автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Использование изображений Земли из космоса в школьном курсе географии
- Автор научной работы
- Тимохина, Ильмира Борисовна
- Ученая степень
- кандидата педагогических наук
- Место защиты
- Москва
- Год защиты
- 2011
- Специальность ВАК РФ
- 13.00.02
Автореферат диссертации по теме "Использование изображений Земли из космоса в школьном курсе географии"
На правах рукописи
ТИМОХИНА ИЛЬМИРА БОРИСОВНА
Использование изображений Земли из космоса в школьном курсе географии (на примере начального курса)
Специальность 13.00.02 — Теория и методика обучения и воспитания
(география)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
2 ОЕЗ т
Москва-2011
005009023
Работа выполнена на кафедре методики преподавания географии географического факультета федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский педагогический государственный университет»
кандидат педагогических наук, доцент Летягин А. А.
Официальные оппоненты:
доктор педагогических наук, профессор Голов Василий Пантелеевич
кандидат педагогических наук, профессор Аксакалова Галина Петровна
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Нижегородский государственный
педагогический университет»
Защита состоится "27" февраля 2012г. в 15.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.23 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 119021, г. Москва, Несвижский пер., д.З, химический факультет Mill У, зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119991, г. Москва, ул. М. Пироговская, д.1.
Научный руководитель:
Автореферат разослан « » / _2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования.
В связи с изменениями, происходящими в современном мире, общество постоянно переосмысливает социальный заказ школе, изменяет или корректирует цели и задачи школьного образования, тем самым создавая предпосылки для разработки новых образовательных стандартов. В отличие от стандартов первого поколения, которые были ориентированы, в основном, на обеспечение определенного уровня подготовки школьников, стандарты второго поколения предусматривают, прежде всего, формирование деятельной, самостоятельной и компетентностной личности.
Основу образовательного стандарта второго поколения составляют положения парадигмы о деятельностном подходе JI.C. Выготского, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова и А.Н. Леонтьева. В связи с этим, учителю географии необходимо решить сложную методическую задачу - реализовать деятельностный подход на практике, в том числе сформировать у учащихся готовность использовать современные источники географической информации в повседневной жизни и практической деятельности. Именно такая задача сформулирована в федеральном государственном образовательном стандарте второго поколения (ФГОС, 2010) и подтверждается требованиями к результатам освоения образовательной программы основного общего образования.
В настоящее время продолжает оставаться актуальным вопрос о создании и использовании современных средств обучения, к числу которых относятся изображения Земли из космоса. В методике обучения географии проблема использования изображений Земли из космоса отражена в работах Н.К. Семакина, М. Назирова, A.M. Куприна, З.Н. Байковой, Э.М. Цыпиной и Н.М. Сваткова. В исследованиях, посвященных вопросам использования данных дистанционного зондирования Земли в школьных курсах географии, сделаны выводы об эффективном формировании у школьников многих географических представлений и понятий посредством изображений Земли из космоса, а также о повышении интереса учащихся к изучению географии.
Использование изображений Земли из космоса приобретает особое значение при изучении начального курса географии, так как именно в этом курсе закладываются основные знания о земной поверхности, а также формируется определенная система топографо-картографических знаний и умений, которая создает условия для изучения особенностей географических объектов и явлений.
Применяя изображения Земли из космоса в начальном курсе географии, учителя смогут познакомить учащихся не только с современными источниками географической информации, но и сформировать объективный целостный образ мира с его пространственно-временными характеристиками и личностным значением. Изображения Земли из космоса можно использовать не только на уроках географии, но и на уроках других школьных дисциплин (экология, биология, химия и физика), что существенным образом расширяет границы их использования.
Проведённое исследование в педагогических вузах и общеобразовательных учреждениях Москвы, Московской области позволило выявить, что у респондентов (учителя - 82 %, студенты - 87 %, школьники - 56 %) отмечается существенный интерес к содержанию и работе с изображениями Земли из космоса. По мнению учителей (89 %) и студентов (99 %), применение изображений Земли из космоса сделает урок географии более интересным, позволит сформировать у учащихся пространственное мышление и показать изменение географических объектов и явлений во времени. Но при этом учителя (88 %) и студенты (80 %) отмечают недостаток знаний о технологиях космической съёмки, а также умений для «чтения» изображений Земли из космоса.
Таким образом, при использовании изображений Земли из космоса в школьной географии обозначилось следующее противоречие: с одной стороны, назрела необходимость использования изображений Земли из космоса в профессиональной и практической деятельности современного человека, а с другой стороны, изображения Земли из космоса недостаточно широко применяются в процессе обучения географии.
Необходимость преодоления данного противоречия обусловила постановку проблемы исследования: какие методические условия необходимо соблюдать в процессе использования изображений Земли из космоса на уроках географии с целью успешной подготовки школьников к пониманию специфики космической информации и к её применению в своей деятельности.
Исходя из осознания данной проблемы, была сформулирована тема настоящего исследования: «Использование изображений Земли из космоса в школьном курсе географии (на примере начального курса)».
Цель: определить и экспериментально проверить методические условия эффективного использования изображений Земли из космоса в начальном курсе географии.
Объект исследования - процесс обучения географии в основной школе (на примере начального курса).
Предмет исследования - использование изображений Земли из космоса при изучении начального курса географии.
Гипотеза исследования: использование изображений Земли из космоса в начальном курсе географии будет эффективным, если:
1) определить место изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии с учётом их дидактических функций;
2) выявить и обосновать методические условия отбора и использования изображений Земли из космоса для формирования предметных результатов обучения географии.
Цель исследования и выдвинутая гипотеза определили необходимость решения следующих задач:
1) изучить историю развития дистанционных методов изучения Земли и осуществить анализ опыта применения его результатов в школьной географии;
2) уточнить место изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии с учётом их дидактических функций;
3) выявить и обосновать методические условия использования изображений Земли из космоса при изучении начального курса географии;
4) проверить в опытно-экспериментальных условиях эффективность выделенных методических условий использования изображений Земли из космоса в процессе обучения начальному курсу географии.
Методологическую основу исследования составляют положения научных концепций педагогики, психологии и методики обучения географии:
-теория деятельностного подхода (Выготский Л.С., Гальперин ПЛ., Давыдов В.В., Леонтьев А.Н.);
-теоретические основы создания и использования средств обучения (Журин A.A., Зазнобина Л.С., Зельманова Л.М., Назарова Т.С., Полат Е.С., Полторак Д.И., Прессман Л.П., Самойлов И.И., Шаповаленко С.Г., ШахмаевН.М., в том числе по географии Барков A.C., Барышева Ю.Г., Вестицкий М.Б., Голов В.П.);
-разработки по теории и методике обучению начальному курсу географии (Буданов В.П., Богданов Л.А., Герасимова Т.П., Максимов H.A., Щенёв В.А.).
Для реализации поставленных задач применялись следующие методы исследования:
- теоретические - анализ и обобщение научно-теоретической, психолого-педагогической и методической литературы, изучение и обобщение передового опыта, разработка методических условий использования изображений Земли из космоса;
-эмпирические - педагогическое наблюдение, беседы, анкетирование учителей, студентов и учащихся; анализ школьной документации; естественный педагогический эксперимент; метод сравнительного анализа; метод экспертных оценок.
Научная новизна заключается в:
- уточнении места изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии с учётом их дидактических функций;
- разработке требований к отбору изображений Земли из космоса как одного из методических условий использования при изучении начального курса географии.
Теоретическая значимость исследования заключается в разработке методических условий эффективного использования изображений Земли из космоса, что включает:
- определение основных направлений практического использования изображений Земли из космоса в процессе обучения географии;
-определение требований к отбору изображений Земли из космоса для использования их с образовательной целью.
Практическая значимость исследования состоит в разработке серии практических работ с применением изображений Земли из космоса, которые могут быть использованы в процессе обучения географии.
Этапы проведения диссертационного исследования:
Первый этап (2008-2009 гг.) - поисково-аналитический. Изучение школьной практики, теоретический анализ технической, психолого-педагогической и научно-методической литературы по проблеме использования изображений Земли из космоса в школьных курсах географии. Были определены цель, объект, предмет, задачи исследования, сформулирована рабочая гипотеза, определены методические условия использования изображений Земли из космоса на уроках начального курса географии.
Второй этап (2009-2011 гг.)-экспериментальный. Период обобщения накопленного теоретического материала и разработки серии практических работ с применением изображений Земли из космоса. Проведение педагогического эксперимента по апробации методических условий использования изображений Земли из космоса в курсе географии 6 класса в школах г. Москвы № 14, 304, 500, 1219, 1548, Лицее «Вторая школа», г. Фрязино (Московская область) № 1, 7.
Третий этап (2010-2011 гг.) - теоретико-обобщающий. Обобщение результатов опытно-экспериментальной работы, формулирование выводов, уточнение перспектив и задач дальнейшего развития работы по использованию изображений Земли из космоса, подготовка текста диссертации.
Достоверность результатов исследования обусловлена соблюдением при проведении исследования требований методологии педагогической науки, организацией на их основе опытно-экспериментальной работы и использованием комплекса методов исследования, адекватных её целям, задачам и содержанию.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Изображения Земли из космоса в системе средств обучения географии относятся к группе средств обучения «Изображения географических объектов и явлений», что объясняется их дидактическими функциями:
-обеспечение расширения и углубления знаний учащихся об изучаемых географических объектах и явлениях;
- обеспечение формирования эмоционально-ценностного отношения к окружающей действительности;
- обеспечение формирования наглядно-действенного видения мира;
- обеспечение формирования интеллектуальных и практических умений и навыков.
2. Методические условия использования изображений Земли из космоса в начальном курсе географии, среди которых:
- основные направления практического использования изображений Земли из космоса в процессе обучения географии: понимать, дешифрировать и читать. Понимание изображений Земли из космоса предполагает формирование у школьников знаний об основных свойствах космических снимков, главных особенностях отображения на них различных типов и видов географических
объектов, умений различать очертания географических объектов на снимке и распознавать их среди других географических объектов. Умение дешифрировать изображения Земли из космоса состоит из овладения учащимися способами выявления качественных и количественных характеристик географических объектов и явлений. В процессе чтения изображений Земли из космоса учащиеся овладевают способами составления описаний географических объектов и явлений на основе результатов дешифрирования изображений Земли из космоса;
- требования к отбору изображений Земли из космоса для формирования предметных результатов обучения географии: научно-педагогические, технические и специфические обусловленные содержанием начального курса географии. Научно-педагогические требования обеспечивают соответствие содержания снимков целям и задачам образования, позволяют применять при работе со снимками соответствующие методы и организационные формы обучения. Технические и специфические требования включают учёт дешифровочных свойств изображений Земли из космоса, зависящих от конкретных условий съёмки. Учёт требований, обусловленных содержанием отдельных школьных курсов географии, позволит создать у школьников чувственную опору для восприятия, осознания и объяснения специфики объектов и явлений географической действительности, что, в свою очередь, обеспечит формирование предметных результатов обучения;
-разработку и проведение практических работ на основе применения изображений Земли из космоса необходимо осуществлять с учётом основных направлений практической деятельности учащихся и требований к отбору изображений Земли.
Апробация и внедрение результатов исследования проводились в ходе опытно-экспериментальной работы в общеобразовательных учреждениях на базе школ г. Москвы № 14, 304, 500, 1219, 1548, Лицей «Вторая школа», г. Фрязино (Московская область) № 1,7. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на международных, Всероссийских, областных и межвузовских научно-практических и научно-методических конференциях, на заседании комиссии учебной географии и краеведения Русского географического общества, на научных чтениях МПГУ. Результаты исследования нашли своё отражение в печатных работах. Всего опубликовано 8 работ, среди которых 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура ' диссертации определяется целью, гипотезой, задачами и логикой исследования. Она состоит из введения, трёх глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объём диссертации составляет 177 страниц и содержит 1 диаграмму, 13 таблиц, 57 рисунков и 16 приложений. Список использованной литературы включает 198 наименований на русском и иностранном языках, ссылки на Интернет-ресурсы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении обосновываются актуальность и степень разработанности проблемы исследования, определяются его цель, объект, предмет, задачи;
формулируется гипотеза исследования и положения, выносимые на защиту; определяются научная новизна и теоретическая значимость работы, практическая значимость результатов, их достоверность; описываются методы, этапы диссертационного исследования, экспериментальная база исследования.
В первой главе показано, как трактуются в литературе понятия «дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ)» и «данные дистанционного зондирования Земли (ДЦЗЗ)»; рассмотрены технические параметры ДЦЗЗ и их дешифровочные свойства; определено место изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии с учетом их дидактических функций и технических характеристик; рассмотрена история использования ДЦЗЗ в обучении географии (с 1950 года по настоящее время).
Использование методов дистанционного зондирования Земли в географической науке позволяет постоянно получать информацию о пространственных и динамических особенностях природных явлений, открывает новые возможности непрерывного наблюдения многих процессов и явлений, происходящих на Земле. Это позволило, в свою очередь, внести серьезные изменения в изучение ряда фундаментальных проблем географии: выявление взаимосвязей отдельных географических оболочек Земли, изучение динамики и ритмики природных объектов и явлений, изменений природы под влиянием человека.
Возникновение термина «дистанционное зондирование Земли» (1950) связано с расширением возможностей полётов (повышение высоты и скорости космического носителя), что позволило существенно расширить методы исследования за счёт появления возможностей вести глобальный обзор поверхности Земли, осуществлять строгую периодичность получения тех или иных данных. В настоящее время большинство специалистов, занимающихся проблемами ДЗЗ, понимают под этим термином получение информации о земной поверхности, включая расположенные на ней объекты, без непосредственного контакта с ней путём регистрации приходящего от него электромагнитного излучения.
Данные, полученные в процессе съёмки любыми неконтактными (дистанционными) методами, принято называть данными дистанционного зондирования Земли. К ДДЗЗ относят данные, полученные в процессе воздушного, космического и подводного зондирования в одном или нескольких участках электромагнитного спектра. Качество ДЦЗЗ зависит от условий съёмки, особенностей аппаратуры, съёмочного диапазона и разрешения.
Возможности использования изображений Земли из космоса определяются техническими параметрами снимков и их дешифровочными свойствами, то есть распознаванием географических объектов, их свойств и взаимосвязей по изображениям на снимке. К основным техническим параметрам космических снимков относятся спектральный диапазон, разрешение, обзорность и масштаб.
В отличие от космических снимков начала космической эры, которые были преимущественно чёрно-белыми, низкого разрешения и глобальными по охвату территории, современные космические снимки отличаются большим
разнообразием по техническим параметрам.
Для использования изображений Земли из космоса в учебно-воспитательном процессе необходимо определить их место в системе средств обучения. Чтобы изобразить иерархичность системы средств обучения географии, сложившуюся в современной школе, и определить в ней место изображений Земли из космоса, была использована классификация средств обучения, разработанная специалистами Научно-исследовательского института школьного оборудования и технических средств обучения (НИИ ШОТСО). Классификация средств обучения географии основывается на принципе деления их по способу изображения и отображения географических объектов и явлений, что определяется, прежде всего, спецификой географии.
Рис. 1. Система средств обучения географии (схема уточнена автором)
В ходе исследования было выявлено, что изображения Земли из космоса наряду с аэрофотоснимками и ЗЕ> моделями, созданными на основе ДДЗЗ, в системе средств обучения географии относятся к группе изображений и отображений предметов и явлений, поскольку определяются их возможностями (рис. 1):
• наглядно представить географические процессы;
• информировать о размещении объектов на земной поверхности;
• показывать динамику географических процессов;
• осуществлять мониторинг (постоянное слежение) за состоянием географических объектов и процессов.
К группе инструментов и приборов относятся ОРБ-навигаторы, прибор «Космос-М2» и Школьные лаборатории ДЗЗ.
Изучение опыта использования изображений Земли из космоса, который отражен в учебной и учебно-методической литературе, позволило выделить четыре этапа их применения.
На первом этапе (с 1950-х - до середины 1960-х гг.) впервые в школьных атласах и учебниках по географии появились результаты аэрофотосъёмки, которые были представлены единичными аэрофотоснимками местности. Использование аэрофотоснимков на данном этапе было ограничено условиями режима доступности данных материалов. В это время впервые специалистами начинается употребляться термин ДЗЗ, но в понятийном терминологическом аппарате школьной географии он ещё не появился.
С середины 1960-х до середины 1980-х гг. выделяется второй этап использования результатов ДЗЗ. Он характеризуется активным использованием изображений Земли из космоса в научных исследованиях, а также включением космической фотоинформации в содержания учебников географии и школьных географических атласов.
Большое значение для развития приёмов использования изображений Земли из космоса в школьном образовании на втором этапе имел эксперимент «Использование космической фотоинформации в обучении физической географии», который был осуществлён сотрудниками института школ Министерства просвещения РСФСР в 1971-1975 годах.
Несмотря на то, что данный эксперимент проходил на серьёзной научно-методической базе, он показал, что многие учителя испытывали трудности при чтении космических фотоизображений земной поверхности и им не удалось в полной мере раскрыть все преимущества ДДЗЗ. В то же время, результаты эксперимента позволили сделать важный вывод о необходимости использования ДДЗЗ, что способствовало бы повышению интереса учащихся к содержанию школьных курсов географии. Однако была отмечена необходимость специальной подготовки учителей географии и студентов педагогических вузов по вопросам космического землеведения.
Третий этап (с сер. 1980-х гг. - до сер. 1990-х гг.) характеризуется использованием ДДЗЗ, основанных на современных технологиях, в теоретических и прикладных исследованиях зарубежной школы. В отечественной школе изображения Земли из космоса используются эпизодично, а на страницах журнала «География в школе» появляются публикации, посвященные особенностям аэрокосмических методов, атласам, в содержании которых используются космические снимки, а также возможностям использования Д ДЗЗ в школе.
Современный этап (с сер. 1990-х гг. по настоящее время) применения изображений Земли из космоса характеризуется активным внедрением в практику работы учителей географии ДДЗЗ. Изображения Земли из космоса используются в содержании школьной географии (учебниках, атласах, рабочих тетрадях и др.) не только для показа географических объектов и явлений, но и применяются для организации практической деятельности учащихся. Большое распространение изображения Земли из космоса получили в олимпиадных заданиях разного уровня.
Таким образом, в систему средств обучения ДДЗЗ (аэрофотоснимки и изображения Земли из космоса) вошли давно. Однако практика их использования в процессе обучения географии была ограничена, так как, во-первых, большая часть космической информации долгое время оставалась недоступной для общего пользования; во-вторых, до появления цифровых технологий изображения Земли из космоса были недостаточно хорошего качества, что затрудняло их дешифрирование, а также не обеспечивало высокий уровень наглядности.
К настоящему времени в школьной географии назрела необходимость использования изображений Земли из космоса, что объясняется высоким уровнем их практической значимости в современной жизни. Однако для обучения школьников использованию современных источников географической информации (аэрофотоснимки, космические снимки, ЗБ-,модели), необходимо соблюдать определённые методические условия.
Во второй главе диссертации показано как трактуется понятие «методические условия» в научно-методической литературе, рассмотрены основные направления практического использования изображений Земли из космоса, определены требования к отбору изображений Земли из космоса, рассмотрено формирование географических представлений и умений работы с изображений Земли из космоса в ходе практической деятельности учащихся.
Использование изображений Земли из космоса в содержании начального курса географии будет успешным при соблюдении необходимых методических условий. Под методическими условиями в настоящем исследовании понимаются специально создаваемые обстоятельства, обеспечивающие эффективное использование изображений Земли из космоса при обучении начальному курсу географии.
Методические условия использования изображений Земли из космоса для обучения начальному курсу географии включают (рис 2):
- основные направления практического использования изображений Земли из космоса в процессе обучения географии;
- требования к отбору изображений Земли из космоса для использования их с образовательной целью;
- практические работы с применением изображений Земли из космоса.
При определении основных направлений практического использования
изображений Земли из космоса в начальном курсе географии необходимо исходить из современных представлений о результатах обучения географии, т.е. из предметных, метапредметных и личностных результатах обучения. В исследовании были выделены следующие основные направления практического использования изображений Земли из космоса при обучении начальному курсу географии: понимание, дешифрирование, чтение изображений Земли из космоса (рис. 2).
Первое направление практической деятельности учащихся с изображениями Земли из космоса заключается в овладении школьниками умением понимать изображения Земли из космоса. Научить понимать изображения Земли из космоса
Рис. 2. Методические условия использования изображений Земли из космоса при изучении начального курса географии
предполагает формирование у школьников знаний об основных свойствах космических снимков, главных особенностях отображения на них различных типов и видов географических объектов, умений различать очертания (размер, форму, тени собственные и падающие, цвет, структуру рисунка) географических объектов на снимке и распознавать их среди других географических объектов.
Второе направление практической деятельности учащихся с космическими снимками заключается в освоении умением дешифрировать изображения Земли из космоса. Группа умений дешифрировать изображения Земли из космоса предполагает овладение учащимися способами выявления качественных и количественных характеристик географических объектов и явлений. Умения дешифрировать изображения Земли из космоса занимают промежуточное положение между группами умений понимать и читать изображения Земли из космоса, так как они могут быть сформированы после овладения учащимися группой умений понимать изображения Земли из космоса и являются основой для формирования умений читать изображения Земли из космоса.
Третье направление практической деятельности учащихся с изображениями Земли из космоса составляют умения читать изображения Земли из космоса. Они предполагают овладение учащимися способами составления описаний географических объектов и явлений на основе результатов дешифрирования изображений Земли из космоса.
Исследование основных направлений использования изображений Земли из космоса позволило выявить три группы требований к их отбору: научно-педагогические, технические и обусловленные содержанием отдельного школьного курса географии.
Научно-педагогические требования обеспечивают соответствие содержания снимков целям и задачам образования, позволяют применять при работе со снимками соответствующие методы и организационные формы обучения.
Одной из целей географического образования является «научиться работать с источниками географической информации». Данная цель конкретизируется в задачах, которые можно разделить на теоретико-мировоззренческие и прикладные.
Теоретико-мировоззренческие задачи включают в себя:
-формирование у школьников представлений о географических объектах и явлениях с помощью изображений Земли из космоса;
- усвоение школьниками с помощью изображений Земли из космоса многообразия современного географического пространства на разных его уровнях (от своей местности до Земли в целом);
- познание учащимися с помощью изображений Земли из космоса характера и динамики процессов, происходящих как в географической оболочке в целом, так и в отдельных её частях;
-формирование у учащихся с помощью изображений Земли из космоса понимания особенностей взаимодействия природы и общества, закономерностей
территориальной организации хозяйства, значения охраны окружающей среды и рационального природопользования в масштабах своей страны и мира.
К прикладным задачам использования изображений Земли из космоса в школьной географии относятся:
- формирование умений учащихся работать с источниками географической информации, получаемой из космоса;
- ознакомление не только с традиционными, но и с современными дистанционными методами географической науки, адаптированными для школы;
-знакомство школьников с направлениями использования данных дистанционного зондирования Земли в производственной и повседневной бытовой деятельности.
При работе с изображениями Земли из космоса можно использовать различные методы обучения: объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, проблемного изложения, частично-поисковый и исследовательский.
Выбор метода обучения зависит от содержания образовательных и воспитательных задач отдельного курса школьной географии, его разделов и тем, от особенностей познавательной деятельности школьников.
Необходимо отметить, что при работе с изображениями Земли из космоса, возможно, их использование одновременно для работы со всеми учащимися, группой учащихся или в ходе индивидуальной работы. Например, при использовании изображений Земли из космоса в 6 классе приоритет следует отдавать групповым формам работы, так как именно в этом возрасте особое значение приобретает общение с учителем и друг с другом. Также необходимо принимать во внимание то, что для организации фронтальной работы лучше всего использовать изображения Земли из космоса, которые будут выведены на экран с помощью мультимедийного проектора. Это позволит всем ученикам выполнить одинаковую для всех работу, а при индивидуальной и групповой работе -использовать настольные изображения Земли из космоса.
Технические и специфические требования включают учёт дешифровочных свойств изображений Земли из космоса (спектральный диапазон, разрешение, обзорность или территориальный охват, масштаб), зависящих от конкретных условий съёмки (высота орбиты, характеристики съёмочной аппаратуры).
Наибольшее значение для отбора изображений Земли из космоса с образовательной целью имеет спектральный диапазон и разрешение. От спектрального диапазона зависят отражательные и излучательные характеристики объектов, которые регистрируются при съёмке. Например, для действительного изображения географических объектов и явлений необходимо использовать снимки в видимом диапазоне (световые), а для изучения температурных различий участков земной поверхности - снимки в тепловом (инфракрасном) диапазоне (3-1000 мкм).
Не менее важное свойство изображений Земли из космоса, которое необходимо учитывать при их отборе с целью использования в образовательном
процессе, - его разрешение. Например, для показа учащимся всей земной поверхности достаточно использовать космические снимки низкого разрешения, а для показа физико-географической страны - изображения среднего разрешения, для показа отдельного географического объекта или явления - высокого разрешения.
В начальном курсе географии возможно использование изображений Земли из космоса разного разрешения (низкого, среднего и высокого), но при этом необходимо помнить, что изображение на снимках должно быть чётким и ясным. Контуры берегов, линии рек и других объектов должны быть хорошо видны.
Требования, обусловленные содержанием отдельного школьного курса географии, определяют отбор изображений Земли из космоса в соответствии с компонентами содержания образования. В методике преподавания географии выделяют четыре компонента: знания, умения, опыт творческой деятельности и опыт эмоционально-ценностного отношения к миру, деятельности, людям (таблица 1).
Таблица 1
Компоненты содержания образования Примеры задания
Знания (представления) Используя космический снимок океанов, ответьте на следующие вопросы: 1) Почему цвет воды в средней части океана и вдоль подводных окраин материков в Атлантическом океане светлее, чем ложе океана? 2) В каком океане срединно-океанический хребет не занимает срединное положение? 3) В каком океане срединно-океанический хребет самый широкий?
Умения Установите соответствие между изображениями, полученными с помощью искусственных спутников, и физической картой полушарий
Опыт творческой деятельности Используя космические снимки, сделанные с борта Международной космической станции 20 - 25 апреля 2009 г. (Ъщ):/Лу\уш.па5а.£0у/). которые позволили обнаружить кольцевые структуры диаметром до 4,4 км на льду озера, ответьте на следующие вопросы: 1) На каком озере были обнаружены кольцевые ледяные структуры? 2) Выберите наиболее вероятные причины образования «ледяных кругов» на озере: а) результат воздействия НЛО и инопланетных «гостей»; б) выделение метана из ила со дна озера (мощность осадочных отложений составляет 7 км); в) деятельности газоводогрязевых вулканов на дне озера; г) результат хозяйственной деятельности людей. 3) Как можно объяснить форму ледяных структур на озере с позиции выбранной Вами гипотезы?
Опыт эмоционально-ценностного отношения к миру, деятельности, людям Используя космические снимками индонезийского города Банда-Ачех, расположенного на северной оконечности острова Суматра, ответьте на следующие вопросы: 1) Как изменилась территория до и после цунами? 2) Как можно помочь жителям, которые пережили цунами?
Как показало исследование, использование изображений Земли из космоса, отвечающих требованиям по их отбору, позволяет создавать у школьников чувственную опору для восприятия, познания и объяснения специфики объектов и явлений географической действительности, что, в свою очередь, обеспечивает формирование предметных результатов обучения.
Изображения Земли из космоса являются особым средством обучения географии, которое позволяет формировать представления о реальных географических объектах и явлениях, тем самым обогащая образ мира школьника.
Использование изображений Земли из космоса позволит сформировать пространственные, временные и качественные представления.
Особенности формирования представлений географических объектов и явлений средствами изображений Земли и космоса вытекают из сущности процесса познания, который состоит из интеллектуально-чувственных форм ощущения, восприятия, представления и закрепления представления.
Примером формирования временных представлений может быть учебная работа с космическими снимками Аральского моря-озера, расположенного на территории Узбекистана и Казахстана. При этом учитель отмечает, что еще не так давно Аральское море было четвертым по величине озером в мире, славилось богатейшими природными запасами, а зона Приаралья считалась процветающей и биологически богатой природной средой. Уникальная замкнутость и разнообразие Арала не оставляли никого равнодушным. И неудивительно, что озеро получило такое название. Ведь слово «арал» в переводе с тюркского языка означает «остров».
Подготовив учащихся к восприятию, учитель предлагает, используя космические снимки Аральского моря-озера, ответить на следующие вопросы:
1. Как изменилась площадь озера с 2004 по 2011 год?
2. Как вы думаете, почему на изображениях в одних местах поверхностные воды Аральского моря-озера имеют более тёмный цвет, чем в других?
3. Выберите наиболее вероятные причины изменения площади Аральского моря-озера?
4. Как эти изменения отразились на условиях среды обитания организмов?
5. Как вы считаете, можно ли ещё спасти Аральское море-озеро?
Таким образом, формирование зрительных образов изучаемых объектов и явлений с помощью изображений Земли из космоса способствует более конкретному восприятию их сущности и прочному запоминанию содержания учебного материала.
Усвоение знаний непрерывно связано с процессом формирования приёмов учебной работы. В связи с этим, в ходе исследования были выявлены следующие приёмы учебной работы учащихся с изображениями Земли из космоса:
- различать очертания географических объектов и процессов;
- определять направления на стороны горизонта по плану, аэрофотоснимку, космическому снимку;
- описывать положение географических объектов и явлений;
- сравнивать различные изображения земной поверхности на космическом снимке с другими источниками географической информации (план, карта, аэрофотоснимок и др.);
- составлять описания географических объектов и процессов.
Разработка серии практических работ с применением изображений Земли
из космоса осуществлялась с учётом основных направлений практической деятельности учащихся, требований к отбору изображений Земли и приёмов учебной работы с изображениями Земли из космоса (Рис. 2).
В третьей главе представлены результаты опытно-экспериментальной
работы.
Главной целью опытно-экспериментальной работы было апробировать в рамках учебного процесса разработанные методические условия использования изображений Земли из космоса при обучении начальному курсу географии.
Проверка эффективности методических условий осуществлялась посредством разработанной серии практических работ с использованием изображений Земли из космоса по следующим темам: «Взгляд на Землю из космоса», «Изображение земной поверхности», «Рельеф земной поверхности», «Мировой океан - главная часть гидросферы», «Озёра», «Разнообразие облаков».
Опытно-экспериментальная работа осуществлялась с 2009 года по 2011 год на базе школ г. Москвы № 14, 304, 500 (работал автор исследования), 1219, Лицея «Вторая школа», г. Фрязино № 1, 7. В экспериментально-опытной работе принимали участие учащиеся 5, 6, 7 классов (с общим числом учащихся 465).
В основу содержания системы практических работ были положены предметные результаты обучения, к которым относятся следующие базовые географические знания и умения.
Знания:
- о дистанционных методах исследования Земли, о космических снимках, географической карте, аэрофотоснимке, плане и др.;
- об истории освоения космического пространства;
- о сущности и особенностях изображения географических объектов и процессов на аэрофотоснимке, космическом снимке, географической карте, плане.
Умения:
- различать очертания географических объектов и процессов;
- определять направления на стороны горизонта по плану, аэрофотоснимку, космическому снимку;
- описывать положение географических объектов и явлений;
- сравнивать различные изображения земной поверхности на космическом снимке с другими источниками географической информации (план, карта, аэрофотоснимок и др.);
- составлять описания географических объектов и процессов.
Выбор данных знаний и умений в качестве показателей диагностики обоснован следующими причинами:
1 - эти знания и умения находят применение при изучении географии и других учебных дисциплин;
2 - они могут быть составной частью других умений, которыми овладевают школьники при обучении географии.
Для оценки уровня сформированное™ географических представлений у учащихся средствами изображений Земли из космоса в процессе обучения начальному курсу географии, была разработана следующая уровневая система:
Нулевой уровень - у учащихся отсутствуют географические представления об основных географических объектах и явлениях, о форме земной поверхности, о различии гор и равнин по высоте, срединно-океанических хребтах и т.д..
Низкий уровень-у учащихся географические представления носят фрагментарный характер, запас конкретных представлений небольшой, отсутствуют общие представления, например, учащиеся, имеют представления о различных формах облаков, но они не могут назвать формы и виды облаков, у них нет конкретных представлений о высоте формирования облаков и т.д..
Средний уровень - учащиеся имеют значительный запас конкретных и общих географических представлений, но при этом они недостаточно полные. В мысленной картине присутствуют почти все детали образа. Характеризуя, например, различия гор или равнин по высоте, учащиеся указывают не на все их особенности.
Высокий уровень - учащиеся имеют представления об особенностях географических объектов и явлениях или их отдельных свойствах, то есть с помощью изображений Земли из космоса у них созданы образы географических объектов и явлений.
По полученным результатам была составлена таблица сформированное™ географических представлений средствами изображений Земли из космоса у учащихся 6 классов (таблица 2).
Таблица 2
Результаты проверки сформированное™ географических представлений
средствами изображений Земли из космоса у учащихся _6 классов ГОУ СОШ № 500 г. Москвы
Уровень Классы Успеваемость Качество
сформированности % знаний %
представлений 6 «а» 6 «б» 6 «а» 6 «б» 6 «а» 6 «б»
(26 учащихся) (24 учащихся)
экспериментальный контрольный
Нулевой - -
Низкий 6 11 100 100 76 54
Средний 13 9
Высокий 7 4
Из таблицы 2 видно, что уровень сформированности географических представлений средствами изображений Земли из космоса у учащихся 6 «а» класса
повышается, чему в немалой степени способствовали изображения Земли из космоса.
Таким образом, использование изображений Земли из космоса помогают сформировать объективный целостный образ мира с его пространственно-временными характеристиками и личностным значением.
Для определения педагогической эффективности формирования умений работы с изображениями Земли из космоса в ходе практической деятельности учащихся использовалось два способа: метод экспертных оценок и сравнительный анализ.
Метод экспертных оценок результатов деятельности школьников осуществлялся по критериям, которые известны в педагогике и были систематизированы М.Н. Скаткиным и В.В. Краевским (а именно, полнота, глубина, гибкость, конкретность и обобщённость, свёрнутость и развёрнутость, систематичность и системность, осознанность и прочность знаний). Для оценки уровня усвоения знаний и умений по каждой практической работе использовалась таблица, которую заполняли присутствующие на практических работах педагоги-эксперты и учитель географии.
По полученным результатам экспертных оценок была построена диаграмма уровней сформированное™ умений у учащихся 6 классов (диаграмма 1).
Диаграмма 1. Сравнительная характеристика уровней сформированности
умений у учащихся 6 классов
■ умение различать очертания географических объектов и процессов
В умение сравнивать различные изображения земной поверхности
о умение составлять описания географических объектов и процессов по изображениям Земли из космоса
Анализ результатов показал, что уровень сформированности умений у учащихся 6 классов повышается, чему в немалой степени способствовали изображения Земли из космоса.
Для определения педагогической эффективности формирования умений работы с изображениями Земли из космоса методом сравнительного анализа были сформированы две группы учащихся, имеющих одинаковый уровень успеваемости.
100%
Пр.раб. 1 Пр.раб. 2 Пр. раб.З Пр. раб.4 Пр. раб. 5 Пр. раб. 6 Наименование практических работ
Одна группа была экспериментальной, а другая — контрольной. Каждая практическая работа содержала 3 задания для учащихся и эталон выполнения правильного задания для учителя.
Таблица 3
Результаты проверки усвоения знаний и умений по теме
«Мировой океан - главная часть гидросферы»_
Вопросы и задания Число Коэффициент усвоения знаний
учащихся контрольный экспериментальный
1 задание
1 вопрос 0,8 0,9
2 вопрос 0,7 0,9
3 вопрос 0,7 0,9
2 задание 135+125 =260
1 вопрос 0,6 0,9
2 вопрос 0,5 0,8
3 вопрос 0,6 0,7
3 задание
1 вопрос 0,6 0,8
2 вопрос 0,6 0,8
С помощью эталона проверялось количество правильно выполненных заданий. Сравнение ответов учащихся с эталоном позволило определить коэффициент усвоения знаний и умений (Ку):
Ку = А/Р, где Ку - коэффициент усвоения;
А - число правильных ответов учащихся;
Р - число ответов в эталоне.
Значение коэффициента усвоения изменяется от нуля до единицы. Данный способ проверки результатов практических заданий считается достоверным, так как он рассчитывается для заданий и вопросов разного уровня сложности.
Сопоставление данных проверки коэффициента усвоения контрольных и экспериментальных классов свидетельствует о том, что учащиеся экспериментальных классов, где обучение проводилось на основе разработанных экспериментальных материалов, показали более высокие результаты усвоения умений (таблица 3). На основе этого можно утверждать, что использование изображений Земли из космоса способствует более глубокому усвоению географических знаний и умений.
По результатам опытно-экспериментальной работы можно сделать вывод, что эффективность выполнения практических работ с применением изображений Земли из космоса постепенно увеличивается от одной практической работы к другой. Наблюдается постепенный переход учащихся на всё более высокий уровень овладения географическими знаниями и умениями. Полученные результаты подтверждают влияние методических условий использования изображений Земли на эффективность формирования предметных результатов обучения, а именно знаний (представлений) и умений.
В заключении подводятся итоги проведённого исследования. В соответствии с поставленными целью и задачами исследования получены следующие научные результаты:
1. Метод ДЗЗ позволяет постоянно получать информацию о пространственных и динамических особенностях географических объектов и явлений, тем самым открывая новые возможности для непрерывного наблюдения за многими процессами и явлениями, происходящими на Земле. Использование ДЦЗЗ в школьном географическом образовании позволяет приобщить учащихся к современным научным знаниям, которые учащиеся смогут использовать в дальнейшем в различных областях науки, образования и хозяйства.
2. Анализ опыта использования ДЦЗЗ позволил установить, что использование изображений Земли из космоса в процессе обучения географии открывает новые возможности формирования объективных образов территорий, расширяет их кругозор. Даже чёрно-белые космические снимки позволяют представить реальный облик земной поверхности, тем более, велика роль цветных космических снимков в создании объективного зрительного образа. Формирование таких образов и является главной целью использования учебно-наглядных пособий по географии.
3. Системный анализ позволил определить место изображений Земли из космоса и средств получения ДЦЗЗ в классификации средств обучения географии. Аэрофотоснимки и изображения Земли из космоса были отнесены к группе средств обучения «Изображения географических объектов и явлений», а СРБ-навигатор, прибор «Космос-М2» и Школьные лаборатории ДЗЗ - к группе средств обучения «Инструменты и приборы».
4. Выявлены методические условия эффективного использования изображений Земли из космоса в начальном курсе географии, среди которых:
- основные направления практического использования изображений Земли из космоса в процессе обучения географии;
- требования к отбору изображений Земли из космоса для использования их с образовательной целью;
- практические работы с применением изображений Земли из космоса.
5. В ходе исследования было установлено, что использование изображений Земли из космоса позволяет организовать практическую деятельность учащихся в трёх направлениях: по формированию умений понимать, дешифрировать и читать изображения Земли из космоса.
6. Исследование основных направлений практического использования изображений Земли из космоса позволило выявить следующие группы требований к их отбору: научно-педагогические, технические и обусловленные содержанием отдельного школьного курса географии. Использование изображений Земли из космоса, отвечающих требованиям по их отбору, позволит создать у школьников чувственную опору для восприятия, познания и объяснения специфики объектов и явлений географической действительности, что в свою очередь обеспечит личностное развитие учащихся.
7. Изображения Земли из космоса являются особым средством обучения географии, которое позволяет формировать представления о реальных географических объектах и явлениях, тем самым обогащая образ мира школьника.
Процесс формирования географических представлений средствами изображений Земли из космоса состоит из четырёх этапов:
- отражение отдельных свойств географических объектов и явлений;
- возникновение представлений о географических объектах и явлениях;
- сохранение и воспроизведение представлений о географических объектах, явлениях или их отдельных свойствах;
- регулярное применение имеющихся представлений в процессе формирования понятий.
8. Конструирование серии практических работ с применением изображений Земли из космоса необходимо осуществлять с учётом основных направлений практической деятельности учащихся и требований к отбору изображений Земли.
9. Результаты опытно-экспериментального исследования подтверждают эффективность методических условий использования изображений Земли из космоса в школьном курсе географии (на примере начального курса), разработанных в ходе исследования.
10. Результаты исследования позволяют сформулировать ряд предложений к обновлению учебно-методического комплекса дисциплины «География» для основной школы:
- к программам по географии:
а) в разделах «Требования к уровню подготовки учащихся» включить специальную рубрику по работе с современными источниками географической информации;
б) включить в содержание практических работ деятельность учащихся по изучению и использованию современных источников географической информации (космические снимки, аэрофотоснимки, 3-0 модели, ОРв-навигаторы).
- к методическому аппарату учебников школьных курсов географии:
а) дополнить иллюстративный аппарат изображениями современных источников географической информации (космические снимки, аэрофотоснимки, 3-Б модели);
б) в аппарат организации усвоения включить практические задания, направленные на использование современных источников географической информации.
- к методическим пособиям:
представить различные виды разноуровневых заданий для организации и проведения практических работ на основе использования ДДЗЗ.
- к рабочим тетрадям для учащихся:
дополнить содержание рабочих тетрадей по начальному курсу географии информацией о ДЗЗ и практическими заданиями по изображениям Земли из космоса.
Исследование позволяет разрешить ряд трудностей, которые сложились в практике работы учителей:
1) привлекать все компоненты УМК для организации практических работ;
2) проводить учёт востребованности результатов базового географического образования в будущей жизни выпускников;
3) решать задачи профессионального самоопределения школьников.
В дальнейшей исследовательской работе возможна разработка методики использования средств обучения созданных на основе ДДЗЗ при изучении отдельных систематических курсов школьной географии и других тем.
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
Статьи, опубликованные в периодических изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации:
1. Княмова И.Б. (Тимохина И.Б.) Основные требования к отбору изображений Земли из космоса для использования в процессе обучения географии/ И.Б. Киямова (И.Б. Тимохина) // География в школе. - 2011. № 4. -С. 30-33 (0,5 п.л.).
2. Киямова И.Б. (Тимохина И.Б.), Летягин A.A. Использование современных средств обучения (на основе результатов дистанционного зондирования Земли) в системе подготовки учителя географии/ И.Б. Киямова (И.Б. Тимохина), A.A. Летягин // Преподаватель XXI век. - М.: «Прометей» МПГУ, - 2010. - № 4. - С. 42-48 (0,5 п.л., авторство не разделено).
3. Киямова И.Б. (Тимохина И.Б.), Летягин A.A. Возможности использования результатов дистанционного зондирования в школьных курсах географии/ И.Б. Киямова (И.Б. Тимохина), A.A. Летягин // Наука и школа. - М.: «Прометей» МПГУ, - 2010. - №6.- С. 77-81 (0,5 п.л., авторство не разделено).
4. Киямова И.Б. (Тимохина И.Б.) Из опыта разработки содержания занятий со студентами в вузе/ A.A. Летягин, И.В. Голубченко, И.Б. Киямова (И.Б. Тимохина) // География в школе. -2011. - № 8. - С. 52-55 (0,5 п.л.).
Статьи в других изданиях
5. Киямова И.Б. (Тимохина И.Б.) Особенности современного этапа использования результатов дистанционного зондирования Земли, в школьных курсах географии// Научные чтения, посвященные памяти К.Э. Циолковского. -Калуга: Изд-во ЭЙДОС, 2009. С. 278-280 (0,1 пл.).
6. Киямова И.Б. (Тимохина И.Б.) Основные направления использования результатов дистанционного зондирования Земли в школьных курсах географии. Сб.: Материалы Международной молодежной Интеллектуальной Ассамблеи. -Чебоксары: НИИ педагогики и психологии, 2010. - С. 62 - 64 (0,2 п.л.).
7. Киямова И.Б. (Тимохина И.Б.), Летягин A.A. Использование изображений Земли из космоса для формирования учебных умений в школьном
курсе географии: Материалы Международной научно-практической конференции.
- Ульяновск: Изд-во УлГПУ, 2011. - С. 244 - 245 (0,1 п.л. авторство не разделено).
8. Киямова И.Б. (Тимохина И.Б.) Использование информационно-коммуникационных технологий в процессе обучения географии: учеб. Пособие для студентов [Текст] / A.A. Летягин, И.В. Голубченко, И.Б. Киямова (И.Б. Тимохина)
- Уфа: Изд-во БГПУ, 2011 - 80с. (3,3 пл. авторство не разделено).
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ
Введение
Глава 1. Дистанционное зондирование Земли и применение его результатов в школьном географическом образовании
1.1. Дистанционное зондирование Земли как метод географической науки
1.2. Место изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии
1.3. Опыт использования изображений Земли из космоса в отечественном и зарубежном географическом образовании школьников
Глава 2. Методические условия эффективного использования изображений Земли из космоса на примере изучения начального курса географии
2.1. Основные направления практического использования изображений Земли из космоса
2.2. Требования к отбору изображений Земли из космоса
2.3. Формирование географических представлений средствами изображений Земли из космоса
2.4. Формирование умений работы с изображениями Земли из космоса в ходе практической деятельности учащихся
Глава 3. Опытно-экспериментальная проверка методических условий эффективного использования изображений Земли из космоса в начальном курсе географии
3.1. Цели и организация опытно - экспериментальной работы
3.2. Итоги формирования географических представлений средствами изображений Земли из космоса
3.3. Итоги формирования умений работы с изображениями Земли из космоса в ходе практической деятельности учащихся
Заключение
Список литературы
Приложения
Подп. к печ. 18.01.2012 Объем 1,5 п.л. Зак. № 23 Тир. 100 экз.
Типография Mill У
Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Тимохина, Ильмира Борисовна, Москва
61 12-13/721
ФГБОУ ВПО «Московским педагогическии государственный университет»
На правах рукописи
Тимохина Ильмира Борисовна
Использование изображений Земли из космоса в школьном курсе географии (на примере начального курса)
13.00. 02 - Теория и методика обучения и воспитания (география)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Научный руководитель: доцент, кандидат педагогических наук
Летягин A.A.
Москва-2011
Содержание
Введение.................................................................................3
Глава 1. Дистанционное зондирование Земли и применение его результатов в школьном географическом образовании
1.1. Дистанционное зондирование Земли как метод географической науки..........................................................................................................11
1.2. Место изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии....................................................................................23
1.3. Опыт использования изображений Земли из космоса в отечественном и зарубежном географическом образовании школьников...............................37
Глава 2. Методические условия эффективного использования изображений Земли из космоса на примере изучения начального курса географии....................................................................................52
2.1. Основные направления практического использования изображений Земли из космоса..........................................................................55
2.2. Требования к отбору изображений Земли из космоса........................68
2.3. Формирование географических представлений средствами изображений Земли из космоса...........................................................................82
2.4.Формирование умений работы с изображениями Земли из космоса в ходе практической деятельности учащихся.................................................92
Глава 3. Опытно-экспериментальная проверка методических условий эффективного использования изображений Земли из космоса в начальном курсе географии
3.1. Цели и организация опытно - экспериментальной работы.................106
3.2. Итоги формирования географических представлений средствами изображений Земли из космоса........................................................110
3.3. Итоги формирования умений работы с изображениями Земли из космоса в ходе практической деятельности учащихся.......................................119
Заключение............................................................................128
Список литературы.....................................................................132
Приложения............................................................................151
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования.
В связи с изменениями, происходящими в современном мире, общество постоянно переосмысливает социальный заказ школе, изменяет или корректирует цели и задачи школьного образования, тем самым создавая предпосылки для разработки новых образовательных стандартов. В отличие от стандартов первого поколения, которые были ориентированы, в основном, на обеспечение определенного уровня подготовки школьников, стандарты второго поколения предусматривают, прежде всего, формирование деятельной, самостоятельной и компетентностной личности.
Основу образовательного стандарта второго поколения составляют положения парадигмы о деятельностном подходе JI.C. Выготского, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова и А.Н. Леонтьева. В связи с этим, учителю географии необходимо решить сложную методическую задачу - реализовать деятельностный подход на практике, в том числе сформировать у учащихся готовность использовать современные источники географической информации в повседневной жизни и практической деятельности. Именно такая задача сформулирована в федеральном государственном образовательном стандарте второго поколения (ФГОС, 2010) и подтверждается требованиями к результатам освоения образовательной программы основного общего образования.
В настоящее время продолжает оставаться актуальным вопрос о создании и использовании современных средств обучения, к числу которых относятся изображения Земли из космоса. В методике обучения географии проблема использования изображений Земли из космоса отражена в работах Н.К. Семакина, М. Назирова, A.M. Куприна, З.Н. Байковой, Э.М. Цыпиной и Н.М. Сваткова. В исследованиях, посвященных вопросам использования данных дистанционного зондирования Земли в школьных курсах географии, сделаны выводы об эффективном формировании у школьников многих
географических представлений и понятий посредством изображений Земли из космоса, а также о повышении интереса учащихся к изучению географии.
Использование изображений Земли из космоса приобретает особое значение при изучении начального курса географии, так как именно в этом курсе закладываются основные знания о земной поверхности, а также формируется определенная система топографо-картографических знаний и умений, которая создает условия для изучения особенностей географических объектов и явлений.
Применяя изображения Земли из космоса в начальном курсе географии, учителя смогут познакомить учащихся не только с современными источниками географической информации, но и сформировать объективный целостный образ мира с его пространственно-временными характеристиками и личностным значением. Изображения Земли из космоса можно использовать не только на уроках географии, но и на уроках других школьных дисциплин (экология, биология, химия и физика), что существенным образом расширяет границы их использования.
Проведённое исследование в педагогических вузах и общеобразовательных учреждениях Москвы, Московской области позволило выявить, что у респондентов (учителя - 82 %, студенты - 87 %, школьники - 56 %) отмечается существенный интерес к содержанию и работе с изображениями Земли из космоса. По мнению учителей (89 %) и студентов (99 %), применение изображений Земли из космоса сделает урок географии более интересным, позволит сформировать у учащихся пространственное мышление и показать изменение географических объектов и явлений во времени. Но при этом учителя (88 %) и студенты (80 %) отмечают недостаток знаний о технологиях космической съёмки, а также умений для «чтения» изображений Земли из космоса.
Таким образом, при использовании изображений Земли из космоса в школьной географии обозначилось следующее противоречие: с одной стороны, назрела необходимость использования изображений Земли
из космоса в профессиональной и практической деятельности современного человека, а с другой стороны, изображения Земли из космоса недостаточно широко применяются в процессе обучения географии.
Необходимость преодоления данного противоречия обусловила постановку проблемы исследования: какие методические условия необходимо соблюдать в процессе использования изображений Земли из космоса на уроках географии с целью успешной подготовки школьников к пониманию специфики космической информации и к её применению в своей деятельности.
Исходя из осознания данной проблемы, была сформулирована тема настоящего исследования: «Использование изображений Земли из космоса в школьном курсе географии (на примере начального курса)».
Цель: определить и экспериментально проверить методические условия эффективного использования изображений Земли из космоса в начальном курсе географии.
Объект исследования - процесс обучения географии в основной школе (на примере начального курса).
Предмет исследования - использование изображений Земли из космоса при изучении начального курса географии.
Гипотеза исследования: использование изображений Земли из космоса в начальном курсе географии будет эффективным, если:
1) определить место изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии с учётом их дидактических функций;
2) выявить и обосновать методические условия отбора и использования изображений Земли из космоса для формирования предметных результатов обучения географии.
Цель исследования и выдвинутая гипотеза определили необходимость решения следующих задач:
1) изучить историю развития дистанционных методов изучения Земли и осуществить анализ опыта применения его результатов в школьной географии;
2) уточнить место изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии с учётом их дидактических функций;
3) выявить и обосновать методические условия использования изображений Земли из космоса при изучении начального курса географии;
4) проверить в опытно-экспериментальных условиях эффективность выделенных методических условий использования изображений Земли из космоса в процессе обучения начальному курсу географии.
Методологическую основу исследования составляют положения научных концепций педагогики, психологии и методики обучения географии:
- теория деятельностного подхода (Выготский JI.C., Гальперин П.Я., Давыдов В.В., Леонтьев А.Н.);
-теоретические основы создания и использования средств обучения (Журин A.A., Зазнобина Л.С., Зельманова Л.М., Назарова Т.С., Полат Е.С., Полторак Д.И., Прессман Л.П., Самойлов И.И., Шаповаленко С.Г., Шахмаев Н.М., в том числе по географии Барков A.C., Барышева Ю.Г., Вестицкий М.Б., Голов В.П.);
- разработки по теории и методике обучению начальному курсу географии (Буданов В.П., Богданов Л.А., Герасимова Т.П., Максимов H.A., Щенёв В.А.).
Для реализации поставленных задач применялись следующие методы исследования:
- теоретические - анализ и обобщение научно-теоретической, психолого-педагогической и методической литературы, изучение и обобщение передового опыта, разработка методических условий использования изображений Земли из космоса;
- эмпирические - педагогическое наблюдение, беседы, анкетирование учителей, студентов и учащихся; анализ школьной документации; естественный педагогический эксперимент; метод сравнительного анализа; метод экспертных оценок.
Научная новизна заключается в:
- уточнении места изображений Земли из космоса в системе средств обучения географии с учётом их дидактических функций;
- разработке требований к отбору изображений Земли из космоса как одного из методических условий использования при изучении начального курса географии.
Теоретическая значимость исследования заключается в разработке методических условий эффективного использования изображений Земли из космоса, что включает:
-определение основных направлений практического использования изображений Земли из космоса в процессе обучения географии;
-определение требований к отбору изображений Земли из космоса для использования их с образовательной целью.
Практическая значимость исследования состоит в разработке серии практических работ с применением изображений Земли из космоса, которые могут быть использованы в процессе обучения географии.
Этапы проведения диссертационного исследования:
Первый этап (2008-2009 гг.) - поисково-аналитический. Изучение школьной практики, теоретический анализ технической, психолого-педагогической и научно-методической литературы по проблеме использования изображений Земли из космоса в школьных курсах географии. Были определены цель, объект, предмет, задачи исследования, сформулирована рабочая гипотеза, определены методические условия использования изображений Земли из космоса на уроках начального курса географии.
Второй этап (2009-2011 гг.) -экспериментальный. Период обобщения накопленного теоретического материала и разработки серии практических работ с применением изображений Земли из космоса. Проведение педагогического эксперимента по апробации методических условий использования изображений Земли из космоса в курсе географии 6 класса в школах г.Москвы № 14, 304, 500, 1219, 1548, Лицее «Вторая школа», г. Фрязино (Московская область) № 1,7.
Третий этап (2010-2011 гг.) - теоретико-обобщающий. Обобщение результатов опытно-экспериментальной работы, формулирование выводов, уточнение перспектив и задач дальнейшего развития работы по использованию изображений Земли из космоса, подготовка текста диссертации.
Достоверность результатов исследования обусловлена соблюдением при проведении исследования требований методологии педагогической науки, организацией на их основе опытно-экспериментальной работы и использованием комплекса методов исследования, адекватных её целям, задачам и содержанию.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Изображения Земли из космоса в системе средств обучения географии относятся к группе средств обучения «Изображения географических объектов и явлений», что объясняется их дидактическими функциями:
- обеспечение расширения и углубления знаний учащихся об изучаемых географических объектах и явлениях;
-обеспечение формирования эмоционально-ценностного отношения к окружающей действительности;
- обеспечение формирования наглядно-действенного видения мира;
- обеспечение формирования интеллектуальных и практических умений и навыков.
2. Методические условия использования изображений Земли из космоса в начальном курсе географии, среди которых:
- основные направления практического использования изображений Земли из космоса в процессе обучения географии: понимать, дешифрировать и читать. Понимание изображений Земли из космоса предполагает формирование у школьников знаний об основных свойствах космических снимков, главных особенностях отображения на них различных типов и видов географических объектов, умений различать очертания географических объектов на снимке и распознавать их среди других географических объектов. Умение дешифрировать изображения Земли из космоса состоит из овладения учащимися способами выявления качественных и количественных характеристик географических объектов и явлений. В процессе чтения изображений Земли из космоса учащиеся овладевают способами составления описаний географических объектов и явлений на основе результатов дешифрирования изображений Земли из космоса;
- требования к отбору изображений Земли из космоса для формирования предметных результатов обучения географии: научно-педагогические, технические и специфические обусловленные содержанием начального курса географии. Научно-педагогические требования обеспечивают соответствие содержания снимков целям и задачам образования, позволяют применять при работе со снимками соответствующие методы и организационные формы обучения. Технические и специфические требования включают учёт дешифровочных свойств изображений Земли из космоса, зависящих от конкретных условий съёмки. Учёт требований, обусловленных содержанием отдельных школьных курсов географии, позволит создать у школьников чувственную опору для восприятия, осознания и объяснения специфики объектов и явлений географической действительности, что, в свою очередь, обеспечит формирование предметных результатов обучения;
- разработку и проведение практических работ на основе применения изображений Земли из космоса необходимо осуществлять с учётом основных направлений практической деятельности учащихся и требований к отбору изображений Земли.
Апробация и внедрение результатов исследования проводились в ходе опытно-экспериментальной работы в общеобразовательных учреждениях на базе школ г.Москвы № 14, 304, 500, 1219, 1548, Лицей «Вторая школа», г. Фрязино (Московская область) № 1,7. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на международных, Всероссийских, областных и межвузовских научно-практических и научно-методических конференциях, на заседании комиссии учебной географии и краеведения Русского географического общества, на научных чтениях Mill У. Результаты исследования нашли своё отражение в печатных работах. Всего опубликовано 8 работ, среди которых 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура диссертации определяется целью, гипотезой, задачами и логикой исследования. Она состоит из введения, трёх глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объём диссертации составляет 177 страниц и содержит 1 диаграмму, 13 таблиц, 57 рисунков и 16 приложений. Список использованной литературы включает 198 наименований на русском и иностранном языках, ссылки на Интернет-ресурсы.
Глава 1. Дистанционное зондирование Земли и применение его результатов в школьном географическом образовании
В настоящей главе результаты дистанционного зондирования Земли рассматриваются в качестве возможных средств обучения географии. В связи с этим в главе представлены ответы на следующие вопросы:
1. Что такое дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ)? Сущность ДЗЗ и его развитие на разных этапах.
2. Какое место в системе средств обучение географии занимают изображения Земли из космоса?
3. Как использовались результаты дистанционного зондирования Земли в обучении географии?
4. Какие методические приёмы были разработаны во второй половине XX века по работе с изображениями Земли из космоса на уроках географии? Возможно ли использование накопленного опыта при работе с современным