Как искать и читать научную литературу Анализ и представление данных

Проектная деятельность
Воронина Елена Николаевна
к.б.н., доцент СУНЦ НГУ,
н.с. ИХБФМ СОРАН
"The Seven Habits of Highly Effective People" ,
Стивен Кове
Проектная деятельность
• Любая профессиональной задача в любой сфере деятельности
(в строительстве, в механике, в экономике, в программировании
и т.д.) предполагает наличие определенной проблемы
• Необходимо уметь:
(1) выбрать способ решения проблемы,
(2) собрать исполнителей,
(3) запланировать необходимые виды
деятельности,
(4) организовать выполнение,
(5) и, в конечном счете, решить проблему
2
Проект. Что это?
(«брошенный вперед» -лат)
Реалистичный замысел, план о
желаемом будущем, а также
совокупность документов (расчетов,
чертежей, макетов и т. д.) для создания
какого-либо продукта. Содержит в себе
рациональное обоснование и конкретный
способ осуществления.
Прикладные
Исследовательские
Информационные
Творческие
Игровые
Виды проектов
Прикладные проекты – результат четко
обозначен в начале, нацелены на решение
проблем прикладного характера.
Исследовательские проекты - главной
целью является выдвижение и проверка
гипотезы с использованием современных
научных методов.
Исследование («следование изнутри»):
в предельно широком смысле — поиск новых знаний или систематическое
расследование с целью установления фактов;
в более узком смысле исследование — научный метод (процесс) изучения чего-либо;
результат такого действия (исследования), научный труд, документ с описанием
изученного объекта или чего-то.
Толковый словарь русского языка (Ожегов С., Шведова Н)
Если проект является
исследовательским, он должен включать
в себя элементы научного труда –
 гипотезу,
 ее теоретическое обоснование,
 лабораторное исследование,
 анализ полученных результатов
 выводы
Важно
Не открыть глобально новое знание, а
научить детей
Экспериментировать
Планировать исследование
Описывать результаты
Критически оценивать
результаты
Делать корректные выводы
Тьюторская позиция – фиксация интереса
школьника
Школьник должен предложить не одну, а 10 тем, которые он бы мог/хотел делать.
И окончательный выбор темы происходит только после того, как все 10 вариантов
появились.
Обсудите каждый из вариантов
и выберите 1-2 наиболее перспективных
Выведите ребенка на самостоятельную
формулировку темы
Для этого можно спросить:
• О чём он мечтали?
• Что когда-либо удивляло?
• О чем спорил он или другие люди?
• Чем он любит заниматься в свободное время?
• В чём он сомневается?
• Что «на слуху» и часто обсуждается?
• Какая школьная наука нравится больше всего?
• Наконец, о чем чаще всего «спрашивают Яндекс»? и т.п..
Конкретная исследовательская задача может быть
корректно выставлена только с опорой на:
а). интересы участника
б). начальный уровень и возможности участника
В) интерес наставника
Интерес ученика
Возможности
проведения
Актуальность
Тема проекта - определитесь с идеей.
Вопрос
Начинайте думать с конца: ориентируйтесь
на целях - знайте то, чего вы хотите достичь.
Подталкивайте ребенка к конкретизации области интереса
(химия, биология, физика) и объекта исследования.
• Что ты хочешь выяснить?
• Как, ты думаешь, это можно выяснить?
Задания.
Подумайте, как можно развить такие детские хотелки:
«Хочу поисследовать что-нибудь в человеке»
«Хочу проект про своего кота»
«Хочу сделать что-то необычное, с новыми свойствами, например,
твердое облако»
«Я выбрал тему проекта – Как мухи бегают по потолку»
Анализ проблемы
Проблема не бывает «сферическим конем в
вакууме». Кто-то уже с ней сталкивался.
Поиск информации об уже известных аспектах в
литературе.
Ребенок должен знать все об объекте
исследования!!!
Подберите информацию, которую он осилит.
Работа с литературой
Работу с литературой надо начинать с рефератов
по выбранной теме.
Порядок сбора и чтения литературы должен идти по
такому пути:
 сначала новейшая литература,
 затем – новая и
 в конце издания - прошлых лет.
Такой порядок ознакомления с литературой позволит
ученику понять результаты развертывания событий
(логику появление фактов): вот факт – как его получили?
– читаем – для получения этого факта использовали
другой факт – как его получили?
Анализ проблемы
Что – в чем заключается проблема?
Где – насколько широко распространена?
Когда – насколько долго существует?
Сколько – какое количество людей затрагивает?
На кого влияет?
● Что уже известно по данному вопросу.
● Как ученые отвечали на данный вопрос.
● Какие методы использовались для решения
подобных вопросов.
Поиск нового
Знакомство с первоисточниками в интересующей области:
специальной литературой, новейшими работами в этой или
близких к ней областях знаний, и определение темы на основе
привлекшей внимание проблемы.
Широко распространены открытые
коллекции различных данных:
онлайн-карты, спутниковые
Онлайн-проекты, когда команда из
снимки, статистика.
разных городов исследует одно
ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА ПЯТЕН НА СОЛНЦЕ НА
…. КОЛИЧЕСТВО АВАРИЙ, ТРАВМ, КЛИМАТ
явление.
Конкретизируем тему
Движение от частных фактов к обобщению (индукция).
Если вы видите несколько исследований с
набором фактов, то почему бы не сделать
исследование, которое могло бы их обобщить?
Дуб и липа
Клен и береза
Дуб, липа, клен,
тополь и береза
Сделать презентабельную выборку:
узнать классификацию и из каждого
класса взять 1-2 представителя
Выбрать наиболее презентабельный
метод и провести все исследование
одним методом.
Конкретизируем тему
Движение от общего к частному (дедукция).
Часто им можно воспользоваться, когда в литературе мы видим один общий тезис (например, все растения
содержат хлорофилл), а частности практически не описаны.
Задайте уточняющие вопросы –
найдите свойство которое может
отличаться
Все деревья
Клен
Подумайте над актуальностью –
почему надо изучить это свойство
Дуб
Береза
Липа
Повторение, но новые методы, объекты…
Обращение к теме, рассмотренной ранее (в том
числе других авторов исследования), для более
углубленного изучения, а также сравнения
результатов исследования.
АНТРОПОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА ЧЕМСКОЙ БОР
ПЕРЕОТКРЫТИЕ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННОЙ
ТЕХНИКИ
БОЛЕЕ ДЕШЕВЫЕ РАСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- СРАВНЕНИЕ С КЛАССИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
Конкретизируем тему
Проведение аналогии - это такой прием, при котором на основе сходства
объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках.
Ваша задача найти новый необычный объект, который
в чем-то схож с уже изученным и предположить, что
он будет обладать теми же свойствами
Дуб
Клен
Подумайте над актуальностью – чем
интересен именно этот объект?
Липа
Береза
Уточнение гипотез
Выбор темы на основе ранее выдвинутых
гипотез, которые заинтересовали и требуют
подтверждения или опровержения.
Решение «открытых» задач
(исследовательские турниры)
Просматривайте подписки
журналов «Наука и жизнь», «Юный
техник», «Химия и жизнь».
Основываем исследование на
лабораторной работе
 Методика и оборудование из
лабораторных работ
 Необходимо сосредоточить
внимание на обосновании
эксперимента, на объекте
исследования.
Отличия исследовательской работы от учебного эксперимента:
- логической последовательностью (этапами), где
учащиеся наблюдают предметы и явления;
- находят проблему, которую надо решить;
- высказывают предположения, гипотезу;
- применяют известные приёмы мыслительной
деятельности, ставят цели и задачи;
- вырабатывают новые понятия, т.е. выводы,
которые сверяют с гипотезой;
- проверяют, применяют на практике.
Примеры (для 7-9 классов)
Микробиология в биотехнологиях
Исследовательская работа «Выделение молочнокислых бактерий, исследование
их активности».
Эукариотические организмы в биотехнологии (плесневые грибы, дрожжи,
водоросли)
Исследовательская работа «Влияние физико-химических факторов на качество
биотехнологической продукции (квас, кефир, сыр, хлеб и др.)».
Исследовательская работа «Влияние физико-химических факторов на рост
водоросли (Chlorella vulgaris)».
Природоподобные технологии
• Антимикробные покрытия на основе биополимера из
крахмала и тетрациклина
•
• Влияние спектрального состава света на продукционные
характеристики микроводорослей
•
• Создание бактериальных целлюлозных пленок (чайный гриб),
возможные пути их использования
•
• Система для контроля правильности осанки
• Кардиобудильник
• Прототип бюджетного роботизированного протеза ЭкзоРука
Формулируем гипотезу
Гипотеза ограничивает круг вопросов и объектов, которые мы хотим исследовать и
поначалу может быть сформулирована очень вольно:
«предполагаем, что все растения улавливают пыль одинаково»,
«предполагаем, что люди могут бегать по потолку с помощью скотча»,
«предполагаем, что концентрация кислоты в молоке влияет на формирование
творожистого зерна»
Обратите внимание, что предположение не должно
быть самопротиворечивым и не должно противоречить
фундаментальным (уже известным) положениям
науки.
Тема проекта
Минимальная
сложность.
Избегайте создания
«хитроумных»
проектов: как
правило, их трудно
объяснить детям, а
главное потом им
сложно объяснить
другим.
Вместо этого
создавайте
«простые» и
«понятные» проекты.
Выбирайте беспроигрышные
ситуации: выполните наибольшее количество
требований, затратив наименьшее количество усилий.
Простота
сопровождения.
Представляйте себе
проблемы, которые будут
возникать у ребенка.
Идеально, если он
сможет решать их
самостоятельно. Ваша
задача направлять, а не
помогать делать.
Формулируем образ
проекта.
«Постановка целей является первым шагом к
превращению невидимого в видимое», — Энтони
Роббинс.
S – Specific.
Конкретная цель – половина успеха
Чего именно вы хотите достичь? Чем точнее ваше описание, тем выше
вероятность того, что вы получите желаемое.
Какая вода лучше?
Лучше в чем? Вкус,
полезность, срок хранения, ….
Что влияет на
скорость роста?
Роста кого? Гороха, кошки, ….
Что полезнее?
Полезнее в чем? Стабилизация
пульса, улучшение зрения, ….
М – Measurable.
Весы для измерения целей
В них должны присутствовать количественные или понятные качественные
показатели, характеристики, которые в итоге укажут, что цель достигнута.
Определить что
вкуснее
Сравнить растения
разных полян
Определить какой процент
людей предпочитает …
Определить коэффициент
схожести …
А – Achievable.
А достижима ли мечта?
У вас достаточно знаний и навыков, чтобы её достичь. Если цель кажется
недостижимой, лучше поставить промежуточную, доступную вам цель.
Создать новое
растение.
Создать гибрид – прививка –
методы прививки
Структурная окраска
у животных.
Чем структурная отличается от
пигментной – метод
распознавания
R – Relevant.
Согласуем цель с реальностью!
Релевантная цель – значит соответствующая, уместная, адекватная.
Стоит ли эта задача ресурсов и усилий, которые потребуются? Удачное ли
время для реализации цели?
Количественная
оценка загрязнения.
Качественная оценка?
Оценка транспортной
загруженности в течении
года.
Экстраполяция – выделить несколько
дней – будний, выходной…
T – Time-bound.
Когда оценивать результат?
Если у цели нет конечных временных границ,
то достигать ее можно бесконечно.
долгосрочные планы формулируют
категорию среднесрочных дел,
а те, в свою очередь, дробятся на
краткосрочные проекты
Несколько
проектов
Поиск партнеров.
Действуйте сообща: работайте в
эффективной команде для достижения
максимально положительного
результата. Команда в целом сильнее
суммы ее частей.
Кто поможет ответить на эти
вопросы?
Больше людей – больше
идей!
Учитель - ученый
Задачи проекта - строим логическую
цепочку действий. «Когда схемы продуманы заранее, это удивительно,
как часто обстоятельства будут вписываться в них»,
Уильям Ослер.
Задачи проекта — это конкретные шаги, которые
необходимо выполнить для достижения цели.
Проанализируйте.
Задачи
должны
быть
результативными (в итоге изменения после проекта
складываются из конкретных результатов).
Задачи проекта
Центральный
вопрос
Самое важное идет в первую
очередь: сначала сделайте всю важную работу
- то, что обязательно должно быть выполнено, а
завершите все выполнением всего остального.
Последовательность
имеет значение!
Измеряем
Соответствие стандартным
методикам. Чем экзотичнее
система, тем сложнее будет
другим понять ее.
Попытайтесь привести свой проект
к системе методов, которые
позволят применять стандартные
популярные подходы.
Методы исследования
 Знать базовые принципы метода!
 Знать границы применимости метода.
 Знать ошибку измерения, характерную
для данного метода.
 Чувствительность и специфичность
метода
Измеряем
Контролируемый эксперимент.
Сравниваем с контролями.
Измеряем несколько раз.
Повторности. Статистика.
План проекта
План определяет порядок выполнения
всех работ: он описывает, что, кто и
когда будет делать, в логической
последовательности + дает понять,
какие ресурсы необходимы.
С планом работы ребенок может идти
делать работу. Наставник дальше может
подключиться уже на этапе анализа
результата
В идеале необходимо
• Сделать группу для общения по проекту
• Сделать онлайн-папку куда все могут закидывать все статьи и
материалы (фотографии, результаты экспериментов)
• Важно в группе назначать конкретных ответственных за
отдельные этапы
Определить какой ощутимый,
понятный, измеримый результат
может быть получен и представлен
к защите проекта
• Постараться избежать занижения результата на
входе;
• Удержать и от завышения планки требований.
Статистическая обработка
Для экспериментальных биологических объектов характерно
наличие индивидуальной изменчивости - вы не найдете двух
одинаковых растений на одном участке леса.
Необходимо понять различие между исследуемыми
группами вызвано просто вариативностью признака
или влиянием изучаемого фактора.
Пишем результаты.
Результаты должны быть
представлены как можно более
наглядно! Картинки,
диаграммы, схемы.
Это помогает понять логику
рассуждения, упрощает
объяснения.
Сначала стремитесь понять, а затем
старайтесь быть понятым.
Выводы
Каждый результат должен
сопровождаться выводом и
обсуждением почему так
получилось, а также что из этого
следует.
Оформляем проект
Оформление текста проекта также
важно, как и его содержание.
Используйте крупный шрифт (не
менее 12) и полуторный интервал.
Выделяйте главное, структурируйте
текст, чтобы его было легче читать,
используйте заголовки и
подзаголовки, жирные шрифты и
подчеркивания, маркированные
списки и т.д.
Два названия
Творческое –
которое будет
привлекать
внимание, интерес
А ТЫ ВЫРАСТИЛ МАНДАРИН?
ЦВЕТНОЕ ПЛАМЯ
Научное – обозначен
объект исследования и
метод исследования
СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ЗИМНЕГО УКОРЕНЕНИЯ
ЧЕРЕНКОВ И ПРОРАЩИВАНИЯ ИЗ КОСТОЧЕК
МАНДАРИНОВОГО ДЕРЕВА В ДОМАШНИХ
УСЛОВИЯХ
ВЛИЯНИЕ ПРОПИТЫВАНИЯ ФИТИЛЯ РАСТВОРАМИ
СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ НА ЦВЕТ ПЛАМЕНИ СВЕЧИ
Учим выступать
Тренировка – самый
эффективный способ
подготовки. Развивает
чувство времени, чувство
аудитории, умение
отвечать на вопросы.
Участники проекта
Идеальный ребенок:
 школьники должны самостоятельно
проектировать и проводить исследование;
 осуществлять качественную обработку и
анализ полученных результатов;
 овладеть навыками практической
деятельности;
 формулировать выводы по проведенной
работе
Как привлечь учеников в проект?
Поэтапное вовлечение:
1. Участие в качестве зрителя на разовом мероприятии.
2. Активное участие в разовом мероприятии.
3. Участие в регулярной деятельности секционного типа.
4. Участие в команде осуществляющей проект.
5. Личное ведение проекта или исследования.