Методика преподавания астрономии

---

<< Предыдущая

Содержание

Следующая >>

Методика проведения 8 урока
"Решение задач. Контрольная работа"

Цель урока: повторение, закрепление и контроль на качеством формирования системы основных понятий астрометрии

Задачи обучения:

Общеобразовательные:

- Обобщение, повторение и закрепление учебного материала:
- о космических явлениях: обращении Земли вокруг Солнца, обращении Луны вокруг Земли и вращении Земли вокруг своей оси и порождаемых ими небесных явлениях;
- о небесных светилах и созвездиях; о небесной сфере, основных ее кругах, линиях и точках; о системах небесных координат;
- об астрономических способах, инструментах и единицах измерения, счета и хранения времени, календарях и летоисчислении.

Воспитательные: формирование научного мировоззрения и атеистическое воспитание в ходе повторения и обобщения совокупности изученного астрометрического материала.

Развивающие: формирование умений выполнять упражнения на применение основных формул сферической астрономии и практической астрометрии при решении расчетных задач и применять подвижную карту звездного неба, звездные атласы, справочники и Астрономический календарь для определения положения и условий видимости небесных светил и протекания небесных явлений; решать задачи на расчет времени и дат летоисчисления и перевод времени из одной системы хранения и счета в другую; определять географические координаты местности по данным астрономических наблюдений.

Ученики должны знать:

- причины повседневно наблюдаемых небесных явлений, порожденных вращением Земли вокруг своей оси, обращением Земли вокруг Солнца и обращением Луны вокруг Земли;
- связь продолжительности отдельных космических и небесных явлений с единицами и способами измерения, счета и хранения времени и календарями;
- основные понятия сферической астрономии: созвездие; небесная сфера и ее главные плоскости, линии и точки; системы небесных координат;
- основные понятия практической астрометрии: единицы, способы, системы и инструменты для измерения и счета времени, основные типы календарей и систем летоисчисления; принципы определения географических координат местности и времени по астрономическим наблюдениям;
- основные астрономические величины, изучавшиеся в теме "Основы астрометрии" и формулы, выражающие связь между этими величинами.

Ученики должны уметь:

1. Использовать обобщенный план для изучения космических и небесных явлений.
2. Ориентироваться на местности по небесным светилам: Полярной звезде, Луне, Солнцу и при помощи подвижной карты звездного неба.
3. Использовать звездные атласы, подвижную карту звездного неба и Астрономические календари и справочники для определения: времени восхода, кульминации и захода светил и прохождения созвездия через местный меридиан для конкретной даты; периода видимости светила или созвездия в данном месте в заданный момент времени; созвездия, в котором находится Солнце в определенный день и приблизительных координат Солнца; продолжительности дня и ночи для любой даты; времени пребывания Солнца в том или ином зодиакальном созвездии; положения Луны и планет на небесной сфере по известным экваториальным координатам; экваториальных координат звезд.
4.  Решать задачи, связанные с переводом единиц измерения времени из одной системы счета в другую и на определение географических координат места и времени наблюдения.

Задание на дом:

1. Повторение материала учебников:
Б.А. Воронцов-Вельяминова: §§ 2-7; вопросы для повторения.
Е.П. Левитана: §§ 2-6; вопросы для повторения.
А.В. Засова, Э.В. Кононовича: §§ 2-6; вопросы для повторения.

2. Выполнить задания из сборника олимпиадных задач В.Г. Сурдина [289]: 3.41, 4.5.

План урока

Этапы урока	Содержание	Методы изложения	Время, мин
1	Повторение всего ранее изученного материала, проверка знаний	Фронтальный опрос	10-15
2	Решение задач на повторение и закрепление всего ранее изученного материала	Работа у доски и в тетрадях	10-15
3	Контрольная работа		20

Методика изложения материала

В начале урока производится повторение материала по всем вопросам, изучавшимся в теме "Основы астрометрии". В первую очередь нужно проверить понимание учащимися природы повседневно (часто) наблюдаемых небесных явлений и их причин, космических явлений. В качестве дополнительных вопросов рекомендуются:

1. Какие небесные явления происходят в результате: вращения Земли вокруг своей оси; обращения Луны вокруг Земли; обращения Земли и других планет вокруг Солнца?

2. Дайте описание небесных явлений, порожденных обращением планет вокруг Солнца. Ответы строятся на основе обобщенного плана для изучения космических и небесных явлений с использованием соответствующих геометрических схем.

Следует провести фронтальный опрос (беседу) о практическом применении астрономических (астрометрических) знаний, пользу которых ученики понимают без труда: ориентация на местности по звездам, Солнцу и Луне и определение географических координат пункта наблюдения.

Задаем ученикам вопросы: "Как найти на небе Полярную звезду? Как ориентироваться по ней на местности? Как ориентироваться на местности по Луне? Солнцу?". Ученики должны сделать пояснительный рисунок и дать подробные объяснения. Далее просим учеников объяснить, как можно ориентироваться на местности при помощи подвижной карты звездного неба; при этом проверяется знание школьниками основных созвездий и наиболее ярких звезд, видимых в это время года. Следующей группой вопросов будет: "Как люди используют астрометрические знания: в повседневной жизни? В хозяйственной деятельности (промышленности, сельском хозяйстве)? В науке и технике?".

В это время часть остро нуждающихся в дополнительных отметках учеников выполняют программируемые задания:

1. Сборник задач Г.П. Субботина [287], задание N 136.
2. Задание на с. 71.

3. Какие небесные явления происходят при данных конфигурациях небесных тел:

Рис. 54

А. Если А - Земля; В - Луна; С - Солнце, произойдет:
1) солнечное затмение; 2) лунное затмение; 3) противостояние;
4) верхнее соединение; 5) нижнее соединение; 6) покрытие.
Б. Если А - Луна; В - Земля; С - Солнце, произойдет:
1) солнечное затмение; 2) лунное затмение; 3) противостояние;
4) верхнее соединение; 5) нижнее соединение; 6) покрытие.
В. Если А - планета Марс; В - Земля; С - Солнце, произойдет:
1) солнечное затмение; 2) лунное затмение; 3) противостояние;
4) верхнее соединение; 5) нижнее соединение; 6) покрытие.
Г. Если А - Земля; В - Солнце; С - планета Венера, произойдет:
1) солнечное затмение; 2) лунное затмение; 3) противостояние;
4) верхнее соединение; 5) нижнее соединение; 6) покрытие.
Д. Если А - Земля; В - планета Меркурий; С - Солнце, произойдет:
1) солнечное затмение; 2) лунное затмение; 3) противостояние;
4) верхнее соединение; 5) нижнее соединение; 6) покрытие.
Е. Если А - Земля; В - Луна; С - планета Венера, произойдет:
1) солнечное затмение; 2) лунное затмение; 3) противостояние;
4) верхнее соединение; 5) нижнее соединение; 6) покрытие.

Укажите небесные явления, отмечая напротив каждого варианта вопроса верный номер варианта ответа, например: А1; Б2; В3 и т.д. (Верные ответы: А 1; Б 2; В 3; Г 4; Д 5; Е 6).

На втором этапе урока ученики решают задачи по всем вопросам раздела "Основы астрометрии". Можно выполнить те задания, с которыми ученики не смогли или не успели справиться на предыдущих уроках, или подобрать соответствующие задачи из сборников А.Б. Воронцова-Вельяминова, М.М. Дагаева, В.Ф. Карташова, В.Г. Сурдина, Г.П. Субботина. Следует отдавать предпочтение "комплексным" заданиям, для выполнения которых ученики должны привлечь знания и умения, полученные на различных, лучше всего нескольких уроках астрономии.

На завершающем этапе урока с целью проверки качества усвоения астрометрических знаний и умений проводится небольшая контрольная работа. Желательно, чтобы в ней было не менее 2 вариантов заданий. Ограниченность времени урока определяет продолжительность выполнения контрольной работы в 20 минут.

Рекомендуется включить в контрольную работу задания по следующим вопросам:

1. Определение по звездной карте небесных координат светил (Солнца и звезд) и нанесение на карту объектов по известным координатам (прямая и обратная задачи).
2. Описание суточного вращения неба на различных широтах.
3. Описание годичного движения Солнца или указание его координат в дни равноденствий или солнцестояний.
4. Определить декретное (или поясное) время в пункте, лежащем в данном часовом поясе, если известно время в другом поясе.

В ходе работы ученики используют подвижную карту звездного неба, эфемериды планет и Астрономический календарь.

В основе контрольной работы могут лежать проверочная работа повышенной трудности и контрольная работа N 1 для темы "Практические основы астрономии" из пособия Е.К. Страута [276, с. 10-11].

В разработанном нами варианте контрольной работы все вышеупомянутые вопросы объединены в одном задании, имеющем практическую направленность:

Вариант 1:

10 марта на территории Южного Урала (в Челябинске) наблюдается полное солнечное затмение. Определите экваториальные координаты Солнца и зарисуйте вид звездного неба в момент наибольшей фазы, в 7 часов 20 минут по Всемирному времени, если Венера находится в наибольшей восточной элонгации, а Юпитер - в западном соединении с Луной (5њ).

Вариант 2:

Момент наибольшей фазы полного лунного затмения 10 октября: 17 часов 45 минут по Всемирному времени. Можно ли наблюдать это затмение в Челябинской области? Определите экваториальные координаты Луны и зарисуйте вид звездного неба, если экваториальные координаты Юпитера: a = 23^h 25^m ; d = - 5,5њ ; а Сатурн в восточном соединении с Луной (6њ ).

Ответ к задаче варианта 1:	Ответ к задаче варианта 2:

Экваториальные координаты Солнца (1 вариант): a = 23^h 20^m; d = - 4њ .
Экваториальные координаты Луны (2 вариант): a = 1^h 15^m; d = + 7њ .

Рекомендуемые лабораторные работы:

1. Методы определения географических координат и поправки часов по одновременным наблюдениям двух специально выбранных звезд

(разработана Б.И. Фесенко [302]).

Если две произвольно выбранные звезды мысленно соединить отрезком прямой (проекцией дуги большого круга на небесной сфере), то вследствие суточного вращения небесной сферы ориентация данного отрезка относительно горизонта будет непрерывно изменяться. У некоторых пар звезд в соответствующий момент времени соединяющий их отрезок будет располагаться вертикально (перпендикулярно линии математического горизонта). Точность определения момента времени возрастает при использовании в качестве вертикали вертикального столба, угла сооружения или нити отвеса.

Достоинства данного способа:

• работа выполняется невооруженным глазом, не требуются специальные угломерные инструменты;
• процесс наблюдений прост и доступен школьникам (может использоваться как домашнее задание);
• обработка данных может осуществляться в школьных условиях под руководством учителя;
• повторные наблюдения с разными вертикалями и парами звезд позволяют убедиться в пользе усреднения результатов, компенсирующего случайные ошибки.

1. Определение географической долготы места наблюдения.

Если одна из выбранных звезд – Полярная, расчеты долготы упрощаются. Если бы Полярная, отстоящая на 0,73њ от Северного полюса мира, проецировалась точно на него, явление соответствовало бы нижней кульминации второй звезды и происходило бы одновременно на всех географических широтах данного географического меридиана (табл. 3 учитывает это обстоятельство). Зная координаты звезд, широту местности и звездное время явления (табл. 3), можно определить географическую долготу места наблюдения по формуле:

, где Т=Т₀ + n; Т –декретное время; Т₀ – всемирное время; n – номер часового пояса; S – момент явления по звездному времени; S₀ – определенное из Астрономического календаря звездное время нулевого меридиана в момент полуночи. При отрицательной величине l следует добавить к правой части формулы 24 часа.

2. Определение местного звездного времени.

Если обе выбранные звезды находятся вдали от небесного меридиана, для момента их вертикального расположения при известной широте местности местное звездное время определяется по формуле: . Рекомендуемые данные:

Табл.11

Звезда	Звездное время S
	j = 45њ	j = 50њ	j = 60њ
Дубге, a Большой Медведицы	23h 10,2m	23h 10,7m	23h 11,9m
Алиот, e Большой Медведицы	0h 57,2m	0h 57,4 m	0 h 58,0 m
Алькайд, h Большой Медведицы	1h 48,7m	1h 48,8m	1h 49,1m
Вега, a Лиры	6h 32,3m	6h 31,8m	6h 30,4m
Денеб, a Лебедя	8h 15,5m	8h 14,9m	8h 13,4m
Шедар, a Кассиопеи	12h 37,0m	12h 36,7m	12h 36,0m
Альгениб, a Персея	15h 25,8m	15h 25,9m	15h 26,3m
Капелла, a Возничего	17h 20,7m	17h 21,1m	17h 22,1m

Выполнение работы можно поручить двум группам из 2-3 учеников, выполняющих по одному из заданий.

<< Предыдущая

Содержание

Следующая >>

Публикации с ключевыми словами: методика преподавания - преподавание астрономии - наблюдения - лабораторные работы - практические работы - учебная программа - учебные пособия - лекции - педагогический эксперимент - дидактика - контрольные работы - задача Публикации со словами: методика преподавания - преподавание астрономии - наблюдения - лабораторные работы - практические работы - учебная программа - учебные пособия - лекции - педагогический эксперимент - дидактика - контрольные работы - задача

См. также: Иллюзия одинаковых цветов Очные курсы дополнительного образования "Астрономия в современной школе" Загадочные зелёные пятна в облаках Астероидно-кометная опасность – грозит ли нам "Армагеддон" ? Лекторий Планетария открывает двери Syfy Poehali Party в Политехническом музее Исследование кометы 2010 года по наблюдениям с космической орбитальной обсерватории SOHO. Все публикации на ту же тему >>