 |
Астронет: Е.И. Ковязин Место, содержание и методика преподавания вопросов движения небесных светил в курсе астрономии средней школы http://variable-stars.ru/db/msg/1173487/chapter4.html |
| << Предыдущая |
Глава 2. Методика изложения основ сферической и практической астрономии в средней школе.
§1. Старые методические приемы, наглядные пособия и требования новой школьной программы.
Перед нами встают следующие методические задачи:
- Необходимо решить вопрос о возможности успешной работы по новой школьной программе с сохранением старой методики изложения и выявить наиболее характерные и существенные приемы и идей старой методической школы, которые могут привести к сдерживанию изучения вводных вопросов астрономии с достаточной эффективностью.
- Необходимо выяснить, какие новые идеи должны быть положены в основу методики преподавания вводных вопросов астрономии с достаточной эффективностью.
- Следует ответить на вопрос о том, будут ли требования новой программы, новый методический подход и его приемы удовлетворены существующими сейчас (т.е. продуманными и разработанными на базе старой методической школы) наглядными пособиями по астрономии.
- Необходимо выяснить, каковы должны быть, и каким требованиям должны удовлетворять новые наглядные пособия для изучения вводных вопросов астрономии в средней школе, если их создание окажется необходимым.
Вопросы сферической и практической астрономии в средней школе претерпели значительное изменение не только в плане задач, стоящих перед этими частями курса, но и в плане объёма материала и времени, отводимого на его изучение. При работе по старой программе различные методисты давали разные варианты распределения материала по урокам [176, 185, 200] . Тем не менее, на вопросы сферической и практической астрономии отводилось от 8 до 12 часов из 33. Сейчас же на изучение материала этих частей курса учитель не может выделить более четырех уроков и одного вечернего занятия под открытым небом.
Сравним содержание темы "Введение" новой школьной программы по астрономии и объем аналогичного материала, изучаемого ранее.1
Старая программа:
"Суточное вращение неба как отражение вращения Земли. Понятие о небесной сфере и измерениях на ней. Основные линии и точки небесной сферы. Линии небесной сферы и Земли. Кульминации светил. Ориентировка на местности по Солнцу и звездам. Понятие о видимом перемещении Луны и планет. Горизонтальные координаты. Экваториальные координаты. Высота полюса и географическая широта. Суточное вращение светил на средних широтах. Формула для высоты светил в кульминациях. Суточное вращение светил на экваторе Земли. Суточное вращение светил на полюсе Земли. Изменение склонения и прямого восхождения Солнца на протяжении года. Эклиптика и зодиак. Обращение Земли вокруг Солнца и его следствия. Понятие об изменении суточного пути Солнца на различных широтах. Часовые углы светил. Истинные солнечные сутки, истинное солнечное время. Средние солнечные сутки и среднее солнечное время. Уравнение времени, местное время и определение географической долготы. Поясное и декретное время. Понятие о службе времени".
На изучение этого материала отводилось 8-12 часов.
Новая программа:
"Звездное небо. Вращение звездного неба. Изображение звездного неба на звездных картах. Созвездия. Различия звезд по блеску и цвету. Кульминация, восход и заход светил на небе. Видимое движение Солнца среди звезд. Видимое движение Луны относительно звезд. Видимое движение планет относительно звезд. Экваториальные координаты. Зависимость вида неба от времени года. Зависимость вида неба от положения наблюдателя на Земле. Основные единицы измерения времени".
На изучение этого материала новая программа отводит не более 4-х уроков.
Даже из простого сравнения объемов материала программ можно сделать вывод о том, что к изучению вопросов сферической и практической астрономии по новой программе необходимо подходить совершенно о других позиций. Профессор Р.В. Куницкий отмечал, что такое значительное сокращение объема материала и времени, отводимого на его изучение, естественно не могут не сказаться на методике изложения его [168].
На протяжении многих лет изложение основных вопросов сферической и практической астрономии происходило по почти неизменным программам и по достаточно стабильной методике их изложения, причем на их изучение отводилось (как было показано выше) значительное количество часов. Это привело к тому, что сложилась очень стабильная методика преподавания этих разделов курса астрономии, над которой долгие годы работали ведущие советские методисты в этой области. Наиболее полно она проанализирована и отражена в "Методике преподавания астрономии в средней школе" профессора М.Е. Набокова, в "Методике преподавание астрономии в средней школе" Н.И. Левитана и в кандидатских диссертациях И.Ф. Боярченко и И.Д. Ильевского.
Почти все методисты при изучении основ практической и сферической астрономии по старой программе рекомендовали опираться на понятие "небесная сфера" как сфера произвольного радиуса, на поверхности которой расположены светила, и центром которой является глаз наблюдателя. Такое понятие считалось довольно аксиоматичным и просто вводилось с оговоркой на его условность.
Попытаемся проанализировать причины, предысторию появления и становления понятия и моделей небесной сферы, а также возможность и целесообразность применения ее в качестве основного наглядного пособия при изучении вопросов сферической и практической астрономии по старой и новой школьным программам.
Понятие "небесная сфера" (не обязательно в таком дословном переводе) возникло как следствие непосредственного восприятия мира наивными материалистами прошлого. Это происходило по следующим причинам:
- Стереоскопичность зрения человека ограничена. До расстояний порядка 800 м. человек довольно уверенно определяет различия в расстояниях до предметов, даже при неодинаковых размерах их. Это объясняется стереоскопичностью зрения. При оценке больших расстояний человек часто подсознательно пользуется другими критериями - сравнивает видимые угловые размеры, опирается на перспективу видимой картины и т.д. Понятно, что в случае наблюдения звезд человек не в состоянии заметить различие расстояний до них - стереоскопичность зрения не позволяет этого сделать, а все остальные привычные методы оценок (различие видимых угловых диаметров, перспектива наблюдаемой картины и т.д.) отсутствуют. Поэтому помимо нашего сознания, зрение человека отмечает кажущуюся одинаковость расстояний до звезд, ибо определить, или хотя бы отличить их оно не в состоянии.
- Следующей причиной можно назвать кажущуюся целостность видимого суточного вращения небесной сферы. Действительно, суточные движения звезд происходят синхронно, ибо они являются отражением действительного вращения Земли вокруг своей оси. Собственные же движения звезд, которые в какой-то степени нарушают такую синхронность, в силу их малости человек увидеть не в состоянии. Это невольно заставляет нас подумать о какой-то жесткой сфере, на поверхности которой закреплены звезды.
- Специально для нужд практической и наблюдательной астрономии был разработан соответствующий математический аппарат - сферическая тригонометрия, - с точки зрения которого введение понятия "небесная сфера" оказалось целесообразным и необходимым. Действительно, при решении главных задач классической практической астрономии достаточно знать направление на светило. Расстояние до него не играет никакой роли. Поэтому при решении таких задач оказалось возможным чисто условно считать, что все звезды находятся на одинаковом расстоянии от нас - на поверхности сферы произвольного радиуса - "небесной сферы", центром которой является глаз наблюдателя.
Модель небесной сферы, названная армиллярной сферой, или армиллой, в первоначальном применении была инструментом, предназначенным для измерения небесных координат светил. В то же время она несла в себе какие-то моделирующие элементы, так как была изготовлена на основании наблюдаемой картины видимых движений небесных светил. В XIX -XX веках с развитием техники наблюдений и с ростом требований и их точности армиллярная сфера не могла ужа выполнять функции инструмента для наблюдений и превратилась в учебное пособие.
В настоящее время модель небесной сферы имеется в подавляющем большинстве школ Советского Союза.
Одна из главных задач, стоявших перед курсам астрономии в средней школе при работе по старой программе, заключалась в том, чтобы дать школьнику понятие о качественном и количественном решении ряда проблем и служб практической астрономии - службы времени, определение географических координат места наблюдения, ориентирование под открытым небом и т.д.
Поэтому глубина изложения соответствующего теоретического материала сферической астрономии была достаточной для того, что бы школьник мог (при наличии соответствующих измерительных инструментов) произвести элементарные соответствующие измерения и вычисления.
С этой точки зрения введение понятия "небесная сфера" оказалось, безусловно, разумным и целесообразным.
Большое число уроков, отводимых на изучение сферической астрономии; значительное количество наглядных пособий (в большинстве случаев самостоятельного изготовления), иллюстрирующих эти разделы курса; хорошо разработанная методика преподавания их - все это позволило излагать материал сферической и практической астрономии на довольно высоком методическом уровне.
Неслучайно, очевидно, что до сих пор курс астрономии у многих бывших учеников ассоциируется с рисунками и моделями небесной сферы, т.е. с изучением сферической астрономии.
Однако нельзя оказать, что с преподаванием этих разделов курса по старой программе все обстояло совершенно благополучно. Существовал целый ряд причин, которые привели не только и некоторому формализму и сухости в изложении основ сферической и практической астрономии, но и образовали определенный разрыв между результатами проведенных методических исследований и состоянием с преподаванием астрономии в рядовых школах.
Главной из них, на ваш взгляд, явилось слабое оснащение средних школ наглядными пособиями и приборами, необходимыми не только для успешного изучения, но и для постановки практических работ в объеме получаемого теоретического материала по сферической и практической астрономии.
Внимательный анализ соответствующей методической литературы [151, 152, 176, 179 и др.] показывает, что большинство учителей и методистов при изучении основ сферической и практической астрономии рекомендуют использовать самодельные пособия или такие приборы, которыми школьные кабинеты астрономии не оснащаются. Не случайно в "Методике преподавания астрономии в средней школе" Е.П. Левитана (пособии, в котором, на наш взгляд, были представлены все наиболее рациональные последние методические разработки для старой программы) при проведении большинства уроков по сферической астрономии - 2-ой, 3-ей, 11-ый, 12-ый и др. - рекомендуется использование пособий, не входящих в список типового оборудования школьного кабинета астрономии.
Даже сам факт наличия большого количества методических публикаций с описанием различных приборов и пособий по сферической и практической астрономии [151, 152, 176, 179, 183, 187, 188, 190, 198, 200, 205, 206 и др.] говорит о том, что школа испытывала потребности в таких приборах.
Этот факт объясняется, на наш взгляд, некоторыми методическими недостатками модели небесной сферы.
Модель небесной сферы является в настоящее время основным и, пожалуй, единственным обязательным объемным пособием, используемым в средней школе при изучении вопросов сферической и практической астрономии. Эта модель обладает целым рядом существенных методических недостатков, которые затрудняют пользование ею и вызывают необходимость изготовления самодельных наглядных пособий.
Модель слишком схематична и условна. Незнакомый с данным пособием ученик совершенно ничего но может оказать по поводу данной модели, ибо он не может видеть там ни одного знакомого предмета, рисунка или обозначения. Неслучайно, очевидно, первый вопрос, который задают учащиеся, увидев данное пособие, бывает: "Что это такое?"
Ещё Жан-Жак Руссо, оценивая не столько качество исполнения, сколько общепедагогическую приемлемость данной модели, писал: "Армиллярная сфера кажется мне машиной нескладно устроенной, с несоответственными размерами. Эта путаница кругов и странных фигур, на них обозначенных, придает ей вид тарабарщины, пугающей детский ум. Земля слишком мала, круги слишком велики, слишком многочисленны; иные, как, например, колурни, совершенно бесполезны: каждый круг шире Земли; толщина картона придает им вещественный вид, заставляющий принимать их за действительно существующие кругообразные массы; и когда вы говорите ребенку, что эти круги воображаемые, он не знает, что же у него перед глазами, и ничего уже не понимает".2
Даже после знакомства с моделью небесной сферы большинство учащихся с чрезвычайно большим трудом ориентируются в ней; они не видят за железными прутками модели реального звездного неба и не могут провести аналогии между основными плоскостями, линиями и точками модели небесной сферы и видимого звездного неба.
Модель заставляет смотреть на небесную сферу извне её, что, вообще говоря, является совершенно невозможным. Наблюдатель всегда находится в центре небесной сферы. Ученику всегда подчеркивается, что центр небесной сферы - его глаз.
Грамотное понимание небесной сферы требует умения "видеть" в центре небесной сферы (т.е. в точке) не только определенное положение наблюдателя на поверхности земного шара, но и движение светил по её орбите вокруг Солнца. Полное представления всего этого является очень трудной задачей для большинства учащихся. Демонстрация одной модели не может показать учащимся, каким образом, точки, линии и плоскости небесной сферы связаны с определенным положением наблюдателя на поверхности земного шара и с движением Земли по её орбите вокруг Солнца. Фактически все это можно понять лишь с привлечением дополнительных рисунков, моделей и чертежей.
Существенным недостатком модели является её перегруженность информацией, - "не столь важно воспроизведение большого числа элементов, сколько умение правильно определить структурную значимость деталей, и, следовательно, умение через деталь видеть целое, соответствующее действительному образу" [72, цитировано по 63, стр. 16]
Несмотря на отмеченные выше недостатки небесной сферы, мы считаем, что использование понятия "небесная сфера" и модели небесной сферы в качестве основного пособия может быть целесообразным и оправданным, но только в том случае, если ив изучение сферической и практической астрономии отводится значительное количество учебного времени.
Ещё одной из причин, способствовавшей появлению некоторого формализма и сухости в преподавании сферической астрономии, было плохое оснащение средних школ оборудованием для постановки практических работ. Например, проведение точных наблюдений в практической астрономия невозможно без теодолитов или универсальных угломерных инструментов, а средние школы, как известно, такими приборами не оснащаются. Поэтому измерительные практические работы под открытым небом в подавляющем большинстве школ не проводились.
Всё это привело к тому, что изложение многих вопросов сферической астрономии, которая по своей сути является, прежде всего, наблюдательной наукой, часто носило слишком теоретический характер.
С принятием в 1969-1970 учебном году новой программы по астрономии, главная задача, стоящая перед этой частью курса, изменилась. Она заключается уже не в том, чтобы дать школьнику понятие о качественном и количественном решении служб практической астрономии. В новой программе вопросы сферической и практической астрономии сводятся (это было подробно показано в 1-ой главе диссертации), фактически, к изучению основных закономерностей видимых движений небесных светил. Школьник должен усвоить закономерности этих движений и научиться применять полученные знания для ориентирования под открытым небом, для введения систем небесных координат и для определенных доказательных выводов о простейших картинах мироздания.
Новая школьная программа по астрономии не предполагает знакомства учащихся с понятием "небесная сфера", так как объяснение каждого из её вопросов в достаточном объеме (это можно легко показать) может быть осуществлено в рамках знания основных закономерностей видимых движений небесных светил. Поэтому мы можем сделать вывод о том, что в сложившихся условиях нет не только необходимости, но и какой-нибудь целесообразности использовать понятие и модель небесной сферы при работе по новой программе. Более того, очевидно, можно утверждать, что оперирование понятием "небесная сфера" и использование модели небесной сферы при таком остром недостатке времени способно нанести существенный вред процессу обучения, запутать мышление ученика разными методическими подходами и не позволить ему разобраться в материале вводных вопроса курса так глубоко, чтобы полностью "понять" модель небесной сферы.
Это, конечно, не значит, что в сложившихся условиях мы должны стремиться к полному отрицанию всех методических приемов и находок, используемых при изложении основ сферической и практической астрономии во время работы по старой программе.
Необходимо опираться не только на общие классические методы преподавания астрономии, которые могут успешно работать и в новых условиях, но и на частные методические приемы использования и создания отдельных наглядных пособий. Ниже это будет показано подробнее.
Профессор М.Е. Набоков отмечал, что сферическую астрономию можно изложить, пользуясь тремя основными методами [185 стр.117]:
- Исходя из наблюдений, устанавливается ряд формальных понятий и определений без указания связи с их положением наблюдателя на вращающейся Земле.
- Исходя из знаний учащихся о том, что Земля шарообразна и вращается, рассматривать вытекающие отсюда следствия и подтверждать их описанием наблюдаемых явлений.
- Соединять первое и второе; исходить из наблюдений, но не откладывать объяснения наблюдаемых явлений с точки зрения вращающейся и шарообразной Земли, а пояснять явления сейчас же после установления того или иного понятия.
В сложившихся условиях наиболее перспективным является, очевидно, третий метод. Он позволяет, с одной стороны, избежать определенного формализма и сухости в преподавании, связанных с отрывом астрономии от наблюдений, и, с другой стороны, не требует такого построения процесса обучения, который как бы в миниатюре повторяет весь путь развитии астрономии.
Не трудно видеть, что такой подход к изучению основ сферической астрономии вполне удовлетворяет требованиям новой школьной программы к методике проведения уроков этой темы. Нам представляется, что смысл нового методического подхода в сложившихся условиях должен заключаться не в формальном заучивании некоторых определений сферической астрономии, не в знании её формул и не в, пусть даже успешной, работе с рисунками, моделями небесной сферы и другими наглядными пособиями на доске и в классе. Отправным пунктом при изучении вводных вопросов астрономии должны стать не полуматематические и оторванные от жизни построения мелом на доске или формальное изучение модели небесной сферы, а реально наблюдаемое звездное небо, простейшие упражнения, позволяющие понять закономерности видимых движений небесных светил, и наглядные пособия, удачно моделирующие видимые движения их и дающие возможность понять и объяснить основные закономерности этих движений.
Поскольку использование модели небесной сферы и пособий, опирающихся на понятие "небесная сфера", в сложившихся условиях является нецелесообразным (это было нами показано выше), то возникает необходимость создания новых пособий и приборов, отвечающих требованиям новой программы и нового методического подхода. Разработка таких пособий и новых методических приемов при работе с ними - вот дальнейший путь наших исследований, который может привести вас к успешному решению возникших проблем.
1 Речь идет только о тех
вопросах этой темы, которые мы называем
вводными вопросами.
2 Жан-Жак Руссо. Эмиль или о
воспитании. М., 1890 г., стр. 215
| << Предыдущая |