Как научить ребенка заниматься наукой 5360

Не так давно в авторитетном научном журнале Biology Letters вышла статья британских школьников 8—10 лет. Дети под руководством нейробиолога Бо Лотто провели настоящее научное исследование и выяснили, могут ли шмели по цвету определить, в каком цветке сладкий нектар, а в каком нет.

Идея подобного исследования пришла Бо, когда он рассказывал ребятам, как по-разному воспринимают мир человек, робот и шмель. Вместо того, чтобы забивать головы детей скучной теорией и сухими фактами из жизни шмелей, Бо предложил ребятам провести собственный эксперимент и выяснить, будет ли нектар ассоциироваться у шмелей с определенным цветом или всё это чепуха.

Ребята подготовили свои вопросы, придумали эксперименты, проанализировали полученные данные и обосновали ответы.

Для своих экспериментов дети соорудили из оргалита «пасеку», которую «засеяли» искусственными цветами: колбочками с подслащенной и соленой водой. Ребята нарисовали для пчел две схемы, состоящие из 12 кружков желтого цвета и 4 кружков синего цвета и наоборот. Подслащенную воду расположили на центральных кружках, а по краям поставили колбы с соленой водой. Такое расположение не было случайным: школьники хотели понять, смогут ли шмели найти путь к нектару по цветовым узорам. Когда шмели привыкли, что нектар находится в середине цветовой схемы, ребята убрали угощение. Тем не менее, в 90,6% случаев шмели продолжали прилетать к центру узора.

Изображение с http://www.labofmisfits.com/

Школьники решили пойти дальше и выяснить, как насекомые определяют, где находится нектар: по цвету или расположению в пространстве? Для этого ребята заменили цвет кружков в центре на зеленый. В итоге шмели растерялись и выбирали лунки с жидкостью хаотично.

Конечно, исследование трудно назвать выдающимся. Но важно другое: дети поняли, что заниматься наукой весело и интересно . Один из ребят сказал: «Наука — это совсем не скучно. Когда тебе любопытно, что да как, можно провести опыт и получить ответ на свой вопрос».

Бо сделал важную вещь: не просто провел опыт, результат которого заранее известен (вспомните опыт с медным купоросом или измерением сопротивления куска проволоки на уроках физики), а позволил ребятам творчески подойти к процессу и сделать то, что никто до них еще не делал.

Заинтересовать

Чтобы увлечь ребенка наукой, не обязательно штудировать с ним научно-популярную литературу и энциклопедии, хотя это тоже не помешает. Гораздо важнее отыскивать математическую начинку в повседневных привычных вещах, «открывать» физические законы дома и на прогулках.

Дети любопытны от природы, и это значительно упрощает задачу взрослым. Не надо ничего выдумывать, достаточно вовремя подхватить интерес ребенка и разжечь его интересными вопросами. Не пытаться сразу же выдать готовый ответ, а рассуждать вместе с ребенком, развивая у него критическое мышление и привычку проверять знания при помощи гипотезы и эксперимента.

Отец известного физика Ричарда Фейнмана, лауреата Нобелевской премии, одного из создателей квантовой электродинамики и атомной бомбы, тоже старался развить в сыне интерес к познанию окружающего мира. Он не заставлял Ричарда штудировать учебники по физике, не загружал голову формулами, а просто беседовал обо всем, что видел вокруг: о предметах, явлениях, жизни.

Отец учил Ричарда не просто смотреть, а вглядываться, проникая в суть вещей. Не принимать ничего на веру, а исследовать и анализировать.

«Ты можешь знать название этой птицы на разных языках мира, но когда ты закончишь перечислять эти названия, ты ничего не будешь знать о самой птице. Поэтому давай посмотрим на эту птицу и на то, что она делает — вот что имеет значение».

Спустя годы в одном из интервью Фейнман вспоминал: «Я просто попался, как человек, которому дали нечто удивительное, когда он был ребенком, и он постоянно ищет это снова. Я всё время ищу, как ребенок, чудеса. И нахожу их!»

Прогулки по городу или лесу подбрасывают кучу интересных тем для разговоров. Даже простой одуванчик может стать темой интересных размышлений: куда деваются желтые цветки, зачем его семенам парашют, почему у него такой длинный стебель и почему сок одуванчика не отстирывается со штанов?

Фото из личного архива

Или бежит мимо бродячая собака, в шерсти которой застрял колючий репейник. И вот уже готова тема для следующего разговора — о путешествии растений.

Важно показать ребенку, что наука не ограничивается рамками школьных учебников, и любые математические закономерности можно разглядеть в природе. Покажите, что логарифм — не мертвая формула из задачника по алгебре. В логарифмические спирали закручены раковины улиток, рога горных козлов, семена подсолнуха, чешуйки сосновых шишек и даже наша Галактика.

Купите ребенку лупу и микроскоп, чтобы он рассматривал и изучал микромиры: плесень на яблоке, волокна на джинсовой ткани, листья растений, пыльцу на цветках, ползающих насекомых, крылья бабочки и даже грязь под ногтями. Это породит в нем новые вопросы, с которыми он придет к вам.

Фото из личного архива

Создать атмосферу

Следующий этап — создать условия для погружения в науку, попробовать изучая ее в сотрудничестве с другими людьми. Существует несколько способов.

Научные кружки. Дают возможность ребенку отточить свои интеллектуальные навыки и попробовать себя в роли биолога, палеонтолога, физика, химика. Под руководством преподаватели ребята будут проводить эксперименты, решать нестандартные задачи и делать собственные проекты.

Научные лагеря. Эти лагеря обычно устраивают университеты или музеи и совмещают научную программу и досуг. Занятия проводятся студентами и преподавателями университетов и позволяют ребятам расширить свои знания по математике, биологии, химии, физике и другим предметам. Вместо лекций обычно проводятся практические занятия с опытами, экспериментами и научными исследованиями.

Фестивали науки. На таких фестивалях можно ходить по различным мастерским, ставить опыты, решать головоломки и посещать научно-популярные лекции.

Олимпиады и турниры. Состязания проводятся среди школьников. Задачи и сложные исследовательские задания помогают развивать творческие способности и нестандартное мышление ребят.

Онлайн-ресурсы. Видео-лекции ученых и преподавателей, которые в простой и увлекательной форме рассказывают детям о науке.

Сделать первый научный проект

Ребенок может выбрать любую интересную тему и провести настоящее научное исследование. Причем результат исследования может получится в виде статьи в детском научном журнале, в виде книги, презентации, макета, инфографики и даже мультфильма. Научным руководителем и помощником ребенка может стать родитель или учитель.

Обычно работа над проектом делится на несколько этапов.

Выбрать тему. На этом этапе важно участие наставника, который подкинет ребенку интересные идеи и заразит энтузиазмом. Возьмем в качестве примера тему «Как измерить высоту школы подручными средствами».

Определить цель проекта. Важно правильно сформулировать цель — желаемый результат, который ребенок планирует достичь в результате работы. Лучше всего формулировать цель как можно более простыми словами. Обычно в начале предложения используют одно из этих слов: изучить, выяснить, узнать, исследовать, обосновать, показать, проверить. В нашем случае цель проекта: узнать, как измерить высоту здания подручными средствами, без измерительных приборов.

Поставить задачу. После того, как мы выяснили цель проекта, нужно определить, какие задачи ребенок будет решать в процессе исследования. Для этого последовательно ответим на вопрос: «Что мне сделать, чтобы достичь цели исследования?» Например, придумать разные способы измерения высоты здания, найти наиболее простой способ, сравнить, какой из методов точнее всего измеряет высоту.

Выбрать методы исследования. Наблюдения, опрос, счет, измерение, сравнение, фотографирование помогают изучить явления, на основе которых ребенок формирует свои гипотезы. Эксперименты, опыты, макеты, анализ помогают ребенку не только собрать факты, но проверить их, систематизировать и найти закономерности.

В своем исследовании мы будем пользоваться несколькими методами. Сначала мы проведем анализ: выпишем различные способы измерения высоты объектов подручными средствами. Эту информацию возьмем из интернета и книги Я.И. Перельмана «Физика на каждом шагу». Потом проведем эксперимент: измерим здание школы разными способами. В конце исследования мы выпишем полученные результаты в таблицу, сравним цифры и вычислим среднее-арифметическое значение.

Мы измерим здание пятью способами:

1. При помощи модели равнобедренного треугольника, одним из катетов которого будет школа. Для этого возьмем треугольник и приложим его к глазу так, чтобы одна его сторона была параллельна земле, а другая совпадала с крышей здания. Измерим рост ребенка и расстояния от его ног до здания. Оно равно 12,1 м.

2. Сделаем фотографию ребенка на фоне школы. Рост ребенка равен 1,3 м, его рост на фотографии — 2 см, высота школы на фотографии — 15,7 см. Определим реальную высоту школы: 1,3 × 15,7 / 2. В этом случае высота школы равна 10,2 м.

3. Измерим длину школы при помощи карандаша. Поставим ребенка возле колонны школы, а сами отойдем так, чтобы видеть всё здание целиком. Вытянем перед собой руку с карандашом так, чтобы он полностью совпадал с размерами школы. Затем повернем карандаш на 90 градусов, чтобы он оказался параллельно земле, при этом основание карандаша должно совпадать с основанием школы. Попросим ребенка двигаться в сторону, дойти до воображаемого острия карандаша и остановиться. Теперь измерим расстояние от школы до ребенка — это и будет длина здания.

4. В безветренный день в качестве линейки будем использовать гелиевый шарик с привязанной нитью. Отпустим шарик до тех пор, пока он не достигнет верхушки школы. Измерим длину нити и определим высоту школы.

5. В солнечный день измерим длину школы при помощи тени. Измерим длину тени ребенка и длину тени школы. Затем приведем измерения к нужным пропорциям и узнаем длину здания: рост ребенка / длину тени школы × длину тени ребенка.

Теперь сравним результаты и выясним, какой способ оказался точнее.

Реальная высота	Гелиевый шар	Карандаш	Треугольник	Тень	Фотография
12,3 м	12,26 м	12,25 м	12,20 м	12,15 м	10,2 м

Оформить работу, подготовиться к защите и вопросам. Чтобы успешно защитить свой проект, ребенок должен всю основную работу по проекту выполнить сам, но это не значит, что нужно его оставлять один на один с задачей. Родитель или учитель могут помочь определить цели, задачи и последовательность действий, подсказать, где искать дополнительную информацию, как лучше всего проиллюстрировать опыты и показать результаты.

Елена Глубко.