Prima parte
ASPECTE GENERALE ÎN PREDAREA ASTRONOMIEI
Capitolul I.
ASTRONOMIA CA SUBIECTE DE ÎNVĂŢĂMÂNT GENERAL
§ 1. DIN ISTORIA PREDĂRII ASTRONOMIEI ÎN ŢARA NOASTRA
Un rol important în îmbunătățirea predării astronomiei l-a jucat Societatea Astronomică Rusă, organizată la Sankt Petersburg în 1890, la inițiativa astronomilor și profesorilor progresiste.
Ideile de predare a astronomiei bazate pe observațiile independente ale studenților devin treptat mai răspândite. Astfel, A. Gatlich, în prefața cărții „Rudimente ale cosmografiei” (1899), scria: „Studentul trebuie să vadă singur că firmamentul se întoarce de la est la vest, că Steaua polară aproape rămâne pe loc, că Vederea cerului înstelat în aceeași oră nu este aceeași oră zile diferite an, că Soarele nu răsare și nu apune în același punct de la orizont, că Luna se mișcă rapid între stele etc. El trebuie să distingă cu siguranță cele mai importante constelații și stele de prima magnitudine pe cer, să fie capabil să determinați aproximativ linia de la amiază și prânzul adevărat.”
În 1911, a fost publicată cartea lui N. F. Platonov „Lecții practice de astronomie de bază”, în care observații și lectii practiceîn astronomie au fost analizate în funcție de caracteristicile de vârstă ale elevilor și de interesele acestora.
N. F. Platonov a subliniat că observațiile trebuie făcute înainte de a studia fenomenele în clasă și, de asemenea, a atras atenția profesorilor asupra oportunității lucrului amator cu studenții care au manifestat interes pentru studiul astronomiei.
Idei metodologice şi cea mai buna experientaÎnvățătura progresivă rusă a devenit ulterior baza pentru dezvoltarea metodelor sovietice de predare a astronomiei.
În iunie 1917, a avut loc la Moscova cea de-a doua întâlnire panrușie a profesorilor de fizică, chimie și cosmografie. A avut loc în ajunul Marii Revoluții din Octombrie revoluție socialistă, când profesorii au simțit o oarecare libertate relativă de a-și exprima gândurile și au putut să acorde atenție problemelor ideologice. Vorbitorii au fost în mare parte tineri profesori care au introdus astronomia și observația în predare și, pe cât posibil, întrebările de viziune asupra lumii.
Vorbitorii (N. F. Platonov, K. L. Baev, M. E. Nabokov, P. A. Simagin, D. V. Lermantov) au raportat despre starea predării astronomiei în școli. tipuri variate din acea vreme (gimnaziile masculine și feminine, școli reale, corpuri de cadeți) și au prezentat proiecte de îmbunătățire a predării. Un rezumat al acestor proiecte este conținut în rezoluție, care arată cât de departe a avansat gândirea pedagogică până la acest moment. Rezoluția spunea: „... cosmografia, împărtășind un rol educațional cu toate științele naturii, are o semnificație deosebită și înaltă: formează o viziune științifică asupra lumii...”
Pentru a evalua semnificația punerii pe primul loc a rolului ideologic al astronomiei ca materie educațională, să reamintim că în școala prerevoluționară critica religiei nu era deloc permisă. În practică, acest lucru a condus la faptul că în manualele ruse de la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. rolul descoperirii lui Copernic nu a fost dezvăluit, dar s-a vorbit doar despre „ipoteza copernicană despre mișcarea Pământului”, numele lui Galileo și Bruno nu au fost menționate, iar chestiunile de cosmogonie aproape nu au fost atinse.
În tânăra școală sovietică, importanța predării elementelor de bază ale astronomiei pentru formarea unei viziuni dialectico-materialiste asupra lumii a fost înțeleasă în principal ca o prezentare a doctrinei rotației și circulației Pământului și a biografiilor oamenilor de știință care au apărat sistemul heliocentric. a lumii. Acest lucru a fost facilitat în mare măsură de poziția incertă și instabilă a astronomiei în școală, care nu a devenit imediat o materie academică independentă. Astfel, în perioada „metodelor complexe”, și apoi în perioada „metodelor de proiect”, subiectele astronomice au fost împrăștiate și incluse la întâmplare în diverși ani de școlarizare. „Toate acestea au transferat de fapt predarea astronomiei în categoria lucrărilor extracurriculare, și chiar episodice, și au condus la faptul că studenții nu au primit cunoștințe solide și integrale despre lumea din jurul lor și, astfel, sarcina de a forma un marxist-leninist. viziunea asupra studenților din acest domeniu nu a fost realizată”1 . În anii 1930, astronomia ca materie a fost inclusă în școlile secundare sovietice, iar o notă în astronomie a fost inclusă în certificatul de studii.
Primul manual stabil de astronomie pentru liceu a fost scris de profesorii M. E. Nabokov și B. A. Vorontsov-Velyaminov. În 1947, acest manual a fost înlocuit cu manualul de B. A. Vorontsov-Velyaminov.
În perioada postbelică, metodologia predării astronomiei în țara noastră s-a dezvoltat pe baza studierii și generalizării experienței avansate a profesorilor de astronomie sovietici și străini.
Începutul erei spațiale (4 octombrie 1957), zborurile remarcabile ale cosmonauților sovietici au trezit un mare interes pentru astronomie în rândul oamenilor de diferite vârste și mai ales al tinerilor. Importanța educațională generală a astronomiei a crescut. Problemele îmbunătățirii predării astronomiei au fost discutate la cel de-al III-lea Congres al Societății Astronomice și Geodezice All-Union (VAGO) de la Academia de Științe a URSS (Kiev, 1960). Congresul a afirmat că „tendința observată până acum de eliminare a astronomiei în instituțiile de învățământ secundar și superior este complet inacceptabilă și nefondată și este cauzată de neînțelegerea și ignorarea instrucțiunilor. petrecere comunista Uniunea Sovietică să întărească educaţia dialectico-materialistă a tineretului şi propaganda ştiinţifico-ateistă”1. Pentru îmbunătățirea calificărilor profesorilor de astronomie, congresul VAGO a recomandat organizarea de seminarii permanente la institutele de formare a profesorilor. Secțiuni speciale ale rezoluției congresului VAGO au cuprins recomandări pentru îmbunătățirea predării astronomiei la universitățile și colegiile pedagogice din țara noastră.
Eforturile cadrelor didactice, metodologilor și ale comunității astronomice din țara noastră au avut ca rezultat anumite succese obținute în predarea astronomiei. Program nou în care se predă astronomia din 1964/65 an scolar, iar manualul de astronomie revizuit în conformitate cu acesta (autor Prof. B. A. Vorontsov-Velyamov) sunt mai bune decât cele la care a lucrat înainte școala sovietică și nu pot fi comparate cu cele prerevoluționare. Noul program a consolidat partea ideologică a cursului și a realizat o legătură mai strânsă între teorie și practică. Au fost create noi suporturi didactice, tabele vizuale, filme educaționale și fragmente de film, s-a însuşit producția industrială de telescoape școlare, precum și unele instrumente, modele și alte ajutoare (Calendarul Astronomic școlar, Atlasul Educațional al Stelelor etc.) necesare predării. astronomie.
§ 2. PRINCIPALELE OBIECTIVE ALE PREDĂRII ASTRONOMIEI
Astronomia în Soviet liceu este o materie importantă de educație generală care contribuie la dezvoltarea și formarea unei viziuni dialectico-materialiste asupra lumii a elevilor bazată pe ideile moderne despre Univers. Semnificația ideologică a astronomiei ca materie educațională este decisivă în determinarea rolului astronomiei în sistemul de educație și formare al școlii sovietice.
Fiind o materie de educație generală ideologică, astronomia oferă studenților un anumit minim de practică
1 Rezoluții ale celui de-al III-lea Congres al Societății Astronomice și Geodezice All-Union, M., 1960.
cunoștințe și abilități tehnice: elevii se familiarizează cu elementele de bază ale astronomiei practice (orientarea terenului, determinarea coordonatelor geografice, măsurarea timpului etc.), dobândesc unele abilități în manipularea goniometrului și a instrumentelor optice (telescop, teodolit școlar), exersează rezolvarea problemelor din astronomie cu utilizarea formulelor, a calendarului astronomic, a hărților stelare etc. În plus, prin studierea legilor de bază ale mecanicii cerești, elevii primesc informațiile educaționale generale minime necesare generației care trăiește în era navigației spațiale. Elevii nu trebuie să memoreze definiții, formule, concluzii individuale, ci să le poată justifica și să-și imagineze scopul pentru care se studiază această sau acea secțiune a cursului, cum se raportează această secțiune cu ceilalți, care este rolul ei în știință, viață , etc.
§ 3. LEGĂTURA ASTRONOMIEI CU ALTE SUBIECTE ŞCOALE
Unul dintre trasaturi caracteristice dezvoltarea științelor moderne - interconectarea și îmbogățirea lor reciprocă - ar trebui să se reflecte în predarea școlară.
Elevii dobândesc unele informații despre astronomie până la clasa a X-a în conformitate cu programele actuale de fizică, geografie fizică și istorie. Rezumând și sistematizând aceste informații, trebuie să folosiți toate oportunitățile (asociații metodologice, ziare școlare ale profesorilor etc.) pentru a stabili legături cu disciplinele studiate la școală concomitent cu cursul de astronomie (fizică, studii sociale, matematică etc.)*
Astronomie și geografie fizică
În cursul geografiei fizice (clasa V), informațiile inițiale despre Pământ și corpurile cerești primite de elevii din școala primară sunt extinse și aprofundate, iar informațiile despre Pământ și Soare sunt prezentate într-un anumit sistem.
Când studiezi diferite secțiuni ale cursului de geografie fizică („Plan și hartă”, „Forma și mișcarea Pământului”, „Vremea și clima”, etc.), este posibil nu numai să familiarizezi studenții cu natura fizică a Pământului. , planete și Soare, dar și pentru a efectua observații astronomice Și munca practica, destul de corespunzător caracteristici de vârstă elevi. În cursul de astronomie, studenții se familiarizează cu rațiunea metodelor de orientare astronomică, măsurarea timpului și determinarea practică a coordonatelor geografice, adică primesc o înțelegere mai holistică a problemelor care le-au fost date la cursul de geografie. Informațiile despre natura fizică a Pământului reprezintă o bază importantă pentru a lua în considerare natura fizică a planetelor sistemului solar.
Astronomie și fizică
Legătura inextricabilă dintre științele astronomice și cele fizice se reflectă în predarea școlară, în primul rând în faptul că adesea aceleași probleme sunt luate în considerare la cursurile ambelor discipline școlare („Explicarea eclipselor de soare și de lună”, „Gravația universală”, „Pământ artificial”. sateliți și rachete spațiale” , „Telescoape”, „Analiza spectrală”, etc.). Cele mai dificile întrebări și subiecte ale unui curs de fizică pentru studenți (greutatea și masa, mișcarea de rotație, gravitația universală, optica geometrică și fizică, structura atomilor și a nucleelor acestora) sunt absorbite de elevi mult mai eficient dacă profesorul folosește cu pricepere informațiile astronomice. la prezentarea materialului relevant. Pe de altă parte, studierea fundamentelor fizice și tehnice ale astronauticii într-un curs de fizică permite unui curs de astronomie să se concentreze pe aspectele astronomice ale problemei.
Studiul naturii fizice a corpurilor cerești într-un curs de astronomie este o completare logic necesară a formării conceptelor fizice în școala secundară.
Legătura dintre predarea fizicii și astronomie poate fi realizată în următoarele domenii:
a) pe parcursul întregului curs de fizică, profesorul ar trebui, acolo unde este posibil, să ilustreze materialul studiat cu exemple împrumutate din astronomie;
b) studiul unui număr de probleme dintr-un curs de fizică poate fi asociat cu observații astronomice;
c) la studierea unui curs de astronomie este necesară valorificarea la maximum a cunoştinţelor dobândite de studenţii la fizică (mecanică, electricitate, optică); bazați-vă pe aceste cunoștințe atunci când luați în considerare mișcarea și natura fizică a corpurilor cerești, precum și metodele de cercetare astronomică; completați cunoștințele de fizică ale studenților cu informații despre plasma cosmică, natura emisiilor radio etc. Toate acestea vor fi prezentate folosind material specific în partea a doua a acestei cărți.
Astronomie și matematică
Conceptele matematice abstracte (linie dreaptă, unghi, linii paralele etc.), precum și soluția triunghiurilor dreptunghiulare și oblice, sunt ușor de conectat cu diverse probleme teoretice și practice ale astronomiei. Desigur, nu vorbim despre predarea astronomiei la lecțiile de matematică: este suficient să ne limităm doar la rezolvarea unor probleme cu conținut astronomic, precum și la efectuarea celor mai simple măsurători pe sfera cerească. Pe de altă parte, într-un curs de astronomie nu trebuie să evitați folosirea formulelor calcule simple, grafice, care, împreună cu conceptele fizice, nu trebuie introduse ca superflue, material suplimentar, ci ca mijloc și metodă de examinare științifică a problemelor astronomiei moderne.
Astronomie și științe sociale
Studiile sociale reprezintă o materie academică importantă, în care sunt prezentate într-o formă accesibilă studenților bazele viziunii comuniste asupra lumii, învățătura marxist-leninistă asupra dezvoltării societății și se face o descriere detaliată a societății socialiste.
Cursul de astronomie este cel mai strâns legat de secțiunea filozofică a cursului de științe sociale - „Conceptul de materialism dialectic și istoric”, care introduce studenții în legile și categoriile filosofice de bază. Esența relației dintre cursurile de astronomie și științe sociale este următoarea.
În primul rând, introducerea unui curs de științe sociale ajută la ridicarea nivelului ideologic al predării astronomiei și la rezolvarea problemei formării unei viziuni științific-ateiste asupra studenților (pp. 12-22). În al doilea rând, prezentarea problemelor materialismului dialectic într-un curs de științe sociale ar trebui să se bazeze pe datele științei naturale științifice moderne, inclusiv realizările astronomiei. Rezolvarea primei probleme necesită ca profesorul să aibă o cunoaștere profundă a filozofiei marxiste.
În rezolvarea celei de-a doua probleme, profesorul de astronomie va trebui să joace rolul unui consultant, ajutându-l pe profesorul de studii sociale să selecteze exemple inteligibile și semnificative din astronomie pentru justificarea științelor naturale a celor mai importante categorii filosofice.
Astronomie și alte discipline școlare
Trebuie avut în vedere faptul că elevii sunt introduși în unele probleme de astronomie atunci când studiază istoria în clasele V-VII. („Cultura țărilor din Mesopotamia”, „Religia în Egiptul antic”, „Cultura Egiptului”, „ India antică”, „Știința Greciei Antice”, „Cultura și viața Romei în secolul I. n. e.”, „Oameni de știință – luptători pentru științe avansate”, etc.) Este util ca un profesor de astronomie să se familiarizeze cu acoperirea problemelor de astronomie în subiectele enumerate și să-l asiste pe profesorul de istorie în explicarea acestora. În procesul de studiu al astronomiei, cunoașterea istoriei îi ajută pe elevi să-și imagineze condițiile în care au trăit și au lucrat oamenii de știință care au creat știința modernă.
Cunoștințele de chimie ale studenților ar trebui utilizate în predarea astronomiei. Acest lucru se aplică în primul rând proprietăților diferitelor elemente chimice și compușilor acestora, sim-
boi etc. Familiarizându-se cu compoziția chimică a atmosferei planetelor și stelelor, prevalența elementelor chimice în spațiu, transformările elementelor chimice în procesul reacțiilor nucleare și exploziile de noi și supernove, elevii vor completa și aprofunda cunoștințele lor de chimie.
Un sistem unificat, coerent pentru studierea tuturor disciplinelor academice de bază în strânsă legătură cu astronomia și astronautica nu a fost încă dezvoltat, deși necesitatea acestui lucru începe să se simtă deja în primii ani ai erei spațiale. La dezvoltarea acestui sistem poate contribui orice profesor de astronomie, care, prin comunicarea personală cu colegii săi care predau alte discipline, vorbind la consilii pedagogice și asociații metodologice, îi va putea captiva cu ideea de a folosi datele astronomice în lecțiile lor. Nu există la școală materii care să nu aibă absolut legătură cu astronomia. Pe lângă fizică, matematică, geografie, studii sociale, istorie, chimie, se poate numi biologia, în lecțiile căreia este utilă transmiterea de informații interesante din domeniul astrobotanicii și astrobiologiei. Prezentarea ideilor moderne despre originea și dezvoltarea vieții pe Pământ este direct legată de datele cosmogoniei.
Elemente de astronomie, introduse inteligent în predarea diferitelor discipline, vor însufleți predarea, deoarece adolescenții sunt interesați în mod special de astronomie. Totodată, se va crea treptat baza necesară studierii unui curs sistematic de astronomie în clasa a X-a.
§ 4. FORMAREA FUNDAMENTĂRII UNEI CUVIRI MATERIALISTE
Astronomia, care studiază corpurile cerești și sistemele lor din Univers, infinit în timp și spațiu, răspunde la o serie de întrebări ideologice fundamentale. Studiind astronomia, studenții vor afla despre ce este lumea din jurul nostru, ce loc ocupă Soarele, Pământul și alte planete în ea, cum, pas cu pas, mintea umană a dezvăluit și dezvăluie cele mai interioare secrete ale universului. Apariția astronomiei ilustrează teza importantă a materialismului istoric că știința ia naștere din nevoile societății umane. Istoria dezvoltării astronomiei, inseparabilă de lupta științei materialiste cu idealismul, confirmă corectitudinea principiilor materialismului dialectic, expune caracterul antiștiințific al tabloului biblic al lumii și inconsecvența conceptelor idealiste moderne care încearcă pentru a oferi o justificare filozofică pentru datele astronomiei moderne. Puterea de influență a realizărilor astronomiei asupra oamenilor este foarte mare. Nu întâmplător, clasicii marxism-leninismului s-au îndreptat în mod repetat către realizările științei astronomice pentru cea mai convingătoare fundamentare în știința naturii a filozofiei materialismului dialectic.
Când studiem astronomia în liceu, este important să le arătăm elevilor dialectica din natură, să-i convingem că lumea din jurul nostru nu este formată din corpuri cerești gata făcute create odată pentru totdeauna de Dumnezeu, ci este un ansamblu de procese naturale. , ale căror modele pot fi cunoscute de om. În practică, aceasta înseamnă că sarcina formării unei viziuni materialiste asupra lumii în predarea astronomiei este de a oferi o generalizare filozofică marxistă a faptelor astronomice și de a dezvălui esența lor atee atunci când studiem fiecare subiect al cursului într-o formă care este accesibilă și interesantă pentru studenți. Pentru a face acest lucru, nu trebuie să transformați lecțiile de astronomie în prelegeri despre filozofie și ateism. Problemele filozofice sunt suficient acoperite în cursul de științe sociale. Adesea, câteva fraze de la un profesor de astronomie, un exemplu sau o comparație reușită, o remarcă făcută de elevi în timpul observărilor corpurilor cerești pot completa cu conținut concret categorii filosofice abstracte despre care elevul a auzit la lecțiile de studii sociale, a memorat, dar nu a avut încă „pus deoparte” în mintea lui, nu făcut cu convingerile sale. De exemplu, prezentarea elevilor la cer înstelat, este util să comparăm informațiile despre stele pe care oamenii le-au avut înainte și acum și apoi să subliniem cunoașterea lumii. Generalizările de acest fel contribuie la formarea conceptelor filozofice.
În această secțiune vom arăta ce material factual dintr-un curs de astronomie, precum și observațiile studenților, pot fi folosite pentru a fundamenta prevederile principale ale filozofiei materialismului dialectic.
materie
Știința modernă cunoaște două tipuri principale de materie: substanța și câmpul. O substanta se poate afla in diverse stari de agregare, dintre care cele mai studiate sunt cele solide, lichide, gazoase si plasma. Mai exact, materia din Univers este observată sub formă de stele, gaz interstelar, praf cosmic, planete și meteoriți. Stelele și materia difuză de gaz și praf sunt cele mai comune forme de obiecte spațiale. Cea mai comună stare a materiei din Univers este plasma. O cantitate imensă de materie sub formă de stele și materie difuză se găsește aproape în întregime în stare de plasmă. Atmosferele planetelor sunt parțial în stare de plasmă, de exemplu unele dintre straturile superioare ale atmosferei terestre (ionosferă). Cozile cometelor sunt, de asemenea, plasmă. Spre deosebire de plasma stelar fierbinte din atmosferele planetelor, cozi de cometă, gaz rarefiat
în nebuloase se observă plasmă rece, al căror studiu este, de asemenea, de mare ştiinţă şi semnificație practică. Este posibil ca explorarea în continuare a Universului să ducă la descoperirea de noi tipuri de materie.
Este necesar ca elevii să nu audă doar despre diverse obiecte spațiale, ci și să vadă cu propriii ochi ceea ce se poate observa cu ochiul liber, prin binoclu și telescop școlar. În timpul observațiilor, elevii ar trebui să se familiarizeze direct cu Luna, planetele, Soarele, stele, unele sisteme stelare și nebuloase. Aceste observații vor sta la baza studierii celor mai importante obiecte spațiale în lecțiile de astronomie.
Densitatea medie a materiei în partea observabilă a Universului - Metagalaxia - este extrem de mică. Există aproximativ KG 14 g de substanță pe kilometru cub de spațiu. În spațiul intergalactic, pe lângă stele individuale, praf și plasmă rarefiată, materia există sub formă de câmpuri, dintre care principalele sunt gravitaționale și electromagnetice.
Unitatea și diversitatea lumii. Legătura universală a fenomenelor din natură
Unitatea lumii constă în materialitatea ei, în recunoașterea faptului că nu există nimic în lume decât tipuri calitativ diferite de materie în mișcare și în curs de dezvoltare. Unitatea lumii neagă existența unei lumi imateriale „de altă lume”. Unitatea materială a lumii este confirmată (dar nu epuizată!) de faptul că corpurile cerești sunt formate din aceleași elemente chimice (ceea ce este confirmat prin analiza spectrală a stelelor și studiile de laborator ale meteoriților), mișcarea lor putând fi descrisă folosind legile fizice. (legea gravitației universale în sistemul solar și în sistemele de stele duble) etc.
Cele de mai sus nu exclude posibilitatea de a descoperi noi legi ale naturii, noi obiecte cosmice materiale ale căror proprietăți cantitative și calitative sunt încă complet necunoscute.
Unitatea lumii se manifestă și prin faptul că în spațiul cosmic există o strânsă legătură și dependență reciprocă a multor fenomene. Imaginea adevărată a conexiunii dintre obiectele spațiale și fenomene poate fi stabilită ca urmare a unei analize științifice atente. De exemplu, dintr-o analiză a distribuției vizibile a stelelor, s-a ajuns la concluzia că Galaxia există.
Manifestarea relațiilor cauză-efect poate fi întâlnită în sistemul nostru solar, având în vedere schimbarea anotimpurilor, prezența unei atmosfere pe o planetă dată, legătura dintre activitatea solară și
legături cu fenomenele geofizice, fenomenul mareelor etc.
Natura universală a relației înseamnă absența unor obiecte absolut izolate în natură. Cu toate acestea, nu rezultă din aceasta, așa cum se credea în secolul al XVIII-lea, că fiecare parte a Universului poate influența în mod semnificativ cursul evenimentelor în toate celelalte zone ale Universului. Este întotdeauna posibil să se identifice un număr limitat de conexiuni principale, neglijând multele conexiuni rămase (slabe și nesemnificative) pentru un anumit sistem cvasiizolat.
Mișcarea materiei
Mișcarea este o proprietate integrală a materiei. Familiarizarea cu mișcarea mecanică a corpurilor cerești îi convinge în mod clar pe studenți de absența obiectelor absolut nemișcate. Principalele mișcări ale Pământului sunt rotația lui în jurul axei sale și revoluția în jurul Soarelui. În plus, Pământul face mișcări complexe sub influența atracției Lunii și a planetelor, el, împreună cu Soarele, participă la mișcarea în jurul centrului Galaxiei, se mișcă împreună cu Galaxia etc. Astfel, Pământul , care timp de secole a fost considerat centrul fix al universului, face un număr mare de mișcări în spațiu.
O imagine grandioasă a mișcării materiei în Univers este dezvăluită de astronomia extragalactică, care a demonstrat că toate galaxiile se mișcă în spațiu cu viteze enorme, depășind uneori jumătate din viteza luminii.
Mișcare mecanică este cea mai simpla forma miscarea materiei. În general, mișcarea include orice modificare a obiectelor materiale. Corpurile cerești nu numai că se mișcă în spațiu, ci și se schimbă și evoluează continuu. Aceste schimbări au fost descoperite nu numai pe suprafața Soarelui și în atmosferele planetelor, ci și pe Lună, care multă vreme părea a fi un corp complet „mort”. Au fost descoperite schimbări care au loc în lumea stelelor și galaxiilor, în ciuda faptului că evoluția stelelor obișnuite „staționare” și sisteme stelare se întâmplă extrem de lent. Studiul variabilelor fizice, nova și supernove, procese active în nucleele galaxiilor indică faptul că Universul este caracterizat nu de stări statice, ci de dinamică violentă și explozii, însoțite de eliberarea de energii enorme și tranziții ale materiei de la un tip la altul, precum și interconversii substanțe și câmpuri.
Este important ca în timpul observațiilor (Capitolul III) elevii să se convingă de mișcarea sateliților lui Jupiter, de rotația Soarelui în jurul axei sale, de mișcarea planetelor și a Lunii pe fundalul cerului înstelat și de schimbarea luminozitatea stelelor variabile.
Spațiu și timp. Infinitul și eternitatea Universului
Mișcarea materiei are loc în spațiu și timp. Inseparabilitatea spațiului de materie este confirmată de datele astronomice, care arată că nu există spațiu gol în natură și că tipuri de materie precum materia și diverse câmpuri pot fi găsite peste tot.
Dezvoltarea corpurilor cerești are loc în timp. Descoperirea obiectelor cerești vechi și tinere, stabilirea celor mai importante etape în evoluția planetelor și stelelor a dus la faptul că știința modernă trebuie să opereze nu numai cu perioade mici de timp, calculate în milionimi de secundă, ci de asemenea, cu scale de timp uriașe, în care un miliard de ani se dovedește a fi o unitate de măsură a timpului foarte convenabilă. Nici lucrurile care se descompun rapid nu pot exista în afara timpului. particule elementare, trăind (după ceasurile noastre pământești!) doar fracțiuni nesemnificative de secundă, nici sisteme colosale de galaxii, în comparație cu durata de viață a cărei vârstă a sistemului nostru Solar nu este mai mult de o clipă.
Legătura strânsă dintre spațiu și timp și procesele fizice care au loc în ele este reflectată în teoria relativității a lui Einstein.
Este important să le explicăm elevilor că spațiul și timpul, ca și mișcarea, sunt atribute universale materie care nu poate exista independent (fără materie).
Problema infinitului și eternității Universului are un caracter ideologic universal. Diversitatea infinită a naturii se reflectă în infinitul spațiu-timp al Universului. Lumea în jurul nostru. Universul real este infinit în timp și spațiu, deși orice sistem cosmic (Sistemul Solar, Galaxie, Metagalaxie) este finit. Eternitatea Universului decurge din legea conservării și transformării materiei. Considerarea Universului ca proces material exclude orice moment al formării lui, deoarece aceasta, în orice formulare, ar însemna recunoașterea creării materiei. În același timp, ei subliniază acum adesea insuficiența înțelegerii infinitității Universului în timp în sensul duratei infinite a timpului în direcția trecutului și viitorului. Timpul este inseparabil de materie. Materia poate exista sub forme încă necunoscute nouă. Aceasta înseamnă că, în principiu, este posibilă existența diferitelor tipuri de relații temporare. În consecință, putem vorbi despre începutul existenței și sfârșitul existenței Metagalaxiei, dar asta nu înseamnă începutul și sfârșitul timpului în general.
La fel, infinitatea Universului în spațiu nu este suficientă pentru a fi înțeleasă pur și simplu ca extinderea sa infinită în orice direcție. Hegel, care a criticat corect infinitul „rău”, el însuși, datorită idealismului său, a alunecat spre el
ori de câte ori încerca să explice infinitul Universului în spațiu: „Oricât de departe am muta steaua, pot merge mai departe. Lumea nu este nicăieri îmbrăcată.” Deci, într-adevăr, se poate explica natura nelimitată a Universului. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că, în primul rând, spațiul euclidian nemărginit este în același timp infinit. În al doilea rând, spațiile în sine, inclusiv metagalaxiile „diferite”, pot avea proprietăți diferite (de exemplu, metrici) care sunt ireductibile unele la altele.
Principala întrebare a filosofiei și sarcinile fundamentale ale științei
Principala întrebare a filozofiei despre relația dintre conștiință și ființă este un criteriu științific care ne permite să reducem diferitele mișcări filosofice la două tabere ireconciliabile - materialismul și idealismul. V.I. Lenin în lucrarea sa „Materialism și empirio-criticism” a subliniat că o întrebare otrăvitoare pentru idealiști era problema existenței naturii înaintea omului. Datele cosmogoniei, care studiază originea și dezvoltarea sistemelor corpurilor cerești, indică în mod irefutat că Pământul, planetele, stelele au existat mult mai devreme decât a apărut omul și a luat contur conștiința lui, care la început a fost capabilă doar să reflecte obiectiv. natura existenta, iar apoi exercită o influență activă asupra acesteia. Aceasta din urmă este posibilă numai cu știința suficient de dezvoltată, care este una dintre formele conștiinței sociale.
Folosind exemplul astronomiei, ar trebui nu numai să arăți cum apare știința, ci și să explici corect scopul acesteia. La un moment dat, răspânditorii medievali ai creștinismului au declarat că după Hristos nu era deloc nevoie de nicio știință, că sarcina „științei adevărate” era să explice nu cum funcționează cerul, ci cum ar trebui să trăiești pe Pământ pentru a merge. la cer după moarte. Drept urmare, știința era permisă numai în limitele credinței și era „roaba teologiei”. Filosofii idealiști burghezi moderni încearcă să demonstreze că scopul științei în secolul XX. este de a construi un sistem simplu de principii din care se poate din punct de vedere matematic deduce fapte științifice observabile. Dar sarcina științei nu se poate reduce nici la construirea unui sistem de principii, nici la formularea unor legi generale, nici la imitarea oarbă a naturii. „Cea mai înaltă realizare a științei nu este acolo unde ea imită natura, ci acolo unde creează oportunități de transformare a naturii”1. Să ne limităm la un singur exemplu. Descoperirea surselor de energie din Soare și stele este de o importanță fundamentală pentru astrofizică. Cu toate acestea, caracteristicile specifice fuziunii termonucleare în adâncuri
1 M. V. Keldysh, Probleme de metodologie și progresul științei. sat. :Probleme metodologice ale științei”, ed. „Știință”, 1964, p. 224
stelele nu au voie să împrumute „gata făcută” din natură mecanismul de transformare a hidrogenului în heliu. În special, a fost necesar, în locul reacției dificile a ciocnirii a doi protoni, să se folosească interacțiunea nucleelor de deuteriu, obținând un izotop de heliu și un neutron, adică să se înlocuiască formarea unei noi particule (neutron) cu o rearanjare. de particule conținute în originalul...
Cognoscibilitatea lumii și a tiparelor sale
Problema cunoașterii lumii este indisolubil legată de chestiunea de bază a filozofiei și a unității materiale a lumii. Spre deosebire de diverse domenii ale idealismului care neagă posibilitatea cunoașterii naturii, materialiștii sunt convinși de posibilitatea cunoașterii naturii, în realitate. lumea existentă. Știința nu s-ar putea dezvolta, transformându-se într-o forță productivă directă a societății, dacă lumea ar fi de necunoscut.
Unitatea materială a lumii permite (în anumite limite) ca legile stabilite în laboratoarele pământești să fie aplicate obiectelor spațiale, adică să cunoască lumea. Este de la sine înțeles că fenomenele și legile din „laboratorul spațial” își pot găsi aplicații importante în condiții terestre. Cunoașterea adevărului este un proces complex. „De la contemplarea vie la gândirea abstractă și de la ea la practică – aceasta este calea dialectică a cunoașterii adevărului, cunoașterii realității obiective”1. În astronomie, rolul „contemplarii vie” este jucat de observații, de beneficiile practice de care oamenii, după cum știm, erau convinși în vremuri străvechi. Timp de multe secole, astronomia a fost o știință „pur” observațională. Abia recent datele observaționale au început să fie completate de experimente în spațiu.
Observațiile directe familiarizează o persoană cu diverse fenomene astronomice: rotația zilnică și anuală a sferei cerești, mișcarea vizibilă a planetelor, eclipsele de soare și de lună, meteorii, diferitele culori ale stelelor, modificările luminozității unor stele. Dezvoltarea științei a făcut posibilă treptat dezvăluirea esenței acestor fenomene, înțelegerea adevăratelor legi ale naturii și folosirea lor în folosul omului. Știința a reușit să explice rotația sferei cerești cu mișcarea zilnică a Pământului, să descopere legile mișcării planetare, să descopere cauza eclipselor, să explice fenomenele meteorologice, să conecteze culoarea stelelor cu temperatura lor și să explice motivul modificări ale luminozității stelelor. Datele din observațiile astronomice au făcut posibilă stabilirea unor modele importante în sistemul solar și în lumea stelelor. De exemplu, să subliniem modelele din sistemul solar, ciclicitatea activității solare, relația „spectru-luminozitate” etc. În procesul de dezvoltare a științei, modelele găsite sunt rafinate pe baza unor noi fapte observaționale. Confirmarea cunoașterii lumii și a legilor sale este determinarea distanțelor față de corpurile cerești, determinarea dimensiunilor, maselor, temperaturilor, vitezelor, compoziției chimice ale acestora etc.
Principalul criteriu pentru adevărul cunoștințelor științifice este practica și, în special, observațiile astronomice. V.I.Lenin a arătat că „practica care ne servește drept criteriu în teoria cunoașterii trebuie să includă practica observațiilor astronomice”1. Discrepanța dintre ipoteza astronomică și observații necesită revizuirea ipotezei sau respingerea acesteia. O teorie științifică care interpretează corect acest fenomen nu numai că este de acord cu observațiile, dar face și posibilă anticiparea descoperirilor telescopice directe și prezicerea cu precizie în avans a apariției unui anumit fenomen. Un exemplu de confirmare a corectitudinii învățăturilor lui Copernic a fost descoperirea lui Neptun.
Datele calculate despre distanțele până la corpurile cerești ale Sistemului Solar au fost acum verificate prin metode radar. Sateliții Pământului artificial și rachetele spațiale au făcut posibilă detectarea fluxurilor solare corpusculare în spațiul cosmic, a căror existență fusese prezisă de teorie cu mult înainte. Însuși faptul deplasării sateliților și rachetelor în câmpul gravitațional al Pământului și al Soarelui pe orbite precalculate este o confirmare experimentală a corectitudinii mecanicii cerești.
Legile dialecticii
Lecțiile de astronomie oferă o oportunitate de a ilustra legile generale ale evoluției materiei
a) Legea unității și a luptei contrariilor. V.I.Lenin a subliniat în mod repetat că doctrina luptei contrariilor ca sursă internă universală a oricărei dezvoltări este miezul dialecticii. Să explicăm acest lucru cu mai multe exemple astronomice. O stea „staționară” precum Soarele nostru reprezintă unitatea a două opuse principale: forța gravitației și forța presiunii interne a gazului. Forțele gravitaționale comprimă bila de gaz, dar această acțiune este echilibrată de forțe presiunea internă plasma fierbinte. Prin urmare, observațiile nu relevă modificări semnificative ale dimensiunii Soarelui.
Presiunea ușoară joacă un rol special în astrofizică ( caz special forțe de respingere) joacă în cazurile în care lumina apasă pe particule mici de materie. În acest caz, mărimea presiunii ușoare nu poate fi doar comparabilă cu forța gravitațională, ci și o depășește.
Luarea în considerare a interacțiunii fotogravitaționale este necesară în soluționarea practică a problemelor de navigație spațială.
În timpul perioadei inițiale de formare a Pământului și a planetelor din norul de gaz-praf din jurul Soarelui, presiunea radiației a jucat probabil un rol semnificativ în „sortarea” particulelor. Acest lucru ar putea predetermina diferența în compoziția chimică observată în prezent a planetelor: compoziția planetelor mai îndepărtate de Soare include predominant lumina elemente chimice, de exemplu hidrogenul, care este foarte comun în spațiul cosmic.
Galaxiile reprezintă o unitate dialectică a două proprietăți contradictorii. Sunt formațiuni discrete (discontinue), deoarece constau în stele individuale care se mișcă haotic unele față de altele. Sunt formațiuni continue (solide), deoarece distanțele dintre stele sunt mici în comparație cu dimensiunea galaxiilor și galaxiile în sine au o mișcare de rotație specială.
Procesele strâns legate de radiație și absorbție, ionizare și recombinare, dezintegrarea radioactivă și sinteza nucleelor atomice sunt extrem de importante pentru astrofizică.
b) Legea trecerii modificărilor cantitative în cele calitative. Un exemplu de trecere a modificărilor cantitative în cele calitative este evoluția stelelor. Odată cu dezvoltarea lentă evolutivă a corpurilor cerești, are loc o tranziție bruscă, explozivă, a modificărilor cantitative în cele calitative (explozii de nova și supernove), procese explozive în nucleele galaxiilor etc.
c) Legea negaţiei negaţiei este importantă în teoria cunoaşterii. Mișcarea cunoștințelor științifice are loc într-o spirală ascendentă, parcă revenind la punctul de vedere anterior, dar la un nivel superior. Astfel, ideile heliocentrice prezentate de astronomul grec Aristarh din Samos (c. 320-250 î.Hr.) nu s-au răspândit. Geocentrismul a domnit suprem până în secolul al XVI-lea, când a fost făcută descoperirea lui Copernic, care a primit ulterior recunoașterea universală.
Ghicirea genială a lui Bruno despre natura stelelor pentru o lungă perioadă de timp nu a putut fi fundamentat științific și, în esență, a fost negat. Abia în secolele XIX-XX. a reușit să obțină dovezi de nerefuzat ale corectitudinii presupunerilor sale.
Ipoteza cosmogonică a lui Kant (secolul al XVIII-lea) a fost infirmată de ipoteze conform cărora Pământul și planetele erau inițial într-o stare fierbinte. Cu toate acestea, ipoteza cosmogonica modernă a școlii lui O. Yu. Schmidt se bazează pe concepte care au multe în comun cu opiniile lui Kant. Manifestarea legii negaţiei negaţiei poate fi întâlnită şi în fenomenele naturale, unde unele stări calitative sunt înlocuite cu altele sub forma unui lanţ de negaţii. De exemplu, din 21 martie, de la începutul jumătății de primăvară-vară a anului, apar deja semnele viitoarei ierni: din 21 martie, ziua ajunge mai încet, iar din 22 iunie, ziua este deja în scădere, deși culmea verii este încă înainte.
Educația atee ar trebui privită ca componentă formarea unei viziuni materialiste asupra lumii a elevilor. Astronomia are posibilități bogate de clarificare a întrebărilor despre originea și esența religiei, demonstrând vizual lupta religiei împotriva științei, precum și depășirea prejudecăților religioase și a superstițiilor.
Clasicii marxism-leninismului au subliniat în repetate rânduri necesitatea unei explicații materialiste a sursei credinței și religiei. Ideile pre-științifice ale oamenilor despre lumea din jurul lor s-au dezvoltat în condițiile sistemului comunal primitiv. Percepția senzorială a Pământului și a corpurilor cerești în acea epocă, desigur, nu a fost supusă reflecției critice. Necunoașterea legilor naturii și a neputinței omului înainte de aceasta a dus la apariția credinței în forțele supranaturale ale naturii. Multe trăsături caracteristice ale ideilor religioase primitive (de exemplu, superstiții, ritualuri etc.) au devenit parte a religiilor moderne. Până acum, cărțile „sfinte” (Biblia, Coranul etc.) conțin idei despre Pământul plat situat dedesubt și care este temelia nemișcată a lumii; despre cupola solidă a cerului care se întinde peste Pământ; despre crearea divină a lumii în șase zile etc. Când critică acest lucru, profesorul de astronomie trebuie să țină cont de faptul că teologii moderni justifică poveștile biblice naive prin faptul că Dumnezeu le-ar fi vorbit oamenilor în limba acelei vremuri îndepărtate, când oamenii , care inițial avea o gândire foarte primitivă, nu putea percepe imaginea modernă a Universului. Prin urmare, se presupune că este absurd și chiar blasfemiant astăzi să luăm narațiunile biblice la propriu, deoarece Biblia conține simboluri, al căror sens alegoric poate fi înțeles doar cu ajutorul artei teologice.
Este necesar să expunem nu numai anti-știința, ci și natura reacționară a viziunii religioase asupra lumii. Religia insuflă credincioșilor ideea că lumea este împărțită în două părți - pământească și cerească, iar viața umană pe Pământ este doar o scurtă clipă, urmată de „împărăția cerurilor” eternă, în care credincioșii, care au îndurat fără îndoială suferința pe Pământ. , va găsi pacea veșnică. Prin aceasta, religia distrage atenția maselor muncitoare de la lupta revoluționară și ajută clasele exploatatoare să mențină oamenii în ascultare. Lupta veche de secole dintre două tendințe principale ale filosofiei: materialismul și o formă voalată de religie - idealismul - și-a găsit manifestarea strălucitoare în lupta pentru sistemul heliocentric al lumii copernicane.
Totuși, nu este suficient să subliniem rolul reacționar al religiei în legătură cu studiul epocii înființării învățăturii heliocentrice. Este necesar să urmărim continuarea luptei ideologice dintre cei doi
viziuni asupra lumii până în prezent, când descoperirile astronomilor din secolul XX devin obiecte de luptă. De exemplu, folosind teoria Universului în expansiune, teologii încearcă să „demonstreze” că astronomia modernă, care a descoperit schimbarea roșie în spectrele galaxiilor, mărturisește crearea lumii de către Dumnezeu!
De-a lungul întregului curs al astronomiei, ar trebui să existe ideea incomparabilității științei și religiei. ÎN era moderna perioada de glorie a științei, în era zborurilor spațiale, religia nu se poate opune în mod deschis științei, nu poate arde gânditorii pe rug, interzice cărțile care conțin descoperiri științifice, etc. Totuși, lupta dintre religie și știință continuă, deși, de exemplu, Vaticanul are propriul observator astronomic, iar „părinții” Bisericii Ortodoxe Ruse „se bucură” de succesele în explorarea spațiului și se roagă pentru siguranță. întoarcerea cosmonauților pe Pământ. Doar forma luptei s-a schimbat: rezistența acerbă a făcut loc unui „consimțământ” vizibil, iar biserica și-a purtat lupta ideologică mai subtil și mai atent. Este important să ne întoarcem în mod repetat la ideea că, spre deosebire de religie, care ne obligă să luăm totul pe credință, știința astronomică își extrage informațiile din observațiile făcute cu ajutorul instrumentelor moderne.
Religia a insuflat de mult credincioșii că întreaga lume a fost creată pentru om, că Soarele, Luna și stelele există doar pentru a încălzi și ilumina omul, că structura „expedient” a Universului este dovada existenței lui Dumnezeu. Criticând acest lucru, este util să rețineți că Pământul primește doar o mică parte din energia emisă de Soare, iar restul energiei este împrăștiată „fără scop” în spațiu. Pământul primește o cantitate incomensurabil de mai mică de lumină și căldură de la stele, drept urmare „bunul simț”1 pentru o lungă perioadă de timp nu a putut identifica stelele și Soarele.
Se știe că în țara noastră a dispărut de multă vreme suprimarea socială a maselor muncitoare, care, potrivit lui V.I. Lenin, este rădăcina cea mai profundă a religiei. Cu toate acestea, prejudecățile religioase nu au fost încă eliminate complet. Prin urmare, este important să nu „dormiți” un singur fenomen natural, a cărui explicație materialistă dezvăluie lipsa de sens a prejudecăților religioase. Propaganda antireligioasă în lecții, activități extracurriculare în astronomie, precum și în timpul observațiilor este indisolubil legată de principalul material educațional: nu trebuie să fie irligios să se explice cauzele și posibilitatea de a prezice eclipsele, apariția cometelor și meteorilor, a fenomenului fizic. natura corpurilor cerești, structura calendarului, problemele explorării spațiului, problemele cosmogoniei etc. Nu este suficient, de exemplu, doar să informezi elevii despre descoperirile lui Galileo. Trebuie să le oferim posibilitatea de a vedea printr-un telescop tot ce a văzut Galileo și apoi să explicăm (așa cum se face într-un manual de astronomie) de ce aceste descoperiri au jucat un rol important în justificarea învățăturilor lui Copernic.
Caracteristicile specifice predării astronomiei se datorează în principal conexiunii material educativ cu observații și cu timpul extrem de limitat alocat studierii astronomiei în liceu. Prima cere profesorului să cunoască cerul înstelat, să stăpânească metodologia de efectuare a observațiilor telescopice simple ale Lunii, Soarelui, planetelor și stelelor și să fie capabil să organizeze observații de grup și individuale ale elevilor. Al doilea duce inevitabil la salvarea fiecărui minut al lecției, la marea sa intensitate și dinamism, ceea ce necesită un anumit efort și organizare din partea profesorului și a elevilor. Predarea astronomiei constă în prezentarea de către profesor a materialelor programului în clasă, observații, rezolvarea problemelor, elevii consolidând materialul din manual și note și testarea cunoștințelor elevilor. Eficacitatea predării astronomiei se realizează prin coordonarea și interconectarea diferitelor metode și forme.
Una dintre principalele metode de prezentare a materialului educațional în lecțiile de astronomie este o prelegere, însoțită de o demonstrație de modele, tabele vizuale, benzi de film și filme. Prelegerea permite o prezentare mai completă și mai riguroasă a problemelor care necesită o justificare logică consecventă și este cel mai în concordanță cu caracteristicile de vârstă ale absolvenților de liceu și specificul astronomiei ca materie academică. În timpul prelegerii, studenții fac note scurte care conțin planul de curs și comentarii asupra punctelor individuale ale planului. Necesitatea monitorizării sistematice a asimilării de către studenți a materialului educațional reduce durata prelegerii, care, așa cum se arată în partea a doua a cărții, poate fi programată doar pentru 45 de minute în unele lecții. Unii profesori încredințează explicarea anumitor întrebări de material nou despre astronomie unor vorbitori pregătiți în prealabil, ceea ce, deși contribuie la o anumită activare a elevilor și aduce mari beneficii vorbitorilor, este totuși mai puțin de dorit decât explicația profesorului. Fezabilitatea utilizării metodei prelegerilor în predarea astronomiei este confirmată de experiența predării astronomiei în țara noastră și în străinătate.
Vizualizarea, al cărei rol este suficient justificat de pedagogia modernă, are o importanță deosebită în astronomie. Utilizarea diferitelor mijloace vizuale, așa cum este cunoscut, rezolvă următoarele probleme:
a) fotografii și desene (diapozitive, benzi de film), care completează observațiile independente ale elevilor, îi introduc în aspectul obiectelor cerești;
b) desenele, desenele, filmele și machetele fac posibilă dezvăluirea esenței multor fenomene observate;
c) diagramele, fotografiile, modelele de instrumente facilitează înțelegerea de către studenți a metodelor de cercetare astronomică și oferă o idee vizuală a principalelor instrumente astronomice.
La prezentarea unui curs de astronomie se folosesc metodele de inducție și deducție, care s-au dovedit în predarea disciplinelor fizice și matematice. Metoda inductivă este preferată în cazurile în care este necesar să se identifice modele în lumea planetelor și stelelor, când se formează o idee despre Galaxie și Metagalaxie etc. Metoda deductivă este deosebit de eficientă atunci când legile mișcării cerești. se studiază corpurile, se iau în considerare aspectele cosmogoniei etc. În procesul de studiu al astronomiei, deducția și inducția nu sunt izolate una de cealaltă, ci sunt strâns împletite, completându-se reciproc. De exemplu, explicând elevilor pozitia generala filozofie materialistă conform căreia viața apare inevitabil pe orice planetă dacă pe aceasta apar condiții favorabile în timpul procesului de dezvoltare, este posibil să se evalueze cât de potrivite pentru viață sunt anumite planete ale sistemului solar, condițiile fizice pe care elevii sunt deja familiarizați. Cu toate acestea, odată cu folosirea deducției aici, este necesar să se apeleze la inducție pentru a justifica, pe baza naturii fizice a planetelor, împărțirea lor în două grupe principale.
Joacă un rol important în predarea astronomiei metoda comparativa. O comparație reușită, figurativă, face mai ușor pentru elevi să perceapă scalele spațio-temporale cu care operează astrotomia. A devenit tradițional să se explice distanțele de la Pământ la Lună, Soare, cele mai apropiate stele folosind intervalele de timp în care aceste distanțe sunt acoperite de un avion cu reacție, o rază de lumină etc. Comparând dimensiunea și masa Soarele cu dimensiunea și masa Pământului permite elevilor să-și imagineze mai clar dimensiunea Soarelui. Compararea temperaturii petelor solare cu temperatura unui arc electric arată cât de arbitrară este ideea petelor solare ca nori de gaz „răcit”. Despre necesitatea selectiei exemple potriviteși comparații pe care profesorul ar trebui să-și amintească atunci când citește literatură populară.
Mulți copii sunt interesați de astronomie. Din păcate, astronomia nu se predă în clasele inferioare ale școlii, așa că acest interes natural pentru astronomie se dovedește în cele mai multe cazuri a fi superficial și nu rezistă testului studiului serios și sistematic în pragul părăsirii școlii. Este mai dificil să-i faci pe elevii de liceu să se intereseze de astronomie decât pe elevii mai tineri. Cu toate acestea, prin interesul elevilor, profesorul le va ușura să învețe materialul educațional. În acest sens, este importantă familiarizarea elevilor cu unele probleme de astronomie modernă, discutate în ziare și literatură de știință populară, în lecții și ore practice, activități extrașcolare și extrașcolare. Rolul profesorului în această chestiune este de a proteja elevii de influența ipotezelor antiștiințifice senzaționale, care, din păcate, încă pătrund adesea în presă alături de publicații științifice serioase.
Un profesor care se străduiește să insufle elevilor săi dragoste și interes pentru astronomie va găsi și dezvălui elevilor săi uimitor în cele mai „obișnuite” fenomene astronomice (schimbarea zilei și a nopții, schimbarea anotimpurilor, apariția stelelor). cer, mișcarea Lunii și a planetelor pe fundalul stelelor etc.) d.). A învăța să observăm fenomenele naturale din jurul nostru și a putea să le explicăm înseamnă dezvoltarea interesului studenților pentru astronomie. Important aici însăși formularea întrebării contează: un lucru este să formulezi un subiect precis din punct de vedere academic, de exemplu, „Metode pentru determinarea distanțelor față de corpurile cerești” și să începi imediat să o prezinți, un alt lucru este să îi interesezi pe studenți în problema cum a fost posibil să se măsoare distanța până la Lună, planete, Soare, stele etc., adică să pună o problemă, să ceară elevilor părerile lor și abia apoi să înceapă să dezvolte subiectul. Încă un exemplu. Puteți pur și simplu să le spuneți elevilor că planetele nu sunt afișate pe hărțile stelare și să le explicați de ce. Dar o puteți face altfel: folosind o hartă și un atlas de stele, prezentați elevilor figura caracteristică a unei constelații în care planeta este clar vizibilă la un moment dat și apoi, fără a le spune elevilor nimic despre planetă, invitați-i să schițați constelația în timpul observațiilor independente. Prin finalizarea acestei sarcini, elevii vor putea „descoperi” planeta, iar profesorul va explica ce se întâmplă în lecția următoare. Această abordare aduce prezentarea cursurilor a materialului educațional mai aproape de conversații, care sunt una dintre metodele de predare activă de testare a cunoștințelor elevilor în lecțiile de astronomie.
§ 7. SISTEMUL DE CONTABILITATE TEMĂ ŞI CUNOAŞTERE
Sarcinile de acasă
Cu timpul insuficient alocat predării astronomiei, trebuie acordată o atenție semnificativă temelor elevilor.
Când te gândești la teme, ar trebui să ții cont în primul rând de accesibilitatea și fezabilitatea sarcinii pentru toți elevii. Alături de aceasta, este necesară o abordare diferențiată a elevilor, ținând cont de prezența în clasă a elevilor puternici care vor îndeplini cu entuziasm sarcini mai dificile și mai interesante. Sistemul sarcinilor diferențiate, stimulând activitatea creativă a elevilor, joacă un rol important în identificarea și dezvoltarea abilităților acestora. Opțional pentru toată lumea pot fi sarcini mai dificile, observații care necesită o investiție semnificativă de timp (de exemplu, mișcarea planetelor pe fundalul unui cer înstelat), eseuri (rezumate) pe subiecte individuale ale cursului, producție dispozitive de casăși beneficii (ex. ceas solar).
Puținele sarcini atribuite acasă pot fi legate nu numai de materialul subiectului studiat, ci și de subiectul studiat anterior.
secțiuni semnificative ale cursului de astronomie. Unele probleme, cum ar fi cele rezolvate cu o hartă în mișcare, nu necesită aproape nicio explicație scrisă. Rezolvarea problemelor de calcul trebuie documentată în caietele elevilor.
Vremea rea întârzie uneori observațiile mult timp. Prin urmare, nu ar trebui să oferiți noi sarcini de observare la fiecare lecție: este suficient să acordați una sau două sarcini mici în fiecare lună.
Ținând cont de cunoștințele elevilor
Succesul predării astronomiei depinde nu numai de buna prezentare de către profesor a materialului și a observațiilor, ci și de testarea organizată corespunzător a cunoștințelor și abilităților elevilor. Invocând lipsa de timp, unii profesori certifică elevii pe baza uneia sau două note. Acest lucru, în primul rând, creează condiții pentru munca nesistematică a studenților; în al doilea rând, slăbește controlul asupra asimilării materialului predat în lecții, adică „feedback” în proces pedagogic. Sistemul de înregistrare a cunoștințelor ar trebui să includă o varietate de forme și metode, a căror combinație pricepută este un indicator al abilității profesorului.
Ar trebui să se acorde preferință acelor forme de înregistrare a cunoștințelor care activează elevii. Aceste formulare sunt, în primul rând, conversații cu studenții, teste scrise pe temele lecțiilor individuale și teste pe secțiuni individuale ale cursului.
În timpul conversației, profesorul pune mai multe întrebări elevilor cu privire la materialul abordat anterior, implicând mai mulți elevi în discuția acestor întrebări, completându-se și clarificându-se reciproc răspunsurile. Rezumând conversația, profesorul anunță notele.
Lucrarea de testare, care durează aproximativ 15 minute, este mijloace eficiente monitorizarea asimilării materialului curent. Testele pot include exerciții cu o hartă stelară, probleme simple de calcul, precum și întrebări la care elevii pot da răspunsuri scurte și precise în câteva rânduri. Independența finalizării lucrărilor de testare este în mare măsură asigurată de faptul că fiecare lucrare are mai multe opțiuni, iar elevii primesc sarcini pe cartonașe. Acest lucru realizează simultan o abordare individuală a elevilor. De cel mai mare interes sunt laboratorul unic și lucrările practice, a căror implementare nu numai că permite, ci și necesită ca studentul să folosească un manual, o diagramă stelară, „Calendarul astronomic școlar” etc. Unele lucrări de testare oferite profesorului sunt prezentate în partea a doua a acestei cărți.
După efectuarea lucrărilor de verificare, fără a se limita la raportarea notelor stabilite, este indicat să se analizeze
cu elevii principalele întrebări ale lucrării de testare. De exemplu, dacă munca de testare a inclus sarcini rezolvate cu o hartă în mișcare, atunci este recomandabil să chemați unul sau doi elevi unul câte unul la fișa demonstrativă și, cu participarea activă a întregii clase, să parcurgeți una dintre lucrările de testare. Opțiuni. Generalizarea în continuare a experienței de a efectua în mod regulat astfel de lucrări va contribui, fără îndoială, la dezvoltarea problemelor de predare programată în astronomie.
Una dintre formele de consolidare și testare a cunoștințelor elevilor sunt testele, care se desfășoară în afara orelor de școală sau în lecții separate (test-revizuire) la sfârșitul fiecărui semestru. Rolul testelor este ca, în pregătirea acestora, studenții să repete cele mai importante secțiuni ale cursului, obținând o idee generalizată și sistematizată a materialului educațional. Sub formă de teste, este indicat, în primul rând, să se testeze cunoștințele acelor studenți care, din cauza lecțiilor ratate sau din alte motive, au lacune serioase în cunoștințele asupra anumitor subiecte sau secțiuni ale cursului de astronomie. În acest caz, în pregătirea pentru test, elevii lucrează prin paragrafele relevante ale manualului. Este util să se efectueze o scurtă consultație înainte de testele pe care trebuie să le susțină elevii slabi. Scopul și metodele de desfășurare a testelor vor fi diferite dacă testele sunt organizate pentru studenți puternici. În acest caz, după studierea unei anumite teme, cei interesați sunt invitați să susțină un test, care include nu numai materialul manual și notele făcute în timpul explicației profesorului, ci și rezolvarea unor probleme suplimentare, precum și citirea literaturii suplimentare recomandate de profesor. . Încă nu s-a acordat suficientă atenție acestei forme de lucru cu studenți capabili.
În unele cazuri, nu este posibil să se evite interogarea orală tradițională la tablă, dar își dobândește și caracteristici proprii în predarea astronomiei. Cert este că la lecțiile de astronomie nu este întotdeauna posibil să asculți povești detaliate de la doi sau trei elevi la tablă. Prin urmare, atunci când planificați un sondaj, trebuie să formulați întrebări, astfel încât să li se poată da un răspuns destul de scurt, care dezvăluie pe deplin înțelegerea esenței problemei și capacitatea elevului de a gândi independent. Doar în cazuri excepționale ar trebui să fie necesară o explicație mai detaliată. Vă puteți limita la o întrebare principală care necesită o scurtă poveste coerentă asupra materialului subiectului studiat și o întrebare suplimentară inclusă în lista de întrebări pentru revizuirea subiectelor abordate anterior.
Alegerea formei de înregistrare a cunoștințelor este legată organic de specificul materialului educațional în astronomie. Astfel, materialele legate de rezolvarea problemelor de calcul sau utilizarea unei hărți a cerului în mișcare și a manualelor de referință pot fi controlate prin lucrări de verificare. Dimpotrivă, stăpânirea problemelor ideologice, aflarea în ce măsură au devenit o convingere personală
Este recomandabil să verificați studenții în conversații, în timpul testelor și în timpul răspunsurilor elevilor la tablă.
Punerea în aplicare diverse forme testând cunoștințele, profesorul are ocazia de a elimina neajunsurile unor forme și de a folosi avantajele altora, ceea ce face în cele din urmă posibilă obținerea unei imagini destul de complete asupra cunoștințelor elevilor.
§ 8. REZOLVAREA PROBLEMELOR ÎNTR-UN CURS DE ASTRONOMIE
Una dintre formele care promovează o asimilare mai conștientă și durabilă a materialului educațional și o formare clară a conceptelor astronomice este rezolvarea problemelor.
Problemele pot fi împrumutate din exercițiile disponibile în manual, alegeți cele mai ușoare probleme din „Culegere de probleme și exerciții de astronomie” de prof. B. A. Vorontsov-Velyaminov, precum și din noul manual „Probleme și exerciții de astronomie pentru școala secundară” de B. A. Volynsky și alții. Problemele și întrebările originale sunt publicate în revista „Fizica la școală”. „Calendarul astronomic școlar” analizează în mod regulat sarcinile olimpiadelor pentru elevii școlii de la Moscova. În sfârșit, profesorul poate compune el însuși probleme, pe baza materialului rapoartelor TASS privind lansările de corpuri cerești artificiale, date de referință etc. Problemele simple atribuite acasă ar trebui să-l ajute pe elev să-și testeze cunoștințele: atunci când rezolvă problema, va apelează din nou la ceea ce tocmai a citit textul manualului și găsește în el ceva ce a rămas anterior neobservat. Este mai indicat să analizați sarcinile mai dificile în clasele în cerc.
Sarcinile școlare în astronomie pot fi împărțite în trei tipuri:
1) sarcini de calcul;
2) probleme rezolvate cu o hartă stelară în mișcare;
3) sarcini - întrebări.
Sarcini de calcul
De un interes deosebit sunt problemele care necesită o precalculare simplă a unui fenomen care este important în viata practica(de exemplu, calcularea înălțimii Soarelui la amiază). Este recomandabil să selectați o serie de probleme care ar putea fi rezolvate de către elevi la lecțiile de matematică. Datele numerice pentru probleme sunt selectate astfel încât să corespundă preciziei cu care trebuie să se obțină rezultatul final. De exemplu, pentru a rezolva problema altitudinii Soarelui la amiază, este suficient să luăm declinarea Soarelui din calendarul astronomic cu o precizie de 0°.5 - 1°.0. Soluția unei probleme ar trebui să înceapă prin a clarifica esența ei astronomică și a justifica aplicabilitatea unei anumite formule. După ce a primit un număr
rezultat, este important să îl vizualizați selectând comparații adecvate. Din cauza specificului astronomiei, nu este întotdeauna recomandabil să se folosească Sistemul Internațional de Unități SI. Calculele astronomice ar fi foarte complicate dacă am renunța la exprimarea distanțelor la stele în parsecs și la corpurile Sistemului Solar în unități astronomice; luminozitățile stelelor în unități de luminozitate a Soarelui, masele și razele stelelor, respectiv, în unități de masă și raza Soarelui, masele și respectiv razele planetelor, în unități de masă și raza Pământului etc. Să luăm în considerare pe scurt câteva exemple de probleme de calcul luate în principal dintr-un manual de astronomie.
Problema 1. Marte este de 1,52 ori mai departe de Soare decât Pământ. Care este „anul” lui Marte?
Notând perioadele siderale ale lui Marte și Pământului cu Ri, respectiv P, și cu ai și a distanțe medii ale acestor planete față de Soare, notăm starea problemei și soluția ei.
Sarcina 2. Calculați la ce distanță de Pământ se află punctul în care atracțiile Pământului și Lunii sunt egale, știind că distanța dintre Lună și Pământ este egală cu 60 de raze ale Pământului, iar masele Pământul și Luna sunt în raport de 81: 1.
Punctul dorit să fie la o distanță x de Pământ. Atunci orice corp de masă m0 plasat în acest punct este atras de Pământ cu o forță (...)
Exemple de probleme rezolvate cu o hartă stelară în mișcare
1. Ce constelații și cele mai strălucitoare stele vor fi vizibile astăzi la ora 21:00
2. Este vizibilă constelația Leului în această seară? Ce perioadă a anului este cea mai convenabilă pentru observarea acestei constelații?
3. Ce constelații nu se stabilesc în această zonă?
4. Stabiliți ora locală pentru ridicarea, culmea superioară și apusul stelei Betelgeuse pe 5 noiembrie. Comparați cu timpul de creștere a acestei stele pe 25 noiembrie. Trage o concluzie.
5. Sunt date coordonatele unei stele strălucitoare: Ce fel de stea este aceasta?
6. Determinați coordonatele ecuatoriale ale lui Sirius de pe hartă.
7. Pe 29 august la ora locală 23:00, navigatorul a observat două stele strălucitoare în partea de nord a orizontului la aceleași azimuturi, dar pe părți opuse ale punctului nordic. Numiți-le și răspundeți ce stea apune și care se ridică.
8. Stabiliți cât timp după culminarea superioară a stelei a Cassiopeia (Alpherats) vor trece prin meridian stelele Aldebaran, Capella, Altair, Deneb.
9. Știind în ce constelație se află în prezent această planetă, stabiliți ce moment al zilei este cel mai favorabil pentru observarea acesteia.
10. Folosind o hartă stelară în mișcare, determinați aproximativ azimutul, altitudinea și distanța zenitală a lui Deneb pe 15 septembrie la ora 22:00.
11. Care este aproximativ unghiul orar al lui Vega pe 10 septembrie la ora locală 19:00?
12. În ce constelație zodiacală unde este soarele într-o anumită zi?
13. Determinați coordonatele ecuatoriale ale Soarelui într-o zi dată.
14. Determinați ora răsăritului și apusului, precum și durata zilei și a nopții.
15. Observați cum se modifică azimuturile punctelor de răsărit și apus de-a lungul anului.
16. Observați cum se modifică altitudinea de la amiază a Soarelui de-a lungul anului.
Pentru a rezolva problemele 1-11, este suficient să poți folosi o hartă stelară în mișcare; Problemele 5, 6 și altele similare pot fi rezolvate convenabil cu un atlas de stele. Instrucțiunile de bază pentru rezolvarea problemelor 12-16 sunt date în desfășurarea lecțiilor corespunzătoare.
Sarcini-întrebări
Atunci când rezolvă aceste probleme, elevii trebuie să-și imagineze clar fenomenele astronomice, să fie capabili să-și înțeleagă relațiile și să tragă concluzii și concluzii logice corecte. Astfel de sarcini contribuie la dezvoltarea înțelegerii și gândirii spațiale a elevilor. Întrebările-problemă pot fi selectate pentru orice parte a unui curs de astronomie, dar sunt utile mai ales în cazurile în care fenomenele studiate sunt luate în considerare din perspectivă calitativă fără utilizarea formulelor. Să ne uităm la câteva exemple.
Problema 1. La ce distanță unghiulară cea mai mare față de un Centauri poate fi vizibilă de pe Pământ o planetă care, să zicem, orbitează această stea la o distanță de 150.000.000 km?
Această sarcină nu necesită calcule. Dacă studentul a stăpânit conceptul de paralaxă anuală, atunci va fi clar pentru el că de pe Pământ, raza orbitei planetei indicate ar trebui să fie vizibilă la același unghi, adică unghiul dorit este de 0", 76.
Problema 2. Latitudinea zonei este de 57°. La ce distanță de zenit intersectează ecuatorul ceresc cu meridianul ceresc? Care este înălțimea cel mai înalt punct ecuatorul ceresc deasupra orizontului ceresc?
Răspunsul la această întrebare poate fi obținut examinând desenul sferei cerești (pentru o latitudine de 57°). În acest caz, nu este greu de descoperit că latitudinea este egală nu numai cu înălțimea polului ceresc, ci și cu distanța zenitală dorită a punctului de intersecție a meridianului ceresc cu ecuatorul ceresc. În consecință, distanța zenitală a celui mai înalt punct (în raport cu orizontul) al ecuatorului este de 57°, iar înălțimea sa este de 33°. Raționamentul poate fi explicat folosind un model al sferei cerești.
Problema 3. Latitudinea Leningradului este de 60°. Este posibil să vedeți ambele culmi ale stelei Vega acolo dacă declinația sa este de +39°?
Se știe că toate stelele cu 6 ^ 90° - f nu se fixează într-o zonă dată. Prin urmare, Vega din Leningrad este o stea care nu se așterne niciodată. Rezultatul obținut poate fi ilustrat folosind un model al sferei cerești.
Problema 4. Vor părăsi simultan doi călători din jurul lumii Moscova pe 1 mai, unul spre vest, celălalt spre est și vor călători 15° în longitudine pe zi, în numărarea datelor?
Călătorii se vor întoarce la Moscova în 24 de zile. Apoi (și, de asemenea, atunci când se întâlnesc în al 14-lea fus orar), numărul datelor lor va coincide: o persoană care călătorește spre est, trecând linia de dată (distanțată de la Moscova la est cu 143° și la vest cu 217° ), va număra la fel în aceeași zi de două ori, iar cel care călătorește spre vest va lăsa o zi din socoteală. Acest lucru se datorează faptului că, în timpul călătoriei, primul a făcut o revoluție mai puțin în jurul axei Pământului în comparație cu punctul pe care l-a părăsit, iar cel de-al doilea a făcut încă o revoluție.
Problema 5. Luna aproape de luna plină. Cum arată Pământul în acest moment când este observat de pe Lună?
Dacă elevii au o bună înțelegere a fazelor de bază ale Lunii, atunci își pot imagina cu ușurință că fazele Pământului atunci când sunt observate de pe Lună vor fi „opuse”, adică, pe o lună plină, „Pământul Nou” va fi observat. .
Problema 6. Este posibil să se observe de la Polul Nord al Pământului? eclipsă de soare 15 noiembrie?
Ținând minte că de la începutul lunii octombrie până la mijlocul lunii martie, Soarele de la Polul Nord se află sub orizont, elevii vor răspunde negativ la întrebare.
§ 9. CERCUL ASTNOMIC SCOLAR
Clubul este principala formă de muncă extracurriculară în astronomie. Experiența cercurilor școlare de astronomie arată că activitățile cercului beneficiază nu numai de membrii săi, ci și de întreaga școală (confecționarea instrumentelor de casă; desfășurarea de conversații științifico-ateiste la cursuri și la adunările de pionier; organizarea de seri astronomice școlare, conferințe, expoziții, etc.). vitrine ale științei distractive; lansarea unui ziar sau calendar astronomic școlar). Liderul cercului poate fi un profesor de fizică, geografie, matematică, un student la un institut pedagogic sau o universitate, un astronom amator local sau un student de liceu care este serios interesat de astronomie.
Clubul școlar de astronomie ar trebui considerat ca fiind centrul muncii astronomice desfășurate la școală și ca centru al propagandei științifice antireligioase. Selectarea pentru lucru în cerc la început o cantitate mică de studenți, vă puteți baza pe extinderea în continuare a cercului prin organizarea anuală a grupelor de începători.
Cel mai promițător este cercul, organizat inițial din elevii claselor VII-IX, încă de la un cerc serios
munca grea cu şcolari mai miciîntâmpină dificultăți asociate cu pregătirea generală insuficientă a acestora, iar posibilitățile de organizare sistematică a orelor de club cu elevi de clasa a zecea sunt limitate de volumul de muncă al școlarilor de această vârstă.
Când începeți să lucrați cu un cerc, ar trebui în primul rând să organizați cursuri „teoretice” distractive. Aceste clase pot fi susținute sub formă de prelegeri ale liderului, rapoarte ale membrilor cercului și sesiuni de analiză a problemelor și sarcinilor. Principiul principal al conducerii orelor teoretice este activitatea maximă a membrilor cercului. Acest lucru este valabil și pentru prelegerile liderului: un număr mic de membri ai cercului, interesul lor pentru știința studiată și disponibilitatea timpului suficient pentru o examinare amănunțită a problemelor permit liderului să angajeze membrii cercului într-o conversație plină de viață în timpul prelegerii. Când desfășurați prelegeri și rapoarte în cerc, este necesar să folosiți echipamentul disponibil la școală și ajutoare vizualeîn astronomie.
Rolul observațiilor într-un cerc este foarte important. Elevii studiază cerul înstelat pe tot parcursul anului și efectuează lucrări practice simple în astronomie. Clubul dezvoltă abilități în observarea Soarelui, Lunii, stelelor variabile și meteorilor. Într-un cerc care funcționează regulat, observațiile în metodologia și organizarea lor sunt aproape de munca de cercetare a astronomilor amatori. Cu toate acestea, este riscant să se bazeze toată munca doar pe observații, deși ideea în sine pare tentantă. Din cauza vremii nefavorabile, clubul, care se bazează pe clase sub aer liber, va funcționa extrem de neregulat. Acest lucru descurajează copiii și, uneori, perturbă complet munca cercului. Prin urmare, este necesar să se considere observațiile în cerc ca fiind o formă importantă, dar nu singura de lucru.
Planificarea activității cercului se poate baza pe programul de doi ani publicat recent. La sfârșitul fiecărui an universitar pot fi organizate sesiuni de teste finale, la care se rezumă rezultatele muncii și se testează forța cunoștințelor și aptitudinilor dobândite. Cei mai buni membri ai clubului reprezintă școala la olimpiadele astronomice regionale și urbane (sau astronomico-geografice).
Începând din a doua jumătate a anului I de clase este necesar, identificând treptat interesele și înclinațiile copiilor, să le oferim subiecte privind observațiile vizuale și fotografice ale Soarelui, planetelor, Lunii, meteorilor, stelelor variabile și sateliților. . Problema alegerii subiectelor individuale poate fi decisă în cele din urmă până la mijlocul celui de-al doilea an de curs. Având în vedere instrumentele limitate, este mai indicat să începeți cu două sau trei subiecte (de exemplu, observații ale Soarelui și meteorilor; Luna, planetele și Soarele; stele și meteori variabili etc.). În ultimele luni ale celui de-al doilea an de curs, membrii cercului efectuează observații conform unui plan individual. După al doilea an de curs, unii studenți s-ar putea să se ocupe deja de juniori
gât într-un grup în cerc; fii asistent al profesorului la efectuarea observațiilor în clasa a X-a.
Subiectele rapoartelor (în ordinea studierii cursului de astronomie), într-un cerc format din elevi de clasa a zecea, pot fi următoarele: „Pământul ca planetă”, „ Metode moderne determinarea distanțelor până la corpurile cerești ale Sistemului Solar”, „Derivarea celei de-a treia legi a lui Kepler pentru cazul mișcării circulare”, „Probleme științifice și practice rezolvate cu ajutorul sateliților”, „Determinarea coordonatelor geografice în navigație și aviație” , „Istoria calendarului”, „Cele mai mari telescoape din lume”, „Conceptul de precalculare a eclipselor solare și lunare”, „Fizica lui Venus și Marte”, „Idei moderne despre Soare”, „Problema Soare-Pământ ", " Structura interna stele și surse de energie stelară”, „Stele variabile”, „Cum a fost descoperită galaxia”, „Cele mai importante realizări ale astronomiei extragalactice”, „ Știința modernă despre evoluția stelelor și galaxiilor”, „Principalele etape ale evoluției Pământului și planetelor”, „Viața în Univers”, etc.
Pe lângă rapoarte, este indicat să analizați problemele „olimpiadei” din astronomie în timpul orei pentru clasa a X-a. Este deosebit de important să îi interesezi pe elevii de clasa a zecea în observațiile astronomice, ceea ce îl va ajuta foarte mult pe profesor atunci când efectuează observații de grup cu întreaga clasă.
§ 10. UNELE FORME DE MUNCĂ EXTRAȘCOLARĂ ÎN ASTRONOMIE
Prelegeri educative despre astronomie susținute în planetarii
Aceste prelegeri, organizate pentru a ajuta studenții de astronomie, nu înlocuiesc lecțiile de astronomie de la școală. Ele sunt o completare excelentă la lecții datorită capacităților demonstrative ale dispozitivelor planetare. „Planetarium” facilitează studiul cerului înstelat, ajută la explicarea conceptelor de bază ale astronomiei sferice, oferă o reprezentare vizuală a unor fenomene astronomice (eclipse de Soare și Lună, apariția cometelor, ploi de meteoriți, aurore, faze în schimbare ale Luna, mișcarea aparentă zilnică și anuală a planetelor, Luna, Soarele etc.). Prelegerile sunt însoțite de proiecția unui număr mare de transparențe color și fragmente din filme educaționale și de popularizare.
Dupa vizita prelegeri educative Ar trebui să aflați de la elevi ce nu le-a fost clar, ce au învățat nou, ce le-a plăcut în mod deosebit. Este recomandabil să comunicați lectorilor de la planetariu propunerile dumneavoastră de îmbunătățire științifică și metodologică a ciclurilor de curs. Când explicați materialul educațional în clasă, ar trebui să reveniți constant la ceea ce elevii au văzut în planetariu.
Cercuri și cluburi astronomice la planetarii și observatoare publice
Experiența muncii extracurriculare în astronomie necesită o generalizare temeinică. Bazat pe planetarii, observatoare publice, stații tineri tehnicieniÎn centrele mari, se organizează din ce în ce mai mult cercuri și cluburi pentru tinerii pasionați de astronomie. Este util ca un profesor de astronomie să cunoască munca acestor grupuri și să-și popularizeze activitățile în rândul elevilor. Să ne limităm la câteva exemple.
Din 1935, munca în cerc a fost efectuată sistematic la Planetariul din Moscova, unde membrii cercului au la dispoziție o sală mare de demonstrații, un observator public, numeroase instrumente și ajutoare vizuale. Aici, membrii cercurilor, în programe speciale, studiază probleme teoretice ale astronomiei, efectuează observații științifice de amatori, participă la lucrări de propagandă la locul de astronomie, punctele astro, când călătoresc autobuzele de propagandă ale planetariului etc. Munca cercurilor de la planetariul este coordonat de consiliul cercurilor. Cercurile individuale au propriile lor organisme alese de autoguvernare (birouri) și comitetul editorial al ziarului Circle Wall. Cercurile astronomice de la Palatul Pionierilor din Moscova au o structură și un conținut similar de lucru.
În 1963, în orașul Simferopol, construcția Observatorului Regional al Tineretului din Crimeea a fost finalizată practic de astronomi amatori (Fig. 1). Observatorul, la întreținerea căruia școlarii din Simferopol participă activ, desfășoară activități științifice în departamentele „stelar-solar”, „meteor-planetar” și „geofizic”. În plus, grupul „optic” este angajat în fabricarea de telescoape și piese pentru acestea. Treptat, observatorul devine nu doar un important centru de lucru extracurricular în astronomie, ci și un centru de diseminare a cunoștințelor metodologice necesare profesorilor de astronomie și conducătorilor diferitelor instituții extracurriculare.
În 1962, la Novosibirsk a început construcția unui observator regional pentru copii și pe baza acestuia a fost lansată munca mai multor cercuri astronomice.
Din 1958, Clubul Tinerilor Astronomi funcționează la Observatorul Poporului al Palatului Culturii al Uzinei de Automobile din Moscova. Lihacheva. Membrii clubului observă sistematic corpuri cerești, produc instrumente și ajutoare vizuale, organizează expoziții, seri la nivel de club și participă la evenimente publice în rândul populației.
Activitățile cercurilor și cluburilor pentru tinerii cosmonauți sunt strâns legate de munca extrașcolară în astronomie. Experiența Clubului Tinerilor Cosmonauți din Leningrad, care poartă numele. G. S. Titov, organizat în 1962. Conducerea generală a clubului este realizată de Consiliul orășenesc al prietenilor tinerilor cosmonauți din Leningrad
Orez. 1. Observatorul Astronomic al Tineretului Regional din Crimeea.
(președinte - șef mareșal aerian profesor A. A. Novikov). În programul de doi ani al clubului, care include cursuri de rachete, aerodinamică, inginerie radio, medicină spațială, pregătire specială și fizică etc., peste 60 de ore sunt dedicate studiului astronomiei ca componentă importantă a pregătirii cosmonauților. Cursurile de astronomie de la club se desfășoară conform unui program care acoperă toate secțiunile astronomiei. Cei care finalizează cu succes clubul li se acordă titlul „Tânăr Cosmonaut”, li se acordă o diplomă, o insignă și o recomandare de admitere într-o instituție de învățământ superior de specialitate și gimnaziu.
Tururi de astronomie
Obiectele excursiilor pot fi planetarii, observatoare publice, observatoare astronomice, statii latitudinale si actinometrice, centrale solare in exploatare, precum si expozitii dedicate realizarilor tarii noastre in explorarea spatiului. Elevii sunt pregătiți pentru excursie în funcție de obiectul și scopul excursiei. Astfel, planetarii, observatoarele publice și expozițiile pot fi vizitate înainte de studierea materialului educațional. Va fi posibil să se bazeze în continuare o explicație a anumitor probleme din cursul de astronomie pe materialul din aceste excursii.
Înainte de o excursie la un observator astronomic, profesorul (care s-a familiarizat cu observatorul în prealabil) ar trebui să spună elevilor despre ce instrumente vor vedea și despre profilul principal al activității acestui observator. În timpul excursiei, elevii ar trebui să-și concentreze atenția asupra principalelor instrumente, atlasele de stele și cataloagele observatorului. Este important să se familiarizeze pe scurt elevii cu „produsele” științifice ale observatorului (fotografii ale corpurilor cerești, spectrograme etc.).
§ 11. PREGĂTIREA PENTRU PREDAREA ASTRONOMIEI
Pregătirea preliminară la predarea astronomiei
Astronomia modernă este o disciplină fizică și matematică complexă. Prin urmare, cel mai bine este să fie predat la școală de un profesor de fizică care cunoaște probleme legate de legea gravitației universale, principiile lansării corpurilor cerești artificiale, analiza spectrală, telescoape etc. În plus, profesorii de fizică știu să rezolve probleme calitative si cantitative . Cu toate acestea, acest lucru nu exclude posibilitatea de a preda astronomia de către profesori de geografie sau matematică, dar face de dorit ca acești profesori să se familiarizeze nu numai cu cursul astronomiei, ci și cu fizica. Ei vor beneficia de problemele fizice care sunt acoperite în dezvoltarea lecției.
Subiectul unei atenții speciale a unui profesor de astronomie ar trebui să fie întrebările filozofice și atee ale astronomiei. Înainte de a începe predarea, ar trebui să vă extindeți cunoștințele despre astronomie, să vă familiarizați cu caracteristicile astronomiei ca disciplină educațională, să pregătiți și să revizuiți instrumente și mijloace vizuale, să vă familiarizați cu recomandări metodologice efectuarea de observații și, în final, alegerea celor mai potrivite forme de muncă extrașcolară sau extrașcolară pentru condițiile școlare.
Ar trebui să aflați ce cărți despre astronomie au bibliotecile raionale și școlare, să căutați aceste cărți și să postați o listă cu literatura recomandată despre astronomie în biblioteca școlii.
Predarea astronomiei este mult facilitată dacă materialul de observație este acumulat de către studenți înainte de a studia un curs sistematic de astronomie. Înainte de vacanța de vară, este util să discutați cu elevii de clasa a IX-a, să le prezentați o hartă în mișcare a cerului înstelat și să le oferiți sarcini simple legate de observațiile cu ochiul liber. Familiarizarea cu cerul înstelat, priveliștea Căii Lactee, observarea ploii de meteoriți din august Perseide etc. nu împovărează studenții în timpul lor. vacanta de vara. Observațiile astronomice în serile calde și senine de iulie și august în dacha sau zonele rurale, în timpul drumețiilor sau excursiilor în regiunile sudice ale țării noastre, când vederea cerului înstelat atrage involuntar atenția, contribuie la formarea unui interes durabil pentru studiul astronomiei.
În plus, trebuie să rețineți că în perioada de varaÎn multe orașe, activitatea observatoarelor publice și a site-urilor astronomice din parcuri, cluburi și case de cultură se dezvoltă intens. Prin urmare, după ce au informat studenții cu privire la programul de lucru al celui mai apropiat observator public, ar trebui să li se recomande cu tărie să aleagă un moment pentru a observa Soarele, Luna și planetele printr-un telescop.
Planificarea cursului
Desfășurarea lecțiilor de astronomie în conformitate cu un program fix (1 oră pe săptămână) facilitează planificarea calendaristică a materialului înainte de începerea anului școlar.
Observațiile și orele practice se țin în afara programului. În același timp, nu este întotdeauna posibil să însoțiți, de exemplu, o poveste despre relieful Lunii prin arătarea Lunii printr-un telescop, o explicație a fazelor lui Venus prin observarea lui Venus printr-un telescop, o poveste despre petele solare. prin observarea punctelor de pe ecran etc. Prin urmare, planificarea observațiilor ar trebui să fie mai flexibilă decât planificarea lecțiilor. Cu toate acestea, la prezentarea materialului educațional nu poate fi exclusă o oarecare rearanjare a subiectelor (și poate chiar o înlocuire reciprocă
lecții de fizică și astronomie), dacă se prezintă o oportunitate favorabilă pentru observații. De exemplu, nu se poate să nu profite de prezența unui grup spectaculos de pete pe Soare, de apariția unei comete strălucitoare și de alte fenomene, de care uneori este recomandabil să se lege explicația materialului teoretic corespunzător.
Ținând cont de specificul școlilor rurale, serale și speciale
Numărul de ore dedicate studiului astronomiei în clasa a zecea a școlilor rurale și urbane este același. Prin urmare, planificarea cursurilor de astronomie în școlile urbane și rurale poate fi similară. Este mai ușor să faci observații în mediul rural decât în mediul urban. Acest lucru face posibilă bazarea unei părți semnificative a cursului pe observații și desfășurarea lecțiilor relativ des pe o platformă astronomică simplă în aer liber. Lecțiile în aer liber permit elevilor să se concentreze asupra explicației corecte și interpretării științifico-ateiste a fenomenelor observate cu ochiul liber sau cu telescopul ( rotatie zilnica cerul, răsăritul și apusul soarelui, modificări ale fazelor Lunii, mișcarea aparentă a Lunii și a planetelor pe fundalul stelelor, eclipselor, meteorilor, mișcării sateliților artificiali de pe Pământ, apariția petelor solare etc.).
Cursul de astronomie în școlile urbane și rurale serale (în schimburi) este alocat aproape jumătate din câte ore ca în școlile de zi, iar astronomia se studiază în a doua jumătate a anului. Prin urmare, este necesar să se studieze numai cele mai importante ideologice și întrebări practice desigur, iar observațiile ar trebui efectuate în principal primăvara. În școlile urbane de seară (în schimburi), participarea la prelegeri educaționale în planetariu și conversațiile cu elevii pe baza materialului prelegerilor sunt de o importanță deosebită. În școlile de seară din mediul rural, precum și în școlile de zi, este necesar să se folosească orice posibilitate de a desfășura lecții de astronomie în aer liber.
Principala metodă de certificare a elevilor în școlile serale sunt testele, care pot fi efectuate în timpul orelor de consultare, și un test final. Necesitatea unei selecții stricte a materialelor pentru studiu în școlile serale obligă să se ia în considerare proiectarea telescoapelor, utilizarea fotografiei și a analizei spectrale în astronomie, precum și o serie de alte probleme conexe ale ambelor discipline academice, să fie complet transferate. la lecţiile de fizică. Nu ar trebui să se străduiască pentru o prezentare detaliată, dând preferință celor mai simple metode de formare a conceptelor astronomice. Acest lucru se aplică în primul rând prezentării problemelor de astronomie sferică și practică, deoarece în predarea școlară se poate renunța cu ușurință la utilizarea conceptului de sferă cerească, limitându-se la observații și la utilizarea unei hărți în mișcare a cerului înstelat.
În școlile de seară, este posibilă următoarea distribuție aproximativă a materialului educațional între lecții (numerele paragrafelor din manual sunt indicate în paranteze):
1. Subiect de astronomie (§ 1-3).
2. Sistemele geocentrice și heliocentrice ale lumii (§ 9-13).
3. Determinarea distanțelor față de corpurile cerești și a dimensiunilor corpurilor cerești (§ 15, 16, 19).
4. Sateliți artificiali Pământului și zboruri în spațiu (§ 20).
5. Determinarea pozițiilor corpurilor de iluminat după coordonatele lor orizontale și ecuatoriale (§21, 22).
6. Relația dintre înălțimea polului ceresc și latitudinea geografică (§ 24).
7. Conceptul de măsurare a timpului (§ 29, 30).
8. Mișcarea și natura fizică a Lunii (§ 35-37).
9. revizuire generală planetele sistemului solar (§ 38-41).
10. Comete și meteoriți (§ 43-45).
11. Natura fizică a Soarelui (§ 46-48).
12. Caracteristicile fizice de bază ale stelelor (§ 50, 51).
13* clustere de stele. Materia difuză (§ 53, 55).
14. Galaxii. Infinitatea Universului în spațiu (§ 54, 56).
15. Idei moderne despre originea corpurilor cerești. Infinitatea Universului în timp (§ 57-59).
16. Lecția finală.
Trebuie subliniată necesitatea îmbunătățirii predării astronomiei în școlile secundare. În acest sens, experiența predării experimentale a astronomiei la Limba engleză, desfășurată la școala nr. 4 din Iaroslavl de prof. V.V. Radzievski și conf. univ. B. A. Volynsky. Dacă un profesor de astronomie nu vorbește suficient limba pentru a preda un curs în ea, atunci în timp ce explică materialul, ar trebui să noteze pe tablă cei mai importanți termeni astronomici speciali. limbă străinăși solicită elevilor să alcătuiască un mic dicționar astronomic. Acest lucru îi va ajuta pe studenți atunci când citesc literatură străină, în care specificul terminologiei astronomice îngreunează de obicei traducerea.
Pregătirea pentru lecție
Când se pregătește pentru o lecție, profesorul revizuiește în primul rând materialul relevant din manual și desfășurarea recomandată a lecției (Partea a II-a), care include: 1) tema lecției; 2) scopul lecției;
3) explicarea sensului temei lecției; 4) o listă de dispozitive și ajutoare vizuale pentru această lecție și instrucțiuni de utilizare a acestora; 5) planul lecției; 6) succesiunea de prezentare a problemelor individuale; 7) descriere metode posibile prezentarea celor mai dificile probleme; 8) cele mai dorite completări la material
manual (privind probleme de cosmonautică, radioastronomie, heliofizică, astronomie extragalactică, evoluția corpurilor cerești etc.); 9) instrucțiuni privind conectarea materialului de lecție cu observații, 10) material didactic(întrebări, sarcini) pentru a testa cunoștințele elevilor; 11) întrebări filozofice și atee legate de tema lecției; 12) cea mai importantă literatură suplimentară; 13) recomandări pentru desfășurarea orelor de club; 14) posibile obiecte ale excursiilor; 15) teme pentru acasă.
Desigur, nu toate dezvoltările reflectă toate punctele enumerate în aceeași măsură, deoarece dezvoltarea lecției, nefiind rețete standard, sunt doar aproximative, deoarece dezvăluirea temei depinde de profesor. De exemplu, când am analizat subiectul „Mișcarea anuală aparentă a Soarelui și explicația sa” (lecția 13, p. 146), am pornit de la faptul că trăsăturile mișcării zilnice a luminilor la diferite latitudini au fost deja studiate. , prin urmare, în această lecție, după explicarea mișcării anuale a Soarelui de-a lungul eclipticii, este suficient Folosiți doar unul sau două exemple pentru a explica cum se produce mișcarea Soarelui la ecuatorul (polul) Pământului. Dacă tema lecției 13 a fost abordată în timpul unei excursii la planetariu, atunci în clasă profesorul, folosind un model al sferei cerești și al telurului, se poate limita la a vorbi doar cu elevii. Unii profesori dedică o lecție separată subiectului „Studiul căii zilnice a Soarelui la diferite latitudini”, alții consideră că este posibil să evidențieze acest material pentru ca elevii să-l studieze independent.
Profesorul ar trebui să înceapă să întocmească un rezumat al lecției după ce s-a familiarizat cu materialul din manualul școlar, manualul de astronomie pentru institutele pedagogice și literatura suplimentară. Lucrarea independentă a profesorului privind literatura educațională, științifică și populară despre astronomie este o conditie necesara predare de succes a astronomiei moderne în dezvoltare rapidă. Indexuri bibliografice detaliate ale cărților și articolelor despre astronomie și metodele de predare a acesteia sunt disponibile într-un număr de manuale1. Articole despre succesele astronomiei moderne sunt publicate în revistele „Natura”, „Pământul și Universul”, „Fizica la școală”, etc.
SFÂRȘIT CAPITOLUL ȘI FRAGMENT DIN CARTE
Tip de lecție: Lecție despre învățarea de noi materiale educaționale.
Tip de sesiuni de antrenament: lecție combinată folosind tehnologii informaționale educaționale.
Scopul lecției: Consolidarea cunoștințelor elevilor despre diversitatea stelelor în temperatură, spectru și luminozitate. Formarea unui sistem de concepte de bază: secvența principală, diagrama spectru-luminozitate, relațiile dintre caracteristicile stelelor.
Obiective educaționale: consolidarea, generalizarea și sistematizarea cunoștințelor despre stele, despre căile de evoluție ale stelelor în funcție de masa lor, despre modificările caracteristicilor fizice ale stelelor în funcție de vârsta lor.
Sarcini educaționale: formare viziunea științifică asupra lumii, sisteme de vederi asupra lumii.
Sarcini de dezvoltare: formarea deprinderilor în analiza informaţiei. Formarea capacității de a observa, de a trage concluzii că urmele evoluției stelare, întregul drumul vietii stelele depind de masa inițială a stelelor.
Echipament pentru lecție: Disc multimedia „Biblioteca multimedia de astronomie”, videoproiector, ecran, televizor, video recorder, film video „Astronomie”, partea 2, curs „Open Astronomy”.
Pașii lecției
| № | Obiectivele etapelor lecției | Timp, min. | Acțiunile profesorului | Activități planificate pentru elevi |
| 1 | Organizarea începutului lecției, anunțarea temei și a scopului lecției | 1 | Discuție despre progresul lecției | Ascultă cu atenție și pregătește-te pentru lecție |
| 2 | Testarea cunoștințelor pe tema „Natura fizică a stelelor”, actualizare | 10 | Sondaj frontal | Raspunde elevul |
| 3 | Învățarea de materiale noi. Modelare pe calculator | 25 | Explicarea noului material | Scrierea în caiete. Completarea tabelului |
| 4 | Rezumând lecția. Temă pentru acasă | 2 | Oferă instrucțiuni pentru temele individuale. Rezumă lecția. | Notează temele individuale |
În timpul orelor
1. Organizarea începutului lecției, anunțarea temei și a scopului lecției
2. Întrebări pentru un scurt sondaj frontal în etapa de verificare teme pentru acasă pe tema „Natura fizică a stelelor”:
Care sunt limitele pentru razele și masele stelelor?
Care sunt limitele luminozității stelelor?
Care stele sunt cele mai fierbinți?
Care stele sunt cele mai reci?
Ce stele se numesc giganți?
Ce stele se numesc pitici?
Ce temperatură au piticele roșii?
Ce temperatură au piticii galbeni?
Ce temperatură au giganții albaștri?
Care este luminozitatea unei stele?
Este posibil să exprimăm luminozitatea unei stele în wați?
Este corect să spunem că luminozitatea unei stele este puterea radiației sale?
Care este luminozitatea Soarelui în wați?
De ce luminozitatea stelelor este determinată de obicei în funcție de luminozitatea Soarelui?
Ce tipuri spectrale de stele cunoașteți?
Cărei clase spectrale de stele aparține Soarele?
La începutul explicației, este necesar să atragem atenția elevilor asupra relațiilor dintre caracteristicile stelelor. Temperaturile și luminozitățile stelelor se află în limite foarte largi, dar acești parametri nu sunt independenți.
M V = + 4,82 m, L V = 3,58 10 26 W
Luminozitățile altor stele sunt determinate în unități relative, în comparație cu luminozitatea Soarelui.
| Stea | Luminozitate |
| Sirius | 22 L |
| Canopus | 4.700 L |
| Arcturus | 107 L |
| Vega | 50 L |
Printre stele se numără stele de sute de mii de ori mai strălucitoare decât Soarele, de exemplu steaua din constelația Doradus S Dor (M V = – 8,9 m).
Orez. Dimensiunile comparative ale Soarelui și ale giganților
Printre stele se numără pitici care sunt de sute de mii de ori mai slabi, de exemplu, una dintre cele mai apropiate stele de Soare, Wolf 359 (M V = + 16,5 m).
Orez. Dimensiunile comparative ale Soarelui și ale piticilor 
Orez. Dimensiunile comparative ale Pământului și ale piticelor albe
Concentrați atenția elevilor asupra faptului că stelele cu luminozitate scăzută sunt numite pitici, iar stelele cu luminozitate mare sunt numite giganți.
La repetarea caracteristicilor claselor spectrale, se recomandă utilizarea tabelului claselor spectrale conform clasificării Harvard.
Orez. Caracteristicile claselor spectrale 
Orez. Diagrama spectru-luminozitate 
Orez. Fotografii ale spectrelor diferitelor stele
Un bun indicator al temperaturii straturilor exterioare ale unei stele este acesta culoare. Stele fierbinți de tipuri spectrale O și B sunt albastre; stelele similare cu Soarele nostru (a cărui clasă spectrală este G2) apar galbene, în timp ce stelele din clasele spectrale K și M apar roșii. Relația dintre indicele de culoare și tipurile spectrale pentru stelele din secvența principală este următoarea:
| Clasa spectrală | Culoare stea | Temperatura, K |
| O5 | Albăstrui | 40 000 |
| LA 5 | alb-albastru | 15 500 |
| A0 | alb | 10 000 |
| F5 | Alb gălbui | 6 600 |
| G5 | Galben | 5 500 |
| K5 | Portocaliu rosu | 4 000 |
| M5 | roșu | 3 000 |
Astfel, am stabilit relația dintre tipul spectral, culoarea stelei și temperatura acesteia.
Când se explică istoria descoperirii relației spectru-luminozitate, se recomandă deschiderea mai întâi a paragrafului 6.2.1. „Diagrama Hertzsprung-Russell”, apoi deschideți în ferestre noi simultan I.5.7. „Einar Hertzsprung”, I.5.4. — Henrietta Leavitt.
Orez. Diagrama Hertzsprung–Russell 
Orez. Modelul „Evoluția unei stele”
Când studiem acest subiect, modelul „Star Evolution” se dovedește a fi absolut necesar, iar acest model are calități care nu se găsesc în alte ilustrații pe această temă:
1. Puteți modifica masa inițială a stelei.
2. Toate urmele evolutive ale stelelor pot fi afișate de mai multe ori.
În primul rând, se recomandă demonstrarea evoluției unui gigant albastru, atrăgând atenția elevilor asupra faptului că în stânga este arătat timpul de evoluție al stelei din momentul în care în ea încep reacțiile nucleare după stadiul de protostea.
Se recomandă apoi să se arate evoluția stelelor cu masa de 1 M. Deoarece este nevoie de mult mai mult timp pentru a demonstra evoluția stelelor cu o anumită masă, iar faza gigantului roșu și traseul către faza pitică albă trec aproape instantaneu, ceea ce reflectă etapele reale din viața stelelor, se recomandă mai întâi să focalizați atenția elevilor asupra timpului de trecere a fiecărei etape de evoluție.
Evoluția unei stele este înțeleasă ca o modificare a structurii sale interne, a caracteristicilor fizice și a surselor de radiație din momentul nașterii și până la sfârșitul existenței sale ca stea.
Discuție de întrebări:
Care este semnificația diagramei Hertzsprung-Russell?
În ce obiecte se numesc stele stadiu final evoluţie?
Câți ani va rămâne Soarele pe secvența principală?
Câți ani a existat soarele nostru? În ce stadiu de evoluție se află în prezent?
La sfârșitul evoluției sale, Soarele va începe să se extindă și va deveni o gigantă roșie. Ca urmare, temperatura suprafeței va scădea la jumătate, iar luminozitatea va crește de 400 de ori. În astfel de condiții, va absorbi Soarele vreuna dintre planete?
Soluţie.
Conform legii Stefan-Boltzmann, luminozitatea unei stele este legată de raza R și temperatura suprafeței T prin formula:
L = 4πR 2 σT 4.
Raza stelei este proporțională cu R ~ T -2 L ½
Apoi, pentru Soarele din epoca gigantului roșu obținem:
Aceasta este puțin mai mică decât raza orbitei lui Mercur (0,387 UA). Deoarece orbita lui Mercur este destul de alungită, iar la periheliu planeta se apropie de Soare la o distanță de 0,31 UA. Adică, Mercur va fi înghițit.
Test de screening
Test de screening(distribuit tuturor elevilor în același timp), testul poate fi format din întrebări de testare incluse în capitolul 6.
1. Dacă stelele sunt reprezentate pe o diagramă spectru-luminozitate (Hertzsprung-Russell), atunci majoritatea dintre ele vor fi în secvența principală. Din aceasta rezultă că:
A. Cele mai tinere vedete sunt concentrate pe secvența principală.
B. Durata șederii la etapa secvenței principale depășește timpul de evoluție în alte etape.
B. Acesta este un pur accident și nu este explicat de teoria evoluției stelare.
D. Cele mai vechi stele sunt concentrate pe secvența principală.
2. Diagrama Hertzsprung–Russell reprezintă relația dintre:
A. Masa și clasa spectrală a stelei.
B. Clasa spectrală și rază.
B. Masa si raza.
D. Luminozitatea și temperatura efectivă.
3. Regiunea piticelor albe de pe diagrama Hertzsprung–Russell este situată:
A. În partea stângă sus a diagramei;
B. În partea dreaptă sus a diagramei;
B. În partea stângă jos a diagramei;
4. Regiunea supergiganților roșii, unde stelele masive se deplasează în procesul de evoluție pe diagrama Hertzsprung–Russell, este situată:
A. În partea stângă sus a diagramei.
B. În partea dreaptă sus a diagramei.
B. În partea stângă jos a diagramei.
D. În partea dreaptă jos a diagramei.
5. Steaua de pe diagrama Hertzsprung–Russell după transformarea hidrogenului în heliu se mișcă în direcția:
A. Sus în secvența principală, până la giganții albaștri.
B. De la secvența principală la giganți roșii și supergiganți.
B. Spre luminozităţi scăzute.
D. Spre clasele spectrale timpurii.
D. O stea pe care, în proces de evoluție, a căzut cândva secvența principală, nu o părăsește.
Discuție asupra rezultatelor testului:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|
| Răspunsuri corecte | B | G | ÎN | B | B |
Teme pentru acasă
Rezultat educațional obligatoriu (REO): Levitan E. P. Astronomie. § 25 întrebări-sarcini: 1–6.
Nivel crescut: Levitan E. P. Astronomie. § 25 întrebări-sarcini: 1–8;
Sarcini:
De ce o stea de masă mare trăiește mai scurt decât o stea de masă mică?
Ce determină în primul rând presiunea și temperatura în centrul unei stele?
Cum învață astronomii despre calea evolutivă pe care o parcurg stelele?
Levitan E. P. Fundamentele predării astronomiei: un manual pentru școlile secundare profesionale. – M.: facultate, 1987. – 135 p.
Jukov L.V. Sokolova I.I. Caiet de lucru despre astronomie.
Faceți clic pe butonul de mai sus „Cumpărați o carte de hârtie” puteți cumpăra această carte cu livrare în toată Rusia și cărți similare peste tot cel mai bun preț pe hârtie pe site-urile magazinelor online oficiale Labyrinth, Ozone, Bukvoed, Read-Gorod, Litres, My-shop, Book24, Books.ru.
Faceți clic pe butonul „Cumpărați și descărcați”. e-carte» puteți cumpăra această carte la în format electronicîn magazinul online oficial litri, apoi descărcați-l pe site-ul litri.
Făcând clic pe butonul „Găsiți materiale similare pe alte site-uri”, puteți căuta materiale similare pe alte site-uri.
Pe butoanele de mai sus puteți cumpăra cartea din magazinele online oficiale Labirint, Ozon și altele. De asemenea, puteți căuta materiale similare și similare pe alte site-uri.
Subiectul metodologiei de predare a astronomiei în școlile secundare este educația astronomică și educația comunistă indisolubil legată a tinerei generații. În conformitate cu aceasta, prima parte a cărții, bazată pe cea mai bună experiență a profesorilor și metodologilor de astronomie, examinează sarcinile, conținutul, principiile și metodele de predare a elementelor de bază ale științei astronomice, instrumente și mijloace vizuale, metode de conducere a școlii. observații, precum și probleme de organizare și desfășurare a activităților extrașcolare și extrașcolare. O atenție deosebită este acordată formării unei viziuni materialiste asupra lumii și educației atee a studenților în procesul de predare a astronomiei.
DIN ISTORIA PREDĂRII ASTRONOMIEI ÎN ȚARA NOASTRA.
Predarea astronomiei în Rusia datează de la înființarea, în 1701, de către Petru I a școlii de „Arte de predare matematice și viclene de navigație”.
De la începutul secolului al XVIII-lea. astronomia a fost studiată numai în instituții de învățământ speciale (navale, artilerie, inginerie etc.) în legătură cu nevoile de navigație, afaceri militare, cartografie, iar după anii 80 ai secolului al XVII-lea. astronomia s-a răspândit în școlile secundare. Una dintre aceste școli a fost gimnaziul academic, organizat de M.V. Lomonosov. În ea, astronomia a fost predată în cursul geografiei matematice.
În 1817, Ministerul Afacerilor Spirituale și Educației Publice creat a declarat că manualele care tratau rotația Pământului și originea naturală a lumii ca fiind „blasfemiante”. Legea lui Dumnezeu a fost proclamată „singura temelie solidă a oricărei învățături utile”, iar evlavia creștină a fost „fundamentul adevăratei iluminări”. În aceste condiții, dezvoltarea predării astronomiei (cosmografiei) a întâmpinat mari dificultăți. Denumirea materiei academice - cosmografie - nu corespundea conținutului acesteia, deoarece în predare, care a rămas semnificativ în urma nivelului științei, cea mai mică atenție a fost acordată descrierii corpurilor cerești și sistemelor lor (adică, descrierea Univers sau spațiu), iar accentul principal a fost pus pe astronomia sferică, adesea inclusă pur și simplu într-un curs de fizică.
Tip de lecție: Lecție despre învățarea de noi materiale educaționale.
Tip de sesiuni de antrenament: lecție combinată folosind tehnologii informaționale educaționale.
Scopul lecției: Consolidarea cunoștințelor elevilor despre diversitatea stelelor în temperatură, spectru și luminozitate. Formarea unui sistem de concepte de bază: secvența principală, diagrama spectru-luminozitate, relațiile dintre caracteristicile stelelor.
Obiective educaționale: consolidarea, generalizarea și sistematizarea cunoștințelor despre stele, despre căile de evoluție ale stelelor în funcție de masa lor, despre modificările caracteristicilor fizice ale stelelor în funcție de vârsta lor.
Sarcini educaționale: formarea unei viziuni științifice asupra lumii, a unui sistem de vederi asupra lumii.
Sarcini de dezvoltare: formarea deprinderilor în analiza informaţiei. Formându-și capacitatea de a observa și de a trage concluzii că urmele evoluției stelare, întreaga cale de viață a stelelor depinde de masa inițială a stelelor.
Echipament pentru lecție: Disc multimedia „Biblioteca multimedia de astronomie”, videoproiector, ecran, televizor, video recorder, film video „Astronomie”, partea 2, curs „Open Astronomy”.
Pașii lecției
Obiectivele etapelor lecției | Timp, | Acțiunile profesorului | Activități planificate pentru elevi |
|
Organizarea începutului lecției, anunțarea temei și a scopului lecției | Discuție despre progresul lecției | Ascultă cu atenție și pregătește-te pentru lecție |
||
Testarea cunoștințelor pe tema „Natura fizică a stelelor”, actualizare | Sondaj frontal | Raspunde elevul |
||
Învățarea de materiale noi. Modelare pe calculator | Explicarea noului material | Scrierea în caiete. Completarea tabelului |
||
Rezumând lecția. Temă pentru acasă | Oferă instrucțiuni pentru temele individuale. Rezumă lecția. | Notează temele individuale |
În timpul orelor
1. Organizarea începutului lecției, anunțarea temei și a scopului lecției
2. Întrebări pentru un scurt sondaj frontal în etapa de verificare a temei pe tema „Natura fizică a stelelor”:
· Care sunt limitele pentru razele și masele stelelor?
· Care sunt limitele luminozității stelelor?
· Care stele sunt cele mai fierbinți?
· Care stele sunt cele mai reci?
· Care stele sunt numite giganți?
· Ce stele se numesc pitici?
Ce temperatură au piticele roșii?
Ce temperatură au piticii galbeni?
Ce temperatură au giganții albaștri?
Care este luminozitatea unei stele?
· Se poate exprima luminozitatea unei stele în wați?
· Este corect să spunem că luminozitatea unei stele este puterea radiației sale?
· Care este luminozitatea Soarelui în wați?
· De ce luminozitățile stelelor sunt de obicei determinate în funcție de luminozitățile Soarelui?
· Ce tipuri spectrale de stele cunoașteți?
· Cărei clase spectrale de stele aparține Soarele?
3. Studierea materialelor noi.
La începutul explicației, este necesar să atragem atenția elevilor asupra relațiilor dintre caracteristicile stelelor. Temperaturile și luminozitățile stelelor se află în limite foarte largi, dar acești parametri nu sunt independenți.
МV¤ = + 4,82 m, LV¤ = 3,58·1026 W
Luminozitățile altor stele sunt determinate în unități relative, în comparație cu luminozitatea Soarelui.
Stea | Luminozitate |
Printre stele se numără stele de sute de mii de ori mai strălucitoare decât Soarele, de exemplu steaua din constelația Doradus S Dor (MV = – 8,9m).
Orez. Dimensiunile comparative ale Soarelui și ale giganților
Printre stele sunt pitici care sunt de sute de mii de ori mai slabi, de exemplu, una dintre cele mai apropiate stele de Soare, Wolf 359 (MV = + 16,5m).
Orez. Dimensiunile comparative ale Soarelui și ale piticilor
Orez. Dimensiunile comparative ale Pământului și ale piticelor albe
Concentrați atenția elevilor asupra faptului că stelele cu luminozitate scăzută sunt numite pitici, iar stelele cu luminozitate mare sunt numite giganți.
La repetarea caracteristicilor claselor spectrale, se recomandă utilizarea tabelului claselor spectrale conform clasificării Harvard.
Orez. Caracteristicile claselor spectrale
Orez. Diagrama spectru-luminozitate
Orez. Fotografii ale spectrelor diferitelor stele
Un bun indicator al temperaturii straturilor exterioare ale unei stele este acesta culoare. Stele fierbinți de tipuri spectrale O și B sunt albastre; stelele similare cu Soarele nostru (a cărui clasă spectrală este G2) apar galbene, în timp ce stelele din clasele spectrale K și M apar roșii. Relația dintre indicele de culoare și tipurile spectrale pentru stelele din secvența principală este următoarea:
Astfel, am stabilit relația dintre tipul spectral, culoarea stelei și temperatura acesteia.
Când se explică istoria descoperirii relației spectru-luminozitate, se recomandă deschiderea mai întâi a paragrafului 6.2.1. „Diagrama Hertzsprung-Russell”, apoi deschideți în ferestre noi simultan I.5.7. „Einar Hertzsprung”, I.5.4. — Henrietta Leavitt.
Orez. Diagrama Hertzsprung–Russell
Orez. Modelul „Evoluția unei stele”
Când studiem acest subiect, modelul „Star Evolution” se dovedește a fi absolut necesar, iar acest model are calități care nu se găsesc în alte ilustrații pe această temă:
1. Puteți modifica masa inițială a stelei.
2. Toate urmele evolutive ale stelelor pot fi afișate de mai multe ori.
În primul rând, se recomandă demonstrarea evoluției unui gigant albastru, atrăgând atenția elevilor asupra faptului că în stânga este arătat timpul de evoluție al stelei din momentul în care în ea încep reacțiile nucleare după stadiul de protostea.
Se recomandă apoi să se arate evoluția stelelor cu masa de 1 M¤. Deoarece este nevoie de mult mai mult timp pentru a demonstra evoluția stelelor cu o anumită masă, iar faza gigantului roșu și traseul către faza pitică albă trec aproape instantaneu, ceea ce reflectă etapele reale din viața stelelor, se recomandă mai întâi să focalizați atenția elevilor asupra timpului de trecere a fiecărei etape de evoluție.
Evoluția unei stele este înțeleasă ca o modificare a structurii sale interne, a caracteristicilor fizice și a surselor de radiație din momentul nașterii și până la sfârșitul existenței sale ca stea.
Discuție de întrebări:
· Care este semnificația diagramei Hertzsprung–Russell?
· Ce obiecte sunt numite stele în stadiul final al evoluției?
· Câți ani va rămâne Soarele pe secvența principală?
· Câți ani a existat Soarele nostru? În ce stadiu de evoluție se află în prezent?
Rezolvarea problemei
La sfârșitul evoluției sale, Soarele va începe să se extindă și va deveni o gigantă roșie. Ca urmare, temperatura suprafeței va scădea la jumătate, iar luminozitatea va crește de 400 de ori. În astfel de condiții, va absorbi Soarele vreuna dintre planete?
Soluţie.
Conform legii Stefan-Boltzmann, luminozitatea unei stele este legată de raza R și temperatura suprafeței T prin formula:
L = 4πR¤2 · σТ4.
Raza stelei este proporțională cu R ~ T -2L½
Apoi, pentru Soarele din epoca gigantului roșu obținem:
Aceasta este puțin mai mică decât raza orbitei lui Mercur (0,387 UA). Deoarece orbita lui Mercur este destul de alungită, iar la periheliu planeta se apropie de Soare la o distanță de 0,31 UA. Adică, Mercur va fi înghițit.
Test de screening
Test de screening(distribuit tuturor elevilor în același timp), testul poate fi format din întrebările de testare incluse în Capitolul 6.
1. Dacă stelele sunt reprezentate pe o diagramă spectru-luminozitate (Hertzsprung-Russell), atunci majoritatea dintre ele vor fi în secvența principală. Din aceasta rezultă că:
A. Cele mai tinere vedete sunt concentrate pe secvența principală.
B. Durata șederii la etapa secvenței principale depășește timpul de evoluție în alte etape.
B. Acesta este un pur accident și nu este explicat de teoria evoluției stelare.
D. Cele mai vechi stele sunt concentrate pe secvența principală.
2. Diagrama Hertzsprung–Russell reprezintă relația dintre:
A. Masa și clasa spectrală a stelei.
B. Clasa spectrală și rază.
B. Masa si raza.
D. Luminozitatea și temperatura efectivă.
3. Regiunea piticelor albe de pe diagrama Hertzsprung–Russell este situată:
A. În partea stângă sus a diagramei;
B. În partea dreaptă sus a diagramei;
B. În partea stângă jos a diagramei;
4. Regiunea supergiganților roșii, unde stelele masive se deplasează în procesul de evoluție pe diagrama Hertzsprung–Russell, este situată:
A. În partea stângă sus a diagramei.
B. În partea dreaptă sus a diagramei.
B. În partea stângă jos a diagramei.
D. În partea dreaptă jos a diagramei.
5. Steaua de pe diagrama Hertzsprung–Russell după transformarea hidrogenului în heliu se mișcă în direcția:
A. Sus în secvența principală, până la giganții albaștri.
B. De la secvența principală la giganți roșii și supergiganți.
B. Spre luminozităţi scăzute.
D. Spre clasele spectrale timpurii.
D. O stea, odată în proces de evoluție, ajunge în secvența principală, nu se îndepărtează de ea.
Discuție asupra rezultatelor testului:
Răspunsuri corecte |
Teme pentru acasă
Rezultat educațional obligatoriu (REO): Levitan. § 25 întrebări-sarcini: 1–6.
Nivel crescut: Levitan. § 25 întrebări-sarcini: 1–8;
Sarcini:
1. De ce o stea cu o masă mare trăiește mai puțin decât o stea cu o masă mică?
2. Ce determină, în primul rând, presiunea și temperatura în centrul unei stele?
3. Cum învață astronomii despre calea evolutivă pe care o parcurg stelele?
Literatura metodologica
1. Levitan predarea astronomiei: un manual pentru școlile secundare profesionale. – M.: Şcoala superioară, 1987. – 135 p.
2. Caiet Jukov de astronomie.
