Міністерство освіти і науки України

Креативна складова шкільного курсу астрономії

 Застосування методу «перевернутого навчання»

на уроках астрономії

Підготувала :

вчитель фізики та астрономії

 Бродівської ЗОШ-І-ІІІ ст. №4

Батенчук Наталія Петрівна

Броди -2016

Креативна складова шкільного курсу астрономії

 Застосування методу «перевернутого навчання» на уроках астрономії

Астрономія корисна тому, що вона підносить нас над нами самими; вона корисна тому, що вона – велична; вона корисна тому, що вона прекрасна…

Анрі Пуанкаре

Астрономія є світоглядним загальноосвітнім предметом, з вираженим практичним спрямуванням, яке проявляється в орієнтуванні на місцевості за положенням небесних світил; визначенні географічних координат; вимірюванні часу; здобутті навичок застосування кутомірних і оптичних інструментів; розв'язанні задач з використанням формул астрономічного календаря, карти зоряного неба. Тому знання і практичні навички учнів з астрономії мають бути тісно пов'язані з сучасним станом науки і виробництва, відповідати вимогам нового високотехнологічного суспільства. У цьому контексті, кожен творчо працюючий вчитель повинен прагнути, щоб учні свідомо оволодівали фізикою та астрономією та розуміли, як здобуваються наукові знання; вчилися використовувати спостереження, висувати гіпотези, робити теоретичні висновки та проводити ек­сперименти. Досягнення зазначеної мети передбачає розробку та освоєння нових освітніх програм, удосконалення методів навчання, використання у навчальному процесі новітніх досягнень педагогічної науки і сучасних педагогічних технологій, зокрема, технологій навчання фізики і астрономії.

Астрономія, як навчальний предмет, має цілий ряд особливостей. Вона відрізняється, по-перше, абстрактністю понять, недоступністю явищ і процесів для чуттєвого сприйняття, відмінністю видимого і дійсного; по-друге, необхідністю інтегрувати знання з різних областей та застосувати вивчені закони і методи досліджень до об'єктів і явищ космосу. Безумовно, слід враховувати той обмежений час, який виділено на вивчення астрономії у загальноосвітніх навчальних закладах. Саме тому застосування нових інформаційних технологій значно підвищує ефективність навчального процесу при вивченні курсу астрономії, позитивно впливає на підвищення інтересу учнів до її вивчення; дозволяє покращити якість засвоєння складних астрономічних понять.

Неможливо уявити урок астрономії без використання наочних посібників. Саме тому всі без винятку методики викладання астрономії вказують на велику роль наочності у процесі вивчення цього предмета.

Комп’ютер на уроках астрономії можна використати в різний спосіб:

• для демонстрації презентацій та відеофільмів;
• для тестування знань учнів;
• використання елементів проектно-пошукової діяльності.

Шкільний курс астрономії передбачає використання великої кількості ілюстративного матеріалу. На слайдах мультимедійних презентацій демонструється вигляд небесних об’єктів, схеми та таблиці, які можна використати для порівняння та аналізу отриманої інформації і, в залежності від рівня підготовки класу, можуть застосовуватися різним чином, у тому числі і для створення проблемної ситуації на уроці. У цьому випадку пред'явлені фото та відеоматеріали обговорюються з учнями, які вчаться висувати гіпотези, шукати їх підтвердження, правильно інтерпретувати побачене.

Таким чином, використання комп’ютерних презентацій з відеофрагментами, робота з інтерактивними моделями дозволяє активізувати роботу учнів на уроці, стимулює їх пізнавальну активність, сприяє формуванню елементів проектної та дослідницької діяльності: висунення ідеї, проблематизація, цілепокладання та формулювання завдання, висування гіпотези, постановка питання (пошук гіпотези), формулювання припущення (гіпотези).

Під час контролю знань використовується тестова система Test-2W.

Набір тестів охоплює увесь навчальний курс, причому тестування можна проводити як для тематичного оцінювання, так і для поурочного оцінювання Важливу роль у навчанні астрономії відіграє програма Stellarium—віртуальний планетарій, доступний для безкоштовного використання та завантаження з сайту www.stellarium.org.ua. Програма використовує сучасні графічні технології для реалістичного відтворення неба у режимі реального часу. Із Stellarium можна побачити те, що можна бачити неозброєним оком, біноклем або шкільним телескопом.

Можливості програми дуже потужні - на сьогодні Stellarium може відобразити більш ніж 120 000 зірок з Каталогів Гіппарха та Tycho-2, окрім того можна використати додаткові каталоги з більш ніж 210 мільйонами зірок.

Отже, при сучасних проблемах обладнання кабінетів астрономії ПК може стати незамінним помічником, який значно розширює можливості викладання астрономії. Викладання цього цікавого предмета вимагає сьогодні нових підходів, зокрема використання комп’ютерних технологій навчання.

Сучасні інформаційні технології навчання дозволяють забезпечувати навчальний процес у п'ятьох основних блоках:

1. система дистанційного навчання;
2. робота над телекомунікаційним проектами;
3. пошук інформації в Інтернет;
4. система дистанційного підвищення кваліфікації викладачів;
5. електронні підручники.

Викладачам надається можливість відходу від традиційного освітнього процесу (класно-урочна система) при застосуванні інформаційно-телекомунікаційних технологій у навчанні з астрономії. Використання їх пропонує принципово новий рівень організації навчального процесу.

Важко заперечити, що майбутнє за системою навчання, яке вкладається в схему учень – технологія - вчитель, за якої викладач перетворюється на педагога – методолога, а учень стає активним учасником процесу навчання. Тобто, якщо в учбовому процесі, що виконується за схемою «учень – вчитель – підручник» з’явиться новий елемент – комп’ютер, то зміст праці вчителя суттєво зміниться: основним стане не передача знань, а організація самостійної пізнавальної діяльності учнів. Тобто величезний дидактичний потенціал використання інформаційних технологій навчання зможе бути розкритим лише за умов, якщо провідна роль у навчально – виховному процесі належатиме вчителю, а комп’ютер буде виступати не тільки потужним засобом, а й повною мірою третім партнером у педагогічній взаємодії.

Робота учнів з комп’ютерними програмами дає можливість не тільки отримати нові форми комутативної роботи учнів, значно підвищити їхню пізнавальну активність та результативність навчального процесу, а й виховувати особистість, яка зможе комфортно відчувати себе в інформаційному суспільстві.

Все це дозволяє вивести сучасний урок на якісно новий рівень; підвищувати статус вчителя; впроваджувати в навчальний процес інформаційні технології; розширювати можливості ілюстративного супроводу уроку; використовувати різні форми навчання та види діяльності в межах одного уроку; ефективно організовувати контроль знань, вмінь та навичок учнів; полегшувати та вдосконалювати розробку творчих робіт, проектів, рефератів.

Проведення уроків при комплексному застосуванні традиційних та мультимедійних технологій забезпечує набуття учнями не тільки глибоких та міцних знань, а й вміння розвивати інтелектуальні, творчі здібності, самостійно набувати нових знань та працювати з різними джерелами інформації.

Використання комп’ютерів під час викладання астрономії має такі переваги:

• інформацію можна отримати в будь-якому вигляді (текстовому, графічному, звуковому, відео, фото, рисунка і т. д.);
• дає можливість моделювати процес та керувати ним;
• має сильний вплив на мотивацію учнів до навчання;
• дає найбільш об’єктивну оцінку рівня знань учнів;
• учень під час індивідуальної роботи сам обирає швидкість і складність роботи;
• допомагає краще контролювати роботу учнів;
• враховує індивідуальні особливості учнів.

 Сучасна педагогічна модель «перевернуте навчання» має великі перспективи в майбутньому. Ключові елементи – відеолекції, вільний доступ до стислої інформації, можливість навчатися дистанційно – вже активно використовуються в різних країнах світу. Перша «перевернута школа» ще в 2010 р. повністю перейшла на принцип «перевернутого навчання» в м.Детройті (США).

Ще задовго до початку використання ІКТ ідея попереднього ознайомлення з навчальним матеріалом існувала : старанний учень прочитував кілька наступних параграфів і пробував робити вправи наперед, щоб краще зрозуміти пояснення вчителя на наступному уроці. А не старанний учень ? Тут мабуть і криються недоліки, які, звичайно ж є у будь – якій моделі навчання. Перевернуте навчання має багато позитивних моментів, проте хочеться спрогнозувати можливі проблеми :

•  Не кожен учень може активно і ефективно співпрацювати в групі, засвоювати з віртуального носія інформацію ( психологічні, вікові, фізіологічні особливості, особливості сприйняття та мислення, більш високий або низький рівень поінформованості, інтересу до питання, компетентностей, вміння визначити та систематизувати незрозуміле і отримати відповідь не одразу, а у визначений час, матеріальне забезпечення, тощо)
•  Багато учнів звикли отримувати допомогу від старшого покоління сім’ї, яке вчилося по знайомим підручникам і в попередній системі. Негативне критичне прийняття нового підходу до навчання вплине на учня.
•  Можлива формалізованість навчання, щось на зразок до сучасних підручників з іноземних мов, де учні бездумно у вільні клітинки щось вписують, а мову фактично не вчать. Учень механічно запам’ятав формулу, експеримент, фактаж на відео носії, на обговоренні тихенько «відсидівся» в класі і все забув.
•  Низка психологічних моментів сприйняття і обробки інформації , аналогічна до феномену перегляду театральної вистави. Неможливо навіть порівняти ефекти від перегляду вистави по телевізору та в самому театрі. У фільмі знято багато дублів, і підібрано ракурси, відібрано сцени та акторів, та все ж таки глядачі масово йдуть в театр.
•  Можливе виключення з процесу сприйняття інформації таких видів пам’яті як моторна, ситуативна, емоційна, зменшення слухової пам’яті, різке збільшення навантаження на зорову пам’ять.
•  Неможливість індивідуалізації, доцільної емоційності, варіативності від ситуації.
• Важно розрахувати доцільний обсяг нової інформації, одні учні потребують повної картини від дуже стислого до дуже розгорнутого плану, іншим краще після перших кількох речень дати можливість висловитися, дати практичні завдання.
• Питання подачі матеріалу у вигляді проблемного навчання, діалогу з учнями, індивідуального в цій моделі залишається відкритим для розробки. Адже для всіх однаковий короткий відеофрагмент.
•  Акцент з урахуванням практичних занять у класі зміщено на початковий етап практики, але ж теоретична складова має бути не тільки елементарного рівня. Тут багато питань, оскільки перевернутий урок має багато спільного з масовими дистанційними курсами навчання. Чи завжди такі масові дистанційні курси навчання навіть з очною практикою є ефективними? Питання потребує дослідження.
•  Перевернутий урок неодмінно збільшить кількість учнів у класі. За цією методикою може навчатися не 25, а вся паралель класу, весь район… Виникне бажання збільшити кількість учнів і зменшити кількість вчителів. Наприклад обговорення уроку буде відбуватися як конференція у актовому залі…. Відеоматеріал буде створюватися одним вчителем, а інші вчителі, можливо мають цікаві ідеї, але не висловлюють їх з різних причин. Це не може не вплинути на якість навчання.
•  Учень поступово віддаляється від учителя.
•  Під час класних занять зникатимуть проблемні питання, оскільки активні та допитливі учні швидко визначать коло таких класичних питань і не будуть думати самі, а, використовуючи свої навички, знайдуть відповідь в інтернеті.
• Та все ж модель має і великі переваги, найважливішою із яких, як на мене, є подолання проблеми скінченності уроку ( «проблема 45 хвилин»). Урок обмежений у часі. Дитина тільки встигла зацікавитися, почала думати над питанням, хоче працювати – а урок уже скінчився і потрібно займатися іншими питаннями відповідно до складеного розкладу.

Проте така форма навчання  ефективна, зручна , корисна. На мою думку, це не обов’язково має бути відео, можна дати на домашнє завдання опрацювати відповідний параграф підручника за питаннями, сформульованими вчителем, а далі на уроці – практична робота або короткий розбір проблемних моментів, тестування і т.д.

Приклади застосування технології «перевернутого» навчання

на уроках астрономії.

1. Практична робота №1 «Робота з картою зоряного неба»

Мета:

Обладнання:

Вказівки до практичної роботи:

1. Запишіть дату вашого народження.
2. В якому сузір’ї знаходиться Сонце у день вашого народження?
3. Визначте його координати в цей день.
4. Визначте висоту Сонця у верхній кульмінації у Львові (4951') у день вашого народження.
5. Визначте координати α зорі сузір’я, у якому знаходиться Сонце у цей день .
6. Використовуючи карту зоряного неба і накладний круг, визначте, які сузір’я можна спостерігати у ваш день народження о 23 год.
7. У якому сузір’ї знаходиться одна із найяскравіших зір неба – Сіріус (α Великого Пса)? Визначте її координати.

Висновки до практичної роботи:

2. Робота з рухомою картою зоряного неба.

Завдання 1. Знайти точку весняного рівнодення і точку осіннього рівнодення.

Завдання 2. Установити рухому карту зоряного неба на різні дати року з метою виявити зміни вигляду зоряного неба протягом року.

Завдання 3. Заповнити таблицю. (Рекомендується роздати всім учням таблицю для заповнення).

Завдання 4.Заповнити таблицю, користуючись рухомою картою зоряного неба.

Завдання 5. Робота з рухомою картою зоряного неба

Мета роботи:    ознайомитися    з    конструкцією    і    призначенням   рухомої   карти. Навчитися     користуватися    зоряною  картою  при  визначенні   місця знаходження    на   небесній  сфері  основних  зір   і   сузір”їв.

Обладнання:       рухома    карта    зоряного   неба;   демонстраційна   карта   зоряного неба   на   дошці,  кольорові   олівці.

Завдання практичної роботи

1. Знайти на карті зоряного неба сузір’я і назвати їх  сусідів.

1 варіант

А. Оріон;

Б. Лебідь;

В. Волопас;

Г. Велика Ведмедиця.

2 варіант

А. Лев;

Б. Пегас;

В. Кассіопея;

Г. Мала Ведмедиця.

2. Знайти на карті зоряного неба сузір’я і намалювати відповідні малюнки у зошиті.

1 варіант

А. Велика Ведмедиця;

Б. Близнюки;

В. Касіопея;

2 варіант

А. Мала Ведмедиця;

Б. Оріон;

В. Волопас;

3. Визначити зорі за їхніми координатами:

1 варіант

А. 5 год 13 хв; +45°;

Б. 6 год 42 хв; -17°;

В. 15 год 32 хв; +27°;

Г. 19 год 48 хв; +9°;

Д. 22 год 54 хв; -29°;

2 варіант

А. 5 год 13 хв; +45°;

Б. 6 год 42 хв; -17°;

В. 15 год 32 хв; +27°;

Г. 19 год 48 хв; +9°;

Д. 22 год 54 хв; -29°;

4. З допомогою карти зоряного неба визначити координати зір:

1 варіант

А. α Орла;

Б. α Діви;

В. α Скорпіона;

Г. β Геркулеса;

Д. β Близнюків.

2 варіант

А. α Великого Пса;

Б. α Лева;

В. α Візничого;

Г. α Волопаса;

Д. β Оріона.

5. В якому сузір’ї перебуває Сонце в день Вашого народження.
6. Скільки днів перебуває Сонце у Вашому зодіакальному сузір’ї.

3.Фрагменти уроку з астрономії «Наша Галактика – Молочний шлях»

1. Перевірка домашнього завдання за допомогою  програми « My Test» програма Башлакова О.С. (http://mytest.klyaksa.net/) Відкриваємо файл: тест « Фізичні характеристикі зір» ( учні працюють за комп’ютерами).

2. Перевірка індивідуального завдання, яке було задано дистанційно: за даними ссилками підготувати повідомлення про зорю Бетельгейзе.

Ссилки для підготовки інформації про зорю Бетельгейзе: 

1. http://uk.wikipedia.org/wiki
2. http://proyse.org.ua/category
3. http://www.betelgeuse-supernova.ru/
4. http://www.youtube.com/watch?v=Zp7GYzbNPYU&feature=fvwrel

3. Перегляд  відео Ocean Sky  www.youtube.com/watch?v=I0Izr29GppQ

4. Пояснення  нового матеріалу, використовуючи презентацію Power Point Презентація « Через терни – до зірок»

5. Перегляд відео « Молочний шлях в 3d».

6. Закріплення та систематизація знань та умінь

Практична робота «За допомогою програми Celestia визначити найближчих сусідів Галактики». (Це безкоштовний космічний 3Д симулятор Всесвіту р.в.  )

7.Відео « Мандрівка на край

Всесвіту»:http://www.youtube.com/watch?v=CwuDVUS5NKI

8.Домашнє завдання

1.Вивчити параграф 15 (до ст.121)

2.Підготувити матеріал на тему “ Теорії походження Всесвіту” за ссилками:

•uk.wikipedia.org/wiki/Всесвіт

•ua.textreferat.com/referat-2451-1.html

•tsn.ua/.../stvoreno-naybilsh-tochnu-i-detaln...

Відеовізуалізацію моделі Всесвіту можна побачити на офіційному сайті http://hipacc.ucsc.edu/Bolshoi/

4. Фрагменти уроку  астрономії «Зміна    вигляду зоряного неба протягом року» із застосуванням  мультимедійного курсу «Відкрита Астрономія»

1. Розв’язання  задачі. «На якій висоті бувають верхня і нижня кульмінації зорі Антареса (δ= - 26°) у Львові (φ= + 49°)»?

Розв’язок:

h_вер = 90° -  φ+ δ = 90° - 49° - 26° = 15°,

hнижн =  φ+ δ - 90° = 49° - 26° - 90°= - 61°. За допомогою інтерактивної моделі «Небесні координати» рекомендується проілюструвати розв’язок  даної задачі.

Мал. Модель «Небесні координати».   Розміщення Антареса на небесній сфері.

2.   Вивчення нового матеріалу «Зміна вигляду зоряного неба протягом доби».

Видимий рух Сонця по небесній сфері є відображенням дійсного руху Землі навколо Сонця. Видимий річний шлях Сонця проходить через тринадцять сузір'їв, починаючи від точки весняного рівнодення: Овен, Телець, Близнюки, Рак, Лев, Діва, Терези, Скорпіон, Змієносець, Стрілець, Козеріг, Водолій, Риби. Дванадцять з них називаються зодіакальними. Пояс із дванадцяти зодіакальних сузір'їв називається зодіаком.

Мал. Зодіакальний пояс

Інтерактивна модель «Добовий шлях Сонця» допоможе проілюструвати пояснення нового матеріалу. У моделі треба змінювати широту спостереження, дата спостереження міняється автоматично. Якщо Сонце знаходиться під горизонтом - небесна сфера зображується на чорному фоні.

Якщо Сонце знаходиться над горизонтом - небесна сфера зображується на блакитному фоні.

Мал. Модель «Добовий шлях Сонця». Добовий рух Сонця., травень, пізній вечір.

Мал. Модель «Добовий шлях Сонця». Добовий рух Сонця на екваторі.

Дуже наочно можна за допомогою моделі «Добовий шлях Сонця» показати, що на екваторі Сонце піднімається дуже високо над горизонтом.

Мал. Інтерактивна модель «Пори року»

За допомогою моделі «Пори року» можна продемонструвати рух Землі навколо Сонця. Необхідно звернути увагу учнів на те, що зміна часів року й умови видимості Сонця залежать від розміщення спостерігача на поверхні Землі і від розміщення Землі на орбіті. Спостерігачеві на Землі здається, що Сонце переміщається по небесній сфері по екліптиці, при цьому висота Сонця опівдні безупинно змінюється протягом року, змінюється розміщення точок сходу і заходу Сонця, а, отже, і тривалість дня і ночі.

Інтерактивний планетарій на даному уроці рекомендується використовувати для показу екваторіальних координат, для цього в кнопці «Показати» треба вибрати «Екваторіальні координати», а галочки біля «Галактики, туманності», «Планети», «Лінії», «Границі» - забрати. При цьому зеленим будуть відзначені екваторіальні координати. При збільшенні масштабу будуть також на картах зоряного неба відображатися значення екваторіальних координат.

Інтерактивні моделі дозволяють докладно ввести поняття річного руху Сонця по екліптиці.

Цікаві лабораторні роботи можна виконувати за допомогою використання астрономічного сайту astro-ifmi.org.ua.  Тут розміщені астрономічні новини, лекції, цікаві факти, тестування, малюнки, ігри, лабораторні роботи. Навчально-ігровий комплекс допоможе і підготовці учнів  до олімпіад з астрономії.

Завдання 1

Визначити поясні часи сходу і заходу Сонця, а також тривалість дня.

Начало формы

Завдання 2

Обчислити у відповідності до заданого варіанту зоряний час у Львові (λ = 1^h36^m24^s), що відповідає поясному часові T_п (таблиця 1).

Начало формы

Конец формыЗавдання 3. Обчислити місцевий та поясний час у Львові, що відповідає зоряному місцевому часові для заданої дати (таблиця 2).

Начало формы