Возвращение астрономии в школу происходит в новых условиях преподавания. Появились новые педагогические технологии и подходы. Должно быть больше практико-ориентированных заданий, необходимо дифференцирование универсальных учебных действий, изменилась парадигма, определяющая способы получения знаний.
В данной разработке рассмотрено несколько конкретных примеров, позволяющих организовать работу учащихся, так чтобы можно было их заинтересовать заданиями, с целью повышения мотивации к обучению. То есть речь идёт о личностных УУД.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА № 1
1. Укажите примерно (двойными неравенствами) координаты наиболее удалённых границ созвездия Водолея. (II вариант: Лев).
… < α< … ; … < δ< …
2. Сколько звёзд в этом созвездии изображено на карте?
3. Если звезда ε [эпсилон] (2-й вариант: μ [мю]) этого созвездия имеет примерно 4-ю звёздную величину m ≈ 4, то какие звёздные величины у звёзд α [альфа] и γ [гамма] (2-й вариант: β [бэта]) и ε [эпсилон])?
m α ≈ (2 –й вариант: m β ≈
m γ ≈ m ε ≈ )
4. Найдите ошибки в рассказе «Вовка – «знаток» астрономии»
Вовка с уверенностью крупного специалиста рассказывал товарищам:
– Попал я как-то раз с экскурсией не в планетарий, как вы тут ходите, а в настоящую астрономическую лабораторию. Глянул в телескоп-рефрактор. Это тот, который с зеркалом, а там – звезда стала размером в 10 раз больше. Была 2-й звёздной величины, а стала – 20-й! И прямо на наше Солнце похожа: также планеты вокруг кружатся. Я ещё подумал: «Вдруг сейчас на меня кто-нибудь из их жителей смотрит? А если у него телескоп сильнее и он видит, что у меня пуговицы на рубашке нет? Колька вчера оторвал».
Перечень ошибок
- Правильно: «астрономическая обсерватория».
- С зеркалом – телескоп- рефлектор.
- Звёздная величина – это не размер, а блеск.
- 2-я звёздная величина намного ярче 20-й. Мы видим обычно до 5-й (6-й) звёздной величины. Разность на 5 звёздных величин соответствует отличию по яркости в 100 раз.
- Звёзды настолько далеки от нас, что даже при наблюдении с помощью телескопа всё равно остаются «точечными источниками света». Поэтому о пуговицах беспокоиться не надо.
ПРОВЕРКА-ОБСУЖДЕНИЕ производится сразу после выполнения работы. Ответ на задание №4 может быть получен и записан учениками после обмена мнениями в парах. То есть здесь происходит учебное сотрудничество, что относится к коммуникативным УУД. Это происходит и на этапе поиска ответа, и на этапе дискуссии при проверке этого задания.
РАБОТА № 2 (с элементами соревнования)
Сдавать работу учителю в письменном виде не надо.
1.
Кто летает на ракете?
Кто быстрее всех на свете?
Работа с картой. Определите координаты Солнца на сегодняшний день.
Отмечаем победителя словами:
1.
«Ты быстрее всех на свете!
Знать, тебе лететь в ракете!
Космос умных ждёт людей.
Их отваги и идей.
2.
У кого здесь больше знание,
тот получит и признание.
Соревнование в парах (или по кольцу в тройках, если у кого-то нет пары).
Кто быстрее и больше даст верных ответов на вопрос «Основные точки и линии небесной сферы»?
ПРИМЕЧАНИЕ. На доске чертёж небесной сферы. Учащиеся выполняют задание письменно и проверяют друг друга по учебнику, выявляя победителя пары или тройки. Затем 2–3 человека быстро отвечают на заданный вопрос у доски по чертежу. И здесь также выделяются лучшие ответы.
Победители – вы звёзды,
Что сияют нам в ночи.
Говорю себе с улыбкой:
«Похвали их. Не молчи».
При выполнении задания были задействованы не только личностные и коммуникативные УУД, но и регулятивные, когда ученики самостоятельно обеспечивали организацию своей учебной деятельности.
3.
Расскажи свои догадки
Здесь – наука, не загадки.
Просто вспомни, что учил,
Ведь писатель сочинил
Всё в рассказе по науке.
Правда, это были муки -
Всё как нужно описать,
Чтоб лгуном для всех не стать.
Внимательно послушайте фрагмент рассказа и выскажите свои догадки и предположения.
Из дневника английского морского путешественника
15 октября. Вышли из Дувра.
16 октября. Идём на запад. Скучно.
17 октября. Атлантический океан. Чувствую себя точкой.
Небо заволокло тучами. Шторм.
Яхта потеряла ход и управление. Мы предоставлены воле волн.
20 октября. Ветер затих. Штиль. Наступила ночь. Чистое звёздное небо.
Нас снесло на 20° к югу.
Как герой рассказа узнал свою новую географическую широту?
ОТВЕТ: Примерно географическая широта равна высоте Полярной звезды над горизонтом. Полюс мира отстоит от этой звезды примерно на 1,5° (Это 1,5 диаметра Луны на небесной сфере). Для 20° это в пределах погрешности, тем более что в данном случае речь идёт о примерном определении координаты. Герой рассказа просто увидел, что Полярная звезда над горизонтом ниже, чем была видна первоначально. В рассказе не упоминаются угломерные инструменты. Хотя не исключено, что он воспользовался секстантом, который должен был быть на яхте.
Вам заданье по плечу:
Справились, и ловко.
Не сыграли вы вничью –
Есть у вас сноровка.
ЗАДАНИЕ №3 для беседы о прецессии земной оси и собственном движении звёзд
Здесь предполагается усиление мотивационной составляющей обучения через создание ситуации дополнительного интереса к изучаемому материалу. (Упор на личностные УУД.)
ОТГАДАЙ ПРОДОЛЖЕНИЕ РАССКАЗА
Васильеву в редакции журнала заказали небольшой фантастический рассказ. Что-нибудь про машину времени. Писатель начал с середины рассказа. «Оживив» для этого древнеегипетского жреца он написал:
«Имхотеп любил разные поездки и неоднократно путешествовал по Нилу. Но, как и прежде, даже попав в будущее, жрец не стал менять свои многолетние привычки звездочёта. Стемнело, и он поднялся на плоскую крышу столичного отеля. Внизу море огней. Свет и дымка, висящая над городом, мешали разглядеть звёздное небо. Имхотеп сокрушённо вздохнул и, перекрыв руками, порождённый человеческой суетой свет, идущий снизу, стал вглядываться в зенит. Туда, где были ВЕЧНОСТЬ и ПОСТОЯНСТВО. Но что это? За 5 тысяч лет ночное небо Египта…»
Но тут писателя позвали обедать. Что он напишет дальше?
ПЕДПОЛАГАЕМЫЕ РАССУЖДЕНИЯ
1. Из текста следует, что изменения наблюдаемой картины звёздного неба при изменении географической широты места наблюдения жрецу должны были быть известны. Перемещения вдоль Нила, текущего с юга на север, показывают хорошо наблюдаемую зависимость вида звёздного неба от географической широты.
2. В результате прецессии земной оси вокруг Северного полюса эклиптики ось мира описывает в пространстве конус за 25 765 лет, и Северный полюс мира перемещается по небесной сфере. Во времена Имхотепа (3 000 г. до н.э.) «Полярной звездой» была α Дракона (Тубан). В Древней Греции эту роль выполняла Кохаб – β Малой Медведицы.
3. Кроме того, звёзды имеют собственное смещение на небесной сфере. И хотя оно мало, но за 5 тысяч лет какие-то изменения могут быть заметны. К сожалению, «летящую» звезду Барнарда невооружённым глазом не видно. Но она смещается на 0,5° (видимые угловые размеры Солнца и Луны) за 174 года.
Собственное движение звёзд обнаружил Галлей, сравнивая координаты звёзд, зафиксированные в далёкие времена Гиппархом и Птолемеем. Так, например, Арктур (α Волопаса) смещается на 2 секунды в год. Заметные смещения есть у Альдебарана (α Тельца) и Сириуса (α Большого Пса).
Следовательно, жрец заметит результат прецессии земной оси и смещение (движение) некоторых звёзд.
ЗАДАНИЕ №4 к теме «Движение искусственных спутников Земли и космических аппаратов к планетам»
В дискуссии упор на коммуникативные УУД.
НАЙДИ В РАССКАЗЕ ОШИБКИ ИЛИ СПОРНЫЕ МОМЕНТЫ
Звездолёт «Мирный атом» нёсся в чёрной пустоте. Мелкими бриллиантами в иллюминаторах мерцали звёзды. Путь к созвездию Дракон южного полушария неблизкий.
Аварийная сигнализация включила автоматику и вывела из анабиоза командира корабля и некоторых членов экипажа. Открыв крышки капсул, в которых они провели долгих 3 года, космонавты побежали к пульту управления.
На табло мигала надпись: «Утечка топлива».
– Видимо произошла разгерметизация топливного модуля от удара какого-нибудь микрометеорита, – задумчиво произнёс главный инженер Глеб, – утечка слабая. Надо…
Но его, как обычно, перебила медик – блондинка Анжела:
– Мы что, теперь никуда не долетим? Нам не хватит топлива?
– Да, мы остановимся посреди космоса, но ты можешь дальше идти пешком, – в ответ девушке съязвил Глеб, – Может, я могу закончить то, что собирался сказать?
ОТВЕТ:
- Мерцание звёзд, которое мы привыкли наблюдать на Земле – результат флуктуаций плотности воздуха нашей атмосферы.
- Долететь до созвездия нельзя, так как наблюдаемые звёзды на самом деле находятся от нас на разных расстояниях. По мере движения в выбранном направлении картина звёздного неба будет меняться.
- Созвездие ДРАКОН находится в северном полушарии, возле Малой Медведицы.
- «Долгих 3 года» для космоса – ничто. До ближайшей звезды (Проксима Кентавра) расстояние более 4 световых лет. И, будем надеяться, писатель не приписал данному кораблю движение со скоростью света.
- Космический корабль – это не автомобиль с бензобаком, где мы учитываем трение и сопротивление воздуха. Корабль продолжит движение по инерции. А если пофантазировать и предположить, что космонавты включили реверс, то уменьшив скорость до нуля относительно одной системы отсчёта, они будут в движении относительно каких-то других систем отсчёта, так как в космосе всё куда-то движется.
- Дополнительно можно затронуть вопрос о психологической совместимости членов экипажа, которые должны общаться и сотрудничать в замкнутом пространстве. Кроме того, так как человек – существо, порождённое данной Вселенной, существо социальное, то можно потратить немного времени на другой смежный вопрос: « А как ты общаешься с товарищами; с кем бы ты смог быть в одном экипаже, с кем –нет?»
- Вопрос технического содержания: «Что мог предложить Глеб?»
(Как вариант: выйти из корабля, найти место повреждения и заделать отверстие. На космических станциях были прецеденты с микрометеоритами.)
ЗАДАНИЕ №5 к теме «Эклиптика. Зодиак»
ЗАГАДКА
Тётка, рыбы и весы –
Не базар, а для красы
Только странно, что вокруг
Их зовут «Звериный круг».
ОТВЕТ: зодиак, созвездия: Дева, Рыбы, Весы.
Упор на познавательные УУД.
Внеурочная форма работы с текстом
Рассказ «Найди ошибки по астрономии и физике». Фантастика.
Для нахождения правильных ответов учащимся обязательно понадобится тщательно поработать с учебниками (или Интернетом) и раскрепостить своё воображение. При подготовке упор на познавательные и регулятивные УУД, при подведении итогов – на коммуникативные.
Туристическими маршрутами
Маленькие «солнечные человечки» - плазмоиды устало перетекали из тени деревьев на солнцепёк, так как им, привыкшим к газообразной и нейтральной хромосфере1) родной планеты2), тяжело было находиться на твёрдой поверхности Земли, где каждое движение давалось с огромным трудом3). Высоко в небе, буквально в самом надире4), сиял солнечный диск, размером всего 1–2º5). Так отсюда выглядел их родной дом.
Хатум − амёбоподобный руководитель этой туристической группы, медленно перебирая ложноножками, подполз к основной части своих подопечных и хрипло пошипел в инфракрасном6) диапазоне: «Я знаю, все очень устали, поэтому будем возвращаться по кратчайшему маршруту. Земля скоро будет в афелии7). А тогда, минут пять8) − и мы дома. Солнечный отлив9), я думаю, нам сильно мешать не будет».
В ответ пыльные лица10) слушателей слегка заулыбались, а обмякшие тела стали расправляться в поисках живительных струй солнечного ветра11). Только что12) произошедшая новая мощная вспышка на Солнце затрясла стрелки земных компасов, заиграла многоцветной радугой13) полярных сияний, наполнив сердца изрядно притомившихся путешественников утраченной было энергией и силой. Прогулка по экзотическим провинциям солнечной атмосферы подходила к концу.
Перечень ошибок
1. Хромосфера – область солнечной атмосферы, находящаяся над фотосферой. Её температура составляет десятки и сотни тысяч кельвин. В этой области происходит последовательная ионизация водорода, гелия и других химических элементов. Это плазма, а не просто газ.
2. Солнце – звезда, а не планета.
3. Ускорение свободного падения на «поверхности» Солнца равно 274 м/с², следовательно, так как значение этой величины огромно и в хромосфере, то ощущения существ, попавших на Землю в условия меньшей силы тяжести, надо сравнивать с эффектами для людей на Луне. Архимедова сила в их атмосфере тоже не могла бы настолько уменьшить вес этих существ, чтобы на Земле перемещаться им стало труднее.
4. Вместо зенита упомянута диаметрально противоположная точка небесной сферы.
5. Солнечный и лунный диски на небесной сфере для земного наблюдателя имеют угловые размеры по 0,5º. В древности рассматривали «шаг» солнца по небосводу − два диска – 1º. Отсюда возникло деление окружности на 360º.
6. Инфракрасные лучи – это электромагнитные волны, а не звуковые.
7. Афелий (в отличие от перигелия) – это самая удалённая от Солнца точка орбиты планеты.
8. Даже свет, имея максимально возможную скорость, доходит от Солнца до Земли примерно за 8,3 мин, что учащиеся могут вычислить по формуле
t = а/с, где а =150 000 000 км (большая полуось земной орбиты), а с – скорость света в вакууме.
9. Из описания следует, что время действия – яркий солнечный день. А так как области приливов должны пролегать вдоль прямой Земля – Солнце, то речь надо вести о приливе, а не отливе. Здесь же следует вспомнить схему лунных приливов и отливов, а также обратить внимание на то, что влияние Луны сильнее.
10. Представить себе пыль на плазме более, чем затруднительно.
11. Солнечный ветер – это постоянный поток заряженных частиц, движущийся со скоростью до 1000 км/с (плазма, несущая магнитное поле). Но магнитосферу Земли большей частью пробивают корпускулы галактического происхождения.
12. Необходимо 1–2 дня, для того, чтобы частицы, выброшенные при солнечной вспышке, достигли Земли.
13. Появление радуги объясняется дисперсией света и связано с прохождением его через капельки воды, а полярные сияния – проявление электролюминесценции. Подвергаясь бомбардировке космическими лучами, атомы газов возбуждаются, а затем отдают энергию в виде света. Цвет свечения обусловлен газами, входящими в состав земной атмосферы.
Кроме того, учащиеся могут попытаться проанализировать способности и физические возможности плазменных существ, воздействие на них магнитных и гравитационных полей, а также другие спорные моменты.
Очень оригинально будет подвести учеников к экзотической мысли о том, что, проживая на маленькой космической «пылинке» − Земле, мы сами как бы являемся жителями нашего центрального светила. Этот вопрос возникает сам собой при обсуждении происхождения солнечного ветра как результата расширения внешней части солнечной атмосферы – короны. А если говорить о гравитационном воздействии Солнца, то оно будет до границ Солнечной системы, то есть оно и нас «привязывает» к нашей звезде.