Формирование исследовательской компетентности учащихся через организацию системы внеурочной деятельности по предмету «Астрономия»

Формирование исследовательской компетентности учащихся через организацию системы внеурочной деятельности

по предмету «Астрономия»

Плиска Диана Константиновна,

учитель физики и астрономии

государственного учреждения

образования «Средняя школа №157

г. Минска имени

Алексея Семеновича Бурдейного»,

Фрунзенский район

Минск

2017

Аннотация

Работа посвящена вопросам создания внеурочной образовательной среды, которая способна обеспечить активизацию и развитие исследовательской компетентности учащихся.

Автор предлагает систему работы по формированию исследовательской компетентности учащихся 6-11 классов во внеурочное время.

Представленный опыт показывает возможности различных форм и методов для результативного ведения научно-исследовательской деятельности.

Предлагаемый практический материал окажет существенную помощь учителям-предметникам при подготовке учащихся к конкурсам исследовательских работ.

Тема

Формирование исследовательской компетентности учащихся через организацию системы внеурочной деятельности по предмету «Астрономия»

Цель

Создание условий для формирования исследовательской компетентности учащихся через организацию системы внеурочной деятельности по предмету «Астрономия».

Актуальность опыта

Еще совсем недавно считалось, что исследовательские способности нужны только узкой группе специалистов, которые работают в отраслях науки, в вузах, органах внутренних дел. Но сегодня общество и экономика настолько изменились, что практически каждому молодому человеку, продолжившему свое обучение в вузе или колледже, а затем приступившему к профессиональной деятельности, быть грамотным исследователем – жизненная необходимость.

Современный человек должен постоянно проявлять исследовательскую (поисковую) активность. Трудно назвать образованным взрослого человека, если он в школе не научился работать с различной информацией, не умеет думать, выделять проблемы, предлагать и оценивать пути их решения, не имеет опыта защиты идей.

Актуальной проблемой новой школы является обучение учащихся способам добывания и переработки информации путем самостоятельной исследовательской практики в рамках компетентностного подхода. Такая задача требует целенаправленного развития исследовательской компетентности школьников, способствующей высвобождению деятельностного начала в человеке, укреплению его потребности в познании.

В соответствии со ст. 2 гл. 1 Кодекса об образовании Республики Беларусь основой государственной политики в сфере образования является «…создание необходимых условий для удовлетворения запросов личности в образовании, потребностей общества и государства в формировании личности, подготовке квалифицированных кадров» [1, с.4].

Образовательным стандартом определены общие требования к уровню подготовки выпускников учреждений образования, которые включают умение ориентироваться в многообразных информационных потоках, работать с различными источниками информации, владеть современными технологиями ее поиска, извлекать необходимую информацию из различных источников, перерабатывать и применять в практических целях.

Важнейшим показателем уровня развития исследовательской компетенций учащихся является результативность их участия в учебно-исследовательской деятельности.

Учащийся, занимающийся исследовательской работой, способен переносить исследовательский подход на разные сферы деятельности и применять в различных ситуациях, что подтверждает полифункциональность, универсальность и надпредметность исследовательской компетентности.

Таким образом, исследовательская компетентность является основанием для развития других более конкретных и предметно-ориентированных компетентностей, поскольку помогает ученику обучаться, позволяет стать ему более гибким, конкурентоспособным, помогает быть более успешным в дальнейшей жизни, что и определяет значимость её формирования. [2, с. 6]

Научно-методическое обоснование

В основе педагогического опыта лежат идеи Д.Б. Богоявленской, В.Н. Дружинина, И.Я. Лернера, А. В. Леонтовича, Н.Г. Алексеева о приоритетной роли в жизни современного человека исследовательского стиля мышления. «Важным условием выживания и работы человека в информационном мире будет овладение методом научного познания мира или так называемого исследовательского стиля мышления», – отмечает учёный-педагог Н.Г.Алексеев [3, с.12].

«Компетенция», «компетентность» - актуальные и часто обсуждаемые в педагогике понятия. Под компетенцией, следуя словарям, нужно понимать определенный перечень вопросов, в которых человек обладает большими по сравнению с другими знаниями, умениями, опытом действий, авторитетностью.

Понятие «компетентность» шире понятий «знания, умения, навыки», оно включает их в себя. Компетенции относятся к деятельности, компетентность характеризует субъекта деятельности.

Компетентность можно рассматривать как опыт личной деятельности, результатом которой становятся умения, способности, личностные ориентации. [4]

В рамках данной работы необходимо уточнить понятие «исследовательская компетентность».

В своей статье А.В. Воробьева подисследовательской компетентностью понимает совокупность знаний, способностей, навыков и опыта в проведении исследования, получении определенного нового знания, нового интеллектуального продукта, нового решения проблем; качеств и умений, которые человек должен проявлять в проведении эффективного исследования любого вопроса (Приложение А). [6]

На схеме (Приложение А) наглядно представлена структура и содержание понятия «Исследовательская компетентность учащегося».

Исследовательскую компетентность учащихся можно разделить на составляющие: 1) знания; 2) способности к исследованиям, умения и навыки; 3) опыт исследовательской деятельности. Каждая из этих групп содержит определенные компетенции:

знания ( 1-8),

способности к исследованиям, умения и навыки (9-18),

опыт исследовательской деятельности (19-25).

Исследовательская компетентность формируется в течение определенного времени, поэтапно, комплексно. Последовательность процесса формирования исследовательских компетенций может варьироваться в зависимости от специфики учебного заведения, особенностей организации учебно-воспитательного процесса, работы научного общества в школе, возраста учащихся, возможностей социального научного партнерства. [6]

Исследовательские компетенции школьника могут формироваться различными способами в ходе исследовательской деятельности.

Одним из наиболее эффективных способов является работа в рамках подготовки к конкурсу исследовательских работ (конференции).

Большим подспорьем при подготовке учащихся к исследовательской деятельности по астрономии явилась для мня и специально посвящённая этой теме работа А.И. Слободянюка.[7]

В этой работе даны рекомендации по подготовке учащихся к исследовательской деятельности, приведены рекомендации по обучению учащихся наиболее сложным методам научного познания.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод:

1. Исследовательская компетентность – это готовность к эффективной учебно-исследовательской и научно-исследовательской работе, готовность к самообразованию и самосовершенствованию, интеграция исследовательских действий в единое целое, определяющая динамику перехода от исполнительской к творческой и созидательной деятельности [4].

2. Процесс формирования исследовательских компетенций в образовательном учреждении должен представлять собой продуманную, целенаправленную, рассчитанную на несколько лет коллективную, работающую в системе сотрудничества школьников и взрослых систему, сочетающую в себе различные формы урочной и внеурочной деятельности.

3.Формирование исследовательских компетенций школьников – одно из главных направлений развития общего образования на современном этапе, стратегическая задача в теории и практике педагогики.

Таким образом, мы можем говорить о новой ситуации в образовании. Традиционные ценности образования – фундаментальность и академизм, уходят на второй план, а наиболее приоритетными становятся способности самостоятельно, активно и инициативно искать средства решения новых задач, встающих перед индивидом.

Школа может создать условия для развития таких способностей на материале учебных предметов, но в иной, чем традиционный урок форме, в частности в исследовательской и проектной деятельности. Ее всестороннее развитие будет способствовать изменению нашей школы [2].

Противоречия, побудившие педагога к поиску иных подходов к обучению и воспитанию

Организация системы внеурочной деятельности позволяет успешно разрешить многие противоречия, встречающиеся в практике работы учителя:

- между необходимостью формирования выпускника, обладающего высоким интеллектуальным уровнем, потребностью к постоянному познанию и невозможностью получения оптимального результата в рамках традиционного урока;

- между стремлением учащихся к самостоятельности, самовыражению, творчеству, оригинальности и традиционными методами и формами, ориентированными на передачу готовых знаний;

- между системой знаний, умений и навыков, полученных учащимися, и неспособностью применить их в нестандартной ситуации;

- между необходимостью усвоения учебной информации и непривлекательностью учебной деятельности для многих учащихся.

Ведущая педагогическая идея опыта

В основе моего педагогического опыта лежит утверждение – создание условий для формирования исследовательской компетентности учащихся через организацию системы внеурочной деятельности по предмету «Астрономия» способствует социальной и личностной адаптации учащегося к окружающей действительности.

Новизна опыта

Новизна опыта заключается в усовершенствовании образовательного процесса путем организации системы внеурочной деятельности, творческом применении различных современных форм и методов её организации для результативной исследовательской деятельности и формирования исследовательской компетентности учащихся.

Описание сущности педагогического опыта

Внеурочная работа в моей профессиональной деятельности является необходимой дополнительной работой к учебным занятиям, занимает немало времени и даёт хорошие результаты.

Главная задача современной системы образования – создание условий для качественного обучения. Внедрение компетентностного подхода – это важное условие повышения качества образования. Современный запрос общества к системе общего среднего образования – воспитание компетентного человека, деятельного и активного гражданина своей страны, готового решать разнообразные проблемы и задачи общественного развития.

Предметное обучение – это только основа для формирования компетентностей как интегрированного результата учебной деятельности учеников. Наши учебные программы были и являются предметными; они регламентируют содержание материала, список требований к усвоению отдельного конкретного предмета.

Мне хочется затронуть вопрос положения предмета «Астрономия» в учебном плане.

Астрономия — область знаний, интерес к которой пробуждается весьма рано, зачастую в дошкольном возрасте. Загадки Вселенной будоражат воображение человека с раннего детства до глубокой старости.

Первые знания о космосе учащиеся получают еще на уроках «Человек и мир» в 5-м классе, а затем… следует многолетний перерыв. И следующая встреча с изучением Вселенной у школьников происходит только в 11 классе, в котором астрономия преподается довольно своеобразно.

В учебнике по этому предмету сделан упор на разного рода расчеты, из-за чего учащиеся порой считают астрономию наукой сухой и неинтересной, некой малозначимой для школьной программы младшей сестрой математики или физики.

Это, конечно, не так. Астрономия – одна из самых интересных наук, объясняющая строение Вселенной, формирующая на основе материалистических законов мироздания глубокие философские представления об окружающем нас мире.

Поэтому я стараюсь заполнить «астрономический вакуум» между 5-м и 11-м классом, организовать системную работу во внеурочное время по предмету «Астрономия», используя творческий подход как в формах и методах её организации, так и при ее проведении для удовлетворения интереса к предмету и создания условий формирования и развития исследовательской компетентности своих учеников. (Приложение Б).

Основа этой системы – естественное сочетание работы по программе факультативных занятий, исследовательской группы «Персей», проведению и подготовке мероприятий в рамках предметной недели, налаживанию и поддержанию сотрудничества с РЦТТУ, Минским планетарием, клубом «АШ-НЮ», Гомельским астроклубом «Циррус», физическим факультетом и обсерваторией БГУ.

Работа по программе факультативных занятий дает возможность учащимся VI-XI классов получить систематизированные знания по астрономии. В рамках факультативных занятий я провожу лекции, семинары, даю ребятам возможность проявить свои исследовательские способности при подготовке докладов, рефератов на различные темы.

Исследовательская группа «Персей» является центром исследовательской деятельности, работа которой представлена схемой Приложения С.

Исследовательскую деятельность невозможно представить без формирования исследовательской компетентности учащихся.

Исследовательская деятельность учащихся – деятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением (в отличие от практикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы).

Она предполагает наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, нормированных исходя из принятых в науке традиций:

постановку проблемы,

изучение теории, посвящённой данной проблематике,

подбор методик исследования и практическое овладение ими,

сбор собственного материала,

его анализ и обобщение, научный комментарий,

собственные выводы.

Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой её проведения. [3]

В деятельности по организации исследовательского процесса, приводящегося в группе «Персей», в можно выделить самостоятельную деятельность, как педагога, так и учащегося, а также их совместную деятельность. (Приложение С)

Прежде чем начать организовывать исследовательскую деятельность учащихся в качестве инновационной результативной технологии обучения, мне необходимо было определить не только то, есть ли у меня мотивированные учащиеся, но и есть ли у меня самой возможности создать необходимые условия успешной реализации их творческих способностей.

При этом важно было уяснить, возможен ли для меня подобный род деятельности, есть ли у меня необходимый научный и педагогический потенциал, владею ли я сама методикой и методами научного исследования и, главное, смогу ли я научить им своего юного исследователя.

Я себе ответила – да. И не без оснований, т.к. у меня есть опыт научной работы – я работала научным сотрудником в Институте физики АН БССР с 1980 по 1992 год. Стаж работы в школе составляет 25 года.

Выявление учащихся, способных к исследовательской деятельности и привлечение их к работе в группе «Персей» происходит постепенно в процессе наблюдения за работой учащихся на факультативных занятиях и на уроках «Человек и мир» в 5-м классе.

Сначала я предлагаю отдельным учащимся подготовить реферат на ту или иную тему по астрономии. Затем эти рефераты ребята представляют на уроке и на факультативных занятиях.

На школьной конференции в рамках предметной недели представляются лучшие рефераты, выполненные учащимися 5-11 – х классов. В этих работах еще нет элементов собственных размышлений (гипотез, аналогий, обобщений и т.д.), но есть уже результат поисковой работы, опыт оформления и представления результатов работы.

Таким образом, постепенно выделяются учащиеся, которые проявляют интерес и способности к поисковой (исследовательской) работе.

Далее я приглашаю этих ребят на заседание группы «Персей», где происходит их рекомендация и представление. Они знакомятся с правилами и содержанием работы группы, получают Памятку юного исследователя (Приложение С)

Хорошомотивируют интерес к осуществлению исследовательской работы успехи тех ребят, которые ранее занимались и продолжают заниматься в исследовательской группе «Персей».

И еще немаловажный момент – психологический компонент педагогического взаимодействия в организации деятельности формирования исследовательской компетентности учащегося. Только при наличии взаимоотношений, когда ученик и учитель работают на равных и уважительно относятся к «научной» и не только позиции друг друга, создается благоприятный психологический микроклимат, положительно влияющий на развитие индивидуальности ребенка и результаты его самореализации.

Наша группа «Персей» - разновозрастная, в ее составе учащиеся с 5-го по 11-й классы и благоприятный психологический микроклимат очень важен для ее существования и плодотворной работы.

Старшеклассники, имеющие опыт проведения наблюдений, с удовольствием передают свои знания и опыт младшим членам группы по методике проведения визуальных наблюдений метеоров (Приложение Д).

Совместно проводится первичная обработка информации и отправляется отчет в Международную метеорную организацию (Приложение Е).

Одна из первых и, на мой взгляд, самых значимых трудностей исследовательской деятельности – это выбор темы работы.

Считаю, что к вопросу выбора темы для исследования необходимо подходить серьезно. Основные требования – новизна, практическая значимость ожидаемых результатов и логическая завершённость будущей работы. Тема работы определяется не только специализацией, кругозором и компетенцией учителя-предметника, но она должна быть интересна и самому учащемуся.

Сейчас в моей работе эта проблема решается совместно с учащимися на заседании творческой группы «Персей».

Интересна история возникновения этой группы.

Свою работу с учащимися в исследовательском направлении я провожу с 2009года. Работа началась спонтанно, когда ко мне подошел учащийся 11-го класса Акулич Дмитрий и увлеченно стал рассказывать, что он собирает сам телескоп, используя подручные материалы. Ему не хватало некоторых деталей и информации. Я начала ему помогать и все это вылилось в хорошую исследовательскую работу.

Мы приняли активное участие в проведении всемирного Дня астрономии в парке им. Горького. А исследовательская работа Димы “Внесолнечные планеты и возможность возникновения жизни на них” принесла Дипломы на районном, городском и республиканском конкурсах исследовательских работ (Приложение Ж).

Дима закончил школу, поступил в БГУИР.

2010-2011 год. Новая тема - «Затменно-переменная звезда -Лиры». Работу выполняла учащаяся 11-го класса Ивчик Александра (Приложение З). Но работа по данной теме принесла Диплом 2-й степени только на районном конкурсе исследовательских работ. Принимая участие в городском конкурсе, мы не заняли призового места.

Александра заканчивает школу и поступает в БГПА.

2011-2012 год. Новая тема – «Загадки гамма-барстеров». Выполнял работу учащийся 7-го класса Полтаржицкий Никита. Диплом 2-й степени на районном конкурсе и далее Никита не смог защитить ее на городской НПК, для него тема оказалась сложной. (Приложение З)

И вот, когда мои 7-классники (я была у них классным руководителем) заканчивали учебный год, я предложила некоторым из них поехать в августе месяце на наблюдения метеорного потока Персеиды. Пять человек приняли мое предложение с удовольствием и они стали ядром группы, которая в дальнейшем получила название «Персей».

2012 год является годом рождения нашей группы. За 5 лет существования этого исследовательского объединения учащимися было завоевано (Приложение И):

Четыре Диплома на районном;

Три Диплома на городском

Три Диплома на республиканском конкурсе исследовательских работ

В 2016-2017 году мои ученицы Николаева Валерия и Фираго Мария стали победителями городского иреспубликанского конкурса исследовательских работ – ДипломI степени (Приложение И).

Работа Николаевой Валерии получила ДипломI степени на I Международной очно-заочной научно-практической конференции по математике, физике, информатике, робототехнике, технологии, астрономии учащихся 5-11 классов «МИР МОИХ ИССЛЕДОВАНИЙ» в городе Новокузнецке (Россия). (Приложение К)

Статья Николаевой Валерии «Визуальные и видеонаблюдения метеорного потока Персеиды – 2016» была опубликована в электронном научном журнале «Информационно-коммуникационные технологии в педагогическом образовании (Приложение Л). [15]

Шесть моих учеников по результатам участия в республиканском конкурсе исследовательских работ награждены Премиями специального фонда Президента РБ по социальной поддержке одарённых учащихся и студентов. (Приложение М)

Темы исследовательских работ, выполненные моими учениками, представлены в Приложении Н.

Но продолжим дальше рассмотрение порядка проведения исследовательской работы.

После выбора темы исследования ребята приступают к изучению теории, посвящённой данной проблематике. После нескольких занятий, на которых я ввожу учащихся в тему работы, особенно важно, чтобы учащиеся самостоятельно составили обзор литературных данных и сформировали подробную и цельную картину состояния предмета исследования и будущих результатов. (Список литературы не может превышать 5-7 источников.)

На занятиях нашей группы я фиксирую настоящий уровень знаний учащихся по выбранной теме – состояние вопроса (в терминах предположительно «есть») и желаемую конкретную цель («требуется» или «надо»).

Далее следует этап постановки задачи, который осуществляется в совместной работе учитель-ученик. Подбор методики исследования также осуществляется в совместной деятельности.

Практическое овладение методикой проведения наблюдений и первичной обработки информации происходит уже непосредственно на практических наблюдениях метеорного потока Персеиды. Обычно мы выезжаем с палатками на заранее подготовленные места, подальше от города, где освещение не мешает наблюдениям.

По итогам наблюдений ребята самостоятельно составляют отчеты (Приложение О), анализируют данные и результаты отправляются в Международную метеорную организацию (IMO). (Приложение Е)

Далее следует этап, требующий постоянного внимания и участия педагога. Необходимо провести анализ, обобщение данных и сделать научный комментарий результатов. Это длительный процесс, нацеленный на достижение поставленной цели.

Данный процесс требует высокой самоорганизации, которая связана с необходимостью для учащегося самостоятельно строить свою работу. В традиционном школьном образовании учащийся не планирует свою работу, а действует "реактивно", выполняя задания учителя.

Здесь важно педагогу вовремя, пока не пропал у ребенка интерес к работе по причине "я не знаю, ничего не умею, у меня не получится", суметь поддержать веру учащегося в собственные возможности и ресурсы.

В этой ситуации обычно учащимся помогает снять страх собственной несостоятельности организация регулярных еженедельных (а если нужно и ежедневных) общих встреч и консультаций.

Результаты работы творческого коллектива оформляются в том виде, который соответствует требованиям, изложенным в Положениях о конкурсах исследовательских работ.

Заключительный этап совместной деятельности в исследовательской деятельности учащихся – подготовка к представлению результатов исследовательской работы.

Залогом успеха может быть только серьезная подготовка.

Первое, что необходимо сделать, подготовить презентацию выступления по материалу написанной работы. Эта работа занимает немало времени, требует знаний ИКТ.

Опыт участия в научно-практических конференциях и конкурсах исследовательских работ школьников показывает, что стандартная форма организации этих мероприятий (доклад - оценка жюри - присуждение мест) порождает некоторые проблемы.

Учащийся сталкивается с жесткими требованиями к презентации своей работы: за минимальное время (обычно 7-8 минут) необходимо максимально полно представить содержание и результативность исследования. Усиливает волнение перед выступлением и оценочная ориентация, и конкуренция в отношениях между участниками конференций. В данной ситуации, конечно, важен опыт публичных выступлений, а также необходимо знать теоретические основы ораторства.

Приподготовке выступления, с учащимся следует проговорить все моменты выступления:

текст, интонации, ударения, паузы, возможные вопросы из зала и ответы на них,

внешний вид,

управление мультимедийной презентацией на компьютере,

фразы начала и окончания выступления,

способы регуляции волнения,

расположение по отношению к аудитории и жюри и др.

Опыт моей работы показывает – плохо подготовленное выступление может испортить самую хорошую работу. Учащиеся, принимающие участие в конкурсе исследовательских работ, должны свободно владеть материалом доклада и выступать без всяких «бумажек».

Представление исследовательской работы на конференциях различного уровня – важное и ответственное испытание, которое учащиеся проходят самостоятельно. Это дает ребятам огромный жизненный опыт, воспитывает их характер.

Участие в конференциях и конкурсах имеет, на мой взгляд, и другое важное значение в формировании исследовательской компетентности учащегося: возможность анализа результативности работ и выступлений других участников данных мероприятий.

В ходе слушаний полезно делать записи, пометки: интересные темы исследований, методики, понравившиеся формы выступлений, и, в дальнейшем, уже в обычной обстановке, можно спокойно обсудить все моменты собственной презентации и защиту работ других учащихся.

При выполнении работ исследовательского характера очень полезно сотрудничество с теми, кто работает в данном направлении.

Наша группа «Персей» успешно работает с Брюхановым И.С., педагогом РЦТТУ. Мы являемся членами клуба «АШ-НЮ» Минского планетария, наладили плодотворное сотрудничество с гомельским астроклубом «Циррус», проводили с ними совместные визуальные и видеонаблюдения метеорных потоков.

Виталий Мечинский, научный сотрудник БГУ, оказал нам большую помощь в организации проведения радионаблюдений. Он помог нам в изготовлении и установке радиоантенны, с помощью которой велась круглосуточная регистрация метеоров. Виталий консультировал нас по программному обеспечению процесса регистрации и первичной обработке получаемой информации.

Работы, выполненные при таком взаимодействии, неизменно занимали призовые места на республиканских конкурсах исследовательских работ.

Многомерность исследовательской компетентности подтверждается применением учащимися в исследовательской деятельности аналитических, критических, коммуникативных и других умений, также личностных качеств.

Данная компетентность мобильна, подвижна, вариативна в любой ситуации и на любом предметном материале.

В заключении хочу подчеркнуть, что становление исследовательской компетентности учащихся в образовательном процессе будет происходить эффективно, если созданы следующие педагогические условия:

содержание образования ориентировано на формирование готовности учащихся к исследовательской деятельности и удовлетворяет принципам проблемности, направленно на развитие универсальных способов познавательной деятельности;

организация образовательного процесса ставит учащегося в активную позицию исследователя, овладевающего универсальными способами познавательной деятельности, вовлекает в критический анализ, отбор и конструирование личностно-значимого содержания исследовательской деятельности;

учитель осуществляет руководство исследовательской деятельностью учащихся и психолого-педагогическую поддержку ее на основе сформированной у него готовности к такой работе.

Условия формирования данного опыта складывались на протяжении восьми лет работы в качестве учителя физики и астрономии высшей квалификационной категории в ГУО «Средняя школа № 157 г. Минска имени Алексея Семеновича Бурдейного».

Ежегодная подготовка учащихся к участию в конкурсах исследовательских работ и интеллектуальных конкурсах, а также проблема повышения мотивации учащихся к изучению физики и астрономии явились обоснованием выбора темы педагогического опыта.

Результативность моего опыта прослеживается, в первую очередь, через успешное участие учащихся в конкурсах исследовательских работ и интеллектуальных конкурсах.

Я работаю в государственном учреждении образования «Средняя школа № 157 г. Минска имени Алексея Семёновича Бурдейного» учителем физики и астрономии с 2009 года.

Мой потенциал, готовность к исследовательской работе и интерес в области астрономии совпали с увлеченностью астрономией учащегося 11 класса Акулича Дмитрия. Наша первая работа «Внесолнечные планеты и возможность возникновения жизни на них» дала хороший результат - Диплом III степени на XIV республиканской конференции учащихся 2010 г.

В дальнейшем, совершенствуя свой опыт по организации исследовательской деятельности учащихся через организацию системы внеурочной деятельности по предмету «Астрономия», сформировалась творческая исследовательская группа учащихся «Персей».

Результаты работы исследовательской группы «Персей» на протяжении 5-ти лет представлены в Приложениях И, К, Л, М.

Помимо участия в конкурсах исследовательских работ по астрономии, с учащимися 7-8 классов мы принимали участие в городских конкурсах по физике (Приложении Р).

Говоря о трудоемкости представленного опыта, необходимо отметить, что организовывать и проводить исследовательскую работу с учащимися - трудная и самая интересная задача для учителя.

Внеклассная работа учителя по своему предмету, как и вообще учительский труд, не бывает простой и лёгкой. Она занимает немало личного времени и зачастую основана на энтузиазме, профессионализме, инициативе и творчестве педагога. Но когда результат тебя радует, то это бывает чаще всего самым главным стимулом в работе.

Представленный опыт работы, а также материалы в Приложениях, написаны в доступной форме, исходя из собственного практического опыта работы.

Данная работа имеет практическую направленность. Описанный опыт может применяться для совершенствования работы педагогов в области исследовательской практики, для мотивации участия педагогов в организации исследовательской деятельности по астрономии и не только.

Более подробно с работой можно ознакомиться в Журнале «Минская школа сегодня» (Приложение С) [16].

Литература

Кодекс Республики Беларусь об образовании: принят Палатой представителей 2 декабря 2010 г.: одобр. Советом Респ. 22 декабря 2010 г. – Мозырь: Белый Ветер, 2011. – 379 с.

Хуторской, А.В. Компетентность как дидактическое понятие: содержание, структура и модели конструирования / А. В. Хуторской, Л. Н. Хуторская [Электронный ресурс] – 2004. Режим доступа: http://www.khutorskoy.ru/books Дата доступа: 12.07.2017г.

Леонтович, В.Л. Режим доступа: http://www.researcher.ru. Дата доступа 12.05.2017г.

Алексеев, Н.Г. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся / Н.Г. Алексеев, А.В. Леонтович // Исследовательская работа школьников. – 2002 . – №1. – С. 101–114.

Зимняя, И.А. Ключевые компетентности как результативно-целевая основа компетентностного подхода в образовании. / И.А. Зимняя. – М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2004.

Воробьева, А.В. Исследовательские компетенции современного школьника – г. Чехов, Московская область, Россия. Режим доступа: voroalla@mail.ru. Дата доступа: 12.06.2017г.

Баранников, А.В. Содержание общего образования: компетентностный подход / А.В. Баранников. – М.: ГУ ВШЭ, 2002.

Хуторской, А.В. Ключевые компетенции как компонент личностно-ориентированной парадигмы образования / А.В. Хуторской // Народное образование. – 2003. – №2. – с. 55-61.

Слободянюк, А.И. Исследовательская деятельность учащихся по физике / А.И. Слободянюк, Л.Е. Осипенко, Т.С. Пролиско. – Минск: Красико-Принт, 2008. – 144 с.

Финогенова, Е.В. Исследовательская компетентность школьника / Биология в школе. – 2009. – №9. – с. 14-18.

Брунер, Дж. Психология познания / Дж. Брунер.– М.: Прогресс, 1977.

Исследователь.ru [электронный ресурс]. Режим доступаhttp://www.researcher.ru. Дата доступа 12.07.2015г.

Зоткин, И.Т. Наблюдения метеоров/ И.Т.Зоткин, – М.: Наука, 1972г.

Адаир, Дж. Эффективная мотивация / Дж. Адаир,–М.: ЭКСМО, 2003. – 177 с.

Ссылка на публикации по материалам конференций: http://journal.kuzspa.ru/archive/.

Плиска Диана. Сквозь тернии к звездам/ Минская школа сегодня. – 2016. - №11. – с. 12-17.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Исследовательскя группа

«Персей»

о

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПАМЯТКА ЮНОМУ ИССЛЕДОВАТЕЛЮ

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Рекомендации для визуальных

метеорных наблюдений

RalfKoschack & Rainer Arlt Перевод:Елена Сърбинска

Уточнение: Сергей И.М.

1.Введение

Все визуальные наблюдения ,необходимые для научных анализов ,сохраняются в базе данных ви-

зуальных метеорных наблюдений ( VisualMeteorDatabase - VMDB),которая находится в Между-

народной Метеорной Организации (InternationalMeteorOrganisation - IMO).Этот буклет был на-

пиан,чтобы дать краткие советы ,взятые из руководства для Визуальных Метеорных Наблюдателей

(Handbook for Visual Meteor Observers;Rendtel et al. 1995).Здесьглавнымобразомсообщенокак

надо наблюдать,но не сказано почему именно так.Дополнительная информация дана в руководст-

ве и на последней странице других справочников.

2.Визуальные наблюдения

Время наблюдений

Условием для полных анализов является чистое небо в день наблюдений.Существуют

коррекции для неблагоприятных условий , но они используются при небольших отклоне-

ниях от идеальных условий.Любое освещение неба (Луна, искусственный свет,сумерки)

или лёгкий туман уменьшает количество наблюдаемых метеоров;т.к. упускается значи-

тельная часть слабых метеоров.Сумрак и лунные фазы должны учитываться,когда пла-

нируются метеорные наблюдения.

Позиция Солнца должна быть минимум от 12 до 14 под горизонтом. Неблагоприятный

эффект от Луны сильно зависит от ее фазы. Приблизительно 5 дней до и 5 дней после

новолуния этот эффект в большей степени может быть игнорирован.Полная Луна умень-

шает наблюдаемое количество метеоров приблизительно в 10 раз! Неблагоприятные ус-

ловия уменьшаются если Луна находится всего на несколько градусов над горизонтом.

Кроме периода 5 дней до и после новолуния, вы можете наблюдать когда Луна находи-

тся под горизонтом или только что показалась над горизонтом.

Во время наблюдения метеорного потока низкое положение радианта означает,что мно -

гие метеоры будут ненаблюдаемы и корректирующий фактор, компенсирующий эти по-

тери ,становится ненадежным.Поэтому, когда вы планируете метеорные наблюдения ,

имейте ввиду, что высота радианта над горизонтом должна быть как минимум 20 во

время наблюдений.

Наблюдаемый участок неба

Выберите направление наблюдаемой области неба соответственно следующим крите-

риям:

Вам не должны мешать деревья и заграждения ,икусственный свет или Луна

Центр наблюдаемой области неба (площадки) должен находится на высоте приблизи-

тельно от 50 до 70.Никогда не используйте центр площадки, находящийся на высоте

ниже 40 над горизонтом - результаты принимают более низкие значения.

Не смотрите прямо в радиант. При определении поточной принадлежности рекомен-

дуется дистанция от 20 до 40 (Koschak 1992).

В отчете запишите экваториальные координаты центра вашей наблюдаемой площадки с

точностью до 10 .

Метод наблюдений

Главным образом существуют два различных метода .

Путем нанесения - все увиденные метеоры наносятся на гномонические кар-

ты. Определение поточной принадлежности осуществляется только после на-

блюдений .

Путем подсчета - определение поточной принадлежности проиходит сразу же

во время наблюдений без нанесения.Отмечается только звездная величина и

поточная принадлежность.

Преимущество второго метода состоит в использовании магнитофонной ленты

для записи данных не отрывая взляда от неба. С другой стороны нанесение мете-

оров позволяет с большей точностью определить поточную принадлежность, т.

к. нанесение метеоров на гномоническую карту более точно, чем определение

на небе. Полные физические характеристики метеоров ,такие как угловая ско -

рость, цвет, длина метеора могут быть точнее взяты во внимание.

При наблюдении активных метеорных потоков (у которых зенитные часовые числа -ZHR намного больше 20), некоторые спорадические метеоры, ошибочно при численные к потоку, не увеличивают сущесвенно ZHR, но они сильно повлияют при слабых потоках. Например, если вы наблюдаете слабый метеорный поток и заметите 2 метеора в час, тогда один неправильно определенный спорадичес кий метеор данного потока, может дать ошибку в 50%.

Поэтому , когда наблюдаете слабые потоки , вы должны быть очень внимате-

льны при определении поточной принадлежности , т.е. метеоры должны быть нанесены. Метод подсчета предпочтительней при активных потоках.

Вы можете комбинировать оба метода во время наблюдений слабых и активных

потоков в одну ночь. Все метеоры, которые можно отнести к слабому метеорно-

му потоку наносятся, а характерные метеоры из активного потока и спорадичес-

кие подсчитываются. Окончательное определение поточной принадлежности

для слабого потока делается позже используя нанесения на карте. При условии,

что число наблюдаемых метеоров меньше 20 в час, все они могут быть нанесены.

Для нанесения рекомендуется Гномонический Атлас BRNO. Он может быть за-

казан, если заплатить 5 DM казначею IMO, Ina Rendtel, Mehlbeerenweg 5, D-14469

Potsdam,Germany, но копии всегда сопровождаются руководством для визуаль-

ных метеорных наблюдений.

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Отчет наблюдений метеорного потока Персеиды 12.08-13.08.2015, отправленный в международную метеорную организацию ИМО

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

2009-2010 год. Начало исследовательской работы по астрономии.

Учащийся 11-го класса Акулич Дмитрий

ПРИЛОЖЕНИЕ З

2010-2011 год

Ивчик Александра (11 класс)

Получила Диплом 1-й степени на районной НПК

2011-2012 год

Полтаржицкий Никита (6-й класс).

Тема работы «Загадки гамма-барстеров»

Получил Диплом 3-й степени на районной НПК

ПРИЛОЖЕНИЕ И

Дипломы, полученные группой «Персей». 2012-2017

ПРИЛОЖЕНИЕ К

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

ВИЗУАЛЬНЫЕ И ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ МЕТЕОРНОГО ПОТОКА

ПЕРСЕИДЫ – 2016

Николаева Валерия Николаевна, учащаяся 11 Б класса государственного учреждения образования «Средняя школа № 157 г. Минска имени Алексея Семеновича Бурдейного»

Научный руководитель: Плиска Диана Константиновна, учитель астрономии, физики государственного учреждения образования «Средняя школа № 157 г. Минска имени

Алексея Семеновича Бурдейного»

Аннотация.Тема, представленная в статье, касается результатов работы, проведённой учащимися по наблюдению метеорного потока Персеиды. В 2016 году ожидался максимум активности метеорного потока Персеиды и цель работы - используя методы визуального и видео наблюдения метеоров, выявить особенности метеорного потока Персеиды-2016.

Ключевые слова: метеорный поток Персеиды, визуальные и видео – наблюдения, обработка результатов наблюдения, анализ активности метеорного потока PER по числу HR, по зенитному часовому числу (ZHR), программа CatchAMeteor, определение радианта метеорного потока, программа RADIANT 1.43, всплеск активности.

Персеи́ды — метеорный поток, ежегодно появляющийся в августе со стороны созвездия Персея. Образуется в результате прохождения Земли через шлейфы пылевых частиц, выпущенных кометой Свифта-Туттля. Комета проходит по своей орбите за 133 года.

Поток проявляет активность с 17 июля по 24 августа, причём максимум приходится обычно на 12 августа. Следовательно, ширина роя (в месте встречи с Землей) составляет около 50 млн. км.

В 2016 году ожидался максимум активности Персеид, причины которого:

Земля должна пересечь плотную часть потока Персеид, который был смещен на земную орбиту гравитационным влиянием Юпитера;

Земля должна сблизится с двумя шлейфами кометы-прародительницы Персеид, которые были выброшены ей в 1862 и 1479 годах, и это должно стать причиной двух всплесков максимума активности Персеид.

Визуальные наблюдения метеоров

Место проведения наблюдений: п. Зеленое Минского района (~ 53°58‘ с.ш. 27°14‘ в.д.).

Визуальные наблюдения проводились в соответствии «Рекомендациям для визуальных метеорных наблюдений», составленных Ralf Koschack & Rainer Arlt (международная метеорная организация IMO).

Результаты наблюдений представлены в статистической таблице (Рис.1).

На основе данных статистической таблицы было получено количественное распределение метеоров за каждый час и за все время наблюдения по звездным величинам (Таблица 1, рис. 2, рис. 3).

С целью определения активности метеорного потока применяют расчетную величину ZHR (ZHR - zenithal hourly rate) – зенитное часовое число, показывающее, сколько метеоров в час смог бы увидеть наблюдатель, если бы его предельная видимая звёздная величина равнялась теоретической (6,5m), при расположении радианта потока в зените (прямо над головой).

,

Где:

- HR (hourly rate) — число метеоров, замеченное вами за час наблюдений;

- F (factor) — корректирующий фактор, который вносит поправки в случае облачности,

- LM (limiting magnitude) — предельная видимая звёздная величина во время наблюдений;

- hR (height of the radiant) — высота радианта над горизонтом;

- r — популяционный индекс – это среднее отношение количества метеоров данного потока с блеском ярче величины (m+1) к количеству метеоров этого потока ярче величины m.

Расчет зенитного часового числа ZHR представлен в Таблице 2, рис. 4 и рис. 5.

Видеонаблюдения метеоров

Обеспечиваются применением технических средств:

видеокамеры VSC-746USB,

объектива, FUJINON DF6HA-1B , f 1/1.2, фокусное расстояние 6 мм,

программой CatchAMeteor для обработки и анализа данных, написанной Сергеем Дубровским ( г.Гомель).

По данным, полученным программой CatchAMeteor, мы получили информацию о количественном распределении метеоров за каждый час наблюдений, проведенных 9-10 августа, 10-11 августа и 12-13 августа (Таблица 2, рис.6).

Определение радианта метеорного потока Персеиды

Область вылета метеоров называется радиантом метеорного потока.

Для расчета местоположения радианта PER использовалась программа RADIANT 1.43, написана директором визуальной комиссии IMO Р.Альтом (Германия) [8].

На рис.7 представлены радианты PER 08-09 августа, 10-11 августа и 12-13 августа 2016 г., полученные программой RADIANT1.43.

Красным цветом показаны области со 100% вероятностью существования радианта.

В Таблице 3. представлены справочные данные экваториальных координат Персеид и данные программы RADIANT 1.43 по видео наблюдениям за 12-13 августа.

Сопоставление данных по визуальным и видеонаблюдениям за 12.08.2016 приведено на рис.8, где по вертикальной оси откладывалось HR – число наблюдаемых метеоров за один час, по горизонтальной оси – время наблюдения.

Заключение

Данные, полученные по визуальным и видеонаблюдениям метеорного потока Персеиды, подтвердили гипотезу:

в ночь с 12.08.-13.08.2016 наблюдалось максимальное повышение активности метеорного потока:

среднее значение ZHR = 114,9 метеоров в час

максимальное значение ZHR = 174 метеора в час

Среднее значение ZHR в предыдущие 5 лет наших наблюдений составило 68 метеоров в час

Количественный анализ результатов видеонаблюдения в период 09.08.-12.08. подтвердил всплеск активности метеорного потока 12.08. в промежуток времени 22:35-23:35;

Рассчитанные координаты радианта метеорного потока

α = 47˚, δ = +58,0˚

за 12.08.2016 совпадают со справочными данными

Сопоставляя данные видео и визуальных наблюдений можно утверждать, что в период 12.08-13.08 наблюдалась активность метеорного потока с двумя всплесками в промежутки времени:

Δt1= 22:35 – 23:35

Δt2= 01:50- 02:50

Литература:

П.Б. Бабаджанов. Метеоры и их наблюдение. – М.: 1987.

Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе. –М.: Наука, 1984

Зоткин И.Т. Наблюдения метеоров – М.: Наука, 1972

ПРИЛОЖЕНИЕ М

Участие в конкурсах исследовательских работ

Награждены по результатам участия в республиканском конкурсе исследовательских работПремиями специального фонда Президента Республики Беларусь по социальной поддержке одарённых учащихся и студентов – 7 учащихся.

Акулич Дмитрий (11 кл.) – 2009-2010 год;

Шкут Роман (9 кл.), Полтаржицкий Никита (8 кл.) – 2013-2014 год;

Сырнева Екатерина, Кротков Илья (9 кл.) – 2014-2015 год;

Николаева Валерия, Фираго Мария (11 кл.) – 2016-2017 год

ПРИЛОЖЕНИЕ Н

Темы исследовательских работ

ПРИЛОЖЕНИЕ О

Дневник наблюдений

Наблюдения метеорного потока Персеиды 12.08-13.08.2013

Начало работы 23.15, конец 00.48 по местному времени

Место наблюдения: Минская область λ= 54^о , ϕ= 28^о

Состав группы: Полтаржицкий Никита, Куделко Назар, Кротков Илья

Условия наблюдения: облачность (20%)

Состояние наблюдателей: бодрое, Кротков Илья заболел и в наблюдении не участвовал

Предельная величина звёзд видимых в данной области: 4

ПРИЛОЖЕНИЕ С

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/263495-formirovanie-issledovatelskoj-kompetentnosti-