Что будет, если?.. Советы юным исследователям и их руководителям

Продолжаем разговор об исследованиях, начатый в №5 «Учительской газеты» от 2 февраля 2016 года (статья «Не бойтесь фантазировать»).

Типичные ошибки в исследовательских работах школьников:- неудачный выбор темы исследования;- некорректное название работы;- неправильная формулировка цели и задач исследования;- выполнение работы на единичных индивидах, отсутствие контрольной группы, отсутствие статистической обработки результатов (в естественно-научной области);- отсутствие раздела «Обсуждение результатов», некорректная интерпретация результатов;- неграмотная формулировка выводов;- неправильное оформление списка литературы;- отсутствие ссылок на литературные источники в тексте работы.Проблемы выбора темы мы уже обсуждали. Теперь речь пойдет о названии. Оно должно отражать содержание работы. В науке название не рекламный слоган и не креативные варианты, характерные для статей в СМИ. Названия должны быть не расплывчатыми, а максимально конкретными. Важный этап – грамотная формулировка цели и задач исследования. Это в большой степени определяет успех работы. Цель – это основная проблема исследования, предвидение его результатов, то, что вы хотели получить в итоге. Цель может быть только одна. Рекомендуется формулировать предложения с глаголами: определить, выявить, установить, обосновать, разработать. Задачи исследования – это этапы работы, способы достижения цели, они не могут повторять формулировку цели. Задачи должны быть реальными и посильными для автора (в зависимости от способностей и возраста, наличия необходимой материальной базы). Не следует формулировать задачи, которые могут решить только директор школы, управление образования и т. п. Не следует писать в задачах: провести опыты, обработать результаты, сделать выводы – это подразумевается само собой. Правильно сформулированные задачи определяют этапы выполнения работы.Ниже представлен пример абсолютно грамотной формулировки цели и задач. Подход не зависит от предметной области исследования, общий принцип всегда один и тот же. Цель работы: исследовать взаимосвязь различных видов чешуекрылых с цветущими цветковыми растениями.Задачи работы: – определить место, способ и время проведения наблюдений за бабочками и цветковыми растениями;- определить видовой состав взаимодействующих между собой чешуекрылых и цветковых растений;- оценить видовую избирательность чешуекрылых по отношению к цветущим цветковым растениям;- установить динамику активности бабочек на цветковых растениях.Также важно правильно определить объект и предмет исследования, их часто путают. Объект исследования – это живые организмы, природные объекты, явления и процессы, произведения литературы или искусства, исторические документы и т. п. Предмет исследования – это часть объекта, конкретные показатели, процессы, которые подлежат изучению. Примеры: 1) объект – плоды яблок различных сортов, предмет – концентрация витамина С; 2) объект – произведение А.Грина «Алые паруса», предмет – музыкальные мотивы и образы.Для исследования обязательна гипотеза, которая отвечает на вопрос: «Что будет, если?..» Гипотеза формулируется по принципу: «Если (описание фактора и/или состояния объекта), то (описание характера связи между объектом и фактором)». Не имея достаточного опыта, лучше вообще обойтись без гипотезы. К этому отнесутся более лояльно, чем к явной глупости. Не надо в качестве гипотезы предлагать общеизвестные факты – «предположим, что растению необходим свет» или «предположим, что картошка очень вкусная, и я ни дня не могу без нее прожить». Любое исследование основывается на адекватно выбранных методах. Особенно это важно в естественно-научных работах. Найти методики исследования, подходящие для работ школьников (даже при небогатой материальной базе школы), можно в книгах экспериментов для школьников, лабораторных работах и практикумах, полевых практиках для студентов, в курсовых, дипломах и диссертациях. В Интернете можно обнаружить эти материалы в изобилии, важно грамотно ими пользоваться, а при необходимости не стесняться консультироваться со специалистами.Основные методы исследований в естественно-научных работах, а также в области психологии, педагогики, социологии – наблюдение, описание, анкетирование, эксперимент.Анкетирование позволяет при небольших затратах получить интересные и полезные факты, но результаты не всегда могут быть полностью достоверны, так как проверить искренность ответов респондентов мы не можем. Для серьезных работ рекомендуем не сочинять анкеты, а использовать авторские тесты и опросники. В анкетах могут быть как закрытые вопросы (с готовыми вариантами ответов), так и открытые. Младшим школьникам лучше предлагать закрытые вопросы.Научное наблюдение – это целенаправленное изучение объектов или явлений, оно должно быть хорошо продуманным, подготовленным, многократным. Все результаты обязательно должны фиксироваться (обычные записи или с помощью технических средств). Школьник может наблюдать все, что вокруг нас, – сезонные явления, погоду, физические и химические процессы, развитие растений и животных, поведение животных или человека.В естественных науках основным методом является эксперимент. Цель эксперимента – выявление свойств исследуемых объектов, проверка гипотез о причинной связи между явлениями. Продумать и поставить эксперимент далеко не просто, этому надо учиться. Типичная ошибка – отсутствие выборки, проведение опытов на единичных образцах.Что такое выборка? Все множество интересующих исследователя объектов, явлений или показателей называется генеральной совокупностью. Выборочная совокупность, или выборка, – это подгруппа объектов, выбранная для конкретного исследования. Репрезентативная выборка – это меньшая по размеру, но точная модель генеральной совокупности, частью которой она является. В ней все основные признаки должны быть представлены в той же пропорции или с той же частотой, как и в самой генеральной совокупности. Репрезентативность выборки – весьма сложная проблема в науке. Но для школьных работ необходимо хотя бы иметь эти выборки – не менее 10-15 растений или 20-30 школьников. Чем больше выборка, тем точнее результаты, возможна их статистическая обработка (для старшеклассников). Контрольная и опытная группы должны быть похожи, различаться будет только наличие какого-то воздействия. При отсутствии выборки или контроля результаты работы вообще не имеют смысла.Рассмотрим виды экспериментов.Эксперимент «до – после» без контрольной группы. Измерение показателей у каждой особи в группе первый раз проводят перед воздействием экспериментального фактора, а второй раз – после него. Для подтверждения гипотезы о влиянии экспериментального фактора сравнивают определяемые показатели до и после воздействия. Эксперимент «до – после» с контрольной группой. Исходно формируют две группы примерно равные по численности и основным особенностям, одна из которых будет контрольной, и в ней экспериментальный фактор не будет действовать. В обеих группах (контрольная и опытная) измеряют интересующие показатели до и после воздействия экспериментального фактора. Гипотеза считается доказанной, если в экспериментальной группе показатели изменились больше, чем в контрольной.Эксперимент «только после» с контрольной группой. Измерение показателей производят только после первого воздействия экспериментального фактора. Гипотеза проверяется при сравнении значений показателей в экспериментальной и контрольной группах. В таком случае причиной различий может быть не только экспериментальный фактор, но и другие обстоятельства, но в науке такие ситуации встречаются.Ошибки планирования и постановки эксперимента бывают и у опытных научных сотрудников, не говоря уже о школьниках. Вот самые типичные: применение неправильных методик, неверное формирование выборок, разные условия жизни для контрольной и опытной групп, неточное проведение анализов, измерений, неверные расчеты, описки, перепутывание материалов. В научных работах принято представлять не индивидуальные результаты, а только статистически обработанные и обобщенные – например, средние арифметические, доли в процентах и т. д. Запрещено публиковать личные данные участников эксперимента (ФИО и т. д.), они должны быть только в лабораторном журнале. В большинстве случаев результаты представляют в виде таблиц, диаграмм или графиков, которые оформляют строго в соответствии с принятыми в науке правилами. Представляя результаты, акцентируют внимание на основных, наиболее значимых фактах и затем их обсуждают, то есть анализируют, сравнивают с результатами аналогичных исследований, которые без труда можно найти в Интернете. Даже младшим школьникам совместно с руководителем надо попытаться проанализировать результаты и написать хотя бы 2-3 абзаца обсуждения. Если в работе получены результаты, не подтверждающие гипотезу или не совпадающие с результатами других исследователей, их также необходимо изложить и попытаться объяснить причину несоответствия. Выводы работы – ответы на поставленные задачи исследования, основные результаты. Каждый вывод – это одна короткая фраза, ответ на поставленную задачу работы. В выводах не должно быть общеизвестных фактов из учебников, упоминаний о методах, собственных соображений и рекомендаций – только констатация основных результатов работы. Если получили непредвиденные результаты, то в окончательном варианте текста надо просто переформулировать задачу и не пугаться – возможно, вы открыли что-то действительно интересное.​Ирина ЛЕКАХ, кандидат биологических наук, зам. директора по НМР Обнинской свободной школы, доцент кафедры биологии Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», эксперт конкурсов и конференций Малой академии наук «Интеллект будущего»