 |
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/chapter45.html |
| << Предыдущая |
4.3. Описание работ и методические замечания к их выполнению
В настоящем разделе помещены 16 практических работ в том виде, как они были использованы в практике школ.
В них определен объем задания для учащихся и описан порядок выполнения работ, даны необходимые методические пояснения для учителя и в некоторых случаях приведены примеры оформления результатов наблюдений, чтобы проиллюстрировать объем и характер задания.
Работы охватывают почти все разделы школьного курса астрономии и в основном совпадают с перечнем важнейших наблюдений и практических занятий, приведенных в ныне действующей программе. Первые три работы относятся к изучению звездного неба и видимого движения Солнца по небесной сфере. Две работы посвящены наблюдениям планет. В шести из них излагаются практические применения астрономии и методы изучения светил. Остальные касаются изучения физической природы Солнца и Луны.
Таким образом, совокупность этих работ и составляет некоторую систему практических занятий, которая вместе с демонстрациями, описанными в III главе, иллюстрирует основные темы курса астрономии и служит необходимой основой для глубокого и прочного усвоения астрономических знаний.
Выполнение их учащимися по типу лабораторных с оформлением результатов проведенных наблюдений и измерений намного повышает ценность и эффективность метода наглядного обучения. Без этого процесс усвоения знаний оставался бы незавершенным. Если ученик только наблюдает явление, но логически не осмысливает полученных результатов, то в этом случае процесс познания как бы искусственно разрывается. Из него выпадает очень важный этап, при котором происходит обработка наблюдений, обобщение, логическое осмысливание полученных результатов и переход от ощущений, восприятий и представлений к понятиям, законам, теориям.
Различными авторами было предложено немало практических работ, особенно по сферической астрономии, наша задача состояла в том, чтобы отобрать из них наиболее приемлемые и доступные для школ, проверить их на практике и дать методические разработки для выполнения их учащимися по типу практикума. К ним относятся, главным образом, такие работы, как 3-5 и 8-11, описанные частично в источниках [24, 53, 90, 116, 122, 128].
На необходимость выполнения большинства из них указывает и программа, и школьный учебник.
Часть работ программой пока не предусмотрена, но необходимость их введения не вызывает сомнений. Это в основном астрофизические работы (13,14,15,16), посвященные астрофотографии, изучению солнечной активности, спектрального анализа, актинометрии. В них учащиеся имеют возможность ознакомиться с важнейшими методами, которыми пользуется современная наука для раскрытия физической природы небесных тел, для более глубокого проникновения в сущность астрономических явлений.
В некоторых из ранее описанных работ внесены новые элементы, расширяющие их содержание и конкретизирующие форму их выполнения (1, 2, 6, 7, 12).
При разработке методики выполнения целого ряда работ, в том числе и астрофизических, использовалось простейшее оборудование, чтобы сделать их доступными для массовой школы.
Таковы общие соображения, положенные в основу выбора рассматриваемых здесь практических работ.
Что касается их конкретного значения в преподавании астрономии и учета некоторых особенностей ученического восприятия, то можно добавить следующее.
В работах N 1 и N 2, посвященных азбуке астрономии - звездному небу, учащиеся наглядно убеждаются в том, что в течение суток и в течение года вид звездного неба меняется. Наблюдая за суточным вращением неба (работа N 1), они получают конкретный зрительный образ вращающегося небосвода. Этот образ необходим им впоследствии и для формирования абстрактного понятия небесной сферы. Проводя наблюдения, ученики не только убеждаются, что небо вращается около некоторой оси, но и устанавливают по зарисовкам нескольких положений околополярных созвездий направление вращения и величину его угловой скорости.
Наблюдения, таким образом, приобретают конкретный характер.
Точно так же и при выполнении работы N 2 учащиеся получают конкретное представление о характере изменения вида звездного неба в течение года. Через месяц при наблюдении в тот же самый час ими ясно будет отмечено изменение положения, например, Б. Медведицы, будет оценена величина угла, на который это созвездие повернулось вокруг полюса мира по сравнению о первый его положением.
Необходимость проведения этих наблюдений вызывается и тем обстоятельством (хорошо известным учителям астрономии), что учащиеся, не проводящие систематических наблюдений звездного неба, часто находятся в плену ложных представлений, полагая, что звездное небо не меняет своего вида и что по вечерам, будто бы они всегда видят над головой одни и те же звезды. У них нет динамической картины неба, а то, что им удается увидеть в результате отдельных наблюдений, воспринимается ими статически, в виде неподвижного неба.
Следовательно, одна из задач таких наблюдений состоит в том, чтобы научить школьников пытливо всматриваться в окружающий мир, критически оценивать увиденное, учиться читать "великую книгу природы, которая постоянно раскрыта над их головами".
Как уже подчеркивалось ранее, наблюдения обогащают чувственный опыт учащихся и являются основой для абстрагирования. Поэтому, после таких наблюдений учащимся будет значительно легче представить, например, сущность демонстраций на модели небесной сферы, где нет реального неба, а только условные линии и точки.
Многолетний опыт показывает, что выполнение этих работ не требует от учащихся больших затрат времени. Первое положение созвездий в обеих работах наносится фактически на первом групповом занятии при знакомстве со звездным небом. Для того, чтобы занести в таблицу еще одно-два наблюдения, потребуется в соответствующее время буквально несколько минут.
Работа N 3, относящаяся к наблюдению за изменением полуденной высоты Солнца, дает фактический материал для важных выводов о характере изменения склонения Солнца при его движении по эклиптике и связанных с этим астрономических явлениях.
То обстоятельство, что из наблюдений приводится только часть годичного цикла изменения положения Солнца в меридиане, а остальные данные берутся из таблиц, не умаляет важных сторон этой работы. В осенние месяцы в течение нескольких дней учащиеся легко отмечают непрерывное уменьшение полуденной высоты Солнца. В дни равноденствий убеждаются, что высота Солнца в полдень равна 90-j и что оно, следовательно, находится на небесном экваторе. Оценивают при этом, каково положение плоскости небесного экватора для данного места по отношению к плоскости горизонта. Вычертив график изменения полуденной высоты Солнца на весь год, лучше усваивают по нему характер этих изменений, с большей наглядностью для себя отмечают, каким именно положениям Солнца соответствуют дни равноденствий и солнцестояний, на сколько градусов Солнце отклоняется от экватора в дни солнцестояний, что в свою очередь помогает установлению соотношения между небесный экватором и эклиптикой.
Как показывают результаты опроса, приведенные в 1 главе, знания учащихся до изучения астрономии по этому вопросу ограничены самыми общими представлениями (летом Солнце высоко, зимой - низко). Конкретных же знаний нет. Их предстоит получить в курсе астрономии, используя наблюдения.
Для выполнения ряда практических работ и для целей ориентирования в школе необходимо иметь точное направление меридиана. Этой цеди и служит работа N 4. Очевидно, что те приближенные методы определения полуденной линии, о которых учащимся говорили в предыдущих классах, здесь уде недостаточны.
Так, например, если при проверке часов в истинный полдень использовать полуденную линию, отклоняющуюся от меридиана на 1˚, то это приводит к ошибке во времени до 4 мин. Такой результат практической ценности иметь не может.
При выполнении этой работы учащимся и разъясняется значение точного ориентирования.
Чтобы проиллюстрировать вопросы практической астрономии, имеющие важное значение в нашей жизни, учащимся предлагается в работах NN 8, 9 и 10 ознакомиться с методами определения географических координат и проверки часов в истинный полдень, используя направление меридиана.
Выполненные с помощью точного инструмента (в отличие от примитивных способов), эти работы оставляют в памяти учащихся заметный след.
Во всяком случае, после таких практических работ описанные в учебниках методы перестают быть для них чем-то недосягаемым и непосильным (как они сами выражаются), а приобретают сравнительную простоту и ясность.
Кроме самих результатов работ, важны здесь и те практические навыки, которые приобретают выпускники школ в обращении с таким точным прибором, как теодолит.
Близко к этим работам по своему значению примыкает и работа N 7. Она позволяет в доступной форме доказать учащийся способ определения размеров небесных тел.
Уде одно то, что здесь ученики имеют возможность практически применить один из астрономических методов и вычислить размеры далекого небесного тела, говорит о ее полезности. Не готовые данные используют они в этой задаче, а результаты собственных измерений. Применение же знаний на практике воспитывает у школьников доверие к науке и ее выводам, доказывает справедливость добытых научных знаний, вселяет уверенность в силу человеческого разума.
В работе N5, посвященной наблюдению за движением планет, ставится задача расширить представления учащихся о звездном небе, показать наличие таких светил, которые перемещаются на фоне звезд, и установить характер этого перемещения.
Известно, что восприятие видимой картины неба у школьников еще таково, что они не замечают перемещения планет и принимают их за звезды. Результаты опроса и проведенные беседы показывают, что подавляющее большинство учащихся не наблюдает планет и не знает, как они выглядят на звездном небе. Следовательно, такая работа обогатит их чувственный опыт новым астрономическим явлением и в дальнейшем будет использована для формирования понятия о планетах. Наблюдая планеты, учащиеся, вместе с тем, лучше познают и звездное небо, так как им приходится отмечать перемещение планет относительно каких-то конкретных звезд. Развиваются в этом случае полезные навыки пытливо наблюдать, сравнивать, критически оценивать увиденное.
К наблюдению планет солнечной системы относится и работа N 6. В ней содержится в основном традиционная задача: пронаблюдать в телескоп за спутниками Юпитера и отметить изменение их положения относительно диска планеты. Но, вместе с тем, содержание этой работы расширено и конкретизировано. Учащимся предлагается не только отметить изменение положения спутников, но и определить их номера (используй график конфигураций), установить, что периоды обращения спутников различны.
Это наблюдение важно и в том отношении, что здесь наглядно предстает перед учащимися планетная система с центральным телом и вращающимися вокруг него спутниками и что в ней, в известной мере, отражаются общие закона движения небесных тел. Отмечаются при наблюдении планет и некоторые их физические характеристики (цвет, блеск, сплюснутость диска, некоторые детали их поверхности и др.).
Оставшиеся 6 работ (NN 11-16) относятся к наблюдениям Луны и Солнца и некоторым астрофизическим методам, применяемым в астрономии.
Значение этих работ очевидно. И их трудно переоценить в связи с теми большими задачами, которые стоят перед школьной астрономией по приближению ее содержания к современному научному уровню. Изучение Луны и Солнца дает обширный фактический материал для познания физической природы и других небесных объектов, установления общих закономерностей в их строении и развитии, обоснования их материального единства. Отмечая конкретные особенности кинематики движения Луны (работа N 11) и изучая характер ее поверхности с применением фотографии (работы NN 12 и 13), школьники получают довольно полное представление о Луне, как о ближайшей к нам планете. Получают ответы на многие интересующие их вопросы в связи с космическими полетами и блестящими достижениями советской науки и техники в исследованиях Луны.
Работы NN 14, 15 и 16 посвящены наблюдению солнечной активности, изучению его спектра и измерению солнечной постоянной. Эти характеристики рисуют физическое состояние одной из типичных звезд, помогая более глубокому пониманию тех объективно существующих закономерностей, которые отражены в диаграмме "спектр-светимость".
Получив фотографию солнечного спектра и сравнив ее со спектрами других звезд, учащиеся без особого труда могут установить глубокие внутренние связи, существующие между различными небесными телами Вселенной. Знакомство с современными астрофизическими методами повышает научный и практический уровень школьной астрономии и тем самый способствует решению важнейшей задачи, которая стоит перед ней - формированию диалектико-материалистического мировоззрения нашей молодежи.
| << Предыдущая |