Как написать научно – исследовательскую работу по биологии
Брекоткина Ирина Владимировна,
учитель высшей квалификационной категории
МОАУ «Лицей №121» г.Казани, Республика Татарстан
Исследовательская и проектная деятельность учащихся является результативным способом достижения одной из важнейших целей образования: научить детей самостоятельно мыслить, ставить и решать проблемы, привлекая знания из разных областей; уметь прогнозировать вариативность своих результатов.
Организация и дальнейшее развитие учебно-исследовательской работы школьников требует применения современных информационных технологий, обеспечивающих доступ к необходимым профильным базам, банкам данных, источникам информации по теме исследования.
Приобщение детей к научно-исследовательской деятельности позволяет наиболее полно определять и развивать их интеллектуальные и творческие способности.
Для обеспечения успешности образовательного процесса в современных условиях, считается целесообразной организация учебно-исследовательской работы школьников как средства повышения качества образования.
Данное пособие предназначено для учителей естественного цикла, школьников и их родителей. В работе рассмотрены все вопросы, связанные с написанием и оформлением научно – исследовательской работы.
Как выбирать тему, формулировать цель и задач исследования
Наука необходима народу. Страна, которая ее не развивает, неизбежно превращается в колонию.
В науке, как и в любой сфере деятельности, приняты определенные правила и требования. Большинство ошибок и недочетов в работах школьников обусловлено, в первую очередь, незнанием этих норм. Специалисты, ежегодно рецензирующие работы на конференциях и конкурсах, называют одни и те же ошибки, типичные для работ в области естественных наук:
Неудачный выбор темы исследования
Некорректное название работы
Неправильная формулировка цели и задач исследования
Несоответствие структуры работы принятым нормам
Выполнение работы на единичных индивидах, отсутствие контрольной группы.
Отсутствие статистической обработки результатов.
Неправильное представление результатов.
Отсутствие раздела «Обсуждение результатов», некорректная интерпретация результатов.
Неграмотная формулировка выводов.
Отсутствие ссылок на литературные источники в тексте работы.
Неправильное оформление списка литературы
Любое исследование начинается с выбора темы и планирования этапов работы. Научная работа вначале тщательно продумывается и планируется. Наиболее общий план проведения исследования можно представить так:
Выбор конкретной темы.
Изучение литературных источников по теме.
Формулировка гипотезы исследования (какие результаты предполагается получить)
Проведение экспериментов (сбор данных), статистическая обработка и анализ результатов.
Обсуждение результатов исследования и формулировка выводов.
Оформление работы, подготовка научного доклада и компьютерной презентации.
Любая исследовательская работа начинается с выбора темы исследования. Правильный и удачный выбор ее в большой степени определяет саму возможность выполнения грамотного исследования, получение достоверных результатов и получение высокой оценки работы.
Предложить тему ученику может школьный учитель. Некоторые школьники могут сами придумать тему или выбрать область исследования. Необходимо учитывать, что выбор темы работы зависит от интересов, возраста и уровня подготовки ученика-исполнителя, а также от технических возможностей (наличие приборов, реактивов, методик).
Возможные направления исследований в области биологии, экологии и медицины:
Изучение биоразнообразия территорий.
Экологическая характеристика видов грибов, растений и животных.
Изучение искусственных и естественных экосистем.
Изучение охраняемых территорий и видов.
Экологический мониторинг, биоиндикация состояния воздуха, воды и почвы.
Оценка санитарно-гигиенического состояния помещений.
Наблюдения и исследования поведения животных.
Исследования анатомо-морфологических показателей, функционального состояния организма и здоровья школьников.
Влияние различных факторов на физиологическое состояние организма.
Исследования заболеваемости, мер профилактики.
Изучение психофизиологических показателей.
Определение состава, качества пищевых продуктов.
Исследования в области растениеводства и животноводства.
Основные требования к выбору темы исследования:
1. Тема работы должна быть актуальной, то есть иметь определенную новизну и практическую полезность (на уровне своего класса, школы, населенного пункта). Школьник не должен совершать научные открытия. Для ребенка, особенно в младших или средних классах важнее научится планировать и проводить работу, уметь анализировать результаты, делать выводы.
2. Тема работы должна быть интересной и оригинальной. Можно проследить возрастную динамику, сравнить детей из классов разного профиля, городских и сельских и т.д. Во всяком случае, редкие, необычные темы имеют преимущества по сравнению с типичными вариантами. И это характерно для любой области науки.
3.Тема работы должна быть достаточно конкретной. Например, гораздо полезнее изучить видовой состав растений в районе своего города, а не описывать все охраняемые виды растений России.
4. Тема должна предусматривать реальные возможности и сроки выполнения работы.
Название должно вызвать интерес читателя, но при этом соответствовать правилам, принятым в науке. При выборе названия необходимо учитывать существенные различия художественного произведения, публицистической статьи и научной работы. В научной литературе оно должно чётко отражать содержание и направление выполненной работы, соответствовать возрасту и возможностям исполнителя.
Типичные ошибки при формулировке названий:
Алкоголизм и курение – скажи «Нет!»
Быстрое питание – скорое заболевание.
ГМО – панацея или бич божий.
Досье на витамин С.
Курильщик – сам себе могильщик.
Наше здоровье – в наших руках.
От жажды умирая над ручьем (фито индикация качества воды)
Пища Франкенштейна или что мы едим.
Победы в спорте – победы в жизни.
СПИД – катастрофа 21 века.
Хорошо вижу – хорошо учусь.
Чистота – залог здоровья.
Формулировка цели и задач исследования.
Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти ее решение. Для первого требуется воображение, а для второго только умение.
Очень важным этапом работы является формулировка цели и задач исследования. Грамотно и четко сформулированные цель и задачи работы в большой степени определяют успех всего исследования.
формулировка основной проблемы исследования,
ответ на вопрос, заданный в названии работы,
предвидение результатов исследования.
Рекомендуется формулировать предложение с глаголами: определить, выявить, установить, обосновать, разработать.
это этапы работы, способы достижения цели,
они не могут повторять цель или быть крупнее цели,
К задачам научного исследования не относятся учебные задачи – изучение литературы по теме, освоение методов, подготовка презентации и т.д.
Цель работы должна быть одна, задач может быть несколько!
Постановка гипотез облегчают и делают правильной научную.
Рабочая гипотеза обычно формулируется на первых этапах исследования. Это предположение о возможных результатах исследования, которые подлежат экспериментальной проверке. Рабочие гипотезы используются для выработки предварительного плана научного исследования. Они могут, как подтвердиться, так и не оправдаться в ходе работы.
Структура научной работы. Требования к обзору литературы.
Наука есть не что иное, как вышколенный
и организованный здравый смысл.
Научные работы имеют типичную структуру, которую надо строго соблюдать.
2.Состояние проблемы исследования или литературный обзор.
Кроме краткой истории вопроса в обзоре необходимо затронуть наиболее известные подходы к постановке и решению проблемы, основанные на данных из научных литературных источников, описать наиболее известные и интересные факты, показать, что было сделано в этой области до начала вашего исследования. В итоге надо подвести читателя к пониманию актуальности и значимости именно вашей работы.
3. Материалы и методы исследования.
В этом разделе необходимо описать:
Оборудование — перечислить использованные приборы, установки с указанием их названий и фирм – изготовителей.
Материалы и реактивы – необходимо перечислить все использованные реактивы, указать фирму – изготовитель, степень чистоты.
Методы исследований — требуется дать достаточно подробное описание, по которому читатель может понять суть метода, оценить его адекватность для данной работы и при необходимости воспроизвести методику. Обязательны ссылки на литературные источники, из которых заимствованы использованные в работе методики.
В данном разделе необходимо подробно описать и проанализироватьполученные данные и выявленные закономерности. Этот раздел – основной в исследовательской работе, так как ее выполняли для получения результатов и новых фактов. Изложение материала структурируется, исходя из логики решения проблемы в соответствии с планом, задачами работы. Анализируют не первичные результаты, а только статистически обработанные и обобщенные данные. Они должны быть представлены в виде схем, графиков, таблиц, диаграмм. Полученные результаты доказывают или опровергают выдвинутые ранее гипотезы.
5. Обсуждение результатов.
В небольших работах этот раздел можно объединить с главой «Результаты». Раздел содержит анализ собственных результатов в сопоставлении с данными других авторов, полученными из литературных источников. Обсуждать нужно основные, наиболее интересные результаты и выявленные закономерности, в особенности те, которые будут сформулированы в выводах. В целом данный раздел должен предоставить читателю информацию о степени надежности полученных результатов, их согласованности с данными аналогичных или близких по тематике работ других авторов, научной новизне и перспективах применения (использования) установленных фактов и закономерностей.
В качестве выводов необходимо кратко констатировать самые главные результаты исследования и выявленные закономерности. Выводы должны соответствовать поставленным задачам работы. В необходимых случаях данный раздел может дополняться разделом «Заключение», в котором кратко подводятся итоги и намечаются перспективы дальнейшей работы.
8. Список литературы
Необходимо представлять литературные источники таким образом, чтобы читатель мог найти сам источник, а в нем нужную информацию. Источники должны быть упорядочены и пронумерованы по алфавиту на основании фамилии первого автора, (если несколько источников одного автора, то по фамилии следующего соавтора или по дате издания).
Объект и предмет исследования. Понятие о выборке. Методы исследований.
Важны не только тема, но и выбор объекта исследования и методик, они значительно влияют на уровень научной работы и достоверность результатов. Причем, в естественных науках ситуация более сложная, чем у гуманитариев – не все и не всегда зависит только от исследователя: могут не расти клетки, болеют лабораторные животные, заканчиваются реактивы и ломаются приборы, погода может повлиять на полевые исследования. Поэтому, планируя работу, надо подумать о наиболее подходящем, интересном и доступном объекте, на котором можно получить достоверные результаты. Удачно выбранный объект, независимо от того, растение ли это, химическая реакция или что-то иное – залог успеха работы.
Предмет исследования – это часть объекта, конкретные параметры, процессы, которые подлежат изучению.
Объект исследования – плоды яблок различных сортов.
Предмет исследования – концентрация витамина С
Объект исследования – учащиеся младшей школы.
Предмет исследования – количество микроорганизмов.
Очень часто в естественнонаучных исследованиях изучают влияние каких-то факторов на различные показатели, процессы. В этом случае необходимо сформировать двегруппы–экспериментальную и контрольную с равным или примерно равным количеством наблюдаемых объектов (образцов). В идеальном варианте эти группы должны отличаться только по одному показателю – наличию или отсутствию изучаемого воздействия. Количество особей в контроле и эксперименте должно быть примерно равным.
Методы научных исследований — это приемы и средства, с помощью которых в науке получают новые достоверные факты. Они становятся основой для развития научных теорий и разработки практических рекомендаций.
Во многих случаях школьники используютанкетирование. Это вполне понятно, легче провести анкетирование, чем эксперимент. Но к полученным таким методом результатам надо относиться с известной осторожностью. Не каждая анкета корректна и может дать ответы на вопросы исследования. Не из всякого опроса можно получить достоверные факты, особенно, если вопросы касаются личной жизни, отношений в семье, тех же вредных привычек и т.д. Поэтому лучше использовать известные психологические тесты, указывая их авторов, а при составлении анкеты обратиться к специалисту или, по крайней мере, ознакомиться с методиками составления анкет.
Часто в естественнонаучных работах используютнаблюдение. Это классический метод. Можно рекомендовать подобные исследования для младших школьников, потому что они обычно не требуют особого оборудования, достаточно просты и могут дать интересные и полезные результаты. Но и в этом случае надо детально продумать ход работы. Если в работе применяли экспериментальные методики, то в тексте необходимо дать ссылку на литературный источник, из которого взят данный метод. Кроме того, необходимо достаточно подробно описать методику. К проведению экспериментов необходимо относиться с особой аккуратностью и тщательностью. К проведению опыта надо все продумать и подготовить. Такие «мелочи» как плохо вымытая лабораторная посуда, ошибочная концентрация раствора, перепутанные контрольные и экспериментальные образцы, неразборчиво записанные показания прибора и многое другое могут свести на нет все усилия. К тому же не всегда есть возможность повторить конкретный эксперимент.
Статистическая обработка результатов исследований
В любой науке столько истины, сколько в ней математики.
Качество научно-исследовательской работы зависит не только от того, какие результаты получены, но и как они обработаны и представлены. Установить фундаментальные закономерности генетики Г.Менделю помогли применение математических методов в биологии.
Одним из наиболее типичных недостатков исследовательских работ школьников является отсутствие статистической обработки результатов. По правилам выполнения научной работы необходимо провести статистическую обработку первичных результатов. Такие возможности есть в программе Excel.
Представление результатов исследования.
Основные требования к графическому материалу:
Таблица— это совокупность числовых данных или текстовых сведений, которые группируются в вертикальные колонки – графы, снабженные заголовками, а также в строки по горизонтали. В таблицы вносят только предварительно обработанные статистически и обобщенные данные.
Осуждение результатов. Выводы.
Обсуждать результаты необходимо для того, чтобы сопоставить свои данные с результатами аналогичных исследований других авторов, выяснить, совпадают ли они или противоречат друг другу, попытаться объяснить, о чем они говорят, подтверждают они или опровергают рабочую гипотезу.
Обсуждение результатов в работе небольшого объема обычно пишут одним разделом «Результаты и обсуждение», то есть представляют таблицы, диаграммы и акцентируют внимание на основных, наиболее значимых фактах. В ходе обсуждения необходимо сопоставить полученные результаты с рабочей гипотезой и определить, соответствуют ли они изначально высказанному предположению, как ваши данные соотносятся с результатами, полученными другими исследователями, к каким выводам подводит это сопоставление и т.п.
Выполнив эксперименты и обработав результаты, надо подумать, что еще из этих же результатов можно и нужно получить.
В работах школьников необходимо формулировать выводы.
Требования к формулировке выводов:
Выводы работы являются ответом на поставленные задачи исследования и постулируют основные результаты.
Количество выводов обычно соответствует количеству задач, но это не абсолютно обязательно.
Большое число выводов или их чрезмерно подробное описание говорит о незнании правил научной работы или о неумении автора выделить главное. В выводах не должно быть общеизвестных фактов из учебников, упоминаний о методах, особенностях исследованных групп, обсуждения результатов, собственных соображений и рекомендаций – только констатация основных результатов работы. Из формулировок надо убирать общие фразы, беспредметные рассуждения, не имеющие прямого отношения к результатам работы.
Каждый вывод – это обычно одна достаточно короткая фраза, в которой цитируются конкретные результаты.
Если получены числовые результаты, и они имеют существенное значение, то их надо привести в выводах.
Если выводы не соответствуют исходным задачам, надо изменить формулировку задач в окончательном тексте работы в соответствии с полученными результатами и сформулированными выводами.
Требования к оформлению списка литературы:
Список литературы завершает печатный вариант работы. Он обязательно должен быть в тексте.
Количество ссылок никогда жестко не регламентируется, но есть разумные ориентиры. Понятно, что 2-3 ссылок маловато даже для младшего школьника. А список из 50 работ с иностранными источниками и сугубо научными узкопрофессиональными журналами требуется от научного сотрудника, но не от школьника. Порядковый номер ссылки в списке литературы указывают в квадратных скобках в тексте, там, где цитировали этот источник.
Нумерацию составляют одним из двух способов – по порядку цитирования в тексте или по алфавиту. Если в тексте есть ссылки на работы на иностранных языках, то отдельно нумеруются работы на русском языке, затем – иностранные.
В ссылке обязательно должны быть: фамилия и инициалы автора(ов), название статьи (книги), выходные данные – год, название издательства (для книг), том и номер журнала, страницы. Необходимо обратить внимание на расположение точек, тире, значков //, порядок перечисления выходных данных источника. При ссылке на электронные ресурсы необходимо давать не только название сайта, но и фамилии авторов, название источника, год публикации.
Литературными источниками могут быть учебники, учебные пособия, энциклопедии, научные статьи, тезисы докладов, диссертации, дипломные работы, сайты в Интернете.
Как подготовить доклад и вести себя на конференции.
Текст доклада надо полностью написать и отрепетировать, но не учить наизусть и не читать текст с листа или слайдов презентации.
На конференции обращаться надо к аудитории, а не к экспертам.
Советуем прийти в аудиторию до начала заседания, оценить ее размер, освещение, проверить, открывается ли презентация на компьютере. На всякий случай лучше иметь дубликаты распечатанного доклада и презентации на разных носителях.
Очень важно следить за речью. Необходимо тренироваться, чтобы отработать нужную громкость голоса, выразительные интонации, научиться акцентировать внимание слушателей на самых интересных моментах работы.
Критерии оценки исследовательских работ:
соответствие тематики и уровня работы возрасту исполнителя
уровень самостоятельности автора при выполнении работы
соответствие исследования поставленным цели и задачам
адекватность, обоснованность и корректность методов исследования
правильный выбор объекта, наличие репрезентативных выборок (если они необходимы)
достоверность результатов, наличие статистической обработки данных (для старшеклассников)
правильно выполненное графическое представление результатов
наличие и уровень обсуждения результатов
качество формулировок выводов
соответствие структуры работы требованиям, качество оформления работы.
грамотный, научный стиль изложения
грамотное выполнение презентации
Оформление текста работы. Научный доклад и презентация.
Правила оформления можно найти на сайте конференций или в печатном источнике (если вы посылаете статью в журнал). Все требования надо внимательно прочитать и в полном соответствии с ними оформить титульный лист, соблюдать размеры полей, шрифта, интервалы и т.д. Обратите внимание, есть ли ограничения по объему. Нет прямой корреляции между объемом работы и ее оценкой..
Доклад и выступление на конференции.
Доклад для выступления на конференции делается по определённой схеме. Объем доклада зависит от регламента. Соблюдение регламента – одно из обязательных правил и для школьников. Поэтому необходимо четко рассчитать время. Для этого надо написать весь текст доклада и несколько раз отрепетировать, причем вслух, а не про себя. Обычно название доклада и автора представляет эксперт, ведущий заседание секции. Это же будет написано на первом слайде презентации. В научном сообществе принято обращаться к аудитории «Уважаемые эксперты, коллеги». Далее надо сказать несколько фраз об актуальности и смысле выполненной работы, объяснить, почему это интересно, какова практическая польза полученных результатов. Для вступления можно воспользоваться текстом из Введения.
Основная часть доклада – это именно результаты исследования. Поэтому после вступительных фраз называют цель и задачи работы, кратко описывают объект исследования и методы для того, чтобы слушатели могли понять, как и насколько адекватно были получены результаты и заслуживают ли они доверия. Это занимает обычно 2-3 минуты и, следовательно, оставшееся время представляют наиболее важные результаты исследования, показывают слайды с таблицами, диаграммами, кратко их анализируют, сравнивают с данными других авторов, говорят о перспективах дальнейшей работы, если собираются ее продолжать и развивать. Заканчивается доклад выводами и благодарностью аудитории за внимание.
После этого докладчику обычно задают вопросы.
Презентация в Power Point
Примерный порядок показа слайдов:
Титульный лист – название работы, Ф.И.О. автора, школа, класс, Ф.И.О. научного руководителя с указанием его должности, званий, научной степени.
Несколько вводных фраз об актуальности работы, значимости данной проблемы (можно использовать текст из «Введения»)
Цель и задачи работы, рабочая гипотеза.
Характеристика объекта исследования, краткое описание выборок, перечисление и краткое описание методов работы.
Слайды, представляющие основные результаты работы, (таблицы, графики, диаграммы и т.д.).
Благодарности (руководителю, консультанту, всем, кто помогал в работе)
Требования к оформлению слайдов:
Каждый слайд должен иметь заголовок. На слайде не должно быть много текста – максимум несколько достаточно простых фраз.
Рекомендуется использовать не более двух вариантов шрифта – для заголовка и основного текста. Размер шрифта надо выбирать так, чтобы текст могли прочитать слушатели в аудитории. Для смыслового выделения фрагментов текста можно использовать жирный шрифт или изменение цвета.
Предпочтительнее использовать темный шрифт на светлом фоне. Обычно диаграммы, графики лучше всего воспринимаются на белом фоне. Не следует применять как фон узоры, фотографии, на слайд с сугубо научной информацией помещать рисунки, не имеющие отношения к делу. Это ничего не прибавляет докладу, а только мешает восприятию. Все слайды должны быть выполнены в одном стиле – цвет фона, шрифты, виды диаграмм или графиков и т.д.
В презентации обычно лучше диаграммы или графики. Во всяком случае, не следует использовать большие таблицы, затрудняющие восприятие, лучше сделать несколько небольших таблиц. Все рисунки должны иметь подписи, обозначения, расшифровки, чтобы в них можно было разобраться за время демонстрации слайда. На одном слайде можно разместить несколько небольших графиков или диаграмм.
Демонстрировать презентацию лучше самому участнику, потому что докладчик знает, когда следует поменять слайд.
1.Боголюбов А.С. Простейшие методы статистической обработки результатов экологических исследований // © «Экосистема» 1998
3.Мыльников С.В. Азы биометрии// С.- Петербург.2007.
4.Новиков Д.А. Статистические методы в педагогических исследованиях//М.М3-Пресс.2004
8.Калачихина О.Д. Распространённые ошибки при выполнении учащимися исследовательских работ. www.researcher.ru/
9.Колесникова Н.И. От конспекта к диссертации: Учеб. пособие по развитию навыков письменной речи.// М. Флинта: Наука. 2002. С. 186-212.
10.Кузнецов И.Н. Подготовка и оформление рефератов, курсовых и дипломных работ/ Минск: ООО»Сэр-Вит», 2000.256 c.
Теперь вы знаете какие однокоренные слова подходят к слову Как написать исследовательскую работу по биологии, а так же какой у него корень, приставка, суффикс и окончание. Вы можете дополнить список однокоренных слов к слову "Как написать исследовательскую работу по биологии", предложив свой вариант в комментариях ниже, а также выразить свое несогласие проведенным с морфемным разбором.