 |
Астронет: М. Е. Набоков Методика преподавания астрономии http://variable-stars.ru/db/msg/1174656/chapter6-2.html |
| << Предыдущая |
§ 41. Элементы сферической астрономии.
Первая часть курса - сферическая астрономия - необходима по следующим трём причинам: 1) она даёт понятие об угловых измерениях, на материале которых основываются многие выводы теоретической и астрофизической частей; 2) она даёт основные понятия и определения для понимания практических применений астрономии во многих областях народного хозяйства и обороны нашей страны; 3) она сообщает учащимся практические умения и навыки в отыскании звёзд на небе и для ориентировки по небесным светилам.
Вследствие необходимости введения в эту часть некоторых математических понятий, она нередко считается несколько сухой и даже трудной для учащихся. Несомненно, что эта часть "не занимательна" и требует известного труда от учащихся. Задача учителя в том, чтобы облегчить учащимся труд усвоения основ сферической астрономии и помочь им осознать естественность основных понятий этой части астрономии, которые иногда воспринимаются учащимися как совершенно формальные.
Имея это в виду, учитель должен строго следить, чтобы эта часть курса не обратилась в сухую математическую географию. и проводить её не отвлечённо, не упуская случаев уже во время прохождения первой части развивать интерес учащихся к общим вопросам астрономии, для чего знакомить их с подлинным звёздным небом.
Начальные сведения о видимом суточном движении светил связаны с понятием о шарообразной Земле, вращающейся вокруг оси. Эту часть курса астрономии можно изложить тремя основными методами: 1) исходя из наблюдений, устанавливать ряд формальных понятий и определений, не указывая связи их с положением наблюдателя на вращающейся Земле; 2) исходя из знаний учащихся о том, что Земля шарообразна и вращается, рассматривать вытекающие отсюда следствия и подтверждать их описанием наблюдаемых явлений; 3) соединять первое и второе, исходя из наблюдений, но не откладывая объяснения явлений (с точки зрения вращающейся и шарообразной Земли), а поясняя явления сейчас же после установления того или другого понятия.
Первый из этих приёмов изложения, при котором даются только определения математического характера, порождает формализм и сухость изложения и вытекающие отсюда трудности усвоения, на которые постоянно жалуются и учителя, и учащиеся. К тому же пространственные геометрические представления слабо развиты у учащихся, и это увеличивает трудности восприятия. Действительно, если, например, учитель рассказывает о небесном меридиане и полуденной линии, то у многих учащихся является вопрос, какое это всё имеет отношение к Земле и зачем это нужно знать и запоминать. Собственными силами учащийся эти вопросы разрешить не может, а обращение к учителю нередко влечёт ответ: "это узнаете позже". В результате эта часть курса оставляет у учащихся воспоминание как о нудной, скучной и непонятной формалистике.
Второй метод, при котором изложение отрывается от первоисточника астрономии - наблюдения, тем самым нарушает основное правило изложения основ науки, делает это изложение догматическим.
Наиболее эффективным является третий метод, при котором, исходя из наблюдений, учитель тут же разъясняет наблюдаемые на небосводе движения вращением и движением Земли и связывает основные определения с географическими линиями на поверхности Земли. Этот метод даёт удовлетворение учащимся, так как они уже знакомы (из географии) с учением о вращении Земли; он даёт возможность с простотой и ясностью переходить к следующим частям изложения и вполне соответствует сущности астрономических исследований.
Прохождение этой части курса надо провести, излагая основные положения как можно нагляднее, показывая возможность их практического применения, не ограничиваясь вычерчиванием на доске схем, а применяя модели. Исходным пунктом изложения должны быть ознакомительные наблюдения, которые к этому времени следует обязательно провести. Весьма существенное дополнение к ним дают наблюдения по заданию - они закрепляют у учащихся представление об общем движении всех созвездий.
Чтобы рационально построить изложение этой части курса, следует обратить внимание на происхождение основных понятий, как, например, созвездие, небосвод, суточное вращение неба, и всегда иметь в виду, что учащиеся хорошо воспринимают всё то, что естественно, по самой сути вытекает из наблюдений, фактов. Кроме того, надо и самую последовательность изложения подчинить последовательности восприятии и следствиям из них.
Став на эту точку зрения, мы можем построить такую схему: первым основным понятием, воспринимаемым и самым маленьким ребёнком, является понятие небосвода как какого-то купола, простирающегося над поверхностью Земли. Происхождение этого понятия связано с невозможностью оценить на глаз расстояния до различных светил. Это создаёт необходимость отказаться от линейных, измерений и перейти к измерениям углов. Понятие созвездия вытекает из взаимной неподвижности звёзд и в сущности связано с понятием об угловых измерениях, так как только неизменность угловых расстояний звёзд создаёт понятие созвездия. Однако понятие созвездия связано и с видимым суточным вращением небесной сферы, вследствие которого создаётся вывод, что при движении всех вообще светил только созвездия сохраняют свою фигуру и тем дают впечатление единства небесной сферы. Наконец, понятие небесной сферы как бы распространяет понятие о небосводе на целую поверхность шара и притом подвижную.
В таком направлении и следует составлять план уроков по этой части курса, ни в коем случае не забывая, что необходимым для учащихся является: объяснение связи этих понятий с шарообразной, вращающейся Землёй и практического применения следствий из них (отвесная линия, плоскость меридиана и т. п.).
Напомнив результаты наблюдений, учитель прежде всего разъясняет понятие небосвода и рассказывает об угловых измерениях на небе. При этом следует обратить внимание учащихся и на объяснение впечатления небосвода. Представление небосвода, как полусферы, обусловлено ограниченностью нашего стереоскопического зрения, которое у человека простирается до 500 м. Следовательно, не столько наличие атмосферы с её голубым цветом, сколько предел стереоскопичности дают впечатление небосвода; на поверхности Луны, не имеющей атмосферы, наблюдатель всё равно получал бы впечатление небосвода.
Рассказ о необходимости угловых измерений нужно сопроводить приведением конкретных примеров и приёмов приближённых измерений. Следует указать угловые диаметры Солнца и Луны, показать, как можно измерить углы, вытянув руку и держа в ней карандаш или просто расставив под прямым углом большой и указательный пальцы вытянутой руки. Если учитель позаботился сделать в классе или кабинете деления, видимые под углом в 1њ с определённого места в классе, то он получит возможность доказать удобство этого приёма, предложив во время перемены каждому учащемуся самому измерить, под каким углом он видит расстояние между концами большого и указательного пальцев своей вытянутой правой руки. Этот приближённый способ измерения ("захват" пальцами около 15-16њ) был указан ещё проф. В. К. Цераским и описан в прежнем стабильном учебнике М. Е. Набокова и Б. А. Воронцова-Вельяминова.
Когда установлено, что все точки небосвода мы принимаем находящимися от нас как бы на равных, хотя и неопределённых расстояниях, нетрудно, пользуясь элементарной геометрией, разъяснить, что вместо углов мы можем ввести дуги и перейти к объяснению понятия созвездия. Это понятие нельзя сразу же дать в принятом в настоящее время понимании (область неба, ограниченная дугами прямых восхождений и склонений). Следует исходить от неизменности взаимного расположения ярких звёзд, напоминающих своим расположением какую-нибудь фигуру. При этом следует рассказать о происхождении названий созвездий и связи этих названий в одних случаях с мифическими сказаниями различных народов, в других случаях с бытом, но всегда имеющим местное происхождение.
Наиболее интересным примером является созвездие Большой Медведицы, которое у римлян называлось "семь волов", у греков "колесница". У народов СССР это созвездие тоже называется по-разному: "лось" - у северных, "чепига" - у донских казаков, "семь зайцев" - у сибирских охотников; существовало и название "конь", связанное с представлением о коне, привязанном к столбу в полюсе. Последнее особенно характерно: оно показывает наблюдательность нашего народа, заметившего вращение этого созвездия вокруг одной точки (столба в Полярной звезде). При разъяснении происхождения названий надо не столько останавливаться на мифах, сколько именно на народности этих названий. Достаточно рассказать различные названия Большой Медведицы, не вдаваясь в подробности греческого мифа и больше обращая внимания на название у народов СССР.
Понятие о различном блеске звёзд на этом уроке нет нужды давать в подробностях. Достаточно напомнить непосредственные восприятия различия блеска и объяснить сущность выражения блеска в звёздных величинах (видимый блеск звезды 2-й величины в 2,5 раза слабее блеска звезды 1-й величины и т. п.). Так как в дальнейшем учащиеся будут иметь необходимость пользоваться звёздными картами и атласом, следует ознакомить их с обозначениями звёзд (греческими буквами) и со способом изображения звёзд различных величин на звёздных картах.
Легко видеть, что в этом месте изложения понятие созвездия уже явно связывается с видимым суточным вращением, которое, несколько позже разъясняется как следствие действительного вращения Земли. Поэтому, основываясь на наблюдениях, сведениях учащихся, полученных на уроках физической географии, здесь весьма естественно разъяснить, что мы, в сущности, видим лишь половину окружающего нас пространства вселенной, и перейти к понятию необходимости существования полной сферы, пояснив это наглядно моделью (колба с водой).
Понятие небесной сферы в той форме (шар произвольного радиуса), которое имеется в школьном и других учебниках, надо давать на основе возможности только угловых измерений на небе. Соответственно приведённому выше указанию о связи элементарных понятий (горизонт, ось мира и т. п.) с Землёй надо и чертежи (или модели) делать так, как это описывается далее. Когда учитель убедится, что эти основные сведения учащиеся восприняли правильно, можно перейти к изложению понятий вертикального направления, точки зенита и горизонта.
 |
| Рис.
57. Модель горизонтальной плоскости и направлений видимого горизонта. На рисунке изображено положение, соответствующее нахождению наблюдателя над поверхностью Земли. |
Понятие горизонта учащимися не всегда воспринимается правильно из-за того, что линию математического горизонта, в сущности, никто из наблюдателей не видит. Поэтому учитель должен дать объяснение не только математического, но и видимого наблюдаемого горизонта. Разъяснение понятий математического и видимого горизонта необходимо вести, пользуясь моделью Земли - географическим глобусом. На глобусе устанавливается круг со стрелкой, перпендикулярной его плоскости: направление стрелки демонстрирует вертикальное направление и точку зенита. При таком показе учащиеся видят, что плоскость горизонта перпендикулярна направлению земного радиуса в данной точке земной поверхности, и направление вертикальной линии есть продолжение земного радиуса (для начала вполне достаточно считать Землю точным шаром и направление отвеса - направлением к центру Земли).
Передвигая модель горизонта над поверхностью глобуса, учитель показывает, что в любом месте над поверхностью Земли плоскость математического горизонта делит пополам окружающее пространство и линия математического горизонта всегда отстоит от точки зенита на 90њ (рис. 57).
После этого учитель показывает, что две прямолинейные полоски, соединённые шарниром, при разных положениях места их скрепления относительно поверхности Земли прикасаются к поверхности её во всё более далёких точках и образуют всё большие углы с плоскостью математического горизонта.
Наконец, поясняется понятие
наблюдаемого нами горизонта. Полезно всё
это сопроводить чертежом на доске (рис. 58).
Рис. 58. Три линии горизонта.
Знакомство учащихся с необходимостью угловых измерений на небосводе и вертикальным направлением даёт основание для введения понятия угловой высоты, которое полезно, конечно, наглядно пояснить и на описанной выше модели горизонта. Умение измерять угловую высоту будет очень нужно учащимся. Поэтому объяснение её обязательно нужно сопроводить показыванием самого процесса измерения с помощью высотомера (транспортир с отвесом).
| << Предыдущая |