Выбор проблемы для исследования — это отправной момент в осуществлении проблемного подхода в обучении географии.
Географические проблемы бывают разных типов. Среди них есть такие, которые касаются распределений в пространстве, а также процессов и явлений. С точки зрения полевых исследований они образуют группу вопросов типа «Каким образом?», нацеленных на количественное описание пространственной изменчивости в наблюдаемых структурах. Вот несколько примеров вопросов, возникающих в связи с указанными проблемами: «Как выглядит иерархия поселений с точки зрения их размеров, функций и предоставляемых услуг? Как изменяются уклоны в зависимости от расстояния от бортов долины? Как изменяется плотность речной сети в разных районах?»
Есть проблемы, касающиеся главным образом процессов, действующих в рамках какого-либо явления или связывающих разные явления. Такие проблемы обычно приводят к вопросам типа «Почему...?», нацеленным на количественное описание зависимостей или процессов, порождающих изменчивость: «Почему сравниваемые районы города, сельской местности, страны и т. п. отличаются по плотности населения, типу жилищ или жилищным условиям? Почему один сельский район привлекает мигрантов из другого сельского района? Почему характер речных наносов меняется на протяжении речной долины?»
Есть и такие проблемы, которые требуют исследования динамики явлений, связанной с притоком или потерей энергии. При этом могут ставиться вопросы такого типа: «Насколько глубоки изменения в использовании земли в сельском хозяйстве, и какова их скорость? С какой скоростью будет происходить, например, выполаживание склонов или сокращение лесных площадей под влиянием соответствующих факторов или процессов?»
К таким проблемам можно прийти в процессе работы с географическими картами, особенно при выполнении определенных заданий; при знакомстве с характеристиками наблюдаемых объектов и выявлении взаимосвязи явлений во время полевых экскурсий; при чтении опубликованной литературы. Разного рода проблемы можно сформулировать, исходя из сведений, полученных и из других источников информации. Несмотря на всю полезность названных источников, основным источником проблем, предлагаемых для изучения в школах, могут быть нижеперечисленные или сходные с ними темы:
1. Процессы развития городов (или любые другие аспекты этих процессов), скажем г. Дели, в Индии.
2. Особенности морфологии и/или процессов эрозии на Боливийском плато в Южной Америке.
3. Культурные ландшафты и типы пространственной организации деятельности человека на землях племени йоруба в Нигерии.
Исходя из этих тем, можно предложить различные модели, концепции и/или гипотезы, допускающие конкретное исследование. Например, если взять первую из предложенных выше тем, можно будет изучить любую из моделей развития города (концентрическую, секторную или многоядерную), проблему отведения земель в городах для различного использования, проблему зонирования по составу населения и пространственных различий в плотности населения в городах и другие.
Выделение проблемы надо рассматривать как важный этап проведения многих уроков географии даже в том случае, если не все поставленные вопросы и предварительные решения можно полностью исследовать и проверить в поле. Тем не менее, темы многих уроков географии или трактовка этих тем должны сами по себе приводить к проблемам, требующим исследования. Например, изложение пространственных аспектов сельского хозяйства в некоторых странах или местностях должно включать, помимо прочего, представление о факторе удаленности от населенных пунктов или торговых центров в связи с размещением посевов различных культур; меняющейся интенсивностью использования земли в разных местностях или при разной степени доступности; изменениями размеров фермерских хозяйств; изменениями частоты посещений фермерами их полей в разных местностях и, следовательно, изменениями затрат труда, внимания, уделяемого полям при разной их удаленности, и спроса на землю.
В связи со сказанным выше можно предложить следующую проблему: «Как меняется степень внимания, которое фермер уделяет своим полям, расположенным в разных местах, в зависимости от удаленности полей от места проживания фермера?» Или: «Как влияет удаленность полей на степень внимания, которое фермер уделяет различным принадлежащим ему участкам?» Такая трактовка темы имеет ряд достоинств. Во-первых, ученик сразу улавливает связь между практическими занятиями на местности и работой в классе. Во-вторых, он учится извлекать информацию из соответствующей литературы и справочников по данной проблеме или теме.
Подготовка к сбору данных
После выбора проблемы для исследования нужно предложить учащимся обдумать возможные ответы на вопросы, могущие возникнуть при решении проблемы; при этом важно достаточно четко сформулировать каждый аспект предварительного ответа, чтобы облегчить сбор данных в поле. На этом этапе следует решить, должны ли необходимые данные представлять собой измерения, которые надо выполнить учащимся, или эти данные будут собраны с помощью вопросника; или данные будут выбраны из таких документальных источников, как, например, материалы переписи населения, записи актов гражданского состояния, обзоры по сельскому хозяйству и промышленности, материалы обследований домашних хозяйств, или других опубликованных и неопубликованных материалов.
Если данные должны представлять собой измерения, выполняемые учащимися, надо решить, будут ли они связаны с подсчетом, взвешиванием, хронометрированием, расчетами, инструментальными наблюдениями и т. п. или потребуется сочетание всех этих приемов. Затем ученикам надо предоставить приборы, требующиеся для измерений. При необходимости использования вопросников на этой подготовительной стадии надо согласовать также содержание и типы вопросов и договориться о способе рассылки вопросников.
Обычно полезно заранее решить, где будут проводиться измерения, какие правила при этом надо соблюдать и к кому обращаться с вопросами. Иными словами, надо определить схему выборочного обследования, указать методы, которые будут применяться, и при необходимости скорректировать их. Чтобы получить действительно надежные данные, допускающие статистическую обработку, проверку на значимость и пригодные для построения математических моделей, необходимо использовать адекватные методы выборки, что особенно важно осуществлять в старших классах.
Ученикам следует освоить технику записей результатов измерений в полевых дневниках, правильной постановки вопросов, регистрации ответов (галочкой, подчеркиванием, обведением кружком или другими способами). При обучении правильному заполнению полевого дневника особенно важно уделить внимание способу сведения данных в таблицы и составления простых графиков, включающих переменные и зависимости, которые будут исследоваться. Поэтому до проведения полевых исследований надо решить, какими будут эти таблицы и графики, и заранее подготовить дневник (разлиновать его, пронумеровать страницы, по возможности написать заголовки), в который будут заноситься полевые данные. От того, насколько тщательно будет проведен этот подготовительный этап, во многом зависит успех всего исследования.
Конечно, помимо всех этих приготовлений надо предпринять поиск и ознакомиться с соответствующей литературой по теме, концепции, осуществляемому проекту. Понятно, что нужно разыскать также соответствующую общую информацию о местности, районе или другом элементарном участке, на котором будут проводиться полевые исследования. И, разумеется, что при работе со школьниками учитель должен строго следить за выполнением всех его требований.
Выборочное обследование
Чтобы обеспечить успех полевых работ, важно представлять себе характер всей совокупности изучаемых объектов. Термин совокупность означает все элементы некоторой группы, например совокупность кокосовых пальм в Западной Африке или автомобилей в Великобритании. Одна из основных трудностей, с которыми приходится сталкиваться при проведении географических исследований, связана с «информационным взрывом». Например, по распределениям в пространстве имеется так много разрозненной информации, что нередко просто невозможно приступить к ее анализу. Поэтому при решении определенных проблем очень часто бывает нецелесообразно измерять или пересчитывать всю совокупность. Допустим, например, что городской совет намерен ввести какие-то новые меры для сбора дополнительных налогов с жителей города. Совету интересно знать реакцию жителей на эти новые меры. В таком случае непрактично и даже нет необходимости спрашивать мнение каждого жителя города. Достаточно произвести опрос небольшой части всех жителей, задавая им вопрос, одобряют они новые меры или нет. Такая небольшая часть всего населения называется выборкой, а метод, с помощью которого собирают соответствующее ограниченное число данных, называют методом выборочного обследования. Генеральную совокупность, из которой берутся выборки, называют основой выборки.
Почему выборка?
Естественно, что при решении вопроса о том, производить выборку или нет, надо руководствоваться определенными критериями. Они состоят в следующем:
а. Важнейшим моментом является возможность снизить затраты времени на исследование путем использования выборки вместо большой совокупности объектов. Географы все чаще производят измерения изучаемых объектов и регистрируют наблюдения в точной численной форме. Такие измерения трудоемки и отнимают много времени. Поэтому измерение всех элементов совокупности может потребовать чрезмерных затрат времени, которого не останется на само исследование. Таким образом, выборочное обследование представляет неоценимый способ убыстрения процесса сбора данных.
б. Важный критерий представляет практическая осуществимость сбора данных с помощью предлагаемых методов. Может оказаться, что число элементов совокупности, например песчинок на большом пляже, столь велико, что измерение всех их невыполнимо с практической точки зрения. Если выборочное обследование провести правильно, то для получения обобщений о всех песчинках на пляже будет достаточно ограниченной их выборки. В других случаях бывает возможно измерение всей совокупности, но выборочный метод позволяет сэкономить труд, не снижая надежности выводов о всей совокупности.
в. Использование выборки позволяет ускорить само обследование.
г. Для проведения выборочного обследования достаточно нескольких хорошо обученных регистраторов, которые более эффективно используют свое время, собирая подробную и точную информацию от немногих лиц из общей совокупности.
д. Наконец, исследователь может не
Как следует из всего сказанного, выборочное обследование имеет то преимущество, что позволяет провести подробное исследование немногих объектов, взятых из генеральной совокупности. Оно позволяет также сэкономить время, уменьшить затраты, а благодаря детальности опросов получить и более точные данные.
Методы выборочного обследования
Чтобы прийти к обоснованным выводам о совокупности на основе выборки, исследователь должен обеспечить ее репрезентативность в отношении изучаемой совокупности. Если выборка извлечена из совокупности неверно, или, как говорят, смещена, то есть не является типичной для совокупности, то сделать на ее основе обобщения относительно совокупности невозможно. Один из способов избежать смещенного отбора состоит в случайном извлечении элементов совокупности для составления выборки. При использовании процедуры случайного отбора каждый элемент совокупности имеет одинаковый с другими элементами шанс (вероятность) быть включенным в выборку. Например, в случае совокупности из N элементов вероятность включения в выборку любого из них равна 1/N. При этом предполагается, что все элементы совокупности распределяются случайным образом.
Простой, но отнимающий много времени метод случайного извлечения выборки состоит в присвоении номера каждому элементу совокупности, после чего все номера расписывают на карточки, которые помещают в ящик и извлекают их оттуда по одной. Вытащив из ящика желаемое число карточек, получают случайную выборку, состоящую из тех элементов совокупности, номера которых проставлены на вынутых карточках.
Более эффективный метод случайного извлечения выборки из совокупности состоит в использовании таблицы случайных чисел. Название таблицы объясняется тем, что в последовательности представленных в ней цифр нет никакой закономерности. Таблицы такого типа состоят из столбцов и строк чисел, расположенных в случайном порядке, что позволяет входить в таблицу в любом месте и использовать ее, читая в любом наплавлений — справа налево, сверху вниз и наоборот. Таблицы случайных чисел приводятся в различных книгах по статистике.
Помимо методов случайной выборки есть и другие способы получения репрезентативных выборок. Если в совокупности имеются пространственные скопления объектов, то для получения выборок лучше использовать метод стратифицированного отбора. Чтобы выборочное обследование правильно характеризовало изучаемую совокупность, ее надо разделить в этом случае на сегменты. Например, при обследовании совокупности потребителей маниока в г. Ибадане в Нигерии город можно подразделить на три зоны (слоя) в зависимости от социального положения жителей: зону I, высшего класса, зону II, среднего класса и зону III, низшего класса. Вероятно, по причине высокого социального положения жителей I зоны их диета более разнообразна, и они потребляют меньше маниока, чем жители III зоны, питающиеся преимущественно маниоком. Таким образом, получаем распределение потребителей по зонам. Выборки по каждой зоне можно составить случайным образом. Доля выборки, то есть процент жителей, выбранных для исследования из каждой зоны, может быть постоянной или меняться от одной зоны к другой в зависимости от того, насколько это целесообразно.
Наконец, если в распределении объектов совокупности присутствует регулярность, можно прибегнуть к методу систематического отбора. Например, при исследовании некоторой выборки из списка 225 предприятий первое предприятие, включаемое в эту выборку, отбирается наугад, а остальные берутся через правильные интервалы, скажем каждое пятое или каждое десятое предприятие. В этом случае выборку в 50 предприятий удается получить значительно быстрее, чем при использовании таблицы случайных чисел. Однако при этом надо следить, чтобы принятый интервал не привел к какому-либо смещению в выборке, например: если предприятия расположены в списке в последовательности их величины, то отбор каждого пятого предприятия в списке может вызвать смещение выборки в сторону мелких или крупных предприятий.
Размер выборки
Чтобы полностью определить схему выборки, надо договориться о том, сколько человек следует опросить или сколько произвести измерений. Учащимся надо объяснить, что идеальным будет охват исследованиями всех объектов совокупности, если это возможно. Поскольку же это возможно далеко не всегда, особенно в случае объектов, изучаемых географами, надо определить долю совокупности, которая войдет в выборку, если совокупность конечна и известна. Если же совокупность бесконечна или общее число входящих в нее объектов неизвестно, в полевых исследованиях надо получить большую выборку. Выборка считается большой, если включает тридцать и более измерений. При всех прочих равных условиях она является значительно более репрезентативной, чем малая выборка. Если для исследования доступны только небольшие выборки, для их анализа используются специальные статистические методы.
Получение информации
Исследователю в зависимости от того, как он решит поступить, либо самому приходится собирать необходимые данные, либо полностью полагаться на существующие данные, уже собранные кем-то другим. В последнем случае данные могут быть опубликованными или неопубликованными. Иногда исследователь собирает данные, чтобы дополнить уже имеющиеся. В целом ряде случаев необходимые данные могут отсутствовать, и тогда исследователь вынужден собирать их самостоятельно. Поэтому, прежде чем предпочесть тот или иной план исследований, необходимо составить себе представление о типах возможных источников информации и способах работы с ними. Географы прибегают к полевым наблюдениям и измерениям, интервьюированию и рассылке вопросников, используют информацию, представленную на картах, в документальных источниках и статистических таблицах. Иногда необходимо обращаться сразу к нескольким источникам. Откуда бы ни происходили данные, надо иметь в виду, что они могут быть точными и неточными. В число основных критериев, позволяющих судить о достоинстве собранных данных и методах сбора, входят: затраты по сбору; время, необходимое на сбор; точность наблюдений; практичность предложенных методов сбора; репрезентативность полученных выборок, если проводится выборочное обследование; возможность оценить и минимизировать различные ошибки и погрешности в данных, обусловливающие неопределенность выводов.
Для исследователя, использующего зарубежные данные, важно знать, как они были получены. Такое знание и приведенные выше критерии позволяют ему решить, насколько эти данные надежны и пригодны для изучения соответствующей проблемы.
Полевые наблюдений
Сбор информации в ходе полевых исследований требует затрат времени на обучение производству наблюдений и выяснение распределения явлений, наблюдаемых в поле. И то, и другое необходимо при изучении таких переменных, как характеристики погоды, растительного покрова, геоморфологических процессов (речной сток, отложение наносов, влияние уклонов), транспортного сообщения, миграционных потоков или поездок на работу и в магазины, пространственного или структурного развития поселений и т. д.
Пожалуй, чаще всего школьники ведут наблюдения погодных условий и регистрацию климатических показателей. Поскольку во многих школах и колледжах есть небольшие метеостанции, учащихся нетрудно организовать для проведения таких наблюдений. Ежедневные наблюдения погоды можно наладить и при отсутствии метеорологической станции. Эти наблюдения в состоянии провести каждый ученик, а кроме того, они всем интересны. Есть и другие способы получения непрерывных рядов данных. Поучительно, например, предпринять небольшое исследование движения транспорта. Для этого надо регистрировать число и тип автомашин, которые проходят через определенную точку за период в несколько часов или за короткий постоянный промежуток времени — полчаса или час — в течение недели.
Другое несложное для выполнения задание состоит в наблюдении за характером использования земли или за растительностью вдоль определенного участка дороги. Выполняя наблюдения через выбранные промежутки времени в течение года, можно получить сведения об изменении высоты, цвета и внешнего вида растений в разные сезоны года.
Чтобы развить и обострить наблюдательность школьников, во время экскурсий полезно заставлять их проводить маршрутные наблюдения. Они оформляются в виде таблицы, включающей географические объекты или их характеристики, которые наблюдались на различных участках пути. В приведенном ниже примере начальный пункт экскурсии — поселение Y
0
,
конечный пункт F,i, aFi, Y
2
и т. д. — промежуточные точки на маршруте. Географические объекты на отрезке пути от Y0
до Y1
, от Y1
до Y2
и т. д. указываются в соответствующих колонках таблицы. Ученики должны отметить в таблице особенности местности и достопримечательности, а также записать вопросы, которые могли возникнуть у них при знакомстве с местностью. Полезно, чтобы ученики делали зарисовки встретившихся им объектов, вычерчивали схемы, в частности наблюдавшихся ими пространственных структур и сетей. Желательно сделать схемы дорог, планы деревень, поселений центрального, дисперсного и линейного типов, дренажной сети, изобразить меандры, овраги и ярусы растительного покрова.
Наконец, уместно отметить, что полевая работа не сводится к одним только наблюдениям и их регистрации. То и другое представляет не более чем второстепенный аспект занятий в поле. Полевое исследование стимулирует мышление, и «весь сокровенный смысл работы в поле открывается лишь тогда, когда мышление, разбуженное наблюдениями, становится логичным, глубоким и критичным». Именно достижение этих целей определяет важное воспитательное значение работы в поле и делает ее подлинно научной. Нужно не забывать, что наблюдение превращается в составную часть научного исследования лишь в том случае, если оно сочетается со скрупулезным анализом, размышлениями и выводами. Ценность и оригинальность тех немногих идей, которые возникают при проведении полевых исследований, выясняется не сразу, но для учителя важна искренняя заинтересованность учащихся, а результатом можно считать их опыт самостоятельной работы.
Литература
1. Хаггет П. География: синтез современных знаний. – М., 1999
2. Хорев Б.С. Территориальная организация общества. – М., 1991
3. Преображенский В.С. Поиск в географии. – М., 1985
4. Пуанкаре А. О науке. – М., 2001
5. Пиотровский М.В. К познанию законов Земли. – М., 1984