Реферат: В. Н. Комиссаров (апкипро, г. Москва)., В. А. Заботин (сош №19, г. Ковров, Владимирская обл.) Что мы знаем о небесных телах? Программа

В.Н. Комиссаров (АПКиПРО, г. Москва).,

В.А.Заботин (СОШ № 19, г. Ковров, Владимирская обл.)


Что мы знаем о небесных телах?

Программа элективного курса, 16 ч. 11-й кл.


Пояснительная записка


«Не знаю, чем я могу казаться миру, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу..., в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным»

И. Ньютон


Физика и астрономия — науки о природе, которые повествуют нам о са­мых простых и самых фундаментальных взаимодействиях в природе, образую­щих вокруг нас бесконечное разнообразие событий, свидетелями которых мы являемся. Стараемся разгадать, изучить тайны и капризы природы, найти источник её силы и вечного обновления.

За тысячи лет развития цивилизации люди занимались изучением природных явлений и их использованием в собственных интересах.

Физика и астрономия — это науки, изучающие окружающий нас мир. Их возникновение теряется в глубине веков. С помощью экспериментального и научного методов было понято множество окружающих нас природных явлений, что позволило построить физическую картину мира — систему представлений об устройстве природы, в основе которой лежат физические теории, понятия, законы, формирующие материалистическое мировоззрение школьников.

Значение физики и астрономии в школьном образовании определяется ролью физической науки в жизни современного общества. В процессе обучения этих учебных предметов следует решать следующие задачи:

– развитие мышления учащихся, формирование у них умений самостоятельно приобретать и применять знания, наблюдать и объяснять явления природы;

– усвоение школьниками идей единства строения материи и неисчерпаемости процесса её познания, понимание роли практики в познании;

– развитие творческих способностей у школьников, осознанных мотивов учения; подготовка к продолжению образования и сознательному выбору профессии.

В условиях профильной дифференциации в Х–Х1 ситуация коренным образом меняется, изучение физики и астрономии в различных школах будет происходить по разным программам для всех учащихся независимо от их будущей профессии.

В связи с этим курс «Физика и астрономия для 7–9 классов» должен решать следующие задачи:

– ознакомить учащихся с основами физической науки, сформировать её основные понятия, дать представления о некоторых физических законах и теориях, научить видеть их проявление в природе;

– сформировать основы естественнонаучной картины мира, служить основой для формирования научного миропонимания;

– ознакомить с основными применениями физических законов в практической деятельности человека;

– ознакомить с методами естественнонаучного исследования, в частности с экспериментом и началами построения теоретических концепций;

– формировать умения выдвигать гипотезы, строить логические умозаключения, пользоваться индукцией, дедукцией, методами аналогий и идеализации;

– обеспечить основу для изучения естественнонаучных курсов (элективных) как параллельно с данным курсом, так и для последующего обучения в старших классах профильной школы.

В плане реализации этих задач элективные курсы строятся на следующих принципах:

– он должен быть по возможности завершенным;

– предложенный учебный материал должен удовлетворить интерес учащихся и написан доступным для понимания языком;

– должна быть обеспечена доступность изучаемого материала для учащихся 9 класса;

– должна быть обеспечена преемственность с пропедевтическим курсом естествознания, а также взаимодействие с параллельно изучаемыми предметами (математика, химия, биология, география);

– содержание курсов предпрофильной подготовки должно способствовать расширению и включать оригинальный материал, выходящий за рамки школьной программы, например «В мире звезд».

Предлагается следующая последовательность изложения учебного материала:

1. Физика и астрономия — науки о природе. Полезно обратить внимание учащихся на то, какой вклад в науку о природе внесли ученые Коперник, Галилей, Ломоносов, Кеплер, Ньютон, Эйнштейн желательно это сделать с помощью показа их портретов.

2. Научные методы изучения природы. Методы астрономических исследований и инструменты. Роль наблюдений в астрономии.

3. Практическая направленность астрономии и физики. Наблюдения астрономов позволяют: ориентироваться на местности, определять географические координаты, изучать движение Земли и планет, исследовать явления, происходящие в Космосе.

4. Связь астрономии с другими науками. Выявить знания учащихся, полученные на предыдущих занятиях, занятие можно провести в форме собеседования.

5. Звёздное небо. Что такое созвездие. Основные созвездия. Яркие звезды. Занятие желательно провести в форме эвристической беседы, опираясь на жизненный опыт школьников, используя при этом «схему взаимного расположения основных созвездий и ярких звёзд».

6. Наблюдение картины звёздного неба. Это возможно сделать в безоблачную и безлунную ночь.

7. Изменение вида звёздного неба в течение суток. Ввести понятие «небесная сфера» — это воображаемая сфера произвольного радиуса.

8. Видимое годичное движение Солнца.

День весеннего равноденствия — 21 марта.

День осеннего равноденствия — 23 сентября.

День летнего солнцестояния — 22 июня.

День зимнего солнцестояния — 22 декабря.

9. Основы измерения времени. Географическая широта, долгота. Связь
времени с географической долготой системы счёта времени.

10 Решение задач на определение поясного времени.

11. Понятие о летоисчилении.

Тропический год — 365 суток 48 минут 46 секунд (365, 2422 суток) Солнечный календарь. Юлианский и Григорианский календари.

12. Видимое движение планет. Планеты — их 9. Пять из них можно наблюдать невооруженным глазом. Остальные три с помощью телескопа.

13. Представление о солнечной системе.

Астрономия в древности. Геоцентрическая система мира. Гелиоцентрическая система мира. Становление гелиоцентрического мировоззрения.

14. Законы движения небесных тел.

Первый Закон Кеплера. Эллипс, Перигелий. Афелий. Перигей. Апогей.

15. Развитие представлений о Вселенной. Провести в форме защиты и обсуждения рефератов.

16. Подведение итогов по теме «Что мы знаем о небесных телах?»


^ Учебно-тематический план

№ п/п

Наименование разделов и тем курса

Всего

В том числе

Форма контроля

лекции

сем.

пр. зан.

кр. стол

1

2

3

4

5

6

7

8

1.

Физика и астрономия – наука о природе.

1

1













2.

Научные методы изучения природы.

1




1










3.

Практическая направленность астрономии и физики.

1










1




4.

Связь астрономии с другими науками.

1










1




5.

Звёздное небо.

1

1













6.

Наблюдение картины звёздного неба.

1







1







7.

Изменение вида звёздного неба в течение суток.

1







1







8.

Видимое годичное движение Солнца.

1










1




9.

Основы измерения времени.

1




1










10.

Решение задач на определение поясного времени

1







1







11.

Понятие о летоисчислении

1

1













12.

Видимое движение планет

1

1













13.

Представление о Солнечной системе

1

1













14.

Законы движения небесных тел

1

1













15.

Развитие представлений о Вселенной

1













собеседование

16.

Подведение итогов по теме «Что мы знаем о небесных телах?

1













защита реферата

Итого:

16

6

2

3

3

2


Содержание

Тема 1. Физика и астрономия — науки о природе.

Начать занятие желательно с краткого изложения содержания элективного курса. Следует акцентировать внимание учащихся на том, что им предстоит в течение 15 учебных часов изучить новый астрономический материал, первоначальные сведения которого входили в курсы естествознания, физики, географии, истории, математики.

Дать краткую характеристику того, что учащиеся узнают, завершив изучение данного курса. Это важно для формирования мотивов учения, поскольку перед учащимися раскрывается увлекательная перспектива познания современной астрономической картины мира. Определить методологическую установку, сообщить, что в основу курса положены факты, законы теории. Далее в форме эвристической беседы рассказать учащимся о том. Что изучает физика и астрономия. Астрономия изучает движение небесных тел, природу, происхождение и развитие. Слово «астрономия» происходит от двух греческих слов: астрон — звезда и номос — закон.

Физика — наука о природе. В науку это слово ввёл древнегреческий учёный Аристотель (384-322 гг. до н.э.). Человек живет в мире природы, это всё то, что нас окружает, и сам является частью природы. Целесообразно назвать имена ученых, внесших вклад в развитие науки о природе.


Тема 2.^ Научные методы изучения природы.

Рассказать учащимся о роли наблюдений в астрономии. Наблюдение — основной источник информации о небесных телах, процессах и явлениях, происходящих во Вселенной. Для проведения наблюдений созданы научно-исследовательские учреждения — астрономические обсерватории, которые оснащены крупными оптическими телескопами. Целесообразно сообщить учащимся об устройстве и принципе действия телескопа-рефрактора, телескопа-рефлектора, зеркально-линзового телескопа. Используя при этом прибор, приспособленный для фотографирования рисунка, называют астрографом. Фотографические наблюдения имеют ряд преимуществ, а именно: документальность, моментальность, панорамность, интегральность, детальность, вспомнить о радиотелескопе «РАТАН — 600».


Тема 3. Практическая направленность астрономии и физики.

Занятие желательно начать с актуализации знаний учащихся. Предложить следующие вопросы.

1. Что изучает астрономия?

2. Приведите примеры явлений, изучаемые в курсе астрономии и в курсе физики.

3. Какие научные методы изучения природы используют в астрономии и в физике?

4. Приведите примеры астрономических приборов.

5. На каких явлениях и законах основано действие этих приборов?

6. Какие научные методы изучения природы использую в физике?

7. Приведите примеры физических явлений.

Можно рассказать о древних астрономических инструментах: квадрант, телескоп Галилея, астролябию, а также и современные аппараты для исследования небесных тел: космический аппарат «Вега», радиотелескоп, используя при этом рисунки названных инструментов. Астролябию можно предложить изготовить самим учащимся и с её помощью определять высоту звезд.


Тема 4. ^ Связь астрономии с другими науками.

Проинформировать учащихся об астрофизике, изучающей природу небесных тел. Когда неземные и внеатмосферные наблюдения дополняются экспериментами и околоземным космическим пространством, на Луне, Венере и Марсе, а результаты анализируются с учётом достижений физики, математики, химии и других наук. О законе небесной механики, изучающей законы движения небесных тел, которые лежат в основе теории движения космических аппаратов. Ориентирами в полётах служат Солнце, яркие звёзды Земли и другие планеты. Почти шесть тысяч лет назад египтяне уже согласовали свой календарь с астрономическим явлением. Они заметили, что разлив Нила совпадает с появлением перед восходом Солнца звезды Сириус.

Предложить вопросы-задания:

1. Назовите сведения астрономического характера, которые вы получили при изучении физики, химии, математики, географии, естествознания.

2. С помощью каких инструментов выполняются астрономические наблюдения?

3. Смонтируйте имеющуюся в «школьном астрономическом календаре» подвижную карту звёздного неба.


Тема 5. Звездное небо.

Образовательные цели изучения этого материала следующие:

Ознакомить учащихся со спецификой астрономической науки (у этой науки свои объекты и методы исследования).

Сообщить сведения, необходимые для осознанных наблюдений звёздного неба.

Дать объяснение наблюдаемым явлениям (суточное движение светил, изменение вида звёздного неба в течение года и др.).

Ознакомить учащихся с элементами сферической и практической астрономии.

Показать, что благодаря радиотелескопам и внеатмосферной (космической), астрономия из оптической превратилась во всеволновую.

Желательно перед занятием посетить планетарий, если это сделать невозможно, полезно использовать наглядные таблицы и учебные диафильмы («Звёздное небо», «Визуальные движения светил»).

Рассмотреть вопрос «Что такое созвездие»?

Назовите созвездия, которые вы знаете и найдите их на схеме расположения основных созвездий и ярких звёзд.


Тема 6. ^ Наблюдение картины звездного неба.

Изучать звёздное небо днём в классной комнате скучно. Картину звёздного неба целесообразно наблюдать в безлунную и безоблачную ночь, вдали от городского освещения и поставить вопросы:

1. Какие созвездия находятся сегодня вечером над горизонтом нашей местности?

2. Как называются яркие звёзды этих созвездий?

3. Можно ли измерить высоту этих звёзд?

4. Указать на небе следующие созвездия и наиболее яркие звёзды в них: Большую Медведицу, Малую медведицу ( с Полярной звездой), Кассиопею, лиру (с Вегой), Орёл (с Альтаиром), Лебедь (с Денебом).

5. Как находить страны света по Полярной звезде.

Небо условно разделено на 88 участков, имеющих определенные границы. Эти участки и называют границами.

Звёзды каждого созвездия обозначены буквами греческого алфавита. Самую яркую обозначают  (альфа),  (бета),  (гамма),  (дельта),  (эпсилон).

Некоторые яркие звёзды имеют собственные имена:

Вега ( Лиры), Сириус ( Большого Пса) и т.д.







Перед следующим занятием за сутки целесообразно установить неподвижную фотокамеру направленную на полярную звезду.


Тема № 7. ^ Изменение вида звездного неба в течение суток.

Полезно данное занятие провести, наблюдая картину звёздного неба.

Показать суточное вращение небосвода, используя анализ фотографии околополярной области неба, полученной с помощью неподвижной фотокамеры, которая была направлена на Полярную звезду.

Кроме того, наблюдая в телескоп какую-либо звезду, планету или Луну (на глазах у учащихся наблюдаемое светило будут быстро смещаться в поле зрения неподвижного оптического инструмента). Этот факт убеждает учащихся в суточном вращении небосвода.

Небесная сфера — воображаемая сфера произвольного радиуса, в центре которой находится глаз наблюдателя. На такую сферу и проецируют звезды, Солнце, Луну, планеты и т.д. Высота светила — это угловое расстояние светила от горизонта.

Наблюдаемое суточное вращение небесной сферы (оно происходит с востока на запад) — кажущееся явление, отражающее действительное вращение земного шара вокруг оси (с запада на восток). Ось видимого вращения небесной сферы называют осью мира.

В заключение можно предложить следующие вопросы:

1. Что такое небесная сфера?

2. Какие наблюдения убеждают нас в суточном вращении небесной сферы?

3. Можно ли рассматривать суточное вращение небесной сферы как доказательство вращения Земли вокруг оси?


Тема № 8. Видимое годичное изменение Солнца.

Вспомнить: что такое небесная сфера? Что называют созвездием?

Далее рассказать, что в течение года Солнце движется по большому кругу небесной сферы, который наклонен к плоскости небесного экватора под углом 23°–27°. Этот большой круг называют эклиптикой.

Созвездия, через которые проходит эклиптика, называют зодиакальными. Их 12: Козерог, Водолей, Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец (с января по декабрь).

Видимое движение Солнца по эклиптике — отражение действительного движения Земли вокруг Солнца. Рассказать о днях равноденствия и солнцестояния.


Вопросы

1. В каких зодиакальных созвездиях Солнце бывает летом, осенью, зимой и весной?

2. Чем замечательны дни равноденствий и солнцестояний?

3. Можно ли рассматривать годовое движение Солнца по эклиптике как доказательство обращения Земли вокруг Солнца?


Примечание

Дни весеннего и осеннего равноденствия соответственно 21 марта и 23 сентября.

Дни летнего и зимнего солнцестояния соответственно 22 июня и 22 декабря. Следует отметить, что картина звёздного неба повторится только через год.


Тема № 9^ . Основы измерения времен