Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АСТРОНОМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ПЕДВУЗАХ И ШКОЛАХ 20
1.1. Развитие обучаемых как одна из главных задач 20
1.2. Роль астрономического образования в развитии обучаемых 28
1.3. Задачи и принципы построения астрономического практикума для педвузов и средних школ 32
1.4. Роль астрономического практикума в обучении и развитии школьников и студентов 34
1.5. Краткий анализ основных пособий для проведения астрономического практикума в школе и педвузе 37
Выводы по главе 1 40
ГЛАВА. II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АСТРОНОМИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА В ПЕДВУЗЕ И ШКОЛЕ 42
П.1. Решение образовательных и развивающих задач 42
П. 1.1 Педагогические системы 53
П.2. Методическая система проведения астрономического практикума в педвузе и школе 63
П.2.1. Основные принципы методической системы проведения астрономического практикума в педвузе и школе 63
П.2.2. Процесс проведения астрономического практикума 73
П.2.3. Интегративное свойство лабораторно-практического занятия 78
П.2.4. Лабораторно-практическое занятие как единица проведения астрономического практикума 80
11.3. Роль мотивации в учебном процессе 82
11.4. Астрономический практикум как система 85
Выводы по главе II 89
ГЛАВА III. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ В ПЕДВУЗЕ И ШКОЛЕ 90
III. 1. Структурные особенности и методика проведения астрономического практикума 90
Ш.2. Содержательный и процессуальный компоненты лабораторно-практического занятия 101
Ш.З. Общие рекомендации по проведению практикума 104
Ш.4. Основные причины «потери информации» в процессе обучения... 108
Выводы по III главе: 113
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКТА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА В ПЕДВУЗЕ И ШКОЛЕ 115
IV. 1. Организация и проведение педагогического эксперимента 115
IV.2. Констатирующий этап педагогического эксперимента 120
IV.3. Поисковый этап эксперимента 136
IV.4. Обучающий этап эксперимента 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 148
- Развитие обучаемых как одна из главных задач
- Решение образовательных и развивающих задач
- Структурные особенности и методика проведения астрономического практикума
Введение к работе
Одним из главных и актуальных направлений модернизации высшей и средней школы является уточнение содержания образования с учетом современных достижений науки. Основной целью обучения становится развитие самого учащегося как личности. Такая позиция ведет к изменениям в подходе к обучению, в характере взаимодействия ученика и учителя, студента и преподавателя с тем, чтобы обучаемый действительно стал субъектом учебного процесса, чтобы в центре внимания педагогов находилась познавательная деятельность обучаемого, а не передача информации.
В решении многих образовательных и развивающих задач важную роль играет астрономическое образование. Какими бы убедительными ни были достижения других естественных наук - все они исследуют земную природу. Значение результатов астрономических исследований состоит в том, что именно они доказывают единство Земли и Космоса, материальность Вселенной, ее безграничность в пространстве и бесконечность во времени, многообразие форм непрерывно развивающейся материи. «На результатах астрономических исследований основываются философские обобщения о Вселенной» [117, с. 4 - 5]. Работы Н.Я. Бугославской, Б.А. Воронцова-Вельяминова, А.М. Гижицкого, Т.А. Галкиной, Н.Н. Гомулиной, М.М. Да-гаева, А.В. Засова, А.К. Киселева, Э.В. Кононвича, В.И. Курышева, Е.П. Левитана, М.В. Медведевой, М.Е. Набокова, Н.И. Перова, Е.Г. Пономарева, П.И Попова, К.А. Порцевского, Н.К. Семакина, М.Н. Смирнова, Е.К. Страу-та, К.А Цветкова, В.М. Чаругина и других [60, 74, 94, 98, 99, ПО, 113, 114, 116, 138, 169, 189, 190, 192, 195, 196, 197, 198, 200, 201, 202, 203, 204, 208, 211, 212, 245, 262, 263, 264, 285, 298, 299, 342, 357, 359, 395, 396] говорят о больших возможностях астрономического образования в развитии личности школьника и студента вуза.
Формирование и развитие естественнонаучного мировоззрения, экологического мышления невозможно без современных представлений о мироздании, которые рассматривают Человека как часть Природы, подчеркивая тем самым связь факта существования жизни и фундаментальных свойств Вселенной, а также ответственность человека за будущее [205].
«Мировоззрение, - пишет Н.В. Шаронова, - представляет систему обобщенных взглядов о мире, о месте человека в нем. Объект отражения для мировоззрения - это весь мир - и материальный, и духовный. Это значит, что мировоззрение отражает и природу, и общество, и самого человека, и познание человеком природы, общества и самого себя» [406, с.6]. Астрономия, как ни какая другая наука, согласуется с этим определением и по праву считается одной из основных мировоззренческих наук, изучаемых в школе и в вузе, что постоянно подчеркивалось основоположниками методики преподавания астрономии в нашей стране, широкой научной, а так же преподавательской общественностью. Во-первых, это объясняется содержанием астрономических вопросов, которые раскрывают современные представления о научной картине мира, показывающих место человека во Вселенной. Во-вторых, астрономия является хорошей исследовательской лабораторией для практического применения законов физики с целью изучения материи, находящейся в отличных, нежели на Земле, состояниях и математических методов анализа явлений природы. В-третьих, астрономия является одной из древнейших наук, которая вбирала в себя и была неотделима от многих «современных» естественных наук. Поэтому астрономия является в каком-то смысле наукой более общей чем, например, физика. «Необходимо всегда помнить, - пишет В.А. Ильин, - что физика выделилась из натурфилософии сравнительно поздно - только в XVII в.» [148, с.5]. Именно поэтому первая часть курса «Истории физики» обычно посвящена изучению наук, более общих, чем сама физика, среди которых астрономия занимает не последнее место.
Знания об окружающем мире, о Вселенной являются неотъемлемой частью общечеловеческой культуры. Успехи в исследовании Солнечной системы позволяют более глубоко и полно изучить вопросы возникновения и развития как самой Солнечной системы, так прошлого и будущего Земли, в частности. Это становится очевидным, если вспомнить, что все формы жизни, в том числе и разумной, взаимосвязаны друг с другом, с планетой, на которой они появились, со звездой, без которой невозможна жизнь, наконец, с Вселенной, эволюция которой привела к рождению человека, ее изучающего. Результаты астрономических исследований значительно расширяют и корректируют современную научную картину мира.
Серьезной проблемой для современной школы является место астрономических знаний в естественнонаучном образовании. Место астрономии в школьном образовании не соответствует в полной мере роли астрономической науки в общечеловеческой культуре. Астрономии как отдельной дисциплины в современном школьном образовании нет, ее элементы присутствуют в природоведении, естествознании, географии, физике.
Согласно стандарту по физике на базовом уровне среднего (полного) общего образования изучение элементов астрофизики входит в раздел квантовой физики. Астрофизика представлена на базе рассмотрения следующих вопросов: «Солнечная система. Звезды и источники их энергии. Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звезд. Галактика. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной».
Что касается профильного уровня среднего (полного) общего образования, то здесь, в дополнение к перечисленным вопросам, помимо нашей рассматриваются другие галактики. Кроме того, учащиеся знакомятся с «красным смещением» в спектрах галактик и с современными взглядами на строение и эволюцию Вселенной.
В Федеральном компоненте государственного стандарта общего образования отсутствует раздел «Сферическая астрономия». Однако довольно часто выпускники сталкиваются со сферической и практической астрономией, поскольку они связаны с математикой, геодезией, географией, навигацией, картографией, военно-прикладными задачами и т.п.
В Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования по специальности 032200 курс общей астрономии представлен практически в полном объеме. Вместе с тем, наблюдается недостаточная астрономическая подготовка будущих учителей. «Последнее является следствием резкого сокращения часов, отводимых на изучение астрономии в педагогических институтах...» [224, с.4].
На современном этапе развития науки и техники требуется привить обучаемым навыки практического применения изучаемых ими наук. Одним из способов осуществления этой задачи, как в высших педагогических учебных заведениях, так и в средней школе, является выполнение обучаемыми лабораторно-практических работ. По меткому выражению Г.Д. Кирилловой: «Практика выступает как высшая, ничем не ограниченная форма активной деятельности» [166, с.46]. Целенаправленная постановка астрономического практикума содействует прочному усвоению теоретического материала, изучению научных методов познания и развитию самостоятельного мышления. Самостоятельное выполнение лабораторных работ - это путь наиболее продуктивного знакомства с астрономией. Обучаемые, «без самостоятельной работы, без применения изучаемой ими теории на практике, не в состоянии ни глубоко изучить научных методов познания, ни развить самостоятельного мышления, необходимого для теоретических обобщений, а, следовательно, не могут получить прочных знаний» [117, с. 12]. На лабораторных занятиях обучаемые постигают «сущность методов научных исследований, знакомятся с практическими применениями астрономии в народном хозяйстве страны, получают понятие о простейших, приближенных определениях координат и времени, приобретают некоторые практические навыки наблюдений с различными инструментами, приучаются к правильному и рациональному оформлению своих наблюдений и их обработки» [224, с.21 - 22].
Между тем, во многих школах лабораторные работы по астрономии в лучшем случае заменяются решением задач и опросом учащихся. Решение задач, конечно, имеет большое значение, но каким бы полезным оно ни было, не может заменить лабораторных работ, при выполнении которых учащиеся знакомятся с методами научных исследований.
Как показал анализ результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента (гл. IV), замена в школе лабораторного практикума решением задач является вынужденной и объясняется отсутствием необходимых руководств и материалов для его проведения.
Что касается высших педагогических учебных заведений, то последний обстоятельный подход к разработке и созданию астрономического практикума был предпринят в 70-х годах прошлого века. С тех пор астрономия значительно продвинулась вперед и продолжает развиваться бурными темпами. Очевидно, что имеющиеся практикумы не могут полностью удовлетворять современным требованиям, предъявляемым к подготовке будущих учителей.
В связи с этим возникает особая потребность в разработке современных астрономических практикумов для высших (педвузов) и средних учеб- • ных заведений, с помощью которых содержание обучения и деятельность
обучаемых при выполнении лабораторно-практических работ будут способствовать развитию самостоятельности в приобретении новых знаний, более глубокому усвоению астрономии, формированию у школьников и студентов современного научного мировоззрения, интереса к астрономии. Необходим практикум, который будет способствовать профессиональной направленности выпускников педвузов, повышению уровня подготовки будущих учителей не только в области астрономии, но и физики, сможет мотивировать студентов к активному изучению и преподаванию астрономии в средней школе. Таким образом, анализ научно-методических исследований и состояния астрономического образования в настоящее время позволяет говорить о существовании следующих противоречий между:
а возможной и действительной ролью астрономического образования в развитии личности студента и школьника; а значительной ролью астрономического образования в решении важней ших образовательных задач и уменьшением его объема до минимальных размеров в общей системе подготовки учащихся школ и студентов педвузов; а наличием серьезной необходимости более глубокого усвоения астрономии, формирования у школьников и студентов современного научного мировоззрения, интереса к астрономии и отсутствием материально-технического и учебно-методического обеспечения для решения этих задач; наличием огромного наблюдательного материала и современных исследований в области астрономии и отсутствием астрономических практикумов, основанных на них; о одновременным сокращением учебного времени на астрономию и интенсивным развитием астрономии как науки; а интенсивным развитием современных информационных технологий и отсутствием программной поддержки для проведения астрономического практикума в педвузе и школе.
Перечисленные выше противоречия и определяют актуальность темы исследования «Современный астрономический практикум в педвузе и школе» и выявляют проблему: какими должны быть современные астрономические практикумы, включая их содержание и учебно-методическое обеспечение, чтобы способствовать развитию самостоятельности, более глубокому усвоению астрономии, формированию у школьников и студентов современного научного мировоззрения, развитию интереса к астрономии?
Объектом исследования является процесс обучения астрономии в педвузе и школе, а предметом исследования - современные астрономиче-, ские практикумы, их разработка и учебно-методическое обеспечение.
Целью исследования является теоретическое обоснование и разработка современных астрономических практикумов для студентов педвузов и учащихся средних школ, часть лабораторных работ которых, опирается на современные научные исследования и открытия.
Все выше сказанное позволило сформулировать гипотезу исследования: если разработать учебно-методическое обеспечение для проведения астрономического практикума в педвузах и школах, то:
а в педвузе будет способствовать развитию самостоятельности, формированию готовности будущего учителя преподавать элементы астрономии в средней школе, формированию у студентов современного научного мировоззрения, развитию интереса к астрономии, а также профессиональной направленности выпускников педвузов, повышению уровня подготовки будущих учителей не только в области астрономии, но и физики, сможет мотивировать студентов к активному изучению и дальнейшему преподаванию астрономии в средней школе; а в школе будет способствовать развитию самостоятельности в приобретении новых знаний, более глубокому усвоению астрономии, формированию у школьников современного научного мировоззрения, интереса к астрономии, сможет мотивировать школьников к изучению астрономии после окончания школы. Для проверки гипотезы и достижения цели исследования решались следующие задачи .
а определение места и роли астрономического практикума в системе занятий по астрономии в педвузе и школе на основе анализа психолого-педагогической и методической литературы, а также результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента; а анализ существующих учебных пособий для проведения лабораторно-практических занятий по астрономии с целью выявления их роли в развитии учащихся; а разработка современных астрономических практикумов и программной поддержки для педвузов и школ; а проверка в ходе педагогического эксперимента эффективности использования учебно-методического комплекта для проведения астрономического практикума в педвузе и школе.
Педагогическая практика и научно-педагогические исследования опирались на труды отечественных и зарубежных ученых и педагогов. Идеи, изложенные в этих трудах, явились методологической основой исследования: в области педагогики и психологии - Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, Л.С. Выготского, П.Я. Гальперина, М.В. Гамезо, Т.М. Давыденко, В.В. Давыдова, И.А. Домашенко, Г.Д. Кирилловой, А.Н. Леонтьева, П.И. Пидкасистого, З.А. Решетовой, С.Л. Рубинштейна, М.Н. Скаткина, В.П. Симонова, Н.Ф. Талызиной, В.Д. Шадрикова, Т.И. Шамовой, Г.Н. Шибановой, Д.Б. Эльконина; в методике преподавания астрономии - Н.Я. Бугославской, Б.А. Воронцова-Вельяминова, Н.Н. Гомулиной, М.М. Дагаева, А.В. Засова, И.Г. Кирилловой, Э.В. Кононовича, П.Г. Куликовского, Е.П. Левитана, Г.И. Малаховой, М.В. Медведевой, М.Е. Набокова, А.А. Пинского, П.И. Попова, В.Г. Разумовского, Е.К. Страута, В.М. Чаругина.
Для достижения цели, решения поставленных задач и проверки гипотезы исследования использовались следующие теоретические и экспериментальные методы исследования и виды деятельности: а анализ психолого-педагогической, научной и научно-методической литературы по исследуемой проблеме;
? изучение опыта организации и проведения лабораторно-практических занятий по астрономии;
? разработка астрономических практикумов с программной поддержкой, направленных на развитие студентов и учащихся средних школ;
а моделирование учебной деятельности при проведении астрономического практикума;
? моделирование методики проведения лабораторно-практических занятий;
? наблюдение, анкетирование, собеседования с учащимися школ и студентами педвузов;
а анкетирование и беседы с учителями и преподавателями астрономии; а моделирование методической системы проведения астрономического практикума;
педагогический эксперимент по выявлению эффективности учебно-методического комплекта для проведения астрономического практикума в средних и высших педагогических заведениях; а статистическая обработка и анализ результатов исследования.
Научная новизна исследования состоит в том, что: а обоснована роль лабораторно-практических работ по астрономии в формировании готовности будущего учителя к реализации элементов астрономического образования в школе; а обоснована роль астрономического практикума в формировании мировоззрения будущего учителя и ученика; а выявлены принципы отбора содержания лабораторно-практических работ; а обоснованы и сформулированы требования к лабораторно-практическим работам, которые должны быть направлены не только на формирование знаний, но и на развитие школьников и студентов;
? разработан современный астрономический практикум для педвузов способствующий развитию самостоятельности студентов, более глубокому усвоению астрономии, формированию у студентов современного научного мировоззрения, развитию интереса к астрономии, а также профессиональной направленности выпускников педвузов, повышению уровня подготовки будущих учителей не только в области астрономии, но и физики, мотивирующий студентов к активному изучению и дальнейшему преподаванию астрономии в средней школе;
? разработан современный практикум по астрономии для средних учебных заведений, позволяющий эффективно рассматривать астрономические вопросы, содержащиеся в курсе школьной физики, способствующий развитию самостоятельности, более глубокому усвоению астрономии, формированию у школьников современного научного мировоззрения, интереса к астрономии, мотивирующий школьников к изучению астрономии после окончания школы.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что внесен вклад в теорию и методику обучения астрономии, а именно обоснована необходимость и возможность учета современных достижений астрономической науки при разработке астрономических практикумов в школе и педвузе, выявлена роль астрономического практикума в мотивации студентов педвузов на изучение астрономии и в формировании их профессионально-педагогической направленности, сформулированы принципы отбора содержания работ для астрономических практикумов и требования к этим работам, способствующих не только обучению, но и развитию школьников и студентов.
Практическая значимость проведенного исследования определяется тем, что созданы современные астрономические практикумы для педвузов и средней школы, а именно:
разработано учебно-методическое обеспечение современных астрономических практикумов;
а созданы необходимые средства для проведения лабораторных;
а отобраны и составлены вопросы и задачи для самостоятельного решения;
? разработаны схемы, ключевые этапы и алгоритмы выполнения работ, позволяющие обучаемому успешно самостоятельно выполнять лаборатор-но-практические работы и представляющие возможность преподавателю быстро налаживать и осуществлять обратную связь;
? создана программная поддержка для астрономических практикумов на базе математического пакета программ Excel.
На защиту выносятся:
а обоснование необходимости проведения современного астрономического практикума в педагогическом вузе и школе;
а обоснование роли астрономического практикума в формировании готовности будущего учителя к реализации астрономического образования в школе;
обоснование роли астрономического практикума в формировании мировоззрения будущего учителя и ученика; а принципы отбора содержания лабораторно-практических работ (единства научности и доступности, соответствия лабораторно-практических работ учебно-материальной базе учебного заведения, активности в обучении, учета общекультурной роли современных достижений астрономии, нацеленности на эмоциональное воздействие, влияние на формирование информационной культуры обучаемого); а требования к лабораторно-практическим работам, которые должны быть направлены не только на формирование знаний, но и на развитие школьников и студентов; а методика проведения лабораторно-практических занятий в школе и педвузе.
Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на научной конференции «Международное сотрудничество в области астрономии: состояние и перспективы» (г. Москва, 2002 г.); Ломоносовских чтениях в МГУ (г. Москва, 2003 г.); Международной научно-практической конференции «Проблемы формирования обобщений на уровне физической картины мира при обучении физике» (г. Москва, 2004 г.); пятой Всероссийской научно-практической конференции «Психодидактика высшего и среднего образования» (г. Барнаул, 2004 г.); Международной научно-образовательной конференции по астрономии «Global Hands-on Universe» (г. Санкт-Петербург, 2004 г.); научной сессии Mill У по итогам научно-исследовательской работы за 2002 и 2005 г.г. (г. Москва, 2005 г.); Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики» (г. Екатеринбург, 2005 г.); восьмом съезде Астрономического Общества и Международного симпозиума «Астрономия - 2005: состояние и перспективы развития» (г. Москва, 2005 г.).
Разработанные в ходе исследования астрономические практикумы апробированы:
а с 2001 по 2005 г.г. в Московском педагогическом государственном университете; а с 2001 по 2005 г.г. в Московском государственном открытом педагогическом университете им. М.А. Шолохова; а с 2001 по 2005 г.г. в Московском городском дворце детского (юношеского) творчества.
Материалы исследования отражены в следующих публикациях:
1. Винник М.А. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии для педвузов (структура и содержание) // Педагогические науки. - 2004. -№6.-С. 126-128.2,8п.л.
2. Винник М.А. Лабораторный практикум по курсу сбщей астрономии для средних общеобразовательных учебных заведений (структура и содержание) // Педагогические науки. - 2005. - №1. - С. 20 - 22. 1,4 п.л.
3. Винник М.А. Структура лабораторных практикумов и методика проведения лабораторных работ по курсу общей астрономии в средних и высших (педвузах) учебных заведениях // Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики: Материалы Международной научно-практической конференции, Екатеринбург, 12-13 апреля 2005 г.: В 2ч. 4.2 / Уральский гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 2005. - С. 38 - 42. 3,9 п.л.
4. Винник М.А. Программированный подход к организации лабораторных Работ по курсу общей астрономии // Психодидактика высшего и среднего образования: Материалы пятой Всероссийской научно-практической конференции, 2-4 ноября 2004 г.: Часть II. / Под ред. А.Н. Крутского, О.С. Косихиной, А.Н. Макарова - Барнаул: Изд-во БГПУ, 2004. - С. 203 -205.2,8п.л.
5. Винник М.А., Чаругин В.М. Лабораторные практикумы по курсу общей астрономии // Астрономия - 2005: состояние и перспективы развития: Тез. докладов Восьмого съезда Астрономического Общества и Междуна родного симпозиума 2005 г.: Том LXXVIII. - М: МГУ, 2005. - С. 98. ОД п.л. (авторских 80%).
6. Винник М.А., Чаругин В.М. Разработка лабораторного практикума по курсу общей астрономии для студентов педвузов (структура и содержание) // Преподавание физики в высшей школе. - 2005. - №30. - С. 75 -77. 1,2 п.л. (авторских 80%).
7. Винник М.А., Иванов О.П. Сб. статей. «Жизнь Земли». Солнечно - земные связи (лабораторная работа по курсу общей астрономии). - М.: Изд-во МГУ, 2005. - №27. - С. 58 - 73. 4,2 п.л. (авторских 85%).
8. Винник М.А., Иванов О.П. Отображение в музейной экспозиции взаимодействий космоса и Земли // Ломоносовские чтения. Музей Землеведения. / Под ред. С.А. Ушакова, И.А. Ванчурова, В.Г. Ходецкого - М.: МГУ, 2003. - С. 31 - 34. 3,3 п.л. (авторских 80%).
9. Винник М.А., Чаругин В.М. Разработка и создание астрономического практикума для студентов педвуза на основе теории поэтапного формирования умственных действий // Проблемы формирования обобщений на уровне физической картины мира при обучении физике: Доклады Международной научно-практической конференции. / Отв. ред. Л.С. Хижня-кова, М.В. Алексеев - М.: МГОУ, 2004. - С. 56 - 57. 1 п.л. (авторских 60%).
10.Винник М.А. Несколько слов о передовой методике обучения // Современные гуманитарные исследования. - 2005. -№1. - С. 116. 0,8 п.л.
П.Розгачева ИХ, Винник М.А. Новая модель активности галактического ядра (лабораторная работа по курсу общей астрономии) // Синергетика. Труды семинара. Естественнонаучные, социальные и гуманитарные аспекты. - М.: МИФИ, 2003. - Т.6 - С. 141 - 162. 19,6 п.л. (авторских 10%). 12.Розгачева И.К., Чаругин В.М., Винник М.А. Активность галактического ядра как результат взаимодействия излучения звезд галактики и центрального газо-пылевого облака // Международное сотрудничество в области астрономии: состояние и перспективы: Тез. докладов научной кон ференции, 25 мая - 2 июня 2002 г. - М.: АстрО, 2002. - С. 61 - 62. 0,7 п.л. (авторских 10%). 13.Винник М.А. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии // Новые технологии в преподавании физики: Сб. аннот. докл. - М.: Mill У, 2005.-С.40 0,2 п.л.
Структура и объем диссертации: диссертационное исследование объемом 149 страниц основного текста состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 422 наименования, 5-й приложений; содержит 31 таблицу, 1 схему, 5 рисунков и 17 диаграмм.
В первой главе «Современное состояние астрономического образования в педвузах и школах» говорится о необходимости астрономического образования в высшей и средней школе. Рассматриваются условия обучения и развития обучаемых, возможности астрономического образования в целом и астрономического практикума в частности, при решении данных задач. Говорится специфике астрономического практикума для педвузов. Проводится анализ основных имеющихся в настоящее время учебных пособий для проведения астрономического практикума в педвузе и школе.
Во второй главе «Теоретические основы астрономического практикума в педвузе и школе» рассмотрены основные принципы построения методической системы проведения астрономического практикума в педвузе и школе. Выявлены основные цели данной методической системы. Показано, что содержание лабораторного практикума, деятельность обучаемых и преподавателя при его выполнении представляют собой систему и органично дополняют друг друга. На основе анализа научной, психолого-педагогической и методической литературы в ходе исследований сформулированы требования к лабораторным работам практикумов. Перечислены принципы, на основе которых предлагается проводить отбор содержания лабораторных работ. Обоснованы и перечислены основные требования к программной поддержке для проведения астрономического практикума в педвузе и школе.
В третьей главе «Методика проведения лабораторно-практических занятий в педвузе и школе» рассмотрена методика проведения астрономического практикума в высшей и средней школе. Рассмотрена также методика проведения практикума с помощью программной поддержки. Даны рекомендации по организации деятельности преподавателя (учителя) и обучаемых при проведении лабораторно-практических занятий.
В данной главе доказывается то, что каждый элемент лабораторных работ двух практических пособий направлен на эффективную организацию учебного процесса. Выполнение работ происходит в форме «исследовательской» деятельности, выделяющей в объекте предмет исследования и способ его анализа. При этом с ростом обобщенности задаваемых обучаемому алгоритмических предписаний руководство преподавателя (учителя) приобретает вспомогательный характер и одновременно возрастает самостоятельность обучаемых.
В четвертой главе «Экспериментальное обоснование эффективности учебно-методического комплекта для проведения астрономического практикума в педвузе и школе» описаны констатирующий, поисковый и обучающий этапы эксперимента. Показано, что целью констатирующего этапа педагогического эксперимента являлось выявить основные проблемы современного состояния астрономического образования, перспективы его развития и условия внедрения новых учебно-методических пособий в учебный процесс. Поисковый этап эксперимента имел в качестве цели разработку астрономических практикумов, а также методики их проведения, которая опирается на возрастные и индивидуальные особенности обучаемых. В ходе обучающего этапа эксперимента проходил проверку разработанный учебно-методический комплект для проведения лабораторно-практических занятий в средних школах и педагогических вузах.
В заключении сформулированы итоги проведенного исследования и намечены пути дальнейших исследований.
В приложениях приведены перечень всех лабораторных работ обоих практикумов, основа каждой работы, модернизация работ, составители лабораторных работ (Приложение 1), представлен ряд лабораторных работ содержащихся в практикумах для педвузов и средних школ (Приложение 2), проиллюстрированы фрагменты справочных данных практикумов (Приложение 3), примеры планшетов и ориентировочных схем (Приложения 4, 5).
Развитие обучаемых как одна из главных задач
В данной главе показано, что развитие обучаемых является одной из основных задач в настоящее время. Показан вклад коллективной и самостоятельной форм деятельности в развитие обучаемых. Раскрыта необходимость учета возрастных и индивидуальных особенностей обучаемых при проведении астрономического практикума в школах и педвузах. Приведен краткий анализ имеющихся учебных пособий для проведения астрономического практикума в школах и педвузах.
В современных условиях, когда объем необходимых для человека знаний резко и быстро возрастает, уже невозможно делать главную ставку на усвоение определенной суммы фактов. Важно прививать умение самостоятельно пополнять свои знания, ориентироваться в стремительном потоке научной информации. Развитие педагогической науки, расширение средств массовой информации, с одной стороны, и модернизация содержания обучения на принципиально новой основе, с другой, не только обуславливают, но и стимулируют перенос акцента с передачи обучающимся преимущественно готовых выводов науки на организацию их собственной активной познавательной деятельности в учении [241].
В настоящее время педагог физически лишен возможности осуществлять дидактический принцип индивидуального подхода к учащимся для управления их познавательной деятельностью. Вместе с тем, «каждый учащийся нуждается в постоянном и непрерывном слежении за его учебным трудом для формирования полноценных интеллектуальных и физических навыков» [31, с.8].
Деятельность человека XXI века характеризуется большой степенью интеллектуализации, обладает высоким уровнем динамичности и персонификации [373]. Фундаментом такой деятельности является самостоятельная познавательная деятельность обучаемого, которая важна как ему самому, так и обществу в целом. Качественный скачок в развитии новых технологий повлек за собой резкое возрастание потребности общества в людях, обладающих нестандартным мышлением, вносящих новое содержание в производственную и социальную жизнь, умеющих ставить и решать задачи, относящиеся к будущему. Представление знаний как инструмента творческого освоения мира провозглашают в качестве основной задачи современная теория обучения и система образования [8, 93, 125, 172, 240, 265, 271, 289, 354, 373, 374, 379, 398].
В зависимости от способа организации процесс учения может быть активным (при акценте на самостоятельную учебную познавательную деятельность) или пассивным (при акценте на заучивание готовых выводов). «Только в первом случае он включает как ведущий компонент процесс продуктивного мышления» [156, с.34 - 35]. В исследованиях, посвященных данной проблеме, указывают на два главных условия развития обучаемых. Первое -создание «трудных», «проблемных», «конфликтных» познавательных ситуаций как «стимулирующих» возникновение познавательной активности. Второе - самостоятельный поиск решения обучаемым познавательной задачи [328].
Данному вопросу еще в первой половине XX века уделил серьезное внимание Л.С. Выготский: «Если понимать творчество в его истинном психологическом смысле как создание нового, легко прийти к выводу, что творчество является уделом всех в большей или меньшей степени» [64, с.31]. Являясь одним из основоположников теории деятельностного подхода к обучению в российской педагогике, Л.С. Выготский показал, что творческий характер имеет любая деятельность человека, сделал ряд заключений, одно из которых заключается в том, что у молодежи творческая активность достигает своего пика [64]. По мнению Л.С. Выготского: «Высшие выражения творчества до сих пор доступны только немногим избранным гениям человечества, но в каждодневной окружающей нас жизни творчество есть необходимое условие существования, и все, что выходит за пределы рутины и в чем заключена хоть йота нового, обязано своим происхождением творческому процессу человека» [64, с.6].
В содержании учебной дисциплины «всегда задана в скрытом виде деятельность как объект формирования» [31, с.50]. Таким образом, процесс усвоения и есть та деятельность, в которой формируется способ мышления и усваивается соответствующее ему содержание знаний о предмете и другие их характеристики.
Решение образовательных и развивающих задач
В данной главе показаны преимущества системного подхода при решении образовательных и развивающих задач, приведены примеры его применения в организации учебного процесса, выделены обязательные элементы и определен вид методической системы проведения астрономического практикума.
При проведении практикума каждый элемент знаний приобретает свое функциональное значение и смысл только в системе, свою «роль» в целостности - в связи с другими элементами. Кроме того, «деятельность учения, как и любая другая предметная деятельность, есть образование системное, многоуровневое» [328, с.77]. «Знания о предмете имеют не стихийно-описательный характер, а раскрывают картину предмета в системном ракурсе» [328, с. 116].
Кроме того, чтобы достаточно полно понять возможности отдельного человека в осуществлении им той или иной деятельности, надо рассмотреть эту деятельность в определенной системе объективных отношений. Такой подход к анализу деятельности называют системным. «Педагогическая деятельность, - пишет В.П. Беспалько, - несмотря на то, что она как бы изолирована стенами учебной аудитории, также является системой. Отдельный педагог выступает как элемент сложной системы педагогических средств и явлений» [30, с.27]. А любая деятельность человека в современном мире, как правило, связана с его включением в ту или иную систему явлений, объектов и отношений [30]. Остановимся более подробно на этом вопросе.
Системный подход, пишут, например, И.В. Блауберг и Э.Г. Юдин, стал моден в науке, системные понятия употребляются весьма и весьма широко, порой, даже там, где их не следовало бы употреблять, где применение системного подхода не диктуется научной или практической необходимостью. В этой связи нельзя не согласиться с тем, что «в системном исследовании обоснованию подлежит, прежде всего, рассмотрение объекта исследования как системы - насколько такое рассмотрение необходимо, насколько оно диктуется реальными задачами исследования. При этом, очевидно, что само по себе употребление системных слов и понятий еще не дает системного исследования даже в том случае, если объект действительно может быть рассмотрен как система» [37, с. 83].
«Системный подход в широком смысле, - утверждается в книге Г.С. Поспелова и В.А. Ирикова, - это методология научного познания, занимающая промежуточное положение между философской методологией и методами естественнонаучного исследования. Системный подход не дает непосредственного нового знания, главное в нем - своеобразное видение объекта, своеобразная «технология» исследования, ориентация на такие представления, как целостность, организация, управление» [304, с. 6].
«Системный подход к исследованию урока, - пишет М.И. Махмутов, -подтверждает мысль о том, что глубокое и прочное усвоение знаний невозможно без их применения, умения и навыки формируются (осваиваются) также в процессе применения знаний» [241, с.69].
При системном подходе и в том случае, когда познаются отдельные элементы изучаемого явления, каждый из них рассматривается, исходя из особенностей целого, свойственных ему принципов и закономерностей. Системные законы характеризует более высокая степень общности, и «эти общности распространяются на элементы и объекты гетерогенных классов» [251, с.256].
Системный подход в изучении теоретических основ занятия определяет новый этап в осуществлении проблемы эффективности качества. Он дает возможность от рассмотрения отдельных путей повышения эффективности занятия перейти к изучению качественного изменения занятия как целостной системы, где уровень в решении одних вопросов предполагает и возможен при определенном уровне в решении остальных [167]. «Сущностное отраже 44 ние объекта, - по словам Г.Д. Кирилловой, - представляет собой системное отражение» [166, с.44].
По словам З.А. Решетовой системный подход является главным методологическим направлением современной науки, способом познания, определяемый гносеологической установкой рассматривать «предмет как систему» и предполагающий соответствующую логику исследовательской программы (познавательной процедуры). Ключевым моментом является изучение объекта в его целостности. Системный подход изучает форму бытия вещей в виде систем разного уровня: макро, мезо, микро и разного качества (физических, химических, биологических, экологических и т.д.). «Само понятие «система» отражает реальное бытие мира не как хаоса или гомогенной материи, а в форме дискретных, упорядоченных целостностей, «качественных узлов». Системность - всеобщая форма объективной реальности. В форме конкретных систем она и выступает объектом человеческой деятельности - познавательной и преобразовательной» [391, с.62].
Структурные особенности и методика проведения астрономического практикума
В данной главе показано, что построенные соответствующим образом учебные пособия для проведения астрономического практикума в педвузе и школе способствуют реализации продуктивного обучения. Кроме того, рассмотрены методика проведения астрономических практикумов в педвузе и школе, содержательный и процессуальный компоненты лабораторно-практического занятия, даны общие рекомендации по организации деятельности преподавателя и обучаемых, перечислены необходимые условия для эффективного проведения практикума.
Астрономические практикумы для педвуза и школы представлены как методические системы, а именно: а определены цели проведения практикумов;
а отобрано содержание с учетом сформулированных в II главе принципов; разработан авторский учебно-методический комплект, включающий два учебных пособия, все необходимое для проведения астрономического практикума в общеобразовательных школах и педагогических вузах (программную поддержку, справочные материалы, планшеты и наглядные ориентиры в виде схем, имеющиеся в приложениях предложенных учебных пособий) и методику проведения практикума.
По форме построения оба практикума схожи, отличны лишь в количестве и степени трудности предлагаемых лабораторных работ. Поэтому на примере одного астрономического практикума можно проиллюстрировать их общую структуру.
Лабораторный практикум для средних учебных заведений содержит описание 17 лабораторных работ, к которым прилагаются все необходимые для их решения данные. Лабораторный практикум для педвузов содержит описание 31 работы и поделен на два раздела. Первый раздел - астрономия и основы космонавтики состоит из 13 работ, второй содержит 18 лабораторных работ по астрофизике. Из представленных работ новыми являются семь: «Орбита кометы Галлея», «Задача трех тел и орбита Луны», «Определение основных характеристик квазаров», «Солнечно-земные связи», «Определение основных характеристик пульсаров», «Признак светимости в спектрах квазаров», «Расчет модели звезды главной последовательности». Материалом для создания лабораторных работ послужили подлинные научные наблюдения, опубликованные в различных источниках, специальные курсы и монографии по различным разделам астрономии, ряд научных статей, учебно-методических пособий, научно-популярных очерков и информация из Интернет. Часть лабораторных работ разработано совместно с В.М. Чаруги-ным и И.К. Розгачевой: «Экваториальные координаты в астрономии», «Вид звездного неба на различных широтах. Астрономические календари. Видимое движение Солнца», «Время». Три лабораторных работы из практикума для педвузов: «Определение широты места наблюдения по Солнцу», «Измерение видимого и линейного диаметра Солнца», «Определение основных характеристик квазаров» и все лабораторные работы школьного астрономического практикума разработаны совместно с В.М. Чаругиным.
Основа некоторых работ, которые органически связаны с проведением практикума, частично заимствована из «Сборника задач и упражнений по астрономии» Б.А. Воронцова-Вельяминова, «Практикума по астрономии» П.И. Попова и Н.Я. Бугославской, «Практикума по курсу общей астрономии» М.М. Дагаева, «Практикума по астрономии» В.И. Курышева, «Астрофизических практикумов» Н.И. Клиорина, Б.М. Кочубиевского, Ю.А. Куп-рякова, С.А. Ламзина, Е.Ю. Степановой, B.C. Эткина.
В случае коллективной работы над практикумами роль автора диссертационного исследования сводилась к: сбору и обработке научной информации по каждой лабораторной работе, определению цели лабораторной работы, составлению ключевых этапов лабораторной работы, составлению необ 92 ходимого и достаточного для самостоятельного выполнения работы теоретического введения, разработке алгоритма выполнения работы, составлению и подбору вопросов и задач к допуску и защите, составлению списка необходимой литературы к каждой работе, поиску в научной, научно-популярной литературе, учебно-методических пособиях и Интернет всех необходимых планшетов и их доработке (с помощью новейших графических редакторов: Corel DRAW 12, Corel PHOTO-PAINT 12) до максимально возможного качества, составлению ориентировочных схем выполнения работ, сбору, систематизации и помещению всех необходимых справочных данных в отдельное приложение, наконец, разработке всей программной поддержки для обоих практикумов на базе пакета программ Excel. Кроме того, в ряде лабораторных работ автором диссертационного исследования предложены методы обработки результатов наблюдений и измерений одновременно с помощью компьютера и вручную (например, лабораторная работа «Фотометрия звезд», Приложение 2), составлены работы которые можно выполнять двумя способами (с помощью готовых планшетов и путем личного наблюдения).
