 |
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/chapter5-4.html |
| << Предыдущая |
Модель экваториальных координат.
Совершенно аналогичным образом можно подойти и к объяснению вопроса об экваториальных координатах светил. Те же самые идеи о целесообразности оперирования не дугами на поверхности небесной сферы, а углами между определенными направлениями, на которые мы опирались при введении понятия о горизонтальных координатах, эти же самые идеи можно успешно использовать при знакомстве учащихся с понятиями склонения и прямого восхождения.
 |
| Рис. 4 |
С этой целью нами предлагается модель экваториальных координат (см. рис. 4). Модель является следующим шагом по пути усложнения очень простой модели горизонтальных координат. При её изготовлении используется аналогичные детали. Модель так же проста и не перегружена информацией - недостаток, который присущ модели небесной сферы.
Модель представляет собой диск органического стекла (1 - например, от большой электрофорной машины), засаженный на ось (2). Ось с помощью винта установки широт (3) крепится на стойке (4). С помощью шкалы широт (5) мы можем устанавливать различный наклон оси к плоскости горизонта, в зависимости от географической широты места положения наблюдателя. Стойка (4) закреплена на массивном основании (6), на котором нанесены стрелки, показывающие направления на север и на юг для данного места.
Основной круг по краю разбит на 24 деления, против которых проставлены цифры от 0 до 24 часов. Это шкала прямых восхождений. От центра круга к нулевому делению проведена стрелка, которая во время работы с прибором ориентируется в направлении точки весеннего равноденствия. Короткой жирной стрелкой отмечено направление отсчета величин прямых восхождений.
Во время работы описываемая модель должна быть сориентирована так, чтобы её ось была направлена на северный полюс мира. Для этого достаточно модель установить таким образом, чтобы направления стрелок "север" и "юг" на основании модели соответствовали действительным направлениям на эти стороны света для данного наблюдателя. Ось прибора должна быть наклонена к плоскости горизонта (согласно показаний шкалы широт) под углом, равным географической широте данного места. Кроме того, нулевая стрелка в плоскости круга модели (т.е. в плоскости небесного экватора) должна быть направлена на точку весеннего равноденствия.
Если учитель затрудняется в отыскании точки весеннего равноденствия на небе, то "привязку" координат модели можно осуществить, зная экваториальные координаты какого-либо наблюдаемого светила (Солнце, Луна, планета, звезда и т.д.). Для этого на шкалах сориентированной по сторонам света модели устанавливаем значения экваториальных координат наблюдаемого светила. Вращаем плоскость круга модели до тех пор, пока стрелка-указатель не окажется направленной на это светило. В этом случае нулевая стрелка будет направлена на точку весеннего равноденствия. Модель "привязана" к небосводу и готова к дальнейшей работе.
Понятно, что такая установка прибора является достаточно грубой, но для ознакомительных целей качественного порядка её вполне достаточно.
Демонстрация такой модели аналогично демонстрации модели горизонтальных координат позволит учителю на примерах наблюдаемых светил ввести понятие прямого восхождения, склонения и показать, какими углами они измеряются.
Подобная модель более солидного изготовления, установленная на астрономической площадке средней школы, окажет учителю большую помощь при подготовке и проведении наблюдений под открытым небом.
Исторически сложилась такая методика проведения наблюдений под открытым небом, при которой учащийся, прежде всего, должен провести какие-то определенные астрономические наблюдения на звездном небе и затем на их основании сделать определенные выводы. Педагогический эксперимент показывает, что такой путь изучения предмета является далеко не единственным и более того в сложившихся условиях явно нецелесообразным.
Его недостатком является то, что он копирует в миниатюре путь развития целой науки за многие столетия. В идеальном случае ученик должен бы провести наблюдения и сделать из них выводы, которые сделали до него многие поколения ученых данной науки.
В современных условиях, когда ученик должен получить максимум знаний в минимум отводимого для этого времени, такой подход является малопродуктивным, тем более в астрономии, которая часто занимается изучением очень медленно протекающих процессов.
Более целесообразным является такое объяснение материала, когда учитель заранее рассказывает учащимся об общем характере протекания того или иного процесса. Тогда от учеников можно требовать предсказания характера протекания этого процесса в каждом частном случае и подтверждать это сразу же последующими возможными наблюдениями.
Так, например, рассматривая вопрос о видимых суточных движениях небесных светил, учитель может использовать выше предложенную модель экваториальных координат. Модель ориентируется надлежащим образом и учащимся показывается, в каких направлениях будут происходить суточные перемещения звезд, как расположена плоскость небесного экватора. После этого, выбирая яркие звезды на всех участках небосвода, учитель просит учеников предсказать в каком направлении будут перемещаться те или иные звезды, участвуя в суточном движении.
Такое активное предсказание учащимися ожидаемой наблюдаемой картины и подтверждение её последующими возможными наблюдениями за суточными движениями небесных светил способствует быстрому и прочному запоминанию этого материала.
Хотя педагогический эксперимент показал приемлемость, действенность и определённую эффективность предлагаемых нами объемных наглядных пособий по астрономии: "Модель горизонтальных координат" и "Модель экваториальных координат", тем не менее представляется интересным проанализировать преимущества и недостатки их по сравнению с моделью небесной сферы не только с точки зрения тех задач, которые они выполняют в рамках новой программы, но и с точки зрения общих требований, предъявляемых к объемным наглядным пособиям [42, 203].
Прежде всего, необходимо отметить, что предлагаемые нами пособия и модель небесной сферы не исключают совместного применения, могут дополнять одно другое в тех случаях, когда изучаемый курс выходит за рамки действующей сейчас школьной программы по астрономии, т.е. на его изучение отводится значительно большее время. В таких ситуациях параллельная демонстрация каждой из предлагаемых моделей совместно с моделью небесной сферы поможет глубже понять и нагляднее представить измеряемые величины, будь то азимут и высота, или склонение и прямое восхождение.
Посмотрим, насколько предлагаемые нами пособия и модель небесной сферы удовлетворяют требования принципа наглядности. В. Г. Болтянским сделана попытка [26] математически точного описания наглядности -
НАГЛЯДНОСТЬ = ИЗОМОРФИЗМ + ПРОСТОТА ,
т.е. наглядность складывается из двух основных свойств пособия: изоморфизма (т.е. адекватности отображения) и простоты. Прежде чем применять такое соотношение к анализу пособий, мы должны отметить, что в подобном определении понятие "наглядности" раскрывается с позиций методик прошлых лет. В современной педагогике наглядность чаще всего понимается как дидактический принцип, требующий построения всего процесса обучения на живых образах [74]. В предлагаемом выше соотношении мы будем понимать под наглядностью то, что Я. Б. Резник называет "внешней наглядностью" [80], И. О. Галкина - "изобразительной наглядностью" [32], А. Н. Леонтьев - "внешней опорой внутренних действий" [65]. Дело в том, что понятие наглядности в предложенном соотношении не затрагивает, очевидно, вторую сторону толкования этого термина в современной педагогике - внутреннюю сторону. Внутренняя наглядность - это возникающие в сознании школьника все представления, связанные с демонстрацией прибора, и опирающиеся на прошлый опыт его. Изоморфизм содержания и простота восприятия не могут служить характеристиками "внутренних мыследвижений" [65] школьника. Они могут служить только опорой мыследвижений школьника, характер которых будет прежде всего определяться знаниями школьника, а также комментариями учителя, сопровождающего демонстрацию прибора. Роль внешнего чувственного образа в этом процесса будет не главенствующей.
Модель небесной сферы изоморфно отражает существующие черты изучаемых явлений, иначе она давала бы неверные знания и была бы в силу этого неприемлемым пособием. Значительно хуже обстоит дело с простотой восприятия. Модель небесной сферы - необычайно перегруженное информацией объемное пособие. В самом деле, в старом школьном курсе астрономии (программе 1968 г.) почти все вопросы сферической и практической астрономии, занимавшие почти треть курса по времени и объему (примерно 9-11 часов из 35) могли быть проиллюстрированы с помощью одной (!) этой модели. На наш взгляд это является серьезным недостатком данного пособия.
Предложенные нами объемные пособия (последнее из них - "Учебные универсальные астрономические часы" - будет описано ниже) выстраиваются в логичную последовательность моделей, дополненных все более и более сложными элементами и, потому, позволяющих развивать знания школьника от самых простейших фактов и закономерностей до того уровня, который требует школьная программа. Вместе с тем такая последовательность приборов позволяет проиллюстрировать весь круг вопросов, изучаемых в новом школьном курсе астрономии.
Предложенные модели небесных координат изоморфно отражают существующие черты изучаемых явлений. Каждая из них призвана иллюстрировать какую-то одну идею, один факт, и ничего более. Поэтому простота изготовления данных моделей значительно выше, чем аналогичная характеристика для модели небесной сферы. Тогда в соответствии с определением В.Г. Болтянского наглядность моделей - горизонтальных и экваториальных координат будет значительно выше, чем у модели небесно сферы.
Необходимо отметить также, что эстетическое исполнение модели небесной сферы и предлагаемых нами приборов заслуживает различных оценок. Новые материалы, продуманное цветовое решение, легкость конструкции, унификация всех деталей этой группы пособий, простота конструктивного исполнения, - вот некоторые из чисто внешних преимуществ их.
| << Предыдущая |