Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. НИЗАМИ

Диссертация на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Теоретические основы содержания и методики обучения астрономии в системе непрерывного образования

13.00.02 -Теория и методика преподавания астрономии

Мамадазимов М.

Ташкент - 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АСТРОНОМИИ КАК НАУКИ В СИСТЕМЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

1.1 Астрономическое образование в системе культуры

1.1.1 Астрономическое образование, как часть общечеловеческой культуры

1.1.2 Астрономия в древнегреческой культуре

1.1.3 Астрономическая культура в средневековом Востоке

1.1.4 Картина мироздания в европейской культуре

1.2 Астрономия как наука в системе современного естествознания

1.3 Современная астрономия и её влияние на развитие других наук

Выводы 1 главы

ГЛАВА 2. ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АСТРОНОМИИ КАК УЧЕБНОГО ПРЕДМЕТА В СИСТЕМЕ СРЕДНЕГО ОБЩЕГО И СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

2.1 Астрономия как учебный предмет в системе среднего общего и специального образования

2.2 Концепция астрономического образования

2.2.1 Структура и содержание концепции

2.2.2 Цели и задачи астрономического образования

2.2.3 Структура астрономического образования

2.3 Учебная программа и её конструирование

2.4 Основные требования к школьному учебнику

Выводы 2 главы

Глава 3. Проблемы гуманитаризации астрономи-ческого образования

3.1 Гуманитаризация образования, как дидактический объект

3.2 Мировоззренческие аспекты астрономии

3.2.1 Астрономия и мировоззрение

3.2.2 Космонавтика и мировоззрение

3.3 Принцип историзма как средство гуманитаризации астрономического образования

3.4 Жизнь и творчество ученых средневекового Востока, как источник гуманитаризации астрономического образования

Выводы 3 главы

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОДЕРЖАНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

4.1 Методологические основы теории содержания астрономического образования

4.1.1 Содержание образования как дидактический объект

4.1.2 Общие требования к содержанию астрономического образования для общеобразовательных учреждений

4.2 Основные принципы отражения науки в содержании учебного предмета и вопросы их структурирования

4.3 Содержание элементов астрономии и космонавтики в начальных классах

4.4 Базовое содержание курса астрономии средней общеобразовательной школы

4.5 Содержание базового астрономического образования для академических лицеев гуманитарного профиля и профессиональных колледжей

4.6 Содержание астрономических знаний для академических лицеев физико-математического профиля

4.7 Дидактические основы содержания астрономического образования в высших педагогических учебных заведениях

Выводы 4 главы

ГЛАВА 5. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ АСТРОНОМИИ В СИСТЕМЕ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

5.1 История и современное состояние обучения астрономии в общеобразовательных школах

5.2 Методика формирования понятий астрономии и космонавтики в начальных классах

5.3 Изучение астрономического содержания материалов в общеобразовательной школе на основе интегративного-гуманитарного подхода

5.4 Основы обучения астрономии в академических лицеях гуманитарного профиля и профессиональных колледжах

5.5 Особенности преподавания астрономии в академических лицеях физико-математического профиля

5.6 Некоторые особенности преподавания астрономии в высшей педагогической школе

5.7 Основные направления совершенствования преподавания астрономии в общеобразовательных учреждениях Узбекистана в перспективе

Выводы 5 главы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В начале XXI века благосостояние и дальнейшее процветание Родины зависят от научно-технического прогресса и интеллектуального потенциала страны. В этой связи, с первого дня приобретения независимости Республикой Узбекистан, Президент и руководство страны поставили вопрос образования в разряд первостепенных. С этой целью, выступая на девятой сессии Олий Мажлиса республики (1997), Президент И.А.Каримов отметил: "Среди решающих важных вопросов нашей жизни, которые рассматриваются и обсуждаются на сегодняшней сессии Олий Мажлиса, есть законопроекты по кардинальному преобразованию образовательно-воспитательной системы, что дает возможность поднять ее на уровень требований нового времени, приблизить прекрасное будущее гармонично развитого поколения" [1].

Отмечая важность вопроса воспитания подрастающего поколения в ответах на вопросы главного редактора журнала "Тафаккур", И.А.Каримов сказал: "Я много раздумываю над высказыванием Абдуллы Авлони: "Воспитание для нас - вопрос жизни или смерти, спасения или гибели, счастья или беды".

Насколько в начале века для нашей нации были важны и актуальны эти слова великого просветителя, настолько же, а может быть даже и больше они важны и актуальны для нас сегодня" [2].

Одним из главных принципов национальной программы по подготовке кадров является "обучение и воспитание молодежи на основе идеологии национального возрождения и познания общечеловеческих ценностей, в духе любви к Родине, преданности идеалам независимости" [3].

Вопрос подготовки высококвалифицированных национальных кадров, требовал реформирования и высшей школы. Важность такой реформы была подчеркнута еще в 1993 году Президентом на совещании Кабинета Министров Республики Узбекистан. Тогда он в частности говорил: "…Никто не может остаться равнодушным, особенно к судьбам подрастающего поколения. Тут немалая роль принадлежит высшей школе. Забота о методах обучения и воспитания молодежи, об их образовательном и профессиональном уровне для каждого из нас является священным долгом. Доведение системы высшего и среднего специального образования до уровня мировых стандартов, научная оценка потребностей в специалистах для отраслей народного хозяйства, эффективное использование передового опыта в обучении и воспитании молодежи - эти вопросы являются сегодня самыми важными” [4].

Результатом этих обсуждений стало принятие Законов Республики Узбекистан "Об образовании" [5] и “Национальной программы по подготовке кадров” [6], суть которых была направлена на реформу образовательной системы республики.

Одной из главных целей реформы образования являлись разработка и внедрение государственных образовательных стандартов, определяющих требования к содержанию и качеству общего среднего, среднего специального профессионального и высшего образования, а затем на их основе - создание образовательных учебных программ дисциплин в системе непрерывного образования.

Другим важным принципом государственной политики в области образования, указанным в Законе "Об образовании" и “Национальной программе” по подготовке кадров, является гуманистический, демократичный и светский характер обучения и воспитания, а также гуманитаризация и демократизация процесса обучения (см. Закон "Об образовании", ст.3). Следует также отметить, что непрерывность и преемственность образования являются важными атрибутами образовательного процесса и они каренным образом влияют на оптимальность и высокую эффективность процесса обучения. Материалы Национальной программы по подготовке кадров обращают особое внимание на эти главные принципы дидактики: "Как известно, основное звено народного образования составляет система непрерывного образования. Поэтому на это нужно обратить особое внимание. При обеспечении непрерывного образования государственными учебными стандартами и соответствующими учебными программами, необходимо обращать основное внимание на то, чтобы они соответствовали уровню мировых стандартов, были созданы на основе высокой духовности" [1, с.15].

При выборе проблемы для научного исследования нами за основу были приняты именно эти основные принципы Закона "Об образовании" и Национальной программы по подготовке кадров.

Научно-педагогическое исследование по определению содержания астрономии и методики её преподавания в системе непрерывного образования было начато нами еще в начале 80-х годов прошлого столетия. На раннем этапе исследования осуществлялась проверка знаний учащихся, как на основе традиционных форм контроля, так и при помощи разработанных диссертантом системы программированных заданий [7].

Результаты этих проверок и анализ результатов тестовых испытаний знаний учащихся по разным общеобразовательным предметам при поступлении в вузы страны показало, что в течение последних десятилетий интерес учащихся республики к физико-математическим дисциплинам, в частности и к астрономии, резко понизился. Причину такой тенденции, одни видели в усложнении содержания, математической перегруженности учебных материалов, а другие, без достоверного основания, указывали на понижение у учащихся потребности в будущем к такого рода знаниям.

На основе многолетнего опыта преподавания астрономии в средней и высшей школе, анкетного опроса учащихся и учителей астрономии, а также анализа содержания астрономии в системе непрерывного образования мы пришли к выводу о том, что главной причиной такого кризиса являются заметные недостатки, допускаемые в обучении астрономии в общеобразовательных учреждениях. Эти недостатки главным образом относятся к содержанию учебного предмета и низкой профессиональной подготовленности учителей. Содержание предмета заметно отстало от проблем, переживаемых обществом, наблюдалось заметное снижение воздествия на формирование личности обучаемого.

Другими словами эти недостатки сводятся к следующему:

- заметное ослабление содержания в мировоззренческом и гуманитарном аспектах;

- цель обучения недостаточно направлена на такие жизненно важные проблемы как эстетическое и экологическое воспитание учащихся;

- мотивы обучения, в большинстве случаев, недостаточно раскрыты (часто учащиеся не знают, для чего изучается предмет);

- структура и содержание курса часто не позволяют раскрыть способности учащихся, подавляет у них интерес к предмету, не дают возможность осуществить дифференцированный подход в обучении;

- слабо отражена роль учёных средневекового Востока, наших соотечественников, в развитии мировой астрономии;

- недостаточно отражены также материалы местного и краеведческого характера, способствующие патриотическому воспитанию учащихся (особенно это стало заметно после приобретения независимости республики).

В связи с задачами, вытекающими Законов "Об образовании" и «Национальной программы по подготовке кадров», а также в связи с изменением структуры среднего общего, среднего специального профессионального и высшего образования в качестве педагогического исследования мы выбрали научное направление по определению содержания астрономического образования, совершенствованию обучения астрономии в системе непрерывного образования. Оно требовало разработать:

- новую концепцию астрономического образования (естественно с учетом всех положительных сторон существующей ранее концепции);

- соответствующие государственные стандарты астрономического образования для всех ступеней обучения (от дошкольного до высшего).

Затем, на основе требований упомянутых правительственных документов и дидактических принципов:

– определить содержание астрономии для разных ступеней обучения в системе непрерывного образования;

– создать на основе разработанного содержания типовые учебные программы (базисную, для лицеев гуманитарного профиля и профессиональных колледжей,функциональную для академических лицеев физико-математического профиля);

– разработать основы обучения астрономии для разных ступеней обучения.

Общая характеристика работы

Актуальность исследования

Принятые на девятой сессии Олий Мажлиса Республики Узбекистан от 29 августа 1997 года Законы “Об образовании” и ”О национальной программе по подготовке кадров” предусматривают создание в Республике непрерывной системы образования со следующей структурой:

- дошкольное образование, которое осуществляется до 6-7 лет в семье или дошкольных учреждениях;

- начальное образование, которое содержит в себе обучение детей в 1-4 классах школы с 6 или 7 лет;

- общее образование - в старших - 5-9 классах общеобразовательной школы;

- среднее специальное и профессиональное обучение подростков -- осуществляется в академических лицеях и профессиональных колледжах, сроком обучения не менее 3-х лет;

- высшее образование -- осуществляется в бакалавриате, сроком обучения не менее 4-х лет и магистратуре, сроком обучения не менее 2-х лет.

Реформирование структуры образовательной системы в республике поставило перед народным образованием, прежде всего перед учеными-методистами и педагогами, широкий круг задач, касающихся определения количества учебных предметов, в системе непрерывного образование разработки содержания и методики их обучения для каждой из перечисленных ступеней образовательной системы. В том числе, задачу по определению объема обучаемых предметов, их содержания и методики преподавания на основе психолого-дидактических принципов. Разработка содержания учебной дисциплины с учетом главных принципов дидактики - научности, непрерывности, преемственности, а также доступности - является задачей не из легких, требующей огромного опыта и знаний.

Выбранная нами исследовательская проблема, как уже было отмечено, относится к определению содержания обучения астрономии в системе непрерывного образования. Как одна из основных естественнонаучных учебных дисциплин общеобразовательной школы, астрономия играет важную роль в формировании у учащихся общего и научного мировоззрения. В этой связи разработка содержания данной дисциплины, точнее ее элементов, начиная с дошкольных учреждений и кончая академическим лицеем и профессиональным колледжем, является важной и актуальной дидактической задачей.

Она особенно актуальна для системы среднего специального профессионального образования, где согласно дифференциации целей обучения для одних направлений требуется углубленное содержание (для лицеев физико-математического профиля), а для других, наоборот, оно должно носить описательный и более гуманитарный характер (для гуманитарных лицеев и профессиональных колледжей).

Проблема исследования

В связи с реформой системы образования в Республике возникла проблема создания принципиального нового содержания образования в целом с учетом всех принципов дидактики и методологии науки. В силу этих обстоятельств перед учеными, педагогами и методистами была поставлена задача создания концепции учебных предметов и затем, на основе этой концепции, разработки содержания и методики преподавания конкретных учебных дисциплин.

Проблему данного исследования составляла разработка содержания астрономических понятий и элементов космонавтики для начальной, основной (общеобразовательной) школы и курса астрономии для академических лицеев и профессиональных колледжей с учетом непрерывности и преемственности астрономических знаний, а также разработка методики ее обучения с учетом осуществления воспитательных и развивающих аспектов на базе разработанного содержания курса. К тому же анализ существующих интегративных курсов (“Окружающий нас мир”, “Природоведение”, “Физика” и “География”) показал, что материалы астрономического содержания часто не обоснованы должным образом, а элементы космонавтики почти не отражены. Содержание курса астрономии для вновь организуемых академических лицеев и профессиональных колледжей не было определено вовсе. Естественно, что с обновлением содержания астрономического образования, изменения должна претерпеть и методика обучения астрономии. В этой связи в предмет нашего исследования мы включили и методику обучения астрономии для разных ступеней общеобразовательных учреждений и частично для высшей школы.

В основу организации данного теоретико-экспериментального исследования были положены следующие фундаментальные концепции:

Методологическая -- новая концептуальная модель образования, Закон “Об образовании”, положения “Национальной программы по подготовке кадров”, Постановления и директивные документы правительства, направленные на развитие науки, культуры и народного образования республики. Опирались на труды Я.Б.Зельдовича,В.Л.Гинзбурга, И.Д.Новикова, В.М. Розина, А.Д. Урсул, В.В. Казютинского, А. Турсунова, А.А. Гурштейна, А.М. Мостопоненко, И.С. Шкловского, В.Г. Торосяна и других, где раскрыты основные методологические аспекты науки астрономии, диалектический метод единства теории и практики познания.

Дидактическая -- основополагающие дидактические принципы -- непрерывность образования, преемственность в обучении, системность и последовательность содержания образования. При проведении исследований мы опирались на труды ученых - дидактиков (В.С. Бабанский, М.А. Цетлин, Данилов, М.Н. Скаткин, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, В.С. Леднев, Л.Я. Зорина, И.И. Журавлев и др.), методистов (А.П. Попов, М.Е. Набоков,Б.А.Воронцов-Вельяминов,Е.П.Левитан,М.М. Дагаев,А.В.Засов,Э.В. Кононович, А.Ю. Румянцев, Б.К. Страут, В.Г. Разумовский, Ю.И. Дик, А.А. Пинский, А.В. Усова, Б.Мирзахмедов, Э.Турдикулов, Э.Мамбетакунов, М.Джораев, Ю.Махмудов, Ю.Пулатов и др.).

Психологическая -- возрастные особенности учащихся, деятельностный подход в обучении. Опирались на труды психологов А.И. Щербакова, Б.Т. Ананьева, Л.И. Божовича, С.Л. Рубинштейна, В.В. Давыдова, Н.Ф. Талызиной, А.В.Токаревой, Г.И. Щукиной, П.Я. Гальперина, М.Г. Давлетшина и других.

Объектом исследования является учебно-воспитательный процесс в основной общеобразовательной школе, средних специальных, профессиональных образовательных учреждениях, а также в высшей школе.

Предметом исследования является содержание астрономического образования в системе непрерывного образования .

На основе сформированных положений и многолетнего опыта работы в общеобразовательных учреждениях и высшей школе нами была выдвинута следующая гипотеза:

Если разработать содержание астрономического образования в системе непрерывного образования, включающего в себя:

-учет психологических особенностей учащихся, дидактические условия и цели разных ступеней образовательных объектов (начальная и основная школа, средне-специальные образовательные учреждения, педвузы);

-принципы отбора учебного материала для разных ступеней обучения;

-соблюдение при обучении принципов непрерывности и преемственности образования;

-применение целостного и системного подхода;

-соблюдение при обучении единства образовательных и воспитательных аспектов образования,

то можно обеспечить целостность астрономического образования. Такое содержание астрономического образования вполне может наметить пути формирования представлений у учащихся о современной научной астрономической картине мира.

Целью исследования являлась разработка содержания астрономии в системе непрерывного образования и методики обучения астрономии, включая ее воспитательные и развивающие аспекты.

Исходя из целей исследования и выдвинутой гипотезы, были поставлены следующие задачи:

К первой группе относятся задачи

-определение места астрономии как науки в системе современного естествознания;

-определение места астрономического образования как части общего образования для общеобразовательных, средних специальных, профессиональных образовательных учреждений, а также для высшей школы;

-определение места астрономии как учебного предмета в организации учебного процесса для вновь организованных видов образовательной системы- академических лицеев и профессиональных колледжей.;

-определить места астрономии как учебной дисциплины в системе высшей педагогической школы;

-разработать государственные стандарты астрономического образования.

Ко второй группе задач можно отнести

- задачи, связанные с теоретической разработкой содержания астрономии для всех ступеней образования, начиная с начальной школы и заканчивая высшей педагогической школой, где готовят учителей астрономии;

- разработать содержание интегративных курсов “Окружающий нас мир” и “Природоведение” для начальных классов, отражающее элементы астрономии и космонавтики;

- разработать астрономическое содержание материала интегративных курсов “Естествознание” и “Физика” для 6-9 классов основной общеобразовательной школы;

- определить базовое содержание курса астрономии для академических лицеев и профессиональных колледжей;

- разработать углубленное содержание курса астрономии для академических лицеев физико-математического профиля;

- разработать содержание курса общей астрономии и основ космонавтики для высшей педагогической школы.

К третьей группе задач, разрешаемых нами в ходе исследования, можно отнести

- определить особенности формирования элементарных астрономи-ческих понятий у учащихся начальных школ;

- задачи, связанные с методикой формирования у учащихся знаний астрономического содержания в начальной и основной общеобразовательной 9-тилетней школе;

- разработать методику преподавания курса астрономии в академи-ческих лицеях и профессиональных колледжах;

- раскрыть специфические стороны обучения астрономии в лицеях гуманитарного и физико-математического профилей;

- раскрыть особенности обучения астрономии в педагогических ВУЗах.

В ходе исследования были реализованы следующие теоретические методы:

1. Анализ методологической, философской, психолого-педагогической и научно-методической литературы, школьных и ВУЗовских учебных программ, учебников и учебных пособий по астрономии.

2. Системный и обобщающий подход к педагогическому опыту отечественных и зарубежных педагогов, ученых-методистов по рассматриваемой проблеме.

3. Дифференцированный подход при разработке содержания и методики преподавания астрономии для различных типов образовательных учреждений.

4. Методы анализа и синтеза, индукции и дедукции, методы сравнения и аналогии в познавательном процессе (используются в самом начале теоретического исследования -- при определении проблемы исследования, ведущих его идей и разработке гипотезы).

Научная новизна проведенного исследования выражается в следующем:

- разработан проект концепции астрономического образования для средних общеобразовательных и средних специальных профессиональных образовательных учреждений;

- составлены проекты государственных стандартов астрономического образования для начальной и основной школы, среднеспециальных профессиональных учреждений, а также для высшей школы;

- разработано содержание астрономического образования в системе непрерывного образования;

- разработаны учебные программы для общеобразовательных школ, академических лицеев, профессиональных колледжей и высшей школы;

- разработаны общие вопросы методики обучения астрономии в системе непрерывного образования;

- разработаны гуманитарные аспекты (мировоззренческие, нравственные, экологические, эстетические и др.) преподавания астрономии и рекомендации по их формированию у учащихся.

Теоретическая значимость исследования состоит в разработке принципов выявления содержания астрономии в непрерывном образовании для разных ступеней обучения -- для начальной, общеобразовательной, средней специальной, профессиональной и частично высшей школы, в разработке методики обучения астрономии на разных ступенях обучения, а также в обосновании педагогических условий повышения эффективности обучения астрономии и гуманитаризации астрономического образования. Все эти разработки могут быть широко использованы в педагогических исследованиях, относящихся к определению содержания учебных предметов.

Практическая ценность исследования заключается в том, что его результаты могут быть использованы при создании учебников, учебно-методических и наглядных пособий, студентами, магистрантами, аспирантами и соискателями соответствующих факультетов педагогических вузов и университетов, а также слушателями факультетов или институтов переподготовки или повышения квалификации учительских кадров в своих научных поисках и исследованиях.

На защиту выносятся:

- концепция астрономического образования (теоретическое обоснование астрономии, как учебного предмета, установление места и роли астрономии среди общеобразовательных предметов);

- научно-методологическое обоснование государственного стандарта астрономии для общеобразовательных школ, академических лицеев и профессиональных колледжей, для специальностей “физика-астрономия” педуниверситетов (бакалавриат);

- принципы отбора учебного и вспомогательного материала для содержания астрономического образования;

- принципы отражения основ науки в содержании учебного предмета;

- разработанное содержание астрономического образования для:

начальной школы;

основной общеобразовательной школы;

академических лицеев и профессиональных колледжей;

академических лицеев физико-математического профиля;

специальностей “физика-астрономия” (бакалавриата высшей школы);

- разработанная методика формирования понятий и определений по астрономии и элементам космонавтики в начальной школе;

- разработанная методика обучения астрономии для разных ступеней общеобразовательных учреждений;

- принципы и основные подходы к гуманитаризации астрономического образования, приемы осуществления методологического и мировоззренческого потенциала содержания астрономии в процессе обучения, формирования нравственно-эстетических качеств и экологической культуры учащихся в процессе изучения элементов и специального курса астрономии.

Апробация результатов исследования

Результаты исследования многократно и поэтапно апробировались на международных, республиканских, межвузовских и теоретических и научно-практических конференциях в ГАИШ им. Штеренберга при МГУ, НУ им. М. Улугбека, УЗНИИ педнаук им. Кары-Ниязи, Самаркандском ГУ, Каршинском ГУ им. Х. Алимжана, ГГУ им. Г. Гуляма, Ошском Киргизско-Узбекском университете, Ташкентском ГПУ им. Низами, Республиканском научно-исследовательском институте проблем развития академических лицеев и профессиональных колледжей.

Материалы исследования опубликованы в международных, республиканских научно-методических журналах, научно-методических сборниках научных трудов, монографии и учебных пособиях автора.

Разработанные нами учебно-методические комплексы (учебные программы, учебные пособия) для средней общеобразовательной школы, академических лицеев и профессиональных колледжей успешно прошли апробации на экспериментальных участках - в разных регионах Республики.

Внедрение результатов

Созданный нами проект концепции астрономического образования для общеобразовательных учреждений республики, который состоит из разделов "Цели и задачи астрономического образования", "Место астрономического образования в системе общего образования" и "Содержание астрономического образования" был принят за основу и после широкого обсуждения с небольшими изменениями был утвержден лабораторией физики и астрономии НИИПН при Министерстве народного образования республики. Разработанные нами проекты государственных стандартов астрономического образования для общеобразовательной, средней специальной профессиональной и высшей школы также были приняты за основу, и нашли свое отражение в соответствующих документах.

Участвовал в качестве составителя учебных программ по астрономии, которые были приняты за основу и утверждены МНО и МВ и ССО для всех уровней образовательных учреждений. Эти учебные программы неоднократно обсуждались на соответствующих учебно-методических Советах при Центрах соответствующих министерств, в НИИПН РУз и получили одобрение. В настоящее время достаточно успешно применяются в учебном процессе.

ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АСТРОНОМИИ КАК НАУКИ, В СИСТЕМЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

1.1 Астрономическое образование в системе культуры

1.1.1 Астрономическое образование как часть общечеловеческой культуры

В философском словаре дано следующее определение термину “культура”: "Культура - специфический способ организации и развития человеческой жизнедеятельности, представленный в продуктах материального и духовного труда, в системе социальных норм и учреждений, в духовных ценностях, в совокупности отношений людей к природе, между собой и к самим себе, культура характеризует особенности поведения, сознания и деятельности людей в конкретных сферах общественной жизни".

Древнейшая наука - астрономия всегда занимала совершенно особое место в "интеллектуальной" истории человечества. Хотя значение астрономических знаний для общественной практики во все времена было очень велико, главное значение астрономии в системе культуры состояло в том, что она, прежде всего, определяла основы мировоззрения разных эпох и народов.

Биологическое строение человеческого мозга позволяет всем людям приблизительно одинаково воспринимать внеземные явления и объекты. В то же время каждое общество имеет свои модели Вселенной, системы летоисчислений, астрономические приборы, методы и т. п. Эти различия создаются самими людьми в ходе обработки воспринятой информации. Изучая каким образом человек получает информацию об астрономических явлениях и объектах, как развивались его представления о Вселенной и как этот тип знаний может изменить поведение человека, мы обнаруживаем, что возникавшие расхождения объясняются различными потребностями в тех или иных астрономических знаниях в обществе и различными стимулами той или иной астрономической деятельности.

Другими словами, после восприятия астрономического объекта или явления начинается сознательная работа человека, который исходя из своих потребностей и мотивов, стремится использовать факты в собственных целях. Потребности, мотивы, цели зависят от взаимодействия человека с окружающей средой. Все они являются результатом различных культурных процессов.

С течением времени обнаруживается все больше свидетельств древности науки о Вселенной. Её истоки восходят к периоду становления человечества на нашей планете. Астрономические мотивы присутствуют во многих памятниках материальной и духовной жизни человека того времени. Это и первобытные наскальные изображения созвездий, и специальные огромные сооружения, дошедшие до нас от конца каменного и начала бронзового века, и более поздние легенды и поверья, передаваемые из поколения в поколение и отражающие представления о Вселенной.

Прежде чем выявить место астрономии в системе культуры проведем аналогию между антропологическими исследованиями астрономии и календарными системами с одной стороны и астрономией и хронологией - как естественнонаучными дисциплинами - с другой.

Методы исследования астрономии культуры различны. Поскольку астрономическое поведение можно изучать на различных уровнях культурных взаимодействий, мы должны использовать и методы, взятые из таких дисциплин, как психология, история религии, история искусства, история науки и т.д.

Все эти дисциплины изучают астрономическое поведение в различных культурных контекстах. Однако, возможна и общая дисциплина, рассматривающая астрономию в системе культуры, т.е. астрономия культуры.

Астрономия культуры, как отмечает С. Иванишевский [8], предполагает изучение отношений человека и астрономических знаний в контексте культуры. Таким образом, эта область исследований отличается как от астрономии (рассматриваемой как знание о природе астрономических объектов и явлений), так и от биологической астрономии (космобиология и хронобиология).

Сочетая в себе эти различные упомянутые выше области науки, астрономия культуры представляет собой междисциплинарное направление исследований, имеющее свою совокупность теорий, соотносящих астрономию с культурой. Понятие астрономии культуры вводится для укрепления позиции новых научных подходов, называемых археоастрономия и этноастрономия.

Археоастрономия многое заимствует из археологии, а этноастрономия использует стратегии и понятия этнографии - это исследование календарных систем в астрономии в близких к нам по времени примитивных и аграрных обществах. Археоастрономия свидетельствует о том, что древние сообщества придавали астрономическим наблюдениям очень важное значение. Один из объектов Стоунхенджа (буквальный перевод с английского означает "висячий камень") имеет внушительные размеры и датируется 2-м тысячелетием до н.э. Сейчас полностью раскрыто его астрономическое предназначение американским астрономом Смитсонианской обсерватории Дж. Хокинсом [9]. По мнению Хокинса, Стоунхендж был не только местом для культовых обрядов, но и служил астрономической обсерваторией. Хокинс убедительно доказал, что огромные каменные арки Стоунхенджа использовались как визиры для фиксации направлений восходов и заходов Солнца и Луны в определенные моменты их перемещения по небесному своду. Так называемые лунки Обри - 56 ям, расположенные по окружности на одинаковых расстояниях друг от друга и заполненные дробленым мелом, могли, в принципе, служить для предсказания солнечных и лунных затмений.

Подобные Стоунхенджу каменные сооружения, по древнегреческой терминологии мегалиты, выполняющие астрономические функции были найдены на острове Льюкс в Шотландии. Это сооружение, носящее название Калениш, включает 13 камней, часть из которых образует "аллею" такую как в Стоунхендже. Изучая данное сооружение, Хокинс установил, что некоторые пары камней определяют направления, соответствующие важным астрономическим точкам, большей частью, связанными с Солнцем и Луной.

Пионерская работа по поиску и изучению мегалитических астрономических обсерваторий была проведена профессором А. Томом (Великобритания) [278]. Работа, проводившаяся на протяжении десятилетий принесла свои плоды. Оказалось, что в эпоху конца неолита - начала бронзы северо-запад Европы был покрыт целой сетью обсерваторий для наблюдений Солнца и Луны [10]. Некоторые из этих сооружений по своим размерам едва ли уступают Стоунхенджу. Таков был исследованный А. Томом комплекс, расположенный в районе Карнака (Франция). Одним из центров комплекса служил некогда Большой Разбитый Менгир, упавший и расколовшийся на четыре части камень, общей длиной 22,5м. Монолит, известный у местных жителей как "Камень Феи", весил около 330 т.

Большой и малый храмы Амон-Ра (бог Солнца) в Гизе (Египет) также являются археоастрономическими памятниками. Главные оси, проходящие через основные входы этих сооружений, были направлены на точку горизонта, где восходит Солнце в день зимнего солнцестояния.

Когда в XIX в. до н.э. образовалось государство с центром в г. Вавилоне, религиозные верования шумеров были почти полностью восприняты вавилонянами. Вавилоняне строили свои храмы либо трехэтажными, посвящая их Ану Бал-Энлил и Эа-богам неба, Земли и подземных вод соответственно, либо семиэтажными, посвященными астральным богам (Солнцу, Луне и пяти планетам). Эти огромные сооружения, называемые "зиккуратами", были обсерваториями древних вавилонских астрономов.

Нельзя забывать, что тогда вся шумеро-вавилонско-холдейская наука содержала в себе немалую долю суеверий. Боги отождествлялись с небесными телами, и поэтому вавилоняне, а еще больше халдейские жрецы достигли больших успехов в астрономии. Согласно религиозным верованиям тех времен, каждый день жизни человека и его судьба зависели от расположения Солнца, Луны и планет среди звезд. Зародившаяся в Древнем Вавилоне вера в небесные предначертания человеческих судеб, в плохое или хорошее взаимное расположение небесных тел постепенно превратилась в целое учение, называемое астрологией.

Многолетние наблюдения жрецов Древней Месопотамии за движением Солнца, Луны и планет с верхушек зиккуратов не ограничивались, естественно, лишь целью проникнуть в волю богов. Был замечен целый ряд закономерностей, которые легли в основу развития самой древней из наук.

Первый лунный календарь был создан в период царствования в Вавилоне Хаммурапи (1792-1750 г. до н.э.) Астрономы времени Хаммурапи установили, что продолжительность лунного месяца составляет 29,5 суток, поэтому календарный год включил 6 месяцев по 30 дней и 6 месяцев по 29 дней, т.е. всего 354 дня.

Один из первых астрономических учебников - справочников "Мул апин" (“Звездный Плуг” старое название созвездия “Треугольник”) был составлен вавилонянами примерно в 700-650 гг. до н.э., но в нем приводится очень много более ранних сведений [11]. Нововавилонские (или халдейские) астрономы со временем уточнили продолжительность года 365,25 суток, т.е. добились очень высокой точности (истинное значение тропического года 365,2422 суток).

Вторая эпоха развития вавилонской и ассирийской астрономии, условно называется эпохой Ашшурбанипала, период его правления 669-630 г.г. до н.э. Одно из заметных достижений этой эпохи - успешное предсказание затмений. Предсказание затмений в эпоху Ашшурбанипала стало значительным шагом в развитии астрономии, хотя и было окутано мистикой астрологии. Несколько предсказаний лунных и солнечных затмений той эпохи приводится в книге Р.К. Томпсона [279].

Для астрономов наибольший интерес представляет самая большая обсерватория древности - храм Мардуна (Юпитера), сооруженная из 85 миллионов кирпичей в период правления Вавилоном с 605 по 562 гг. до н.э. царя Навуходоносора. Стороны квадратного основания храма имели длину 90 м, а его высота составляла 33 м.

В 539 г. до н.э. Вавилоном завладел Кир, царь персов. Персы также приобщались к астрономии. В заключении отметим, что большие достижения в области астрономии в Древнем Вавилоне были достигнуты благодаря длительным и постоянным наблюдениям звездного неба. Что касается космологических представлений, то, как и в Древнем Египте, они были неотделимы от религии. Правда, здесь вавилоняне несколько продвинулись по сравнению с древними египтянами и считали Землю не плоской, а выпуклой.

Немалое разнообразие в приемах и методах астрономических наблюдений выявлено в последнее десятилетие при астрономических исследованиях культуры майя. Например, в экваториальных широтах такие реберные даты, как летнее солнцестояние, удобно определять, основываясь на измерениях зенитного расстояния Солнца. Древние майя использовали для этого зенитную трубу. Во всяком случае, именно так истолковывается назначение сооружения, найденного в руинах Хочикалька (неподалеку от Мехико). Оно представляет собой восьмиметровую трубу в грунте, на нижнем конце которой имеется наибольшая сносная с трубой круглая комната-камера.

Почти такое же устройство найдено в развалинах Монте Албан, оно датируется Ш в. до н.э. Продолжительность нахождения солнечного "зайчика" на полу камеры этого сооружения была максимальной. А в Мачу-Пикчу (Перуанские Анды, 75 км от Куска) окно сооружения, считавшееся храмом, сделано с таким расчетом, что солнечные лучи на восходе в день зимнего солнцестояния попадают на маркированное место, того, что прежде полагали жертвенником [12].

Одна из "календарных" пирамид майя находилась в древнем городе Чичен-Ица, которая носила название "Пернатый змей" [13]. С каждой из четырех сторон она имела лестницу с 91 ступенькой, т.е. всего 364 ступеньки. Если добавить еще и верхнюю площадку, то получится 365 - число дней в солнечном году. Были обнаружены также здания, предназначавшиеся исключительно для астрономических наблюдений. Одно из таких зданий находится в упомянутом городе Чичен-Ица. Оно круглое, а его верхушка весьма похожа на купол современных астрономических башен. В стенах здания есть прорези, через которые можно наблюдать Солнце только в дни равноденствий.

Известно, что индейцы майя с большой точностью определяли продолжительность лунного синодического месяца. На стене гробницы одного из вождей в городе Ладанке найдена надпись, согласно которой "81 луна составляет 2394 день". Отсюда для одной "Луны" получаем значение 29,53 суток, а если вычислить среднее из нескольких подобных надписей, то получим 29,53053 суток (истинное значение 29,53059 суток) Как видим, ошибка здесь потрясающе мала.

Можно было бы привести другие многочисленные примеры, иллюстрирующие высокий уровень астрономической культуры цивилизаций Центральной Америки. Эти знания, несомненно, были накоплены в результате длительной культурной эволюции.

С началом становления человека как существа социального, биологический отбор практически прекратил свое действие. Единственным способом адаптации стало изменение поведения, управляемого культурой. В системе культуры как инструменте приспособления к среде обитания непременно должны существовать механизмы прогноза. Предвидения изменений погоды и климата, перспектив промысла, урожайности, засухи, астрономических явлений (затмений, периоды активности Солнца, фазы Луны и др.) были факторами выживания. Предположением является то, что на очень раннем этапе культурной эволюции была обнаружена корреляционная связь между вариациями локальных погодно-климатических факторов, биологическими явлениями, с одной стороны, и перемещениями планет, Луны и фазой активности Солнца - с другой.

С увеличением объема и сложности накопленных знаний для их устойчивой передачи постепенно стала необходима особая социальная организация. Так появилась каста жрецов. Вполне вероятно, что астрономическая служба (включая строительство обсерватории) входила в компетенцию жрецов. В разных культурных регионах конкретные социальные структуры, порождаемые выделением касты жрецов, имели свои особенности. Так, в древнем Вавилоне жреческие должности были выборными, и жрецы осуществляли свои обязанности с помощью аппарата высокообразованных экспертов и "технических специалистов". Историк А.А. Вайман [14], изучавший становление шумерской клинописи, пришел к заключению о том, что стимулом развития письменности была потребность записывать календарно-космическую информацию. Оказывается не случайно протошумерские цифры, первые из изобретенных в Двуречье символических обозначений, были скомбинированы всего из четырех элементов: малого и большого полуовалов, малого и большого кружков, обозначающих полумесяц и диск Солнца.

Важную роль играла астрономия в формировании некоторых важных особенностей древнейших мифов. Здесь, прежде всего, следует отметить существование признаков глубоких "космических" переживаний и определенных астрономических знаний в самых древних мифах. Примером может служить происхождение архитипа "повторение-возрождение". Эта важная особенность архаического общественного сознания, вероятно, составляла одну из базисных структур древней человеческой культуры. Но в основе того, в какой степени повторяется данный архетип лежит, видимо, эмпирическое обобщение циклических изменений в природе, сопряженных c космическими периодами: периодом смены фаз Луны, затмений, активности Солнца и др. Вполне вероятно, что другие элементы "астрономического кода" мифов также имеют в своей глубинной основе те самые астрономические знания, которые были получены на мегалитических обсерваториях или их аналогах. А это дополнительно укрепляет нас в основном предположении: на самых первых этапах развития культуры наблюдательная астрономия играла в обществе выдающуюся роль, такую, что это наложило глубокий отпечаток на всю последующую культурную эволюцию человечества.

1.1.2 Астрономия в древнегреческой культуре

В древнем Египте и Вавилоне производились наблюдения главным образом Луны и Солнца, их результаты использовались для составления календаря, либо предсказания сроков проведения сельскохозяйственных работ. Но ни египтяне, ни вавилоняне, равно, как ни одна другая культура до греков, даже не пытались составить общую исчерпывающую картину движения небесных тел. А древние греки мыслили иначе. Многие из греческих астрономов выдвигали и отстаивали идеи и представления, которые через много веков вошли в золотой фонд современной космологии.

Исследование небес в Древней Греции началось в Милете, самом южном из двенадцати городов Ионии на Западной границе Малой Азии. Фалес из Милета и его ионийские коллеги Анаксимандр и Анаксимен в VI в. до н.э. первыми дерзнули помыслить о Вселенной в целом, не прибегая к помощи богов, духов, дьяволов и прочих таинственных сил [15].

Следующей крупной фигурой в философии и естествознании был Пифагор из Самоса. Своих учеников и последователей он сплотил в некое братство, в котором научные изыскания сочетались с религиозно-мистическим ритуалом.

В области астрономии пифагорейское учение произвело буквально переворот, провозгласив шарообразность Земли, что по тем временам было дерзким новшеством. Внимание греческих астрономов привлекли необычайно спешные и регулярные движения планет. Они поняли, что Венера и Меркурий в отличие от других известных тогда "блуждающих светил" не удаляются особенно далеко от Солнца. В IV в. до н.э. Евдокс из Книда одним из первых создал космологическую теорию, согласно которой в центре семейства концентрических сфер находится неподвижная Земля [16].

Хотя пифагорейцы, эпикурейцы, Платон и Аристотель утверждали, что теории мироздания еще не стали предметом науки, отдельные выдающиеся личности уже тогда высказывали и развивали идеи, которые впоследствии превратили космологию в теорию, выражая ее языком математики. В середине IV в. до н.э. ученик Платона Гераклид Понтийский выдвинул две гипотезы поистине революционного характера. Гераклид утверждал, что видимое суточное вращение небосвода не более чем иллюзия. В действительность движется Земля, совершая один оборот вокруг своей оси за двадцать четыре часа. Еще более далеко идущие последствия влекло за собой второе из нововведений Гераклида. Постоянная близость Венеры и Меркурия к Солнцу навела Гераклида на мысль, что эти две планеты обращаются по круговым орбитам, в центре которых находится Солнце [17]. Новая гипотеза оказала мощное и прочное влияние на последующее развитие астрономии.

Во второй эллинский период, т.е. когда центр цивилизации переместился в Александрию, изучению астрономии посвятили себя Аристарх, Гиппарх и Птолемей. Особое место среди достижений астрономов александрийского периода занимает гелиоцентрическая гипотеза, выдвинутая Аристархом из Самоса (IV-Ш вв. до н.э.). Накопленные наблюдательные данные позволили Аристарху также приближенно оценить размеры Солнца и Луны и расстояние до них.

Вершиной достижения греческой астрономии были труды Гиппарха (II в. до н.э.) и Птолемея (II в. н.э.). Гиппарх сознавал, что схема Евдокса, в которой небесные тела прикреплены к сферам, не позволяет истолковать результаты многих его собственных наблюдений и наблюдений других греческих астрономов. По Гиппарху планета движется с постоянной скоростью по окружности (эпициклу), центр которой перемещается с постоянной скоростью по другой окружности (деференту), в центре которой находится Земля [18]. Используя движения обоих типов и надлежащим образом подбирая радиусы и скорости перемещения окружностей, Гиппарх сумел достаточно точно описать движение Луны, Солнца и пяти известных тогда планет. Теория Гиппарха позволяла предсказывать лунное затмение с точностью до одного - двух часов. Гиппарх оценил продолжительность солнечного года в 365 суток 5 часов и 55 минут (примерно на 6,5 минут больше чем настоящее значение).

Во II в. н.э. греческая космология достигла наивысшего расцвета. Его создателем стал К.Птолемей [19,20]. Непреходящую славу принесло Птолемею его сочинение "Мегале синтаксис", что в переводе означает "Великое построение". Теория Птолемея явилась высшей и окончательной формой предложенного греками решения проблемы Платона о рациональном описании небесных явлений и навсегда осталась первой в истории человечества научной картиной мироздания.

1.1.3 Астрономическая культура в средневековом Востоке

Наиболее ранние сведения о естественнонаучных знаниях на Востоке у индийцев и китайцев относятся к эпохе, датируемой III тысячелетием до нашей эры [21,22]. Сведения по астрономии в Индии можно найти в имеющейся религиозно-философской литературе, относящейся ко II-I тысячелетию до н.э. Эти сведения содержатся, в частности, о солнечных затмениях, список лунных стоянок, космогонические гимны, посвященные богине Земли, прославление Солнца, олицетворение времени [280].

Развитие китайской астрономии шло по своему собственному пути независимо от развития астрономии на Западе. Регулярно наблюдая за небесными светилами, китайские земледельцы установили закономерную связь между началом времен года и появлением в определенном месте небесного свода тех или иных ярких звезд. В дальнейшем, пользуясь этой закономерностью, они уже имели возможность предсказывать и определять время наступления того или иного сезона года по расположению небесных светил.

О важности определения времени наступления сезонов года свидетельствует запись в книге знаменитого китайского историка Сяма Цяня, жившего во II в. до н.э. В этой записи говорится, что свержение династии Ся (III тысячелетие до н.э.) произошло не только потому, что в стране был голод, разруха, но и потому, что придворные астрономы династии Ся не могли точно определить время смены сезонов года, и из-за этого произошла путаница в счете времени. За 600 лет до н.э. в Китае был введен солнечно-лунный календарь, сочетавший продолжительность года с лунным месяцем путем введения двенадцатилетнего цикла. Был упорядочен счет времени.

Следующие сведения по индийской и китайской астрономии относятся к I в. н.э. Прежде всего, это пять индийских сидуханти (справочники по астрономии), которые на протяжении многих последних веков изучались, комментировались, перерабатывались.

Согласно учению "Сиддхант" Земля представлялась неподвижной сферой, центр которой совпадал с центром Вселенной. Ариабхата I писал: "Земная сфера, будучи совершенно круглой, расположена в центре Вселенной, в середине круга созвездий, окруженная орбитами планет…" [23].

Самой точной из них является "Сурья сиддханта" - сочинение, сыгравшее исключительно важную роль в истории индийской астрономии. Ее изучали крупнейшие индийские ученые Ариабхата I (V-VI вв.), Варахамира (VI в.), Брахмагупта (VII в.), Бхаскара I (VII в.), Ариабхата II (X в.), Шрикати (XI в.), Бхаскара II (XII в.).

Проникновение индийских астрономических и математических идей в Китае относится ко времени распространения в Китае буддизма. В VI-VII вв. с санскрита на древнекитайский язык были переведены некоторые астрономические сиддханты; в VIII в., в частности, был переведен трактат об индийском календаре.