Организация научно-исследовательской работы учащихся по астрономии
Содержание
Введение
Глава I. Методы научного познания
§ 1.1 Метод мозгового штурма
§ 1.2 Метод синектики
§ 1.3 Теория решения изобретательных задач
§ 1.4 Метод проб и ошибок
§ 1.5 Морфологический анализ
§ 1.6 Метод проектов
§ 1.7 Эвристический метод
Выводы
Глава II. Организация научной работы школьников
§ 2.1 Учебные лекции по астрономии, читаемые в планетарии
§ 2.2 Внеурочная деятельность по астрономии
А) Массовая научно-просветительская работа
Б) Кружковая работа
В) Факультативные занятия
§ 2.3 Новейшие способы привлечения учащихся в науку
А) Student-opportunities или «Студент Возможности»
Б) «НАСА напрягает студентов»
В) NASA просит студентов дать название астероиду
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Программа занятий астрономического кружка
Приложение 2. Методическая разработка внеклассного мероприятия урока-конференции на тему «Первый шаг человека в космос
Приложение 3. Резолюция международной конференции «Планетарий XXI века»
Приложение 4. Список публикаций автора
Приложение 5. Список докладов автора
ВВЕДЕНИЕ
Люди старшего поколения навсегда запомнили великий день - 4 октября 1957 г., когда в нашей стране впервые в мире был выведен на орбиту искусственный спутник Земли (I ИСЗ). Свершилось то, что казалось невозможным. Мир буквально потрясло известие, что произошло это в нашей стране. Сейчас мало кто помнит, что "Правда" сообщила о запуске I ИСЗ довольно скромно, но бум возник сразу же (в западной прессе объявили, что началась космическая эра в истории человечества). Примечательной была почти немедленная реакция руководства администрации США: успех русских американцы напрямую связали с фундаментальностью и эффективностью советской системы образования и оперативно приступили к реформированию системы образования в США…
Незабываемы дни запуска I ИСЗ и полета Ю.А. Гагарина 12 апреля 1961 г. Это были дни всенародного ликования.
Блистательное начало эры практической космонавтики открывало перед астрономическим образованием прекрасные перспективы. Люди, проявлявшие огромный интерес к каждой космической миссии, хотели знать, что такое Космос и зачем нужны космические полеты. Сама мысль о полетах к «звездам» возникла из стремления людей узнать, что представляют собой небесные светила, могут ли они влиять на жизнь землян, как устроена Солнечная система и, что же такое Вселенная.
Ответы на некоторые из этих вопросов содержались в курсе дореволюционной «космографии», а затем - в курсе астрономии, которая была в советской школе обязательным учебным предметом и оценка по астрономии входила в аттестат зрелости. Курс астрономии постоянно совершенствовался на основе новых идей[1], с большим трудом создавались «параллельные» учебные программы и современные учебники, формировалась система средств обучения с учетом появления информационных технологий[2]. Но в конце 90-х гг. тучи над школьной астрономией угрожающе сгустились, и потребовалось задуматься о том, как ее спасти[3].
В результате проведенного реформирования государственного «Стандарта образования» пострадали важнейшие учебные предметы физико-математического цикла и больше других - астрономия. Ее даже не упомянули в строке «естествознание», куда включили только физику, химию и биологию. Иными словами, «реформа» не была направлена не специально против школьной астрономии, но стала одной из роковых ошибок наступившего «сна разума», дискутировать с которым бесполезно.
Означает ли такой «подарок» гибель школьной астрономии? Надеюсь, что нет! Но, как и десятилетия назад, астрономической общественности России придется много потрудиться, чтобы астрономию окончательно не изгнали из школы. Необходимо, чтобы ее элементы разумно (а не формально и бессмысленно!) включались в большинство естественнонаучных и гуманитарных учебных предметов, чтобы развивалась школьная и внешкольная система дополнительного астрономического образования (факультативы по астрономии, начиная с начальной школы; астрономические кружки и общества, летние школы, конкурсы, олимпиады и т.д.). Сейчас в еще большей степени, чем раньше, необходима новая научная концепция астрономического образования. Ее основы были сформулированы Ефремом Павловичем Левитаном в 80-х гг[4], а затем часто трактовались другими авторами. А ведь за последние 10-15 лет наметилось перерастание методики преподавания (обучения) астрономии в дидактику астрономии[5]. Дадим ее наиболее строгое определение: предмет дидактики астрономии включает не только исследование путей и средств обучения астрономии (при непременном сотрудничестве учеников и учителя), но и теорию и философию астрономического образования, базирующихся на анализе достижений астрономии и космонавтики, а также на принципах и закономерностях общей дидактики и педагогической психологии.
Дидактика астрономии формируется в период становления новой педагогической парадигмы: традиционную схему «учитель-ученик-учебник» сменяет новая - «ученик-учебник-учитель», возвышающая роль учителя, который превращается из «источника информации» в умелого и тактичного руководителя учебной деятельностью школьников. В этих условиях от учителя астрономии, методистов требуются не только достаточно глубокое знание астрономии и понимание ее мировоззренческих аспектов, но и знание современной педагогики и психологии.
В связи с исключением астрономии из базисных планов образовательных учреждений, центр тяжести изучения астрономии переместился в систему дополнительного образования.
Цель дипломной работы - разработка способов организации научно-исследовательской работы обучающихся по астрономии.
Задачи, которые необходимо решить в процессе работы:
1.рассмотреть основные методы научного познания,
2.исследовать, как каждый метод можно использовать на практике,
.указать практические способы привлечения учащихся в астрономию,
.ввести возможные направления научной деятельности по астрономии,
.познакомиться с новыми методами обучения творчеству в астрономии,
.организовать научную астрономическую конференцию в школе.
Метод исследования - педагогические эксперименты, практическое руководство учащимися при создании ими объектов интеллектуальной собственности.
Современная астрономия является всеволновой и всекорпускулярной, экспериментальной и эволюционной наукой. Космические объекты наблюдаются во всех диапазонах их излучения, исследуются на протяжении всей эволюции и во взаимосвязи между собой. Средства космонавтики позволяют проводить прямое изучение космических тел, явлений и процессов.
В результате продолжающейся научно-технической революции объем и роль астрономических знаний продолжают возрастать; возникают новые разделы астрономии, разрабатываются новые методы и инструменты науки, повышающие широту, точность и результативность астрономических наблюдений. Поэтому данная тема особо актуальна в современном мире.
Все это обусловливает постоянную заинтересованность широких масс населения и особенно подрастающего поколения к астрономии и исследованиям космического пространства, делая знакомство с основными идеями астрономии нужным для каждого современного образованного человека. Астрономическое образование является существенным компонентом общего образования широких масс населения.
ГЛАВА I. МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ
«Наше мышление привело нас туда,
где мы находимся сейчас.
Если я хочу создать что-то новое,
мне необходимо мыслить по-другому».
Альберт Эйнштейн
Самые сильные идеи и элегантные решения представляются простыми только после того, как кому-то уже пришли в голову. Мы с завидным постоянством бьемся о стену собственных стереотипов, не замечая открытых выходов и новых возможностей. Сколько же шишек было набито падающими с деревьев яблоками, пока, наконец, одно счастливое яблочко не упало на нужную голову?
Как вообще рождаются на свет новые идеи? Каковы механизмы творческого озарения? Что делает человека гением? Дар ли это Божий, особая ли комбинация генов, результат ли счастливо сложившихся жизненных обстоятельств либо все вместе, либо что-то принципиально иное?
Увы, несмотря на важность и значимость креативного мышления как для прогресса человечества в целом, так и для жизненного успеха каждого его отдельного представителя, природа творчества все еще полна загадок и тайн. Как и для наших доисторических предков, для нас главным способом получения новых идей и решений до сих пор остается метод проб и ошибок, названный Генрихом Альтшуллером «злым идолом» человечества.
Современный мир, остро переживает кризис идей, потребность в них ощущается в самых разнообразных областях деятельности, но особенно это актуально для астрономии. В самом деле, кто же откажется открыть что-то новое, неизученное, объяснить природу черных дыр, привлечь к этому многих астрономов-любителей?
Итак, задача поставлена. Как поступит в меру творчески одаренный человек? Он начнет перебирать возможные варианты - Если сделать так?… нет это уже было. Или так?… тоже не то. А если этак?… не подходит. И так далее. И мучиться ему до тех пор, пока однажды он не проснется с воплем «Эврика!». Правда, неизвестно, сколько времени пройдет до этого счастливого события, даже возможно, что столько не живут.
§1.1 Метод мозгового штурма
Метод мозгового штурма (мозговой штурм, мозговая атака, англ. <#"justify">3. Группировка, отбор и оценка идей. Этот этап часто забывают, но именно он позволяет выделить наиболее ценные идеи и дать окончательный результат мозгового штурма. На этом этапе, в отличие от второго, оценка не ограничивается, а наоборот, приветствуется. Методы анализа и оценки идей могут быть очень разными. Успешность этого этапа напрямую зависит от того, насколько "одинаково" участники понимают критерии отбора и оценки идей.
Для проведения мозговой атаки обычно создают две группы:
·участники, предлагающие новые варианты решения задачи;
·члены комиссии, обрабатывающие предложенные решения.
Различают индивидуальные и коллективные мозговые атаки. В мозговом штурме участвует коллектив из нескольких специалистов <#"justify">§1.2 Метод синектики
Синектика (англ. <#"justify">1.При прямой аналогии рассматриваемый объект сравнивается с более или менее похожим аналогичным объектом в природе или технике. Например, для усовершенствования процесса окраски мебели применение прямой аналогии состоит в том, чтобы рассмотреть, как окрашены минералы, цветы, птицы и т. п. или как окрашивают бумагу, киноплёнки и т. п.
2.Символическая аналогия требует в парадоксальной форме сформулировать фразу, буквально в двух словах отражающую суть явления. Например, при решении задачи, связанной с мрамором, найдено словосочетание «радужное постоянство», так как отшлифованный мрамор (кроме белого) - весь в ярких узорах, напоминающих радугу, но все эти узоры постоянны.
.При фантастической аналогии необходимо представить фантастические средства или персонажи, выполняющие то, что требуется по условиям задачи. Например, хотелось бы, чтобы дорога существовала там, где её касаются колёса автомобиля.
ТРИЗ - теория решения изобретательских задач - область знаний, исследующая механизмы развития технических систем <#"justify">1.решение изобретательских задач любой сложности и направленности;
2.прогнозирование развития технических систем <#"justify">§1.4 Метод проб и ошибок
Метод проб и ошибок (в просторечии <#"justify">1.Этому методу не надо учиться.
2.Методическая простота решения.
.Удовлетворительно решаются простые задачи (не более 10 проб и ошибок).
Недостатки метода:
. Плохо решаются задачи средней сложности (более 20-30 проб и ошибок) и практически не решаются сложные задачи (более 1000 проб и ошибок).
2.Нет приёмов решения.
3.Нет алгоритма мышления, мы не управляем процессом думанья. Идет почти хаотичный перебор вариантов.
.Неизвестно, когда будет решение и будет ли вообще.
.Отсутствуют критерии оценки силы решения, поэтому неясно, когда прекращать думать. А вдруг в следующее мгновение придет гениальное решение?
Считается, что для метода проб и ошибок выполняется правило - «первое пришедшее в голову решение - слабое». Объясняют этот феномен тем, что человек старается поскорее освободиться от неприятной неопределённости и делает то, что пришло в голову первым.
Метод проб и ошибок лежит в основе принятия решений участниками рынка <#"justify">§1.5 Морфологический анализ
Морфологический анализ (метод морфологического анализа) - основан на подборе возможных решений для отдельных частей задачи и последующем систематизированном получении их сочетаний (комбинировании). Относится к эвристическим методам <#"justify">Количество узлов обычно выбирается из условия обозримости и реальности анализа получаемых впоследствии вариантов: при ручной обработке - 4…7 узлов, при работе на компьютере - в пределах физической возможности вычислительной техники и отведенного на решение задачи времени. Удобно задачу решать в ряд этапов: сначала по ограниченному числу наиболее важных узловых точек, а затем - для дополнительных, второстепенных или выявленных в ходе анализа и представляющих интерес новых узлов.
3.Для каждой узловой точки предлагаются варианты решений: либо исходя из личного опыта, либо беря их из справочников и банков (баз) данных.
Варианты должны охватывать всю область возможных решений для данной узловой точки. Но чтобы задача была обозримой, рекомендуется сначала выделять укрупненно-обобщенные группы вариантов, которые при необходимости впоследствии конкретизируются. Варианты могут быть не только реальные, но и фантастические.
4.Проводят полный перебор всех вариантов решений (каждый раз берут по одному варианту для каждой оси) с проверкой комбинаций на соответствие условиям задачи, на несовместимость отдельных вариантов в предлагаемой их общей группе, на реализуемость и иные условия.
При необходимости для выбранных решений можно повторить морфологический анализ, конкретизируя узлы (оси) и варианты. Морфологический анализ удобнее и нагляднее проводить с применением морфологических таблиц (ящиков).
Формальное комбинирование вариантов создает впечатление автоматизма в применении метода. Однако его эвристическая природа весьма существенна и зависит от следующих субъективных факторов:
·интуитивное выделение узлов и их признаков, состава вариантов. Отсутствие уверенности, что учтены все (и особенно, перспективные) узлы и варианты;
·конкретное решение является следствием анализа просматриваемых комбинаций, возникновения продуктивных ассоциаций и образов [10].
§1.6 Метод проектов
Метод проектов - это способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы (технологию), которая должна завершиться вполне реальным, осязаемым практическим результатом, оформленным тем или иным образом; это совокупность приёмов, действий учащихся в их определённой последовательности для достижения поставленной задачи - решения проблемы <#"justify">§1.7 Эвристический метод
Эвристический метод обучения (от греч. эвристика - "отыскиваю", "нахожу", "открою") - частично-поисковый метод, организация поисковой, творческой деятельности на основе теории поэлементного усвоения знаний и способов деятельности.
Целостная задача требует следующих умений: анализировать её условие; преобразовывать основные проблемы в ряд частных, подчинённых главной; проектировать план и этапы решения; формулировать гипотезу; синтезировать различные направления поисков; проверять решение и т.д. Система специально разработанных учебных задач помогает школьнику овладеть умением самостоятельно выполнять каждый из этапов решения.
Наиболее выразительной формой эвристического метода является эвристическая беседа, состоящая из серии взаимосвязанных вопросов, каждый из которых служит шагом на пути решения проблемы и которые требуют от учащихся осуществления небольшого поиска. Учитель направляет поиск, последовательно ставит проблемы, формулирует противоречия и т.д. Необходимо отличать эвристический метод от исследовательского метода, предполагающего поиск решения целостной проблемной задачи[12].
ВЫВОДЫ
В первой главе рассмотрены основные методы творческой работы исследователя: метод мозгового штурма, метод синектики, теория решения изобретательных задач, метод проб и ошибок, морфологический анализ, метод проектов и эвристический метод. Используя данные методы, можно сделать некоторые научно-значимые открытия. Большинство из этих методов удобно использовать при работе с группами учащихся.
ГЛАВА II. ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНОЙ РАБОТЫ ШКОЛЬНИКОВ
Современный мир очень стремительно развивается. Для расширения и углубления астрономических знаний учащимся следует использовать внеклассную работу, в которой следует выделить два направления: посещение всеми учащимися лекций в планетарии и внеурочная работа с любителями астрономии, т.е. астрономические кружки, экскурсии, выставки, посещение астрономических учреждений.
§2.1 Учебные лекции по астрономии, читаемые в планетарии
Учащиеся не всегда могут самостоятельно ознакомиться с различными небесными явлениями. Этому препятствует много причин: неблагоприятная погода, несовпадение времени явлений с днями наблюдений, неосуществимость наблюдений редких и медленно протекающих явлений, а также явлений, принципиально недоступных для данной местности, отсутствие подходящего оборудования для наблюдений, и т.д. Здесь на помощь школам приходят планетарии, которые могут показать многие астрономические и географические явления. В планетариях читают лекции, которые дополняют, углубляют и иллюстрируют астрономические знания учащихся. Рассмотрим несколько тем из курса астрономии.
Первая тема школьного курса астрономии знакомит учащихся со звездным небом, элементами сферической астрономии и основными методами астрономических исследований. Самая главная демонстрация в этой теме - это показ звездного неба. Никакие звездные карты не могут заметить звездного неба и помочь учащимся быстро запомнить контуры созвездий и расположение главных звезд.
Показ в планетарии суточного вращения неба дает учащимся правильное представление о направлении его вращения и о положениях на горизонте точек восхода и захода светил в зависимости от их склонения и географической широты места наблюдения. Специальные проекторы позволяют показать зенит и полюс мира, небесный меридиан, небесный экватор и эклиптику.
В разделе «Строение Солнечной системы» изучается видимое и истинное движение планет, вращение Земли и методы определения расстояний до тел Солнечной системы. В планетарии можно увидеть планетарную модель Солнечной системы, конфигурации планет, показ Солнца и условий видимости небесных тел.
При изучении раздела и физической природе небесных тел в планетарии демонстрируют документальные фильмы о природе Солнца, Луны и планет, а также панорамы поверхностей Луны, Венеры, Марса и различных климатических зон Земли.
Очень эффективны фильмы, демонстрирующие развитие и выброс Солнечных протуберанцев или бушующую фотосферу Солнца.
Планетарии смогут оказать существенную помощь школе и при проведении самостоятельных наблюдениях учащихся звездного неба. В каждом планетарии имеется астрономическая площадка, оборудованная телескопом, измерительными астрономическими инструментами и различного рада наглядными пособиями, помогающими изучать звездное небо и небесные явления.
§2.2 Внеурочная работа по астрономии
В конкретных условиях каждой школы внеурочная работа по астрономии может иметь различные формы: беседы и лекции по особо актуальным вопросам, тематические вечера, читательские конференции, кружковые занятия, экскурсии в научно-просветительские центры, встречи со специалистами или опытными любителями астрономии.
а) Массовая научно-просветительская работа
Тематические беседы, лекции и вечера следует посвящать наиболее актуальным проблемам астрономии и космонавтики. Каждое мероприятие должно иметь научную направленность. Готовят и проводят массовые мероприятия старшеклассники - активные участники школьного астрономического кружка под руководством учителя астрономии.
Беседы и лекции лучше проводить на узкие темы, например: «Что нового узнали о природе Луны после ее посещения автоматами и людьми», «Венера и Марс раскрывают свои тайны», «Солнечная активность и ее земные проявления» и т.п. Значительно больший эффект дают циклы бесед или лекций, которые проводятся в течении учебного года.
Тематические вечера имеют преимущества перед лекциями, так как в их подготовке и проведении участвуют многие учащиеся в качестве докладчиков, ассистентов, оформителей. Силами учащихся готовится иллюстрированная выставка по теме вечера (фотоснимки, открытки, вырезки из журналов, книги, монтажи, стенгазеты и т.д.). Оживляют вечер хорошо подготовленная астрономическая викторина и продуманная демонстрация занимательных опытов.
Успех тематического вечера в основном зависит от его подготовки, поэтому необходимо особенно серьезно относиться ко всей организаторской и методической работе.
Каждому лектору поручается подготовить выступление на 10 минут по конкретному вопросу. Число выступлений определяется кругом вопросов, включаемых в тему вечера, их должно быть не более 4-5, а сам вечер должен длиться не более двух академических часов с учетом викторины, демонстрации фильма и всего прочего.
Докладчикам руководитель рекомендует необходимую литературу и помогает подготовить иллюстрации к этому докладу. В ходе вечера интересными будут ответы на вопросы присутствующих.
б) Кружковая работа
Для школьников, заинтересовавшихся астрономией, полезно создать астрономические кружки, делать их общими, для учащихся всех возрастов.
У кружка должен быть руководитель - это учитель физики и астрономии. В качестве помощников руководитель может выбрать себе двух-трех старшеклассников, которые уже на протяжении нескольких лет занимаются в кружке.
Эффективным методом обучения астрофизике является метод создания проблемной ситуации. Учитывая интерес подростков к фантастике, руководитель может включить проблемный вопрос в специально придуманный фантастический сюжет. От решения поставленного при этом задания должна зависеть судьба героев.
В процессе решения проблемной ситуации можно эффективно использовать исследовательский метод. Его также можно назвать эвристическим (поиск идей) и субъективно-творческим. Итогом работы должно быть решение данной проблемы, приобретение новых знаний обучающимися и, возможно, осуществление научно-значимых открытий.
В поиске результата обучающиеся проходят основные этапы научного творчества: постановка задачи, выдвижение гипотез, выбор путей, способов и средств для решения проблемы, реализация намеченной программы работы, обработка и анализ результатов, формулировка выводов исследования.
В качестве примера рассмотрим использование этого метода при изучении темы «Природа Лунных кратеров».
1.В процессе вводной части занятия, опираясь на результаты собственных наблюдений, анализируя профессиональные снимки Луны, ребята устанавливают, что наиболее характерной формой лунного рельефа являются кратеры. Обучающиеся самостоятельно делают выводы о разновидностях кратеров, их размерах и степени их сохранности. В итоге ребята должны сделать общий вывод о разновидностях форм лунного рельефа.
.Руководитель предлагает обучающимся сформулировать гипотезы о происхождении лунных кратеров. Обычно выдвигают два пути образования - ударный и вулканический. Далее рекомендуется разделить ребят на два коллектива, которые должны предложить и обосновать методы и средства проверки выдвинутых гипотез.
.Далее осуществляется реферирование книг и статей, поиск ответов в сети INTERNET по данному вопросу.
.Следующий этап - обсуждение прочитанного материала на семинаре.
.Затем оба коллектива формулируют задачи и возможные технические средства экспериментов и исследований, которые целесообразнее всего использовать для уточнения картины образования и эволюции лунных кратеров.
Руководителю необходимо проследить за тем, чтобы основная информация, основные выводы и достижения были записаны в тетрадях обучающихся. В ходе решения проблем ребята могут советоваться с руководителем, который должен направлять их на верный путь решения. Но с другой стороны, чем большей самостоятельности достигнут ребята, тем в большей мере юные астрономы овладеют исследовательским уровнем понимания и решения данного проблемного задания.
Также можно организовать раздельно кружки для V-VI классов, VII-VIII классов и IX-XI классов. В кружке младших школьников занятия можно проводить в форме бесед учителя об элементарных астрономических понятиях, излагаемых в занимательной форме. Наблюдения неба носят обзорный характер. В кружке VII-VIII классов можно практиковать доклады учащихся по изучаемым темам, которые готовятся под руководством учителя. Наблюдения приобретают систематический характер. Для них нужны необходимые принадлежности и приборы. В старших классах уже преобладает самостоятельная работа учащихся с углубленным изучением элементарной теории и практическими занятиями. В наблюдения вносится элемент исследовательского поиска.
Занятие каждого кружка рекомендуется проводить один раз в неделю продолжительностью 1-2 академических часа. Не лишним вести журнал учета посещаемости и содержания занятий, выпускать стенгазету или небольшую брошюру кружка.
Помимо занятий в астрономических кружках, очень полезны экскурсии в научно-исследовательские институты, астрономические и геофизические обсерватории, планетарии. Такие экскурсии лучше проводить специалистам этих учреждений после предварительной беседы с учителем об учебно-воспитательных задачах экскурсии. Экскурсии должны быть незатяжными и знакомить учащихся только с доступной их пониманию информацией, без лишних деталей.
Примерная программа работы астрономического кружка предоставлена в Приложении 1.
в) Факультативные занятия
По желанию учителя и учащихся в любой школе могут проводиться факультативные занятия по астрономии. Такие занятия можно проводить по любой астрономической теме.
Методика проведения факультативных занятий существенно отличается от обычных уроков и кружковой работы. Она является связующим звеном между формами учебных и кружковых занятий, лекциями и семинарами, лабораторными и практическими работами.
Вводное занятие по программе факультативного курса проводится в форме хорошо проиллюстрированной беседы. На нем освещаются успехи науки в данной области и обращается внимание учащихся на недостаточно изученные или совсем нерешенные проблемы, рисуется перспектива дальнейших научных открытий и роль будущих специалистов в их осуществлении. В заключительной части беседы характеризуется программа факультативного курса, рассказывается о возможных формах и методах занятий, проводятся организационные мероприятия. Эти занятия рекомендуется проводить один раз в неделю.
В процессе дальнейших занятий преподаватель должен научить школьников технике записей лекций, проследить за правильностью оформления этих записей, привить навыки самостоятельного поиска нужной литературы и правильного ее конспектирования. Заключительное занятие по изученной теме проводится в форме отчетно-творческого семинара-дискуссии. Учащиеся выступают по определенным вопросам, дополняют и уточняют высказывания друг друга, спорят, дискутируют, находят истину. При этом широко используется материал конспектов, наблюдений, других научных источников. Учитель подводит итоги семинара и всей работы по данной теме. По степени активности учащихся на семинарах и занятиях выставляется тематический зачет каждому из них. На основе тематических зачетов выставляется результат за весь курс.
Особое внимание на факультативных занятиях уделяется практической работе с картами и атласами, астрономическими календарями и справочниками, каталогами. И все это должно рассматриваться как подготовка к наблюдениям и обработке результатов наблюдений. Не менее трех занятий нужно посвятить практическим работам и наблюдениям, не считая эпизодических наблюдений, каких-либо небесных явлений.
§2.3 Новейшие способы привлечения учащихся в науку
В настоящее время наука не стоит на месте, она развивается. Развиваются также новые методы и способы привлечения учащихся в науку. Рассмотрим некоторые из них.
А) Student-opportunities или «Студент Возможности»
В рамках этой программы был представлен Студенческий конкурс плакатов. В направлении «Астробиология» НАСА стало спонсором Студенческого Конкурса Плакатов на AbSciCon 2012 года. Как и в предыдущих AbSciCon конференций, это событие дало мотивацию, поощрения, и, прежде всего, признание astrobiologists будущего. На конкурсе выбирались победители: 1, 2, и 3-е место с призами в $1 500, $1000 и $500 соответственно.
Квалификационные требования были следующими:
§Участники должны были быть зачислены в программу на момент представления тезисов.
§Награда предназначалась, прежде всего, для студентов, обучающихся в аспирантуре. Однако, имея уровень бакалавра, студенты также могут участвовать в конкурсе.
§Право открыто для граждан Америки и иностранных граждан.
Также секция «Астробиологии» НАСА осуществляет программу финансирования поездок и выделяет гранты для хорошо подготовленных студентов для участия их в конференции. Возмещаемые затраты включают расходы на транспортировку (авиабилет или затраты на топливо личного или взятого на прокат автомобиля), проживание, питание и текущие расходы, и на конференции, регистрационный взнос. В большинстве случаев, фактические расходы превышают объем реального финансирования.
Студенты, которым присуждаются гранты, могут быть привлечены для оказания помощи организаторам конференции с выполнением задач в ходе конференции. Эти задачи не препятствуют принимать студентам участие в технических сессиях.
Получатели студенческих грантов на поездки уведомляются о решении, статусе и требованиях. Получатели должны оплатить свои дорожные расходы, ВКЛЮЧАЯ РЕГИСТРАЦИОННЫЙ ВЗНОС. Награда будет вручена после проведения конференции, как указано в уведомлении, которое подписывают студенты [13].
Б) «НАСА напрягает студентов»
НАСА организовало конкурс для студентов-старшекурсников, победители которого смогут выполнить эксперименты в микрогравитации на борту самолета "Weightless Wonder".
Этот конкурс является частью Микрогравитационной Программы НАСА. Перед молодыми исследователями стоит задача: спроектировать и подготовить эксперимент для микрогравитации. Во время своего полета, самолет выполнит около тридцати маневров, наподобие "американских горок". Таким образом, будут созданы периоды невесомости.
"Сегодняшние студенты станут теми самими людьми, которые будут жить на Луне и проводить там исследования", сказал Дуглас Гофорт, менеджер Микрогравитационной Программы НАСА в космическом Центре имени Джонсона. "Наш проект даем им хороший старт для этой подготовки, позволяя проводить проектирования и исследования в уменьшенной гравитационной лаборатории", добавил он.
НАСА принимало заявки для участия в конкурсе. Заинтересованные студенты должны были отправить письмо с уведомлением о своем участии. Этот дополнительный шаг необходим был для того, чтобы организаторы конкурса владели точной информацией о количестве реальных участников.
Отобранные участники могли пригласить личных аккредитованных журналистов для того, чтобы они зафиксировали проводимые эксперименты, а также все действия студенческих команд. Обязательное условие: все претенденты должны быть студентами дневной формы обучения, иметь американское гражданство и возраст не менее 18 лет.
С этим проектом НАСА продолжает свою традицию вкладов в национальные образовательные программы. Прямая выгода агентства состоит в том, что готовится новые кадры для своего штата сотрудников [14].
В) NASA просит студентов дать название астероиду
Американское космическое агентство объявило конкурс для студентов со всего мира, в рамках которого любой может предложить название для астероида, к которому в 2016 году отправится исследовательский зонд.
Сейчас небесное тело имеет кодовое название (101955) 1999 RQ36. Астероид располагается сравнительно недалеко от земной орбиты и может содержать ключ к загадке появления жизни на нашей планете. Если жизнь, как считают некоторые исследователи, действительно была занесена из космоса, то на этом астероиде могут находиться молекулы воды или других органических веществ.
В конкурсе могут принять участие студенты старше 18 лет. Они должны прислать на сайт NASA название, длина которого не превышала бы 16 символов. К названию необходимо приложить краткое обоснование того, почему было выбрано именно оно.
Как объясняют специалисты, искомый астероид является крайне важным научным телом и ему необходимо более интересное название. Зонд, который отправится к нему через 3 года, должен будет взять пробу грунта, а затем доставить ее на Землю.
Ученые отмечают, что главным призом в этом конкурсе, естественно, станет присвоение астероиду выбранного имени. Отбирать кандидатов будет команда экспертов из NASA, ESA и ряда авторитетных университетов[15].
научный астрономия внеурочный школьник
ВЫВОДЫ
Во второй главе рассмотрены методы организации научной работы школьников по астрономии. Исследована эффективность новейших практических способов совершения открытий обучаемыми на основе материалов международных конференций. Разработана методика проведения конференции школьников по космонавтике. Составлена программа работы астрономического кружка для основной школы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучены основные методы творческой работы исследователя: метод мозгового штурма, метод синектики, метод проб и ошибок, эвристический метод, метод морфологического анализа и другие.
Рассмотрены методы организации научной работы школьников по астрономии.
Исследована эффективность новейших практических способов совершения открытий обучаемыми на основе материалов международных конференций.
Разработана методика проведения конференции школьников по космонавтике.
Список литературы
1.Журнал «Земля и Вселенная», 1965, № 1
2.Журнал «Земля и Вселенная», 2002, № 6
.Журнал «Земля и Вселенная», 2000, № 1
.Журнал «Земля и Вселенная», 1986, № 5
.Журнал «Земля и Вселенная», 2002, № 4
6.ru.wikipedia.org <#"justify">Приложение 1
Программа занятий астрономического кружка
Данная программа предусмотрена для учащихся 5-9 классов основной общеобразовательной школы, рассчитана на учебник Б.А. Воронцов-Вельяминов «Астрономия». 35 часов, один урок в неделю.
Кружок ставит цели - совершение участниками научно-значимых открытий, - по крайней мере, микрооткрытий - в области астрономии (новое не только для себя, но и для всех).
Тематическое планирование занятий
НомерТема занятияДемонстрации1Что такое Астрономия?Схема связи астрономии с другими науками2Звездное небоКарта звездного неба, посещение лекции в планетарии3Небесные координаты и звездные картыКарта звездного неба, модель небесной сферы4Изменение вида звездного неба в течение годаТеллурий, фильм «Движение Земли вокруг Солнца»5Способы определения географической широтыНебесная сфера6Основы измерения времени7Видимое движение планетФильм «Конфигурации планет»8Развитие представлений о Солнечной системеФильм «История астрономии»9Законы движения планет - законы КеплераРешение задач10Обобщение и уточнение Ньютоном законов Кеплера11Определение расстояний в астрономии12Система Земля-ЛунаФильм ««Динамика систем Земля-Луна и Марс-Фобос на различных шкалах времени» <#"justify">Перечень вопросов для изучения в астрономическом кружке
1.Предмет астрономии.
2.Структура и содержание астрономии.
.Общее представление о строении и объектах Вселенной.
.Основные сведения о Земле.
.Методы определения формы и размеров Земли.
.Классификация систем астрономических координат.
.Системы сферических астрономических координат.
.Небесная сфера и ее элементы.
.Принципы измерения времени.
.Звездное время.
.Виды солнечного времени.
.Определение прямых восхождений и склонений звезд.
.Методы определения широты и долготы на поверхности Земли.
.Методы определения расстояний в Солнечной системе.
.Методы определения расстояний до звезд. Годичный параллакс.
.Роль гравитационных взаимодействий во Вселенной.
.Задача двух тел.
.Эмпирические и обобщенные законы Кеплера.
.Приливы.
.Космические скорости.
.Достижения практической космонавтики.
.Телескопы, их назначение и принципиальное устройство.
.Основные характеристики телескопов.
.Оптические телескопы.
.Рефлекторы.
.Радиотелескопы. Их характеристики. Крупнейшие радиотелескопы мира.
.Основные параметры звезд: масса, радиус, светимость.
.Параметры звезд: абсолютная звездная величина, температура поверхности, химический состав.
.Условия существования звезды.
.Модели внутреннего строения звезд различных типов.
.Классификация физических переменных звезд.
.Цефеиды.
.Взрывающиеся звезды.
.Происхождение звезд. Эволюция протозвезд.
.Конечные стадии эволюции звезд. Белые карлики.
.Нейтронные звезды. Пульсары.
.Гравитационный коллапс звезд большой массы. Сверхновые.
.Черные дыры.
.Строение и состав Солнечной системы.
.Основные сведения о Солнце.
.Модель внутреннего строения Солнца.
.Нестационарные процессы на Солнце.
.Цикличность солнечной активности.
.Солнечно-земные связи.
.Закономерности планетной системы.
.Физика планет земной группы.
.Физика планет-гигантов.
.Физические характеристики спутников планет.
.Основные характеристики и структура нашей Галактики.
.Скрытая масса в галактиках.
.Скопления галактик. Взаимодействующие галактики.
.Наблюдательные основы космологии: красное смещение и реликтовое излучение.
.Понятие о Метагалактике, ее структуре и свойствах. Средняя плотность вещества в Метагалактике.
.Поздние стадии эволюции Метагалактики. Образование галактик.
.Понятие о современных проблемах космологии.
.Экология космического пространства.
.Космическая опасность для Земли.
.Проблема жизни во Вселенной. Внеземные цивилизации.
.Основы существования и устойчивость земной жизни.
Перечень основных знаний, умений и навыков
. Знание основных понятий, законов, явлений, свойств космических тел и методов науки:
·системы сферических астрономических координат;
·системы отсчета времени;
·методы определения расстояний во Вселенной;
·законы Кеплера;
·солнечные и лунные затмения;
·космические скорости;
·методы определения параметров звезд;
·физические переменные звезды;
·формы существования звезд на конечной стадии их эволюции;
·внутреннее строения Солнца и звезд различных классов;
·закономерности Солнечной системы;
·основные характеристики планет;
·основные положения космогонии Солнечной системы;
·морфологические характеристики галактик;
·наблюдательные основы космологии: красное смещение линий в спектрах удаленных галактик и реликтовое излучение;
. Умение применять методы и законы на практике:
·определять сферические астрономические координаты объекта при помощи модели небесной сферы и звездной карты;
·работать с подвижной картой звездного неба;
·находить с ее помощью границы невосходящих и незаходящих светил, определять моменты и азимуты восхода и захода светил;
·с помощью астрономического календаря на текущий год определять видимость планет;
·на звездном небе находить основные созвездия и яркие звезды.
3. Иметь практические навыки работы с моделью небесной сферы, подвижной карты звездного неба, звездными атласами, астрономическими ежегодниками и календарями, справочной астрономической литературой, телескопами и астрофизическими приборами.
Темы творческих, поисково-исследовательских работ по астрономии для участников астрономического кружка
1.Разработка методов локализации новых планет в Солнечной системе.
2.Определение астрофизических параметров комет, сближающихся с Солнцем (семейства Крейца, Марсдена, Крафта, Мейера).
.Установление формы гипотетических кометных резервуаров (облака Оорта, облако Хиллса, пояс Койпера).
.Разработка универсальной модели происхождения комет.
.Разработка метода исследования комет с помощью искусственных спутников комет.
.Разработка методов поиска галактических метеоров.
.Поиск астероидов и комет, сближающихся с Землёй на опасные расстояния.
.Разработка универсального метода определения первоначальных орбит опасных астероидов и комет.