CC BY
162
Уваров Александр Юрьевич
Исследовательский подход в обучении естественным наукам за рубежом
Inquiry-based approach in teaching natural sciences abroad
Аннотация. Обсуждается реформа содержания естественнонаучного образования с переносом внимания на практики исследовательской и инженерной работы. Отмечено, что в новом стандарте (Common Core) они выделены в качестве первого из трех измерений, с помощью которых описывается содержание естественнонаучного образования. Рассмотрено соотношение между используемым в англоязычной литературе представлением о научном расследовании (вопрошании) и принятым в отечественной дидактике представлении об исследовательском методе обучения. Ключевые слова: естественнонаучное образование; практики исследовательской работы; исследовательский подход; исследовательский метод обучения; вопрошание; рамка исследовательского подхода.
Annotation. The reform of the content of natural science education with the shift of attention towards scientific practice and engineer activity is discussed. It is noted that in the new standard (Common Core) these activities are identified as the first of the three dimensions by which the content of natural science education is described. The correlation between the concept of scientific investigation (questioning) used in the English literature and the idea of inquiry-based method of teaching accepted in the Russian didactics was considered. Key words: scientific education; research practices; inquiry-based learning; inquiry-based teaching; questioning; frame of inquiry-based approach.
Уваров
Александр Юрьевич,
доктор педагогических наук, профессор, зав. отделом содержания образования и проектирования образовательных процессов Института кибернетики и образовательной информатики Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук, г. Москва, e-mail: alexander. yu.uvarov@gmail.com
Aleksandr Y.
Uvarov,
Doctor of Education, professor, head of the section of the content of education and designing educational processes of Institute of cybernetics and educational informatics of the Federal research center «Informatics and management» of Russian Academy of Sciences, Moscow
Последние десять лет во многих странах идет обновление естественнонаучного образования, которое становится все более важной частью общеобразовательной подготовки. Среди принципов, которые лежат в основе этих перемен (см., например1), обычно выделяют:
1
NRC. Inquiry and the national science education standards: A guide for teaching and learning. Washington, DC: National Academy Press, 2000.
Модели исследовательского обучения: международный опыт
2
Уваров А.Ю. О развитии естественнонаучного образования в западных странах. М.: Изд. ВЦРАН, 2013. 104 с.
Василиас Фтенакис и Александр Уваров на международной конференции «Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве», ноябрь 2018, Хорошкола
• признание способности детей всех возрастов осваивать представления из области естественных наук;
• акцент на основных научных идеях и практиках;
• критическая важность освоения учащимися практик исследовательской работы;
• требование постоянной опоры на опыт и интересы учащихся при формировании у них естественнонаучной картины мира.
В этой статье, которая подготовлена на основе публикаций американских педагогов (при подготовке использованы материалы книги2), обсуждается освоение учащимися практик исследовательской работы и используемое для этого проектное обучение.
О практиках исследовательской работы
Наука включает в себя не только совокупность знаний, которые отражают текущую картину мира, но и систему действий, или практик, которые научные работники используют при формировании, развитии и совершенствовании этих знаний. Поэтому естественнонаучная подготовка школьников должна в равной мере включать и научные знания, и практики исследовательской работы.
Все естественные науки имеют общие черты, которые служат основой формирования научных выводов. Все они используют данные и доказательства. Важная составляющая профессиональной компетентности научного работника - умение приводить аргументы и проводить анализ, чтобы связать полученные данные с имеющимися теориями. Ученые должны демонстрировать способность критически оценивать свои собственные идеи и теоретические построения, уметь критиковать идеи и научные построения, предлагаемые другими исследователями, оценивать качество используемых данных, строить модели и теории, ставить новые вопросы, которые вытекают из этих моделей и требуют экспериментальной проверки, модифицировать теории и модели по мере появления данных, свидетельствующих о необходимости таких модификаций. Производство научных знаний требует сотрудничества, осуществляется в рамках социальной системы. Ученые могут выполнять свою работу независимо друг от друга или тесно сотрудничать с коллегами. Новые идеи могут быть продуцированы одним человеком или научным коллективом. Однако теории, модели, инструменты и методы сбора и представления данных, как и правила построения доказательств, - результат коллективных усилий сообщества исследователей, которые в течение длительного времени работают совместно. При проведении исследований ученые общаются с коллегами, обмениваются электронными письмами. Они участвуют в обсуждениях на конференциях, обмениваются
Уваров Александр Юрьевич
методами проведения исследований, анализа и представления данных, публикуют свои результаты в журналах и книгах. Ученые -это открытое сообщество, члены которого работают сообща, чтобы вырабатывать необходимые доказательства, разрабатывать и проверять новые теории.
Научное сообщество и его культура существуют в более широком социальном и экономическом контексте, а сама наука стала производительной силой. На научное сообщество влияют события, потребности и нормы окружающего мира, а также интересы самих ученых. Понимание того, как работают ученые, должно сформироваться еще в школе.
За последние полвека лет сформировалось представление о науке как наборе специфических практик. Мы знаем, как в действительности «делается наука» в рамках отдельного проекта (например, в рамках отдельной лаборатории) или на целом историческом отрезке (исследование лабораторных журналов, публикаций, свидетельств очевидцев)3. Исследовательские практики, включающие разработку теорий, их обсуждение и проверку - это множество отдельных действий, которые:
• выполняются в сообществе участников и институтов4;
• используют специализированные разговорный и письменный языки5;
• последовательно совершенствуют модели исследуемых систем или явлений6;
• вырабатывают предсказания на основе построенных теорий;
• включают в себя разработку необходимых инструментов и проверку гипотез в ходе экспериментов и/или наблюдений7.
Современное представление противостоит традиционному подходу к пониманию научных исследований с ограниченным набором процедур (выделение и контроль измеряемых переменных, построение классификаций, выявление источников ошибок и т.п.). Традиционный подход делает акцент на экспериментальных исследованиях, принижая значимость других научных практик: моделирование, критический анализ, коммуникация. Если проведение экспериментов изучают в отрыве от широкого научного контекста, они превращаются в цель обучения сами по себе, перестают быть средством для более глубокого освоения научных понятий и смысла науки.
Акцент на множественности исследовательских практик помогает избежать ложного представления о существовании «научного метода», который является общим для всех научных исследований. Он позволяет уйти от представления о том, что «подвергай все сомнению» - это универсальный признак научного исследования. Существует немало областей, где следует сомневаться в имеющихся знаниях. Однако, базовые области научного знания разработаны достаточно хорошо и уже стали основой современной жизни, культуры и производства. Участие в
3
Collins H., Pinch T. The Golem: What Everyone Should Know About Science. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1993; Latour B, Woolgar S. Laboratory Life: The Construction of Scientific Facts. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1986; Pickering A. The Mangle of Practice: Time, Agency, and Science. Chicago: University of Chicago Press, 1995.
4
Latour B. Pandora's Hope: Essays on the Reality of Science Studies. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1999; Longino H.E. The Fate of Knowledge. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2002.
5 Bazerman C. Shaping Written Knowledge. Madison: University of Wisconsin Press, 1988.
6
Latour B. Visualization and cognition: Drawing things together. In M. Lynch and S. Woolgar (Eds.). Representation in Scientific Activity. Cambridge, MA: MIT Press, 1990. P. 19-68; Lehrer RSchauble L. Cultivating model-based reasoning in science education. / In R.K. Sawyer (Ed.), The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (pp. 371-187). Cambridge, England: Cambridge University Press, 2006; Nercessian N. Model-based reasoning in scientific practice. In R.A. Duschl and R.E. Grandy (Eds.), Teaching Scientific Inquiry: Recommendations for Research and Implementation (pp. 57-79). Rotterdam, the Netherlands: Sense, 2008.
Модели исследовательского обучения: международный опыт
8
Berland L.K., ReiserB. Making sense of argumentation and explanation // Science Education. 2008. № 93(1). P. 26-55; Ford M. Disciplinary authority and accountability in scientific practice and learning // Science Education. 2008. № 92(3). P. 404-423.
исследовательской работе должно помочь школьникам понять, как формируется такое знание, и почему одни составляющие научной картины мира прочнее других.
До недавнего времени изучение естественных наук в процессе самостоятельных исследований тормозилось из-за отсутствия общепринятого выделения ключевых элементов, которые составляют исследовательский процесс. Сегодня вниманию педагогов предлагается несколько устойчивых исследовательских практик: моделирование, выработка объяснений и критический их анализ (аргументация, критическое мышление).
Критическое мышление - культурно оформленный вариант направленного, осознанно управляемого человеком мышления. Оно повышает качество принятия решений за счет контролируемого сознанием систематического рассмотрения контекста, имеющихся аргументов, исходных понятий и способов принятия решений.
Представление о направленном мышлении в противовес мышлению фантазийному ввел Карл Густав Юнг, описывая формы умственной деятельности. Направленное мышление всегда осознанно, опирается на использование языка и понятий, разворачивается со ссылкой на реальность. Фантазийное мышление опирается на образы, эмоции и интуицию. Его также называют метафорическим или образным. Фантазийное мышление может быть и осознанным, и бессознательным.
При традиционном обучении последнее часто недооценивают. Вместе с тем, критический анализ и критическое мышление важны не только как практика формирования новых знаний, но и как одно из важных средств изучения природы в целом8.
В науке принято сталкивать альтернативные объяснения. Их достоверность определяется на основе доказательств и оценки того, какое из них в большей степени соответствует имеющимся данным. Здесь понимание того, почему неправильный ответ неверен, помогает лучше осознать, почему именно верен правильный ответ. Обсуждая, почему одни объяснения верны, а другие ложны, учащиеся лучше понимают значение эмпирических данных и суть приводимых аргументов. Они осознают, что наука - это не просто совокупность доказанных знаний, а способ построения научной картины мира.
Три размерности содержания естественнонаучного образования
До последнего времени под «освоением естественных наук в школе» зарубежные педагоги, как правило, понимали изучение отобранных разделов традиционных естественных наук: физики, химии, биологии. К ним добавились науки о Земле, астрономия и науки об окружающей среде. Сегодня все они сливаются
Уваров Александр Юрьевич
с инженерией (техника) и технологией (как области практического приложения естественных наук) и образуют единую область STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics).
Здесь термин «инженерия» используется в самом широком значении и охватывает любое участие человека в систематической работе по решению значимых для общества/человечества технических или технологических проблем. Термин «технология» относится ко всем искусственным (разработанным человеком) производственным системам и процессам. Он не ограничивается только новомодными нано- и, биотехнологиями, информационными технологиями и т.п. Здесь учащиеся и педагоги должны уяснить, как технологии возникают в ходе целенаправленной работы инженеров, которые опираются на свое понимание природы и человека при выработке решений по удовлетворению различных человеческих потребностей.
Научные разработки далеко не всегда предшествуют разработкам в области технологии. Прогресс в понимании явлений природы часто является результатом решения инженерных проблем, которые возникали в ходе проектирования новых либо совершенствования имеющихся устройств или технических систем. Однако, концентрация внимания на освоение базовых понятий научных дисциплин принижает значимость их практического применения. Изучение инженерии и технологии формирует контекст, в рамках которого школьники могут проверить результаты проводимых ими исследований, применить новое знание для решения практических проблем. В результате их понимание науки углубляется (а у многих формируется интерес к естествознанию). Поэтому получение каждым учащимся опыта проектной работы (инженерия) явля-
ется столь же важной частью
изучения
естественных
наук,
и участие в научных исследованиях9.
Таким образом, при определении содержания естественнонаучного образования следует говорить об объединении исследовательских и инженерных практик. Оно включает в себя:
• изучение исследовательских практик, которыми ученые пользуются при проведении исследований, построении моделей и теорий окружающего мира;
• изучение инженерных практик, которые используют инженеры при проектировании и построении технических систем. Термин «практика» используется как заместитель часто
встречающегося сочетания терминов «умения и навыки». Эта замена подчеркивает, что выполнение научных исследований требует не только мастерства (владения определенными способами действий), но и знаний, которые специфичны для каждой из этих практик. Термин «практика» при описании содержания образования позволяет гибко уточнять, какие конкретно познавательные и социальные практики, а также практические умения (способы действия) необходимы для выполнения
Engineering in K-12 Education. Understanding the Status and Progress. Committee on K-12 Engineering Education. Washington, DC: National Academies Press, 2009. [3.neKTpoH-HbiSpecypc, 5.03.2018]. URL: http://www. nap.edu/catalog. php?record_id=12635 Focus on Inquiry. Galileo Educational Network.
как
Модели исследовательского обучения: международный опыт
10 Подробное описание каждой из размерностей можно найти в: NRC. K-12 National Research Council. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Washington, DC: The National Academies Press, 2012. [Электрон-ныйресурс, 5.03.2018]. URL: http://www.nap. edu/catalog.php?record_ id=13165#
исследовательской работы. Это предполагает, что учащиеся не только узнают о том, как проводятся исследования, но и будут непосредственно вовлечены в их проведение. Без этого опыта им будет трудно понять, в чем состоит исследовательская работа, и какова истинная природа научного знания.
Исследовательские и инженерные практики (ИИ-практики) формируют первую размерность содержания образования в области STEM. Два других измерения составляют сквозные понятия, которые относятся ко всем научным дисциплинам, и основные понятия отдельных естественнонаучных дисциплин (включая связи науки, техники и технологии).
К сквозным относятся те понятия, которые используются во всех естественных науках и обеспечивают их единство. Выделение сквозных понятий не является чем-то новым. Вместе с тем, в отечественной практике они редко выделяются в особую область содержания образования. Сквозные понятия, как и ИИ-практики, относятся ко всем естественным наукам и должны изучаться одновременно и наряду с основными понятия отдельных естественнонаучных дисциплин. Эти понятия составляют третью размерность содержания естественнонаучного образования.
Таблица 1.
Три размерности содержания естественнонаучного образования10
I. Исследовательские и инженерные практики
1. Постановка вопросов (наука), определение проблем (инженерия)
2. Разработка и использование моделей
3. Планирование и проведение исследований
4. Анализ и интерпретация данных
5. Использование математического и алгоритмического мышления Выработка объяснений (наука), проектирование и разработка решений (инженерия)
Участие в дискуссии, аргументированное доказательство своей точки зрения Получение информации, её оценка и передача
6.
7.
8.
II. Сквозные понятия
1. Закономерности
2. Причина и следствие: механизм и объяснения
3. Масштаб, пропорции и количество
4. Системы и модели систем
5. Энергия и материя: потоки, циклы и законы сохранения
6. Структура и функции
7. Стабильность и изменчивость
III. Основные понятия отдельных естественнонаучных дисциплин
1. Физика
PS 1: Вещество и его взаимодействия
PS 2: Движение и покой: силы и взаимодействие
PS 3: Энергия
PS 4: Волны и их применение в технике для передачи информации
2. Биология
LS 1: От молекул до организмов: структуры и процессы
LS 2: Экосистемы: взаимодействие, энергия и динамика
LS 3: Наследственность: наследование и изменение признаков
LS 4: Биологическая эволюция: единство и многообразие
3. География и астрономия
ESS 1: Место Земли во Вселенной
ESS 2: Системы Земли
ESS 3: Земля и деятельность человека
4. Технические науки и применение научных знаний
ETS 1: Проектирование
ETS 2: Связи между техникой, технологией, наукой и обществом
Уваров Александр Юрьевич
Сегодня все согласны, что рост объема научных знаний не позволяет ставить вопрос об освоении в общеобразовательной школе всех основных понятий каждой из естественнонаучных дисциплин. Главная задача естественнонаучного образования сегодня - обеспечить освоение учащимся такого объема базовых знаний, который позволяет им самостоятельно осваивать нужные сведения по мере необходимости. Занятия по STEM должно помочь школьникам научиться оценивать и выбирать надежные источники научной информации, сформировать у них способности, которые требуются как для продолжения образования, так и для выполнения роли потребителя и/или производителя знаний в области естественных наук.
В таблице 1 приведено описание содержания каждой из перечисленных размерностей в соответствии с рамкой стандарта естественнонаучного образования11. Здесь исследовательские и инженерные практики определяют перечень способностей (компетенций), которые должны освоить учащиеся. И если перечень подлежащих усвоению понятий для отдельных естественнонаучных дисциплин должен минимизироваться, то перечень способностей, необходимых для освоения исследовательских и инженерных практик, должен входить в содержание естественнонаучного образования без изъятий.
Таким образом, при определении содержания образования сегодня (в отличие от прошлого века) акцент смещается с базовых понятий отдельных научных дисциплин на освоение сквозных понятий (обеспечивающих единство научной картины мира), а также исследовательские и инженерные практики, которые являются не только одной из составляющих образования, но и инструментом, помогающим глубоко освоить реальное научное содержание. Выходя на первый план, эти практики заставляют обратить самое пристальное внимание на исследовательский метод обучения, с помощью которого учащиеся только и могут осваивать практику исследовательской работы.
11
NRC. K-12 National Research Council. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Washington, DC: The National Academies Press, 2012. ^.ercipoH-HbiSpecypc, 5.03.2018]. URL: http://www.nap. edu/catalog.php?record_ id=13165#
Исследовательский подход
В отечественной дидактике принято говорить об исследовательском методе обучения (далее - ИМО), который традиционно связывают с классификацией методов по типу (характеру) познавательной деятельности обучаемых (М.Н. Скаткин, И.Я. Лернер). Авторы исходят из того, что при реализации исследовательского метода учащимся предъявляется познавательная задача, которую они решают самостоятельно, подбирая необходимые для этого приемы12. Этот метод призван обеспечить развитие у учащихся способностей творческого применения знаний. При этом учащиеся должны овладевать методами научного познания и накапливать опыт исследовательской, творческой деятельности. Освоение исследовательских
12 г
1оворя о том, что
познавательная задача «предлагается», авторы имеют в виду, что учащиеся принимают творческую задачу и активно включаются в ее решение. Это главная отличительная черта продуктивных методов учебной работы (проблемное изложение, эвристические, исследовательские) от репродуктивных (информационно-рецептивных).
Модели исследовательского обучения: международный опыт
13
Cakir M. Constructivist approaches to learning in science and their implications for science pedagogy: A literature review // International Journal of Environmental & Science Education. 2008. № 3(4). P. 193-206.
[S^eKTpoHHMHpecypc,
5.03.2018]. URL: http:// cepa.info/3848
14
Mayer R. Should there be a three-strikes rule against pure discovery learning? The case for guided methods of instruction. American Psychologist, 2004. 59(1), 14-19.
и инженерных практик, которые формируют основу естественнонаучных исследований, выступает здесь как одна из возможных сфер его приложения.
Отечественный и зарубежный подходы к описанию ИМО не всегда согласуются. На Западе принято считать, что исследовательский метод обучения возник как результат диалога между воззрениями представителей школы Ж. Пиаже и школы Л.С. Выготского. Этот диалог привел, в частности, к появлению широко признанной на западе теории процессов учения и обучения, которая известна как конструктивизм13. В соответствии с конструктивистским и деятельностным подходами (последний оформлен в работах П.Я. Гальперина, А.Н. Леонтьева и др.) новое знание формируется у школьников в результате их деятельности, выполнения умственных и физических действий. В рамках конструктивистского подхода умственная активность определяется концентрацией внимания (selective attention), организацией информации, ее интеграцией и соотнесением с предыдущими представлениями (или их заменой). Взаимодействие с другими людьми (social interaction) - составная часть этого процесса, которая критически важна для выработки общего, социально признанного понимания (sheared meaning) природы. Чтобы достичь такого понимания, обучаемый должен быть личностно (своим поведением, мыслями и чувствами) включен в процесс учения14. По мере своего распространения, конструктивистский подход стал рассматриваться как ведущий при решении задач естественнонаучного образования.
Развитие конструктивистских представлений изменило подход к разработке учебно-методических материалов и организации учебной работы. Выработанный здесь методический подход, который на русский язык можно перевести как «исследовательский подход» (inquiry-based approach), включает в себя практическую работу школьников (hands-on activities) как способ мотивировать и вовлечь их в процесс активного самостоятельного освоения понятий и методов (практик)научной работы.
Для понимания того, что зарубежные педагоги понимают под inquiry-based approach, который мы переводим словосочетанием «исследовательский подход», требуется рассмотреть этимологический аспект используемых здесь понятий. В отечественной научно-методической литературе при обращении к зарубежным источникам не всегда различают такие категории, как изучение, исследование и расследование. Их аналоги в английском языке: study, research и investigation. Изучение (study) предполагает разбор уже существующего знания и овладение им, или детальное изучение и анализ некоего объекта или явления.
Исследование (research) обычно подразумевает систематическое исследование и изучение материалов и источников с целью установления фактов и получения новых (подтверждения изучаемых) выводов. Обычно исследование направлено на
Уваров Александр Юрьевич
проникновение вглубь изучаемого явления, нацелено на формирование нового, относительно универсального знания.
Расследование (investigation) - осмысление фактов и генерирование выводов, которые имеют значение, как правило, лишь в данных обстоятельствах, в контексте данного момента. Его следует отличать от исследования, которое, как правило, направлено на установление неких устойчивых (преимущественно количественных) связей между ключевыми параметрами изучаемой системы. Расследование (investigation) носит ограниченный характер. Обычно оно направлено на уяснение тех или иных (как правило, основных) моментов текущего функционирования изучаемой системы и не претендует на серьезные обобщения.
Когда речь заходит о методике обучения естественным наукам, зарубежные педагоги, как правило, не используют термины «исследование» и даже «расследование». Они используют термин inquiry. Тем, кто переводит словосочетание inquiry-based approach как «исследовательский подход» следует напомнить, что в современном английском языке Inquiry понимается как «запрос», «дознание», как действие по запросу на получение каких-то сведений. На русский язык Inquiry точнее всего переводится как «вопрошание». Поэтому более точно было бы говорить не об исследовательском, а о вопрошающем подходе. Вопрошание представляет собой способ учебной работы, который понимается как динамичный процесс, позволяющий удивляться и озадачиваться, узнавать и понимать мир. Оно пронизывает все аспекты нашей жизни и имеет ключевое значение в процессе формирования/выработки нового знания.
Использование вопрошания (inquiry-based approach) в процесс изучения естественных наук подразумевает, что учащиеся имеют возможность открыть, обнаружить для себя в процессе учебной работы, что-то новое, предлагать объяснения исследуемых явлений, вырабатывать понятия и строить процессы, проверять ход работы (assess) и оценивать её результаты (evaluate) на основе получаемых данных. Другими словами, вопрошание - это систематическое расследование (investigation) какого-то вопроса, источников проблемы или происхождения понятия. Теории и исследования, которые имеются в соответствующей области, позволяют педагогам предлагать множество вариантов различных вопросов и проблем, которые могут лечь в основу вопрошания, направленного на достижение требуемых образовательных результатов. Выделяют три модели использования вопрошания в учебном процессе15.
Универсальная модель. Здесь внимание концентрируется на процессах, которые представляют соответствующие исследовательские и инженерные практики. Соответствующие методические разработки ориентированы на освоение набора шагов или процессов, которые могут использоваться независимо
Engineering in K-12 Education. Understanding the Status and Progress. Committee on K-12 Engineering Education. Washington, DC: National Academies Press, 2009. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http://www. nap.edu/catalog. php?record_id=12635 Focus on Inquiry. Galileo Educational Network.
Модели исследовательского обучения: международный опыт
16 Johnson L., Adams S. Challenge Based Learning: The Report from the Implementation Project. Austin, Texas: New Media Consortium, 2011. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http://eric. ed.gov/?id=ED532404
17
Alfieri L., Brooks P. J., Aldrich N. J., Tenenbaum H. R. Does Discovery-Based Instruction Enhance Learning? // Journal of Educational Psychology. 2011. № 103(1). Р. 1-18. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http:// doi.org/10.1037/ a0021017
18
Gardner H. Five Minds for the Future. Boston, Mass.: Harvard Business School Publishing, 2006.
19
Friesen S, Scott D. Inquiry-based learning literature review. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: https://inspiring. education.alberta. ca/wp-content/ uploads/2014/04/ Inquiry-Based-Learning-A-Review-of-the-Research-Literature.pdf
от конкретной учебной дисциплины или контекста (см., например16). Эта модель используется, прежде всего, для освоения учащимися сложно структурированных пошаговых процессов, без чего они не могут планировать и вести самостоятельное изучение содержательных вопросов.
Модель минимальной поддержки. Здесь упор делается на формирование у учащихся самостоятельной поисковой деятельности. Например, им предлагается построить ракету, моторную лодку или мост, однако информацию о том, как это делать, они должны найти или открыть для себя самостоятельно (см., например17). В основе этой модели лежит предположение о том, что учащиеся глубже и полнее освоят соответствующие представления, если выработают их сами, а не получат от педагога в готовом виде. Здесь учитель выступает как «сторонний наблюдатель», используя приемы рефлексивного руководства, избегая прямой передачи готового знания.
Предметная модель. Каждая учебная дисциплина дает учащимся свой взгляд на окружающий мир (математическое мышление, мышление химика, биолога, филолога и т.п.). Педагоги-предметники, которые являются профессионалами в своей области и ответственны за формирование соответствующего предметного стиля мышления, должны демонстрировать (моделировать) учащимся его проявления. Предметная модель помогает учащимся овладеть соответствующим «предметным» взглядом на мир и связанными с ними приемами мышления (естественные науки, математика, история и т. п. (см.18). В рамках этой модели учащиеся получают возможность погрузиться в соответствующую дисциплину, глубоко освоить определенную тему (в дополнение к поверхностному знакомству со другими), освоить и использовать специфические для данной области культурные формы коммуникации и представления полученных результатов. Учителям предметникам доступны множество методических разработок, что позволяет выбрать творческие задания и проекты с учетом требуемых образовательных результатов, интересов и способностей отдельных учащихся, использовать, по мере необходимости, смешанное обучение, фронтальные, групповые и личностно-ориентиро-ванные формы учебной работы. Здесь также имеется большой выбор инструментов для диагностического, формирующего и итогового оценивания для мониторинга учебной работы и проверки того, насколько полно и глубоко освоен учебный материал. При использовании предметной модели, учителя, как правило, сами инициируют учебный процесс. Они задают проблематизирующие вопросы, чтобы выявить базовые положения, лежащие в основе выводов, которые претендуют на истинность, или логические последствия сделанных утверждений, и учат этому обучаемых19.
Уваров Александр Юрьевич
Хорошее описание использования вопрошания в учебном процессе можно найти на сайте Смитсоновского института20 и в материалах сети Galileo21.
Изучение (Study)
□ владение существующим знанием как ставшей нормой и ее развитие.
И с с л е д о е а к и е (Re s еа re h)
Формирование нового универсального знания, проникновение вглубь изучаемого процесса (явления).
Расследование (Investigation)
Анализ и осмысление фактов, выработка нового знания и выводов, значимых в контексте обстоятельств проводимого расследования/исследования.
Вопрошание (Inquiry)
Динамичным процесс, ведущий к узнаванию нового и пониманию окружающего мира, который сопровождается чувством удивления и озадаченности. Пронизывает все стороны жизни и связан с формированием нового знания. Оно строится в ходе совместной работы людей, которые творят, решают проблемы, делают открытия и оценивают достоверность получаемых результатов.
20
20 Bulba D. What is Inquiry Based Science? 27.01.2018. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: Shttps://ssec. si.edu/stemvisions-blog/ what-inquiry-based-science
21 Engineering in K-12 Education. Understanding the Status and Progress. Committee on K-12 Engineering Education. Washington, DC: National Academies Press, 2009. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http://www. nap.edu/catalog. php?record_id=12635 Focus on Inquiry. Galileo Educational Network.
Рисунок 1. Взаимосвязь изучения, исследования, расследования и вопрошания
Различия между изучением, исследованием, расследованием и вопрошанием достаточно тонки, но они важны, коль скоро мы обсуждаем их в контексте организации познавательной деятельности. Они естественно выстраиваются в иерархию (см. Рис. 1).Широко понимаемое изучение включает в себя исследование, как нечто связанное с познанием нового, того, что пока отсутствует в культуре. Расследование- более частный процесс, и может служить основой и исходной точкой для исследования, но не наоборот22. И, наконец, вопрошание (то, что на западе называют inquiry) - это процесс, в ходе которого человек может открыть, обнаружить для себя что-то новое, предлагать объяснения рассматриваемых явлений, вырабатывать понятия и строить процессы, проверять и оценивать результаты на основе получаемых данных. Этот человек может быть ученым, который занимается фундаментальными исследованиями, и тогда этот процесс является составляющей его исследования. Если он решает частную прикладную задачу, вопрошание является составной частью его расследования. Если это учащийся, который осваивает новый для него материал, этот процесс можно назвать «учебным вопрошанием» (classroom in quiry). В последнем случае вопрошание становится инструментом освоения культурной нормы. Например, использоваться для освоения
22
Балацкий Е. Смена научно-поисковой парадигмы: расследования vs исследования // «Капитал страны», 24.11.2008. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http:// kapital-rus.ru/articles/ article/smena_nauchno_ poiskovoj_paradigmy_ rassledovaniya_vs_ issledovaniya/
Модели исследовательского обучения: международный опыт
23
NRC. Inquiry and the national science education standards: A guide for teaching and learning. Washington, DC: National Academy Press, 2000.
исследовательских и инженерных практик, сквозных и основных понятий естественнонаучных дисциплин.
Далее по тексту при обсуждении зарубежного опыта в качестве синонима термина «вопрошание» используется словосочетание «исследовательский подход».
Основные характеристики исследовательского подхода
Вопрошание или исследовательский подход относится, как минимум, к трем областям человеческой практики:
• научной работе ученых (например, проведение исследований с использованием научных методов);
• работе школьников, когда говорят об их обучении/ научении (например, изучение темы, в ходе которого осмысливается и исследуется явление или проблема и зачастую воспроизводятся действия, выполняемые учеными;
• работа учителя и методиста (например, разработка учебных материалов, которые позволяют проводить исследовательскую работу).
Согласно конструктивистскому подходу, несмотря на различия между исследовательской работой ученых или педагогов и исследовательской работой учащихся, последние в процессе этой работы выполняют ряд аналогичных ключевых действий23. Учащиеся:
1. вовлекаются в изучение поставленных перед ними вопросов (загадок),
2. концентрируют свое внимание на фактах (доказательной базе),
3. предлагают объяснения по поводу этих вопросов (загадок) на основе имеющихся у них фактов,
4. оценивают (рассматривают) предлагаемые объяснения, соотнося их с другими альтернативными объяснениями, т.е. воспроизводят тем самым существенные элементы процесса научного познания,
5. в ходе критического обсуждения оценивают правомерность каждого из объяснений и выбирают лучшее,
6. планируют и проводят собственное исследование. Сегодня все согласны с тем, что исследовательский подход на деле помогает учащимся глубже понять основы изучаемых наук и пути формирования научной картины мира. Национальная ассоциация учителей естественнонаучных дисциплин NSTA (http://www.nsta.org/) предлагает считать исследовательский подход приоритетным и призывает его освоить всем преподавателям естественнонаучных дисциплин. Учителям рекомендуется:
Исследовательский подход в обучении естественным наукам за рубежом _| (ьУ/
Уваров Александр Юрьевич I isf
• планировать использование вопрошания при разработке учебных мероприятий; предусматривать в них краткосрочные и долгосрочные цели, которым отвечает соответствующее содержание учебной работы;
• использовать приемы работы, которые побуждают учащихся задавать вопросы, проводить исследования и использовать этот опыт, чтобы ставить и отвечать на вопросы об окружающем их мире;
• использовать циклическое изложение материала как один из эффективных способов научить школьников ставить вопросы и проводить самостоятельные исследования;
• создавать и поддерживать в школе учебную среду, которая предоставляет учащимся достаточно времени и места для углубленного знакомства с материалом при осуществлении исследовательского подхода;
• накапливать личный опыт такой работы в ходе своего профессионального развития, включая:
- освоение сократического диалога, умения ставить перед учащимся правильные вопросы,
- составление планов занятий, которые дают учащимся возможность осваивать и использовать исследовательские и инженерные практики,
- изучение доступных учебно-методических материалов и оценку возможности использовать их в рамках исследовательского подхода.
Учителей призывают создавать условия для развития у школьников способностей применять исследовательские и инженерные практики, включая:
• постановку вопросов, ответ на которые можно получить в результате проведения исследований;
• планирование и проведение исследований, сбор данных, необходимых для ответа на поставленные вопросы;
• использование оборудования и инструментов для сбора, анализа и интерпретации полученных данных;
• объяснение наблюдаемых явлений и подготовку выводов с использованием критического мышления, защита подготовленных объяснений перед другими людьми;
• умение дискутировать, аргументированно обосновывать свою точку зрения, уверенно получать, оценивать и передавать информацию.
От учителей требуют, чтобы они помогали школьникам понять суть исследовательской работы, распознавать её основные черты, которые описываются следующим образом:
• исследователи ставят вопросы об устройстве окружающего мира и проводят исследования, которые помогают ответить на эти вопросы;
Модели исследовательского обучения: международный опыт
• не существует единой, обязательной для всех последовательности шагов, которой должны придерживаться исследователи в своей работе (при решении различных проблем логика исследовательской работы может быть разной);
• сбор эмпирических данных с помощью соответствующих инструментов и приборов является одной из важных составляющих исследования;
• данные, которые собирают исследователи, могут изменить их представления о мире;
• исследователи всегда критичны при оценке своей работы и работы своих коллег;
• исследователи ищут такие объяснения, которые логически непротиворечивы и основаны на эмпирических данных;
• успешное освоение естественных наук невозможно без личного участия в исследовательской работе. Опыт такой работы позволяет учащимся понять, что именно делают ученые, когда они занимаются наукой.
Итак, среди зарубежных педагогов существует единство мнений по поводу того, что и как должны делать учащиеся и педагоги при использовании исследовательского подхода (inquiry).
Рамка исследовательского подхода
24
Minner D, Levy A., Century J. Inquiry-based Science Instruction -What Is It and Does It Matter? Results from a Research Synthesis. J Res Sci Teach 47: 474-496, 2010.
Использование исследовательского подхода допускает весьма широкий спектр действий учителя. Например, объем указаний, которые он дает обучаемым, двигаясь от полностью самостоятельного (open) к направляемому (guided) «открытию», в каждом конкретном случае может сильно разниться. В предельном случае исследовательский подход легко превращается в традиционный объяснительно-иллюстративный метод учебной работы. Выработка общепризнанной рамки для его описания помогает согласовать представление о том, как комбинировать его отдельные составляющие и как при этом должна выглядеть работа учителя. Сегодня такая рамка существует24. Она позволяет зафиксировать те особенности подхода, которые не всегда точно формулируются как исследователями, так и практиками.
Основой для построения рамки служат три ключевых характеристики исследовательского подхода. Здесь учащиеся:
• получают опыт личного непосредственного взаимодействия с изучаемыми явлениями;
• фокусируются на ключевых научных понятиях;
• обладают достаточной свободой для выбора своих действий.
Исследовательский подход в обучении естественным наукам за рубежом _| (ьУ/
Уваров Александр Юрьевич I isf
Исходя из этого, исследовательский подход при обучении естественным наукам (inquiry science instruction) описывается тремя ключевыми признаками:
1. наличие научного содержания (контента);
2. включенность учащихся в исследовательскую работу;
3. демонстрация учащимися трех акцентов в учебной работе: ответственность за свое учение, умственная активность, а также заинтересованное(мотивированное) поведение на отдельных фазах учебного процесса.
Учебный процесс, организованный в пять фаз:
1. постановка исследовательского вопроса (questioning);
2. планирование исследования (design);
3. сбор данных (data);
4. формулирование выводов (conclusion);
5. обсуждение результатов (discussion). Перечисленные ключевые признаки и фазы учебного процесса, организованного с использованием исследовательского подхода, позволяют задать понятийную рамку, фиксирующую его различные варианты (таблица 2).
Модели исследовательского обучения: международный опыт
Таблица 2. Рамка исследовательского подхода в естественнонаучном образовании 25
Наличие научного содержания (контента)
Наука как исследовательский процесс
Биологические науки
Физические науки
Химические науки
Науки о Земле и астрономия
Включенность в научное исследование
Учащиеся:
• Непосредственно оперируют с инструментами и предметом исследования
• Наблюдают исследуемые явления (феномены)
• Наблюдают демонстрацию научного феномена
• Учащиеся наблюдают демонстрацию того, что НЕ является научным феноменом
• Используют вторичные источники (книги, интернет, материалы обсуждений, лекции, данные, полученные другими)
Пять фаз учебного процесса с использованием исследовательского подхода и три акцента в учебной работе
Ответственность учащихся за свое учение
Умственная активность учащихся
Мотивация учащихся
Ожидается, что учащиеся будут:
Принимать решение о проблеме (вопросе) исследования; делать попытки уточнить проблему (вопрос) исследования
Решать, когда и какая помощь им нужна для понимания плана исследования;
Демонстрировать, что они (класс / группа) вовлечены в разработку плана исследования и готовы его реализовать; Решать, как реализовать план исследования;
Проверять, что план исследования действительно нацелен на решение проблемы (вопроса) исследования
Предлагать (порождать, генерировать) проблемы (вопросы) исследования;
Использовать имеющиеся знания для прояснения проблем (вопросов);
Обсуждать или предсказывать ожидаемые результаты;
Анализировать заданные вопросы и определять, в какой мере они годятся в качестве исходной точки для проведения научного исследования;
Уточнять вопросы так, чтобы они годились для научного исследования;
Обсуждать вопросы, основываясь на предыдущих исследованиях или собранных данных
Использовать имеющиеся знания для разработки плана исследования;
Определять, в какой мере план соответствует проблеме исследования, включая используемые в нем показатели и процедуры;
Обсуждать достоинства различных планов исследования, в какой мере они выполнимы и обеспечивают получение необходимых данных;
Обсуждать возможные появления предубеждений или предвзятости, а также пути их преодоления;
Предлагать план проведения исследования
Проявлять / демонстрировать интерес, вовлеченность, любознательность, энтузиазм, настойчивость, старание, сосредоточенность, концентрацию и гордость (все это -эмоционально)
Исследовательский подход в обучении естественным наукам за рубежом |_| й*¥/
I Уваров Александр Юрьевич I ^иТ
Ответственность учащихся за свое учение Умственная активность учащихся Мотивация учащихся
Ожидается, что учащиеся будут:
Сбор данных Определять: • как организовать собираемые данные; • как организовать и/или улучшить сбор данных; • в какой мере им нужна помощь для сбора или организации данных. Запрашивать при необходимости разъяснения и советы Варьировать или уточнять используемые подходы к сбору, хранению или структурированию данных на основе информации, получаемой в ходе выполнения исследования
Подготовка выводов Определять: • какие процедуры лучше использовать для того, чтобы суммировать, интерпретировать или объяснить данные; • когда им или их коллегам нужна помощь в обобщении, интерпретации или объяснении данных; Искать необходимую дополнительную информацию, которая помогает в подготовке выводов; Запрашивать при необходимости разъяснения и советы Убеждаться, что выводы подтверждаются собранными данными; Применять имеющиеся знания в процессе обобщения, интерпретации или объяснения данных; Формулировать выводы, обращать внимание на их обоснованность и достоверность; Указывать на применимость сделанных выводов в других ситуациях или контекстах; Предлагать (классу или проектной группе) объяснение наблюдаемых отклонений в собранных данных; Ставить новые вопросы, которые следуют из предлагаемых объяснений Проявлять / демонстрировать интерес, вовлеченность, любознательность, энтузиазм, настойчивость, старание, сосредоточенность, концентрацию и гордость (все это -эмоционально)
Обсуждение Определять, как организовать обсуждение; просить совета и/ или помощи по вопросам организации обсуждения; Сообщать (предоставлять обратную связь) другим о том, насколько успешно они выступали, участвовали в обсуждении Вовлечены в содержательную дискуссию и обсуждения; Объяснять логические схемы, которые они используют для своих заключений или интерпретаций; Судить об обоснованности и достоверности исследовательской работы других людей; Обсуждать, в какой мере используемые средства коммуникации (включая язык, иллюстрации, технические средства и т.п.) являются удачными; Обсуждать достоинства и ограничения выполненной работы (полученных результатов)
25
Minner D., Levy A., Century J. Inquiry-based Science Instruction -What Is It and Does It Matter? Results from a Research Synthesis. J Res Sci Teach 47: 474-496, 2010.
Модели исследовательского обучения: международный опыт
26 NRC. K-12 National Research Council. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Washington, DC: The National Academies Press, 2012. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http://www.nap. edu/catalog.php?record_ id=13165#
Ключевые признаки исследовательского подхода фиксируются следующим образом.
1. Наличие научного содержания определяется на основе Федеральных стандартов, где указаны подлежащие изучению естественнонаучные области26.
2. Включенность учащихся в исследование объединяет все виды возможного соприкосновения учащихся с материалами выполняемой работы.
3. Демонстрация учащимися хотя бы на одной из пяти фаз учебного процесса:
3.1. Ответственности за свое учение, оцениваемой по выпол-
нению ими ролей, которые они берут на себя в процессе учебной работы. Эти роли встроены в исследовательский подход, предполагающий, что учащиеся будут:
• участвовать в принятии решений о том, что и как они делают,
• решать, кто и когда нуждается в помощи, и просить о ней,
• накапливать опыт, данные и материалы, которые формируются проектной группой в ходе её работы.
3.2. Умственной активности, которая проявляется в том,
как учащиеся оперируют изучаемым материалом. Исследовательский подход, который обеспечивает проявления этой активности, предполагает, что учащиеся будут:
• следовать в своих рассуждениях правилам логики,
• мыслить творчески,
• использовать имеющиеся у них знания для дедуктивных построений и формирования выводов.
3.3. Мотивации, которая оценивается по их личному вкладу
в учебный процесс. Исследовательский подход способствует формированию интереса и предполагает, что учащиеся будут проявлять:
• любознательность,
• энтузиазм,
• настойчивость и старание.
Приведенная рамка является полезным методическим инструментом. Она позволяет, используя приведенные ключевые признаки оценить, в какой мере конкретная методическая (проектная) разработка представляет собой полноценную реализацию исследовательского подхода, а также проверить, насколько успешно его удалось реализовать на практике.
Вместо заключения
Макро-анализ многолетних исследований, посвященных оценке результативности зарубежного опыта использования различных вариантов исследовательского подхода в реальном
Уваров Александр Юрьевич
учебном процессе показывает, что на практике этот подход далеко не всегда приводит к заметному улучшению образовательных результатов27. Лишь немногим более половины исследований зафиксировали заметное положительное влияние исследовательского подхода на усвоение традиционного содержания естественнонаучных дисциплин. Вместе с тем, повышенное внимание педагогов к активизации учебной работы, к формулированию школьниками своих выводов с опорой на имеющиеся данные положительно влияет на глубину понимания ими содержания осваиваемых понятий. Точно также самостоятельная работа учащихся по подготовке и проведению своих исследовательских проектов ведет к существенному повышению уровня освоения ими исследовательских и инженерных практик. Оба эти вывода хорошо согласуются с предсказаниями конструктивистской теории.
Опыт также показал, что использование исследовательского подхода нередко вступает в противоречие с требованием стандартов по ознакомлению учащихся с большим числом не всегда связанных друг с другом научных понятий. Регулярное тестирование школьников всех возрастных групп для оценки того, насколько хорошо они знакомы с предусмотренными учебной программой научными понятиями, существенно ограничивает возможности учителя использовать исследовательский подход на практике. Более того, применяемые методы оценивания в значительной мере ориентируются на проверку фактических знаний, на запоминание учащимися отдельных определений или теоретических положений. В результате учителя вынуждены за ограниченное время, отведенное программой на изучение естественнонаучных дисциплин, излагать учащимся большое количество различных понятий из отдельных естественнонаучных дисциплин. Для этого они предпочитают пользоваться фронтальными занятиями и объяснительно-иллюстративным методом учебной работы, ориентируясь на освоение фактического материала, выпуская из поля внимания освоение практик исследовательской и инженерной работы. Так реальная образовательная политика вынуждает учителей использовать недостаточно эффективные методы учебной работы, которые препятствуют повышению уровня естественнонаучной подготовки их воспитанников.
В последние годы это положение начало меняться. Наметившееся движение по переходу к ориентированной на результат (или компетентностно-ориентированной) персонализированной организации образовательного процесса (ПООП), которая позволяет на новом уровне решать проблемы повышения качества обучения и воспитания, остававшиеся неразрешимыми при традиционной организации обучения. Такой подход в значительной мере опирается на широкое использование исследовательского подхода при проведении учебных проектов в
27
Cakir M. Constructiv-ist approaches to learning in science and their implications for science pedagogy: A literature review // International Journal of Environmental & Science Education. 2008. № 3(4). Р. 193-206. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http:// cepa.info/3848
Модели исследовательского обучения: международный опыт
28 Summit learning: project-based learning. Jan. 30, 2017 [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: https:// www.youtube.com/ watch?v=N vGSf6oHrw
ходе изучения практически всех дисциплин. Примером может служить проект Summit Learning28. В его рамках более тысячи школ уже получили возможность начать переход к ПООП. В основе учебной работы здесь лежит выполнение учащимися групповых и индивидуальных учебных проектов, которые в значительной мере используют исследовательский подход. Такие проекты предлагается отличать от традиционных проектов, и их связывают с проектным обучением. В таблице 3 приведены некоторые из этих отличий.
Таблица 3. Традиционные проекты и проектное обучение 29
Традиционные проекты Проектное обучение
Набор слабо связанных между собой учебных мероприятий Основаны на использовании исследовательского подхода
Дополняют обязательную учебную программу Являются частью обязательной учебной программы и направлены на приобретение знаний
Используют традиционное оценивание Включают описание конкретных ожидаемых результатов и руководство по оценке их достижения
Не используют техники и инструменты управления проектом Используют инструменты управления проектами
29
What Is Inquiry? (n.d.) [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http://galileo.org/ teachers/designing-learning/articles/what-is-inquiry/
Есть все основания полагать, что уже в недалеком будущем
проектное обучение станет одной из основных форм учебной
работы при изучении естественнонаучных дисциплин в массовой школе. J/J
Литература
1. Балацкий Е. Смена научно-поисковой парадигмы: расследования vs исследования // «Капитал страны», 24.11.2008. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http://kapital-rus.ru/articles/article/smena_ nauchno_poiskovoj_paradigmy_rassledovaniya_vs_issledovaniya/
2. Уваров А.Ю. О развитии естественнонаучного образования в западных странах. - М.: Изд. ВЦ РАН, 2013. - 104 c.
3. Alfieri L, Brooks P. J., Aldrich N. J., Tenenbaum H. R. Does Discovery-Based Instruction Enhance Learning? // Journal of Educational Psychology. 2011. № 103(1). Р. 1-18. [Электронныйресурс, 5.03.2018]. URL: http://doi.org/10.1037/a0021017
4. Bazerman C. Shaping Written Knowledge. Madison: University of Wisconsin Press, 1988.
5. Berland L.K., Reiser B. Making sense of argumentation and explanation // Science Education. 2008. № 93(1). Р. 26-55.
6. Bulba D. What is Inquiry Based Science? 27.01.2018. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: Shttps://ssec.si.edu/stemvisions-blog/ what-inquiry-based-science
7. Cakir M. Constructivist approaches to learning in science and their implications for science pedagogy: A literature review // International Journal of Environmental & Science Education. 2008. № 3(4). Р. 193206. [Электронныйресурс, 5.03.2018]. URL: http://cepa.info/3848
8. Collins H, Pinch T. The Golem: What Everyone Should Know About Science. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1993.
Уваров Александр Юрьевич I isf
9. Engineering in K-12 Education. Understanding the Status and Progress. Committee on K-12 Engineering Education. Washington, DC: National Academies Press, 2009. [Электронныйресурс, 5.03.2018]. URL: http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12635 Focus on Inquiry. Galileo Educational Network.
10. Ford M. Disciplinary authority and accountability in scientific practice and learning // Science Education. 2008. № 92(3). Р. 404-423.
11. Friesen S, Scott D. Inquiry-based learning literature review. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: https://inspiring.education.alberta.ca/ wp-content/uploads/2014/04/Inquiry-Based-Learning-A-Review-of-the-Research-Literature.pdf
12. Gardner H. Five Minds for the Future. Boston, Mass.: Harvard Business School Publishing, 2006.
13. GiereR., BickleJ, Maudlin R.F. Understanding Scientific Reasoning. Belmont, CA: Thomson Wadsworth, 2006.
14. Johnson L, Adams S. Challenge Based Learning: The Report from the Implementation Project. Austin, Texas: New Media Consortium, 2011. [Электронныйресурс, 5.03.2018]. URL: http://eric.ed.gov/?id=ED532404
15. Latour B. Visualization and cognition: Drawing things together. In M. Lynch and S. Woolgar (Eds.). Representation in Scientific Activity. Cambridge, MA: MIT Press, 1990. Р. 19-68.
16. Latour B. Pandora's Hope: Essays on the Reality of Science Studies. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1999.
17. Latour B, Woolgar S. Laboratory Life: The Construction of Scientific Facts. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1986.
18. LehrerR., SchaubleL. Cultivating model-based reasoning in science education. / In R.K. Sawyer (Ed.), The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (pp. 371-187). Cambridge, England: Cambridge University Press, 2006.
19. LonginoH.E. The Fate of Knowledge. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2002.
20. Mayer R. Should there be a three-strikes rule against pure discovery learning? The case for guided methods of instruction. American Psychologist, 2004. 59(1), 14-19.
21. Minner D, Levy A., Century J. Inquiry-based Science Instruction - What Is It and Does It Matter? Results from a Research Synthesis. J Res Sci Teach 47: 474-496, 2010.
22. Nercessian N. Model-based reasoning in scientific practice. In R.A. Duschl and R.E. Grandy (Eds.), Teaching Scientific Inquiry: Recommendations for Research and Implementation (pp. 57-79). Rotterdam, the Netherlands: Sense, 2008.
23. Newmann F. M., Bryk A. S, Nagaoka J. K. Authentic Intellectual Work and Standardized Tests: Conflict or Coexistence? (Improving Chicago's School). Chicago, Illinois: Consortium on Chicago School Research, 2001. [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http://ccsr.uchicago. edu/sites/default/files/publications/p0a02.pdf
24. NRC. Inquiry and the national science education standards: A guide for teaching and learning. Washington, DC: National Academy Press, 2000.
25. NRC. K-12 National Research Council. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Washington, DC: The National Academies Press, 2012. [Электронныйресурс, 5.03.2018]. URL: http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=13165#
26. Pickering A. The Mangle of Practice: Time, Agency, and Science. Chicago: University of Chicago Press, 1995.
27. Summit learning: project-based learning. Jan. 30, 2017 [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: https://www.youtube.com/watch?v=N_vGSf6oHrw
28. What Is Inquiry? (n.d.) [Электронный ресурс, 5.03.2018]. URL: http:// galileo.org/teachers/designing-learning/articles/what-is-inquiry/
