Использование интерактивных компьютерных моделей в обучении астрономии студентов физических специальностей педагогических вузов

• Автор: Емец, Наталья Петровна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ОБУЧЕНИЯ АСТРОНОМИИ СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА
1Л. Психолого-педагогические особенности использования информационных технологий в учебном процессе вуза
1.2. Интерактивные компьютерные модели в обучении
1.3. Проблемы обучения студентов астрономии в педагогическом вузе
ГЛАВА 2. ОБУЧЕНИЕ АСТРОНОМИИ СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРАКТИВНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ
2.1 Курс астрономии в педвузе на основе использования новых информационных технологий
2.2 Трехмерные интерактивные компьютерные модели в обучении астрономии
2.3 Интерактивные компьютерные модели в астрономическом лабораторном практикуме
2.4 Методика применения интерактивных компьютерных моделей в обучении астрономии студентов педагогического вуза
ГЛАВА 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ В ОБУЧЕНИИ АСТРОНОМИИ СТУДЕНТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА
3.1 Методика проведения педагогического эксперимента
3.2 Констатирующий этап педагогического эксперимента
3.3 Поисковый и формирующий этапы педагогического эксперимента
3.4 Результаты педагогического эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Современный период развития общества характеризуется возрастающей значимостью информатизации образования. Одним из приоритетных направлений информатизации образования является применение новых компьютерных технологий к конкретному учебному предмету [153]. Это определяет необходимость использования информационных технологий в обучении астрономии студентов педагогического вуза.
Астрономия занимает важное место в системе естественных наук, изучаемых на физическом факультете педагогического вуза. Преподавание астрономии неотделимо от задачи формирования у будущего учителя понимания места и роли Человека во Вселенной. Астрономические знания лежат в основе научного мировоззрения, формируют научную картину мира, знакомят с современными представлениями о структуре Вселенной и происходящими в ней физическими процессами.
В условиях интенсивной компьютеризации современного образования разработаны новые информационные технологии для поддержки естественнонаучных дисциплин в вузе - электронные учебники, мультимедиа, анимации, модели и др. Тем не менее, проблема недостатка отечественных программных средств для изучения астрономии пока не решена. Интернет открывает доступ к новым источникам научного знания - интерактивным компьютерным моделям, которые существенно расширяют и обогащают образовательную среду. В связи с этим, актуальной становится задача применения зарубежных интерактивных компьютерных моделей и разработки теоретических и практических основ методики их использования с целью оснащения курса астрономии новыми учебными средствами.
Интерактивные компьютерные модели - новые информационные технологии, объединяющие статическую визуальную информацию (текст, графику, цвет) и динамическую (анимацию), что позволяет создавать динамически развивающиеся образы в различных информационных представлениях [156]. Интерактивность дает студенту активную позицию при работе с компьютерной
моделью, позволяет в определенных пределах управлять представлением информации, предоставляет возможность выбора индивидуальных траекторий и темпа изучения материала [37, 152]. Гармоничное сочетание анимации, графики, цвета и интерактивности максимально обеспечивает наглядно-образное восприятие учебного материала, развивает воображение и модельное видение, мышление, активизирует мыслительную деятельность и эффективность усвоения материала, повышает и стимулирует познавательный интерес к изучению предмета.
Таким образом, этот вид компьютерных моделей имеет высокий дидактический потенциал и может быть разнообразно и эффективно использован в учебной работе.
В настоящее время имеется ряд исследований (H.H. Гомулина, В.В. Лаптев, И.В. Роберт и др.), подтверждающих активизацию учебно-познавательной деятельности обучающихся на всех видах занятий при использовании интерактивных компьютерных моделей [37, 102, 111, 127, 130, 156 и др.]. Вместе с тем, методические аспекты их использования в обучении астрономии студентов педагогического вуза исследованы, на наш взгляд, недостаточно.
Проведенный анализ диссертационных работ показал, что важнейшим вопросам астрономической подготовки студентов, определяющей, в конечном итоге, уровень профессиональной подготовки учителя физики, посвящено небольшое количество исследований. В перечне всех диссертаций в области дидактики астрономии, а их около 50, начиная с 1945 года, всего несколько работ по методике преподавания астрономии в педагогическом вузе: Д.А. Мурашов, 1962; М.М. Дагаев, 1963; С.С. Моисеев, 1963; Е.А. Корякина, 1967; Н.В. Лисина, 1967; П.Я. Фирчук, 1973; А.М. Минбаева, 1982; Л.В. Жуков, 2000; Л.Д. По-ложенцева, 2006 [107]. Остальные работы - по методике преподавания астрономии в средней школе.
После 2000 года появилось несколько работ по применению информационных технологий в обучении астрономии школьников: H.H. Гомулина, И.В. Паболков, М.Л. Рысин, Е.С. Собенина, Ю.Г. Ярмак [37, 131, 161, 171, 198]

ромная библиотека данных и иллюстраций, но и содержит новые средства обучения — компьютерные модели, анимации, видеофильмы, различные программы, оказывает необходимую предметную и методическую помощь при подготовке к занятиям. По Интернет можно связаться с любой крупной астрономической обсерваторией мира и участвовать в наблюдениях, по специальной заявке получить наблюдательные данные и методику их обработки, что становится новым средством обучения астрономии. Несмотря на это, большинство учителей не в достаточной степени владеют методикой использования Интернет-технологиями в учебном процессе [37, 84, 140].
Как подтвердило исследование Л.Д. Положенцевой, существует проблема методического сопровождения к использованию Интернет-ресурсов по астрономии, разработки методики внедрения Интернет-коммуникаций в курс астрономии, разработки специального методического сопровождения к выполнению лабораторных работ, решению задач, семинарам и др. [140]. Автор отмечает: владение методикой данных технологий должно стать требованием квалификационной характеристики учителя физики и астрономии [140].
Таким образом, в обучении астрономии студентов педагогического вуза возникла проблема создания и внедрения новых методик, основанных на использовании новых информационных технологий, оптимального их сочетания с традиционным курсом астрономии.
Как было отмечено выше, одна из основных проблем в обучении астрономии в школе - плохое владение методикой её преподавания. На наш взгляд, необходимо добавить: и методикой использования новых информационных технологий в обучении астрономии школьников, которая, в конечном счете, формирует не только информационную, но и профессиональную компетентность учителя.
5. Учебный процесс обучения студентов астрономии в педагогическом вузе реализуется в рамках целостной системы организационных форм и методов обучения - лекции, семинары, практические занятия, лабораторные работы, самостоятельная работа студентов и другие виды занятий. В Уссурийском пе-