Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Формирование системы понятий в курсах цикла астрономических учебных дисциплин физических факультетов педагогических вузов 21
1. Психолого-педагогические основы исследования 21
2. Характеристика астрономических понятий 41
3. Логические понятийные цепочки 64
4. Системные ошибки в дефиниции астрономических понятий 78
5. Понятийное поле курса "Общая астрономия" 88
Глава II Разработка и внедрение учебно-методического комплекса по предметам астрономического цикла учебных дисциплин для факультетов физики педагогических институтов 102
1. Формирование учеб но-методического комплекса по предметам астрономического цикла учебных дисциплин для физических факультетов педагогических вузов 102
2. Концепция конструирования предметных программ астрономического цикла учебных дисциплин физических факультетов педагогических вузов 104
3. Характеристика программ предметов астрономического цикла учебных дисциплин физических факультетов педагогических вузов 117
4. Характеристика учебных пособий и методических разработок по предметам астрономического цикла учебных дисциплин физических факультетов педагогических вузов151
5. Характеристика лабораторных и практических занятий по предметам астрономического цикла учебных дисциплин физических факультетов педагогических вузов 169
Глава III Формы и методы аудиторной и внеаудиторной астрономической подготовки студентов физических факультетов педагогических вузов 198
1. Формы и методы изучения астрономических понятий при подготовке учителя физики 198
2. Выпускные (дипломные) работы научно-исследовательского характера по астрономии как форма подготовки учителя физики 247
3. Подготовка студентов физического факультета к внеклассной работе по астрономии в школе через систему НИРС и УИРС 271
4. Использование в НИРС и УИРС компьютерных технологий как форма астрономической подготовки учителя физики 291
Глава IV Экспериментальная проверка эффективности авторской концепции методики астрономической подготовки студен тов физических факультетов педагогических вузов
1. Поисковый этап педагогического эксперимента по проверке эффективности авторской концепции методики астрономической подготовки студентов физических факультетов педагогических вузов 309
2. Педагогический эксперимент по проверке эффективности авторской концепции методики астрономической подготовки студентов факультетов физики пе дагогических вузов (констатирующий и формирующий этапы) 319
3. Экспериментальная проверка эффективности авторской методики обучения студентов физического факультета опознаванию созвездий звездного неба 343
Заключение 362
Библиография 365
Приложения 408
- Психолого-педагогические основы исследования
- Формирование учеб но-методического комплекса по предметам астрономического цикла учебных дисциплин для физических факультетов педагогических вузов
- Формы и методы изучения астрономических понятий при подготовке учителя физики
Введение к работе
Курс "Астрономия" или модификации этого курса предусмотрены учебными планами физических факультетов педагогических вузов РФ: специальность 01.04.00 - "физика", направления 51.04.00 - бакалавр-физика; 01.09.00 - физика и астрономия; 01.06.00 - физика и информатика; 02.17.00 - физика и филология.
Востребованность учебных курсов предметов астрономического цикла на факультетах физики педагогических вузов предопределяется пониманием того, что астрономические знания являются неотъемлемой частью физического и, шире, естественнонаучного образования студентов.
Если физика в широком понимании - это наука о природе, ее объектах, законах и закономерностях, то именно учебные курсы астрономии знакомят студентов физических факультетов с миром специфических астрономических (но в равной мере и физических) объектов, таких как планета, звезда, газовопылевои комплекс, галактика, системы галактик, Вселенная, то есть с миром, в котором сосредоточены все вещество и энергия. Эти вещество и энергия находятся в условиях, невоспроизводимых на Земле при современной технике научных экспериментальных исследований. Различные проявления этого мира в виде тех или иных законов и закономерностей в их взаимосвязи и взаимозависимости изучаются фрагментарно в отдельных и, в значительной мере, самостоятельных курсах общей и теоретической физики.
Астрономические знания способствуют воспитанию у студентов-физиков современного естественнонаучного материалистического мировоззрения. Достигается это путем: формирования у студентов си стемы фундаментальных знаний в разных направлениях современного комплекса естественных наук (в том числе, астрономических наук); освоения наряду с частной методологией астрономии общей методологией естественных наук и, тем самым, достижения более высокого уровня методологической компетентности; раскрытия астрономической картины мира как важнейшей части картины мира физической, в которой Человек рассматривается как часть Природы (инвайрен-ментальная парадигма), планета Земля - как открытая самоорганизующаяся система, Космос - как целостная эволюционирующая система.
Астрономия как учебный предмет имеет свою специфику, отличающую его от других дисциплин естественнонаучного цикла, изучаемых на физических факультетах педагогических вузов. В содержательном плане это предмет мировоззренческого характера, завершающий изучение естественных наук. Это предмет, изучение которого в обязательном порядке должно опираться на обширные межпредметные связи - с физикой, математикой, географией, историей и т.п. Это предмет, без опоры на который невозможно формирование у студентов-физиков общей экологической культуры. Это предмет, включающий в себя огромный и разноплановый материал, адаптация которого к пед-вузовскому уровню, как правило, не бывает успешной.
Естественно, что в теоретическом плане процесс обучения астрономии студентов физических факультетов подчиняется всем законам и закономерностям педагогики обучения, однако практический аспект обучения астрономии студентов-физиков пока остается на уровне сбора эмпирических данных, наблюдений отдельных преподавателей и методистов и лишь изредка сопровождается теоретическими обобщениями. Эти эмпирические данные к настоящему времени не сведены в единую систему обучения.
Становление астрономической составляющей естественнонаучного образования современного учителя физики и , следовательно, теории и
методики обучения астрономии студентов физических факультетов педагогических вузов происходит через разрешение целого ряда объективных и субъективных противоречий.
•Противоречие между востребованностью предметов астрономического цикла учебных дисциплин как дополняющих и углубляющих профессиональную и культурологическую подготовку студентов физических факультетов педагогических вузов и отсутствием теоретических и практических комплексных исследований системы астрономической подготовки студентов физических факультетов педвузов.
Эта система включает в себя: концепцию обучения как совокупность взаимосвязанных и взаимодополняющих принципов, закладываемых в учебный процесс по астрономии; систему научных понятий учебного астрономического курса с определением в ней места закономерностям, законам, гипотезам и теориям, присущим астрономии как науке; реализацию в учебном процессе содержания основополагающих понятий: методология, метод, методика, форма обучения, средство обучения, новые технологии обучения; теоретически обоснованный и внедренный в учебный процесс учебно-методический комплекс по астрономии; систему Форм, методов и средств аудиторного и внеаудиторного обучения студентов, в том числе, новых обучающих технологий; систему учебно-исследовательской и научно-исследовательской работы студентов.
•Противоречие между спецификой содержательной стороны курса "Астрономия" (обширный учебный материал, включающий в себя описание множества астрономических объектов, явлений, законов и закономерностей в их взаимосвязи и взаимозависимости; широкие межпредметные отношения практически со всеми учебными предметами, изучаемыми как в школе, так и в вузе; недостаточность чувственных опор для включения в процесс познания абстрактно-прогностических свойств интеллекта студента и т.д.) и отсутствием: комплексных исследований по содержанию и объему учебного материала,
предлагаемого студентам для изучения; всестороннего анализа научных астрономических понятий и ошибок при их дефиниции; исследований системы понятий учебного астрономического курса с определением в ней места закономерностям, законам, гипотезам и теориям, присущим астрономии как науке. •Противоречие между востребованностью целостной концепции формирования и функционирования учебно-методического комплекса (материально-техническая база учебного курса, учебные программы, учебники, учебные пособия, теоретические разработки, разработки лабораторных и практических работ и т.д.), необходимого для эффективного изучения астрономии в педвузе, и отсутствием таковой в отечественной и зарубежной научной литературе. •Противоречие между богатством и сложностью содержания учебного курса астрономии и весьма ограниченном числе аудиторных часов, отводимых на факультетах физики педагогических вузов на его изучение. Это противоречие усугубляется отсутствием комплексных исследований педагогически и психологически обоснованной системы аудиторных и внеаудиторных форм, методов и средств обучения основам астрономии студентов-физиков.
Назревшая необходимость разрешения этих противоречий определила актуальность нашего исследования.
Цель исследования - теоретическое обоснование и практическое конструирование методики астрономической подготовки студентов физических факультетов педагогических институтов в рамках современной личностно-ориентированной парадигмы образования.
Объект исследования - процесс обучения основам астрономии студентов физических факультетов педагогических институтов.
Предмет исследования - основные элементы методики преподавания астрономии в педвузе как системы астрономической подготовки студентов-физиков. Таковыми являются: система понятий учебного астрономического курса с определением в ней места закономерностям, за
конам, гипотезам и теориям, присущим астрономии как науке; понятийное поле конкретного учебного астрономического курса; учебно-методический комплекс (учебные программы, учебники, учебные пособия, теоретические разработки, разработки лабораторных и практических работ, дидактические средства, материально-техническая база учебного курса и т.д.), необходимого для эффективного изучения астрономии в педвузе; система аудиторных и внеаудиторных форм, методов и средств обучения основам астрономии студентов физических факультетов педвузов - будущих учителей физики. Концепция исследования:
В условиях вариативности естественнонаучного образования методика астрономической подготовки студентов физических факультетов педагогических вузов имеет свои особенности, которые должны быть учтены при конструировании учебных астрономических курсов, учебно-методической базы, форм, методов и средств обучения астрономии. К таковым относятся:
•Широкая опора на базовые физические (предметные) знания студентов старших курсов физических факультетов, что обусловливает главенствующую роль учета широких межпредметных связей учебных курсов физики и астрономии (принципы непрерывности, преемственности и профессиональной направленности в обучении).
•Необходимость формирования у студентов-физиков астрономического мышления как неотъемлемой части мышления физического (принцип дополнительности в обучении).
•Необходимость формирования у студентов-физиков астрономической картины мира как существенной части целостной физической картины мира (принципы дополнительности и системности в обучении).
•Необходимость учета жизненных установок и психофизических особенностей личностной деятельности студентов-физиков, оптимальной опоры на аналитическое и образное мышления, характерные для уча щихся, имеющих склонность к изучению естественнонаучных дисциплин и выбравших преподавание физики в школе как основу своей профессиональной деятельности (принципы гуманизации и оптимизации в образовании).
Гипотеза исследования содержит следующие положения: Предметная и общеобразовательная астрономическая подготовка студентов физических факультетов педагогических вузов будет эффективной, если учебный процесс по астрономии осуществляется в системе, включающей в себя совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых педагогических (методологических и методических) научных идей и организационных принципов.
Основными элементами этой астрономической образовательной педвузовской системы являются:
- теоретически обоснованная и практически реализованная система понятий учебного астрономического курса с определением в ней места закономерностям, законам, гипотезам и теориям, присущим астрономии как науке;
- теоретически обоснованный и внедренный в учебный процесс современный учебно-методический комплекс (материально-техническая база учебного курса, учебные программы, учебники, учебные пособия, теоретические разработки, разработки лабораторных и практических работ, дидактические средства и т.д.);
- теоретически обоснованная и внедренная в учебный процесс система аудиторных и внеаудиторных форм, методов и средств обучения основам астрономии студентов физических факультетов педагогических институтов.
В задачи исследования входило: Разработка концепции астрономической подготовки студентов физических факультетов педагогических институтов с учетом особенностей современного естественнонаучного образования как компонента общего педагогического образования. В рамках этой концепции:
- проведение анализа корпуса астрономических понятий; выявление общих принципов формирования систем понятий всех учебных курсов астрономического цикла естественнонаучных дисциплин; структурирование системы понятий учебных курсов "Общая астрономия", "Астрофизика", "Основы космонавтики", "Методика преподавания астрономии в школе", "Астрономия и происхождение Вселенной"; проведение анализа типичных, в том числе и системных ошибок дефиниций астрономических понятий;
- разработка содержания учебно-методического комплекса как базы астрономической подготовки студентов физических факультетов педвузов; разработка принципов конструирования учебных вузовских предметных программ астрономического цикла; разработка и внедрение в учебный процесс авторского пакета программ предметов астрономического цикла естественнонаучных дисциплин; разработка и внедрение в учебный процесс авторского комплекса методической литературы (учебных пособий, методических разработок и рекомендаций, описаний лабораторных работ), полностью обеспечивающего лекционную и экспериментальную, аудиторную и внеаудиторную фазы астрономической подготовки будущего учителя физики; обоснование и внедрение в учебный процесс современной учебной и учебно-исследовательской материально-технической базы, необходимой для проведения лабораторных, учебно-исследовательских и научно-исследовательских работ по предметам астрономического цикла учебных дисциплин; разработка и внедрение в учебный процесс астрономического практикума, включающего в себя все виды лабораторных работ по всем предметам астрономического цикла;
- разработка и внедрение в учебную практику педагогических институтов системы аудиторных и внеаудиторных форм, методов и средств астрономической подготовки студентов физических факультетов педвузов, в том числе, системы учебно-исследовательской и научно-иссле довательской работы студентов по предметам астрономического цикла;
- экспериментальная проверка эффективности предложенной методики как системы астрономической подготовки будущего учителя физики.
Теоретико-методологические источники исследования:
- труды по теории, методологии и практике конструирования предметных учебных программ (Артемьев А.В., Воробьева СВ., Засов А.В., Кононович Э.В., Левитан Е.П., Марленский А.Д., Медведева М.В., Порфирьев В.В., Радзиевский В.В., Сандакова Е.В., Ченобытов В.А., Ухова O.K., Соколова И.И.);
- исследования, раскрывающие закономерности развития представлений сущности естественнонаучного образования, описывающие его современные задачи и содержание (Голубева О.Н., Извозчиков В.А., Кедров Б.М., Кондратьев А.С, Ланина И.Я, Левитан Е.П, Пинский А.А., Разумовский В.Г. и др);
- труды по теории, методологии и практике формирования учебников и учебных пособий (Бакулин П.И, Блажко С.Н., Засов А.В., Иванов А.А., Казаков С.А., Кононович Э.В., Куликов К.А., Левитан Е.П., Мороз В.И. и др.);
- философские и педагогические идеи о роли и функциях общего и профессионального образования (Беляева А.П., Бабанский Ю.К., Бим-Бад Б.М., Богословский В.И., Бордовский В.А., Бордовский Г.А., Ва-лицкая А.П., Извозчиков В.А., Лаптев В.В., Тряпицина А.П., Мамар-дашвили М.К. и др.).
Эмпирическим базисом исследования является анализ индивидуального и обобщенного опыта отечественных и зарубежных педагогов по исследованию теоретических основ методики подготовки студентов педагогических вузов по профилю естественных наук, по проектированию и конструированию целостного педагогического процесса и его отдельных элементов, конструированию содержания образовательных профессиональных предметных программ высшего педагогического
образования и учебных предметных программ естественнонаучного цикла дисциплин; практический опыт преподавателей астрономии университетов и педвузов РФ и личный двадцатипятилетний опыт педагогической работы в РГПУ им. А.И.Герцена.
Методы исследования определялись по принципам адекватности задачам исследования: теоретический анализ научной педагогической, философской и учебной литературы; обобщение тенденций развития общего и педагогического, в частности, астрономического образования; моделирование образовательных процессов, систем и их элементов; педагогический эксперимент по апробации и коррекции этих моделей, в ходе которого применялись методы наблюдения, анкетирования, беседы, тестирования, экспертных оценок и др.
Логика и этапы исследования:
1. Изучение состояния проблемы становления и развития отечественного и зарубежного астрономического и естественнонаучного педагогического образования; поиск концептуальных подходов к разработке системы структурирования и дефиниции понятийного корпуса учебных предметов астрономического цикла естественнонаучных дисциплин, к разработке современного учебно-методического комплекса по учебным предметам естественнонаучного цикла. Изучение теоретического и практического отечественного и зарубежного опыта конструирования образовательных предметных программ высшего педагогического образования, принципов формирования материально-технической лабораторной и учебно-исследовательской базы и методического обеспечения предметного учебного процесса, изучение практического опыта постановки проблемного образования в РГПУ им. А.И.Герцена и вузах России. Анализ научной литературы и определение тезауруса по проблеме исследования. Концептуальный и дидактический анализ учебной и методической отечественной литературы по астрономическому образованию (с 1830 по 1999 гг). Разработка исход ной гипотезы, определение и обоснование стратегии исследования, его целей, задач, предмета, понятийного аппарата.
2. Формирование терминосистемы учебных предметов астрономического цикла естественнонаучных дисциплин; разработка теоретических принципов структуризации понятийных полей и практическое построение понятийных систем всех курсов астрономических учебных дисциплин; дефиниция астрономических понятий.
3. Разработка концепции учебно-методического комплекса, необходимого для эффективной реализации астрономического образования в рамках парадигмы проблемного личностно и социально ориентированного естественнонаучного образования; создание материально-технической базы лабораторного практикума и учебно-исследовательской работы студентов; разработка пакета авторских учебных предметных программ и методического обеспечения (учебные пособия, методические рекомендации и теоретические разработки, описания лабораторных и практических работ) учебного процесса; разработка теоретических основ и методики планирования, организации и проведения учебных и научно-исследовательских студенческих астрономических наблюдений; разработка системы аудиторных и внеаудиторных форм самостоятельной работы студентов в условиях проблемного исследовательского обучения.
4. Экспериментальное внедрение в учебный процесс авторской методики астрономической подготовки студентов факультета физики РГПУ им. А.И.Герцена для специализаций "физика и астрономия" (учебные курсы "Общая астрономия", "Астрофизика", "Основы космонавтики", "Методика преподавания астрономии в школе", "Астрофизическая практика"), "физика и филология" и "физика и информатика" (учебные курсы "Общая астрономия" и "Астрономия и происхождение Вселенной", "Астрофизика"), "бакалавр-физика" (учебные курсы "Общая астрономия", "Астрофизика"). Осуществление мониторинга и коррекция по практическим результатам внедрения системы астрономической
подготовки студентов физических факультетов, оценка ее практической эффективности.
5. Анализ и обобщение результатов педагогического эксперимента по проверке эффективности авторской методики астрономической подготовки студентов физических факультетов педвузов; внедрение разработанной системы астрономического образования в учебный процесс педагогических вузов РФ.
Исследование проводилось в 1976 - 1999 годах.
Базой исследования являлись факультеты физики и математики Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена, Институт естествознания, курсы повышения квалификации учителей при Санкт-Петербургском государственном университете педагогического мастерства, факультеты повышения квалификации преподавателей астрономии вузов при РГПУ им. А.И.Герцена и Санкт-Петербургском государственном университете.
На защиту выносятся:
- Теоретические и практические основы методики преподавания астрономии в педвузе как системы астрономической подготовки студентов физических факультетов педвузов в рамках общей парадигмы естественнонаучного и психолого-педагогического личностно-ориентиро- ванного профессионального образования. Эта система включает в себя взаимосвязанную и взаимозависимую совокупность общепедагогических и специальных научных идей и организационных принципов, практическая реализация которой позволяет подготовить квалифицированного учителя физики, владеющего всем комплексом современных астрономических знаний, способного самостоятельно формулировать, искать пути решения и успешно решать конкретную учебную и научную общественно значимую педагогическую проблему, выходить на высокий уровень теоретического обобщения.
- Концепция анализа и структурированмя понятийных полей учебных курсов астрономического цикла естественнонаучных дисциплин: линг
вистический и функциональный анализ астрономических понятий; отбор понятий для учебного курса; принципы дефиниции понятий; выявление места и роли астрономического понятия в системе понятий естественнонаучных учебных дисциплин; полевой подход к описанию тер-миносистемы учебного курса; формирование полей понятий конкретных учебных курсов ("Общая астрономия", "Астрофизика", "Основы космонавтики", "Методика преподавания астрономии в школе", "Астрономия и происхождение Вселенной").
- Теоретически обоснованный, разработанный автором и внедренный в учебный процесс современный учебно-методический комплекс по предметам астрономического цикла учебных дисциплин (учебные программы, учебники, учебные пособия, теоретические разработки, разработки лабораторных и практических работ, дидактические средства, лабораторный астрономический практикум, материально-техническая база учебного курса и т.д.).
- Теоретически обоснованная и внедренная в учебный процесс система аудиторных и внеаудиторных форм, методов и средств обучения основам астрономии студентов физических факультетов педагогических институтов, включающая в себя проблемное обучение как ведущую идею самостоятельной, учебно-исследовательской и научно-исследовательской работы студентов по предметам астрономического цикла.
Научная новизна исследования: В диссертации впервые:
- проведено комплексное исследование теоретических основ методики астрономической подготовки студентов физических факультетов педвузов;
- разработана целостная концепция теории методики астрономической подготовки студентов физических факультетов педвузов в рамках современной личностно и социально ориентированной образовательной парадигмы;
- разработаны теоретические основы исследования понятийных систем вузовских курсов астрономического цикла естественнонаучных учебных дисциплин;
- сформированы понятийные системы всех вузовских курсов астрономического цикла естественнонаучных учебных дисциплин;
- разработана концепция и методика обучения астрономическим понятиям студентов физических факультетов педвузов;
- разработана концепция формирования учебно-методического комплекса, необходимого для эффективной астрономической подготовки будущего учителя физики;
- разработаны и внедрены в практику все элементы (циклы учебных предметных программ, пакеты учебных пособий и методических разработок, пакеты описаний к лабораторным и практическим занятиям, материально-техническая база и др.) учебно-методического комплекса, совокупность которых обеспечивают учебную, учебно-исследовательскую и научно-исследовательскую работу студентов по предметам астрономического цикла учебных дисциплин;
- разработана и внедрена в практику система аудиторного и внеаудиторного обучения студентов, обеспечивающая эффективную астрономическую подготовку студентов физических факультетов в условиях современного проблемного обучения.
Теоретическая значимость исследования:
Впервые в РФ разработаны теоретические основы методики преподавания астрономии на физических факультетах педагогических вузов как системы астрономической подготовки студентов физических факультетов педагогических вузов, включающей в себя взаимосвязанную и взаимозависимую совокупность педагогических научных идей и организационных принципов, практическая реализация которой позволяет подготовить квалифицированного специалиста, обладающего достаточным объемом астрономических знаний, способного самостоятельно формулировать, искать пути решения и успешно решать конкретную научную
и/или общественно значимою педагогическою проблему обучения школьников астрономии, выходить на высокий уровень теоретического обобщения и обеспечить астрономическую грамотность населения через систему общего образования.
Практическая значимость результатов исследования определяется комплексным системным подходом к решению проблемы астрономического образования студентов физических факультетов в рамках циклов естественных, гуманитарных и психолого-педагогических учебных дисциплин:
- разработанная концепция лингвистического и функционального анализа астрономических понятий и структурирования понятийных полей учебных курсов может быть положена в основу практической разработки учебных самостоятельных и интегрированных курсов, предусмотренных учебными планами вузовской и школьной системами образования;
- разработанные теоретические основы методики астрономической подготовки студентов физических факультетов востребованы педагогическими вузами РФ и стран СНГ;
- созданный учебно-методический комплекс, обеспечивающий астрономическое образование, соответствующее уровню требований современной образовательной личностно-ориентированной парадигмы, внедрен в учебный процесс на факультете физики РГПУ им. А.И.Герцена; значительная часть элементов этого комплекса (предметные программы, учебные пособия, методические разработки, описания лабораторных работ, дидактические средства и др.) используется в учебном процессе педагогических вузов РФ и стран СНГ;
- разработанная система аудиторных и внеаудиторных форм, методов и средств астрономической подготовки студентов факультетов физики прошла апробацию и эффективно используется в учебном процессе при обучении студентов физического факультета РГПУ им. А.И.Герцена.
Достоверность и обоснованность исследования обусловлены непротиворечивостью и четким обозначением методологических позиций, использованием во взаимосвязи разнообразных методов, отобранных в
щих друг дідуга (теопетический анализ, концеш альный синтез, моделирование, изучение и обобщение опыта практической деятельности, опытно-экспериментальная работа с отслеживанием и коллегиальным обсуждением ее результатов, привлечение экспертов к анализу хода исследования и др.), практическим подтверждением основных теоретических положений исследования в педагогическом эксперименте, внутренней непротиворечивостью результатов исследования, а также личным участием автора в рабочих группах МО РФ по разработке государственных учебных программ по астрономическому вузовскому образованию.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись через публикации (учебные пособия, методические разработки, методические рекомендации, программы для педагогических вузов, статьи -96 публикаций по теме исследования), преподавательскую и исследовательскую работу на факультетах физики, математики, географии РГПУ им. А. И. Герцена (1976-1999 гг), преподавательскую работу на курсах ФПК при РГПУ им. А.И.Герцена и СПбГУ (1984-1992 гг), участие в работе Совета по подготовке астрономических кадров при АН СССР, участие в работе методических советов по астрономии при Министерствах образования СССР и РСФСР, участие в работе учебно-методических советов по естествознанию и по физике УМО ОППО, НИИ непрерывного образования при РГПУ им. А.И. Герцена, участие в работе научно-методического совета СПб Планетария, организацию научно-практических конференций по астрономическому образованию в РГПУ им. А.И. Герцена, проведение проблемных семинаров, курсов
Петербурга и Ленинградской области, участие с приглашенными до кладами в работе ряда всероссийских и международных педагогических конференций. В числе последних: "Физика в системе современного образования" (Петрозаводск, 1995; Волгоград, 1997); "Проблемы ноосферы и устойчивого развития" (Санкт-Петербург, 1996); "Проблемы пространства, времени, движения" (Санкт-Петербург, 1996; Санкт-Петербург, 1998); "Теория и методика обучения физике" (Санкт-Петербург, 1996); "Стандартизация образования в современной средней и высшей школе" (Челябинск, 1997). Программы, учебные пособия и методические разработки автора нашли широкое применение в школах и педагогических вузах РФ и стран СНГ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Содержит 24 таблицы, 22 рисунка, 5 приложений. Основной текст - на 364 страницах.
Психолого-педагогические основы исследования
Курс "Астрономия" или модификации этого курса предусмотрены учебными планами практически всех педагогических вузов РФ. Различие между вузами состоит в том, что в ряде их "Астрономия" преподается на факультетах физики и является неотъемлемой частью естественнонаучного и профессионального образования будущих учителей физики, в других вузах небольшие курсы астрономии изучают студенты математических, географических, естественных и других факультетов. Здесь "Астрономия" как учебный предмет имеет, главным образом, общеобразовательную функцию и преподается в ряду других учебных предметов, необходимых для воспитания специалиста, свободно ориентирующегося в современных социальных, научных, технических и гуманитарных проблемах общества.. С запуском первого искусственного спутника Земли эксплицировалось понимание того, что Человек является одним из важнейших элементов открытой системы Че-ловек-Земчя-Космос (См., например, философское исследование Урсула А.Д. [381]). Комментируя первые успехи человечества в освоении ближнего Космоса, американский психолог Гилфорд Дж. говорил: "Два события уже наших дней настоятельно требуют, чтобы изучили все, что возможно, о природе интеллекта. Я имею в виду появление искусственных спутников и планетных станций, а также отчасти возникший как следствие этого кризис образования. Сохранение нашего образа жизни и нашей будущей безопасности зависит от наиболее важных ресурсов нашей (американской - Л .Ж.) нации: от наших интеллектуальных и особенно от наших творческих способностей. "[59, с. 433- 434]. В равной мере справедливость этого высказывания можно отнести к образованию и воспитанию российской молодежи.
Таким образом, одной из закономерностей развития современного научного знания и, следовательно, научного профессионального мышления педагога-учителя физики наряду с гуманизацией и экологизацией, является их космизация
Востребованность учебных курсов предметов астрономического цикла на факультетах физики педагогических вузов очевидна. Астрономию изучают в большинстве школ и практически во всех педагогических вузах России. Разрабатываются и реализуются новые министерские и региональные программы самостоятельных и интегрированных курсов астрономии (См., например, Засов А.В., Кононович Э.В. [188]; Засов А.В., Медведева М.В. [190]; Жуков Л.В. [98; 111]; Жуков Л.В. и др. [94; 160; 164]; Левитан Е.П. [246]; Марленский А.Д. [267];Порфирьев В.В. [326] и др.)
Современные образовательные стандарты предусматривают обязательную естественнонаучную, в том числе и астрономическую подготовку специалиста в области образования как в моноуровенной, так и в многоуровенной системах. В педагогических институтах разрабатываются различные подходы к решению проблем преподавания естественнонаучных курсов: интеграция смежных дисциплин, система отдельных предметных курсов, концептуальные курсы и др. Это в полной мере касается и астрономии как основного мировоззренческого предмета (Пронин В.П., Соколова И.И. [333]; Соколова И.И. [365] и др.).
Элементы астрономии включены в школьные курсы физики, природоведения и естествознания; в педвузовском курсе "Естествознание" астрономический материал является стержневым. Выпускаются учебники и учебные пособия нового поколения по астрономии (Воронцов-Вельяминов Б.А.[52]; Гришин Ю.А. [65]; Жуков Л.В. [102; 104; 128]; Жуков Л.В., Иванчук В.И., Чурюмов К.И. [132]; Жуков Л.В., Пронин В.П. [151 ]; Жуков Л.В., Соколова И.И. [168]; Засов А.В., Кононович Э.В. [189]; Левитан Е.П. [249; 252]; Порфирьев В.В. [327]; Порфирьев В.В., Зинковский В.И. [328]; Трухачева В.А. [377]; Пинский А.А., Ра зумовский В.Г., Дик Ю.И. и др. [391]; Пинский А.А., Разумовский В.Г.,
Гладышева Н.К. и др. [392]; Пинский А.А., Разумовский В.Г., Бугаев А.И. и др. [393] и т.д.). В мировой тенденции развития образовательных систем астрономия занимает достойное и далеко не последнее место в ряду таких дисциплин как физика, математика, информатика. Более того, XXI век - век интенсивного освоения ближнего Космоса, изучения дальнего Космоса астрономическими инструментами нового класса: внеатмосферными оптическими и радиотелескопами, оптическими и радиоинтерферометрами, приемниками всеволнового излучения, контактными методами. Включение курсов астрономии в базовые образовательные программы отражает статус России как космической державы, отвечает требованиям к уровню образованности Человека XXI века, так как астрономия в силу своей мировоззренческой направленности является важнейшим предметом в системе общего естественнонаучного и гуманитарного образования России. Новые задачи, поставленные обществом перед педагогическими вузами, и, в частности, необходимость воспитания космического мышления, делают актуальной проблему постановки на научную основу методики преподавания астрономии на физических факультетах педвузов, готовящих современного учителя физики.
Формирование учеб но-методического комплекса по предметам астрономического цикла учебных дисциплин для физических факультетов педагогических вузов
Результаты исследования понятийной системы, изложенные в Гл. I, предопределили содержание и подход к формированию учебно-методического комплекса для предметов астрономического цикла учебных дисциплин, который наряду с понятийной системой учебных курсов является основой, фундаментом, который при наличии других необходимых условий (например, при неукоснительном подчинении содержания всех фаз учебного процесса основополагающим принципам обучения - см. рис. 1, "следствие" МПАП, ячейка 3) может обеспечить эффективную астрономическую подготовку современного учителя физики (см. рис. 1, "следствие " МПАП, ячейки 4-5).
Изучение в педвузе предметов астрономического цикла вне зависимости от того, в рамках какой образовательной специализации оно происходит, осуществляется в определенной образовательной среде.
Под термином образовательная среда мы понимаем совокупность педагогических средств и условий, имеющихся на кафедре, факультете, в вузе, городе (и, шире, в стране), способствующих оптимальному прохождению студентом его образовательной траектории. Иными словами, образовательная среда есть то педагогически значимое, что окружает реальных участников образовательного процесса, сфера образовательной деятельности студента [26, с. 6]. Образовательная среда, в частности, включает в себя: современную материально-техническую базу факультета (кафедры); учебно-методический комплекс, позволяющий студенту максимально полно реализовать свои образовательные потребности при изучении соответствующего учебного курса; устоявшиеся педагогические и общекультурные традиции факультета (кафедры); коллектив высокопрофессиональных преподавателей, обладающей благоприятной общечеловеческой аурой; наличие в городе профильных научных (научно-исследовательских институтов и лабораторий), образовательных (школ разного профиля, "родственных" кафедр других институтов, библиотек, Планетария и т.п.) и общекультурных (музеев, театров и т.д.) учреждений.
Основой успешного обучения астрономии, как, впрочем, и любому другому предмету, является наличие соответствующего учебно-методического комплекса (далее УМК), обеспечивающего возможность оптимальной реализации всех этапов астрономического обучения. В УМК обычно включают: учебные предметные программы, задающие общий объем астрономических знаний, которые должен освоить студент за время обучения; перечень (комплекс) и описания лабораторных и практических работ, выполнение которых обеспечивает экспериментальную подготовку студента; материально-техническую базу, состоящую из совокупности современных лабораторных и наблюдательных астрономических приборов (инструментов) - основу для ознакомления с методологией современных научных и учебных исследований; методическое обеспечение астрономических курсов, то есть учебный экспериментальный материал (астрономические карты, атласы, каталоги, негативы астрономических объектов и т.д.), учебники, учебные пособия, дополнительная вспомогательная научная, учебная и научно-популярная литература, методические разработки, описания лабораторных работ, разработки принципов и методологии самостоятельной работы студентов, разработки разного вида контролей; базу для возможности использования в учебном процессе новых технологий (например, компьютерный класс). В этой главе мы рассмотрим теоретические и практические основы формирования и использования в учебном процессе элементов УМК для предметов астрономического цикла.
Формы и методы изучения астрономических понятий при подготовке учителя физики
практику обучения формы и методы комплексной аудиторной и внеаудиторной астрономической подготовки учителя физики во всех аспектах этой подготовки (см. рис. 1, "следствие" МПАП, ячейки 4-5). Здесь, в этом параграфе мы остановимся, главным образом, на описании форм и методов изучения астрономических понятий как лежащих в основе всей астрономической подготовки учителя физики. Там, где это необходимо, коснемся и других аспектов этой проблемы.
Усова А.В. в [3851 отмечает, что "Как в научном, так и в учебном познании формирование и развитие понятий представляет собой сложный, диалектически противоречивый процесс. Учащиеся не фазу овладевают понятием, а постепенно усваивают его содержание, объем, связи и отношения с другими понятиями. Овладение понятием осуществляется на основе преодоления противоречия между установленными научными фактами и имеющейся (у студентов - Л.Ж.) понятийной базой, оказывающейся недостаточной для объяснения новых фактов" (с. 53).
При разработке концепции процесса формирования понятий при обучении физике Ж.Верньо обратил внимание на то, что "формирование понятий происходит через ряд познавательных ситуаций, причем ни одно понятие не соответствует единственному типу познавательных ситуаций и не одна ситуация не ведет прямо к образованию полного представления о понятии". Ж.Верньо "ввел термин "методическое поле понятия", под которым он понимает множество всех возможных познавательных ситуаций, совокупность всех методов и приемов, с которыми связано усвоение данного понятия, и множество связей данного понятия с другими [217, с. 88].
Рассмотрим некоторые виды и формы работы со студентами по изучению астрономических понятий в вузе (см. табл. 14).
Лекционные занятия (лекции) до сих пор являются основным видом передачи учебной информации от преподавателя к студенту, введения, развития и обобщения астрономических понятий. При подготовке лекционного цикла по учебному предмету, в частности, по курсам "Общая астрономия" или "Астрофизика", преподаватель должен иметь в виду что лекция является важнейшим элементом современной технологии обучения и воспитания [231, с. 34-42], поэтому в алгоритме учебно-воспитательной работы преподавателя над лекцией необходимо учитывать целевой, содержательный и процессуальный аспекты.
Как известно, работа преподавателя над лекцией включает четыре этапа: подготовительный, процессуальный, контролирующий и корректирующий. Эти четыре этапа в принципе совпадают с основными видами управленческой деятельности преподавателя по организации учебного процесса, отмеченными Коржаковой СВ. "Всякий процесс обучения является управляемым, а любая управленческая деятельность включает планирование, организацию, стимулирование, текущий контроль, регулирующую деятельность и анализ ее результатов." [223, с. 134]. На каждом этапе понятие является стержневым элементом лекции.
На подготовительном этапе преподаватель астрономии формулирует тему лекции, выявляет место конкретной лекции в общей системе лекционного курса, определяет образовательную и воспитательные цели лекции. Особое место здесь занимает технология конструирования содержания лекции. Конкретная лекция может быть формально готова к использованию в учебном процессе, если при ее конструировании были учтены и реализованы следующие моменты.
Определен круг астрономических вопросов, которые предполагается рассмотреть на лекции.
Выявлено место содержательного аспекта лекции в общей системе знаний по учебному предмету, предусмотренных соответствующими образовательными стандартами и учебными программами. Содержание лекции опирается на материал, изученный студентами на предшествующих этапах обучения (соблюдение принципа преемственности), с одной стороны, и является базой, трамплином для дальнейшего изучения материала учебного курса (соблюдение принципа развития), с другой стороны.
