа методов — методы стимулирования и мотивации познавательной деятельности детей-играет особую роль в процессе детского экспериментирования дошкольников, среди которых ведущее место занимают методы, направленные на формирование интереса к познавательной деятельности. Сам же интерес к познавательной деятельности во многом зависит от широты и устойчивости интересов ребенка к окружающим предметам и явлениям, от способности творчески осмысливать новые факты и события со своих детских позиций, что является основной составляющей детского экспериментирования.

Разрабатывая методы формирования познавательных интересов у дошкольников, исследователи уделяют значительное внимание созданию особых условий и ситуаций, в которых дети в полной мере начинают ощущать радость первых открытий, радость самостоятельного приобретения новых знаний и конструирования способов умственной и практической деятельности. Их работа подтверждает, что эмоциональное состояние ребенка в процессе экспериментальных действий позволяет сформировать сильные когнитивные навыки.

Вторая группа методов — методы организации и осуществления познавательных действий.

Первая подгруппа — методы организации и осуществления чувственного восприятия учебных объектов, соответствующие наглядным методам. Это такие приемы как наблюдение и рассматривание, безусловно, широко используемые в процессе экспериментирования.

Вторая подгруппа — методы организации и осуществления экспериментальной деятельности детей, соответствующие, в известной мере, словесным методам.

Третья подгруппа — это методы организации и управления практической деятельностью детей с целью формирования у них новых знаний, навыков и умений. Эта подгруппа соответствует практическим методам обучения, которые нашли широкое применение в дошкольной педагогике и которые являются базовой составляющей детского экспериментирования.

Известные отечественные ученые внесли много ценного в разработку этих методов. Так, широкое признание получил метод моделирования, разработанный Д.Б. Элькониным, Л.А. Венгером, Н.А. Ветлугиной и др. Этот метод заключается в том, что мышление детей дошкольного возраста развивается с помощью специально разработанных схем и моделей, которые в наглядной, доступной для ребенка форме воспроизводят скрытые свойства и связи того или иного объекта и являются неотъемлемой частью содержания групповых детских лабораторий.

Использование этого метода создает возможность для детей получить доступ к скрытым, непосредственно не воспринимаемым свойствам вещей. Кроме того, при обучении использованию моделей в процессе экспериментирования дети подвергаются воздействию области особых отношений-отношения моделей и оригинала — и, соответственно, формируются два тесно связанных отражения-план реальных объектов и план моделей, воспроизводящих эти объекты. Формирование этих планов рефлексии имеет решающее значение для развития различных форм детского мышления (зрительного, понятийного, логического).

Третья группа методов обучения — методы организации контроля и самоконтроля эффективности экспериментальной деятельности детей, разработка которых ведется в дошкольной педагогике.

В ходе реализации данной технологии в условиях ДОО, ребенок ставится в положение исследователя-первооткрывателя, переконструирующего прежние знания, входящие в непосредственный опыт, в опыт экспериментальной деятельности, присваивает опыт этой самой деятельности и овладевает рядом умений.

Воспитатель должен побуждать детей строить предположения и гипотезы в ходе эксперимента, учить их находить нарушение последовательности.

Вместе с детьми создается "технологическую карту" для проведения известных экспериментов со знаками, которые будут отражать: цель (то, что мы хотим узнать), необходимые материалы, последовательность действий и ожидаемые результаты. В процессе самостоятельного детского экспериментирования необходимо указать цель (что ребенок хочет узнать), гипотезу (что, по его мнению, произойдет). Планируя эксперимент, указывается последовательность, в которой ребенок будет выполнять действия, и что произойдет, если некоторые шаги будут отменены или изменится алгоритм действий.

Процесс обучения — это творческий процесс, и задача педагога-поддерживать и развивать у ребенка интерес к исследованиям, открытиям, создавать для этого лучшие условия и среду. Экспериментирование пронизывает все сферы детской деятельности: познавательно-исследовательскую, игровую, коммуникативную, визуальную, конструктивную, восприятие художественной литературы, самообслуживание.

Во время эксперимента возникает постоянная потребность делать измерения, считать, анализировать, сравнивать, определять размеры и формы объектов. Все это придает математическим понятиям реальное значение и способствует их осознанию. В то же время знание математических операций облегчает проведение экспериментов.

Главным результатом такой работы является приобретение детьми навыка самостоятельной, творческой, исследовательской работы. Эти знания, полученные в детском саду, станут первой ступенью для более сложных исследовательских умений.

Благодаря познавательному интересу и сами знания, и процесс их приобретения могут стать движущей силой развития интеллекта и важным фактором воспитания личности.