Ведущий замысел и гипотеза в школьных исследованиях

В любом исследовании важную роль играют ведущий замысел или гипотеза.
Ведущий замысел разрабатывается при ведении исследования по гуманитарному циклу предметов.

Определение ведущего замысла может выглядеть примерно так:
- концепция, руководящая идея исследования;
- идейная канва, по которой должно двигаться исследование;
- мысленное направление движения исследования;
- аспект, в котором автор собирается рассмотреть объект исследования;
- методологическое предположение, ориентир исследовательской деятельности, по которому можно сверять свой путь и судить о качестве исследования по ходу его развертывания;
- "будущие положения", которые автор вынесет на обсуждение.

Ученик, ведя исследование, постепенно набирает информацию по выбранной теме исследования. Шаг за шагом у него проясняются вопросы, которые должны быть решены в исследовании. Он всё глубже и глубже проникает в суть поставленной проблемы.
Разрозненные выводы по частным элементам постепенно связываются в единую концепцию.

Успех в этом деле, конечно, зависит от двух составляющих, а именно:
-во-первых, от добротной базовой информации;
-во-вторых, от умения тщательно анализировать данные, находить в них характеристики, относящиеся к теме, причинно-следственные связи частей исследуемого объекта.

Примечание. Под базовой информацией здесь понимаются факты, показатели, данные анкетного опроса, архивные данные, информация из авторитетных источников. Короче говоря, та информация, по которой можно вести исследование и делать учебно-научные выводы.

При ведении такой работы ученику не следует стремиться всё держать в голове .Возникающие мысли, суждения и т. п. лучше всего переносить на бумагу. Некоторые ученые такие заметки заносили на любые клочки бумаги и складывали их в специальные конверты.

Затем, эти заметки целесообразно время от времени перечитывать, и продолжать выстраивать "идеологическую канву" исследования.

ТАКИМ ОБРАЗОМ РОЖДАЕТСЯ И ВЕДУЩИЙ ЗАМЫСЕЛ ИССЛЕДОВАНИЯ.
В итоге при представлении учеником отчёта по исследованию, основные идеи ведущего замысла превращаются в "защищаемые положения". Ученик в докладе выдвигает их, затем аргументированно обосновывает их истинность.

Приведем несколько примеров ведущего замысла.

Ведущий замысел по теме "Роль самообразования в жизни человека" может быть таким:
"Расписать современные способы поиска нужной информации;
Изложить методику работы с книгой, статьей, документом;
Показать наиболее рациональные приемы анализа информации и ведения записей;
Привести доводы, убеждающие в том, что при самостоятельном изучении знания усваиваются глубже и прочнее".

Ведущий замысел по теме "Свобода личности в поэзии А.С. Пушкина и современность":
"Опираясь на анализ стихотворений "Я памятник себе воздвиг нерукотворный", "К Чаадаеву", "Во глубине сибирских руд", "Свободы сеятель пустынный" и оды "Вольность", провести сравнение представления А.С. Пушкиным о свободе личности с реальной свободой в России в последнее время".

Ведущий замысел по теме "Роль моделей в процессе познания":
"Пояснить, что в мышлении человек часто пользуется моделями. На примерах по химии /модель бензольного кольца/ и физики /движение по инерции корабля по спокойной воде/ показать решающую роль идеальных моделей при ведении исследований/".
Ведущий замысел по теме "Развитие творческого потенциала школьника":
"Раскрыть показатели и характеристики креативности личности.
На примерах из литературы описать возможности развития творческих сторон ума подростка и юноши".

РАЗРАБОТКА РАБОЧЕЙ ГИПОТЕЗЫ
Гипотеза разрабатывается при исследовании тем по естественнонаучному циклу предметов.
У исследователя прежде всего должно быть желание. Наличие желания может активизировать интуицию.

Желание "раскопать" какой-то вопрос поможет интуиции сформировать идеальную модель объекта исследования, а на её основе разработать рабочую гипотезу.

Что такое гипотеза? Вступая в контакт с новыми предметами или процессами в жизни и в науке, познавая их, мы строим предположения. Например, приближаясь к саду и увидав на дереве ягоды, мы выдвигаем предположения: что это вишня, черешня, терновник или мелкая слива. Затем, подойдя поближе, мы проверяем свое предположение.

ГИПОТЕЗОЙ НАЗЫВАЮТ предположение о свойствах, характеристиках, причинах, структуре, связях изучаемых объектов. Основная особенность гипотезы заключается в ее предположительном характере: мы не знаем окажется она истинной или ложной.

Любая научная истина складывается из нескольких, а иногда и из множества предположений - гипотез, большая часть которых не выдерживает критики и отбрасывается.

Но любая гипотеза заставляет научное исследование двигаться в определенном направлении. При этом стимулируется поиск конкретных веществ, фактов, постановка эксперимента и т.д., то есть идет поиск истины.

"Формой развития естествознания, - писал Ф. Энгельс, - поскольку оно мыслит, является гипотеза. Наблюдение открывает какой-нибудь новый факт, делающий невозможным прежний способ объяснения фактов, относящихся к той же самой группе. С этого момента возникает потребность в новых способах объяснения, опирающаяся сперва только на ограниченное количество фактов и наблюдений. Дальнейший опытный материал приводит к очищению этих гипотез, устраняет одни из них, исправляет другие, пока, наконец, не будет установлен в чистом виде закон. Если бы мы захотели ждать, пока материал будет готов в чистом виде для формулировки закона, то это значило бы приостановить до тех пор мыслительное исследование, и уже по одному этому мы никогда не получили бы закона"[19 ].
Виды гипотез. Гипотезы делятся на общие, частные и единичные.

ОБЩАЯ ГИПОТЕЗА выражает предположение о всем классе изучаемых объектов, ЧАСТНАЯ - о некоторой части изучаемого класса объектов, ЕДИНИЧНАЯ - об отдельном предмете или явлении [19].

Гипотеза Демокрита "Все тела состоят из атомов" была общей, гипотеза "Большинство болезней людей вызываются микробами" должна быть отнесена к частным, а гипотеза "Луна - это бывшее раскаленное космическое тело" - к единичным.

Применение гипотез в исследованиях школьников по естественнонаучному циклу предметов является необходимым элементом. При этом предполагается формирование у школьников как основных знаний о научных гипотезах, так и умений использовать этот метод в познавательной деятельности.

В зависимости от рассматриваемой темы, учитель - руководитель исследовательской работы может по-разному использовать метод построения научной гипотезы для активизации мышления учащихся: это и рассказ о значении научной гипотезы в добывании знаний, и создание проблемной ситуации.

В процессе обучения лучше использовать учебные гипотезы - догадки, предположения учащихся, высказываемые ими для разрешения вопросов, поставленных учителем.
Школьники могут тренироваться в формировании гипотез путем выдвижения учебных гипотез для объяснения демонстрационного эксперимента.

При решении задач по физике можно также создать проблемную ситуацию, подвести учащихся к необходимости сообразить и выдвинуть собственную идею и стремиться обосновать её.

Для формирования таких навыков особенно полезны экспериментальные задачи.
Дело в том, что в этом случае учащимся, наряду с выдвижением идей и их аргументацией, придётся доказывать их экспериментально.

Приведём пример.

(Пример взят из газеты "Физика"/еженедельное приложение к газете "Первое сентября"N 2-4, 1993г./).

Задача.

Электрический чайник имеет в нагревателе две одинаковые секции. При включении одной секции вода закипает за время (. Когда быстрее закипит вода:
а/ когда включена одна секция?
б/ когда включены обе секции, соединенные последовательно?
в/ когда включены обе секции, соединённые параллельно?

В процессе решения данной задачи практически все школьники считают, что вода закипит обязательно быстрее, если будут включены обе секции независимо от способа включения /по сравнению со временем нагревания, когда работает только одна секция/. Далее начинаются споры о том, когда быстрее закипит вода уже при работе обеих секций, но включённых по-разному. При этом не все школьники могут обосновать своё мнение.

Затем, наиболее способные учащиеся выдвигают верную гипотезу и умело доказывают её: вода закипит быстрее всего, когда будут включены обе секции, соединённые параллельно.
Рассмотрим решение этой задачи.

Так как во всех случаях чайник включают в электросеть напряжением U, то выделенное количество теплоты, необходимой для нагревания воды до температуры кипения, можно определить по следующим формулам:
1/включена одна секция - (1,
R - сопротивление нагревательной секции;
2/ секции соединены последовательно - Q =(2,
3/ секции соединены параллельно - Q = ,

Отсюда получим:

Таким образом, вода закипает быстрее всего, когда включены обе секции, соединённые параллельно, и медленнее всего /что вызывает удивление учащихся/, когда включены две секции, но соединённые последовательно.

Гипотезы широко используются в гипотетико-дедуктивном методе ведения исследований.
Гипотетико-дедуктивный метод - это выведение заключений из гипотез или каких-либо посылок.

В науке дедукция - процесс логического вывода, представляющий собой движение от посылок к заключению на основе законов логики.

К дедуктивным выводам постоянно прибегают в процессе познавательной деятельности.
В результате и появился гипотетико-дедуктивный метод. Этот метод получил широкое распространение в XVII - XVIII -веках при изучении механического движения тел на Земле и движения планет Солнечной системы.

Теория механики, представленная И. Ньютоном в "Математических началах натуральной философии", является гипотетико-дедуктивной системой заключений из основных законов движения.

Заключения в гипотетико-дедуктивном методе носят вероятностный характер. Это связано с тем, что истинность посылок не известна. Гипотетико-дедуктивная система представляет собой иерархию гипотез, степень абстрактности и общности которых возрастает при удалении от фактов, от реальной действительности. На вершине такой пирамиды располагаются гипотезы наиболее обобщенного характера. Из них, как посылок выводятся гипотезы более низкого уровня.

Самые низкие гипотезы опираются на эмпирические данные.

Многие теории современной науки построены в виде гипотетико-дедуктивной системы.
Это даёт возможность проверить логические связи между гипотезами различного уровня абстрактности, и позволяет осуществить эмпирическое подтверждение наиболее обобщенных гипотез, составляющих основу теорий, а именно: гипотезы низкого уровня проверяются на данных опыта. Если они подтверждаются экспериментом, то это служит косвенным подтверждением истинности гипотез более высокого уровня. А это, в свою очередь логически подтверждает обоснованность гипотез самого высокого уровня. Наиболее общие законы нельзя сопоставить с действительностью, чтобы удостовериться в их правильности.
Дело в том, что они, как правило, базируются на идеальных, а не реальных объектах материального мира.

Для проверки правильности общих научных принципов необходимо построить длинную цепь логических рассуждений, в результате которых получить такие следствия, которые выводили бы на реальную действительность. Причем эта действительность должна быть проверяемой экспериментально. Поэтому при исследованиях ученые и стремятся своей теории придать вид гипотетико-дедуктивной системы.

В школьных исследованиях построение такой системы, конечно, должно быть со значительно меньшим количеством логических звеньев. И, конечно, разработка теории в школьном исследовании вряд ли возможна. Однако знать этот метод и применять его учащимся полезно.