 |
Астронет: Г.С. Яхно Содержание и методика проведения практических работ и моделирование астрономических явлений в курсе астрономии средней школы http://variable-stars.ru/db/msg/1173351/chapter11.html |
| << Предыдущая |
Глава I. Состояние преподавания астрономии в средних школах в настоящее время.
1.1. Уровень знаний учащихся по астрономии.
В течение ряда лет (1959 - 1964) диссертантом проводилась проверка знаний по астрономии учащихся школ города Арзамаса и Арзамасского района, а также выпускников средних школ, поступающих на физико-математический факультет Арзамасского пединститута. Чтобы можно было сравнивать знания учащихся за различные годы, перечень вопросов для проверки в основном сохранялся неизменным.
Перед изучением систематического курса в школе проводилась проверка запаса астрономических знаний, полученных школьниками в предыдущих классах при изучении других предметов или в результате самостоятельного изучения. Опрос обычно проводился в составе всего класса и занимал не менее часа времени.
Вопросы для проверки знаний, относившиеся в основном к практической части астрономии, были следующими:
А. Перед изучением курса астрономии.
1. Перечислите, какие вы знаете созвездия и умеете их находить на
небе.
2. Что вы знаете о Полярной звезде, меняется ли ее положение на небосводе
относительно сторон горизонта.
3. Перечислите планеты солнечной системы.
4. Чем отличается звезда от планеты?
5. Как изменяется высота Солнца в полдень в течение года?
6. Какой вид имеет Луна вскоре после новолуния, такой 
или такой 
?
7. В каком направлении перемещается относительно звезд Луна, с востока
на запад или с запада на восток?
8. Сколько суток проходит от новолуния до следующего новолуния?
9. Каковы размеры (диаметр) Земли, Луны и Солнца? Чему равно расстояние
от Земли до Луны и до Солнца?
10. Как можно определить широту данного места? Известна ли она вам?
Б. После изучения астрономии.
1. Перечислите, какие вы знаете созвездия и какие из них умеете находить
на небе.
2. Сколько показывают сегодня часы в истинный полдень по декретному
времени, если долгота места l
= ... , а уравнение времени h = ... ?
3. Перечислите планеты Солнечной системы в порядке следования их от
Солнца.
4. Первое положение Малой Медведицы соответствует 9 часам вечера. Которому
часу этой же ночи будет соответствовать второе ее положение.
4а. Определите с помощью подвижной карты звездного неба, какому времени
соответствует такое положение Малой Медведицы сегодня:
5. Какова полуденная высота Солнца в вашем городе (селе) в дни равноденствий
и солнцестояний?
6. Нарисуйте вид Луны в первой четверти. Где в этой фазе Луна бывает
вечером, на западе, юге, востоке?
7. В каком направлении перемещаются относительно звезд Солнце и Луна,
с востока на запад или о запада на восток и с какой угловой скоростью?
8. Какова продолжительность синодического месяца?
9. Каковы размеры Земли, Луны и Солнца? Чему равно расстояние от Земли
до Луны и до Солнца?
10. Как определить широту вашего местонахождения (какие способы вы
знаете) и чему она равна? (Произвести необходимые вычисления для определения
широты по высоте Солнца в полдень, выписать на день проверки полуденную высоту
и склонение Солнца).
11. Чему равны первая и вторая космические скорости? Как вычислить
первую космическую скорость?
Результаты проведенной проверки представлены для удобства сравнения в виде
диаграмм, показывающих процент положительных ответов на каждый из заданных вопросов.
Результаты опроса располагаются в такой последовательности:
а) Диаграмма 1 отражает уровень знаний учащихся до изучения курса астрономии.
Опрос проводился в 1960-1963 гг. в различных школах г. Арзамаса, было опрошено
212 человек. Вопрос N1: знают 2-3 созвездия.
б) Диаграммы 2 и 3 отражают знания выпускников 78 средних школ Горьковской
области или сразу после изучения ими астрономии (диагр. 3) или по истечении
3 месяцев, т.е. после поступления на 1 курс пединститута (диагр. 2). Вопрос
N1: знают 6-7 созвездий.
Опрос проводился в 1962 и в 1963 годах, опрошено более 150 человек.
Диаграмма N 1. Результаты опроса перед изучением курса астрономии
(1960-63 г.г.). Опрошено 212 чел. По вопросу 1 оценивалось знание 2-3 созвездий.
Диаграмма N 2. Результаты опроса по астрономии за среднюю школу студентов 1 курса физмата
(сентябрь 1962 г. и сентябрь 1963 г.). Опрошено 125 чел. По вопросу 1 оценивалось знание 6-7 созвездий.
Диаграмма N 3. Результаты опроса после изучения курса астрономии
в двух сельских школах Арзамасского района (май 1962 г.).
в) Диаграммы 4 и 5 дают возможность сравнить знания учащихся одного
и того же класса до и после изучения ими курса астрономии, где никаких наблюдений
и практических работ не ставилось, и оценить таким образом педагогический эффект
такого преподавания. Вопрос N1: знают 2-3 созвездия в диаграмме N4 и 5-7 созвездий
в диаграмме N5.
Диаграмма N 4. Сравнение результатов опроса до и после изучения
курса астрономии в классе, где практические работы не проводились (10А кл. СШ
N 1 г. Арзамаса, 1961-62 уч. г.).
а) До изучения астрономии (май 1962 г.). По вопросу 1 оценивалось знание 2-3
созвездий.
Диаграмма N 5. б) После изучения астрономии (15 мая 1962 г.).
По вопросу 1 оценивалось знание 5-7 созвездий.
Анализ полученных результатов показывает, что учащиеся до изучения систематического курса хотя и имеют некоторое общее представление об астрономических явлениях, но конкретными знаниями они не обладают. Знания звездного неба у них ограничены только Большой Медведицей и Малой Медведицей и за редким исключением - еще одним-двумя созвездиями. Следовательно, только на уроках астрономии учащимся предстояло ознакомиться со звездным небом и узнать наиболее характерные созвездия. Несмотря на то, что о Полярной Звезде им не раз приходилось слышать в предыдущих классах, только 1/10 часть всех опрошенных смогла ответить, что эта звезда не меняет своего положения относительно точек горизонта и позволяет определить направление на север. Причем обнаружилось не только незнание этого факта большинством учащихся, но и искаженное представление о Полярной. "Полярная звезда не двигается, а вокруг нее вращается наша планета", - пишут некоторые десятиклассники. Или: "Полярная звезда восходит самая первая и движется"; "Полярная звезда - самая яркая на небе"; "Полярная звезда в полночь всегда стоит над головой" и т.д. Немало искаженных представлений и по другим вопросам. Например, отличие звезды от планеты некоторые видят в следующем: "У планеты есть спутник, а у звезды нет"; "Звезда от планеты отличается меньшими размерами". А об изменении полуденной высоты Солнца есть такие высказывания: "22 июня - Солнце в зените, а 22 января Солнце самое холодное"; "Солнце в полдень все время на одной высоте"; "22 июня - день равноденствия Солнца".
Приведенные примеры говорят о том, что при изучении астрономии предстояло не только ознакомить учащихся с новыми фактами, дать им новые знании, но и разрушить неверные, искаженные представления об окружающем нас мире, уже имеющиеся в их cознании. Одно дело - незнание, оно устраняется тем, что сообщаются и усваиваются новые для ученика сведениям. Другое дело - уже имеющиеся у школьников представления. Для того, чтобы заменить их правильными знаниями потребуются уже большие усилия, более выразительные средства, пользуясь которыми можно было бы формировать у учащихся правильное научное мировоззрение.
Уместно здесь отметить, что немало способствуют формированию таких представлений ошибочные взгляды на окружающий мир самих учителей. Так, объясняя ученикам 6 класса способы теплопередачи, одна учительница разъясняет: "Солнца находится в разреженных слоях атмосферы, а воздух - плохой проводник тепла, поэтому тепло от Солнца передается лучами".
Опрос перед изучением астрономии дает возможность не только судить об уровне фактических знаний по этому предмету, но и позволяет сравнивать, что нового узнали школьники после его изучения, какие новые знания они получили. Иными словами, позволяет оценить педагогический эффект от изучения данного предмета.
Что же показывают результаты опроса выпускников средних школ после изучения курса астрономии, приведенные на диаграммах 2 и 3? Они - убедительное доказательство того, что полученные выпускниками знания по астрономии крайне слабые. Количество правильных ответов едва достигает 30%. По такому вопросу, как знание созвездий, представляющему собой азбуку астрономии, из 125 человек (диаграмма 2), только 7 человек указали 6-7 созвездий. Знают не более 3 созвездий 103 человека (83%), причем из них 78 чел. (63%) знают только Большую Медведицу и Малую Медведицу. То есть по знаниям неба они находятся на том же уровне, что и до изучения астрономии. В их ответах как высшее достижение в знание неба звучит признание: "Большая Медведица и Малая Медведица - созвездия, которые я знаю и могу показать". Или: "Знаю 2 созвездия - Большую Медведицу и Малую Медведицу. Больше никаких созвездий на небе не находил, да и не искал" (Водоватовская СШ). Значительная часть опрошенных не знает планет солнечной системы и почти все они в своих ответах на этот вопрос добавляли: "но ни одну из планет мы не наблюдали". А некоторые перед перечислением планет указали: "Всего планет солнечной системы семь". Тут уже знания на уровне ХVIII века, как во времена В. Гершеля!
Казалось бы, что такой практический вопрос, как определение широты места должен быть известен учащимся еще из географии. Но и тут картина неутешительная. Менее 1/5 всех опрошенных смогли указать на способ определения широты по высоте Полярной и никто не привел способа по высоте Солнца в полдень или звезды в кульминации. Более того, многие ответы характеризуют прямо-таки сумбурные представления по этому вопросу. "Широту места можно определить по маятнику Фурье, но как - я позабыла. Да мы ее и не определяли" (Мотызлейская СШ). "Для определения широты надо взять треугольник с нитью, к которой привязан груз, один конец направить, а по другому определять" (Вознесенская СШ). "Широту места можно определить по часовому поясу. Широта нашего пояса примерно 56°".
В ответах то и дело мелькают такие записи: "Мы это учили, но я уже не помню", "не помню, но может быть учили". Все это как нельзя лучше говорит о прочности школьных знаний, когда ученик даже не может вспомнить, учили они это или не учили, в памяти у них не осталось и следа. Значит, во время изучения этих разделов астрономии работы мысли ученика не было, изучалось все сугубо формально, без практического его использования. Конечно, причины подобного положения следует искать не в самих учащихся, а в той системе преподавания этого предмета, которая сложилась во многих школах. Более подробно о причинах неудовлетворительных знаний будет сказано ниже. Здесь же приведем еще некоторые примеры слабых знаний, которые отражают плохую постановку практических работ в школах по астрономии.
На вопрос о высоте Солнца в полдень в дни равноденствий в точке своего местонахождения почти никто не ответил. Многие вместо ответа написали: "Мы не измеряли". Следовательно, в этих школах учителя и не касались практического использования зависимости между широтой места, высотой светила в кульминации и его отклонением. От того, что не решали задач по определению расстояний до Луны и Солнца и определению размеров этих светил, только 1/3 опрошенных смогла назвать некоторые из этих характеристик. Иные же в своих ответах указали: "Расстояние от Земли до Солнца 15 млрд. км", "от Земли до Солнца 380 млн. км, поперечник Земли 65000 км" и др.
Анализ диаграмм 4 и 5 подтверждает тот же вывод, что знания учащихся по астрономии ненормально низкие. За исключением трех вопросов (вид Луны в первой четверти, продолжительность синодического месяца и знание космических скоростей), количество положительных ответов едва достигает 30% (в основном ниже 30). На 5-й вопрос (о полуденной высоте Солнца в дни равноденствий) и на 10-й вопрос (как определить широту места) никто из учащихся не ответил.
Вот еще некоторые наиболее типичные примеры, взятые из протоколов бесед с выпускниками
школ.
а) "Спектр солнца - это спектр поглощения, на котором можно видеть светлые
и темные пятна. Полоска спектра сама цветная, она имеет семь цветов, а по ней
чередуются темные и светлые пятна. Например, на зеленом цвете спектра располагается
желтая полоса, а потом идет темная полоса, снова какая-нибудь светлая и еще
темная".
б) "Чтобы практически определить расстояние до небесного тела, надо построить
треугольник на Земле и измерить угол между катетом и гипотенузой. Катет мы измерим,
а гипотенузу вычислим. Но как конкретно "не знаю, нам этого не рассказывали".
в) "Проверить часы можно по радио и еще по Солнцу. Когда Солнце занимает
наивысшее положение - бывает около 2 часов".
г) "Спектры у звезд такие же, как и у Солнца, потому что они тоже раскаленные
тела. Отличаются друг от друга звезда только размерами, есть гиганты и есть
карлики".
д) "Более яркие звезды или находятся к нам ближе или они более крупные,
поэтому они имеют на небе больший диаметр".
е) "На звездной карте звезды большего диаметра изображены большими кружочками
и называются звездами первой величины".
ж) "Переменная звезда Цефея закрывается темным спутником. Наблюдать ее
можно только в телескоп".
Здесь особенно бросаются в глаза совершенно неправильные представления школьников о физической природе небесных тел, об астрофизических понятиях, о методах астрономии и ее практических применениях.
Приведенные данные доказывают количественно (диаграммы) и иллюстрируют качественно совершенно недопустимый уровень знаний учащихся по астрономии в массовой школе. Хотя указанные результаты получены из опроса учащихся 78 школ Горьковской области, нет никаких оснований предполагать, что в других школах и в других областях дело обстоит по-иному. Наоборот, с полной уверенностью можно оказать, что такое положение является типичным для наших школ и что большого отклонения от вышеприведенных результатов ожидать нельзя. Об этом говорят и материалы II и III съездов ВАГО (1955, 1960 г) [52].
Все это приведено автором в доказательство изложенного уже во Введении тезиса, что преподавание астрономии требует коренного улучшения и, главным образом, в постановке эффективных демонстраций, моделирующих некоторые небесные объекты и явления, систематических наблюдений, решения практических задач.
О результатах экспериментальной работы автора по внедрению практических работ по астрономии будет оказано во П главе, здесь же мы приведем ряд положительных примеров правильной постановки преподавания астрономии в некоторых школах. Хотя их, к сожалению, меньше, чем отрицательных, тем не менее они являются убедительным доказательством того, что и в других школах возможно улучшить преподавание астрономии и добиться того, чтобы этот предмет отвечал своему назначению, чтобы знания учащихся по астрономии были глубокими и прочными.
В школьной практике не бывает таких случаев, чтобы без проведения практических занятий было хорошо поставлено преподавание какого-либо предмета. Наоборот, о хорошем преподавании говорят всегда в связи о умелой организацией практических занятий, в связи с использованием наглядных методов обучения, исключающих формализм и догматизм.
В школе N8 г. Выксы Горьковской области длительное время преподавал астрономию Г.А. Михайлов. Построенная им астрономическая труба, дающая изображение достаточно высокого качества, и множество других наглядных пособий, позволили превратить астрономию в живой и увлекательный предмет. Изучение астрономии этот опытный педагог всегда начинал со знакомства учащихся со звездным небом. Причем, это было не беспредметное разглядывание бесконечных россыпей сверкающих звезд, а методическое изучение конкретных созвездий, которые служили бы учащимся своего рода ориентирами на звездном небе. Он требовал от своих воспитанников твердого знания и умения находить на небе не менее 18-20 наиболее характерных созвездий. И учащиеся их знали. "Звездное небо - это азбука астрономии, - любил повторять этот учитель. - Без азбуки не может быть и грамоты.
Уроки астрономии он всегда сопровождал решением практических задач. Требовал от учащихся выполнения некоторых наблюдений, измерений, расчетов. Все это было направлено на то, чтобы учащиеся не только слушали на уроке, но и сами наблюдали, делали бы выводы.
Наблюдая с помощью телескопа Луну, Г.А. Михайлов всегда ставил учащимся две задачи: отметить по карте наиболее характерные лунные образования, которые удалось заметить в телескоп, а затем, имея секундомер, определить время прохождения диска Луны через вертикальную нить телескопа. Данные второй задачи использовались потом на уроке для нахождения угловых и линейных размеров Луны.
При наблюдении Солнца на экране производились зарисовки положения солнечных пятен. Рисунки нескольких смежных наблюдений служили ему хорошим иллюстративным материалом на уроках. Имея в телескопе окулярные нити, он проводил с учащимися целый ряд угловых измерений и решал с ними интересные задачи.
Учитель Красноярской железнодорожной юколы N 28 П.П. Колмогорцев в своей брошюре "Опыт проведения практических работ по астрономии" [77] описал, как поставлено преподавание астрономии в этой школе. Уже одно то, что школа располагает 3 телескопами, 4 теодолитами, кипрегелями, высотомерами и имеет оборудованную астрономическую площадку и вышку, говорит о хороших возможностях в этой школе для постановки наблюдений и проведения многих практических работ. Автор приводит 14 работ, которые ставились или для всех учащихся во время групповых занятий или проводились школьниками самостоятельно в домашних условиях.
Делится также своим опытом проведения практических работ по астрономии в средней школе И.К. Посягин (Пермский пединститут) [118]. Он описывает 8 практических работ, проведенных с учащимися.
Сравнительно неплохие условия для преподавания астрономии созданы и в таких школах Горьковской области, как Вачская и Красно-Баковская, где имеется по 2 телескопа и проводятся в соответствии с требованиями программы практические занятия.
| << Предыдущая |