Вопросы современной астрофизики в учебных курсах педагогического вуза и общеобразовательной школы

• Автор: Максименко, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 205 с. : ил.

Содержание и организация обучения в последнее время претерпели значительные изменения. Для общеобразовательных школ предложены проекты стандартов образования. Для педагогических вузов разработаны образовательные стандарты. На основе требований стандарта к уровню образования разрабатываются учебные программы и учебные пособия.
Одним из направлений реформы образования высшей и средней школы является уточнение содержания образования с учетом современных достижений науки. Изменение содержания образования простым добавлением все новых и новых сведений о достижениях в различных областях науки невозможно по ряду причин, в первую очередь потому, что время обучения ограничено. Необходимо периодически осуществлять конструктивный и целенаправленный пересмотр содержания самого образования и педагогических концепций его построения.
В результате каждой очередной реформы улучшается отражение основ конкретной науки в содержании соответствующего учебного предмета. Это приводит к изменению научной, и, в частности, физической картины мира, представления о которой должны усвоить учащиеся.
Из всего многообразия явлений реального мира в школьном курсе физики до настоящего времени изучаются только явления микро и макромира. Явления мегамира в пределах школьного курса физики практически не рассматриваются. ,
Понятие мегамир вошло в обиход ученых в связи с появлением многочисленных астрофизических открытий, многие из которых в корне изменили наше представление об окружающем мире. Явления и процессы, происходящие в мегамире, призвана изучать и объяснять физика мегамира. В ряде случаев астрофизические объекты являются своеобразными научными лабораториями для изучения физических явлений. Поток астрофизических открытий не иссякает. Следует отметить, что в мегамире наблюдаются объекты и
явления, которые пока не находят объяснения в рамках существующих физических теорий. Физика мегамира является одной из наиболее быстро развивающихся наук.
Традиционно явления мегамира изучаются в астрономии, и, в частности, в астрофизике. Однако и здесь основы современных фундаментальных астрофизических теорий и факты, не укладывающиеся в рамки существующих физических теорий, во многих случаях не рассматриваются, что отрицательно сказывается на формировании в сознании учащихся физической картины мира. Из нее оказываются вырванными наиболее современные представления о явлениях и объектах мегамира. В результате этого становятся неполными представления студентов и школьников о физической картине мира.
Сложившееся положение требует обязательного включения в содержание физического образования основных экспериментальных фактов и представлений о физических теориях, описывающих явления мегамира. Будут ли эти основы изучаться в курсе физики, в курсе астрономии или в любом другом курсе, не так уж важно. Главное они должны изучаться в общеобразовательной школе и, следовательно, должна быть предусмотрена соответствующая подготовка будущего учителя, которому предстоит все это реализовать. К сожалению, в настоящее время подготовка учителя к обучению школьников основам физических теорий, описывающих явления мегамира, и формированию у школьников космического мировоззрения находится не в лучшем состоянии.
Опережающая подготовка будущих учителей физики и астрономии к формированию в сознании школьников недостающих элементов физической картины мира является необходимым условием неизбежного дополнения содержания школьного физического образования основами физических теорий, описывающих явления мегамира.
Шаги, предпринятые в этом направлении авторами Государственного Образовательного Стандарта высшего профессионального образования по специальности Физика, направлены на изменение содержания образова
ния в соответствии с современными достижениями науки. Однако анализ этого документа показал, что многие современные научные достижения в области физики мегамира не нашли отражения в предлагаемом содержании образования.
Одно из главных требований Стандарта к специалисту знание им физических основ естественнонаучной картины мира3б,3. Поэтому формирование у будущих учителей физики и астрономии современных представлений о физической картине мира является важной и актуальной задачей.
Актуальность


Значительное место в данной главе занимают вопросы отбора и дидактической обработки материалов по вопросам современной астрофизики. В их числе иллюстрации, опубликованные в специальной и научнопопулярной печати, относящиеся к различным областям астрофизики. Анализируется состояние рынка научнопопулярных и периодических изданий. Показана возможность и необходимость использования материалов сети ШТЕКЫЕТ. Четвертая глава посвящена обсуждению результатов педагогической проверки. В числе использовавшихся методов анкетирование, экспертные оценки, подготовка студенческих рефератов и др. Педагогическая проверка проводилась на физико математическом факультете Брянского государственного педагогического университета и частично на физических факультетах Московского педагогического государственного университета и Поморского государственного университета. В первом параграфе рассматривается подготовленность выпускника педвуза по вопросам современной астрофизики. Показано, что нормативные документы неучитывают возникающие в результате обучения пробелы в формировании у студентов современной физической картины мира. Этот пробел следует устранить, дополнив содержание курса астрофизики вопросами современных достижений и проблем астрофизической науки, в том числе теорий, объясняющих явления мегамира. Во втором параграфе главы приведено описание проведенного экспериментального обучения студентов в рамках учебной дисциплины Достижения и проблемы современной астрофизики. Подробно рассмотрены обсуждаемые в ходе занятий вопросы, обсуждаются методы теоретической и практической подготовки будущих учителей физики и астрономии. Третий параграф посвящен анализу результатов статистикоматематической обработки данных тестирования и анкетирования студентов. Ранжирование учебных предметов и преподавателей по влиянию на профессиональную подготовку студентов показало, что курс по современной астрофизике имеет более высокий ранг по сравнению традиционными курсами, например, Школьный кабинет информатики и Оборудование школьного кабинета физики. Достоверность полученных результатов корректным использованием статистикоматематических методов обработки экспериментальных данных. Проведенная педагогическая проверка подтвердила возможность в рамках выделенного учебного времени обеспечить усвоение студентами основ современных астрофизических теорий и физических проблем, с которыми столкнулось человечество при изучении Вселенной во второй половине двадцатого века. В Заключении сформулированы основные результаты исследования. Приложения содержат программу курса Астрофизика и компьютерные программы, разработанные студентами. Глава I. В соответствии с задачами исследования был выполнен анализ глав ных достижений современной астрофизики за последние несколько десятилетий, определены перспективные направления развития этой науки, зафиксированы связи астрофизики с другими разделами физики, обоснован выбор тех явлений, которые должны войти в изучаемые курсы. Проведен также обзор сведений, посвященных современной астрофизике, содержащихся в сети ШТЕ1ШЕТ. Показано, что все большая часть информации о научных открытиях в области астрофизики перекочевывает из книг и периодики в сайты ШТЕКЫЕТа. Без их использования в настоящее время нельзя представить себе изучение любых проблем. На основе проведенного анализа формулируется проблема диссертационного исследования. Астрономию как науку можно сравнить с деревом, корни которого уходят во тьму веков, а крона попрежнему зеленеет ,с. З . Сейчас астрономия представляет собой комплекс наук о строении, происхождении, эволюции Вселенной, о химических и физических процессах и явлениях, которые в ней происходят. Традиционно астрономию делят на следующие разделы , астрометрию, небесную механику, астрофизику, звездную астрономию, космологию и космогонию. Объект исследования у них один и тот же Вселенная. Астрономия родилась, и долгие годы развивалась, как наблюдательная наука. Основным источником сведений о строении и свойствах небесных тел являются излучения, приходящие от этих объектов.