Організація дослідницької діяльності учнів старшої школи в реалізації міжнародного проєкту «Пом’якшення наслідків зміни клімату за допомогою передових фітотехнологій для військових земель»

Abstract

У даній роботі розроблено, теоретично обґрунтовано та апробовано педагогічну модель організації дослідницької діяльності учнів старших класів на засадах проєктного навчання, STEM-підходу та громадянської науки. Метою роботи було створення та перевірка методики залучення учнів до наукової діяльності на прикладі міжнародного проєкту НАТО SPS G6084 «Пом’якшення наслідків зміни клімату за допомогою передових фітотехнологій для військових земель». Результати роботи показали, що розроблена педагогічна модель «Юний еко-дослідник» дозволяє ефективно адаптувати складні наукові експерименти в умовах школи. Це було продемонстровано на двох практичних кейсах, зокрема, вивченні ефекту «доза-відповідь» при застосуванні золи з біомаси та порівняльному аналізі ефективності різних типів біочару. Продемонстровано можливість залучення учнів до дослідницького циклу, від планування експерименту до збору даних за допомогою інструментів громадянської науки (MultispeQ, Petiole Pro) та інтерпретації результатів. Було досліджено соціальний контекст впровадження фітотехнологій за допомогою Q-методології. Аналіз дозволив виокремити три домінантні точки зору серед потенційних стейкхолдерів (аграріїв, представників громад): «Прагматичні оптимісти», орієнтовані на економічну вигоду; «Екологічні ентузіасти», мотивовані ціннісними переконаннями; та «Обережні скептики», що висловлюють занепокоєння через брак інформації та потенційні ризики. Внаслідок поєднання результатів педагогічного моделювання з даними Q- дослідження, більш глибше обґрунтовано зміст програми факультативу. Стало зрозуміло, що сучасна освітня програма не може бути відірваною від реальності. Вона повинна не лише вчити дослідницьким навичкам, але й давати відповіді на реальні запити суспільства. Саме тому ми пропонуємо інтегрували в неї елементи економічного аналізу та навички роботи з доказовою базою. У підсумку, наша робота також пропонує готові методичні рекомендації, які можуть використати вчителі для організації подібної дослідницької діяльності.

This thesis develops, theoretically substantiates, and approves a pedagogical model for organizing the research activities of high school students based on the principles of project-based learning, the STEM approach, and citizen science. The aim of the work was to create and test a methodology for engaging students in authentic scientific activities using the example of the NATO SPS G6084 international project, "Mitigation of Climate Change Through Advanced Phytotechnology for Military Lands." The results of the study demonstrated that the developed pedagogical model, "Young Eco-Researcher," effectively adapts complex scientific experiments for implementation in a school setting. This was demonstrated through two practical case studies: examining the "dose-response" effect of applying biomass ash and a comparative analysis of the effectiveness of different types of biochar. The possibility of involving students in the complete research cycle was demonstrated: from experiment planning to data collection using citizen science tools (MultispeQ, Petiole Pro) and the interpretation of results. Separately, the social context of phytotechnology implementation was investigated using Q-methodology. The analysis identified three dominant viewpoints among potential stakeholders (farmers, community representatives): "Pragmatic Optimists," focused on economic benefits; "Ecological Enthusiasts," motivated by value-based convictions; and "Cautious Skeptics," who express concerns due to a lack of information and potential risks. The synthesis of the results from the pedagogical modeling and the Q-study provided a basis for the content of the elective course "Applied Ecology: From Research to Action." It was proven that an effective educational program should not only develop research skills but also consider the real needs of society by integrating elements of economic analysis and evidence-based practice. The thesis contains methodological recommendations for teachers on organizing authentic student research activities.