WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

ВИННИК Михаил Анатольевич

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ КАК СИСТЕМООБРАЗУЮЩИЙ ФАКТОР ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ПОДГОТОВКИ В ВУЗЕ

13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (астрономия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

доктора педагогических наук

Москва 2012

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела

факультета физики и информационных технологий

ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет»

Научный консультант:

доктор физико-математических наук, профессор

ЧАРУГИН Виктор Максимович

Официальные оппоненты:

Князев Виктор Николаевич

доктор философских наук, профессор,

ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет», профессор кафедры философии

Засов Анатолий Владимирович

доктор физико-математических наук, профессор, государственный астрономический институт имени П.К.Штернберга МГУ имени М.В.Ломоносова, заведующий отделом внегалактической астрономии

Гурина Роза Викторовна

доктор педагогических наук, доцент,

ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет»,

профессор кафедры физических методов в прикладных исследованиях

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Московский государственный областной университет»

Зашита состоится «___» ___________ 2012 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.05 при ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу:

119435, г. Москва, ул. М. Пироговская, д. 29, ауд. 49

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу:

119992, г. Москва, ул. М. Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан «  »  2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета  ПРОЯНЕНКОВА Лидия Алексеевна

Актуальность исследования

В решении целого ряда воспитательных, обучающих и развивающих задач огромную роль играет астрономическое образование. Большинство других естественных наук исследуют земную природу. Значение астрономических исследований состоит в том, что они доказывают взаимосвязь Земли и Космоса, системность Вселенной, ее безграничность в пространстве и бесконечность во времени. Астрономическая наука значительно расширяет и корректирует научную картину мира, а, следовательно, способствует формированию у обучаемых современного научного мировоззрения, системного мышления и более глубокому пониманию современного естествознания.

Само понятие «естествознание» разные исследователи определяют по-разному: одни ученые считают, что естествознание – это систе­ма наук о природе, а другие представляют естествознание как единую науку о природе. Это видимое противоречие. Структура естествознания иерархична и состоит из целого ряда наук, которые в свою очередь состоят из еще более дробных отраслей знания. На каждой ступени организации естествознания существует свой методологический аппарат, который и позволяет считать систему знаний таких ступеней единой.

На наш взгляд, естествознание – это система наук о при­роде, взятых в их взаимосвязи. А астрономия может претендовать на роль системообразующего фактора современного естествознания. Во-первых, это объясняется содержанием астрономических вопросов, которые показывают место Человека во Вселенной, способствуют получению системного представления о природных явлениях и процессах, что закладывает основу для формирования современного научного мировоззрения и развития системного мышления обучаемых. Во-вторых, объектом исследования астрономии является вся Вселенная, и для того чтобы понять, как она образовалась и эволюционирует, необходима интеграция всех естественных наук (физики, химии, биологии, геологии, географии и др.). В-третьих, в процессе обучения астрономии происходит освоение методов познания для исследования таких характеристик небесных тел, с которыми обучаемые часто встречаются на занятиях по другим дисциплинам. В-четвертых, астрономия является хорошей исследовательской лабораторией по изучению материи, находящейся в отличных, нежели на Земле, состояниях. В-пятых, астрономия – одна из древнейших наук, которая тысячи лет была неотделима от многих «современных» естественных наук. Поэтому астрономия представляет собой науку, в каком-то смысле более общую, чем другие естественные науки, т.к. исторически впитала в себя многие другие науки.

Именно в астрономии накапливались противоречия, которые служили стимулом в развитии современных представлений о Вселенной. Поэтому не удивительно, что высокий интерес к астрономии охватывает широкую аудиторию от ученых астрономов, физиков, химиков и др. до самого широкого круга неспециалистов, т.к. знания о Космосе не только необходимы, но интересны всем, они являются неотъемлемой частью общечеловеческой культуры.

Таким образом, астрономический компонент можно рассматривать как системообразующий фактор современной естественнонаучной подготовки не только будущих профессиональных астрономов и студентов других естественнонаучных специальностей (физиков, химиков, биологов, геологов, географов и др.), но и студентов социально-гуманитарных направлений (юристов, экономистов, социологов, психологов и др.), а также школьников старших классов, увлекающихся астрономией.

В работах Н.Я. Бугославской, Б.А. Воронцова-Вельяминова, А.М. Гижицкого, Т.А. Галкиной, Н.Н. Гомулиной, М.М. Дагаева, А.В. Засова, А.К. Киселева, Э.В. Кононовича, 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. Страута, К.А Цветкова, В.М. Чаругина показаны большие возможности астрономического образования в обучении, воспитании и развитии личности школьника и студента.

Однако в ходе констатирующего этапа педагогического эксперимента обнаружено, что, несмотря на необходимость формирования у обучаемых современного научного мировоззрения, более глубоких астрономических и естественнонаучных знаний в целом, развития системного мышления, в системе среднего и высшего образования наблюдается не только отсутствие современных учебно-методических комплексов отражающих современный уровень астрономического знания, но и резкое сокращение астрономии в целом.

Вместе с тем, сегодня у каждого преподавателя имеются достаточно широкие возможности выбора форм проведения занятий астрономического содержания. Это могут быть вводные занятия, лекции, семинары, практические занятия, контрольные, проверочные и лабораторные работы, зачеты, коллоквиумы и т.п. Среди возможных форм учебной работы также можно выделить индивидуальную и кружковую работу, факультативные занятия, астрономические наблюдения, разнообразные мероприятия (вечера, диспуты, конкурсы, олимпиады), посещение учебных и научно-популярных лекций в планетариях, участие в работе астрономических кружков и клубов при планетариях, домах детского творчества, экскурсии в обсерватории, музеи космонавтики и т.п.

       Таким образом, анализ научной и педагогической литературы, научно-методических исследований, состояния астрономического образования в частности и естественнонаучного в целом позволяет говорить о существовании следующих противоречий:

  • между необходимостью более глубокого усвоения фундаментальных естественных наук, в частности астрономии, формирования у студентов интегрированного естественнонаучного знания, выработки на его основе современного научного мировоззрения и существующими традиционными подходами к обучению астрономии, которые не направлены на решение этих задач;
  • между современным состоянием естественнонаучного знания и методикой обучения астрономии в вузе, которая не отражает системообразующей роли астрономии в системе естественнонаучных дисциплин, огромного научного потенциала современных исследований в области астрофизики, космологии, космонавтики, космического землеведения и др.;
  • между задачей, которая стоит перед системой высшего образования по воспитанию активной, самостоятельной, творческой личности, и отсутствием концепции астрономической подготовки студентов вузов, учитывающей индивидуальные особенности студентов;
  • между необходимостью формирования междисциплинарных знаний, способных стать основой для системного изучения естествознания, и фактическим преобладанием в методике обучения астрономии нацеленности на формирование предметных знаний (по астрономии) без выделения общих элементов знаний, которые могут играть роль связей между астрономией и другими естественнонаучными дисциплинами;
  • между запросами педагогической практики в области астрономического образования и неудовлетворительным состоянием существующего учебно-методического обеспечения обучения астрономии студентов вузов, которое не может удовлетворить данные запросы.

       Перечисленные выше противоречия и определяют актуальность темы исследования «Астрономический компонент как системообразующий фактор естественнонаучной подготовки в вузе» и выявляют проблему: какой должна быть концепция астрономической подготовки студентов для того, чтобы астрономия стала системообразующим фактором естественнонаучной подготовки в вузе.

       Объектом исследования является естественнонаучная подготовка студентов высших учебных заведений, а предметом исследования – методическая система астрономической подготовки как системообразующий фактор естественнонаучной подготовки студентов вузов.

       Цель исследования заключается в разработке и реализации концепции методической системы астрономической подготовки студентов вузов.

       Все вышесказанное позволило сформулировать гипотезу исследования. Астрономическая подготовка студентов вузов будет эффективной, если:

  • методическая система астрономической подготовки будет учитывать современный уровень развития не только астрономического, но и естественнонаучного знания в целом;
  • образовательный процесс будет организован в соответствии с психофизиологическими особенностями восприятия и переработки информации обучаемыми;
  • в содержание астрономической подготовки включить материал междисциплинарного характера; выводить студентов на осмысление мировоззренческих проблем; отражать практическую направленность обучения;
  • при проектировании астрономической подготовки особое внимание уделить практической стороне обучения, а в качестве основных педагогических стратегий обучения отдать предпочтение активному самостоятельному обучению и обучению в партнерстве;
  • дидактические средства астрономической подготовки будут обеспечивать возможность не только самостоятельного изучения теоретического материала, но и самостоятельного выполнения «исследовательских» лабораторно-практических работ.

Эффективность подготовки по астрономии студентов вузов можно оценить по тому, как:

  • повышается уровень подготовки студентов в области астрономии и естествознания в целом;
  • происходит развитие системного мышления;
  • происходит формирование современного научного мировоззрения.

       Для проверки гипотезы и достижения цели исследования решались следующие задачи:

  1. Выявить состояние, роль и место астрономического образования и теоретически обосновать необходимость астрономических знаний для современного человека.
  2. Выявить состояние проблемы астрономической подготовки студентов вузов.
  3. Сформулировать и обосновать концептуальные положения методической системы астрономической подготовки студентов вузов.
  4. Построить модель методической системы астрономической подготовки студентов.
  5. Разработать методику реализации концепции методической системы астрономической подготовки студентов.
  6. Создать учебно-методическое обеспечение для эффективной астрономической подготовки обучаемых.
  7. Провести педагогический эксперимент с целью проверки гипотезы исследования.

Теоретико-методологические основы исследования

    • Теории программированного обучения, обучения по алгоритму, личностно-деятельностный, интегрированный, системный подходы в обучении, отраженные в трудах В.П. Беспалько, П.Я. Гальперина, Л.Н. Ланды, А.Н. Леонтьева, З.А. Решетовой, С.Л. Рубинштейна, Н.Ф. Талызиной, Д.Б. Эльконина и др.
    • Эволюционно-синергетический подход в естественнонаучном образовании, методология естественнонаучного образования, развитие мировоззрения исследованные в трудах М.Г. Базаевой, Н.И. Барышниковой, Е.А. Большаковой, В.Г. Буданова, Б.Р. Гельчинского, О.Н. Голубевой, В.В. Горбачева, Т.Я. Дубинщевой, Э.В. Дюльдиной, С.П. Клочковского, С.И. Коуровой, В.М. Найдыша, Н.С. Пурышевой, З.А. Скрипко, С.Е. Старостиной, Н.В. Шароновой, В.А. Ятманова и др.
    • Теория и методика обучения астрономии, в том числе проблема развития творческого мышления и самостоятельности в процессе обучения астрономии, отраженные в трудах 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 и др.

       Для достижения цели, решения поставленных задач и проверки гипотезы исследования применялись следующие теоретические и экспериментальные методы исследования и виды деятельности:

  • анализ и обобщение философской, психолого-педагогической, учебной, научной и научно-методической литературы по исследуемой проблеме; моделирование и проектирование методической системы астрономической подготовки студентов вузов;
  • наблюдение, анкетирование, беседа, опрос, личное преподавание астрономии студентам МГУ им. М.В. Ломоносова; экспериментальная работа констатирующего, поискового и обучающего характера; обсуждение результатов исследования на семинарах, совещаниях, конференциях.

Исследование проводилось с 2005 по 2010 гг. и включало в себя четыре этапа.

На первом этапе (2005 – 2006 гг.) изучалась проблема, анализировались противоречия, лежащие в основе астрономического образования и в целом естественнонаучной подготовки в вузе. Изучалась литература по философии, психологии, а также учебно-методическая литература. На этом этапе определились цели, объект и предмет исследования, были сформулированы задачи и рабочий вариант гипотезы исследования.

       На втором этапе (2006 – 2007 гг.) проводился анализ опытно-поисковой работы, на основании которого определились механизмы разрешения имеющихся противоречий в астрономическом образовании, рассматривались теоретические подходы к разрешению имеющейся проблемы, разрабатывались и оценивались отдельные элементы предлагаемой концепции.

       На третьем этапе (2007 – 2008 гг.) были сформулированы положения концепции методической системы, сформирована модель, разработаны учебно-методические пособия для проведения лекционных, лабораторно-практических занятий и учебно-исследовательская «Виртуальная лаборатория». На этом этапе также проводилась подготовка текста диссертации.

       На четвертом этапе (2008 – 2011 гг.) проводились обобщение результатов педагогического эксперимента, систематизация и проверка положений гипотезы, уточнялись выводы исследования. Осуществлялось соотнесение положений концепции методической системы и результатов эксперимента.

Научная новизна результатов исследования

  1. На основе системного исследования процесса астрономической подготовки студентов вузов, основанного на интеграции достижений педагогики, психологии, методики обучения астрономии и естественных наук, обоснован выбор астрономического компонента как системообразующего фактора естественнонаучной подготовки в вузе, что позволяет решать задачи формирования системного мышления и современного научного мировоззрения у обучаемых.
  2. Разработана концепция методической системы астрономической подготовки студентов вузов, обеспечивающая эффективное формирование современного научного мировоззрения и системного мышления обучаемых в виде следующих положений.
  1. Полноценная естественнонаучная подготовка студентов вузов может быть осуществлена только с учетом достижений астрономической науки, которая интегрирует естественнонаучные знания, обеспечивает формирование современного научного мировоззрения и системного мышления у обучаемых.
  2. Основными дидактическими принципами в процессе астрономической подготовки студентов вузов являются принципы системности, единства научности и доступности, межпредметных связей и предметной деятельности. Эти принципы реализуются следующим образом:
  • принцип системности предполагает системность содержания и деятельности преподавателя и обучаемых при обучении астрономии студентов вузов;
  • принцип единства научности и доступности предполагает соответствие состояния науки астрономии и содержания астрономической подготовки студентов с учетом индивидуальных особенностей обучаемых;
  • принцип межпредметных связей предполагает отражение в содержании и методах обучения межнаучных связей;
  • принцип предметной деятельности выражает деятельностную природу процесса обучения.
  1. Содержание астрономического компонента естественнонаучной подготовки студентов должно:
  • соответствовать современным достижениям не только астрономии, но и других естественных наук;
  • включать материал междисциплинарного характера, иллюстрирующий системную взаимосвязь естественных наук как отражение многогранности, единства и целостности Вселенной;
  • выводить студентов на осмысление мировоззренческих проблем, способствовать экологическому воспитанию;
  • отражать практическую направленность процесса обучения.
  1. Содержание и формы представления учебной информации должны соответствовать психологическим особенностям студентов вузов, их способам восприятия и переработки информации, обеспечивать формирование современного научного мировоззрения и системного мышления у обучаемых, предусматривать возможность оперативного взаимодействия студентов и преподавателей, способствовать изменению деятельности преподавателя от управления к консультации и контролю, оставляя больше возможности для активной самостоятельной деятельности обучаемых.
  2. При проектировании процесса астрономической подготовки необходимо особое внимание уделить деятельностной природе процесса, а в качестве основных педагогических стратегий отдать предпочтение активному самостоятельному обучению и обучению в партнерстве.
  3. Дидактические средства для организации активной самостоятельной деятельности студентов в процессе астрономической подготовки должны обеспечивать возможность не только самостоятельного изучения и переработки теоретического материала, но и самостоятельное выполнение лабораторно-практических работ, включающих задания, предполагающие «исследовательскую» деятельность, предусматривать создание условий для формирования личностно-ориентированного подхода, возможностей создания системы эффективного контроля и диагностики знаний.
  1. Разработана модель методической системы подготовки по астрономии студентов вузов, которая включает целевой, содержательный, процессуальный и диагностический компоненты. Отличительными особенностями методической системы являются: 1) содержание и единая структура астрономической подготовки студентов естественников и гуманитариев; 2) единая система организации занятий, включающая инвариантный и вариативный компоненты; 3) использование разного уровня сложности вопросов, упражнений, задач и т.п., а также специальных заданий, для выполнения которых требуется применение знаний на стыке нескольких наук; 4) использование разнообразных информационных дидактических средств, включая виртуальную информационную среду, разработанную на основе новейшей САПР-системы для организации активной самостоятельной деятельности студентов; 5) специально разработанные проблемные задания, задачи и лабораторные работы для более глубокого изучения вопросов астрономии.
  2. Разработана методика астрономической подготовки студентов вузов (заявка на патент № 2012118677). В основе процесса подготовки лежит алгоритм. Каждый шаг алгоритма описывает те или иные свойства объекта, процесса или явления. Предложенная методика отличается тем, что по мере прохождения алгоритма в последующих задачах сходные шаги опускаются. Сокращение числа шагов увеличивает самостоятельность и подготовка приобретает «исследовательскую» направленность. Алгоритм в данном случае представляет собой развернутый план «исследовательской» деятельности в процессе астрономической подготовки.
  3. Создан учебно-методический комплекс по астрономии для студентов вузов, отражающий не только современный уровень астрономического знания, но и системообразующую роль астрономии в системе современной естественнонаучной подготовки в вузе, который включает пять учебно-методических пособий, программную поддержку на базе пакета программ Excel, «Виртуальную лабораторию», необходимый раздаточный материал для проведения лабораторно-практических занятий по астрономии (справочные материалы, планшеты и наглядные ориентиры в виде схем), а также разного уровня сложности вопросы и задачи, тестовые задания, задания к коллоквиумам, список реферативных работ, список рекомендуемой литературы.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что внесен вклад в развитие теоретических основ методики обучения астрономии студентов вузов, в частности:

  • обоснована и конкретизирована роль астрономической науки как системообразующего фактора в системе естественнонаучной подготовки, как интегрированного, междисциплинарного знания о Вселенной, выявлены его мировоззренческая и практическая функции;
  • теоретически обоснованы и разработаны концепция и модель методической системы астрономической подготовки студентов вузов;
  • расширено представление об образовательных технологиях методического и дидактического реконструирования учебной информации за счет обоснования использования в процессе обучения и разработки современных информационных сред – «Виртуальных лабораторий», основанных на новейших САПР-системах.

Практическая значимость проведенного исследования определяется тем, что создано и внедрено в образовательную практику учебно-методическое обеспечение астрономической подготовки студентов вузов, включающее:

  • разработанное на основе системного подхода учебное пособие, являющееся теоретической основой астрономической подготовки студентов вузов;
  • созданную с применением новейшей САПР-системы «Виртуальную учебно-исследовательскую лабораторию», состоящую из десяти работ и являющуюся практической основой обучения астрономии студентов вузов. К уникальным особенностям этой лаборатории можно отнести мультимедийность, интеллектуальность, интерактивность, коммуникативность, возможность моделирования объектов и природных процессов (DVD-диск с программной оболочкой параметрического моделирования T-FLEX CAD и лабораторные работы);
  • методические указания к выполнению десяти работ в информационной среде «Виртуальная лаборатория», включающей работы по Солнечной системе и Солнечно-земным связям;
  • практикум по астрономии, включающий 48 лабораторно-практических работ по всем разделам астрономии и астрофизики, учитывающий межнаучные связи с физикой, биологией, химией, географией и другими естественными науками, включающий дидактические информационные средства для самостоятельной астрономической подготовки студентов;
  • методические указания к выполнению лабораторно-практических работ в среде Excel (к которым прилагается CD-диск с шаблонами 31 лабораторной работы);
  • дидактические средства для проведения лекционно-семинарских и лабораторно-практических работ по астрономии (астрофотографии, регистрограммы, диаграммы, рисунки, спектрограммы, графический материал и т.п.), а также схемы и алгоритмы выполнения работ, способные оказать помощь студентам в организации их самостоятельной познавательной деятельности;
  • учебные материалы, позволяющие диагностировать успешность обучения при разных формах обучения (тестовые задания, вопросы, задачи, лабораторные работы повышенной сложности, система заданий для коллоквиумов и др.);
  • методические рекомендации для преподавателей по планированию учебного процесса и диагностирующих процедур, по организации самостоятельной астрономической подготовки студентов.

       Внедрение разработанных учебно-методических материалов в педагогическую практику позволяет не только повысить уровень астрономической подготовки студентов, но и способствует формированию их современного научного мировоззрения и системного мышления.

На защиту выносятся:

  1. Астрономический компонент как системообразующий фактор естественнонаучной подготовки в вузе позволяет интегрировать естественнонаучные знания, способствует формированию современного научного мировоззрения и системного мышления студентов.
  2. Концепция и модель методической системы астрономической подготовки студентов вузов должны быть нацелены на эффективное формирование современного научного мировоззрения и системного мышления обучаемых.
  3. Содержание астрономической подготовки должно охватывать достижения не только астрономии, но и других естественных наук, включать междисциплинарный материал, который способствует осмыслению мировоззренческих проблем, экологическому воспитанию и формированию системного мышления.
  4. Учебная информация должна соответствовать психологическим особенностям обучаемых, предусматривать возможность оперативного взаимодействия студента и преподавателя, способствовать изменению деятельности преподавателя от управления к консультации и контролю, предоставляя возможность активной самостоятельной деятельности обучаемых.
  5. Методика астрономической подготовки должна иметь практико-исследовательскую направленность, нацеленность на связь с жизнью, основываться на активных методах обучения, при применении которых деятельность обучаемого носит творческий, поисковый характер (выполнение проблемных лабораторно-практических работ, решение проблемных задач, задач повышенной трудности и т.п.).
  6. Дидактические средства призваны обеспечить исследовательскую деятельность обучаемых за счет использования в процессе обучения не только технических, но и программных средств, в том числе информационной среды – «Виртуальная лаборатория» (свидетельство о государственной регистрации №2010620442).

Апробация результатов исследования осуществлялась на конференциях:

  • Международных – «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.); Международной научно-образовательной конференции по астрономии «Global Hands-on Universe» (г. Санкт-Петербург, 2004 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.); Международном симпозиуме «Астрономия – 2005: современное состояние и перспективы» (г. Москва, 2006 г.); Международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» (г. Москва, 2007 г.); The 7-th G. Gamow’s Odessa astronomical summer school (г. Одесса 2007 г.); Международной конференции «Актуальные вопросы современной науки» (г. Таганрог, 2009 г.); семнадцатой Международной конференции «Математика. Компьютер. Образование» (г. Дубна, 2010 г.); Международной научно-методической конференции Физическое образование: проблемы и перспективы развития (г. Москва, 2010 г.); 10-th International Gamov Summer School «Astronomy and beyond: astrophysics, cosmology and gravitation, cosmomicrophysics, radio-astronomy and astrobiology» (г. Одесса, 2010 г.); 11-th International Gamov Conference-School «Astronomy and beyond: astrophysics, cosmology and gravitation, cosmomicrophysics, radio-astronomy and astrobiology» (г. Одесса, 2011 г.).
  • Всероссийских – пятой Всероссийской научно-практической конференции «Психодидактика высшего и среднего образования» (г. Барнаул, 2004 г.); научной сессии МПГУ по итогам научно-исследовательской работы за 2002 и 2005 г.г. (г. Москва, 2005 г.); научной конференции «Педагогика и информационные технологии» (г. Долгопрудный, 2005 г.); Всероссийской междисциплинарной научной конференции «Технологии индивидуализации обучения в вузе» (г. Москва 2008 г.); научной конференции «Ломоносовский чтения» (г. Москва 2008 г.); научной конференции «История науки и техники в системе современных знаний» (г. Екатеринбург 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в преподавании астрономии» (г. Н. Новгород 2009 г.).
  • Региональных – межрегиональной научно-практической конференции «Оптимизация функционирования социокультурного комплекса в современных условиях городской и сельской среды: состояние, поиск, новации» (г. Белгород, 2007 г.); межрегиональной научно-практической конференции «Социальная экология в изменяющейся России: проблемы и перспективы» (г. Белгород, 2007 г.).

       Кроме того, результаты исследования, а именно, учебно-исследовательская «Виртуальная лаборатория» была представлена на IX Всероссийской выставке научно-технического творчества на ВВЦ (г. Москва 2009 г.) и Международном аэрокосмическом салоне (МАКС 2009) в отделе «Вузовская наука» и отмечена дипломом и ценным подарком за занимательное привлечение молодежи к астрономической науке.

Результаты исследования внедрены в практику работы МГУ имени М.В. Ломоносова, Московского педагогического государственного университета, Московского государственного открытого педагогического университета им. М.А. Шолохова, Академии труда и социальных отношений, Московского городского дворца детского (юношеского) творчества, Алтайской государственной педагогической академии, Донского государственного технического университета, Калужского государственного университета им. К.Э. Циолковского.

       Структура и объем диссертации: диссертационное исследование объемом 364 страниц основного текста состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 496 наименования, и 8 приложений; содержит 32 таблицы, 66 рисунков и 16 диаграмм.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

       Во введении обосновывается выбор темы исследования и его актуальность, формулируются объект и предмет исследования, цели, гипотеза и задачи работы, раскрываются новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации и основные публикации по теме исследования.

       В первой главе «Состояние проблемы астрономической подготовки студентов вузов» обоснованы необходимость и важность астрономической науки как системообразующего фактора естественнонаучной подготовки в системе высшей и средней школ. Рассматриваются необходимые условия астрономической подготовки студентов вузов и место астрономии в системе естественных наук. Проводится анализ основных имеющихся в настоящее время учебных пособий, как по астрономии, так и по дисциплине «Концепции современного естествознания».

       Показан высокий интерес к астрономии у школьников и студентов вузов, который отметили П.И. Бакулин, И.Ф. Боярченко, В.М. Бызов, Б.А. Воронцов-Вельяминов, Н.Н. Гомулина, М.М. Дагаев, Г.Н. Дубошина, А.В. Засов, И.Г. Кириллова, Э.В. Кононович, П.Г. Куликовский, Е.П. Левитан, А.Н. Лукьянец, Д.Я. Мартынов, М.В. Медведева, А.Е. Меньчуков, В.И. Мороз, М.Е. Набоков, А.А. Пинский, К.А. Порцевский, Ю.П. Псковский, Б.Г. Пшеничнер, Е.П. Разбитная, И.К. Розгачева, Н.К. Семакин, Е.К. Страут, В.Г. Сурдин, Б.И. Фесенко, В.М. Чаругин и др.

       Показано, что астрономия является одной из основных мировоззренческих наук, выдвинута гипотеза о том, что она может являться системообразующим фактором естественнонаучной подготовки в высшей и средней школе. Астрономия как никакая другая наука может наилучшим образом справиться с задачей формирования у детей и молодежи современного научного мировоззрения, т.к.:

  • содержит компоненты, которые систематизируют, закрепляют и углубляют математические, физические, химические, геологические, географические, экологические и другие знания;
  • при изучении астрономии происходит знакомство с очень отдаленными от наблюдателя небесными объектами;
  • происходит освоение методов познания для исследования таких характеристик небесных тел, с которыми обучаемые часто встречаются на занятиях по другим дисциплинам;
  • создаются необходимые условия для формирования системного мышления, демонстрирует огромные возможности познания Вселенной;
  • появляется возможность изучать экстремальные состояния материи (огромные давления, массы, размеры, плотности, сверхвысокие температуры и др.);
  • в процессе астрономической подготовки происходит выделение связующих звеньев между естественнонаучными и гуманитарными дисциплинами;
  • выявляются широкие возможности при обучении информатике, информационным технологиям и другим дисциплинам при решении такой образовательной задачи, как использование информационных технологий в моделировании и анализе природных процессов и явлений;
  • создаются условия для экологического воспитания студентов и школьников при рассмотрении вопросов о взаимоотношении Человека и Космоса.

Однако, несмотря на ту роль, которую может играть астрономическое образование в решении воспитательных, обучающих и развивающих задач, в системе среднего образования изучение астрономии, в лучшем случае, ограничивается рассмотрением отдельных вопросов на уроках физики, природоведения, географии, естествознания. И только если школа заинтересована дать учащимся необходимую подготовку в данной области знаний, то астрономию изучают как самостоятельный предмет в спецшколах, специализированных и профильных классах, в качестве предмета по выбору.

Не так давно астрономия была в числе общеобразовательных предметов, а оценка по астрономии входила в аттестат выпускника школы. В настоящее время астрономии как отдельного предмета в школьном образовании нет. Следует подчеркнуть, что именно из-за отсутствия астрономии в школе, даже студенты-естественники зачастую не имеют элементарных представлений о Вселенной, звездах, Солнечной системе, о Земле как планете.

Астрономической подготовке в системе высшего образования в нашей стране, в отличие от западных стран, также не уделяется должного внимания. В вузах астрономия может встречаться как отдельная дисциплина, но чаще растворена в курсах физики, химии, географии, геологии, КСЕ и др. Обучение астрономии в большинстве высших учебных заведений, если и происходит, то эпизодически и не носит систематического, целенаправленного характера. Астрономическая подготовка ограничивается устным изложением материала, которое имеет определенное значение, но не может заменить целенаправленной «исследовательской» работы, в ходе которой обучаемые приближены к научной деятельности. Одностороннее (устное) изложение материала является вынужденным и объясняется отсутствием современных учебно-методических комплексов, позволяющих проводить не только лекционно-семинарские, но и лабораторно-практические занятия с использованием современных программных средств и учебно-исследовательских «Виртуальных лабораторий».

Вместе с тем, в университетах США астрономические курсы читаются для студентов всех, в том числе и гуманитарных, специальностей (в России даже для физиков не всегда организуют преподавание хотя бы основ астрофизики), и при наличии выбора, лекции по астрономии пользуются большой популярностью. Кроме того, популяризация астрономических открытий тесно увязывается в США с многочисленными космическими проектами (Космический телескоп, миссии к телам Солнечной системы и т.п.), позволяющими вместе с учеными совершать открытия обычному школьнику.

В некоторых странах, которые хотят стимулировать развитие физики, например, Китае, особое внимание уделяется популяризации астрофизики как наиболее впечатляющей для школьников области науки, т.к. заинтересовать школьника сложными аспектами, например, физики твердого тела практически невозможно, а астрономия успешно справляется с этой задачей. При этом за рубежом интеграция астрономии происходит не только с физикой, но и другими предметами.

Следует отметить, что интеграция научного знания – одна из основных тенденций естественных наук в настоящее время, результатом которого стало возникновение научной области «Естествознание». Процесс интеграции в науке естественным образом находит отражение и в образовании. Перенесение идеи интеграции научных направлений в образование дает основание для создания учебных дисциплин интегративного характера.

       Так, в последнее время большое внимание уделяется разработке таких дисциплин, как «Концепции современного естествознания», которая была введена в учебные планы вузов в середине 1990-х гг. Несмотря на сравнительную молодость этой дисциплины, уже опубликовано огромное количество учебной литературы. Однако большинство учебного материала, несмотря на все его многообразие, не может удовлетворять необходимым требованиям, из-за отсутствия системности и интеграции научного знания в представлении материала.

       Среди немногих научно-методических исследований в данном направлении следует отметить работы М.Г. Базаевой, Е.А. Большаковой, С.И. Коуровой, С.Е. Старостиной, Н.В. Чечеткиной, В.А. Ятманова. Несмотря на важность и серьезность данных работ, многие исследователи не уделяют должного внимания астрономическим вопросам при усовершенствовании дисциплины «Концепции современного естествознания».

Однако целостная естественнонаучная подготовка студентов вузов не может быть осуществлена без учета астрономических знаний, которая интегрирует и систематизирует естественнонаучные знания в целом, создавая условия для формирования системного мышления. Кроме того, астрономия демонстрирует огромные возможности познания Космоса, позволяет изучать экстремальные состояния материи, в которой пребывает почти вся видимая Вселенная, является связующим элементом между естественнонаучными и гуманитарными дисциплинами, тем самым, формируя современное научное мировоззрение. Астрономия также способствует экологическому воспитанию обучаемых, т.к. благодаря наземным и космическим наблюдениям доказано, что в пределах Солнечной системы не найдено признаков высокоорганизованной жизни, а природа Земли уникальна и все человечество в ответе за ее сохранение.

Таким образом, астрономия как наука и специфика ее методов познания могут естественным образом занять центральное место и являться системообразующим фактором естественнонаучной подготовки в вузе, что способствует системному изучению не только астрономии, но и естествознания в целом. Интеграция естественных наук через астрономию может служить основой для формирования у студентов системного мышления и современного научного мировоззрения, обеспечивающей фундаментальность полученных знаний.

В ходе исследования было выявлено отсутствие системного подхода к методике обучения астрономии студентов вузов и определено основное направление исследования: создание методической системы подготовки по астрономии, которая учитывала бы астрономический компонент как системообразующий фактор естественнонаучной подготовки в вузе, современное состояние естественнонаучного знания и психологические особенности обучаемых.

       Во второй главе «Концепция и модель методической системы астрономической подготовки студентов вузов» рассмотрены теоретические основы астрономической подготовки студентов вузов. Описаны и обоснованы концепция и модель методической системы астрономической подготовки обучаемых, обеспечивающие эффективное формирование современного научного мировоззрения и системного мышления обучаемых.

       Показано, что основными дидактическими принципами астрономической подготовки студентов вузов должны быть принципы системности, единства научности и доступности, межпредметных связей и предметной деятельности.

Так, принцип системности предполагает системность содержания и деятельности преподавателя и обучаемых. Таким образом, вопрос о системности обучения рассматривается нами с двух сторон – содержания и деятельности. В самом общем виде он выражает требование интеграции усваиваемых знаний в системы. Масштабы и содержание указанных систем могут быть разными, и, соответственно, различным будет и характер связей в каждом конкретном случае. Изложение учебного материала преподавателем, логика организуемой познавательной деятельности обучаемого, знания, усваиваемые последним, должны быть ориентированы на построение астрономических знаний. Процесс астрономической подготовки – пошаговый; каждый шаг должен соотноситься не только с предыдущим и последующим, но и с конечным итогом как целым. И здесь невозможно обойтись без схем и алгоритмов, выражающих движение теоретической мысли и практической деятельности, которые должны быть заложены как в лекционные, так и в лабораторно-практические занятия.

Принцип единства научности и доступности предполагает соответствие состояния науки астрономии содержанию астрономической подготовки студентов с учетом индивидуальных особенностей обучаемых, т.е. астрономическая подготовка должна учитывать уровень развития студента и одновременно содействовать его повышению.

Принцип межпредметных связей предполагает отражение в содержании и методах обучения астрономии межнаучных связей, прежде всего, с естественными науками (физикой, химией, географией, биологией и др.).

Принцип предметной деятельности выражает практическую природу процесса астрономической подготовки. Знания – важнейший компонент учебной деятельности, а умение есть сформированная деятельность. Любое знание – предметно. Оно выражает те или иные свойства, связи, взаимодействия объекта, избирательно открываемые «исследовательской» деятельностью. Характер астрономической подготовки устанавливает то, какие знания должны быть получены. Соответственно этому строится и программа (алгоритм) проведения занятия. Направленность конкретного занятия на исследование определенных свойств объекта и выявление его характеристик составляет предмет деятельности. В процессе астрономической подготовки нами используются два рода познавательных средств: методы астрономии как науки и общенаучный метод системного анализа, который определяет общую стратегию исследования объекта. Первые отвечают за конкретно-научные знания о предмете, второй – придает им обобщенную форму, организует знания в целостную систему.

       Что касается содержания астрономической подготовки студентов, то оно должно соответствовать современным достижениям, как астрономии, так и других естественных наук, включать материал междисциплинарного характера, иллюстрирующий системную взаимосвязь астрономии с другими естественными науками. Так, одна только космонавтика за короткое время создала целый спектр междисциплинарных научных направлений: космическую геодезию, космическую метеорологию, космическую биологию, космическую геологию, космическое землеведение, космическую океанологию и др.

В наступившей космической эре проявляются две взаимосвязанные тенденции – «космизация» земной деятельности и «очеловечивание» космоса. Все чаще Человек, рассматривая Вселенную как часть окружающей его природы, начинает относиться к ней более ответственно, а это должно выводить на осмысление мировоззренческих и экологических проблем. Нет сомнения в том, что значение использования космоса для решения экологических проблем на Земле будет возрастать, как и проблем «космической экологии».

       В процессе астрономической подготовки система средств и способов действия с объектами (в целях их познания, «исследования») представлена в виде «Алгоритма», который представляет собой точный набор инструкций, описывающих порядок действий обучаемого для решения той или иной задачи за конечное время. Именно алгоритм является исходным моментом в организации познавательной деятельности и представлении учебной информации. Алгоритм выражает логику процесса обучения, «конструирующей» астрономическую подготовку. «Конструирование» происходит в форме «исследовательской» деятельности, выделяющей в объекте предмет исследования и способ его анализа. Алгоритм намечает общую стратегию исследования, развернутый план анализа, его главные исследовательские процедуры. Для преподавателя и обучаемого алгоритм является общим руководством, организующим их совместную деятельность. Алгоритм дает возможность оперативного взаимодействия студента и преподавателя, способствует изменению деятельности преподавателя от управления к консультации и контролю, оставляя больше возможности для активной самостоятельной деятельности обучаемых.

       Дидактические средства для организации активной самостоятельной деятельности студентов в процессе астрономической подготовки предоставляют возможность не только самостоятельного изучения и переработку теоретического материала, но и самостоятельное выполнение лабораторно-практических работ, включающих задания, предполагающие «исследовательскую» деятельность.

Так, например, обучаемый, решая конкретную задачу, используя астрофотографии, регистрограммы, диаграммы, рисунки, спектрограммы, графический материал и т.п., выполняет необходимые учебные действия в соответствии с намеченным алгоритмом. Если он строго следует предписанным указаниям (при необходимости обращаясь за консультацией к преподавателю), то через какое-то время задание будет выполнено. Следует отметить, что с ростом обобщенности задаваемых обучаемому алгоритмических предписаний руководство преподавателя приобретает вспомогательный характер и одновременно возрастает самостоятельность обучаемых. В данном случае педагог выступает организатором обучения и консультантом, при затруднениях способен осуществлять индивидуальный подход.

Разработанные дидактические средства способствуют тому, чтобы выделить каждый шаг в усвоении новых знаний. Сначала, при изучении теоретического материала, осознать место данной темы во всей системе занятий не только по астрономии, но и другим естественным наукам. Затем, при решении разного уровня сложности задач, выполнении лабораторно-практических работ, заострить внимание на методе исследования природных явлений и процессов.

Модель методической системы астрономической подготовки студентов вузов представлена в виде Схемы 1.

Схема 1. Модель астрономической подготовки

Модель объединяет в себе целевой, содержательный, процессуальный и диагностический компоненты. Ее отличительными особенностями являются:

1) содержание и единая структура астрономической подготовки студентов-естественников и гуманитариев. Данная структура отражает тесную взаимосвязь лекционного материала, Практикума и учебно-исследовательской «Виртуальной лаборатории». Основными достоинствами содержания и структуры являются доступность, логичность и строгая иерархическая, алгоритмическая последовательность, что значительно ускоряет процесс выработки интеллектуальных и практических навыков и умений, индивидуализирует процесс обучения и делает его практически безошибочным для обучаемых. Они предоставляют возможность самообучения и не требуют дорогостоящих технических средств обучения, а также исключают необходимость специального заучивания информации до начала ее применения. Теория и практика выступают как единое целое, что позволяет глубже проникнуть в суть рассматриваемых вопросов. Благодаря органической целостности и логичному построению учебного материала, обучение астрономии носит непрерывный и завершенный характер. Структура и содержание учебного материала разрабатывались таким образом, чтобы они могли применяться любым преподавателем, служили не только для обучения, но и для самообучения студентов;

2) единая система организации занятий, включающая инвариантный и вариативный компоненты (инвариантный компонент призван формировать представления об основных законах астрономии и других естественных наук, он является фундаментальным компонентом, цель которого – формирование у обучаемых научной картины мира, вариативный компонент предполагает демонстрацию практических приложений законов астрономии и других естественных наук);

3) вариативность и уровневая дифференциация лабораторно-практических работ, тестовых заданий, вопросов, упражнений, задач и т.п., а также специальных заданий, для выполнения которых требуется применение знаний на стыке нескольких наук для формирования системного мышления. Так, например, при изучении темы «Солнечно-земные связи» обучаемые знакомятся не только с механизмом излучения Солнца, процессами, происходящими в его недрах, но и с влиянием Солнца на земные процессы (влияние на климат, литосферу, гидросферу, биоту и даже социум);

4) использование разнообразных информационных дидактических средств, включая информационную среду «Виртуальная лаборатория», разработанную на основе новейшей САПР-системы для организации активной самостоятельной деятельности студентов (Схема 2).

Схема 2. Состав информационной среды «Виртуальная лаборатория»

В основе «Виртуальной лаборатории» лежит информационное обеспечение, которое в сочетании с возможностью геометрического моделирования обуславливает функционирование информационной среды. Каждая работа в «Виртуальной лаборатории» имеет унифицированную структуру, что позволяет в короткие сроки настроить информационную среду под решение конкретных задач. Особым достоинством подобной «Виртуальной лаборатории» является визуализация изучаемых явлений и процессов. Кроме того, использование подобных информационных сред в учебном процессе дает возможность осуществлять дистанционное обучение;

5) в ряде работ приведены методы обработки результатов наблюдений и нахождения корреляционной зависимости между полученными значениями, а также применяются усовершенствованные методы и способы измерений, используются современные наблюдательные данные, взятые как из отечественных, так и зарубежных источников. Имеются также довольно сложные, проблемные, но вместе с тем перспективные работы, которые могут представлять основу для курсовых и дипломных работ. Так, например, в лабораторной работе «Определение основных характеристик квазаров» студенты сталкиваются со следующим противоречием. В процессе выполнения работы получается, что скорость движения выброса квазара выходит в десятки раз выше скорости света. В дальнейшем обучаемые узнают, что это противоречие объясняется оптической иллюзией, вызванной тем, что выброс находится близко, но не точно на луче зрения.

Таким образом, в главе были сформулированы и обоснованы положения, представляющие концепцию методической системы астрономической подготовки студентов вузов, представлена модель методической системы.

       В третьей главе «Реализация методической системы астрономической подготовки студентов вузов» представлена авторская методика астрономической подготовки студентов вузов.

       При разработке методики проведения как лекционно-семинарских, так и лабораторно-практических занятий, мы исходили из того, что Вселенная представляет собой сверхсложную систему, устроенную по принципу иерархического подчинения: скопления галактик, галактики, звезды, звездные системы, планеты звездных систем, Солнечная система, Земля. Земля также, несмотря на свои крошечные размеры во Вселенной, представляет собой сложную систему, состоящую из множества подсистем, возникших в процессе ее эволюции (магнитосфера, ионосфера, атмосфера, гидросфера, биосфера, литосфера, мантия, ядро). Поэтому, с одной стороны, на нее воздействуют надсистемы галактического масштаба и, в первую очередь, Галактика, а с другой стороны, на это воздействие откликаются ее внутренние подсистемы. Это порождает сложный комплекс взаимодействий между отдельными системами, что влечет необходимость рассмотрения вопросов на стыке целого ряда естественных наук.

Иерархическая и алгоритмическая структура подачи лекционного материала позволяет получить представление о всеобщей системности, взаимосвязанности, грандиозности и чрезвычайной сложности процессов эволюции Вселенной, Земли и Биосферы, детали которых последовательно раскрываются при обучении астрономии. Обучаемые знакомятся с Мегамиром – миром огромных космических масштабов и скоро­стей, в котором расстояния измеряются световыми годами, а время существования и развития космических объектов – миллионами и миллиардами лет!

Следует отметить, что алгоритмическая структура предоставления учебного материала получила свое отражение и в Практикуме, который состоит из 48 работ, часть из которых интегрировано в учебно-исследовательскую «Виртуальную лабораторию». Содержание астрономического материала и основные формы работы с обучаемыми можно представить в виде Схемы 3.

Схема 3. Содержание астрономического материала. Формы работы с обучаемыми

Основой для создания Практикума и лекционного материала, послужили подлинные научные наблюдения, опубликованные в различных источниках, специальные курсы и монографии по различным разделам астрономии, физики и других естественных наук, ряд научных статей, учебно-методических пособий, научно-популярных очерков и информация из Интернет. В ряде лабораторных работ Практикума предложены методы обработки результатов наблюдений и измерений одновременно с помощью компьютера и вручную, составлены работы, которые можно выполнять четырьмя способами (с помощью готовых планшетов, имеющихся в учебных пособиях, с помощью «Виртуальной лаборатории», в среде Excel и, наконец, путем самостоятельного получения необходимых данных для выполнения той или иной работы).

В конце каждого раздела Практикума приведены вопросы к коллоквиуму, для  проверки и закрепления накопленных знаний обучаемых.  В «Виртуальной лаборатории» содержатся все необходимые для выполнения работ, справочные данные и планшеты. В некоторых работах приведены методы обработки результатов наблюдений и нахождение корреляционной зависимости между полученными значениями, а также применяются усовершенствованные методы и способы измерений, используются современные наблюдательные данные, взятые как из отечественных, так и зарубежных источников.

Каждая лабораторная работа Практикума содержит обширный список литературы, перечень задач для самостоятельного решения (т.е. вопросы и задачи к «допуску» и «защите»), представленный в конце каждой работы. Работы содержат также цель, теоретическое введение, ключевые этапы выполнения работы, ориентировочную схему (Приложения) и алгоритм выполнения работы. «Цель» работы обращает внимание обучаемых на тот метод исследования или способ изучения природных явлений и процессов, освоению которого посвящена данная работа. Теория описывает сущность и методы выполнения работ. Ориентировочная схема является указателем направления, в которых обучаемый должен двигаться, для успешного самостоятельного выполнения работы. Алгоритм намечает общую стратегию исследования, для преподавателя и обучаемого алгоритм является общим руководством, организующим их совместную деятельность.

На основе анализа научной, психолого-педагогической и методической литературы в ходе исследований сформулированы следующие требования к лекционно-семинарскому материалу, классическим практикумам и учебно-исследовательским работам «Виртуальной лаборатории»:

  • теоретический материал, классические практикумы и работы «Виртуальной лаборатории» должны отражать системную взаимосвязь астрономии с другими естественными науками;
  • классические практикумы и работы «Виртуальной лаборатории» не должны требовать больших затрат времени на наблюдения и обработку результатов;
  • в теоретическом материале, классических практикумах и работах «Виртуальной лаборатории» должны быть представлены современные научные достижения и исследования;
  • «Виртуальная лаборатория» должна быть разработана на основе передовых компьютерных технологий, позволяющих создавать трехмерные динамичные и статичные объекты любой сложности, воспроизводить разнообразные природные явления и процессы;
  • работы как классических практикумов, так и «Виртуальной лаборатории» должны быть наглядными и доступными для выполнения;
  • задачи, вопросы, тестовые задания для проверки знаний обучаемых должны быть удобны для осуществления быстрого контроля и оценки работы обучаемых;
  • лекционный материал, работы классических практикумов и «Виртуальной лаборатории» должны способствовать сознательному и прочному усвоению астрономических знаний;
  • лекционный материал, работы практикумов и «Виртуальной лаборатории» должны быть связаны с жизненной практикой и обладать воспитательным потенциалом;
  • система лекций и лабораторно-практических работ должны предоставлять возможность самообучения и дистанционного обучения;
  • обучение астрономии не должно требовать дополнительных дорогостоящих технических средств обучения;
  • лекции и лабораторно-практические занятия должны образовывать единую систему астрономической подготовки студентов вузов;
  • современные информационные среды должны использоваться не только для обработки результатов измерений и наблюдений, но и для проведения лабораторно-практических работ в целом.

При разработке классических практикумов и «Виртуальной лаборатории» были сформулированы следующие основные требования:

    • за практикумами и «Виртуальной лабораторией» должны остаться оформительские функции, а также визуализация природных процессов и явлений, а за обучаемым наиболее интеллектуальные функции;
    • практикумы и «Виртуальная лаборатория» должны давать возможность выполнять работы, как по астрономии, так и по естествознанию в целом;
    • информационная среда «Виртуальная лаборатория» не должна требовать больших временных затрат на ее освоение;
    • практикумы и «Виртуальная лаборатория» должны позволить обучаемому видеть логику выполнения каждой работы;
    • практикумы и «Виртуальная лаборатория» должны способствовать индивидуализации процесса обучения и делать его практически безошибочным для обучаемых;
    • использование практикумов и информационной среды «Виртуальная лаборатория» в процессе астрономической подготовки должно не только увеличить объем астрономических знаний обучаемых, но и способствовать формированию современного научного мировоззрения и системного мышления, а также должно значительно рационализировать использование учебного времени на лабораторно-практических занятиях.

Сами лабораторно-практические занятия необходимо проводить с целью повторения, углубления, расширения и обобщения накопленных знаний; развития и совершенствования у студентов экспериментальных умений; формирования у них самостоятельности. Лабораторно-практические занятия могут позволить наиболее эффективно реализовывать подход к процессу учения как к деятельности, при которой знания не противопоставляются умениям и навыкам, а рассматриваются как их составная часть. Они предоставляют возможность сочетать самостоятельную и коллективную деятельность обучаемых с учетом их психофизиологических особенностей. Наглядность и активная деятельность обучаемых во время выполнения лабораторно-практических работ создают основу для эффективного усвоения естественнонаучных знаний. Проведение лабораторно-практических занятий по астрономии может способствовать решению следующих важнейших мировоззренческих задач:

  • осуществление системного изучения всего многообразия природных явлений и процессов;
  • осуществление учебно-исследовательской деятельности на протяжении всего процесса астрономической подготовки;
  • закрепление знаний, как в области астрономии, так и других естественных наук.

Таким образом, форма представления учебного материала в виде алгоритма отражена не только в теоретическом материале, но и заложена в «Виртуальную лабораторию». Причем работы составлены таким образом, что их можно выполнять как с помощью компьютера, так и без него. «Виртуальная лаборатория» разработана в современной САПР-системе – T-FLEX CAD, которая имеет уникальный функционал, позволяющий создавать трехмерные модели любой сложности и управлять ими.

«Виртуальная лаборатория» имеет три отличительные особенности: интерактивность (в режиме реального времени пользователь моделирует эксперименты по наблюдению за небесными телами, природными явлениями и процессами, моделирует работу приборов и выполняет измерения и расчеты); дружеский пользователю и понятный интерфейс каждой работы; классический подход к построению лабораторной работы (краткие основы теории, постановка задачи для лабораторной работы, алгоритм выполнения и применяемое оборудование, проведение экспериментов, обработка результатов, тестовые задания).

Благодаря работе в информационной среде «Виртуальная лаборатория» увеличиваются «производительность» и объем выполняемых работ, повышается точность вычислений, сам процесс выполнения лабораторной работы становится более удобным. «Виртуальная лаборатория» позволяет видеть логику выполнения работы. Работа в информационной среде достаточно проста (даже незнакомые с этой средой студенты могут достаточно быстро научиться в ней работать). И, наконец, очевидна польза от овладения информационной средой (подобную лабораторию можно применять для решения самых разных задач).

Предложенный процесс астрономической подготовки приводит к тому, что преподаватель выступает организатором обучения и консультантом, при затруднениях способен осуществлять индивидуальный подход. Методическая система разрабатывалась таким образом, чтобы выделить каждый шаг в усвоении новых знаний. Сначала, при изучении теоретического материала на лекциях, семинарах, при самостоятельной работе. Затем, при работе на лабораторных занятиях практически заострить внимание на методе исследования или способе изучения природных явлений и процессов.

       Следовательно, астрономическая подготовка студентов носит, во-первых, системный и логичный характер, а во-вторых, показывает, что корни современного естествознания во многом зиждутся на астрономии, подчеркивая тем самым тот факт, что астрономический компонент может являться системообразующим фактором естественнонаучной подготовки в вузе.

       В четвертой главе «Экспериментальная проверка эффективности методической системы астрономической подготовки студентов вузов» описаны констатирующий, поисковый и обучающий этапы эксперимента. Основной целью экспериментального исследования являлось установление эффективности предложенной методической системы астрономической подготовки студентов-естественников и гуманитариев (2-5 курсов) вузов. Также частично эксперимент проходил в Московском городском доме творчества молодежи.

        Астрономическая подготовка осуществлялась в рамках дисциплины «Астрономия» (МПГУ), в курсах «Концепции современного естествознания» (МГОПУ, АТИСО, Алтайская государственная педагогическая академия, Донской государственный технический университет, Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского) и «Основы современного естествознания» (МГУ), на факультативных занятиях (МГДТМ, школа «Перспектива»).

       Общая характеристика эксперимента представлена в таблице 1.

Таблица 1. Общая характеристика педагогического эксперимента

Основные задачи этапа

Экспериментальная база

Количество участников

Методы

Констатирующий этап (2005 2007)

Выявление современного состояния астрономического образования в вузах.

Выявление опыта внедрения учебно-методических пособий по астрономии в учебный процесс.

Московский городской дом творчества молодежи, школа «Перспектива»

Московский государственный открытый педагогический университет им. М.А. Шолохова

Московский педагогический государственный университет

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Академия труда и социальных отношений

Около 50 (4уч)

Около 60 (2пр)

(4-5 курс)

Около 70 (2пр)

(4-5 курс)

Около 40 (4пр)

(2-5 курс)

Около 50 (2пр)

(3-5 курс)

Беседы с преподавателями и студентами, изучение педагогического опыта, анкетирование.

Поисковый этап (2006 2008)

Разработка и создание авторского учебно-методического комплекса, включающего пять учебно-методических пособий, программную поддержку на базе пакета программ Excel, «Виртуальную лабораторию». Разработка эффективной методики астрономической подготовки студентов естественников и гуманитариев.

Московский городской дом творчества молодежи, школа «Перспектива»

Московский государственный открытый педагогический университет им. М.А. Шолохова

Московский педагогический государственный университет

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Академия труда и социальных отношений

Около 50 (4уч)

Около 60 (2пр)

(4-5 курс)

Около 70 (2пр)

(4-5 курс)

Около 40 (4пр)

(2-5 курс)

Около 50 (2пр)

(3-5 курс)

Беседы с преподавателями  и студентами; экспериментальное преподавание.

Обучающий этап (2008 2011)

Проверка гипотезы исследования, подтверждающую эффективность астрономической подготовки студентов.

Московский городской дом творчества молодежи, школа «Перспектива»

Московский государственный открытый педагогический университет им. М.А. Шолохова

Московский педагогический государственный университет

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Академия труда и социальных отношений

Около 50 (4уч)

Около 60 (2пр)

(4-5 курс)

Около 70 (2пр)

(4-5 курс)

Около 40 (4пр)

(2-5 курс)

Около 50 (2пр)

(3-5 курс)

Беседы с преподавателями и обучаемыми; экспериментальное преподавание, наблюдения. Проведение контрольных мероприятий, их анализ и статистическая обработка результатов. Изучение отзывов преподавателей.

       Основная цель констатирующего этапа педагогического эксперимента состояла в выявлении действительного положения дел с астрономической подготовкой, прежде всего, в высших учебных заведениях. Для осуществления этой цели были поставлены следующие задачи: изучение отдельных особенностей преподавания астрономии в вузах; изучение отношения преподавателей и обучаемых к современным учебно-методическим комплексам подготовки по астрономии студентов вузов; изучение особенностей существующих учебно-методических пособий по астрономии и естествознанию.

       В результате проведенных бесед с преподавателями, а также на основе анализа результатов анкетирования стала очевидна неудовлетворенность преподавателями естественнонаучной подготовкой обучаемых и астрономической в частности.

       В настоящее время преподаватели испытывают некоторую нехватку учебников по астрономии, однако, вполне достаточно литературы для дополнительного чтения. Кроме того, в настоящее время нет таких учебно-методических комплексов, в которых содержались бы практикумы, основанные на современных научных исследованиях и достижениях. Нет практикумов, лабораторные работы которых можно выполнять в домашних условиях и в обычной аудитории с использованием программных средств. Кроме того, в настоящее время не существует программных поддержек на базе Excel, а тем более «Виртуальных лабораторий».

Многие преподаватели и студенты согласны с тем, что использование компьютерной техники делает процесс обучения более интенсивным и наглядным. Согласились также и с тем, что программные средства облегчают усвоение некоторых сложных понятий.

Итак, в ходе констатирующего этапа эксперимента было выявлено плачевное состояние астрономического образования в вузах. Изучались проблемы и поиск различных форм проведения занятий. Изучение способов внедрения в вузы современных учебно-методических комплексов. Выяснение отношения преподавателей астрономии и естествознания к данной проблеме и основных трудностей, препятствующих внедрению современных учебно-методических пособий в учебный процесс.

В ходе поискового этапа педагогического эксперимента необходимо было разработать авторские учебно-методические пособия, а также «Виртуальную лабораторию» и программную поддержку на базе Excel для экспериментального преподавания в вузах, провести поиск необходимого учебно-научного материала и разработать методику, которая смогла бы обеспечить глубокое усвоение астрономических знаний, способствовать формированию системного мышления и современного научного мировоззрения обучаемых.

Следует отметить, что важным требованием с нашей стороны к разрабатываемой методической системе была максимальная активизация самостоятельной работы обучаемых. В связи с этим было необходимо определить, что должна представлять собой деятельность обучаемых как в процессе лекционно-семинарских занятий, так и при выполнении лабораторно-практических работ. Для ответа на данный вопрос была изучена степень внимательности обучаемых при самостоятельном изучении теоретического материала и выполнении ими лабораторно-практических работ, а также при допуске и защите последних. С нашей точки зрения, внимательность обучаемых при подготовке теории, выполнении и защите лабораторно-практических работ свидетельствует о степени их самостоятельности.

В ходе проведения данного этапа эксперимента было отобрано, разработано и создано значительное количество различного уровня сложности вопросов, упражнений и задач для закрепления и проверки изученного учебного материала, а также теоретическая (лекционная) основа астрономической подготовки студентов.

Практическая (Практикум) основа методической системы разрабатывалась таким образом, чтобы можно было избежать применения дорогостоящего и сложного в обращении измерительного и другого учебно-научного оборудования. Подавляющее большинство разработанных лабораторно-практических работ необходимо выполнять с использованием таких средств обучения, которые имеются почти во всех учебных заведениях, где изучаются естественные науки. В случае же его отсутствия требуются самые минимальные затраты на его приобретение.

       Разработка теоретической и практической основ методической системы велись параллельно. В результате чего был решен вопрос о применении современных программных средств в учебном процессе и была разработана учебно-исследовательская «Виртуальная лаборатория».

       Итак, результатом поискового этапа педагогического эксперимента явилось создание методической системы подготовки по астрономии студентов вузов. В процессе применения учебно-методических пособий в обучении последние были скорректированы и дополнены. Учебно-методическое обеспечение включает: пять учебно-методических пособий, программную поддержку на базе пакета программ Excel, «Виртуальную лабораторию», необходимый раздаточный материал для проведения практических занятий по астрономии (справочные материалы, планшеты и наглядные ориентиры в виде схем, имеющиеся в приложениях предложенных учебных пособий).

В ходе обучающего этапа педагогического эксперимента проходила проверку гипотеза исследования.

На обучающем этапе эксперимента была реализована разработанная в ходе исследования методическая система при астрономической подготовке студентов в группах, получивших название экспериментальных. Сравнение велось с контрольными группами, где подготовка осуществлялось без применения авторской методики и в том числе авторского учебно-методического комплекса.

Следует особо подчеркнуть, что входной контроль по выявлению астрономических знаний показал полное отсутствие последних даже у студентов естественнонаучных специальностей (физики, химики, биологи, географы, геологи и др.), не говоря о студентах социально-гуманитарных направлений (юристы, экономисты, социологи). Опрос содержал в себе вопросы по всем разделам астрономии: основы сферической и практической астрономии, основные сведения о кинематике Солнечной системы, основы небесной механики и динамики космических полетов, основы астрофизики и звездной астрономии, основы галактической и внегалактической астрономии, основы космологии и космогонии. Как оказалось, в силу причин рассмотренных выше, обучаемые не имеют элементарных представлений ни о Вселенной, ни о Земле.

В ходе экспериментальной работы использовались различные методы исследования: наблюдение за обучаемыми в ходе лекционно-семинарских и лабораторно-практических занятий, анализ диагностических контрольных работ, степень участия студентов при выполнении лабораторно-практических работ.

В таблице 2 приведены средние результаты выполнения лабораторно-практических работ обучаемыми в течение семестра на протяжении 2008 – 2010гг. Результаты выполнения работ представлены также на диаграмме 1. Следует отметить, что выполнение лабораторно-практических работ сопровождалось выполнением тестовых заданий, решением задач, ответами на контрольные вопросы мировоззренческого характера, а также на вопросы, требующие привлечение знаний из разных естественных наук: физики, химии (основы космологии, сферической и практической астрономии, небесной механики и динамики космических полетов, астрофизики и звездной астрономии, галактической и внегалактической астрономии), геологии, географии, биологии (рассмотрение основ космогонии, космологии, астробиологии, гелиобиологии, метеорологии и др.).

В экспериментальных группах лекционные и лабораторно-практические занятия проводились по авторской методике, в контрольных группах – по традиционным методикам, с использованием распространенных учебно-методических пособий.

Таблица 2. Результаты выполнения 12 лабораторных работ  в

экспериментальных и контрольных группах

 

Эксперимент. гр.
Ср. % успешного
выполнения

Контр. гр.
Ср. % успешного
выполнения

работа 1

92

80

работа 2

94

80

работа 3

91

82

работа 4

90

81

работа 5

93

79

работа 6

95

80,5

работа 7

91

76

работа 8

94

74

работа 9

96

83

работа 10

92

78

работа 11

95

82

работа 12

93

81

Диаграмма 1. Результаты выполнения 12 лабораторных работ  в экспериментальных и контрольных группах

В конце каждого семестра обучаемым предлагалось выполнить 12 контрольных заданий диагностической контрольной работы (таблицы 3, 4). Контрольная работа включала в себя разного уровня сложности задания, благодаря которым можно было выяснить работал ли обучаемый с дополнительной литературой в течение семестра, проявлял ли интерес к вопросам астрономии и современного естествознания в процессе подготовки, способствовал предложенный курс формированию современного научного мировоззрения и системного мышления обучаемых или нет, есть ли различия в объеме знаний по астрономии и другим естественным наукам между экспериментальными и контрольными группами. Приведенные ниже результаты выполнения обучаемыми контрольной работы хорошо согласуются и подтверждают результаты проведенных лабораторных работ и контрольных опросов в течение семестра.

Таблица 3. Результаты выполнения контрольных заданий  в

экспериментальных группах

  Задания

Уч. завед.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

МПГУ

92

91

95

99

96

93

97

94

98

92

93

94

МГОПУ

91

89

94

97

95

92

96

95

95

90

91

92

МГУ

95

93

96

99

97

94

98

95

99

93

95

93

АТиСО

90

89

94

95

93

90

93

94

93

89

90

90

МГДТМ

94

96

95

98

96

94

96

97

94

95

99

98

Ср. %

успешного

выполнения

92,4

91,6

94,8

97,6

95,4

92,6

96

95

95,8

91,8

93,6

93,4

Таблица 4. Результаты выполнения контрольных заданий  в

контрольных группах

  Задания

Уч. завед.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

МПГУ

77

78

81

76

79

81

72

76

79

84

72

78

МГОПУ

76

75

79

74

74

79

73

78

77

82

75

73

МГУ

80

79

81

79

82

83

73

81

80

81

77

79

АТиСО

75

74

76

71

71

76

71

72

76

79

76

74

МГДТМ

79

79

82

80

83

85

74

82

82

76

83

84

Ср. %

успешного

выполнения

77,4

77

79,8

76

77,8

80,8

72,6

77,8

78,8

80,4

76,6

77,6

       Так как результаты выполнения контрольных заданий оказались очень близки по своим значениям, то для учебных заведений, участвующих в эксперименте, была построена одна диаграмма результатов среднего процента успешного выполнения контрольных заданий (диаграмма 2).

Диаграмма 2. Диаграмма результатов контрольной работы

Применим χ2 – метод для сравнения распределений объектов двух совокупностей по состоянию некоторого свойства на основе измерений по шкале наименований этого свойства в двух независимых выборках из рассматриваемых совокупностей.

r =

Отрицательная связь r = - 0,42 показывает, что обучаемые, чьи преподаватели используют при обучении астрономии авторские учебно-методические пособия, справляются с итоговыми контрольными заданиями более успешно.

Итогом обучающего этапа эксперимента явилось подтверждение гипотезы исследования, о чем свидетельствует:

  • повышение уровня подготовки студентов не только в области астрономии, но и естествознания в целом за счет активного внедрения в учебный процесс и использования на лекционно-семинарских и лабораторно-практических занятиях геологических, географических, биологических и других знаний;
  • наличие системности мышления, проявляющей при ответах на вопросы междисциплинарного характера, вопросы, где необходимо применять знания на стыке нескольких естественных наук (такие вопросы встают при системном изучении Солнечной системы, происхождении и эволюции Земли и Биосферы, влиянии Солнца на системы Земли (магнитосферу, ионосферу, атмосферу, биосферу, литосферу, мантию, ядро и др.);
  • сформированность компонентов современного научного мировоззрения, а именно системных знаний о единстве окружающего мира. Так, изучение Солнечной системы позволяют более глубоко и полно изучить вопросы возникновения и развития не только самой Солнечной системы, но также прошлого и будущего Земли. В процессе астрономической подготовки становится очевидным, 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, который ее познает.

       В заключении сформулированы итоги проведенного исследования и намечены пути дальнейших исследований.

1. В результате проведенного анализа состояния астрономического образования выяснилось, что астрономии как отдельного предмета в школьном образовании нет. Элементы астрономических знаний в школе присутствуют в природоведении, естествознании, географии, физике. В вузах астрономия может присутствовать в курсе физики, химии, географии, геологии и др. Следует подчеркнуть, что именно из-за отсутствия астрономии в школе, даже студенты-естественники зачастую не имеют элементарных астрономических знаний. Таким образом, место астрономии в современной России не соответствует в полной мере роли астрономической науки в общечеловеческой культуре, хотя чрезвычайно высокий интерес к астрономии охватывает широчайшую аудиторию. Вместе с тем отмечено, что за рубежом уделяется серьезное внимание вопросам астрономического образования в школах и вузах, т.к. в мире растет понимание того, что знания о Космосе необходимы каждому современному человеку.

2. В результате анализа учебно-методической литературы выявлено состояние проблемы астрономической подготовки студентов вузов, заключающееся, прежде всего в том, что в настоящее время у преподавателей астрономии и естествознания нет современных астрономических учебно-методических комплексов. Обучение астрономии если и происходит, то не носит систематического, целенаправленного характера. Зачастую обучение астрономии заменяется рассмотрением отдельных вопросов и решением некоторых астрономических задач.

3. Разработана концепция методической системы астрономической подготовки студентов вузов. Отличительной особенностью концепции является естественнонаучная подготовка студентов вузов в основе которой лежит астрономическая наука, которая интегрирует и систематизирует современные достижения, как астрономии, так и других естественных наук, включает материал междисциплинарного характера, иллюстрирует тесную взаимосвязь естественных наук, выводит студентов на осмысление мировоззренческих проблем, обеспечивает формирование современного научного мировоззрения и системного мышления.

       Дидактические средства, а так же содержание и форма представления учебной информации соответствуют психологическим особенностям студентов вузов, их восприятию и переработки информации, предусматривают возможность оперативного взаимодействия студентов и преподавателей, закладывая основу для активной, самостоятельной деятельности обучаемых.

4. Разработана модель методической системы астрономической подготовки студентов вузов, которая объединяет в себе целевой, содержательный, процессуальный и диагностический компоненты, отличительными особенностями которой являются: 1) содержание и единая структура астрономической подготовки студентов; 2) единая система организации занятий, включающая инвариантный и вариативный компоненты; 3) использование разного уровня сложности вопросов, упражнений, задач и т.п., а также специальных заданий, для выполнения которых требуется применение знаний на стыке нескольких наук для формирования системного мышления; 4) использование разнообразных информационных дидактических средств, включая виртуальную информационную среду, разработанную на основе новейшей САПР-системы для организации активной самостоятельной деятельности студентов; 5) специально разработанные проблемные задания и лабораторные работы для более глубокого изучения вопросов астрономии.

5. Предложена методика реализации астрономической подготовки студентов вузов благодаря которой, подготовка по астрономии студентов носит, во-первых, структурированный и логичный характер, а во-вторых, показывает, что корни современного естествознания во многом зиждутся на астрономии, подчеркивая тот факт, что астрономия может являться системообразующим фактором естественнонаучной подготовки в вузе, а также способствует формированию современного научного мировоззрения и системного мышления.

6. Создан учебно-методический комплекс по астрономии для студентов вузов, отражающий не только современный уровень астрономического знания, но и системообразующую роль астрономии в современном естественнонаучном образовании, который включает пять учебно-методических пособий, программную поддержку на базе пакета программ Excel, «Виртуальную лабораторию», необходимый раздаточный материал для проведения практических занятий по астрономии (справочные материалы, планшеты и наглядные ориентиры в виде схем, имеющиеся в приложениях предложенных учебных пособий), а также разного уровня сложности вопросы и задачи, тестовые задания, задания к коллоквиумам, список реферативных работ, список рекомендуемой литературы.

7. Проведен педагогический эксперимент, который позволил доказать эффективность предложенной методической системы астрономической подготовки студентов вузов благодаря тому, что был использован материал, учитывающий современный уровень развития не только астрономического, но и естественнонаучного знания; подготовка по астрономии опиралась на принципы фундаментальности, интеграции и межпредметных связей; образовательный процесс организован в соответствии с психологическими особенностями восприятия и переработки информации обучаемых; содержание системообразующей основы включает материал междисциплинарного характера; выводит студентов на осмысление мировоззренческих проблем; отражает практическую направленность обучения; при проектировании процесса обучения астрономии особое внимание уделяется практической природе процесса обучения, а в качестве основных педагогических стратегий обучения отдается предпочтение активному самостоятельному обучению и обучению в партнерстве; предложенные дидактические средства предоставляют возможность не только самостоятельного изучения теоретического материала, но и самостоятельное выполнение «исследовательских» лабораторно-практических работ.

       В приложениях проиллюстрирован системный подход к разработке и созданию современной методической системы подготовки по астрономии студентов, а именно приведены: фрагменты из авторского учебного пособия, перечень всех лабораторных работ практикумов, фрагменты работ из учебно-исследовательской «Виртуальной лаборатории» и методические указания к проведению работ в среде Excel и «Виртуальной лаборатории», основа каждой работы, представлен ряд лабораторных работ содержащихся в практикумах, проиллюстрированы фрагменты справочных данных практикумов, примеры планшетов и ориентировочных схем.

       По теме исследования имеется 67 публикаций, основными из которых являются следующие:

Монографии, пособия, методические рекомендации

  1. Винник М.А. Методика изложения курса «Концепции современного естествознания» с позиций системного подхода: Монография. – М.: Издательство «Спутник +», 2010. – 338 с. (21,1 п.л.)
  2. Винник М.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. – М.: Издательство «Спутник +», 2010. – 401 с. (25,1 п.л.)
  3. Винник М.А., Чаругин В.М., Розгачева И.К. Лабораторный практикум по курсу «Концепции современного естествознания». Астрономические основы: Практикум. – М.: Издательство «Спутник +», 2010. 400 с. (20 п.л. авт.)
  4. Винник М.А., Чаругин В.М. Методические указания к выполнению лабораторных работ в среде Excel. – М.: Издательство «Спутник +», 2010. – 41 с. (2,3 п.л. авт.)
  5. Винник М.А., Чаругин В.М. Виртуальный лабораторный практикум по курсу «Концепции современного естествознания». Астрономические основы: Практикум. – М.: Издательство «Спутник +», 2010. – 70 с. (4 п.л. авт.)
  6. Винник М.А., Воронков В.И., Таранов А.В. и др. Методические указания к выполнению лабораторных работ в среде «Виртуальная лаборатория»: Практикум / М.А. Винник, В.И. Воронков, А.В. Таранов, Ф.Б. Прокопов, Д.В. Поликанин, В.М. Чаругин. – М.: Издательство «Спутник +», 2010. – 118 с. (3,7 п.л. авт.)
  7. Винник М.А., Чаругин В.М., Розгачева И.К. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии (учебное пособие для вузов). М.: Издательство «Спутник +», 2005. –504 с. (25,2 п.л. авт.)
  8. Саввичева В.П., Коробкова Л.Ю., Винник М.А. Лабораторный практикум по общей астрономии / Под ред. д. ф.-м. н., проф. В.М. Чаругина. М.: Журнал «Исследовательская работа школьников», 2006. – 70 с. (4 п.л. авт.)

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикаций результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук

  1. Винник М.А. К вопросу о роли астрономического образования в обучении и развитии учащихся // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Педагогика». №2. 2010. М.: Изд-во МГОУ. С. 169 173. (0,5 п.л.)
  2. Винник М.А. Системный подход к разработке и изложению курса «Концепции современного естествознания» // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Педагогика». №3. 2010. М.: Изд-во МГОУ. С. 98 101. (0,5 п.л.)
  3. Винник М.А. К вопросу о методике преподавания курса КСЕ // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Педагогика». №4. 2010. М.: Изд-во МГОУ. С. 105 108. (0,5 п.л.)
  4. Винник М.А. Системный подход к разработке и проведению практикума по естествознанию в вузе // Вестник Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Серия «Педагогика». №4. 2010. М.: Изд-во МГУ. С. 45 54. (0,6 п.л.)
  5. Винник М.А., Иванов О.П., Чаругин В.М. Новое землеройное устройство // Естественные и технические науки. 2010. №2. С. 266 267. (0,09 п.л. авт.)
  6. Винник М.А. Алгоритм расчета валентности графита и самородной серы по энергетическому балансу // Естественные и технические науки. 2010. №4. С. 158 159. (0,1 п.л.)
  7. Винник М.А. Алгоритм расчета энергии, выделяемой при получении минералов гаусманита и арагонита // Естественные и технические науки. 2010. №4. С. 160 161. (0,1 п.л.)
  8. Винник М.А. Минерал ангидрид. Энергетический расчет // Естественные и технические науки. 2010. №5. С. 247 248. (0,1 п.л.)
  9. Винник М.А. Минерал витерит и его энергия // Естественные и технические науки. 2010. №5. С. 249 250. (0,1 п.л.)
  10. Винник М.А. Теоретический расчет энергии, выделяемой при получении молекулы минерала родохрозита // Естественные и технические науки. 2010. №5. С. 251 252. (0,1 п.л.)
  11. Иванов О.П., Винник М.А. Геодинамический анализ наводнений // Известия РАН. Серия географическая. 2009. №3. С. 1 10. (0,3 п.л. авт.)
  12. Иванов О.П., Винник М.А. Кумулятивно-диссипативное расширение синергетики // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия философия. 2008. №2. С. 78 84. (0,2 п.л. авт.)
  13. Иванов О.П., Винник М.А. Кумулятивно-диссипативный подход к анализу природных процессов в курсе «Концепции современного естествознания» // Естественные и технические науки. 2010. №4. С. 204 207. (0,1 п.л. авт.)
  14. Иванов О.П., Винник М.А. Системный подход к классификации и изложению темы «Опасные природные процессы» в курсе КСЕ // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Педагогика». №4. 2010. М.: Изд-во МГОУ. С. 109 113. (0,2 п.л. авт.)

Статьи в других журналах

  1. Винник М.А. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии для педвузов (структура и содержание) // Педагогические науки. – 2004. – №6. – С. 126 – 128. (0,2 п.л.)
  2. Винник М.А. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии для средних общеобразовательных учебных заведений (структура и содержание) // Педагогические науки. – 2005. – №1. – С. 20 – 22. (0,2 п.л.)
  3. 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. (0,2 п.л. авт.)
  4. Винник М.А. Несколько слов о передовой методике обучения // Современные гуманитарные исследования. – 2005. – №1. – С. 116. (0,1 п.л.)
  5. Розгачева И.К., 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. (0,2 п.л. авт.)
  6. Винник М.А., Винник А.Ф. К вопросу об эллипсах // Естественные и технические науки. – 2005. – №2. – С. 12 – 14. (0,1 п.л. авт.)
  7. Винник М.А., Винник А.Ф. К вопросу о двигателе внутреннего сгорания // Естественные и технические науки. – 2005. – №1. – С. 127 – 130. (0,2 п.л. авт.)
  8. Винник М.А., Винник А.Ф. К вопросу о законах Кеплера // Естественные и технические науки. – 2006. – №4. – С. 48 – 51. (0,2 п.л. авт.)
  9. Винник М.А., Винник М.М. Определение температуры по спектру элементов // Естественные и технические науки. – 2007. – №3. – С. 78 – 79. (0,1 п.л. авт.)
  10. Винник М.А. Теоретический расчет энергии, выделяемой при химических реакциях // Сложные системы. – №1. – 2011. – М.: Изд-во «ПК». – С. 92 – 93. (0,1 п.л.)

Статьи в сборниках научных трудов конференций

  1. 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. Ч.2 / Уральский гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 2005. – С. 38 – 42. (0,3 п.л.)
  2. 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. (0,1 п.л.)
  3. 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 Международного симпозиума 2005 г.: Том LXXVIII. – М.: МГУ, 2005. – С. 98. (0,1 п.л. авт.)
  4. 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. (0,1 п.л. авт.)
  5. 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. Хижнякова, М.В. Алексеев – М.: МГОУ, 2004. – С. 56 – 57. (0,1 п.л. авт)
  6. 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 конференции, 25 мая – 2 июня 2002 г. – М.: АстрО, 2002. – С. 61 – 62. (0,1 п.л. авт.)
  7. Винник М.А. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии // Новые технологии в преподавании физики: Сб. аннот. докл. – М.: МПГУ, 2005. – С. 40. (0,1 п.л.)
  8. Винник М.А. Современный астрономический практикум в педвузе и школе // Педагогика и информационные технологии: Труды XLVIII научной конференции. Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук, Москва – Долгопрудный, 25-26 ноября 2005 г.: Ч.XI / Московский физико-технический институт (государственный университет). Москва, 2005. – С. 35 – 41. (0,3 п.л.)
  9. Винник М.А. Современный астрономический практикум // Сборник трудов Международного симпозиума «Астрономия – 2005: современное состояние и перспективы» 1 – 6 июня 2006 г. Секция «Образование». – М.: 2006. – С. 94 – 98. (0,3 п.л.)
  10. Винник М.А. Роль и место астрономии в современной школе // Материалы VI Международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», посвященной 105-летию со дня рождения А.В. Перышкина. Часть I. – М.: МПГУ, 2007. – С. 47 – 49. (0,2 п.л.)
  11. Vinnik M.A. Development and creation of an astronomical practical work for students of Pedagogical Institute on the basis of the programming training theory // The 7-th G. Gamow’s Odessa astronomical summer school. – Ukraine, Odessa, Chernomorka, 7-12 August, 2007. – С. 27. (0,1 п.л.)
  12. Винник М.А. Индивидуализация обучения при проведении астрономического практикума в педвузе // Технологии индивидуализации обучения в вузе: Материалы Всерос. междисциплин. науч. конф. Москва, 27 декабря 2007 г. / Отв. ред. И.В. Усольцева. М.: Изд-во СГУ, 2008. – С. 48 – 52. (0,2 п.л.)
  13. Иванов О.П., Винник М.А. Возможность отражения опасных природных процессов в экспозиции Музея землеведения // Материалы научной конференции «Ломоносовский чтения». 22-24 апреля 2008г. Музей Землеведения МГУ. / Гл. ред. А.В. Смуров. М.: Изд-во МГУ, 2008. – С. 24 – 27. (0,1 п.л. авт.)
  14. Винник М.А., Иванов О.П. Исследовательский подход к изучению курса «Концепции современного естествознания» // Актуальные вопросы современной науки: Сборник научных трудов: Материалы VI-ой Международной Интерент-конференции (Таганрог, 15 октября 2009 г.) / Под. ред. д.п.н., проф. Г.Ф. Гребенщикова. – М.: Издательство «Спутник +», 2009. – С. 149 – 152. (0,2 п.л. авт.)
  15. Винник М.А. Астрономические основы курса «Концепции современного естествознания» // История науки и техники в системе современных знаний. Материалы научной конференции, посвященной 10-летию кафедры истории науки и техники УГТУ – УПИ. Екатеринбург. 14 декабря 2009 г. Изд-во УМЦ УПИ. Екатеринбург. 2009. – С. 311 – 313. (0,2 п.л.)
  16. Винник М.А. Концепции современного естествознания. Астрономические основы // Новые технологии в преподавании астрономии: Материалы Всероссийской научно-практической конференции 23-25 ноября 2009 г. – Н. Новгород: НГПУ, 2009. – С. 17 – 20. (0,2 п.л.)
  17. Винник М.А. Использование современных информационных технологий при изложении астрономических основ курса «Концепции современного естествознания» // Семнадцатая международная конференция «Математика. Компьютер. Образование» / Под. ред. Г.Ю. Резниченко. – Дубна, 25 – 30 января 2010. – С. 396. (0,1 п.л.)
  18. Винник М.А. Системный подход к изложению основ курса «Концепции современного естествознания» // Физическое образование: проблемы и перспективы развития: материалы 9-й Международной науч.-метод. конф., 1 – 4 марта 2010 года / МПГУ; РГУ им. С.А. Есенина. – М., Рязань, 2010. Ч.2. – С. 113 – 114. (0,1 п.л.)
  19. Vinnik M.A. Astrolaboratory // 10-th International Gamov Summer School «Astronomy and beyond: astrophysics, cosmology and gravitation, cosmomicrophysics, radio-astronomy and astrobiology». 23 – 28 August, 2010, Odessa, Ukraine. – С. 34. (0,05 п.л.)
  20. Винник М.А. Виртуальная «АСТРОЛАБОРАТОРИЯ» // Восемнадцатая международная конференция «Математика. Компьютер. Образование» / Под. ред. Г.Ю. Резниченко и А.Б. Рубина. – Пущино, 24 – 29 января 2011. – С. 341. (0,1 п.л.)
  21. Винник М.А. Естественнонаучные «Виртуальные лаборатории» // Сборник материалов X Международной научно-методической конфернции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития», посвященной 110-летию факультета физики и информационных технологий МПГУ / Мос. пед. гос. ун-т, журн. «наука и шк.», журн. «Шк. будещего». – Москва: МПГУ, Издатель Карпов Е.В., 2011. Ч.2. – С. 162 – 163. (0,1 п.л.)
  22. Винник М.А. Виртуальный экспериментально-образовательный портал по астрономии // 11-th International Gamov Conference-School «Astronomy and beyond: astrophysics, cosmology and gravitation, cosmomicrophysics, radio-astronomy and astrobiology». 22 – 28 August, 2011, Odessa, Ukraine. – С. 43. (0,1 п.л.)





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.