Научно-исследовательская работа школьников

Научно-исследовательская работа
школьников
Лапо А.И.
Лицей БГУ
Исследование
Научное исследование - процесс поиска и
выработки новых научных знаний или
систематическое расследование с целью
установления фактов, закономерностей,
проверки теории и т.п.
Исследовательская работа - особый вид
деятельности, направленная на получение и
применение новых знаний. Основу
исследовательской деятельности составляют
действия, направленных на решение
проблемных задач и ситуаций .
Исследовательская
деятельность
Классификация действий исследовательской
деятельности предложена И. А. Зимней.
интеллектуально-исследовательская
информационно-рецептивная
продуктивная
Интеллектуально-исследовательская
деятельность



В нее входят собственно интеллектуальные
операции и собственно исследовательские
действия.
К ним относятся, например, такие умственные
действия, как сравнение, анализ, синтез,
обобщение или более сложные: систематизация,
моделирование, выдвижение гипотезы,
постановка целей и задач исследования.
Здесь происходит проектирование научного
исследования
Информационно-рецептивная
деятельность



Включает в себя действия с информацией,
которую необходимо воспринять (рецептировать)
и обработать соответствующим конкретным
исследовательским задачам образом.
Общей целью при работе с информацией в рамках
подготовки к любому исследованию является
возможность извлечь необходимое для уточнения,
прояснения поставленных задач и вариантов их
решений.
Прием и интерпретация информации
осуществляется за счет использования различных
стратегий чтения
Продуктивная деятельность
Основу этого вида деятельности
составляют действия по проведению
научной работы, фиксацию и обработку ее
результатов и закрепления их в научном
тексте
Основные этапы исследования
Постановка задачи, предварительный
анализ информации условий и методов
решения задач данного класса;
формулировка исходных гипотез;
II. Проведение научного эксперимента
III. Оформление научно-исследовательской
работы
IV. Представление результатов
I.
I. Подготовка к проведению
научного исследования
1. Определение объектной области,
объекта и предмета исследования
2. Выбор и формулировка темы, проблемы
и обоснование их актуальности
3. Изучение научной литературы и
уточнение темы
4. Формулирование гипотезы
5. Формулирование цели, задач и методов
исследования
1. Объектная область, объект и предмет.



Объектная область исследования — это сфера науки
и практики, в которой находится объект исследования.
Объект исследования — это определенный процесс
или явление действительности, порождающее
проблемную ситуацию. Объект - это своеобразный
носитель проблемы, то, на что направлена
исследовательская деятельность.
Предмет исследования — это конкретная часть
объекта, внутри которой ведется поиск. Предмет
исследования должен характеризоваться определенной
самостоятельностью, которая позволит критически
оценить соотносимую с ним гипотезу.
Объектные области исследования в
информатике







Теория алгоритмов
Прикладное программирование
Системное программирование
Программирование устройств
Web – программирование
Информационные технологии
Социальная информатика
2. Актуальность исследования.
Тема и проблема исследования.
Определение актуальности исследования –
обязательное требование к любой научноисследовательской работе. Актуальность может
состоять, например, в необходимости получения новых
данных; необходимости проверки новых методов и
т.п. Актуальность темы всегда обосновывается с
учетом практической необходимости разрешения
поставленных вопросов.
Тема исследования - объект изучения, в определенном
аспекте, характерном для данной работы, она
«указывает на предмет изучения, а ключевое слово или
словосочетание в теме указывает на его объект»
Как выбрать тему





Аналитических обзор достижений той или иной научной области под
авторством компетентных специалистов.
Руководство принципом повторения. Этот принцип подразумевает
следование теме логике уже проведенных исследований, но с
использованием усовершенствованных методов исследования,
которые позволили бы уточнить и расширить имеющиеся знания об
объекте и предмете, а также проверить их.
Поисковый способ. Он предусматривает ознакомление исследователя
с первоисточниками: специальной литературой, новейшими работами
в той или иной научной отрасли, а также смежных отраслей науки, и
формировании темы на основе анализа актуальных проблем этих
смежных отраслей или дисциплин.
Теоретическое обобщение существующих исследований, теорий,
практических результатов исследований, критико-аналитических и
описательных материалов.
Отправным пунктом для выбора и формулировании темы могут
послужить ранее выдвинутые в науке гипотезы, которые нуждаются в
уточнении, проверке и доказательстве.
3. Изучение научной литературы и
уточнение темы.
1. Проведение поиска нужной информации.
2. Составление предварительного списка изданий
3. Непосредственная работа с источниками
Определив тему и проблему своей работы, следует овладеть
понятийным аппаратом, соотносимым с выбранной темой :
1. Возможно, описать основные понятия и логические связи между
ними, выстроив, таким образом, понятийную систему будущего
исследования.
2. Дать анализ, сравнить, сопоставить различные толкования одного
и того же понятия, обозначив границы его возможных значений и
применения.
3. Классифицировать понятия по каким-либо параметрам, определив
сферу их использования в исследовании.
4. Определение гипотезы
Гипотеза определяется как научно обоснованное предположение о
непосредственно наблюдаемом явлении .
Основные свойства гипотезы:
1. Неопределенность истинного значения
2. Направленность на раскрытие данного явления;
3. Выдвижение предположения о результатах разрешения проблемы;
4. Возможность выдвинуть «проект» решения проблемы.
Основные требования к формированию гипотезы:

В основе ее формирования должны находиться факты, относящиеся к
избранной для изучения предметной области.

Сама формулировка гипотезы должна строиться таким образом, чтобы
структура обобщений и утверждений, в которых она дается, позволяла
осуществлять развитие рассуждения без пошагового обращения к фактам.

Плодотворное использование гипотезы осуществимо только в том случае,
если исследователь способен работать с ней как уже к принятой в системе
науки теории
5. Цель исследования.
Цель исследования – это конечный ожидаемый
результат, которого хотел бы достичь
исследователь в завершении своей работы.
Можно поставить целью:

выявить…

установить…

обосновать…

уточнить

разработать….
5. Задача исследования

Задача исследования - это выбор путей и средств для
достижения цели в соответствии с выдвинутой гипотезой,
а также действия по достижению промежуточных
результатов, направленных на достижение цели.
Задачи принято делить на практические и
познавательные.
Практические задачи призваны способствовать
непосредственному преобразованию окружающей
действительности.
Познавательные задачи направлены на развитие
самостоятельной интеллектуальной деятельности
5. Определение методов
исследования.
Общие и частные методы научных исследований, а также
принципы подходов к различным типов объектов
действительности и к разным классам научным задач
изучает методология науки.
Метод – это способ достижения цели исследования; « путь
постижения, познания истины, сущности предметов и
явлений
Теоретические методы
характеризуются обобщенностью и
абстрактностью. Они определяются по основным мыслительным
операциям, какими являются: анализ и синтез, сравнение,
абстрагирование и конкретизация, обобщение, формализация,
аналогия, моделирование
Эмпирических методы. Предмет эмпирического познания –
практика и результаты ее деятельности. Результаты исследовательской
работы на уровне эмпирики выражаются в обобщении полученного
опыта, формировании норм и правил, получении фактов (информации)
об объекте, их анализ и систематизация.
II. Проведение научного
исследования
Проведение исследования включает в себя три
последовательных этапа:
1. Планирование и организация эксперимента;
2. Собственно проведение. На этом этапе
происходит проверка исходных гипотез на основе
полученных
фактов;
окончательная
формулировка новых фактов и законов;
3. Аналитический, рефлективный этап, на котором
осуществляется получение объяснений или
научных предсказаний; внедрение полученных
результатов в практику.
IV. Оформление научноисследовательской работы.
Структура работы:







Титульный лист
Оглавление
Введение
Основная (содержательная часть)
Заключение
Библиографического список
Приложение


Иллюстрации
Таблицы
Основная часть доклада
Первая часть содержит теоретические материалы по
теме исследования. Здесь обосновывается актуальность выбранной темы, - описывается
научная проблема, - формулируются задачи
исследования и - указываются его основные методы
исследования.
Во второй части описывается само исследование.
Особое внимание уделяется итогам проведенного
исследования, и личному вкладу автора.
В третьей части целесообразно кратко изложить
основные выводы по результатам исследования, не
повторяя тех выводов, которые уже были сделаны в
ходе изложения.
V. Представление результатов
Представление результатов работы может
осуществляться на:
 Научно-практической конференции;
 Творческом конкурсе;
 В виде статьи в научном или научнопопулярном журнале;
Представление работы на НПК по
информатике




Доклад
Презентация
Созданный программный продукт
Тезисы доклада (желательно)
Научно-практические
конференции школьников
Школьная научно-практическая
конференция
Научно-практическая конференция
школьников призвана активизировать
работу по пропаганде научных знаний,
профессиональной ориентации и
привлечению учащихся к научному
творчеству и исследовательской работе во
внеурочное время под руководством
педагогов, ученых, преподавателей вузов.
Задачи конференции:




подведение итогов поисково-исследовательской
и творческой деятельности школьников;
популяризация самостоятельной интеллектуальнотворческой деятельности учеников;
содействие профессиональной ориентации
школьников;
вовлечение школьников в научноисследовательскую деятельность;
Уровни проведения НПК






Школьная НПК
Районная НПК
Областная НПК
Республиканская НПК
Международные НПК
Открытые НПК России и других стран
Международные конференции





Балтийский научно-инженерный конкурс
(февраль, г.Санкт-Петербург),
Международный конкурс «Математика и
проектирование» (май, г. Москва),
Международная конференция учащихся
«Сахаровские чтения» (май, г. Санкт-Петербург)
Международная конференция юных ученых
(ICYS-2011, апрель 2011, г. Москва, Россия),
Международная конференция юных ученых стран
Евросоюза (сентябрь 2011, г. Хельсинки,
Финляндия)
Секции Республиканской НПК






Астрономия
Биология
Информатика
Математика
Физика
Химия
Количество участников
582
600
476
500
426
400
314
Подано заявок
300
200
162
180
184
195
100
0
2008
2009
2010
2011
Принято к
выступлению
Секция информатики
70
61
60
55
50
40
30
28
29
31
35
2008
2009
2010
2011
20
10
0
заявлено
докладов
принято работ
Данные по областям
60
54
12
16
11
2
8
3
17
16
4
Информатика
Всего
1
8
0
Бр
ес
тс
ка
я
Го
ме
ль
ск
ая
Ви
те
бс
ка
Мо
я
ги
ле
вс
ка
Гр
я
од
не
нс
ка
я
БГ
У
Ли
це
й
Ми
нс
к
ая
03
Ми
нс
к
70
60
50
40
30
20
10
0
БГ
У
Бр
ес
тс
ка
я
Го
ме
ль
ск
ая
Ви
те
бс
ка
Мо
я
ги
ле
вс
ка
Гр
я
од
не
нс
ка
я
Ли
це
й
4
ая
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Ми
нс
к
Ми
нс
к
Дипломы
37
25
Информатика
Всего
7
02
2
6
1
5
5
0
0
4
0
3
Тематика работ








Программирование устройств - 2
Теория алгоритмов – 3
Системное программирование – 3
Прикладное программирование – 7
WEB – программирование – 4
Обучающие программы – 5
Другое – 7
Не состоялось докладов – 4

Информация о Республиканской НПК –
http://www.oi-minsk.narod.ru/
http://www.uni.bsu.by/arrangements/conf/index.html
Летняя научноисследовательская
школа на базе СОК
«Бригантина»
Место проведения:
спортивно-оздоровительный комплекс
"Бригантина" Белорусского
государственного университета
Лагерь располагается в 7 км от городского
поселка Радошковичи Молодеченского
района
Предметы




Математика
Информатика
Физика
Астрономия
Отбор участников
(школьников и учителей)
осуществляется по заявкам учреждений
образования. При этом учитываются
результаты и активность участия в
различных интеллектуальных
мероприятиях (олимпиадах, конференциях
и т.п.) по математике, физике, информатике,
астрономии в этом учебном году.
Оргкомитет



Заявки принимаются до начала мая 2011 г. В заявке
необходимо указать: фамилии, имена, отчества
школьников (классы, в которых учатся) и учителей
(предмет), их домашние адреса, телефоны, адреса
электронной почты (при наличии), результаты участия в
различных мероприятиях, возможная тема для
исследования (если есть). Заявка должна быть заверена
администрацией школы (или районным отделом
образования);
Адрес : ФПМИ, БГУ; пр. Независимости, 4; г. Минск,
220030; Задворному Б.В. Тел.: (+375 17) 209-50-70, факс:
(+375 17) 209-54-05, zadvorny@bsu.by, uni-centre@bsu.by;
Примечание: высылая заявки или какую-либо другую
корреспонденцию просим делать пометку "Летняя школа".
Основная цель

Основными целями летней научноисследовательской школы являются
выявление одаренных школьников,
обладающих нестандартным творческим
мышлением, склонных к творческой и
исследовательской работе, поддержка и
дальнейшее развитие таких школьников.







Задачи летней научноисследовательской
школы
развитие у учащихся интереса к творческой и научно-исследовательской
деятельности;
вовлечение в учебную научно-исследовательскую работу талантливых
школьников, выявление и отбор школьников, способных к научноисследовательской деятельности и дополнительная работа с ними;
развитие форм и методов дополнительной работы с талантливыми школьниками;
создание ситуации индивидуально-ориентированного обучения через
непосредственное общение и сотрудничество ученых, учителей, студентов и
школьников;
гармоничное сочетание учебно-научной и воспитательной работы с активным
отдыхом и оздоровлением;
стимулирование школьников к продолжению исследований по выбранным темам
в течение учебного года и представлению своих результатов на республиканскую
конференцию школьников, активизация деятельности учителей в различных
направлениях и формах учебно-исследовательской деятельности учащихся,
привлечение к такой деятельности представителей высших учебных заведений и
институтов Национальной Академии наук Беларуси;
реализация идеи непрерывного образования путем подготовки одаренных
учащихся для продолжения обучения в учреждениях, обеспечивающих
получение высшего образования.
Информатика




2006 г – первая школа, в которой появилась
информатика
Ежегодно в школе занимаются около 20 учащихся
8-10 классов
В 2010 году информатикой занималось 25
человек.
Из них в 2011 году –


6 победителей республиканской НПК
10 победителей республиканской олимпиады по
информатике
Организация работы




Лекции
Семинарские занятия
Самостоятельная работа
Участие в физ-мат бое (дается задача на
разработку игровой стратегии –
программирование бота)
Задачи



Теория алгоритмов
Прикладное программирование
Другое
Примеры задач
Пути в графе


Изучить теорию и написать программы для
следующих алгоритмов поиска кратчайших путей





Алгоритм Флойда
Алгоритм Дейкстры
Алгоритм Форда-Бэлмана
Исследовать сложность алгоритмов и количество
используемой памяти для графов представленных
матрицей смежности и списком смежности.
*Создание визуализаторов, демонстрирующих
различные алгоритмы поиска кратчайших путей
Примеры задач

Исследование методов сжатия
информации



Сжатие способом кодирования серий (RLE)
Алгоритм Хаффмана
Алгоритмы арифметического кодирования
Примеры задач
Разработка проектов




Разработка программы «Калькулятор».
Разработка программы «Блокнот».
Разработка программы «Телефонная
книжка
Итоговая конференция




Проводится в конце смены
Каждый учащийся представляет свою
работу (возможна работа в группе 2-3
человека)
Лучшие работы награждаются ценными
призами, книгами, белыми майками.
Учащиеся получают дипломы