Применение новых информационных и телекоммуникационных технологий в школьном физическом и астрономическом образовании


НазваниеПрименение новых информационных и телекоммуникационных технологий в школьном физическом и астрономическом образовании
страница8/23
Дата15.02.2013
Размер3.16 Mb.
ТипАвтореферат
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   23

Глава III. МЕТОДИКА УЧЕБНОЙ РАБОТЫ С КОМПЛЕКСМИ ПРОГРАММНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ И ТЕЛЕКОМУНИКАЦИОН-НЫХ СРЕДСТВ НА ПРИМЕРЕ КОМПЛЕКСА ПО АСТРОНОМИИ




III.1. Сущность, цели и содержание астрономического образования в современной школе и проблемы интеграции астрономии и физики


Важной тенденцией школьного образования на сегодняшний день является ориентация не на академическое (подготовка к продолжению образования в высшей школе), не на профессиональное обучение, а на общее образование и развитие. Из основных тенденций развития образования в мировой педагогической практике представляются «…наиболее существенными следующие:

  • усиление практической направленности содержания курсов естественнонаучного цикла; изучение явлений, процессов, объектов, веществ, окружающих учащихся в их повседневной жизни;

  • изменение акцентов в учебной деятельности, нацеленных на интеллектуальное развитие учащихся за счет уменьшения доли репродуктивной деятельности; использование заданий, проверяющих различные виды деятельности, увеличение веса заданий на применение знаний для объяснения окружающих явлений; учет знаний, которые учащиеся получают вне школы из различных источников» [253, С.4].

Астрономия как отдельный учебный предмет была включена в учебный план средней школы в 30-х годах ХХ века. В 60-х годах астрономия рассматривалась как учебный предмет, завершающий физико-математическое образование и естественнонаучное образование, поэтому и изучение этого предмета предлагалось в выпускном классе [288]. Но в программе и учебниках конца ХХ века больше внимания уделялось вопросам астрофизики [146, 199].

Являясь полноправной частью общего образования, астрономическое образование, рассматриваемое с предметной стороны, включает три основные группы целей:

«… 1. овладение основами научных знаний в объеме, способствующем пониманию происходящих в них явлений;

2. общая подготовка учащихся к практической деятельности, то есть овладение теми формами практической деятельности, которые позволяют человеку познавать и преобразовывать природу, общество, культуру;

  1. формирование у учащихся научных убеждений и основанного на них целостного восприятия мира» [182, С.35].

Наиболее полное исследование, посвященное системе обучения астрономии в средней школе, выполнено Левитаном Е.П., лежащее в основе соответствующих методических пособий [205, 203, 204]. «Раскрывая перед учащимися картину строения Вселенной и сущность происходящих в ней процессов, преподаватель не должен упускать возможности продемонстрировать действие известных учащимся законов и закономерностей в новых, необычных условия космоса. Такое распространение знаний из области земной физики на физику космоса, а также анализ методов современной астрофизики позволяет по-новому осветить, а значит, и углубить понимание многих принципиально важных вопросов курса физики» [204, C.8]. В программе курса астрономии Е.П. Левитана подчеркивается, что «формирование и развитие у учащихся астрономических представлений – длительный процесс, который должен начинаться в старшем дошкольном возрасте (на базе имеющихся для детей книг по астрономии) и продолжаться все время обучения в школе (с максимальным использованием для этого пропедевтических курсов «Окружающий мир», I – IV классы и «Естествознание», V – VII классы, а затем и систематического курса физики). С этой точки зрения данный систематический курс астрономии является курсом обобщающим и завершающим не только астрономическое, но и все естественнонаучное образование выпускников старшей общеобразовательной школы» [289, C. 152]. Главной задачей курса автор считает формирование целостного представления о строении и эволюции Вселенной, раскрытие перед учащимися астрофизической картины мира, при этом основной упор при изучении астрономии делается на вопросы астрофизики, внегалактической астрономии, космогонии и космологии.

Основным направлением школьного курса астрономии А.В. Засова и Э.В. Кононовича является последовательное формирование физической картины мира [289, С. 148].

Взаимосвязь курсов физики и астрономии в средней школе рассматриваются в работах Дробат А.С. (1969), Ерохиной Р.Я. ( 1982), Зинковского В.И. (1998), Клевенского Ю.Н. (1974), Кожеурова И.В. (1964), Максименко Е.В. (2000), Румянцева А.Ю. (1999), Ступникова В.М. (1976) [120, 129, 150, 172, 178, 214, 317, 345].

Другие диссертационные исследования были посвящены различным вариантам совершенствования методики преподавания астрономии.

Например, исследованы и разработаны формы и методы самостоятельной работы на уроках астрономии (Лупой К.А.) [211]; вопросы формирования мировоззрения учащихся в процессе обучения астрономии (Алешкевич А.С.) [5]; вопросы методики преподавания сферической и практической астрономии в средней школе (Ильевский И.Д.) [157], вопросы содержания, структуры и методики преподавания отдельных разделов курса астрономии (Шишаков В.А. [389], Ковязин Е.И. [176], Чулюкова Е.В. [381]), вопросы подготовки учащихся к практической деятельности (Боярченко И.Ф.) [45], исследованы методические особенности формирования у учащихся представлений об астрономических явлениях (Миленькая О.В.) [230].

Несколько диссертационных исследований посвящены вопросам изучения астрономии во внеурочное время, например, исследованы вопросы методики формирования первоначальных астрономических понятий при организации внеклассной и факультативной работы по астрономии (Попова А.П.) [280]; проведения внеклассных занятий по астрономии в 7 классе (Саркисян Е.А.) [323]; организации внешкольной работы по астрономии (Зигель Ф.Ю.) [149], (Белоозеров Л.) [29].

Ряд исследований был посвящен вопросам методики проведения астрономических наблюдений и использования других иллюстративных средств обучения астрономии (Андрианов Н.К. [9]; Габбасова В.А. [60], Кенжаев Болта [167], Могилко А.Д. [237], Моисеев С.С. [240], Порошин Ф.М. [281], Ромас И.А. [312], Яхно Г.С. [403]).

Важнейшим вопросам теоретической подготовки учителей физики к преподаванию астрономии посвящены исследования Мурашова Д.А. [247] и Жукова Л.В. [142].

Более половина исследований (56%) выполнена до 1990 года, до интенсивного развития информационных технологий в образовании, только три диссертационных исследования выполнены после 2000 года (9%).

В исследовании Т.А. Галкиной [61] были выяснены теоретические основы отбора содержания предмета «Астрономия» и его структурирования, выявлены специфические особенности курса астрономии, проанализированы существующие программы курса астрономии и интегрированных курсов в средней школе, обоснована и разработана совокупность технологий процесса обучения астрономии на основе интеграции идей развивающего обучения, проблемного обучения, обучения в сотрудничестве. При анализе технологии организации поисковой и исследовательской деятельности показана целесообразность интенсивного использования возможностей компьютерных технологий и их взаимодействие с реальными астрономическими наблюдениями [62].

В исследованиях по теории и методике обучения астрономии вопросы применения информационных технологий рассматриваются только в диссертационном исследовании Паболкова И.В. [262]. Паболковым И.В. была разработана методика комплексного применения пакета программ «АСТРОНОМИЯ», созданного для операционной системы DOS, что ограничивало возможности данного пакета только простейшими анимациями. Паболковым И.В. были сформулированы требования к моделирующим компьютерным средствам по астрономии. «Моделирование в преподавании астрономии  процесс, с помощью которого решается важная дидактическая задача  обеспечение наглядности при изучении небесных объектов и явлений, создание оптимальных условий для усвоения учащимися изучаемых вопросов, развитие исследовательских видов деятельности. Поэтому к моделям по астрономии выдвигаются следующие требования:

  • правильное отражение внешней формы объекта;

  • передача световых характеристик объектов, определяемых излучаемой или отображаемой энергией; модели звезд, скоплений, световых туманностей и галактик должны быть самосветящимися, так как они отражают реальные объекты, излучающие свет в силу своей природы; фазы планет определяются взаимным расположением Солнца, планеты и Земли, причем планета светит отраженным солнечным светом;

  • само свечение моделей не должно искажать цветовые характеристики естественных объектов; правильная передача цвета должна обязательно учитываться при проектировании моделей;

  • надо учитывать закономерности движения небесных тел; целесообразно показать, что угловые удаления внутренних планет от Солнца не могут превышать некоторой определенной для данной планеты величины, а это позволит предсказать условия видимости внутренних планет  они могут наблюдаться только как утренние или вечерние светила и никогда не могут находиться в точке небосвода, противоположной Солнцу» [262, С.97].

В результате анкетирования учителей физики и астрономии Западного округа г. Москвы, проведенного в ходе исследования в 2000 – 2002 гг. выяснилось, что: 91% учителей считают астрономию мировоззренческой наукой, изучение которой необходимо для формирования мировоззрения и общекультурного уровня современного выпускника; 68% учителей считают применение иллюстративно-объяснительного метода в обучении астрономии недостаточно эффективным (из них 34 % ищут новые формы и методы, а 56% считают применение компьютерных технологий на уроке астрономии необходимыми).

Таким образом, с одной стороны, большинство учителей признают, что предмет астрономии имеет огромные возможности для формирования мировоззрения учащихся, для более полного усвоения обязательного минимума содержания среднего общего образования по физике, а с другой стороны, возникает потребность в разработке мультимедийного курса по астрономии, с интерактивными моделями, обеспечивающими высокую степень наглядности, телекоммуникационного обеспечения курса астрономии.

В последнее время в изучении предметов «физика» и «астрономия» произошли существенные изменения. В результате реформирования школьного образования произошло сокращение числа часов на область «Естествознание» в базовом учебном плане. В учебном плане основной школы предмет «астрономия» отсутствует, но предполагается интеграция астрономических знаний в систематических курсах физики, химии, биологии, географии, а также использование пропедевтических знаний по астрономии в начальной школе.

«Серьезной методической проблемой в современной школе выступает место астрономических знаний в естественнонаучном образовании. Из всех предметов естественнонаучного цикла астрономия является особым в связи с тем, что образовательное, мировоззренческое и развивающее значение ее находится в огромном контрасте с состоянием преподавания и уровнем знаний учащихся» [260, C.19].

Несмотря на обилие разнообразных программ для начальной школы, каждая из них включает в себя содержание образовательного компонента «Окружающий мир». В настоящее время рекомендованы Министерством образования следующие учебно-методические комплекты для начальной школы:

  • «Природа и люди» (1–4), Клепина З.А.;

  • «Окружающий мир» (1–4), Виноградова Н.Ф.;

  • «Зеленый дом» (1–4), Плешаков А.А.;

  • «Мир и человек» (1–4), авторский коллектив под рук. Вахрушева А.А.;

  • «Окружающий мир» (1–4), Поглазова О.Т., Шилина В.Д.

Данные научно-методические комплекты для начальной школы содержат вопросы астрономической тематики: знакомство с Солнечной системой, планетами, Солнцем, с астрономическими явлениями (смена дня и ночи, фазы Луны, затмения Луны и Солнца).

Изучение курса естествознания является логичным продолжением изучения образовательного компонента «Окружающий мир» в начальной школе.

В 5 классе изучение естествознания возможно по различным учебникам и программам (табл. 9).

Таблица 9.

Перечень основных учебных программ по интегрированным

естественнонаучным курсам в 5 классе

№№

Название программы

Авторский коллектив

Сетка часов



Естествознание 5 класс

Под.редакцией Суровегиной Т.И.

Авторский коллектив: Душенкова А.И., Иванова Т.В., Кириллова И.Г. и др.

2-3 часа в неделю



Природоведение 5 класс

Плешаков А.А., Сонин Н.И.

2 часа в неделю



Природа и человек 5 класс

Плешаков А.А., Сивоглазов В.И.

2 часа в неделю



Естествознание 5 класс

Под редакцией Хрипковой А.Г.

Авторский коллектив: Калинова Г.С., Шкрабан Н.В., Страут Е.К. и др.

3 часа в неделю



Природа 5 класс

Пикулов В.М., Пасечник В.В., Латюшин В.В.

2 часа в неделю



Естествознание 5 класс

6 класс

Алексашина И.Ю., Орещенко Н.И.

2 часа в неделю



Физика, химия

Авторский коллектив: Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С.

2 часа в неделю

Все предлагаемые программы являются пропедевтическими курсами предметов естественнонаучного цикла. Для всех перечисленных программ характерна общность основного содержания материала, так в 5 классе традиционно изучаются элементы астрономии и географии, именно с изучения астрономических вопросов начинаются все курсы естествознания, подчеркивая, что это исключительно важно для развития мировоззрения учащихся.

Сравнительная характеристика программ показывает, что разные авторы программ предлагают различные подходы к изучению вопросов астрономической тематики в 5 классе, отводят на их изучение различное время (табл. 10).

Таблица 10.

Сравнительная характеристика трех программ

N

Название программы

Основные вопросы астрономической тематики

Количество часов по программе на определенные темы

1.

Естествознание 5 класс

Под.ред. Суровегиной Т.И.

Естествознание 6 класс

Под.ред. Суровегиной Т.И.

Земля – планета Солнечной системы


Планета как космическое тело

9 часов


8 часов

2.

Природоведение 5 класс

(Плешаков А.А., Сонин Н.И.)

Вселенная

Земля

18 часов

4 часа

3.

Природа и человек 5 класс

Мир астрономии

Мир физики

Мир географии

12 часов

2 часа

2 часа

4.

Естествознание 5 класс

Под ред. Хрипковой А.Г.

Земля – планета Солнечной системы. Литосфера. Атмосфера

9 часов

5.

Природа 5 класс

(Пикулов В.М., Пасечник В.В., Латюшин В.В.)

Вселенная

5 часов

6.

Естествознание 5 класс

(Алексашина И.Ю., Орещенко Н.И.)

Естествознание 6 класс

(Алексашина И.Ю., Орещенко Н.И.)

Земля – планета Солнечной системы


Солнце

6 часов


6 часов

7.

Физика, химия

(Авторский коллектив: Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С.)

Земля – планета Солнечной системы


7 часов

Из данной таблицы видно, что в программе «Природоведение» на вопросы астрономической тематики отводится наибольшее количество часов – 22 часа. В этой программе уделяется наибольшее внимание вопросам строения Вселенной. А вот программа «Естествознание» 5 класс под редакцией Хрипковой А.Г. больше внимания уделяется вопросам практической астрономии.

В последнее десятилетие появились интегрированные курсы для основной школы:

  • «Физика и астрономия» авторского коллектива Пинского А.А., Разумовского В.Г., Гладышевой Н.К., Гребнева И.В., Никифорова Г.Г., Нурминского И.И., Страута Е.К., Тарасова Ю.П., Шахмаева Н.М., Шилова В.Ф.;

  • «Физика» авторского коллектива Фадеевой А.А., Киселева Д.Ф., Засова А.В., Кононовича Э.В.;

В курсе «Физики» «…разработан новый подход к естественнонаучному образованию на основе вертикальной и горизонтальной интеграции научных знаний при учете психолого-физиологических особенностей разных возрастных групп» [362, С. 4]. В курсе астрономические вопросы рассматриваются в параграфах «Вещество во Вселенной», «Солнечное излучение и жизнь на Земле» и других. Интеграция естественнонаучных знаний обеспечивается показом единства законов природы, применимости физических теорий во Вселенной, рассмотрением эволюции Вселенной в целом.

В ряде курсов для основной школы систематически представлены астрономические вопросы. Так в программе курса физики Н.Е. Важеевской и Н.С. Пурышевой, реализующую идеи уровневой дифференциации, астрономические сведения представлены во введении, в разделах «Световые явления», «Вселенная» и других [284, C.96]. Программой предусмотрены фронтальные лабораторные работы астрономического содержания:

  • Наблюдение звездного неба и нахождение некоторых созвездий.

  • Работа с подвижной картой звездного неба.

  • Изучение третьего закона Кеплера.

«Интеграция естественнонаучных дисциплин способствует сближению к объединению физики, химии, биологии, географии и астрономии. Основными идеями интеграции являются идеи единства человека и природы, их целостность и взаимодействие, идеи связи, системности, причинности и историзма в познании этого единства. Интеграция учебных предметов не может быть сведена к простой «механической» деятельности, а интегрированный предмет не может быть результатом простого суммирования отдельных учебных курсов» [259, С.1].

Наиболее полно процесс интеграции курсов физики и астрономии представлен в проекте к «Требованиям к уровню подготовки выпускников. Обязательный минимум содержания образования».

Начальная школа, предмет «Окружающий мир». В требованиях к уровню подготовки выпускников имеются вопросы астрономической тематики:

  • Планеты и звезды. Земля и Солнце. Луна. Условия жизни на Земле [158, С.32 ].

Основная школа, предмет «Физика». В требованиях к уровню подготовки выпускников имеются вопросы астрономической тематики:

  • Солнечная система. Вращение Земли вокруг своей оси и движение Земли вокруг Солнца. Смена времен года. Луна, фазы Луны. Затмения [158, С.78 ].

Средняя (полная) школа, общеобразовательный уровень, предмет «Физика». В требованиях к уровню подготовки выпускников имеются астрофизические вопросы:

  • Строение и эволюция Вселенной. Эффект Доплера и красное смещение. Большой Взрыв и расширение Вселенной. Возникновение химических элементов [158, С.117].

Таким образом, в последние годы намечается тенденция изучения астрономических и астрофизических вопросов в курсах физики основной и полной школы.

Какие при этом могут существовать возможности осуществлять преподавание астрономии? Преподавание астрономии на межпредметной основе дает твердое усвоение понятий, теорий и законов, лежащих в основе современной науки, физики, дает представление о современных способах получения информации.

В настоящее время объективно развивается интегративный процесс астрономии и физики в большой науке. Современная астрономия является, по существу, частью физики, это не изолированная наука.

Астрономия является «… монополистом крупнейшей лаборатории, в которой физики могут наблюдать за результатами самых грандиозных «экспериментов», организуемых самой природой. Только здесь можно иметь дело с необычайно сильно возбужденными атомами, валентные электроны которых не потревожены столкновениями с другими частицами. Только здесь осуществляется мечта алхимиков и можно буквально на глазах видеть превращение химических элементов, сопровождающее образование принципиально новых объектов. Только здесь есть надежда обнаружить неуловимые волны, связанные с наиболее известным и наименее понятным явлением, имя которому – гравитация» [184, С.3].

Именно поэтому предлагаем часть вопросов астрономии, основные астрофизические понятия, изучать в 5–6 классе на уроках естествознания, в 7–9 классах на уроках физики, в 10 классе большое внимание уделить рассмотрению в качестве термодинамических систем планет, Солнце и звезды, изучение магнитного поля, движение электрических зарядов рассматривать не только на Земле, но и в космосе. В 11 классе больший акцент делать на современную астрофизику, показать единство законов природы, применимость законов физики к небесным телам, звездам, дать целостное представление о строении Вселенной и познаваемости мира. Преподавание заключительной части астрономии возможно только после изучения в 11 классе электромагнитных волн, электромагнитных излучений в различных диапазонах длин волн, физики атома, специальной теории относительности, физики атомного ядра и термоядерного синтеза, более подробного, чем в основной школе. Несмотря на то, что современные программы по физике предполагают изучение электромагнитного поля, строения атома и атомного ядра, знаний учащихся основной школы не достаточно, чтобы оценить всеволновую астрономию и вопросы эволюции Вселенной. Курс физики станет более понятным, более современным и научным, если постоянно приводить примеры астрономических явлений, если постоянно вводить в школьный курс физики астрофизические понятия [75, С. 122 ].

Специфика астрономии, как науки, проявляется и в том, что предмет ее изучения недоступен непосредственно для экспериментальных исследований, все, что получает астрономия экспериментально, сводится к различным видам излучения. Часто астрономия имеет дело с процессами либо исключительно быстро, либо слишком медленно протекающими. Применение компьютеров в астрономии разнообразны: от наблюдений и обработки результатов наблюдений до компьютерного моделирования космических процессов, связанных с большим объемом информации и сложности исследуемых процессов. По Интернет можно связаться с любой крупной астрономической обсерваторией мира и участвовать в наблюдениях. Можно по специальной заявке получить наблюдательные данные и методику их обработки из Интернет, что становится новым средством обучения астрономии.

В процессе преподавания астрономии учитель сталкивается с проблемой наглядности в преподавании астрономии. Современные возможности компьютерной техники могут помочь проблему визуализации сложных астрономических явлений. Таким образом, применения компьютеров в астрономии чрезвычайно разнообразны.

Изучение естественнонаучных дисциплин и, в частности, астрономии, открывает возможности для интеллектуального развития учащихся и их познавательной самостоятельности. Совершенствование образования, пересмотр содержания образования привели к поиску новых образовательных технологий, в том числе новых информационных и телекоммуникационных технологий обучения астрономии. Анализ большинства созданных компьютерных программ по астрономии показывает, что они не являются целостным школьным электронным учебником по астрономии, а являются отдельными пакетами по изучению отдельных вопросов астрономической тематики [142, С.295].

Поэтому необходимо было создать современный компьютерный мультимедийный курс с методической поддержкой через Интернет, содержащий не только сведения по практической астрономии, но больше внимания уделяющий вопросам астрофизического содержания, курс, который можно использовать не только на уроках в старшей школе, но и на уроках естествознания. А также методику использования мультимедийного курса с комплексом телекоммуникационных средств обучения астрономии на основе личностно-ориентированного подхода в обучении.

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   23

Похожие:

Разместите кнопку на своём сайте:
cat.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©cat.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
cat.convdocs.org
Главная страница