Тема 1
Научные исследования и инженерные проекты
Учебно-исследовательская и проектная деятельность не возникли «ниоткуда», не были изобретены дидактами. Они опираются на реальные культурные образцы и нормы
В основе современных образовательных стандартов лежит системно-деятельностный подход, направленный на формирование у учащихся готовности к саморазвитию и непрерывному образованию; на поддержку и культивирование активной учебно-познавательной деятельности.

Учебно-исследовательская и проектная деятельность обеспечивает становление этих качеств.
Значимость этих видов деятельности подчеркивается в образовательных стандартах в следующих формулировках:
Системно-деятельностной подход
Особенностью системно-деятельностного подхода является положение о том, что психологические функции и способности есть результат преобразования внешней предметной деятельности во внутреннюю психическую деятельность путем последовательных преобразований. При этом содержание образования проектирует определенный тип мышления ребенка – эмпирический или теоретический в зависимости от содержания обучения. Содержание же учебного предмета выступает как система научных понятий, конституирующих определенную предметную область. В основе усвоения системы научных понятий лежит организация системы учебных действий...
При итоговом оценивании результатов освоения обучающимися основной образовательной программы основного общего образования должны учитываться сформированность умений выполнения проектной деятельности и способность к решению учебно-практических и учебно-познавательных задач;
ФГОС ООО, Глава II, пункт 12
Индивидуальный проект представляет собой особую форму организации деятельности обучающихся (учебное исследование или учебный проект).

Индивидуальный проект выполняется обучающимся самостоятельно под руководством учителя (тьютора) по выбранной теме в рамках одного или нескольких изучаемых учебных предметов, курсов в любой избранной области деятельности (познавательной, практической, учебно-исследовательской, социальной, художественно-творческой, иной).
ФГОС СОО, Глава II, пункт 12
Но здесь есть ряд вопросов, среди которых важно отметить следующие:
Отличается ли по существу учебно-исследовательская (и учебная проектная деятельность) внутри самой себя на разных этапах взросления, с 5 по 11 класс?
Чем, по существу, отличаются друг от друга исследовательская и проектная деятельность?
Как обеспечить субъектность учащихся, чтобы в рамках учебных исследований они действовали как исследователи - выделяли проблемы, формулировали исследовательские вопросы, выдвигали гипотезы и т.д.?
Как может быть организована на уроках не только учебно-исследовательская, но и проектная деятельность, если под последней понимать создание продуктов и технологий?
Как обеспечить субъектность учащихся, чтобы в рамках учебных проектов они действовали как проектировщики - видели ситуацию, требующую преобразования, создавали образ будущего продукта, подбирали соответствующие орудия и средства и т.д.?
Также мы часто употребляем словосочетание «исследовательский проект», на фоне которого становится непонятным, что тогда — учебное исследование, а что — ученический проект?

Анализ особенностей учебно-исследовательской и проектной деятельности, поиск ответов на поставленные выше вопросы, необходим для верной и успешной их организации.
В ежегодной каникулярной школе «Наноград» проектная и исследовательская деятельность является определяющей
Раздел 1.1
Нормы деятельности и задачи воспроизводства деятельности
Начнем с обсуждения того, что такое «норма». Именно представление о «норме» дает ответ на вопрос «каковы сущностные характеристики исследовательской/учебно-исследовательской и проектной/учебной проектной деятельности»

Всякая деятельность осуществляется по норме. Нормы представлены в виде целей, инструментов и средств, совокупности требований к результатам. Производственные деятельности конкретизированы в штатном расписании, должностных инструкциях, функциональных обязанностях.

Одной из простейших норм деятельности является цель – нормативное представление о результате деятельности. Цель как идеальный образ будущего детерминирует настоящее, нормирует действия субъекта.
В широком смысле слова «норма» (нормативное описание деятельности) – это совокупность предписаний, разрешений действовать определенным образом для того, чтобы достичь определенного результата.
Нормы деятельности важны как для разворачивая, корректировки осуществления деятельности, так и для её (деятельности) воспроизводства из поколения в поколение через институты образования.

Традиционно в образовательном процессе под нормами исследовательской и проектной деятельности понимаются перечни правил, инструкций, регламентов проведения конкретных исследовательских методик, процедур испытания материалов и т.д., которым нужно обучить учащихся. Такое понимание – часто встречающееся.

В рамках модуля под нормами исследовательской и проектной деятельности понимаются те характеристики деятельности, без воспроизводства которых из поколения в поколение, исчезнут сами эти деятельности. При этом очевидно, что «потеря» отдельной методики не повлияет на воспроизводство норм исследования как такового.

Таким образом, при организации, например, учебных исследований необходимо учить школьников не только и не столько конкретным методикам, а именно организации исследовательской деятельности – от постановки проблемы к формулированию гипотез, их проверки и доказательству и представлению полученных знаний.

Аналогичные утверждения можно сделать и в отношении учебной проектной деятельности.

Именно через освоение этих норм (и по сопричастности – через освоение конкретных исследовательских методик) и складываются исследовательские компетенции у подрастающего поколения.

Отметим, что освоение норм деятельности происходит через рефлексию школьниками проделанных ими самими этапов работы.

Летняя школа «Наноград-2017». Работа с кейсом на стажёрской площадке Технопарка «Идея»
Раздел 1.2
Отличительные особенности исследовательской и проектной деятельности
Для того, чтобы выстроить общую педагогическую картину организации учебно-исследовательской и учебной проектной работы с 5 по 11 класс (на материале естественнонаучных дисциплин) в рамках урочной и внеурочной деятельности необходимо осуществить так называемые «предпроектные изыскания».

Для этого необходимо проанализировать отличительные особенности научно-исследовательской и проектной деятельности. Связано это с тем, что учебно-исследовательская и учебная проектная деятельность не возникли «ниоткуда», не были изобретены дидактами вне опоры на существующие культурные нормы. Такими культурными образцами (нормами) для учебно-исследовательской и учебной проектной деятельности являются научно-исследовательская и проектная (инженерно-конструкторская и инженерно-технологическая) деятельность.
Предназначение деятельности
Культурологическое «предназначение» и образовательное значение данных видов деятельностей – в разном.

Научно-исследовательская деятельность направлена на изучение природных процессов, обещающих (пусть и потенциально) практический эффект. Природа при этом понимается как резервуар материалов, сил, энергий, которые человек может использовать при условии, если откроет и опишет законы природы.

Предназначение проектной деятельности – в изменении (преобразовании) сложившейся социо-культурной, управленческой, производственной, технологической ситуации в желаемом направлении; проект – это действие, обеспечивающее качественное изменение функционирующей системы. Образно говоря, проект – это даже не сколько «брошенный вперед замысел», это, скорее, «брошенный вперед якорь, подтягиваясь к которому, мы выходим из текущей ситуации, меняя и ситуацию, и самих себя» (В. Розин).

Образовательное значение данных видов деятельностей – в разном. В случае исследовательской деятельности – это формирование у учащихся познавательной установки на то, что «мир познаваем» и готовности исследовать мир «как он есть»; в случае проектной деятельности – это формирование у учащихся готовности относиться к миру человеческой цивилизации как к «проекту», как к тому, к тому, что создается волей и энергией людей.
Проблематика
Проблематика научного исследования связана с отсутствием объяснения причин того или иного явления, события в рамках текущей научной картины мира.

Проблематика проекта связана с оценкой ситуации социо-культурного характера как неудовлетворительной, требующей преобразования, перестройки существующей деятельности.
Результат деятельности
Важным основанием различения исследовательской и проектной деятельности является тип результатов.

Исследовательская деятельность – это деятельность, результатом которой является получение нового знания теоретического или прикладного характера. Иными словами, исследовательская деятельность направлена на выявление новых фактов, установление закономерностей, анализ свойств, обнаружение констант и др. Всё это и является новым знанием.

Проектная деятельность – это деятельность, результатом которой является создание реальных объектов (устройств, машин, сооружений) с заданными функциональными, технико-экономическими, экологическими и потребительскими качествами. Данный объект создается для конкретного использования.

Важно отметить, что продукт проектного характера создается на основе тех или иных знаний. В этом принципиальное значение научных исследований для развития, например, высоких технологий и создания высокотехнологических продуктов.

Продукт проектной деятельности обладает определенными качествами – функциональными, потребительскими. «Новое знание» такими качествами не обладает.

«Проектный продукт» обладает еще одним качеством: он оказывает реальное воздействие на социальную ситуацию, реально меняет ее. «Новое знание», как результат исследовательской деятельности, таким качеством не обладает.
Время работы и результат
Исследования проводятся в рамках долгосрочных исследовательских программ (см., например, исследования на адронном коллайдере). Точный результат исследования предсказан быть не может. Время завершения исследования не может быть точно обозначено.

В отличие от исследований, проект должен быть спланирован и завершен в точно обозначенное время. Результат проекта должен быть точно соотнесён со всеми характеристиками, сформулированными в его замысле.
Летняя школа «Наноград—2019». Подготовка к защите кейса.
Раздел 1.3
Модели исследовательской и проектной деятельности естественнонаучной и технической направленности
Структурно-функциональная модель научно-исследовательской деятельности и структурно-функциональная модель проектной деятельности и есть та совокупность норм, о которых мы говорили выше.
Структурно-функциональная модель научно-исследовательской деятельности
Структурно-функциональная модель исследовательской деятельности включает в себя следующие этапы:
1
Проблематизация. Процесс начинается с удивления; удивление переоформляется в исследовательский вопрос, в котором зафиксирована противоречивая природа изучаемого объекта, явления.
2
Разбивка проблемы на комплекс задач. Постановка цели.
3
Теоретическое изучение имеющихся решений того или иного аспекта изучаемой проблемы и смежных областей знаний.
4
Формулировка гипотез(ы). Реально формулируется не одна, а несколько конкурирующих между собой гипотез, которые проверяются в сопоставлении друг с другом.
5
Планирование исследовательских работ, выбор инструментария.
6
Проверка выдвинутых предположений. Одна из конкурирующих гипотез приобретает статус знания.
7
Анализ, обобщение, окончательная формулировка новых фактов, закономерностей или даже законов.
8
Оформление результатов учебно-исследовательской деятельности как конечного продукта (в виде статьи, доклада, презентации).
8
Оформление результатов учебно-исследовательской деятельности как конечного продукта (в виде статьи, доклада, презентации).
9
Представление результатов, формулировка прогнозов.
Учебно-исследовательская деятельность школьников по структуре воспроизводит исследовательскую деятельность ученых, для которых эта деятельность является основной. Однако цель учащегося в процессе исследования – не сколько получить новые для него знания-факты, но, в первую очередь, открыть и освоить нормы исследовательской деятельности – технологию работы получения новых знаний – процесс исследования. Этим позиция школьника отличается от позиции ученого.
Структурно-функциональная модель проектной деятельности
Структурно-функциональная модель проектной деятельности включает в себя следующие этапы:
1
анализ и оценка ситуации, реальной практики, функционирующей системы, требующей изменения; осознание несовершенства какого-либо явления, процесса, продукта; желание сделать эти явление, процесс, продукт заново или создать новые процессы, продукты, которые изменят к лучшему условия жизни;
2
«оформление образа желаемого будущего» (первичный образ результата и предварительное продумывание этапов его достижения);
3
целеполагание, уточнение представлений об итоговом продукте; формулирование темы проекта;
4
формулировка задач, которые следует решить;
5
выбор средств и методов, адекватных поставленным целям;
6
составление плана реализации проекта по этапам и срокам;
7
проведение работ; оформление результатов работ в соответствии с замыслом проекта;
8
представление результатов в соответствующем использованию виде;
9
рефлексия проведенной проектной деятельности как целого, оценка степени своей удовлетворенности полученным результатом, привлечение и рассмотрение оценок внешних экспертов.
Летняя школа «Наноград — 2019». Мастерская «Пора парсить».
Раздел 1.4.
Определения исследовательской и проектной деятельности
В первой части модуля мы познакомились с основными общими и отличительными характеристиками научно-исследовательской и проектной деятельности; отметили, что эти виды деятельности являются культурными нормами для учебных видов деятельности – учебно-исследовательской и учебной проектной. При этом учебная (образовательная) цель по овладению и рефлексивному осознанию норм исследовательской и проектной деятельности отличает данные виды деятельности от научно-исследовательской и проектной деятельности.

С учетом сказанного дадим определения учебной проектной и учебно-исследовательской деятельности:
Учебная проектная деятельность
Учебно-исследовательская деятельность
Учебная проектная деятельность — это деятельность, которая предполагает достижение учащимся двух типов целей:

  • проектная цель – создание продукта (устройств, сооружений, механизмов, разработка рекомендаций, регламентов);
  • образовательная цель – открытие и освоение норм проектной деятельности, т.е. открытие и освоение технологии работы по организации и созданию продукта, идеальный образ которого формируется в самом начале проектирования.
Учебно-исследовательская деятельность учащихся — это деятельность, которая предполагает достижение учащимся двух типов целей:

  • исследовательская цель учащегося – получение новых знаний-фактов (часто – субъективно новых);
  • образовательная цель – открытие и освоение норм исследовательской деятельности (технологий работы по получению новых знаний).