УРОК 1. СТРУКТУРА И МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ, МЕТОДЫ ЕЁ ИЗУЧЕНИЯ

УРОК 1. СТРУКТУРА И МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ, МЕТОДЫ ЕЁ ИЗУЧЕНИЯ

Задачи урока:

—           познакомить с предметом изучения астрономии, астрономическими объектами, явлениями, методами познания Вселенной, современными назем- ными и космическими телескопами;

—           изучить различные типы небесных объектов;

—           раскрыть роль наблюдений как основного метода астрономии;

—           рассмотреть современные представления о Вселенной;

—           установить роль астрономии в развитии наук и в жизни человека.

Планируемые результаты обучения учащегося:

—           знает предмет изучения астрономии, определение Вселенной;

—           описывает методы изучения Вселенной;

—           перечисляет астрономические объекты и указывает их характерные признаки;

—           умеет классифицировать астрономические объекты;

—           аргументированно раскрывает роль наблюдений как основного метода астрономии;

—           имеет представление о современных земных обсерваториях, космиче- ских, гравитационно-волновых и нейтринных телескопах;

—           описывает структуру и пространственные масштабы Вселенной;

—           понимает роль астрономии в развитии наук и в жизни современного человека;

—           умеет приводить примеры роли астрономии в развитии цивилизации, получения информации об астрономических объектах с  помощью  космиче- ских аппаратов.

Достигаемые результаты обучения

Личностные: формирование убеждённости в познаваемости Вселенной, в необходимости разумного использования достижений науки для дальнейшего развития цивилизации, научного мировоззрения, соответствующего современ- ному уровню развития науки, отношения к астрономии как к важной состав- ляющей современной научной картины мира и культуры общества.

Метапредметные: овладение навыками самостоятельного приобретения знаний; формирование умений применять знания для объяснения  наблюда- емых явлений и процессов, строить логическое рассуждение, устанавливать причинно-следственные связи, аргументировать свою позицию, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата.

Предметные: формирование целостной научной картины мира, представ- лений о познаваемости мира и об объективности научного знания; осознание связи между уровнем развития науки и техники и современными представ- лениями о Вселенной.

Ресурсы урока

Основные: учебник (§ 1, 2); задачник; тетрадь-практикум.

Демонстрационное оборудование: переносной купольный мультимедиа- центр, ПК и мультимедиапроектор (или интерактивная доска); виртуальный планетарий Stellarium.

Домашнее задание

Учебник: § 1, 2, ответить на вопросы, решить задачи 1 и 2; задачник:

№ 1.6, 1.9; провести самостоятельные наблюдения звёздного неба, в ходе ко- торых найти известные ученикам созвездия и сделать зарисовки (можно вос- пользоваться планами наблюдений 2, 3, 4, описанными в п. «Наблюдения в школьном курсе астрономии»).

Рекомендации методиста

Первый урок нового учебного предмета важен, так как именно на этом уроке есть возможность заинтересовать учащихся, повысить их мотивацию к изучению не только астрономии, но и тесно связанной с ней физики.

Учащиеся приходят на первый урок, имея уже некоторый запас астроно- мических знаний. Целесообразно попросить школьников перечислить извест- ные им небесные тела. Воспользуйтесь тетрадью-практикумом. Практическая работа 1 «Оценивание расстояний и размеров объектов во Вселенной» позво- лит оценить, знают ли учащиеся основные астрономические объекты, умеют ли их классифицировать. Методические рекомендации по выполнению работы приведены в [2]. Если ученики затрудняются в выполнении заданий, отложи- те эту работу. Также можно предложить школьникам ответить на вопросы работы в начале урока, а затем в конце и сравнить, изменятся ли ответы.

Конкретизируем и расширяем определение науки астрономии: астрономия — наука о небесных телах, которая изучает:

—           видимые и действительные движения небесных тел и законы, опреде- ляющие эти движения;

—           природу, физическое состояние, происхождение и эволюцию небесных тел и систем, из них состоящих: Солнечную систему и другие планетные си- стемы, звёздные скопления, галактики, газопылевые туманности, скопления галактик, Вселенную в целом.

Следует уточнить и развить понятие Вселенная. Довольно часто это по- нятие ассоциируется с космосом, с небесными объектами. Но Вселенная — это весь окружающий нас мир, в том числе Земля и всё,  что  на  ней  нахо- дится. Поэтому появилась трактовка:  «Астрономия  —  наука  обо  всём,  что нас окружает». Но школьный курс астрономии ориентирован на изучение небесных объектов, как это сложилось исторически.

Знакомя учащихся со структурой и масштабами Вселенной, приходим к выводу, что привычные нам единицы измерения расстояний —  метр,  кило- метр — являются слишком малыми для астрономии. Вводим единицу измере- ния расстояний — световой год. Как правило, учащиеся знают определение светового года, поэтому достаточно его повторить и произвести вычисления зна- чения этой величины в километрах (учебник, с. 8). Обращаем внимание учени- ков на то, что так как скорость света — это максимально известная в природе скорость, то удалённые астрономические объекты мы видим такими, какими они были в прошлом. Протяжённость Вселенной, с одной стороны, и развитие наблюдательной техники — с другой, позволяет астрономам наблюдать Вселен- ную в развитии. Так, например, все этапы эволюции звёзд — от рождения до смерти — не только обоснованы теоретически, но и наблюдаемы астрономами. Для  иллюстрации  взаимосвязи  астрономии   и   физики   полезно   предло- жить учащимся вспомнить, как был открыт закон всемирного тяготения. Ре- зультаты астрономических наблюдений ставили и продолжают ставить перед физикой задачи, часть из которых уже решена, а часть находится в стадии решения. Благодаря развитию физики и техники в настоящее время вся Все- ленная стала поистине физической лабораторией! Предложите учащимся при-

вести примеры известных им открытий последних лет.

В силу специфики астрономических объектов основным методом астроно- мии являются наблюдения. Приобщиться к этой науке весьма легко — нужно терпение и ясное небо, и учащиеся самостоятельно смогут повторить откры- тия древних астрономов: определить, как изменяется вид звёздного неба от месяца к месяцу, пронаблюдать фазы Луны, научиться находить  планеты,  а если есть возможность проводить наблюдения регулярно, то и обнаружить особенности движения планет, наблюдать метеорные потоки и т. д.

Первым астрономическим инструментом был глаз наблюдателя. В насто- ящее время учёные проводят наблюдения во всех диапазонах длин  волн.  В связи с этим расширилось само понятие телескоп. Ранее под телескопом понимали оптический прибор, основная задача которого — собрать как можно больше света, т. е. излучения в оптическом диапазоне. Задача современных телескопов осталась той же — собрать как можно больше излучения, но уже не только в оптическом диапазоне. Современные телескопы — это сложные и дорогостоящие системы, а современные астрономы-наблюдатели уже не про- водят ночи, смотря в объектив. Ограниченность времени урока не позволяет

подробно познакомиться с современными телескопами и спецификой их ра- боты. Можно порекомендовать учащимся  самостоятельный  просмотр  лекции В. Г. Сурдина «Современные телескопы».

Далее вновь возвращаемся к практической работе 1 «Оценивание расстоя- ний и размеров объектов во Вселенной» тетради-практикума. Учащиеся само- стоятельно выполняют задания и делают вывод о правильности своих ответов в начале урока.

Для более глубокого понимания физического смысла и величины внеси- стемных единиц измерения длины, используемых в астрономии, предлагаем учащимся самостоятельно разобрать решение задачи 1 на с. 5 задачника. Оце- нить величину числа атомов во Вселенной помогает решение задачи 2 на с. 6 задачника. Представление о масштабах Вселенной учащиеся получают, решая задачу 3 на с. 6 задачника.

В конце урока подводим итоги, отвечая на вопросы учебника (с. 11 и 13) и обсуждая ответы на вопросы к практической работе 1.

Применение информационных  технологий

Урок полезно  сопроводить  мультимедийной  презентацией.  При  наличии в школе мультимедиацентра (мини-планетария) следует организовать демон- страции звёздного неба под куполом на уроке или во внеурочное время.

Технологическая карта урока

Этап урока (ресурсы)   Содержание этапа        Деятельность

                               учителя               ученика

Актуализация зна- ний (учебник, ме- диаобъекты, те- традь-практикум)       Обсуждение не- бесных объек- тов, представ- ленных на фото        Показывает фотогра- фии небесных объек- тов, задаёт вопросы, обращает внимание на важные детали; формулирует тему урока, задаёт зада- ние на дом     Определяет, какие небесные объекты изображены на фо- тографиях, принима- ет участие в обсуж- дении, формулирует выводы; записывает тему урока и зада- ние на дом

Изучение нового материала (учеб- ник, мультиме- дийная презен- тация)   Беседа Использует мульти- медийную презента- цию, формулирует определения, обра- щает внимание на важные детали, дела- ет записи на доске             Слушает объяснение учителя, участвует в обсуждении, записы- вает определения и выводы в тетради

Выполнение ла- бораторной ра- боты (тетрадь- практикум) Выполнение ла- бораторной ра- боты, оформле- ние результатов             Организует выполне- ние лабораторной работы, оказывает помощь при возник- новении затруднений    Выполняет задания в тетради-практикуме, отвечает на вопросы для закрепления ма- териала, задаёт во- просы учителю

Продолжение

Этап урока (ресурсы)   Содержание этапа        Деятельность

                               учителя               ученика

Разбор решения задачи (задач- ник)  Объяснение ре- шения задачи               Анализирует условие, записывает данные, объясняет решение задачи, обсуждает с учениками основные пункты решения    Участвует в анализе условия задачи, за- писывает решение задачи в тетради, выделяет основные этапы решения

Подведение ито- гов урока (учеб- ник, тетрадь- практикум)  Обобщение изу- ченного матери- ала, оценка ра- боты учащихся Предлагает вопросы для обсуждения, подводит итоги            Принимает участие в обсуждении, оценива- ет ответы однокласс- ников, свою работу