Информационно-коммуникационные технологии в преподавании астрономии в профессиональных образовательных организациях
Автор: Кондаков Сергей Александрович, Дегтеренко Людмила Николаевна
Журнал: Современная высшая школа: инновационный аспект @journal-rbiu
Рубрика: Актуальные проблемы управления качеством образования
Статья в выпуске: 1 (55) т.14, 2022 года.
Бесплатный доступ
Актуализируется проблема применения информационно-коммуникационных технологий в преподавании астрономии в профессиональных образовательных организациях. Рассматривается классификация Интернет-ресурсов и специализированного программного обеспечения по астрономии, применение которых становится возможным в условиях информатизации образовательного процесса. Представлены результаты педагогического эксперимента, целью которого было обозначено исследование степени влияния используемых Интернет-ресурсов и специализированного программного обеспечения на успеваемость обучающихся. Выявлено, что применение в учебном процессе современных информационно-коммуникационных технологий и специализированного программного обеспечения позволяет моделировать и имитировать различные процессы и явления при изучении Вселенной, делает процесс преподавания астрономии увлекательным, интересным, захватывающим, обеспечивает повышение мотивации учебной деятельности и повышение качества знаний.
Обучающиеся, информационно-коммуникационные технологии, специализированное программное обеспечение, естественнонаучное мировоззрение, качество знаний, учебная мотивация
Короткий адрес: https://sciup.org/142234618
IDR: 142234618
Текст научной статьи Информационно-коммуникационные технологии в преподавании астрономии в профессиональных образовательных организациях
Информационно-коммуникационные технологии в преподавании астрономии в профессиональных образовательных организациях
С.А. Кондаков, Л.Н. Дегтеренко
В 2017 г. Министерством образования и науки РФ в общеобразовательные программы и программы среднего профессионального образования возвращена учебная дисциплина «Астрономия». Актуальность преподавания этой дисциплины сегодня очевидна. Она, равно как и физика, химия, биология и т.п., способствует формированию естественнонаучного мировоззрения обучающихся, содействует развитию их познавательных способностей, а в широком смысле - обеспечивает развитие современной техники и технологий.
Проблемы преподавания астрономии в научно-педагогической литературе в настоящее время представлены нешироким кругом изысканий. Внимание исследователей концентрируется на вопросах роли астрономических знаний в системе воспитания и формирования научного мировоззрения обучающихся [11; 3; 9], применения методик и технологий преподавания астрономии [18; 2; 5], профессиональной компетентности педагогов дисциплины [4; 10].
Особый интерес в ряду современных научных исследований представляют работы В.А. Иванова, Е.А. Пичкуренко, А.И. Архиповой, раскрывающих структуру концептуальной составляющей модели учебного курса астрономии для студентов университета. Авторы актуализируют проблему построения курса астрономии с учетом технологий компьютерной поддержки и использованием современных педагогических концепций и подходов [6; 7].
Наш собственный опыт практической деятельности показывает, что одной из ключевых проблем в преподавании данной дисциплины является невысокий уровень мотивации в изучении астрономии обучающимися среднего профессионального образования.
Решить эту проблему возможно, на наш взгляд, за счет внедрения современных информационно-коммуникационных технологий и специализированного программного обеспечения в учебный процесс.
К современному программному обеспечению, используемому при изучении астрономии, будем относить образовательные иллюстративные видеоресурсы, учебные фильмы, в том числе полнокупольные для планетариев, и программы виртуальной реальности.
При изучении основных дидактических единиц в астрономии, таких, как: «небесная сфера», «сферическая астрономия», «солнечные и лунные затмения», «определение видимых положений небесных тел», от обучающихся требуются навыки пространственного мышления, умения воспринимать стереоскопические материалы. Именно при изучении таких тем особо эффективно внедрение в учебный процесс специализированного программного обеспечения и трехмерного видеоряда с динамическими изображениями. Данные ИКТ являются универсальным способом моделирования изучаемых объектов и явлений и обладают сильным визуальным мотивирующим воздействием при изучении дисциплины.
Для определения необходимости внедрения специализированного программного обеспечения (СПО) в процесс преподавания астрономии необходимо подробно рассмотреть самые основные доступные сетевые образовательные ресурсы, которые имеются в открытом доступе в Интернете и являются, несомненно, существенным помощником преподавателя астрономии.
Разделим основные информационные технологии, внедряемые в образовательный процесс по астрономии на две основные категории. К первой категории будем относить специализированные Интернет-ресурсы (веб-ресурсы).
Рассмотрим самые информативные, наиболее популярные и актуальные с научной точки зрения веб-ресурсы:
- - один из самых популярных сайтов для любителей астрономии. Здесь мы видим регулярное обновление астрономических новостей, науч- ные статьи, написанные сотрудниками Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга, глоссарий и полный перевод на русский язык «Астрономической картинки дня» от NASA;
-
- https://college.ru/astronomy/course/ content/content.html#.YgH-J-rP23A– открытый колледж «Астрономия». Ресурс является частью образовательного портала «Открытый колледж». На портале полностью приведен весь текст мультимедийного курса «Открытая Астрономия», он содержит свыше 800 фотографий и иллюстраций, примеры интерактивных моделей, иллюстрации к интерактивному планетарию, форум, предметный и именной поиск;
-
- https://apod.nasa.gov/apod/astropix . html - ресурс NASA, где размещены лучшие астрономические иллюстрации на разные темы;
-
- http://fargalaxy.al.ru - веб-сайт с интереснейшей подборкой профессиональных новостей по астрономии, фотографиями, информацией о планетах, Солнце, звездах, галактиках;
-
- https://www.astrotime.ru - сайт для любителей астрономии. Содержит сведения о современном астрономическом софте, оборудовании, книгах, научных изысканиях и т.п.;
-
- http://solar.tsu.ru/lab - сайт, полезный для студентов астрономических и (частично) геодезических специальностей, поскольку позволяет в интерактивном режиме решать основной круг задач сферической астрономии. Основным содержанием сайта являются вычислительные программы и страницы web-интерфейсов к ним, реализующие обмен входной и выходной информацией между пользователем и программами. Кроме того, приведены краткое
-
о писание каждого интерфейса и пример использования;
-
- http://space.rin.ru - ресурс об астрономии и законах космоса. Один из самых популярных и информативно грамотно построенных сайтов в области изучения астрономии. Простым, и в то же время научным языком, описываются многие астрономические явления;
-
- http://www.allplanets.ru - ресурс, описывающий основные физические и химические характеристики планет и планетных систем;
-
- http://www.galspace.spb.ru - сайт, раскрывающий вопросы строения и развития нашей солнечной системы.
Приведенные выше веб-ресурсы достаточно научны и информативны, рассчитаны на широкий круг пользователей. Однако среди подобного рода ресурсов имеются такие, которые создаются любителями астрономии, в связи с чем может возникать вопрос о легитимности и валидности их использования в образовательной практике.
Ко второй категории ИКТ, используемых в преподавании астрономии, относятся специализированные программные средства, которые обладают высокой степенью научности, информативности, наглядности. Именно они формируют естественнонаучное мировоззрение обучающихся, содействует развитию их познавательных способностей. Их Применение позволяет моделировать на учебном занятии процессы и явления космического пространства, изображать объекты, рассматривать в соответствующем ракурсе, в нужном масштабе, моделировать их поведение.
Приведем примеры таких ресурсов.
-
1. Microsoft WorldWide Telescope – программа позволяющая получить очень богатые знания о космосе. В приложении мы находим фотографии с телескопов Хаббл, Шпитцер и Чандра. Всемирный
Информационно-коммуникационные технологии в преподавании астрономии в профессиональных образовательных организациях
С.А. Кондаков, Л.Н. Дегтеренко
-
2. Sky Chart - это программное обеспечение для астронома-любителя для рисования карт ночного неба на основе каталогов звезд и туманностей. Приложение пригодится тем, кто хочет самостоятельно наблюдать за небесными светилами, изучать их расположение, форму и изменение фаз.
-
3. WinStars - виртуальный плане -тарий, который проведет обучающихся в удивительное путешествие сквозь нашу Солнечную систему, что позволит следить за движением космических зондов и наблюдать далекие космические события. Программное обеспечение для наблюдения за небом WinStars автоматически загружает данные из каталога Gaia DR2 и других источников, гарантируя пользователям наилучшее качество графики и корректные астрономические данные.
-
4. Universe Sandbox – 3D-симулятор гравитации. Программа позволяет исследовать всю красоту вселенной, взаимодействовать с различными небесными телами, узнавать их характеристики. Universe Sandbox - интерактивный косми-
- ческий симулятор для ПК на базе Windows. В отличие от большинства программ по астрономии, которые просто показывают, как выглядит небо или где находятся планеты, Universe Sandbox - мощный симулятор силы тяжести. Пользователь может добавить еще одну звезду в солнечную систему и посмотреть, как она разорвет планеты с их орбит.
-
5. Электронный планетарий Stella-rium – ресурс, который с успехом можно применять для изучения в трехмерном виде звезд и созвездий. Программа Stellarium является бесплатной и может быть загружена с сайта www.stellarium . org (координаторы проекта - Фабиан Шеро, разработчик Роб Спирман). Это одни из мощных образовательных ресурсов, располагающий встроенным каталогом на более чем 600 000 звезд, расширенным каталогом на более чем 210 млн. звезд, позволяющий пользователю изучать созвездия и их художественные изображения, а также изображения созвездий в 11 разных культурах и изображения туманностей (полный каталог Мессье) и др. Программа обладает удобным интерфейсом, включающим Мощное увеличение, Контроль времени, многоязычность, проекцию «рыбьего» глаза для наблюдения небесного купола, сферическую зеркальную проекцию для собственного малобюджетного планетария, контроль за телескопом.
-
6. Virtual Moon Atlas – программа, применяемая для моделирования поверхности Луны, отображения лунных фаз в реальном времени, изучения ее геологии. Луны возможно применение - Виртуальный Атлас. Программа является бесплатной и доступна для скачивания на сайте www.ap-i.net .
-
7. Orbiter – программа симуляторы космического полета. Программа может быть загружена на сайте orbit.medphys.ucl.ac.uk и позволяет пользователю создать картину управления космическим кораблем. Программа отличается красивой визуализацией и графикой и создает иллюзия реального космического полета.
телескоп Microsoft - это коллекция знаний не только о Солнечной системе, но и обо всей Вселенной. С помощью этой программы пользователи могут свободно перемещаться по космическим просторам и открывать неизвестные ранее звезды, планеты, туманности и созвездия. Программа также содержит библиотеку мультимедийных материалов, в которых астрономы, преподаватели и сотрудники NASA рассказывают о своих работах и исследованиях, обсуждают интересные космические объекты и процессы, происходящие во вселенной. Из минусов можно отметить интерфейс на английском языке.
Все перечисленные нами интернет-ре-сурсы и специализированное программное обеспечение при компетентном использовании преподавателем способны сделать процесс изучения астрономии наглядным, увлекательным, захватывающим и соответственно, повлиять, на динамику успеваемости обучающихся.
В целях исследования степени влияния используемых Интернет-ресурсов и специализированного программного обеспечения на успеваемость обучающихся по астрономии нами в 2020-2021 уч. году был проведен педагогический эксперимент.
Базу исследования составили обучающиеся I курса специальности СПО «Дизайн» в количестве 120 человек.
Констатирующий этап эксперимента предполагал применение методик преподавания дисциплины без применения Интернет-ресурсов и специализированного программного обеспечения. На данном этапе во всех группах для определения степени сформированности знаний по астрономии был проведен срез в форме контрольного тестирования за первый семестр (включал 25 общих вопросов по астрономии). Критерии оценивания знаний отражает табл. 1.
Таблица 1 – Критерии оценивания сформированности знаний
критерии оценивания |
правильно дан ответ на вопрос |
86-100% |
21 вопрос и выше |
68-85% |
17-20 вопросов |
51-67% |
13-19 вопросов |
0-50% |
менее 12 вопросов |
Полученные результаты отражает табл. 2., рис. 1.
Таблица 2 – Результаты проведенного среза знаний на формирующем этапе эксперимента
Качество усвоения (в %) |
Д-11 |
Д-12 |
Д-13 |
Д-14 |
Свыше 86% |
5 |
3 |
5 |
3 |
Свыше 68% |
7 |
8 |
7 |
8 |
Свыше 51% |
9 |
11 |
9 |
11 |
Ниже 51% |
9 |
8 |
9 |
8 |
Качественная успеваемость |
40% |
37% |
40% |
37% |
Полученные результаты свидетельствуют о том, что первичный уровень сформированных в первом семестре знаний по астрономии во всех группах примерно одинаков.
На формирующем этапе (в течение второго семестра) в группах Д-12, Д-13 и Д-14 использовалась методика преподавания с
применением презентаций, выполненных в программе Powerpoint. В группе Д-11 на всех учебных занятиях (лекционных и практических) использовались фрагменты вышеперечисленных Интернет-ресурсов и специализированного программного обеспечения.
Информационно-коммуникационные технологии в преподавании астрономии в профессиональных образовательных организациях

Рис. 1. Сравнение результатов качественной успеваемости по итогам констатирующего этапа эксперимента
На данном этапе нами были получены результаты, отраженные в табл. 3, рис. 2.
Таблица 3 – Результаты формирующего эксперимента
Качество усвоения (%) |
Д-11 |
Д-12 |
Д-13 |
Д-14 |
Свыше 86% |
11 |
4 |
5 |
6 |
Свыше 68% |
13 |
12 |
11 |
9 |
Свыше 51% |
5 |
13 |
12 |
13 |
Ниже 51% |
1 |
1 |
2 |
2 |
Качественная успеваемость |
80% |
53,3% |
53,3% |
50% |
С.А. Кондаков, Л.Н. Дегтеренко

Рис. 2. Сравнение результатов качественной успеваемости по итогам формирующего этапа эксперимента
На основе результатов формирующего этапа эксперимента можно сделать вывод о том, что в группе Д-11, где регу- лярно использовалось специализированное программное обеспечение и интер-нет-ресурсы, качественная успеваемость по результатам усвоения астрономических знаний в среднем на 30% выше по сравнению с группами этого же курса.
Таким образом, проведенное нами исследование показало, что в настоящее время в научном сообществе возрастает интерес к проблемам преподавания астрономии в образовательных организациях, повышения мотивации ее изучения обучающимися, формирования естественнонаучного мировоззрения. Решению данных проблем способствует применение в учебном процессе современных информационно-коммуникационных технологий и специализированного программного обеспечения, которое позволяет моделировать и имитировать различные процессы и явления при изучении Вселенной, а также делает процесс преподавания астрономии увлекательным, интересным, захватывающим, что обеспечивает повышение мотивации учебной деятельности и повышение качества знаний.
Список литературы Информационно-коммуникационные технологии в преподавании астрономии в профессиональных образовательных организациях
- Бирзуль А.Н. Опыт организации работы по астрономии в 11 классе // Социально-педагогические вопросы образованияивоспитания: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным уча-стием,Чебоксары, 15апреля2021 года.-Чебоксары: Общество с ограниченной ответственностью «Издательский дом «Среда», 2021. С. 173-179.
- Бортник Б.И., Стожко Н.Ю., Кожин А.В. Опыт преподавания астрономии в экономическом колледже [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. - 2017. -№ 6. - Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27048.
- Ганичкина К.А., Долгополова А.В. К вопросу о формировании научного мировоззрения старшеклассников в процессе изучения астрономии // Вестник Самарского университета. История, педагогика, филология. -2017. - Т. 23. - №3. С. 46-49.
- Дворкина-Самарская А.А., Про-свирнина Т.В., Захаров Г.В. Профессиональные компетенции учителя астрономии // Повышение профессионального мастерства педагогических работников в России: вызовы времени, тенденции и перспективы развития: материалы Всероссийской с международным участием научно-практической конференции, посвященной 110-летию Иркутского Педагогического института, Иркутск, 17 мая 2019 года / Иркутский государственный университет. - Иркутск: Издательство «Иркут», 2019. С. 249-255.
- Дробчик Т.Ю., Невзоров Б.П. Преподавание астрономии школьникам: проблемы и перспективы // Профессиональное образование в России и за рубежом. - 2018. - № 1(29). С. 113-122.
- Иванов В.А., Пичкуренко Е.А., Архипова А.И. Концептуальная составляющая модели учебного курса на основе культурно-исторического подхода // Проблемы современного педагогического образования. - 2020. -№68-2. С. 114-117.
- Иванов В.А., Архипова А.И., Касатиков А.А. Структура составляющих модели учебного курса астрономии на основе культурно-исторического подхода // Проблемы современного педагогического образования. Сер.: Педагогика и психология. Сб. статей. - Ялта: РИО ГПА, 2017. - Вып. 57. С.89-95.
- Калиничева О.В. Проведение практических занятий по астрономии и школьных астрономических наблюдений // Современные проблемы и перспективы обучения математике, физике, информатике в школе и вузе: Межвузовский сборник научно-методических работ / Ответственный редактор С.Ф. Митенева. - Вологда: Вологодский государственный университет, 2018. С. 134-138.
- Кубасова Е.В. Особенности усвоения астрономических знаний учащимися общеобразовательной школы // Физика в школе. - 2012. - № 1. С. 70-72.
- Разницина У.Ф. Тематические форумы как инструмент преподавания астрономии для школьников // Молодежь XXI века: образование, наука, инновации: Материалы VIII Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием, Новосибирск, 04-06 декабря 2019 года / Под общей редакцией О.В. Капустиной, М.В. Чельцова. - Новосибирск: Новосибирский государственный педагогический университет, 2019. - С. 221-223.
- Скорикова Н.С., Кузнецова Н.Ю. Астрономическое образование и его роль в обучении и воспитании школьников // Нижегородское образование. -2020. - № 2. С. 24-32.