Методика преподавания астрономии
Альтернативная методика
проведения уроков 4-6 "Солнечная
система. Планеты Солнечной системы"; "Планетоиды.
Луна и другие спутники планет"; "Метеороиды"
отрабатывалась автором и другими
методистами и учителями свыше 10 лет в ряде
средних учебных заведений гг. Челябинска и
Челябинской области, и при работе со
студентами физико-математического
факультета МаГУ.
Методика проведения 4/1
урока
"Мир Солнечной системы"
Цель урока: формирование
начальных понятий о физической природе
объектов Солнечной системы и порождаемыми
их взаимодействием космических и небесных
явлений.
Задачи обучения:
Общеобразовательные:
1) Формирование зрительного
образа планетных тел Солнечной системы,
деталей их рельефа и атмосфер и ряда
повседневно (часто) наблюдаемых небесных
явлений (метеоров, болидов, серебристых
облаков).
2) Сообщение начальных наиболее важных
сведений о физической природе планет
Солнечной системы, планетоидов (Луны и
крупнейших спутников планет-гигантов),
метеороидов (астероидов, комет и метеорных
частиц) и вышеперечисленных небесных
явлений.
Воспитательные:
1) Формирование научного мировоззрения и
научной картины мира в ходе формирования
понятий о физической природе объектов
Солнечной системы и повседневно (часто)
наблюдаемых небесных явлений (метеоров,
болидов, серебристых облаков).
2) Патриотическое воспитание при упоминании
о достижениях российской науки и техники в
исследовании данных объектов Солнечной
системы.
3) Эстетическое воспитание в ходе
демонстрации диапозитивов космических
объектов.
Развивающие: формирование
устойчивого интереса к учебе; развитие
познавательных потребностей, памяти,
воображения.
Ученики должны знать:
- зрительный образ планетных
тел Солнечной системы, деталей их
рельефа и атмосфер;
- наиболее важные данные о физической
природе вышеперечисленных объектов
Солнечной системы и небесных явлений.
Ученики должны уметь:
работать с текстом учебников, справочной и
научно-популярной литературой,
пользоваться обобщенными планами изучения
космических объектов и небесных явлений,
анализировать и систематизировать
информацию, делать выводы.
Наглядные пособия и демонстрации:
- диапозитивы из серии слайд-фильмов
"Иллюстрированная астрономия": "Строение
Солнечной системы"; "Планеты Солнечной
системы"; "Солнце и его семья"; "Малые
тела Солнечной системы"; "Земля, ее
естественный и искусственные спутники";
"Необыкновенные небесные явления".
- фонограмма музыкального сопровождения.
Задание на дом: по учебнику
астрономии:
- Б.А. Воронцов-Вельяминова:
изучение материала §§ 16-20; вопросы к
параграфам.
- Е.П. Левитана: изучение материала
§§ 13-17; вопросы к параграфам.
- А.В. Засова, Э.В. Кононовича: изучение
материала §§ 17, 18 (1, 3), 19, 20.
План урока
|
Этапы урока |
Содержание |
Методы изложения |
Время, мин |
|
1 |
Изложение нового материала:
демонстрация слайд-фильма об объектах
Солнечной системы |
Рассказ учителя,
сопровождающий демонстрацию слайд-фильма |
35-40 |
|
2 |
Подведение итогов урока. |
|
3-5 |
|
3 |
Домашнее задание |
|
2-3 |
Методика изложения материала
Вниманию учащихся предлагается
просмотр комплекта из 60-80 цветных слайдов
космических объектов, входящих в Солнечную
систему: вид из космоса планет Солнечной
системы и их спутников, астероидов и комет;
основные детали рельефа и вид поверхности
планет земной группы, планетоидов и
астероидов; атмосферные образования и
кольца планет-гигантов.
Демонстрация слайдов
сопровождается изложением кратких
сведений об основных физических
характеристиках космических объектов и
наиболее важных, выразительных,
запоминающихся (в том числе парадоксальных)
данных об их природе и свойствах. Эти
производящие наибольшее комментарии
впечатление образуют как бы "звуковое
сопровождение" зрительного образа
космического объекта и содействуют росту
познавательного интереса учащихся и
запоминанию учебной информации. В
зависимости от числа слайдов, отведенного
на их просмотр времени и реакции школьников
комментарии учителя могут быть более или
менее подробными. Желательно упускать
числовые данные о космических объектах,
кроме самых важных, или округлять их; хорошо
запоминаются характеристики, данные в
сравнении с известными ученикам (так, массы
и размеры космических тел удобно
сравнивать с земными).
Краткий список рекомендуемых
диапозитивов и комментарии к ним:
- Солнце
(телескопическая фотография).
"Солнце – единственная звезда,
наиболее массивный объект Солнечной
системы. Масса Солнца в 750 раз больше массы
всех остальных тел Солнечной системы,
вместе взятых. Геометрический центр
Солнечной системы почти совпадает с
центром Солнца. Солнце в в 333 000 раз
массивнее Земли и 109 раз больше ее по
размерам. Температура видимой поверхности
Солнца 5770 К. Черные пятна на Солнце –
участки атмосферы, температура которых
составляет всего 4000 К – черными они
кажутся по контрасту. Светлые пятна –
факельные области, в которых приток
раскаленного вещества из недр Солнца
раскаляет его атмосферу до 7000 К. В центре
Солнца в зоне термоядерных реакций
температура достигает 15 000 000 К. Подробнее о
природе Солнца вы узнаете при изучении
следующего раздела астрономии".
Меркурий (снимок из космоса). "Меркурий
- ближайшая к Солнцу планета Солнечной
системы. Среднее расстояние от Меркурия до
Солнца – 0,3 а.е. Диаметр Меркурия около 4900
км. Меркурий делает 3 оборота вокруг своей
оси за 2 меркурианских года: то есть почти
ежедневно на Меркурии можно праздновать
Новый меркурианский год".
Поверхность Меркурия: кратеры, горы,
эскарпы (снимок из космоса). "Поверхность
Меркурия весьма напоминает поверхность
Луны, она вся изрыта кратерами ударного
происхождения. Впервые увидевшие эти
фотографии, полученные с борта АМС ученые
не удержались от восклицания "Это же
вторая Луна!". Кратеры на Меркурии
названы в честь писателей, художников,
композиторов (Достоевского, Толстого,
Бетховена, Пушкина и т.д.). Высота гор
достигает 2 - 4 км; многочисленные эскарпы -
обрывы (сбросы) имеют протяженность от 20 до
500 километров и высоту до 2-3 км. Меркурий
получает в 6 раз больше солнечной энергии на
единицу площади поверхности, нежели Земля,
поэтому на экваторе Меркурия в полдень
температура поднимается до +450
њ
С, но в полночь опускается до -200
њ
С: у Меркурия практически нет атмосферы,
давление газовой оболочки, в 500 млрд. раз
слабее, чем у поверхности Земли".
Венера (телескопическая фотография или
снимок из космоса, желательно в УФ-диапазоне).
"Венера - ближайшая к Земле планета, почти
совпадающая с ней по размерам и массе.
Приливное действие Солнца почти уравняло
по продолжительности венерианский год и
венерианские сутки. Венера вращается
вокруг своей оси в обратном направлении по
отношению к большинству планет. Как и у
Меркурия, у Венеры нет ни одного спутника".
Рельеф Венеры (компьютерное
изображение картины, полученной при помощи
радиолокационной съемки с борта АМС). "В
рельефе Венеры три материка: земля Иштар,
земля Афродиты и область Бета и мощные
горные массивы - высота крупнейших гор
Максвелла достигает 11 км; множество
кратеров ударного и вулканического
происхождения - действующие вулканы имеют
размеры до 100 км. Почти все детали рельефа
носят женские имена: равнины названы в
честь сказочных персонажей (Русалки,
Снегурочки, Бабы-Яги); крупные кратеры - в
честь выдающихся женщин, а маленькие -
личными женскими именами".
Поверхность Венеры (фотографии с борта
АМС "Венера"). "Большая часть
поверхности планеты представляет собой
холмистые равнины и каменные пустыни.
Состав венерианских пород в районах
посадок советских АМС "Венера" и "Вега"
близок к составу земных базальтов. Мощная
атмосфера Венеры долго скрывала от земных
наблюдателей поверхность планеты. Ее
состав: СО
2 - 95,5 %; N
2 »
3,5 %, остальные газы около 0,1 %. Высокое
содержание углекислого газа породило
мощный парниковый эффект. Несмотря на то,
что Венера дальше от Солнца, чем Меркурий,
температура на поверхности Венеры днем и
ночью превышает +500
њ С до +600
њ
С при давлении 95 атм.! Трехслойные облака
Венеры состоят в верхнем ярусе из
мельчайших капелек серной кислоты, а ниже -
из кристалликов серы. Гремят грозы. В ярком,
желто-зеленом у горизонта и оранжево-красно-багряном
в зените, закрытом вечными тучами небе
никогда не проглядывает Солнце".
Земля (снимок из космоса с борта АМС).
"Земля
- третья планета Солнечной
системы, обладающая ярко выраженным
дифференцированным внутренним строением,
гидросферой и атмосферой, единственная
известная планета с биосферой и
цивилизацией разумных существ -
человечеством".
Рельеф Земли: моря, горы, равнины, реки (снимок
с околоземной орбиты).
Искусственные сооружения на поверхности
Земли: города, каналы и т.д. (снимок с
околоземной орбиты).
Система Земля-Луна (снимок с борта АМС
"Галилей"). "С расстояния в сотни
тысяч километров хорошо видно, что Земля и
Луна являются единой космической системой".
Луна (телескопическая фотография или
снимок из космоса). "Луна - силикатный
планетоид, спутник планеты Земля. Масса в 81
раз меньше массы Земли; радиус 1740 км – в 4
раза меньше земного. Среднее расстояние от
Луны до Земли 384000 км. Сидерический период
обращения Луны вокруг Земли совпадает с
периодом вращения Луны вокруг своей оси,
поэтому мы видим всегда только одно
полушарие Луны".
Рельеф Луны: морские равнины, горы,
кратеры (снимок из космоса, с окололунной
орбиты). "Светлые области лунных "материков"
занимают 60 % поверхности лунного диска.
Темные "моря" занимают 40 % поверхности
Луны и представляют собой равнинные
области, наполненные темным веществом -
лунными "морскими" базальтами. Лунные
горные хребты, названные по аналогии с
земными Кавказом, Альпами, Карпатами и т. д.
имеют средние высоты 6-7 км. Основной формой
лунного рельефа являются кратеры. На
видимом полушарии Луны насчитывается свыше
300000 кратеров диаметром свыше 1 км. Большая
часть кратеров имеет ударное происхождение
и образовалась свыше 3,5 млрд. лет назад.
Часть кратеров имеет вулканическое
происхождение. Тектоническая активность
наблюдается в районе кратеров Аристарх,
Геродот, Альфонс. Лучевые системы у
кратеров представляют собой выбросы породы
при взрывах столкнувшихся с Луной комет и
астероидов".
Поверхность Луны (фотографии,
полученные с борта АМС или астронавтами США).
"Практическое отсутствие атмосферы -
газовая оболочка Луны в 10
13 раз
разреженнее земной обусловила сильные
суточные перепады температуры: от +130
њ
С в полдень до -170
њ С ночью.
Поверхность Луны покрыта тонким, от
нескольких сантиметров до 10 метров, рыхлым
слоем реголита – верхним слоем лунной
коры, измельченным до пылевидного
состояния микрометеоритной бомбардировкой,
воздействием космических лучей и большими
суточными перепадами температур. По физико-химическим
свойствам серый лунный реголит напоминает
мелкий влажный песок. Поскольку Луна в 4
раза меньше Земли по размерам, горизонт на
Луне намного ближе к наблюдателю на ее
поверхности. Астронавт посередине кратера
диаметром в несколько десятков километров
не увидел бы его обрывистых склонов: ему
казалось бы, что он стоит на холмистой
равнине".
Земля в небе Луны (снимок с борта КЛА).
"Космонавтам на поверхности Луны хорошо
видны земные коричневые материки, синие
моря и океаны, белые облака. Земля стоит в
зените серединой видимого полушария Луны и
при удалении от него опускается все ниже к
горизонту; на обратной стороне Луны Земля
не видна. Смена фаз Земли в небе Луны
происходит за то же время, что смена фаз
Луны в небе Земли, за 29,5 суток. В лунную
полночь полная круглая голубая Земля (в 4
раза больше, чем Луна на земном небе) сияет
над аспидно-черными лунными горами, а в
лунный полдень черный диск Земли в фазе IV
четверти – "новоземелия" окаймлен
красновато-оранжевой дымкой атмосферы".
Марс (телескопическая фотография или,
лучше, снимок из космоса). "Марс
-
самая знаменитая планета Солнечной системы.
Марс почти в 9 раз меньше Земли по массе и
вдвое меньше Земли по размерам. Марс в 1,5
раза дальше от Солнца; марсианский год
вдвое дольше земного, а сутки на Земле и
Марсе почти совпадают. Красноватый цвет
Марса объясняется большой
распространенностью железосодержащих
пород. По химическому составу марсианские
породы близки к земным базальтам".
Рельеф Марса: гора Снега Олимпа (снимок
с борта АМС). "Рельеф Марса очень
разнообразен; наблюдаемые в телескоп
светлые участки поверхности Марса названы
"материками", а темные - "морями".
На полюсах видны полярные шапки, состоящие
из льда и замерзшего углекислого газа.
Почти на экваторе возвышаются самые
высокие в Солнечной системе горы. Высота
потухшего вулкана Снега Олимпа составляет
23 км, а диаметр горы у основания превышает 400
км! Много кратеров ударного происхождения.
Гигантский каньон - долина Маринера имеет
длину 4500 км, ширину до 100 км и глубину до 5-7 км.
На снимках, полученных с борта АМС,
отчетливо видны сухие русла рек
протяженностью до 1000 км".
Рельеф Марса: русла высохших рек (снимок
с борта АМС). "Давление разреженной, почти
целиком состоящей из углекислого газа (СО
2
» 95 %, N
2 »
2,5 %) и практически не содержащей
кислорода атмосферы Марса в 160 раз слабее,
чем у поверхности Земли. Удаленность
планеты от Солнца и разряженность
атмосферы привели к тому, что даже летом на
экваторе Марса температура редко
поднимается днем выше 0
њ С,
опускаясь ночью до -97
њ С;
зимой морозы усиливаются до -130
њ
С".
Поверхность Марса (фотографии,
полученные с борта АМС "Викинг" или "Марс
Пасфайндер"). "На фотографиях
поверхности Марса мы видим то каменистую,
то песчаную пустыню под красноватым, почти
всегда безоблачным небом. Существование
жизни на Марсе в современную эпоху вполне
вероятно; эксперименты, проведенные на
борту посадочных модулей АМС и анализ
метеоритов марсианского происхождения не
дали однозначного ответа".
Спутники Марса Фобос и Деймос
(снимок с борта АМС). "У Марса есть 2
покрытых кратерами и бороздами спутника
неправильной формы: Фобос размерами 22´
30 км и Деймос размерами 15´
12 км - вероятно, захваченные притяжением
Марса астероиды".
Астероид Гаспра или Ида (снимок
с борта АМС). "В настоящее время известно
свыше 10 000 крупных астероидов, причем
ежегодно открывается несколько новых.
Первая сотня астероидов была названа
именами древнеримских и древнегреческих
богинь, затем астрономы обратились к
именам богов из мифов других народов,
когда же их запасы иссякли, ученые стали
давать астероидам имена героев эпоса. В
наши дни астероиды именуются в честь
великих людей, выдающихся ученых,
философов, национальных героев. Большая
часть известных астероидов имеет размеры
в несколько десятков километров и
бесформенную структуру, поверхность их
изрыта кратерами ударного происхождения.
По расчетам ученых в поясе астероидов
между Марсом и Юпитером должно быть до
миллиона астероидов размерами свыше 1 км и
миллиарды мелких каменных глыб.
Химический состав астероидов весьма
разнообразен. Наиболее многочисленны
каменные, силикатные астероиды, реже
встречаются базальтовые или углистые,
почти черные по цвету; еще реже -
металлические, почти целиком состоящие из
никелистого железа".
Юпитер (телескопическая фотография или,
лучше, снимок из космоса). "Юпитер - самая
большая планета Солнечной системы. Юпитер в
5 раз дальше от Солнца, нежели Земля. Период
обращения Юпитера вокруг Солнца – "юпитерианский
год" - близок к 12 годам, а период обращения
Юпитера вокруг оси – "юпитерианские
сутки" – всего 9 часов 50 минут. Юпитер в
318 раз больше Земли по массе и в 11 раз по
размерам. Общее количество излучаемой
Юпитером энергии в 2,5 раза больше, нежели он
получает от Солнца".
Атмосфера Юпитера (снимок с борта АМС).
"Хорошо видны полосы облаков, тянущиеся
вдоль экватора, в тропических зонах и у
полюсов планеты. Облака располагаются в
несколько слоев, на уровне верхнего
температура атмосферы 148 К, с глубиной она
увеличивается. Состав верхних слоев
атмосферы: 87 % водорода и 13 % гелия, вглубь ее
растет содержание углеводородов - этана,
метана, серы, углерода, азота и сложных
органических молекул".
Атмосфера Юпитера,
Большое Красное
пятно (снимок с борта АМС). " В 100 км под
аммиачными облаками экваториальной зоны
над участками, где из глубин атмосферы
восходят потоки газов, в 100-км облаках
гремят сильнейшие грозы. Бушуют ураганы с
порывами ветра до 1500 км/ч, возникают циклоны
и смерчи - самый мощный из них, Большое
Красное пятно в южном полушарии Юпитера, с
воронкой в 15000 км, существует более 300 лет.
"Белые овалы" диаметром до 900 км
перемещаются цепочкой на взаимном
расстоянии 2000 - 7000 км. У Юпитера, в нашем
понимании, нет твердой поверхности: на
глубине 1500 км под действием колоссального
давления атмосферный водород переходит в
жидкое состояние, а на глубине 17000 км при
давлении 10
11 Па и температуре 10000 К
водород становится твердым, "металлическим".
Металлическая твердая оболочка
простирается до границы с внешним ядром,
состоящим из воды, метана, силикатов, а
глубже расположено внутреннее
металлическое ядро".
Спутник Ио на фоне атмосферы Юпитера (снимок
с борта АМС "Вояджер"). "Юпитер
обладает мощным магнитным полем и системой
радиационных поясов. У полюсов Юпитера
наблюдаются полярные сияния. У Юпитера 28
спутников, в их числе крупные планетоиды Ио,
Ганимед, Европа, Каллисто, и система тонких
колец, состоящих из мельчайших пылинок".
Ио (снимок с борта АМС). "Ио -
ближайший спутник Юпитера, силикатный
планетоид диаметром 3600 км. Мощные приливные
силы и электрический ток, возникающий при
взаимодействии Ио с магнитосферой Юпитера,
разогревают недра спутника. Ио наполовину
состоит из раскаленного жидкого
металлического ядра диаметром. Тонкая 100-километровая
кора Ио пульсирует вместе с приливами и
отливами. Под поверхностью Ио скрываются
настоящие серные моря".
Извержение вулкана на Ио (снимок с
борта АМС "Вояджер"). "Общее число
вулканов Ио достигает 300. В 1979 году на Ио
действовало 9 вулканов, выбрасывавших
вещество на высоту до 300 км; в 2000 году их
стало 14; температура лавы достигает 1500 К.
Вулканизм Ио породил разреженную атмосферу,
в которой наблюдаются разноцветные сияния".
Европа (снимок с борта АМС).
"Европа
- силикатно-ледяной планетоид диаметром
3100 км
- второй после Марса кандидат на
обнаружение живых организмов".
Трещины на поверхности ледяного щита
Европы (снимок с борта АМС). "Поверхность
Европы покрыта панцирем из водяного льда
толщиной до 10 км, в трещинах, возникающих во
время приливов и отливов. Под льдом
скрывается глобальный океан глубиной до 50
км. Близость к Юпитеру, мощное действие
приливных сил разогревает недра спутника и
делает возможным существование жизни в его
гидросфере".
Ганимед (снимок с борта АМС).
"Ганимед
- крупнейший силикатно-ледяной планетоид
Солнечной системы диаметром 5200 км на 500 км
превышает размерами Меркурий".
Поверхность Ганимеда (снимок с борта
АМС). "Поверхность спутника - ледяные годы,
ледяные поля и гладкие широкие бассейны.
Равнины перекрыты слоем грязе-ледяной лавы,
припорошены обломками силикатных пород и
пылью, на них выделяется множество кратеров
ударного происхождения, обнаживших лед
мантии".
Каллисто (снимок с борта АМС).
"Каллисто
радиусом 2400 км состоит на 60 % из силикатных
пород и на 40 % из льда".
Поверхность Каллисто (снимок с борта
АМС). "Поверхность Каллисто - ледяные поля,
усеянные кратерами ударного происхождения.
Грязно-бурые потеки образовались при
взрывах во время столкновений Каллисто с
ядрами комет и астероидами. Лед вокруг
места взрыва таял и тек грязе-водяным
потоком, увлекая камни и пыл, а потом
замерзал. Каллисто обладает очень слабым
магнитным полем и крайне разреженной
атмосферой".
Сатурн (телескопическая фотография или,
лучше, снимок из космоса). "Сатурн в 9,5 раз
больше Земли по размерам и в 95 раз – по
массе. Внутреннее строение Сатурна подобно
строению Юпитера".
Атмосфера Сатурна (снимок с борта АМС).
Масса Сатурна меньше массы Юпитера, поэтому
тепловой поток из недр слабее. Активность
атмосферы тоже, соответственно, ниже:
слабее ветры, малозаметнее облака, циклоны
и смерчи".
Кольца Сатурна (снимок с борта АМС). "У
Сатурна самая красивая и крупная система из
десятков тысяч колец, состоящих в основном
из осколков льда размерами меньше метра,
камней и пыли".
Тонкая структура колец Сатурна (снимок
с борта АМС). "Радиус внешнего кольца
Сатурна превышает 900000 км при толщине 4 км:
соотношение размеров как у листа бумаги
шириной в 100 м!".
Титан (снимок с борта АМС). "У Сатурна
30 спутников. Титан
- один из самых
крупных силикатно-ледяных планетоидов
диаметром 5100 км. Поверхность Титана почти
неразличима сквозь его плотную оранжевую
атмосферу, состоящую из азота (90 %), аргона и
метана с давлением у поверхности 1,5 атм. На
Титане довольно холодно - -180
њ
С. Титан обладает гидросферой. На его
поверхности существуют водоемы из
сжиженного природного газа, смеси этана и
метана - озера, моря и даже океан, занимающий
целое полушарие. Крупнейший из материков
сравним по размерам с Австралией.".
Силикатный спутник Сатурна (Рея, Диона
или другие) (снимок с борта АМС).
Уран (снимок с борта АМС). "От
Урана до Солнца 19 а.е. Уран почти в 15 раз
больше Земли по массе и в 4 раза – по
размерам (около 50000 км). Давление и
температура в недрах Урана недостаточны
для перехода водорода в жидкое и, тем более,
твердое состояние. Уран вращается вокруг
Солнца "лежа на боку" в обратном, как
Венера, направлении. На полюсах планеты
полярный день и ночь длятся по 42 года".
Спутники Урана (Миранда или какой-либо
другой, или фотомонтаж их снимков с борта
АМС). "У Урана 21 спутников. Наиболее
сложным рельефом (борозды, хребты, разломы
глубиной в несколько километров) обладает
Миранда. Многочисленные кратеры обнаружены
на Обероне, Титании, Ариэле поверхность
Умбриэля наоборот, довольно гладкая. 10
колец планеты состоят из угольно-темных
частиц размерами около 1 см".
Нептун (снимок с борта АМС). "Нептун -
самая далекая из планет-гигантов, от нее до
Солнца около 30 а.е. Нептун в 17 раз больше
Земли по массе. Диаметр Нептуна около 50000 км.
Атмосфера Нептуна (снимок с борта АМС).
"Плотная голубая атмосфера Нептуна
содержит помимо водорода и гелия, метан (до
15 %), этан, ацетилен и другие газы. Нептун
излучает в пространство в 2,7 раза больше
энергии, чем получает от Солнца. Мощный
приток тепла из недр планеты обусловливает
значительную активность атмосферы. В ней
наблюдаются многочисленные облака, пятна и
вихревой шторм диаметром до 12000 км.
Предполагается, что на дне атмосферы
находится глобальный океан из воды,
насыщенной различными солями".
Тритон (снимок с борта АМС). "У
Нептуна 8 спутников. Кольца Нептуна шириной
почти наполовину состоят из пыли. Тритон -
крупнейший силикатно-ледяной спутник
Нептуна. Тритон имеет очень большое
силикатное ядро, окруженное тоненькой
ледяной мантией, над которой простирается
глобальный водяной океан глубиной 150 км,
прикрытый толстой ледяной корой (180 км). На
поверхности Тритона обнаружены кратеры,
горы, каньоны и вулканы.
Равнины Тритона
покрывает 6-метровый слой снега из
замершего азота, этана и этилена. В сильно
разреженной атмосфере, состоящей из азота и
метана, наблюдается дымка и легкие облака. У
полюсов в небо бьют 8-километровые гейзеры".
Плутон (телескопическая фотография КТХ).
"Плутон по традиции считается одной из
планет Солнечной системы, но по своим
физическим характеристикам является
планетоидом. Орбита Плутона обладает
большим эксцентриситетом, среднее
расстояние от Плутона до Солнца меняется от
29 до 48 а.е.; год на Плутоне длится 248 земных
лет. Периодически Плутон оказывается к
Солнцу ближе Нептуна. Масса Плутона в 5 раз
меньше лунной. Диаметр Плутона около 2400 км.
Плутон получает в 1600 раз меньше солнечной
энергии, нежели наша Земля. Солнце с его
поверхности выглядит как самая яркая из
звезд. Температура поверхности Плутона
составляет -230
њ С. На ней
наблюдаются обширные замерзшие метановые
моря и участки, покрытые слоем замерзшего
азота. У Плутона есть покрытый водяным
льдом спутник Харон вдвое меньшего
диаметра. Ряд астрономов считает, что
Плутон - бывший спутник Нептуна".
Комета (Уэста, Хиякутаки, Хейла-Боппа,
или какая-либо другая из наблюдавшихся в
последнее время - телескопическая
фотография). "С давних времен появление
кометы на небе вызывало среди людей ужас и
панику (кроме Древнего Китая, где кометы
рассматривались как чрезвычайные послы
Неба к его Сыну-императору). В Европе
считали, что кометы предвещают смерть
монархов и других правителей, а также
всевозможные стихийные бедствия и войны.
Суеверия дожили до конца ХХ века. В 1986 году
советские АМС "Вега" исследовали ядро
и атмосферу кометы Галлея с расстоянии 8000
км".
Ядро кометы Галлея (фотография с борта
АМС "Вега"). "По современным данным
на больших расстояниях от Солнца кометы
представляют собой глыбы твердого вещества
размерами от 50 м до 50 км, состоящие из смеси
водяного и метанового льда, углекислого,
угарного и многих других замерзших газов с
вмороженными обломками горных пород и
мелкой пылью".
Комета Галлея вдали от Солнца (телескопическая
фотография). "С приближением к Солнцу
вещество ядра начинает нагреваться и
испаряться, образуя газопылевую атмосферу
кометного ядра - кому или оболочку кометы
размерами десятки тысяч километров".
Комета Галлея вблизи перигелия (телескопическая
фотография). "Давление солнечного света и
солнечного ветра на газ и пыль оболочки
порождает кометные хвосты протяженностью
до 500000000 км, но ничтожной плотностью: 1
частица на 100 м
3 и называемых потому
"видимым ничто". Согласно
классификации Ф. А. Бредихина, хвосты комет
разделяются на 3 типа. Газовые хвосты I типа
имеют цилиндрическую форму и голубоватый
цвет. Они всегда вытянуты в направлении,
противоположном от Солнца. Пылевые, желтые,
изогнутые хвосты II типа отклоняются назад
по отношению к орбитальному движению.
Хвосты III типа образуются в результате
мощного выброса пылевых частиц из ядра".
Метеор. "При прохождении вблизи
Солнца комета теряет часть своего вещества:
мелкие камешки и пыль и газ растягиваются
вдоль всей орбиты кометы. Скорость их
движения по отношению к Земле составляет от
11 до 76 км/с. При вторжении метеорного тела в
атмосферу Земли наблюдается световое
явление - метеор. При торможении метеорного
тела в атмосфере на высоте от 120 до 80 км над
землей оно нагревается, дробится на мелкие
части, распыляется и испаряется.
Наблюдатель видит "падающую звезду" -
свечение раскаленных до тысяч кельвин
паров метеорного тела и газов атмосферы
вокруг него. Ежесуточно во всем небе Земли
наблюдается до миллиона метеоров. Яркость
метеора зависит от его массы и скорости".
Болид. "Видимые невооруженным глазом
метеоры порождаются частицами массой от 0,5
г до 0,1 кг. Более массивные и крупные
порождают особо яркие метеоры, ярче -3
m,
называемые болидами. Блеск болидов доходит
до -19
m".
Метеорит (осколок Сихоте-Алиньского
или любой другой). "Крупные метеорные
тела не успевают полностью разрушиться при
движении в атмосфере и после полного
торможения выпадают на поверхность Земли
метеоритами. Почти все обнаруженные
метеориты являются мелкими обломками
астероидов. Известны метеориты - осколки
ядер комет, десятки метеоритов являются
обломками лунных пород, выброшенных в
космос взрывами на поверхности Луны,
найдено 14 метеоритов марсианского
происхождения. В зависимости от
химического состава метеориты делятся на 3
группы:
каменные
метеориты (92 % от
общего числа); железокаменные метеориты (2 %
от общего числа), состоящие наполовину из
металла, наполовину из силикатов, и
железные метеориты (10 %), состоящие на 98 % из
никелистого железа. Крупнейшим из
найденных метеоритов является Гоба
размерами 2,95
´ 2,84 м, массой
60 тонн (ЮАР).
Крупный метеоритный кратер
или астроблема (аэрокосмический снимок).
"Метеорные тела массой в сотни и тысячи
тонн, астероиды и кометные ядра пробивают
атмосферу Земли и сталкиваются с ее
поверхностью со скоростью от 1 до 75 км/с.
Происходит взрыв мощностью десятки тысяч
мегатонн тротилового эквивалента.
Образуется воронка - кратер диаметром до 100
км, глубиной 1-2 км. Миллиарды тонн пыли,
выброшенной взрывом в верхние слои
атмосферы Земли, преграждают путь
солнечным лучам и вызывают эффект "ядерной
зимы" с глобальным падением
среднегодовых температур на сотен лет на
десятки градусов Цельсия, вызывая
массовое вымирание живых организмов.
Считается, что динозавры вымерли в
результате столкновения Земли с
астероидом около 67 млн. лет назад. На
поверхности Земли обнаружено свыше 250
кратеров-астроблем ("звездных ран")
размерами до 150 км".
Завершает урок задание на дом:
внимательно прочесть и изучить материал
соответствующих параграфов учебников,
подготовиться к его обсуждению в форме
дискуссии; записать вопросы к учителю (что
не смогли понять и о чем бы хотели узнать
подробнее) и другим ученикам (для проверки
их знаний).
Методика проведения 4/2
урока
"Мир Солнечной системы"
Цель урока: формирование
понятий о физической природе объектов
Солнечной системы и порождаемыми их
взаимодействием космических и небесных
явлений.
Задачи обучения:
Общеобразовательные:
формирование понятий:
1) О физической природе и основных
характеристиках объектов Солнечной
системы:
- землеподобных планет и планет-гигантов;
- Луны, силикатных и силикатно-ледяных
спутников планет-гигантов, Плутоне и
ледяных планетоидах пояса Койпера.
- метеороидов: астероидов; комет, поясе
Койпера, облаке Оорта; метеорных телах и
частицах межпланетной среды;
2) О космическом явлении
бомбардировки метеороидами планетных тел,
значимости столкновений Земли с
метеороидами для эволюции природных ее
оболочек, биосферных катастрофах,
существующих проблемах метеороидной
безопасности и перспективах использования
астероидов и комет для нужд земной
промышленности, метеоритах и их
классификации по химическому составу;
3) О физической природе небесных
явлений: болидов, метеоров, метеорных
дождях, серебристых облаков, зодиакального
света и противосияния.
Воспитательные:
1) Формирование научного
мировоззрения и атеистическое воспитание
учащихся в результате ознакомления с
физической природой объектов Солнечной
системы и объяснением физической природы
метеоритов, биосферных катастроф при
столкновениях Земли с астероидами и
кометами и небесных явлений: метеоров,
болидов, метеорных ("звездных") дождей,
серебристых облаков, зодиакального света.
2) Патриотическое воспитание при
ознакомлении с ролью российской науки и
техники в исследовании Луны и планет
Солнечной системы средствами астрономии и
космонавтики.
3) Политехническое и трудовое
воспитание при изложении материала о
космических средствах исследования
объектов Солнечной системы и о
перспективах практического применении
результатов этих исследований.
Развивающие: формирование
умений анализировать информацию, объяснять
наблюдаемые явления, процессы и свойства
космических объектов на основе важнейших
физических теорий, составлять
классификационные таблицы и схемы, и решать
задачи на расчет основных физических
характеристик космических тел.
Ученики должны знать:
- принципы классификации планетных тел и
планетных систем, основные классы и группы
планетных тел и их характерные признаки;
- общие данные об основных характеристиках,
структуре и составе Солнечной системы;
- общие данные об основных физических
характеристиках планет земной группы и
планет-гигантов Солнечной системы; Луны и
спутников планет-гигантов, Плутоне и
объектах пояса Койпера; астероидах, кометах,
метеорных телах и межпланетной среде;
физической природе и основных классах
метеоритов;
- общие сведения о результатах столкновения
Земли с метеороидами, образовании ударных
кратеров (астроблем) и биосферных
катастрофах, и о практическом применении
научных достижений и средств космонавтики
тел для защиты Земли от столкновений с
ядрами комет и астероидами и перспективах
их использования для нужд земной
промышленности;
- объяснение физической природы небесных
явлений: болидов, метеоров, метеорных
дождей, серебристых облаков и
зодиакального света;
Ученики должны уметь:
- анализировать и
систематизировать учебный материал,
использовать обобщенный план для описания
космических объектов, составлять
классификационные схемы, делать выводы;
- применять важнейшие физические теории при
объяснении природы объектов Солнечной
системы;
- использовать справочную и научно-популярную
литературу для подготовки докладов и
сообщений, готовить рефераты, выступать
перед аудиторией;
- решать задачи на расчет характеристик
космических тел (массы, размеров, плотности
и т.д.), деталей их рельефа и атмосфер;
Задание на дом:
1) По учебнику астрономии:
- Б.А. Воронцов-Вельяминова:
изучение материала §§ 16-20; вопросы к
параграфам.
- Е.П. Левитана: изучение материала
§§ 13-17; вопросы к параграфам.
- А.В. Засова, Э.В. Кононовича: изучение
материала §§ 17, 18 (1, 3), 19, 20.
2. Выполнить задания из сборника
задач Воронцова-Вельяминова Б.А. [28]:
251; 259; 273.
3. Дополнительные задачи для
учащихся физико-математических классов:
выполнить задания из сборника олимпиадных
задач В.Г. Сурдина [289]:
10.16; 10.24; 11.14.
План урока
|
Этапы урока |
Содержание |
Методы изложения |
Время, мин |
|
1 |
Повторение, систематизация и
обобщение астрономического материала |
Фронтальный опрос,
беседа |
20-22 |
|
2 |
Закрепление материала,
решение задач |
Работа по группам, у доски и в
тетрадях, беседа |
17-20 |
|
3 |
Подведение итогов
урока. Домашнее задание |
3 |
Методика изложения материала
На первом этапе урока проводится
повторение, систематизация и обобщение
материала, изученного школьниками на
предыдущем уроке и самостоятельно, дома.
Желательно задействовать в этой работе
весь класс. Могут использоваться групповые
методы обучения: занятие проводится в форме
соревнования между 4-5 группами учащихся.
Вначале нужно повторить принципы
классификации и признаки основных классов,
групп и подгрупп планетных тел и сведения
об их космогонии:
1. Определите понятия: "планетное
тело"; "планетная система"; "планета";
"планетоид"; "метеороид".
2. По каким принципам
классифицируются планетные тела и
планетные системы?
- Что вы знаете об основных классах и
группах планетных тел?
- Что вы знаете о планетах? Какие группы
планет вы знаете? Назовите отличия между
группами планет: в основных физических
характеристиках, происхождении и
внутреннем строении. Какие планеты
Солнечной системы являются
землеподобными? Опишите физические
условия на поверхности: Меркурия, Венеры,
Земли, Марса. Какие планеты Солнечной
системы являются планетами-гигантами?
Что вы о них знаете?
- Что вы знаете о планетоидах? Какие
группы планетоидов вы знаете? Назовите
отличия между группами планетоидов: в
основных физических характеристиках,
происхождении и внутреннем строении.
Какие планетоиды Солнечной системы вам
известны? Опишите физические условия на
поверхности: Луны, галилеевых спутников
Юпитера, Титана, Плутона.
- Что вы знаете о метеороидах? Какие
группы метеороидов вам известны?
Назовите отличия между ними в основных
физических характеристиках,
происхождении и химическом составе. Что
вы знаете о кометах? Астероидах?
Метеорных частицах?
- Что такое метеор? Болид? Метеорит?
Отражает ли именование метеоров "падающими
звездами" их физическую природу?
Почему в августовском небе за одну ночь
можно увидеть сотни метеоров? Какие
другие метеорные потоки вы знаете? Как
они возникают?
При повторении материала следует
еще раз обратить внимание учеников на
космогонические причины различий между
основными группами планет и то, что
физические условия на поверхности каждой
планетного тела как и все остальные его
характеристики и свойства зависят массы,
расстояния от Солнца и особенностей
происхождения и эволюции.
Далее следует обратить
внимание на вопросы, наиболее интересующие
школьников, но недостаточно подробно
описанные в учебниках или сложные для их
восприятия: новости космических
исследований объектов Солнечной системы;
вопросы эволюции планет; загадки рельефа
Луны, Марса, Венеры, Европы и т.д.; жизнь на
других планетах; перспективы освоения Луны
и планет Солнечной системы (заселения и
использования ресурсов); проблемы
метеороидной безопасности и многие другие.
На наиболее трудные отвечает учитель.
Остальные желательно "переадресовать"
к самим учащимся или предложить отдельным
группам учеников задавать вопросы друг
другу. Оценивается не только ответ, но и
сложность и нетрадиционность самого
вопроса (в случае затруднения отвечающих
задавшие вопрос должны сами на него
ответить). По отдельным вопросам можно
провести краткую дискуссию (диспут).
Знания о физической природе
объектов Солнечной системы закрепляются
при заполнении таблицы 2 и достраивании
схемы рис. 5 "Планетные тела" примерами
изученных объектов.
Второй этап урока призван
закрепить умения учеников решать задачи на
расчет основных характеристик космических
(планетных) тел на основе данных
астрономических наблюдений и сформировать
у них новые понятия о применении
совокупности знаний по небесной механике,
астрофизике, космонавтике, физике,
математике для решения проблем науки и
техники.
Рекомендуем решать задачи из
сборника задач Воронцова-Вельяминова Б.А. [28]:
262; 268 276; 296; 319; 320; 322; 323, сборника олимпиадных
задач В.Г. Сурдина [289]:
9; 10.7; 10.25; 10.41; 11.2; 11.6; 11.37 и упражнений 1-2.
