Румянцев Д.Ю., Серветник Т.А. ОБОГАЩЕНИЕ ШКОЛЬНОГО АСТРОНОМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОСНОВАМИ МЕТОДИКИ РАБОТЫ С ИНФОРМАЦИЕЙ
Процесс естественно-математического образования учащихся средних учебных заведений протекает в условиях роста объема и сложности научной информации при сокращении времени, отводимого программами на изучение соответствующего учебного материала. Используемые методики формирования научных понятий весьма несовершенны.
Современная школа должна научить детей учиться - самостоятельно анализировать и усваивать научную информацию, делать из нее необходимые обобщения и выводы. При этом у учащихся будут развиваться такие качества, как предприимчивость, мобильность, динамизм, конструктивность, способность принимать ответственные решения в ситуации выбора, прогнозировать и оценивать возможные результаты своей деятельности.
Преподавание астрономии в средних учебных заведениях, сообщение системы астрономических знаний подрастающему поколению - не самоцель, а средство его образования, воспитания и развития, подготовки к будущей трудовой и общественной деятельности, формирования научной картины мира и научного мировоззрения учащихся в частности.
Содержание, структура и методика формирования системы астрономических знаний определяются:
Современная школа должна научить детей учиться - самостоятельно анализировать и усваивать научную информацию, делать из нее необходимые обобщения и выводы. При этом у учащихся будут развиваться такие качества, как предприимчивость, мобильность, динамизм, конструктивность, способность принимать ответственные решения в ситуации выбора, прогнозировать и оценивать возможные результаты своей деятельности.
Преподавание астрономии в средних учебных заведениях, сообщение системы астрономических знаний подрастающему поколению - не самоцель, а средство его образования, воспитания и развития, подготовки к будущей трудовой и общественной деятельности, формирования научной картины мира и научного мировоззрения учащихся в частности.
Содержание, структура и методика формирования системы астрономических знаний определяются:
1. Общим подходом к образованию подрастающего поколения: стратегическими и тактическими целями и задачами образования, воспитания и развития.
2. Особенностями формирования научной картины мира и научного мировоззрения учащихся.
Надо определиться, что и как может дать предложенная к изучению астрономическая информация и специфические методы работы с ней для формирования: 1) общеучебных знаний, умений и навыков; 2) общего и специального развития учеников; 3) научной картины мира; 4) научного мировоззрения.
В свете вышесказанного астрономические знания должны использоваться для того, чтобы научить детей учиться: отличать (выделять) полезную информацию из всей ее совокупности, искать ее, овладевать ею, работать с ней.
Покажем несколько вариантов заданий, целью выполнения которых является не только усвоение определенной астрономической информации, но и формирование умений работать с этой информацией. Так, на первом уроке астрономии ученикам можно дать следующее домашнее задание:
2. Особенностями формирования научной картины мира и научного мировоззрения учащихся.
Надо определиться, что и как может дать предложенная к изучению астрономическая информация и специфические методы работы с ней для формирования: 1) общеучебных знаний, умений и навыков; 2) общего и специального развития учеников; 3) научной картины мира; 4) научного мировоззрения.
В свете вышесказанного астрономические знания должны использоваться для того, чтобы научить детей учиться: отличать (выделять) полезную информацию из всей ее совокупности, искать ее, овладевать ею, работать с ней.
Покажем несколько вариантов заданий, целью выполнения которых является не только усвоение определенной астрономической информации, но и формирование умений работать с этой информацией. Так, на первом уроке астрономии ученикам можно дать следующее домашнее задание:
1. Заполнить таблицы:
Астрономию в школе изучать необходимо потому, что:
Астрономию в школе изучать необязательно потому, что:
Ученик перечисляет не менее 10 причин необходимости преподавания астрономии в школе, например:
1. Астрономия - очень интересная наука и т.д.
Ученик перечисляет не менее 10 причин необязательности преподавания астрономии в школе, например:
1. Астрономия не нужна мне в будущей работе
Ученик перечисляет не менее 10 причин необходимости преподавания астрономии в школе, например:
1. Астрономия - очень интересная наука и т.д.
Ученик перечисляет не менее 10 причин необязательности преподавания астрономии в школе, например:
1. Астрономия не нужна мне в будущей работе
Астрономия в нашей жизни
Важнейшие области применения астрономических знаний (где, как, для чего и почему используются астрономические данные) Где, как, для чего и почему астрономические знания применять нельзя ни в коем случае. Ученик перечисляет не менее 10 областей использования астрономических знаний, например:
1. Астрономия применяется для ориентирования моряками, летчиками, путешественниками.
Ученик перечисляет не менее 10 областей человеческой деятельности, где астрономические знания не используются, например: 1. При изготовлении одежды на швейных фабриках.
1. Астрономия применяется для ориентирования моряками, летчиками, путешественниками.
Ученик перечисляет не менее 10 областей человеческой деятельности, где астрономические знания не используются, например: 1. При изготовлении одежды на швейных фабриках.
Смысл этой работы в том, чтобы: 1) учить учащихся для полноты восприятия любого объекта, явления, события видеть в нем разные, в т.ч. противоположные, взаимодополняющие качества; 2) анализ таблиц позволит учителю выявить уровень «донаучных» астрономических знаний и личное отношение к ней как науке и учебному предмету.
2. Сделать при помощи толковых словарей и справочников по русскому языку пословесный (в столбик) разбор данного в учебнике определения понятия «астрономия»: «Астрономия - наука о...»:
- «наука» -это ....
- «о» - это предлог, .... и т.д.
Привести по 2-3 синонима к каждому слову. Составить из слов-синонимов по 2-3 равнозначных определения понятия «астрономия». Сравнить определения, выбрать самое наилучшее. Объяснить причины выбора. Выделить опорные сигналы, установить связь между ними.
Это задание учит работать со словарями, анализировать определения научных понятий, обогащает словарно-смысловой запас школьников и готовит их к выполнению следующего задания, предлагаемого ученикам в конце занятия, посвященному формированию умения работать с научными понятиями:
3. Прочитайте приведенные на доске (или распечатанные и розданные каждому ученику) определения понятия «астрономия», взятые из разных учебников:
1) М.Е. Набокова, Б.А. Воронцов-Вельяминова (1935 г.); 2) Б.А. Воронцов-Вельяминов (1994 г.); 3) Б.А. Воронцов-Вельяминова и Е.К. Страута (2001 г.); 4) Е.П. Левитана; 5) А.В. Засова, Э.В. Кононовича; 6) В.В. Порфиръева.
Проанализируйте содержание определения каждого из этих понятий и ответьте на вопросы:
1) Какое это определение: описание, рассуждение, повествование?
2) Какие это понятия: а) с точки зрения содержания: генетические или определяемые «через ближайший род и видовое отличие»? б) с точк изрения структуры определений?
3) Как выполняются требования к определению понятий (необходимость, достаточность, краткость, ясность, непротиворечивость), являются ли эти определения полными и законченными?
4) Есть ли в этом определении научные, логические, методические и иные ошибки?
5) Проследите эволюцию определения понятия «астрономия» в учебнике Б.А. Воронцова-Вельяминова разных лет издания. Как и почему они изменялись?
6) Сравните определения понятия «астрономия». Кто из авторов, по-вашему, дал наиболее удачное определение понятия? Почему? Обратите внимание, как профессионализм авторов влияет на содержание и способы определения понятий: у профессиональных астрономов Б.А. Воронцова-Вельяминова и Э.В. Кононовича определения — рассуждения, а у методиста Е.П. Левитана — описания. Какие из них более понятны, легче воспринимаются?
7) Выделите опорные сигналы в каждом из определений понятий и установите связь между ними.
8) Преобразуйте определение-повествование из учебника Е.П. Левитана в определение-рассуждение.
9) Преобразуйте определение-описание рассуждение из учебника Б.А. Воронцова-Вельяминова в определение-рассуждение. Результаты работы обобщаются в таблице.
2. Сделать при помощи толковых словарей и справочников по русскому языку пословесный (в столбик) разбор данного в учебнике определения понятия «астрономия»: «Астрономия - наука о...»:
- «наука» -это ....
- «о» - это предлог, .... и т.д.
Привести по 2-3 синонима к каждому слову. Составить из слов-синонимов по 2-3 равнозначных определения понятия «астрономия». Сравнить определения, выбрать самое наилучшее. Объяснить причины выбора. Выделить опорные сигналы, установить связь между ними.
Это задание учит работать со словарями, анализировать определения научных понятий, обогащает словарно-смысловой запас школьников и готовит их к выполнению следующего задания, предлагаемого ученикам в конце занятия, посвященному формированию умения работать с научными понятиями:
3. Прочитайте приведенные на доске (или распечатанные и розданные каждому ученику) определения понятия «астрономия», взятые из разных учебников:
1) М.Е. Набокова, Б.А. Воронцов-Вельяминова (1935 г.); 2) Б.А. Воронцов-Вельяминов (1994 г.); 3) Б.А. Воронцов-Вельяминова и Е.К. Страута (2001 г.); 4) Е.П. Левитана; 5) А.В. Засова, Э.В. Кононовича; 6) В.В. Порфиръева.
Проанализируйте содержание определения каждого из этих понятий и ответьте на вопросы:
1) Какое это определение: описание, рассуждение, повествование?
2) Какие это понятия: а) с точки зрения содержания: генетические или определяемые «через ближайший род и видовое отличие»? б) с точк изрения структуры определений?
3) Как выполняются требования к определению понятий (необходимость, достаточность, краткость, ясность, непротиворечивость), являются ли эти определения полными и законченными?
4) Есть ли в этом определении научные, логические, методические и иные ошибки?
5) Проследите эволюцию определения понятия «астрономия» в учебнике Б.А. Воронцова-Вельяминова разных лет издания. Как и почему они изменялись?
6) Сравните определения понятия «астрономия». Кто из авторов, по-вашему, дал наиболее удачное определение понятия? Почему? Обратите внимание, как профессионализм авторов влияет на содержание и способы определения понятий: у профессиональных астрономов Б.А. Воронцова-Вельяминова и Э.В. Кононовича определения — рассуждения, а у методиста Е.П. Левитана — описания. Какие из них более понятны, легче воспринимаются?
7) Выделите опорные сигналы в каждом из определений понятий и установите связь между ними.
8) Преобразуйте определение-повествование из учебника Е.П. Левитана в определение-рассуждение.
9) Преобразуйте определение-описание рассуждение из учебника Б.А. Воронцова-Вельяминова в определение-рассуждение. Результаты работы обобщаются в таблице.
10) Дайте свое определения понятия «астрономия» с учетом всех требований, предъявляемых к определениям понятий.
На выполнение задания отводится 12-15 минут. Затем обучаемые обмениваются тетрадями и проверяют определения понятий, данные их соседями, выставляют им отметки за работу. Педагог выступает в роли наблюдателя и «третейского судьи». Можно предложить учащимся провести «защиту» своего понятия у доски: весь класс становится критиками, адвокатами и судьями. При этом ученики учатся анализировать, выступать, аргументировать и защищать свою точку зрения.
Результатом становится составление алгоритма работы с научными понятиями.
4. В число задач уроков астрономии может входить формирование умения критично воспринимать сообщаемую информацию, любые ее источники, анализировать содержание и структуру понятий, обнаруживать и исправлять ошибки в тексте и лекции преподавателя. Так, мы проводим «лекцию с ошибками», дополненную самостоятельной работой учащихся. Необходимым условием эффективности такого занятия является некоторое предварительное знакомство школьников с изучаемым материалом (изучавшегося, отчасти ранее на уроках природоведения, географии, физики, знакомого по книгам и телепередачам и т.д.). На первом из таких занятий «ошибки» учителя должны быть нарочито грубыми (оговорками, нарушением логики, иметь причинно-следственный характер и т.д.).
Учащихся предупреждают о необходимости быть внимательными. Все «ошибки» педагога, обнаруживаемые при сравнении материала лекции с данными учебника или справочника по астрономии (далее в материале лекции они выделены курсивом; правильный ответ - в квадратных скобках), ученики должны выписывать на левой половине отдельного листа. В конце занятия 5-7 минут отводится на «работу над ошибками»: обучаемые должны будут исправить «ошибки» учителя, сделав соответствующие записи на правой половине листа, и объяснить причины появления этих ошибок. Результаты работы проверяются в ходе общего обсуждения.
5. Семинар, на котором учащиеся в ходе беседы (фронтального обсуждения, диспута) знакомятся с доказательствами сферичности формы Земли, вращения Земли вокруг своей оси и обращения Земли вокруг Солнца. Основой может стать проблемная ситуация, в которой преподаватель сообщает, что в США благоденствует общество сторонников плоской неподвижной Земли, вокруг которой вращается Солнце. В ФРГ (по данным Институтом демоскопии) 11% населения уверены, что Земля является центром Вселенной, а Солнце и другие космические тела вращаются вокруг нее и еще 6% затрудняются с ответом; теорию Коперника считают неверной 24% жителей. По нашим данным, около 10% российских школьников в возрасте 10-12 лет тоже считают, что Солнце вращается вокруг Земли.
Учитель задает вопрос: а вы тоже так считаете? Вы знаете, какую форму имеет Земля? Движется ли она в пространстве, а если «да», то как? Как вы можете доказать свое мнение?
Для осознания важности проблемы следует попросить учащихся изложить суть гео- и гелиоцентрических систем мира, рассказать об их создателях, предпосылках создания, содержании и следствиях теорий, их основных достоинствах и недостатках. Еще лучше заранее дать задание нескольким ученикам подготовить краткие сообщения на эту тему и дополнительными вопросами вызвать обсуждение этой темы всем классом.
При этом нужно обратить внимание на необходимость избегать штампов при знакомстве с материалом, обозначенном в школьном курсе астрономии как «Борьба за научное мировоззрение», а проявлять объективность в определении отношений науки и церкви. Учитель должен помнить, что все ученые XV-XVIII вв. были искренне и глубоко религиозными людьми. Н. Коперник (каноник, т.е. настоятель Фромборгского монастыря) не мог бояться преследований со стороны инквизиции: его труды были с интересом приняты в Ватикане и плохо -другими учеными, поскольку расчеты движения планет «по теории Коперника» давали меньшую точность в предвычислении положений планет, нежели расчеты «по теории Птолемея». (Ученики должны ответить на вопрос: почему? Ответ: в теории Коперника планеты движутся равномерно по идеально круглым орбитам. На самом деле орбиты планет имеют форму эллипса, а скорости движения периодически изменяются). Труды Коперника были запрещены лишь в 1618 г., через 75 лет после его смерти, по политическим причинам: шарообразность форма Земли тогда уже ни у кого не вызывала сомнений. Следует также помнить, что в основе гелиоцентрической системы мира Коперника лежат идеи его учителя Юрия Дрогобыча-Котермака. Дж. Бруно сожгли в 1600 г. как еретика и политического противника католицизма: в это время церковь учение Коперника юридически не преследовала. Идеи сферичности Земли, движения Земли в пространстве, множественности обитаемых миров и бесконечности Вселенной за 100 лет до Коперника в середине XV века пропагандировал Н. Кребс (Кузанский), один из высших церковных чинов.
Дальнейший материал отрабатывается в ходе беседы или диспута, причем роль преподавателя будет двоякой. На начальном этапе он - «адвокат дьявола», показывающий учащимся, что сферичность Земли и вращение ее вокруг своей оси и вокруг Солнца - вовсе не очевидные явления, их существование требует научного доказательства. В ходе обсуждения учитель должен комментировать и корректировать высказывания учащихся, обобщать их, наталкивать на выводы.
Проведению дискуссии предшествует работа с используемыми терминами. Обучаемый должен указать основания и проговаривать этапы своего доказательства:
Предположение: «Земля вращается вокруг своей оси». Предмет исследования: Земля. Что происходит с предметом исследования: Земля что делает? -вращается. Как это происходит? - Как вращается Земля? - вокруг (около) своей оси. С чем это связано! - С чем связано вращение Земли? - с осью Земли. Ось принадлежит чему (кому)? - Земле. Где это происходит! - Где вращается Земля? - в космосе (во Вселенной). Что значит «вращаться»? - ...
По словарям и справочниками определяются понятия физики, необходимые для объяснения соответствующих природных явлений. В нашем случае это понятия и законы вращательного движения, изучаемого в рамках двух разделов механики: в кинематике рассматриваются характеристики вращательного движения, в динамике - причины и следствия вращательного движения.
На основе анализа соответствующих законов физики ученик делает вывод: «Вследствие вращения Земли должны происходить явления: ...».
Литература
1. Румянцев А.Ю., Серветник ТА. Астрономия: Учебно-методическое пособие для преподавателей астрономии, студентов педагогических вузов и учителей средних учебных заведений / Под ред. А.В. Усовой. -Магнитогорск: МаГУ, 2004.
2. Серветник ТА. Обучение работе с информацией. Методическое пособие. - Магнитогорск: МаГУ, 2003.
На выполнение задания отводится 12-15 минут. Затем обучаемые обмениваются тетрадями и проверяют определения понятий, данные их соседями, выставляют им отметки за работу. Педагог выступает в роли наблюдателя и «третейского судьи». Можно предложить учащимся провести «защиту» своего понятия у доски: весь класс становится критиками, адвокатами и судьями. При этом ученики учатся анализировать, выступать, аргументировать и защищать свою точку зрения.
Результатом становится составление алгоритма работы с научными понятиями.
4. В число задач уроков астрономии может входить формирование умения критично воспринимать сообщаемую информацию, любые ее источники, анализировать содержание и структуру понятий, обнаруживать и исправлять ошибки в тексте и лекции преподавателя. Так, мы проводим «лекцию с ошибками», дополненную самостоятельной работой учащихся. Необходимым условием эффективности такого занятия является некоторое предварительное знакомство школьников с изучаемым материалом (изучавшегося, отчасти ранее на уроках природоведения, географии, физики, знакомого по книгам и телепередачам и т.д.). На первом из таких занятий «ошибки» учителя должны быть нарочито грубыми (оговорками, нарушением логики, иметь причинно-следственный характер и т.д.).
Учащихся предупреждают о необходимости быть внимательными. Все «ошибки» педагога, обнаруживаемые при сравнении материала лекции с данными учебника или справочника по астрономии (далее в материале лекции они выделены курсивом; правильный ответ - в квадратных скобках), ученики должны выписывать на левой половине отдельного листа. В конце занятия 5-7 минут отводится на «работу над ошибками»: обучаемые должны будут исправить «ошибки» учителя, сделав соответствующие записи на правой половине листа, и объяснить причины появления этих ошибок. Результаты работы проверяются в ходе общего обсуждения.
5. Семинар, на котором учащиеся в ходе беседы (фронтального обсуждения, диспута) знакомятся с доказательствами сферичности формы Земли, вращения Земли вокруг своей оси и обращения Земли вокруг Солнца. Основой может стать проблемная ситуация, в которой преподаватель сообщает, что в США благоденствует общество сторонников плоской неподвижной Земли, вокруг которой вращается Солнце. В ФРГ (по данным Институтом демоскопии) 11% населения уверены, что Земля является центром Вселенной, а Солнце и другие космические тела вращаются вокруг нее и еще 6% затрудняются с ответом; теорию Коперника считают неверной 24% жителей. По нашим данным, около 10% российских школьников в возрасте 10-12 лет тоже считают, что Солнце вращается вокруг Земли.
Учитель задает вопрос: а вы тоже так считаете? Вы знаете, какую форму имеет Земля? Движется ли она в пространстве, а если «да», то как? Как вы можете доказать свое мнение?
Для осознания важности проблемы следует попросить учащихся изложить суть гео- и гелиоцентрических систем мира, рассказать об их создателях, предпосылках создания, содержании и следствиях теорий, их основных достоинствах и недостатках. Еще лучше заранее дать задание нескольким ученикам подготовить краткие сообщения на эту тему и дополнительными вопросами вызвать обсуждение этой темы всем классом.
При этом нужно обратить внимание на необходимость избегать штампов при знакомстве с материалом, обозначенном в школьном курсе астрономии как «Борьба за научное мировоззрение», а проявлять объективность в определении отношений науки и церкви. Учитель должен помнить, что все ученые XV-XVIII вв. были искренне и глубоко религиозными людьми. Н. Коперник (каноник, т.е. настоятель Фромборгского монастыря) не мог бояться преследований со стороны инквизиции: его труды были с интересом приняты в Ватикане и плохо -другими учеными, поскольку расчеты движения планет «по теории Коперника» давали меньшую точность в предвычислении положений планет, нежели расчеты «по теории Птолемея». (Ученики должны ответить на вопрос: почему? Ответ: в теории Коперника планеты движутся равномерно по идеально круглым орбитам. На самом деле орбиты планет имеют форму эллипса, а скорости движения периодически изменяются). Труды Коперника были запрещены лишь в 1618 г., через 75 лет после его смерти, по политическим причинам: шарообразность форма Земли тогда уже ни у кого не вызывала сомнений. Следует также помнить, что в основе гелиоцентрической системы мира Коперника лежат идеи его учителя Юрия Дрогобыча-Котермака. Дж. Бруно сожгли в 1600 г. как еретика и политического противника католицизма: в это время церковь учение Коперника юридически не преследовала. Идеи сферичности Земли, движения Земли в пространстве, множественности обитаемых миров и бесконечности Вселенной за 100 лет до Коперника в середине XV века пропагандировал Н. Кребс (Кузанский), один из высших церковных чинов.
Дальнейший материал отрабатывается в ходе беседы или диспута, причем роль преподавателя будет двоякой. На начальном этапе он - «адвокат дьявола», показывающий учащимся, что сферичность Земли и вращение ее вокруг своей оси и вокруг Солнца - вовсе не очевидные явления, их существование требует научного доказательства. В ходе обсуждения учитель должен комментировать и корректировать высказывания учащихся, обобщать их, наталкивать на выводы.
Проведению дискуссии предшествует работа с используемыми терминами. Обучаемый должен указать основания и проговаривать этапы своего доказательства:
Предположение: «Земля вращается вокруг своей оси». Предмет исследования: Земля. Что происходит с предметом исследования: Земля что делает? -вращается. Как это происходит? - Как вращается Земля? - вокруг (около) своей оси. С чем это связано! - С чем связано вращение Земли? - с осью Земли. Ось принадлежит чему (кому)? - Земле. Где это происходит! - Где вращается Земля? - в космосе (во Вселенной). Что значит «вращаться»? - ...
По словарям и справочниками определяются понятия физики, необходимые для объяснения соответствующих природных явлений. В нашем случае это понятия и законы вращательного движения, изучаемого в рамках двух разделов механики: в кинематике рассматриваются характеристики вращательного движения, в динамике - причины и следствия вращательного движения.
На основе анализа соответствующих законов физики ученик делает вывод: «Вследствие вращения Земли должны происходить явления: ...».
Литература
1. Румянцев А.Ю., Серветник ТА. Астрономия: Учебно-методическое пособие для преподавателей астрономии, студентов педагогических вузов и учителей средних учебных заведений / Под ред. А.В. Усовой. -Магнитогорск: МаГУ, 2004.
2. Серветник ТА. Обучение работе с информацией. Методическое пособие. - Магнитогорск: МаГУ, 2003.
Д. Ю. Румянцев, доктор педагогических наук, профессор Магнитогорского государственного университета
Т. А. Серветник, ассистент Магнитогорского государственного университета
"Наука и школа", № 6, 2005
Достоевский 
Симонов Константин Михайлович