Формування астрономічних знань старшокласників засобами інформаційно-комунікаційних технологій

Размещено на http://allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені М. П. ДРАГОМАНОВА

УДК 373.5.016:52:004(043.3)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата педагогічних наук

ФОРМУВАННЯ АСТРОНОМІЧНИХ ЗНАНЬ СТАРШОКЛАСНИКІВ ЗАСОБАМИ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

13.00.02 - теорія та методика навчання (астрономія)

МИРОШНІЧЕНКО Юрій Борисович

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному педагогічному університеті імені М.П. Драгоманова, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України.

Науковий керівник - доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України Чурюмов Клим Іванович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Астрономічна обсерваторія, завідувач відділу астрометрії та малих тіл сонячної системи.

Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор, член-кореспондент АПН України

Мартинюк Михайло Тадейович, Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини, завідувач кафедри фізики і астрономії та методики їх викладання.

кандидат педагогічних наук, доцент, докторант Головко Микола Васильович, провідний науковий співробітник лабораторії математичної і фізичної освіти АПН України.

Захист відбудеться “ 18 ” травня 2011 року о 15 ⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 26.053.06 в Національному педагогічному університеті імені М.П. Драгоманова, 01601, м. Київ-30, вул. Пирогова, 9.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова, 01601, м. Київ-30, вул. Пирогова, 9.

Автореферат розісланий “18” квітня 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради А.В. Касперський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Пріоритетами державної політики в галузі освіти є підготовка громадян України високої освіченості і моралі, формування в молоді наукового світогляду, творчих здібностей і здатності до самостійного опанування знаннями та їх застосовуванням на практиці. Відповідні завдання окреслено Національною доктриною розвитку освіти в ХХІ столітті. Успішне їх виконання передбачає розроблення та освоєння нових навчальних програм, удосконалення методів навчання, використання у навчальному процесі новітніх досягнень педагогічної науки і сучасних педагогічних технологій, зокрема технологій навчання астрономії. Це обумовлює необхідність підготовки висококваліфікованих учителів фізики і астрономії з аналiтичним мисленням, знанням широкого спектру сучасних педагогічних технологій та практичним досвідом їх впровадження в діяльність навчання.

Стрімкий розвиток інформаційно-комунікаційних технологій позитивно впливає на формування астрономічних понять в старшій школі. Корисним є використання таких засобів і при оцінюванні навчальних досягнень учнів. Розробка методик використання наочних засобів є актуальним завданням у світлі Наказу МОНУ №371 від 05.05.2008 р. „Про затвердження критеріїв оцінювання навчальних досягнень учнів у системі загальної середньої освіти" на виконання Закону України „Про загальну середню освіту".

У сучасних умовах інтенсивного розвитку освіти в Україні надзвичайно актуальним є питання використання інформаційно-комунікаційних технологій у навчальному процесі школи і, зокрема, при навчанні астрономії в старшій школі. Мультимедійні комп'ютерні програми і телекомунікаційні технології відкривають учням доступ до нетрадиційних джерел інформації - електронних гіпертекстових підручників, освітніх сайтів, систем дистанційного навчання і т.п., це покликано підвищити ефективність розвитку пізнавальної самостійності і дати сучасні можливості для творчого росту школярів.

Різноплановим завданням фізичної та астрономічної освіти учнівської молоді присвячено праці учених, астрономів і методистів, зокрема: П.С. Атаманчука, О.І. Бугайова, Б.Є. Будного, С.П. Величка, Б.О. Воронцов-Вельямінова, С.У. Гончаренка, О.І. Іваницького, А.В. Касперського, І.А. Климишина Є.В. Коршака, Є.П. Левітана, О.І. Ляшенка, М.Т. Мартинюка, А.І. Павленка, Ю.А. Пасічника, В.Г. Разумовського, М.І. Садового, В.П. Сергієнка, Б.А. Суся, В.Д. Сиротюка, К. І. Чурюмова, В.Д. Шарко, М.І. Шута, Я.С. Яцківа та ін.

Однак, незважаючи на значну кількість авторських методик навчання, недостатньо уваги приділяється дослідженню комплексного використання наочних засобів навчання астрономії учнів старшої школи з використанням новітніх досягнень інформаційної техніки та інформайно-комунікаційних технологій навчання.

Таким чином, необхідність комплексного використання наочних засобів навчання астрономії учнів старшої школи обумовлено, насамперед, особливостями процесу пізнання як відображення людиною об'єктивної дійсності.

Актуальність обраної теми дослідження зумовлена: 1) недостатньою розробкою методик використання наочних засобів навчання астрономії; 2) необхідністю удосконалення методики навчання астрономії в старшій школі, зокрема методики вивчення неспостережуваних процесів і явищ, які потребують образного сприйняття; 3) об'єктивними потребами пошуку і впровадженням в практику роботи загальноосвітніх навчальних закладів сучасних інформаційних і телекомунікаційних освітніх технологій, підвищенням результативності навчання учнів астрономії.

Проведені нами дослідження показали, що астрономічний компонент освітньої галузі «Природознавство» багатьма учнями засвоюється не на належному рівні, їхні знання часто бувають неповними, учні не вміють застосовувати їх для розв'язання конкретних навчальних і практичних задач. Це зумовлює проблему підвищення ефективності навчання астрономії і споріднених з нею навчальних дисциплін, зокрема фізики. У зв'язку з цим виникає потреба, з одного боку, інтенсифікувати навчальний процес, з іншого - домогтися глибокого розуміння учнями фізичної природи небесних тіл, механізму астрофізичних явищ і процесів, їх причинної обумовленості та відповідних закономірностей. При розгляді цих питань поряд із демонстраційними і лабораторними приладами та інструментами, можуть бути успішно використані високоякісні демонстраційні моделі створені на основі інформаційно-комунікаційних технологій навчання.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження проводилося у відповідності до законів України «Про освіту» № 1060-ХІІ від 23 травня 1991 року, Указів Президента України «Про національну доктрину розвитку освіти» №347/2002 від 17 квітня 2002 року, «Про забезпечення дальшого розвитку вищої освіти в Україні» №857 від 25 вересня 2008 року, освітніх стандартів сучасних психолого-педагогічних і методичних наукових досліджень, Національна доктрина розвитку освіти України у ХХІ столітті, концепція “Про розвиток загальної середньої освіти”; концепція 12-річної загальноосвітньої школи, принципи та основні положення теорії навчальної діяльності.

Дослідження пов'язано з реалізацією у навчально-виховному процесі старшої школи основних положень Закону України «Про основні засади розвитку інформаційного суспільства в Україні на 2007-2015 роки», «Програми інформатизації загальноосвітніх навчальних закладів, комп'ютеризації сільських шкіл», «Комплексної програми забезпечення загальноосвітніх, професійно-технічних і вищих навчальних закладів сучасними технічними засобами навчання з природничо-математичних і технологічних дисциплін», «Плану дій щодо поліпшення якості фізико-математичної освіти на 2007-2012 роки».

Тему дисертації затверджено Вченою радою Національного педагогічного університету імені М.П.Драгоманова (протокол № 6 від 25 січня 2011 року) та узгоджено в Міжвідомчій раді з координації наукових досліджень з педагогічних та психологічних наук в Україні (протокол № 2 від 22 лютого 2011 року).

Об'єкт дослідження: навчально-виховний процес із астрономії в старшій школі.

Предмет дослідження: інформаційно-комунікаційні технології у навчанні астрономії в старшій школі.

Мета дослідження: обґрунтування, розроблення та реалізація сучасних інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні астрономії в старшій школі, що забезпечує підвищення рівня результативності астрономічної освіти.

У ході дослідження була висунута і сформульована гіпотеза дослідження: розроблення інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії, що відповідають сучасним вимогам до мультимедійних навчальних курсів, а також відповідних телекомунікаційних технологій та їх комплексне застосування у навчанні астрономії підвищить інтерес учнів до астрономії, сприятиме розвитку їх пізнавальної самостійності, та підвищенню результативністі астрономічної освіти, вцілому.

Виходячи зі сформульованої гіпотези, для досягнення мети дослідження були поставлені такі завдання:

1. Здійснити аналіз психолого-педагогічної і науково-методичної літератури з проблеми використання комп'ютерних технологій в освіті, сучасних програмно-педагогічних засобів з астрономії, визначити дидактичні вимоги до інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії в старшій школі.

2. Дослідити та провести апробацію передового українського та зарубіжного комплексу інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії, визначити найбільш доцільні методи застосування.

3. Розробити навчально-методичні матеріали щодо використання створених інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії в загальноосвітніх навчальних закладах, розробити моделі навчальної діяльності, що використовують інформаційні і телекомунікаційні технології та враховують варіативність і індивідуалізацію загальної освіти.

4. Розробити і впровадити відповідну програму підвищення кваліфікації учителів фізики й астрономії, спрямовану на підготовку до комплексного застосування в процесі навчання астрономії інформаційно-комунікаційних технологій.

5. Теоретично узагальнити та експериментально перевірити ефективність методики застосування розробленого комплексу інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії в старшій школі.

Для розв'язання поставлених завдань використовувалися теоретичні та емпіричні методи науково-педагогічних досліджень:

теоретичні:

¦аналіз філософської, психолого-педагогічної і науково-методичної літератури з досліджуваної проблеми;

вивчення й аналіз світового передового педагогічного досвіду;

аналіз науково-дослідних і пошукових робіт учнів з астрономії з застосуванням комплексу інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії;

аналіз змісту навчальних планів, програм, підручників, дидактичних посібників з астрономії;

вивчення комплексу інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії, спрямованих не тільки на поліпшення якості знань, але й на формування інформаційної культури учнів, розвиток їх пізнавальної самостійності;

моделювання навчальної діяльності на основі інформаційно-комунікаційних технологій із врахуванням варіативності і індивідуалізації загальної освіти;

моделювання методики застосування в навчальних цілях комп'ютерних дидактичних засобів;

емпіричні:

бесіди, анкетування, опитування й експертна оцінка;

розроблення системи вправ, запитань і навчальних астрономічних задач для самостійної роботи учнів та діагностики їхніх навчальних досягнень;

розроблення методичних рекомендацій із застосування комплексу інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії;

експериментальне викладання з використанням розробленого закордонного та вітчизняного комплексу інформаційно-комунікаційних технологій;

педагогічний експеримент у всіх його формах (констатуючий, пошуковий, навчальний) з метою перевірки гіпотези дослідження і статистичною обробкою даних педагогічного експерименту.

Педагогічний експеримент проводився з 2003 року по 2010 рік у три етапи: констатуючий (2003-2005 р.р.), пошуковий (2006-2008 р.р.) і навчальний експеримент (2009-2010 р.р.). Базою дослідження були навчальні заклади Миронівського та Богусласького району, міста Біла Церква, а також Київський обласний інститут післядипломної освіти педагогічних кадрів.

Наукова новизна дослідження полягає в тому, що:

вперше запропоновано методичну систему підвищення кваліфікації учителів астрономії, побудовану на основі комплексного застосування інформаційно-комунікаційних і традиційних освітніх технологій та оволодіння вчителями методами аналізу й оцінки програмно-педагогічних та телекомунікаційних засобів, прийомам роботи з інтерактивними моделями і телекомунікаційними «On-line» моделюючими середовищами, досвідом розробки моделей уроків із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій навчання та пошуку інформації в мережі Інтернет;

удосконалено методику організації навчальної діяльності учнів старшої школи з астрономії, що базується на інформаційно-комунікаційних освітніх технологіях та враховують варіативність і індивідуалізацію загальної освіти і спрямовані на розвиток пізнавальної самостійності учнів;

удосконалено вимоги до сучасних інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії в старшій школі (відповідність обов'язковому мінімуму астрономічної освіти, інтерактивність комп'ютерних моделей, забезпечення умов для формування дослідницьких умінь, єдність навчальної і контролюючої функцій, різноманітність видів і диференційованість завдань, відповідність можливостям учнів і наявність умов для індивідуального росту);

¦ дістала подальшого розвитку методика використання інформаційно-комунікаційних освітніх технологій з астрономії ("Бібліотека електронних наочностей з астрономії. 11 клас", мультимедійний курс «Відкрита Астрономія», електронний підручник, що містить інтерактивні моделі та розміщений в мережі Інтернет у вільному доступі, методична підтримка за допомогою сторінок «Вчителеві», система дистанційного навчання учнів, пошук інформації й огляд ресурсів в мережі Інтернет, дистанційні конкурси й олімпіади);

дістала подальшого розвитку методика перевірочно-оцінювальної діяльності зі шкільної астрономії, та матеріальних носіїв інформації (педагогічної документації); результатів контрольних робіт і відповідей учнів на уроках, а також бесіди з учнями й учителями; анкетування та опитування.

Практичне значення одержаних результатів полягає у розробленні:

- методики проведення дистанційних уроків з астрономії;

- практичних рекомендацій з використання телекомунікаційної віртуальної «Оn-line лабораторії» з астрономії;

- комп'ютерно орієнтованих практичних робіт зі шкільної астрономії;

- методичних рекомендацій щодо використання учнями сайтів з астрономії;

- програми і методичних рекомендацій для слухачів курсів підвищення кваліфікації учителів фізики й астрономії, спрямовані на застосування в навчанні системи комп'ютерних технологій;

- методики використання науково-методичних сайтів учителями астрономії;

- системи вправ, запитань і навчальних астрономічних задач для самостійної роботи учнів та діагностики їхніх навчальних досягнень;

- методичних рекомендацій щодо застосування комплексу інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії та їх впровадження у навчально-виховний процес у загальноосвітніх закладів.

Упровадження результатів дослідження здійснювалося у практиці роботи Київського обласного інституту післядипломної освіти педагогічних кадрів (довідка № 12/1 від 04.03. 2011 р.), у процесі експериментального навчання учнів 11 класів загальноосвітніх навчальних закладів: навчальні заклади Миронівського району (довідка № 198 від 23.02. 2011р.), навчальні заклади Богуславського району (довідка № 221 від 25.02. 2011р.), Миронівської загальноосвітньої школи І-Ш ступенів №3 (довідка № 136 від 17.02. 2011 р.), Центральненської загальноосвітньої школи І-Ш ступенів (довідка № 119 від 19.02. 2011 р.). На різних етапах дослідження у експерименті брали участь близько 600 учнів 11 класів загальноосвітніх навчальних закладів та більше 50 вчителів.

Особистий внесок здобувача полягає у розроблені та впровадженні сучасних інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії, та відповідної цьому методичної системи підготовки учителів астрономії до використання інформаційно-комунікаційних технологій навчання, що сприяє поліпшенню астрономічної освіти, підвищенню професійного рівня учителів астрономії та популяризації астрономічних знань серед учнівської молоді. Співавтором опублікованих праць належить уточнення щодо впровадження ідей дисертанта в реальну діяльність навчання шкільної астрономії.

Зокрема:

- удосконаленні стану навчання астрономії у школах;

- удосконаленні та апробації методики використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках астрономії в старшій школі;

- розробленні методичних засад, форм, методів, засобів та шляхів формування астрономічних понять старшокласників у процесі навчання астрономії з використанням наочних засобів навчання;

розробленні методичних основ використання наочних засобів навчання астрономії з застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій в процесі навчання учнів старшої школи;

розробленні практичних рекомендацій з використання телекомунікаційної віртуальної «Оn-line лабораторії» з астрономії;

розробленні програми і методичних рекомендацій курсу підвищення кваліфікації учителів астрономії;

розробленні системи вправ, запитань і навчальних астрономічних задач для самостійної роботи учнів та діагностики їхніх навчальних досягнень;

визначенні психолого-педагогічних основ проблеми дослідження, обґрунтуванні та реалізації його основних положень.

Апробація результатів дослідження. Основні питання і результати дисертаційного дослідження доповідалися й обговорювалися на: Конференції вчителів Миронівського району (Миронівка, 2002); Науково-практичні конференції «Астрономія в системі сучасної освіти» (Біла Церква, 2003); Науково-практичному семінарі «Використання інформаційних технологій у навчанні фізики та астрономії» (Біла Церква, 2003); Науково-практичному семінарі «Використання нових інформаційних технологій при навчанні фізики та астрономії » ( Миронівка, 2004); Науково-практичному семінарі «Використання комп'ютерної техніки і програмного забезпечення в рамках програми інформатизації сільської школи» (Миронівка, 2006); Обласній конференції «Інформаційні технології в освіті -2007» ( Біла Церква, 2007); Обласній науково-практичній конференції «Нові технології у навчанні фізики і астрономії» (Біла Церква, 2008); Обласній науково-практичній конференції «Сучасна астрономія і методика її викладання» (Київ, 2008); Методичні рекомендації для вчителів астрономії по використанню Інтернет - ресурсів (Миронівський відділ освіти, 2008); Науково-практичному семінарі «Використання комп'ютерної техніки і програмного забезпечення з астрономії в загальноосвітніх навчальних закладах району» ( Миронівка, 2009); Обласній науково-практичній конференції «Нові технології у навчанні фізики і астрономії» (Біла Церква, 2010); Науково-практичному семінарі «Використання телекомунікаційних технологій з астрономії в загальноосвітніх навчальних закладах району» ( Миронівка, 2011).

Публікації. Основні положення дисертації висвітлено у 10 публікаціях автора означених ВАК України як фахові. Серед них 10 статей у науково-методичних журналах.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків до розділів, висновків, списку використаних джерел.

Дисертація викладена на 232 сторінках з них основного тексту - 202 сторінки, включає 65 рисунків, 18 таблиць. Список використаних джерел нараховує 320 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі проаналізовано загальний стан використання інформаційних і телекомунікаційних технологій у навчанні астрономії в старшій школі, обґрунтовано актуальність виконаного дослідження; сформульовано мету, об'єкт, предмет, гіпотезу, завдання, розкрито наукову новизну і практичне значення роботи, визначено форми апробації та шляхи впровадження результатів дослідження, обґрунтована їх вірогідність.

В першому розділі «Інформаційно-комунікаційні технології і їх використання у навчанні астрономії в старшій школі» дано аналіз: наукової психолого-педагогічної та методичної літератури з проблеми дослідження; досвіду вітчизняної та зарубіжної практики застосування інформаційно-комунікаційних технологій в навчанні астрономії; шляхів оптимізації навчального середовища на основі застосування системи засобів навчання з астрономії; психолого-педагогічних та дидактичних вимог до програмно-педагогічного забезпечення навчання астрономії в школі; специфіки технологій навчання астрономії в загальноосвітній школі та обумовленої цим методики підготовки учителів астрономії; сучасних проблем використання інформаційних і телекомунікаційних технологій у навчанні астрономії в старшій школі. Проаналізовані психологічні засади комплексного використання традиційних і інформаційно-комунікаційних засобів навчання астрономії в загальноосвітній школі. Виявлено, що в старшій школі доцільно використовувати інформаційні технології навчання, які створюють в учнів образи неспостережуваних процесів та явищ. Можливості сучасної комп'ютерної техніки можуть допомогти розв'язати проблему візуалізації астрономічних явищ. Тому, застосування інформацйно-комунікаційних технологій навчання астрономії надзвичайно різноманітні і перспективні.

З'ясовано, що існує необхідність у створенні сучасного комп'ютерного мультимедійного курсу із методичною підтримкою через мережу Інтернет, який можна використовувати не лише на уроках астрономії, але й на уроках з інших природничо-наукових навчальних дисциплін.

У другому розділі «Навчання астрономії на основі комплексного використання інформаційно-комунікаційних технологій» розроблено та теоретично обгрунтовано методичні основи застосування інформаційно-комунікаційних технологій. Аналізуються методичні можливості застосування сучасних інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії. учитель фізика астрономія комп'ютерний

Розроблено навчально-методичні матеріали і визначено шляхи, прийоми і методи застосування створених програмно-педагогічних засобів з астрономії. Проаналізовано дидактичні можливості наявних програмно-педагогічних засобів з астрономії та їх структура, тести і завдання, що перевіряються інтерактивним експериментом, методика проведення комп'ютерних лабораторних робіт з астрономії.

Запропоновано нову структуру уроку з астрономії при використанні інформаційно-комунікаційних технологій. Вчитель, в залежності від рівня підготовки учнів і змісту навчального матеріалу може підібрати з розробленого в дисертації курсу ілюстрації астрономічних процесів і явищ, задачі, тести, практичні роботи. Встановлено, що вчитель на уроці може використовувати існуючі навчальні комп'ютерні курси для:

демонстрацій і ілюстрацій текстів, формул, фотографій при навчанні нового матеріалу;

розв'язування експериментальних задач з використанням анімаційних експериментів;

проведення практичних робіт;

контролю над рівнем знань учнів за методикою диференційованого навчання;

поточного контролю знань з використанням сучасних технологій дистанційного навчання;

самостійного створення комп'ютерного експерименту.

Практика використання вказаних програмно-педагогічних засобів на уроках астрономії показує, що, якщо учням пропонувати інтерактивні моделі для самостійного навчання, то навчальний ефект виявляється надзвичайно низьким. Для ефективного залучення учнів у навчальну діяльність з використанням інтерактивних комп'ютерних моделей необхідні індивідуальні роздаткові матеріали з завданнями і запитаннями різного рівня складності.

В роботі визначено дидактичні вимоги до сучасних інформаційно-комунікаційних технологій навчання. Аналіз наявних програмно-педагогічних засобів з астрономії дав можливість зробити висновок про те, що створені мультимедійні курси з астрономії, що містять навчальні інтерактивні моделі, тренувально-тестуючий блок, інтегрований з базою задач, орієнтований не тільки на роботу на локальному комп'ютері, але й у локальних мережах і в мережі Інтернет. Розроблено та впроваджено моделі навчальної діяльності, що використовують інформаційно-комунікаційні технології, враховуючі варіативність і індивідуалізацію загальної освіти і спрямовані на розвиток пізнавальної самостійності, а саме: інтерактивне моделювання; «On-line лабораторію з астрономії»; дистанційні олімпіади; комп'ютерні лабораторні роботи; дистанційні уроки.

Досліджено та апробовано педагогічний програмний засіб "Бібліотека електронних наочностей з астрономії. 11 клас". Розроблено методичні рекомендації по складанню індивідуальних тестових завдань з астрономії з використанням освітнього портала „Відкритий Коледж” http://www.college.ru. Вивчено методичні можливості віртуального моделюючого середовища «On-line лабораторії» з астрономії, приклади інтерактивних моделей і методичні рекомендації з їхнього використання.

У ході дослідження вивчено навчально-методичне наповнення сторінок з астрономії в освітньому порталі «Відкритий Коледж» розроблено:

-Інтерактивний підручник з астрономії.

-Система пошуку інформації з астрофізики.

-Огляд найбільш значних професійних і аматорських сайтів з астрономії.

-Приклади інтерактивних моделей з комп'ютерного диска.

-Вхід у систему дистанційного навчання з тестуванням і форумом.

-Дистанційна олімпіада з астрономії.

-Приклади реферативних робіт з астрономії.

Крім теоретичного матеріалу, учням надається можливість розв'язувати задачі, виконувати контрольні тести, спілкуватися з віртуальним учителем, одержувати електронні консультації і багато чого іншого через систему дистанційного навчання (СДН) освітнього порталу «Відкритий Коледж». Надаються великі можливості для самотестування, перевірки своїх знань. При цьому завдання формуються індивідуально, у залежності від віку і рівня знань учня за системою диференційованого навчання. База даних задач і тестів з астрономії в СДН відрізняється від бази даних задач і тестів мультимедійного курсу «Відкрита Астрономія».

Запропоновано мінімальний набір умінь, необхідний учневі для роботи в мережі Інтернет:

Уміння користуватися пошуковими системами і каталогами.

Уміння цілеспрямовано знаходити потрібну інформацію.

Уміння зберігати знайдену інформацію на запамятовучих пристроях і жорсткому диску.

Уміння аналізувати й узагальнювати отриману інформацію.

Розвиток знань учнів відбувається не тільки на уроці, а й у позаурочний час. Нами виділено можливі напрямки факультативної роботи та дистанційних занять з астрономії в загальноосвітніх навчальних закладах. Відповідно до гіпотези дослідження пропонуємо використовувати уроки міжпредметного змісту. Із метою практичного впровадження вчителями астрономії факультативних та дистанційних занять нами розроблено та підібрано задачі міжпредметного змісту, ідея розв'язку яких виникає на основі застосування міжпредметних знань та асоціацій, які є творчими відносно суб'єкта, що їх розв'язує.

Розроблено моделі різних типів уроків: інтегрований (проводить вчитель астрономії, опираючись на вивчений учнями матеріал на інших предметах); бінарний урок із астрономії (проводить вчитель астрономії і вчитель (або декілька вчителів) та інших навчальних предметів). Також міжпредметні зв'язки включаються до комбінованих уроків у вигляді фрагмента, окремого етапу уроку, на якому розв'язується певна пізнавальна задача, що вимагає залучення знань з інших предметів для розвитку творчих здібностей учнів. Нами розроблено методичні рекомендації щодо їх практичного впровадження у навчання астрономії в старшій школі, що дозволяє вчителю формувати астрономічні знання учнів на основі інтеграції знань із різних навчальних предметів з застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій. При такій організації роботи зростає продуктивність праці та розвиваються здібності, притаманні дослідникам.

Розроблена структура і проведені дистанційні заняття з учителями на курсах підвищення кваліфікації «Сучасний урок фізики й астрономії» Київського обласного інституту післядипломної освіти педагогічних кадрів. Методика проведення дистанційного заняття з учителями «Навчання ресурсів мережі Інтернет за методикою викладання астрономії» на курсах підвищення кваліфікації учителів фізики й астрономії.

Аналіз телекомунікаційних ресурсів показав, що завдання розробки структури українського комплексу інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії є надзвичайно актуальним.

Аналіз методичної літератури з астрономії дає можливість зробити висновок, що існуюча методична література з астрономії написана задовго до початку використання сучасних інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні астрономії. Аналіз наявних програмно-педагогічних засобів з астрономії обґрунтовує необхідність створення сучасного мультимедійного курсу і відповідної методики його застосування, а також створення відповідних телекомунікаційних технологій навчання.

Ознайомлення з роботою провідних вчителів астрономії, власний досвід роботи учителем астрономії у старшій школі показали, що:

1. У педагогічній літературі недостатньо висвітлено методику використання астрономічних телекомунікаційних технологій на уроках астрономії, та інших навчальних предметів, не встановлені основні дидактичні вимоги до цих засобів навчання. Не визначено й найбільш ефективні способи моделювання астрономічних явищ у процесі підготовки майбутніх учителів астрономії в умовах масової загальноосвітньої школи.

Майже відсутні роботи, які узагальнювали б досвід учителів з використання телекомунікаційних технологій як новітнього способу навчання з

відповідними програмно-педагогічними засобами підтримки навчального процесу. Мало посібників, які подавали б науково обґрунтовані рекомендації з широкого використання інформаційних технологій у шкільній практиці в цілому та при навчанні астрономії зокрема.

2. Аналіз роботи вчителів астрономії показав їхню недостатню теоретичну і методичну підготовку з питань активізації самостійної роботи, диференціації навчання, відсутність конкретних методичних рекомендацій та дидактичних матеріалів з окремих тем і розділів шкільної програми, які базуються на астрономічних і астрофізичних знаннях. Як наслідок, одним із найбільш поширених недоліків у навчанні астрономії в старшій школі є недостатня зорієнтованість навчально-виховного процесу на формування продуктивної навчальної діяльності, розвиток в учнів навчальних компетенцій.

3. Потребує невідкладного обґрунтування питання впровадження у навчальний процес інформаційно-комунікаційних технологій. Інформатизація освіти, у тому числі астрономії - динамічний процес, який потребує наукового осмислення його цілей, структури, змісту та технологій. Виявленню напрямів, способів і прийомів розв'язання проблеми підвищення якості освіти через розвиток педагогічних систем як головних функціональних компонентів будь-якої освітньої системи, досягнення на цій основі нового, більш високого рівня навчально-виховного процесу. На основі цих досліджень ще не розроблено конкретних педагогічних технологій, в основі яких є комплексне застосування системи засобів навчання астрономії.

Анкетування вчителів астрономії показало, що недостатньо описані у каталогах властивості програмно-педагогічних засобів і рекомендації з пошуку інформації в мережі Інтернет, необхідне спеціальне навчання по застосуванню інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні астрономії.

Таким чином, обґрунтовується необхідність створення комплексу інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії. У цій частині розглянуті вимоги до змісту і структури комплексу інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії. Докладно вивчені дидактичні можливості створеного російського мультимедійного курсу «Відкрита Астрономія» і телекомунікаційних засобів з астрономії.

Розроблена і впроваджена відповідна система підвищення кваліфікації учителів фізики й астрономії, спрямована на підготовку до комплексного застосування в процесі навчання інформаційно-комунікаційних технологій.

При навчанні методам аналізу й оцінки програмно-педагогічних засобів аналізувалися особливості освітнього процесу з застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій. Впроваджено систему застосування телекомунікаційних технологій у навчанні астрономії, дистанційного навчання учнів, запропонована система дистанційного підвищення кваліфікації учителів астрономії.

В третьому розділі «Експериментальне обґрунтування застосування комплексу інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні астрономії в старшій школі» описується проведення дослідження, що констатує, пошуковий і навчальний етап експерименту. Експеримент, який показав доцільність створення відповідних інформаційно-комунікаційних технологій, розробку відповідної методики роботи з ними, розробку відповідної системи підвищення кваліфікації вчителів.

Педагогічний експеримент проводився в закладах освіти Миронівського, Богуславського та Білоцерківського районів з 2003 року по 2010 рік у три етапи: констатуючий, пошуковий і навчальний експеримент .

Кількість учнів на різних етапах експерименту була різні: від 30 до 600 осіб. Основна частина педагогічного експерименту проводилася на базі загальноосвітньої школи № 1, №2 та №3 м. Миронівки. В експертній оцінці роботи учнів за пропонованою методикою з використанням інформаційно-комунікаційних технологій взяли участь більше 50 учителів.

Аналіз результатів педагогічного експерименту підтверджує гіпотезу з вірогідністю не нижче 95% про те, що існує зв'язок між розробленою методикою застосування інформаційно-комунікаційних технологій і поліпшенням якості знань, досягненням дослідницького рівня пізнавальної самостійності учнів.

Згідно з гіпотезою дослідження з'ясовано ефективність запропонованої нами методики підготовки учителів фізики й астрономії до застосування інформаційних і телекомунікаційних засобів і технологій і їхнє використання у навчанні астрономії в старшій школі.

У 2009 році було проведено повторне анкетування учителів астрономії для визначення думки про можливості мультимедійних курсів з астрономії.

Визначення думки вчителів про можливості використання комп'ютерних програм у навчанні астрономії

Варіанти відповідей	так	ні	іноді
Комп'ютерні моделі роблять процес навчання більш наочним	98%	0%	2%
Комп'ютерні моделі роблять процес навчання більш інтенсивним	43%	33%	24%
Комп'ютерні моделі полегшують засвоєння специфічних понять астрономії	55%	0%	45%
Сучасні мультимедійні курси відповідають шкільній програмі	95%	0%	5%

Діаграма 1. Результати визначення думки вчителів про можливості використання комп'ютерних програм у навчанні астрономії

З цією метою проводився педагогічний експеримент у загальноосвітніх школах Миронівського та Богуславського району. У процесі дослідження проведено контрольні зрізи. Рівень знань експериментальних та контрольних класів визначали порівнянням двох незалежних вибірок. Результати експерименту показали, що якість знань і рівень засвоєння вищий в експериментальному класі, ніж у контрольних класах.



Діаграма 2. Результати співставлення середнього відсотку виконання завдань експериментальних та контрольних класів.

Цікаві результати отримані з аналізу порівняння якісної успішності експериментальних та контрольних класів 2006 та 2009 років.

Діаграма 3. Порівняння результативності навчання експериментальних та контрольних класів 2006 року.

Діаграма 4. Порівняння результативності навчання експериментальних та контрольних класів 2009 року.

Таким чином, результати експерименту показують, що якість знань і рівень засвоєння вищий в експериментальному класі, ніж у контрольних класах. Порівнюючи якісну успішность експериментальних класів 2006 та 2009 року видно, що з розвитком інформаційно-комунікаційних технологій якісна успішність зросла і в експериментальних класах в середньому на 9%.

У даному дослідженні вибірки та їх члени є незалежними; члени кожної вибірки також незалежні між собою.

Для оцінювання знань, умінь та навичок учнів використовувалась шкала порядку. Тому, тут застосувувався статистичний критерій Колмогорова-Смірнова за допомогою якого доведено, що є суттєві відмінності між розподілами учнів контрольних і експериментальних класів за балами, що характеризують повноту і міцність знань. Для прийняття остаточного рішення відповідно до висунутої гіпотези потрібно порівняти Т_експ з Т_кр статистик критерію ² (згідно з таблицею критичних значень статистик, які мають розподіл ² з одним ступенем вільності та рівнем значущості б =0,05).

Виявилося, що Т_експ > T_кр (4,891>3,841). Отже, згідно з правилом прийняття рішення для критерію ², слід прийняти гіпотезу, що за цим показником результативність навчання в експериментальних класах є вищою ніж в контрольних класах.

Таким чином, дослідно-експериментальна перевірка на підставі проведених обчислень довела, що в процесі реалізації інформаційно-комунікаційний технологій на уроках астрономії спостерігаються якісні зміни в навчальних досягненнях учнів експериментальних класів.

Аналіз динаміки розвитку пізнавальної самостійності учнів до 11 класу показав позитивну динаміку розвитку пізнавальної самостійності учнів в обох типах класів, але відсоток учнів, які досягли творчого рівня, в експериментальних класах вищий.

Все це свідчить про те, що застосування телекомунікаційних засобів істотно підвищує пізнавальну самостійність учнів.

Отже, результати педагогічного експерименту однозначно підтверджують доцільність впровадження інформаційно-комунікаційних технологій, їх використання у навчанні астрономії в старшій школі та позитивний вплив на рівень навчальних досягнень учнів. Результати дослідження повністю підтверджують правомірність висунутої гіпотези.

ВИСНОВКИ

У ході дослідження виконано всі його завдання. Аналіз результатів дослідження дає можливість зробити такі висновки:

1. На основі аналізу психолого-педагогічної, науково-методичної літератури з проблеми застосування комп'ютерних технологій у освіті в цілому, а також питань щодо застосування інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні астрономії, обґрунтовано актуальність проблеми застосування інформаційних і телекомунікаційних засобів у навчанні астрономії. Виявлено, що використання інформаційних і телекомунікаційних технологій у процесі навчання астрономії потребує подальшого науково-педагогічного обґрунтування, у тому числі і врахування психологічних і фізіологічних особливостей учнів.

2.Здійснено порівняльний аналіз сучасних інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії. Визначено методичні вимоги до інформаційно-комунікаційних технологій навчання, а саме: відповідності обов'язковому мінімумові змісту астрономічної освіти; інтерактивності моделей; зворотнього зв'язку; забезпечення умов для формування дослідницьких вмінь; єдності навчальної, розвивальної, виховної і контролюючої функцій навчання астрономії; різноманітності видів і диференційованості завдань; відповідності можливостям учнів і створення умов для індивідуального розвитку.

3. Показано, що комплекс інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії повинен включати: електронний (мультимедійний) підручник, що містить інтерактивні моделі, електронний (мультимедійний) курс (підручник) розміщений в мережі Інтернет у вільному доступі, забезпечення методичної підтримки програмно-педагогічних засобів і обмін досвідом в мережі Інтернет за допомогою сторінок «Вчителеві», систему дистанційного навчання учнів, пошук інформації і огляд ресурсів в мережі Інтернет, дистанційні конкурси й олімпіади.

4. Обгрунтовано, що педагогічно доцільним є впровадження інформаційно-комунікаційних технологій у процес навчання астрономії із врахуванням психолого-педагогічних положень про навчальну діяльність та у відповідності до диференційованого підходу, воно підвищує мотивацію навчальної діяльності учнів та формує стійкий пізнавальний інтерес до навчального предмету, забезпечує індивідуалізацію процесу навчання, що сприяє більш якісному та свідомому засвоєнню навчального матеріалу, надає навчально-пізнавальній діяльності дослідницького, творчого характеру, продовжуючи формування в учнів інтересу до науки, розвиток пізнавальної самостійності учнів і підвищення якості знань з астрономії.

5. Розроблено компоненти методичного забезпечення для реалізації комплексного підходу до формування астрономічних знань старшокласників засобами інформаційно-комунікаційних технологій, а саме:

- методичні рекомендації проведення дистанційних уроків з астрономії;

- практичні рекомендації з використання телекомунікаційної віртуальної «Оn-line лабораторії» з астрономії;

- комп'ютерні практичні роботи з астрономії;

- методичні рекомендації з використання учнями сайтів з астрономії;

- рекомендації з використання науково-методичних сайтів учителями астрономії;

- систему вправ, запитань і навчальних астрономічних задач для самостійної роботи учнів та діагностики їхніх навчальних досягнень.

6. Вперше розроблено програму підвищення кваліфікації вчителів фізики й астрономії, спрямовану на комплексне застосування інформаційно-комунікаційних технологій у процесі навчання астрономії, враховуюча навчання методам аналізу й оцінки програмно-педагогічних і телекомунікаційних засобів, роботі з інтерактивними моделями і телекомунікаційними «On-line» моделюючими середовищами, розробці моделей уроків із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій навчання, пошукові інформації в мережі Інтернет.

7. Експериментально доведено, що впровадження сучасних інформаційно-комунікаційних технологій навчання астрономії, підвищує ефективність управління навчально-пізнавальною діяльністю учнів, сприяє досягненню учнями високих рівнів результативності навчання шкільної астрономії.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у наукових фахових виданнях

1. Мирошніченко Ю.Б. Освітні ресурси Інтернету з фізики та астрономії/ Юрій Мирошніченко // Комп'ютер у школі та сім'ї. - 2005. - № 1. - С. 39 - 41.

2. Мирошніченко Ю.Б. Комп'ютерна техніка як засіб удосконалення технологічної культури школярів/ Юрій Мирошніченко // Трудова підготовка в закладах освіти. - 2005. - № 2. - С. 8 - 10.

3. Мирошніченко Ю.Б. «Зміна вигляду зоряного неба впродовж року» / Юрій Мирошніченко // Фізика та астрономія в школі. - 2005. - № 1. - С. 5 - 8.

4. Мирошніченко Ю.Б. «Зв'язок між фізичними характеристиками зір» / Юрій Мирошніченко // Фізика та астрономія в школі. - 2005. - № 2. - С. 2 - 5.

5. Мирошніченко Ю.Б. Дидактичні принципи добору і розробки програмних педагогічних засобів для освітньої галузі «Технологія» /

Юрій Мирошніченко // Трудова підготовка в закладах освіти. - 2005. - № 5. - С. 5 - 8.

6. Мирошніченко Ю.Б. Астрономічні спостереження під керівництвом вчителя/ Юрій Мирошніченко // Фізика та астрономія в школі. - 2006. - № 3. - С. 44 - 47.

7. Мирошніченко Ю.Б. Інтерактивне телебачення: Телебачення майбутнього на основі телекомунікаційних технологій / Юрій Мирошніченко, Людмила Мельниченко // Фізика та астрономія в школі. - 2006. - № 5. - С. 50 - 52. (автором визначенні принципи впровадження телекомунікаційних технологій навчання астрономії, співавтору належить участь в апробації експериментальних матеріалів)

8. Мирошніченко Ю.Б. Методика роботи з комп'ютерним курсом «Відкрита фізика 1.0» та нові телекомунікаційні засоби вивчення фізики / Юрій Мирошніченко, Олександр Хоренко // Фізика та астрономія в школі. - 2007. - № 2. - С. 18 - 20. (автором визначенні зміст, шляхи, методи і прийоми роботи з комп'ютерних курсом «Відкрита фізика 1.0» співавтору належить участь в апробації експериментальних матеріалів)

9. Мирошніченко Ю.Б. Про застосування комп'ютерних навчальних програм із фізики з елементами дистанційної освіти / Юрій Мирошніченко // Фізика та астрономія в школі. - 2009. - № 1. - С. 38 - 41.

10. Мирошніченко Ю.Б. Методика проведення дистанційного заняття з учителями «Вивчення ресурсів Інтернет за методикою викладання астрономії» / Юрій Мирошніченко // Фізика та астрономія в школі. - 2011. - № 1. - С. 32-34.

АНОТАЦІЯ

Мирошніченко Ю.Б. Формування астрономічних знань старшокласників засобами інформаційно-комунікаційних технологій. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.02 - теорія і методика навчання астрономії. - Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова, Київ, 2011.

Дисертація присвячена теоретико-методичному обґрунтуванню та практичному використанню інформаційних та телекомунікаційних технологій в навчанні астрономії в старшій школі та методичній підготовці учителів астрономії до застосування сучасного програмно-педагогічного забезпечення відповідно до вимог реформування астрономічної освіти.

Проведено порівняльний аналіз і оцінка сучасних інформаційно-комунікаційних технологій з астрономії і зроблено висновок: запропоновані моделі навчальної діяльності, що використовують інформаційні і телекомунікаційні технології та враховують варіативність і індивідуалізацію астрономічної освіти і спрямовані на розвиток пізнавальної самостійності учнів:

ь інтерактивне моделювання,

ь «On-line лабораторія»,

ь комп'ютерні лабораторні роботи,

ь дистанційні уроки.

Розроблена і впроваджена відповідна система підвищення кваліфікації учителів фізики й астрономії, спрямована на підготовку до комплексного застосування в процесі навчання інформаційно-комунікаційних технологій.

При навчанні методам аналізу й оцінки інформаційно-комунікаційних технологій аналізувалися особливості освітнього процесу з застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій.

Обґрунтована, апробована і впроваджена нова методична система підготовки учнів та учителів фізики і астрономії з використанням інформаційно-комунікаційних технологій, відповідає сучасним вимогам Державного стандарту.

Ключові слова: навчання астрономії, засоби навчання, інформаційно-комунікаційні технології, методика використання.

АННОТАЦИЯ

Мирошниченко Ю.Б. Формирование астрономических знаний старшеклассников средствами информационно-коммуникационных технологий. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория и методика обучения астрономии. - Национальный педагогический университет имени М. П. Драгоманова, -Киев, 2011.

Диссертация посвящена теоретико-методическому обоснованию и практическому использованию информационных и телекоммуникационных технологий в обучении астрономии в старшей школе и методической подготовке учителей астрономии к применению современного программно-педагогического обеспечения соответственно требованиям реформирования астрономического образования.

Проведен сравнительный анализ и оценка современных информационно-коммуникационных технологий по астрономии.

Предложены модели учебной деятельности, которые используют информационно-коммуникационные технологии и учитывают вариативность и индивидуализацию астрономического образования и направлены на развитие познавательной самостоятельности учеников:

ь интерактивное моделирование,

ь «On-line лаборатория»,

ь компьютерные лабораторные работы,

ь дистанционный урок.

Разработана и введена соответствующая система повышения квалификации учителей физики и астрономии, направленная на подготовку к комплексному применению в процессе обучения информационных и телекоммуникационных технологий.

Рассмотрена система применения телекоммуникационных технологий в обучении астрономии, дистанционному обучению ученикам, предложенная система дистанционного повышения квалификации учителей астрономии.

Ключевые слова: обучение астрономии, средства обучения, информационно-коммуникационные технологии, методика использования.

ANNOTATION

Myroshnichenko Y. B. Forming of astronomic knowledges of senior pupils by facilities of informatively communication technologies. - Manuscript.

The dissertation for the degree of the candidate of pedagogical sciences on a speciality 13.00.02 - the theory and the method of teaching (astronomy). - M.P.Dragomanov National Pedagogical University. - Kiev, 2011.

The dissertation is devoted to a theoretical-methodical substantiation and practical using of information and telecommunication technologies in teaching astronomy at the senior school and methodical preparation of astronomy teachers for application of modern programmed-pedagogical maintenance according to the requirements of physical reforming and astronomical education.

The comparative analysis and estimation of modern programmed-pedagogical and telecommunication means in astronomy have been carried out. The analysis of scientific -methodical researches on a problem of cognitive self-independency has revealed, that levels of cognitive self-independency (reproductive, in part - search and research) correspond to the character of cognitive activity of pupils.

Didactic requirements to modern software and telecommunication means of teaching have been determined. The analysis of available programmed-pedagogical means in astronomy has allowed to make a conclusion that the creation of a multimedia course in astronomy, which contains the educational interactive models, the training-testing block, integrated with the base of tasks, focused not only for work on a local computer, but also in the local networks, and in the Internet, is an actual problem.

It was developed the models of educational activity which are used the information and telecommunication technologies, are taken into account the variability and individualization of the general education and are directed on the development of cognitive independence:

1) interactive modelling,

2) « On-line laboratory on astronomy »,

3) remote Olympiads,

4) computer laboratory works,

5) a remote lesson. Methodical recommendations on the independent designing of computer laboratory works with the help of interactive models have been developed.

The programmed-pedagogical and telecommunication means in astronomy which provide not only the achievement of high results in training, but also the development of cognitive independence of pupils have been investigated.

It was offered the models of educational activity which use the information and telecommunication technologies and take into account the variability and the individualization of astronomical education and are directed on the development of cognitive independence of pupils (interactive modelling, « On-line laboratory », computer laboratory works, a remote lesson).

...