Фізика і астрономія. 7–11 класи

Астрономія. НАВЧАЛЬНІ ПРОГРАМИ ДЛЯ ЗАГАЛЬНООСВІТНІХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ*

Рівень стандарту — 1 година на тиждень у 11 класі;

Профільний рівень — 2 години на тиждень у 10 та 11 класах

Склад робочої групи з підготовки навчальних програм з астрономії (рівень стандарту і профільний рівень) для старшої школи, сформований Національною академією наук України

Яцків Ярослав Степанович — голова, академік НАН України, директор Головної астрономічної обсерваторії НАН України, президент Української астрономічної асоціації;

Івченко Василь Миколайович — доктор ф.-м. наук, професор, завідувач кафедри астрономії і фізики космосу, КНУ імені Тараса Шевченка;

Казанцев Анатолій Михайлович — кандидат ф.-м. наук, співробітник Астрономічної обсерваторії КНУ імені Тараса Шевченка;

Ващенко Олена Петрівна — старший викладач кафедри експериментальної і теоретичної фізики і астрономії Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова;

Крячко Іван Павлович — завідувач лабораторії ГАО НАН України.

Пояснювальна записка

Навчальні програми з астрономії для 10-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів (рівень стандарту та профільний рівень) розроблені на основі Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 23.11.2011 № 1392.

Астрономія — одна з найдавніших наук, що зародилась із практичних потреб людини й бажання пізнати довкілля. Сучасна астрономія — наука про небесні світила, про закони їхнього руху, будови і розвитку, а також про будову і розвиток Всесвіту в цілому, є однією із важливих складових природознавства. Нині вона є всехвильовою, експериментальною і еволюційною наукою. У кожному космічному явищі і процесі можна спостерігати прояви основних, фундаментальних законів природи. У наш час на підставі астрономічних досліджень значною мірою формуються принципи пізнання матерії і Всесвіту, найважливіші наукові узагальнення.

* Витяг із програми «Астрономія. Навчальні програми для загальноосвітніх навчальних закладів», затвердженої наказом МОНУ від 24.11.2017 № 1539. Повний текст програми розміщено на сайті МОНУ. — Режим доступу:mon.gov.ua/storage/app/media/zagalna%20serednya/programy-10-11-klas/2018-2019/astronomiya-avtorskij-kolektiv-pid-kerivnicztvom-yaczkiva-yaya.pdf

Невпинно зростає практична значимість астрономічних досліджень, що суттєво сприяють розвитку фізики, хімії, інших природничих наук, техніки й енергетики. Зв’язок астрономії з іншими науками, її вплив на розвиток культури і технологій є складним і багатогранним.

Рівень розвитку астрономії визначає основи світогляду людей. Астрономія продовжує суттєво впливати на розвиток філософських учень, а її внесок у розвиток цивілізації важко переоцінити.

Формування ключових компетентностей учнів засобами предмета «Астрономія»

Навчання астрономії здійснюється на компетентнісних засадах і передбачає формування ключових і предметних компетентностей учнів. Засобами навчального предмета «Астрономія» незалежно від рівня його опанування здійснюється формування ключових компетентностей, потрібних кожній сучасній людині для її життєдіяльності.

Компетентнісний потенціал навчального предмета «Астрономія» у формуванні ключових компетентностей учнів розкрито у таблиці.

Ключова компетентність	Предметний зміст ключової компетентності і навчальні ресурси для її формування
Спілкування державною мовою	Уміння: • спілкуватися за проблематикою предмета сучасною науковою мовою з використанням усталених астрономічних термінів та понять; • чітко та однозначно формулювати судження та аргументувати їх; • налагоджувати комунікації у процесі вирішення навчальних завдань та виконання проектів; • чітко та стисло викладати основний астрономічний зміст питань у письмовій формі; • готувати та представляти повідомлення, доповіді та реферати, презентувати результати проектної діяльності. Ставлення: • виявляти ставлення та відзначати роль вітчизняної науки та її видатних представників; цінувати наукову українську мову; • об’єктивно оцінювати інформаційні наукові новини, зокрема, з найбільш актуальних напрямів сучасної астрономічної науки. Навчальні ресурси: • підручники та посібники, електронні освітні ресурси, віртуальні лабораторії.
Спілкування іноземними мовами	Уміння: • оперувати найбільш уживаними в міжнародній практиці астрономічними термінами; • користуватися іншомовними джерелами як додатковими під час виконання навчальних завдань та проектів; • оприлюднювати результати проектної діяльності в міжнародному науковому та освітньому просторі; брати участь у міжнародних астрономічних конкурсах; • обговорювати науково-навчальні проблеми з використанням інформаційних ресурсів з учнями інших країн. Ставлення: • оцінювати особливості розвитку астрономічної науки в світі, внесок зарубіжних учених у її становлення та сучасні досягнення. Навчальні ресурси: • іншомовні інформаційні джерела.
Математична компетентність	Уміння: • застосовувати математичний апарат і закони фізики для розв’язування астрономічних задач, обґрунтування та доведення тверджень; опрацювання, інтерпретації, оцінювання результатів спостережень; моделювання астрономічних явищ у формі математичних рівнянь і співвідношень. Ставлення: • усвідомлювати важливість математичних знань як інструментарію природничих наук, умов практичної реалізації їх досягнень в астрономії. Навчальні ресурси: • інформаційні джерела, що містять розрахункові та експериментальні завдання з астрономії.
Основні компетентності у природничих науках і технологіях	Уміння: • пояснювати астрономічні явища, розуміти принцип дії та будову сучасної техніки, приладів та обладнання на основі астрономічних знань; • характеризувати роль астрономічних знань у формуванні природничо-наукової картини світу;
Ключова компетентність	Предметний зміст ключової компетентності і навчальні ресурси для її формування
	• планувати та реалізовувати астрономічні спостереження, фіксувати та опрацьовувати й правильно інтерпретувати та оцінювати їх результати; • добирати методи та засоби дослідження природних явищ, адекватні поставленим завданням. Ставлення: • усвідомлювати значення астрономії для дослідження довкілля; • оцінювати сучасні досягнення природничих наук та перспективи їх подальшого розвитку; • виявляти ставлення до актуальних проблем сучасного природознавства; • формулювати оціночні судження та пропонувати шляхи вирішення науково-освітніх завдань. Навчальні ресурси: • сучасна науково-популярна інформація; • матеріали та результати конкурсів дослідницьких робіт; • навчальне обладнання.
Інформаційно-цифрова компетентність	Уміння: • використовувати інформаційні системи для швидкого та цілеспрямованого пошуку інформації; • визначати можливі джерела інформації, добирати потрібну інформацію, оцінювати, аналізувати, перекодовувати інформацію; • користуватися сучасними гаджетами як інструментальними засобами; • працювати з віртуальними телескопами, програмами-симуляторами зоряного неба та астрономічних явищ; • створювати та досліджувати моделі астрономічних явищ. Ставлення: • дотримуватися етичних норм під час роботи з інформаційними ресурсами. Навчальні ресурси: • електронні освітні ресурси та дистанційні телескопи.
Уміння вчитися впродовж життя	Уміння: • планувати самостійне опрацювання навчального матеріалу з астрономії; • визначати цілі навчальної діяльності в короткотерміновому та довготерміновому періодах; • виконувати самостійний пошук інформації з використанням різних видів джерел; • виділяти головне в опрацьовуваній інформації. Ставлення: • критично оцінювати власні досягнення; • усвідомлювати важливість самоосвіти для успішного життя. Навчальні ресурси: • навчальна та науково-популярна література; • електронні освітні ресурси.
Ініціативність і підприємливість	Уміння: • ухвалювати рішення щодо вибору найоптимальніших альтернатив під час вирішення навчальних завдань з астрономії; • організовувати колективну роботу над виконання навчальних проектів, розподіляти завдання між членами групи;
Ключова компетентність	Предметний зміст ключової компетентності і навчальні ресурси для її формування
	• виявляти ініціативу та відповідальність під час групової роботи над навчальними завданнями; • пропонувати способи та засоби економії енергетичних, часових, фізичних ресурсів у навчальному процесі та побуті. Ставлення: • утверджувати рівень самооцінки, що відповідає об’єктивним результатам навчальної діяльності; • співвідносити очікувані результати та ресурси, потрібні для їх досягнення; • усвідомлювати досяжність поставлених цілей як результату наполегливої праці; • оцінювати економічну ефективність прийнятих рішень під час вирішення навчальних та дослідницьких завдань з астрономії. Навчальні ресурси: • література про діяльність відомих астрономів, відкриття та винаходи яких мали важливе значення для розвитку науки та мали відчутний економічний ефект; • інформація про використання сучасних наукових досягнень у промисловості та виробництві.
Соціальна та громадянська компетентності	Уміння: • відстоювати аргументовано свої погляди на вирішення навчальних завдань та сприймати аргументовані пропозицій товаришів; • дотримуватися принципів демократичності та відповідальності під час роботи в групі; • аналізувати значення досягнень вітчизняної природничої науки для розвитку української держави, підвищення добробуту її громадян; • пропонувати шляхи підвищення рівня соціального розвитку на основі сучасних астрономічних знань; • працювати над виконанням соціальних проектів. Ставлення: • оцінювати роль вітчизняної астрономічної науки у розвитку людства; • усвідомлювати пріоритетність загальнолюдських цінностей та соціальних інтересів при вирішенні наукових, економічних та технологічних проблем. Навчальні ресурси: • навчальні і соціальні проекти.
Обізнаність та самовираження у сфері культури	Уміння: • визначити роль астрономії у становленні загальнолюдської культури; • пояснювати взаємовплив астрономічної науки та образотворчого, музичного, літературного мистецтва; • наводити приклади творчої діяльності видатних українських та зарубіжних астрономів у різноманітних галузях культури та мистецтва. Ставлення: • усвідомлювати історичну єдність процесу розвитку природничої науки та культури людської цивілізації. Навчальні ресурси: • твори мистецтва, бібліографічні матеріали про життя та діяльність відомих астрономів.
Екологічна грамотність і здорове життя	Уміння: • визначати чинники та фактори, які порушують екологічну рівновагу в природі та побуті; • дотримуватися правил безпеки життєдіяльності в навчальному процесі та побуті; • використовувати отримані знання для зменшення негативного впливу сучасної техніки та технології на себе та оточуючих, забезпечення здорового способу життя; • правильно утилізовувати побутові відходи та відпрацьовані джерела енергії і світла, несправні пристрої; • долучатися до заходів і проектів щодо відновлення довкілля; • дотримуватися правил екологічної поведінки. Ставлення: • усвідомлювати актуальність екологічних проблем у сучасному світі та потребу їх невідкладного вирішення; • використовуючи знання з астрономії, оцінювати екологічні загрози та ефективність різних способів їх подолання; • виявляти готовність практичними діями (через участь у проектах, житті громади) сприяти вирішенню екологічних проблем вулиці, міста, країни. Навчальні ресурси: • дидактичні матеріали екологічного змісту.

Загальноосвітні завдання курсу астрономії старшої школи:

• формування в учнів системи знань про походження природних об’єктів Всесвіту, їх фізичні властивості, закони руху й еволюцію, а також уявлень про походження, будову та еволюцію Всесвіту в цілому;

• оволодіння учнями методологією природничо-наукового пізнання і науковим стилем мислення, усвідомлення суті природничо-наукової картини світу та застосування їх для пояснення різних астрономічних явищ і процесів, фізичної природи небесних тіл та їх систем;

• формування в учнів загальних методів та алгоритмів розв’язування астрономічних задач та проблемних завдань із застосуванням законів фізики та інших природних наук; евристичних прийомів пошуку розв’язку проблем адекватними засобами математики, фізики й астрономії;

• розвиток в учнів узагальненого вміння вести природничо-наукові дослідження методами наукового пізнання (планування астрономічних спостережень, вибір методу дослідження, вимірювання, обробка та інтерпретація одержаних результатів);

• формування цілісного уявлення про сучасну природничо-наукову картину світу та наукового світогляду учнів, розуміння ролі астрономії в пізнанні фундаментальних законів природи, використання яких є базою науково-технічного прогресу; розкриття значення астрономічного знання в житті людини й суспільному розвитку, висвітлення етичних проблем наукового пізнання, формування екологічної культури людини засобами астрономії;

• розвиток в учнів навичок пізнавальної діяльності у процесі навчання астрономії.

Очікуваними результатами при цьому є:.

• знаннєвий компонент (знання, предметний результат);

• діяльнісний компонент (здатність учнів застосовувати знання, уміння, навички, способи діяльності до розв’язання проблем, реальних (життєвих) ситуацій);

• ціннісний компонент (емоційно-ціннісне ставлення учнів щодо об’єктів навчальної діяльності, сукупність ціннісних орієнтацій, мотивація, інтерес, готовність до навчання).

У програмах вказано загальну кількість годин на вивчення предмету «Астрономія» у 10 та 11 класах. Розподіл кількості годин, що відводиться на вивчення окремих тем, визначає вчитель. Учитель може самостійно визначати час, потрібний для вивчення окремих тем, зважаючи на рівень знань учнів кожного окремого класу, а також змінювати послідовність вивчення питань у межах теми. За потреби й зважаючи на наявні умови навчально-методичного забезпечення, учитель має право самостійно замінювати порядок вивчення тем, виконувати практичні роботи в кінці розділу або під час його вивчення.

Особливості навчання астрономії на рівні стандарту

Мета навчання астрономії на рівні стандарту відповідає цілями повної загальної середньої освіти і полягає у формуванні та розвитку предметних і ключових компетентностей випускників старшої школи, достатніх для засвоєння навчального предмета на рівні вимог державного стандарту. Навчання астрономії за програмою рівня стандарту ставить за мету надати учням основи знань з різних напрямків астрономії, приділивши головну увагу висвітленню тих понять, які є загальнокультурним надбанням і потрібні людині в повсякденному житті.

Програму навчання астрономії на рівні стандарту

Орієнтовано головно на світоглядне сприйняття і розуміння астрономічних об’єктів, основних закономірностей перебігу астрономічних явищ, загального уявлення про будову Всесвіту, методи його пізнання, а також на усвідомлення ролі астрономічного знання в житті людини й суспільному розвитку.

Програма рівня стандарту містить вступ та 8 тем, питання яких охоплюють головний зміст сучасної астрономії. Запропонована послідовність навчальних тем обумовлена психологічними особливостями сприйняття людиною довкілля і спирається на історично-методологічний досвід викладання курсу астрономії саме в такій послідовності. Вона розрахована на 35 годин, серед яких одна резервна. Запропоноване програмою тематичне наповнення базується на тому, що астрономія формує й розширює науковий світогляд людини, орієнтовано на розуміння учнями основних закономірностей плину астрономічних явищ і процесів, теоретичних та практичних методів пізнання навколишнього світу, на формування загального уявлення про Всесвіт, усвідомлення ролі астрономічних знань у розвитку суспільства. Вивчення цього курсу астрономії надасть можливість випускнику використовувати здобуті знання, навіть якщо його майбутня професія не буде пов’язана з природничими науками.

За цією програмою мають навчатися учні, які поглиблено (на профільному рівні) вивчають предмети суспільно-гуманітарного, художньо-естетичного та спортивного циклів. Указана кількість годин (1 год на тиждень у 11 класі; усього 35 год) є мінімальною. Навчальний заклад має право збільшувати час на вивчення курсу за рахунок додаткових годин варіативного складника і/або за рахунок спецкурсів (фізико-математичного, природничого, технологічного спрямування). Учитель може самостійно розробляти програми таких спецкурсів і використовувати їх у навчальному процесі після погодження в установленому порядку або обирати відповідний курс із уже розроблених і рекомендованих/схвалених для використання.

Особливості навчання астрономії на профільному рівні

Мета навчання астрономії на профільному рівні узгоджується з цілями повної загальної середньої освіти і полягає у формуванні та розвитку в учнів старшої школи природничо-наукової компетентності, що є обов’язковим складником загальної культури особистості і розвитку її творчого потенціалу.

Програма профільного навчання астрономії передбачає систематизоване вивчення основ системи знань про методи й результати досліджень законів руху, фізичної природи, еволюції небесних тіл і Всесвіту в цілому, вплив космічних явищ на Землю та місце людини у Всесвіті, формування наукового світогляду та наукового стилю мислення учнів на основі сучасної науково-природничої картини світу, оволодіння методами наукового пізнання та усвідомлення астрономічного знання на рівні, потрібному для подальшого його використання в професійній діяльності та продовженні природничої чи технічної освіти. Курс астрономії профільного рівня покликаний показати розвиток уявлень про будову Всесвіту як одну з найважливіших сторін тривалого і складного шляху пізнання людством навколишньої природи і свого місця в ній, сприяти формуванню сучасної наукової картини світу.

Програма рівня профільного навчання перевищує за обсягом кількість навчальних годин програми рівня стандарту, а її зміст спрямований на поглиблене засвоєння астрономічних знань. Навчання за програмою профільного рівня розраховано на 70 годин, у т. ч. 2 години резервні. Вона включає 5 розділів: «Зоряне небо та рухи світил», «Методи та засоби астрономічних досліджень», «Сонячна система», «Зорі» та «Галактична і позагалактична астрономія», а також вступне та узагальнююче заняття.

Навчальні програми укладено в таблиці. Ліва колонка змісту навчальної програми містить очікувані результати процесу навчання астрономії — знаннєвий, діяльнісний і ціннісний компоненти, що мають бути сформовані в учнів як результат засвоєння кожної теми. Права колонка змісту програми містить орієнтовний зміст навчального матеріалу, який учні мають опрацювати в процесі вивчення астрономії.

Перелік вимог зорієнтує вчителя на досягнення мети навчання за кожною темою програми, полегшить планування цілей і завдань уроків, дасть змогу виробити адекватні методичні підходи до проведення навчальних занять, поточного й тематичного оцінювання.

Важлива ознака програм — відображення в них історичного розвитку астрономії, значення астрономічних знань для практичних потреб суспільства, місця і ролі України як космічної держави, що має широко розвинену інфраструктуру космічної галузі та астрономічних установ.

Особливість навчально-виховного процесу під час навчання астрономії зумовлена її суттю як науки. Астрономія є наочною, доступною для розуміння і певною мірою романтичною наукою. З одного боку, вона вивчає об’єкти та явища, багато з яких людина може спостерігати на зоряному небі неозброєним оком, а їх походження завжди цікавило людей. З другого боку, астрономія — це точна наука, яка використовує багатий математичний апарат, знання з фізики, хімії, біології, геології та інших наук, сучасні комп’ютерні методи обробки та візуалізації інформації. Комплекс понять і явищ, які вивчає астрономія, узагальнює й завершує цикл природничого навчання. Усі ці обставини потрібно враховувати під час навчального процесу.

Під час навчання астрономії треба повною мірою використати знання і вміння, засвоєні учнями у процесі вивчення інших природничо-наукових предметів, зокрема з фізики. Взаємозв’язок астрономії та фізики є особливим — астрономія містить у собі весь діапазон понять сучасної фізики й повною мірою спирається на її закони.

Методи організації навчально-виховного процесу повинні бути засновані на тому, що вивченням курсу астрономії завершується та узагальнюється цикл шкільних предметів природничого циклу. Тому в процесі її навчання потрібно використовувати ті методи, які успішно використовувалися на уроках інших предметів, зокрема фізики. Учителеві слід приділити увагу розподіленню навчального матеріалу на основні інформаційні блоки, виділенню в ньому головних ідей, понять і ключових слів, організовуючи в такий спосіб навчальну діяльність учнів, концентруючи їхню увагу на головному і створюючи фундамент для опанування астрономічних знань. На уроках астрономії варто привчати учнів користуватися основними методами логічного мислення: індукцією, дедукцією, аналізом, синтезом, робити висновки й узагальнення.

Важливо, щоб на кожному уроці, перш за все, були засвоєні головні ідеї та поняття, що мають важливе виховне значення. Однією зі складових роботи з програмою є національно-культурна зорієнтованість її змісту. Особливо варто звертати увагу учнів на внесок в астрономічну науку вітчизняних учених та наукових установ України. Організовуючи навчально-виховний процес, треба використовувати різні методи, зокрема, словесні (навчальна лекція, розповідь, бесіда тощо), наочні (використання приладів і моделей, аудіовізуальні засоби навчання) та практичні заняття (вправи, спостереження).

Практична частина програм є обов’язковою їх складовою. Практичні роботи, включені в програми, мають для курсу астрономії таке ж важливе значення, як і лабораторні роботи в курсах інших природничих наук. У програмах вказано орієнтовний перелік практичних робіт. У програмі рівня стандарту з трьох варіантів запропонованих практичних робіт можна вибирати по одному з кожної теми.

Уміння, сформовані під час виконання практичних робіт, дозволять учневі:

• застосовувати на практиці різні астрономічні методи;

• опановувати елементи проведення науково-дослідної роботи;

• співвідносити результати практичної діяльності з теорією;

• використовувати на практиці міжпредметні зв’язки.

До програми включено перелік практичних робіт, який є орієнтовним. Із трьох варіантів запропонованих практичних робіт можна вибирати по одному з кожної теми.

Особливо важливим для курсу астрономії є виконання спостережень небесних світил. Астрономічні спостереження можна проводити впродовж усього навчального року. Важливо наперед показати ті об’єкти і явища, які належить вивчати. Під час підготовки і виконання спостережень потрібно пояснити учням, як користуватись «Шкільним астрономічним календарем» чи «Астрономічним календарем» та рухомою картою зоряного неба. Варто заохочувати учнів до самостійного проведення астрономічних спостережень. Складовими навчальних досягнень учнів з курсу астрономії є не лише володіння навчальним матеріалом та його відтворення, а й уміння та навички знаходити потрібну інформацію, аналізувати та застосовувати її в межах програмних вимог до результатів навчання.

Бурхливий розвиток науки і техніки призводить до значного оновлення інформації про ті чи інші астрономічні об’єкти. Тому вчителю астрономії треба мати доступ (у т. ч. і через мережу Інтернет) до останніх наукових астрономічних даних, які доцільно згадувати під час вивчення відповідних тем.

Заняття з астрономії за цими програмами мають супроводжуватись показом добре ілюстрованих наочних засобів викладання, а також екскурсіями до обсерваторій і планетаріїв, де це можливо.

<...>