|
Дипломный проект, 2014, № 6 Организация и проведение астрономических наблюдений (для углублённого изучения физики в средней школе) © И.И. Моисеев (г. Псков) В г. Пскове с 1995 г. существует астрономический клуб «Фомальгаут», который посещают наиболее любознательные школьники и студенты. Программа клуба должна дать ученику представления об устройстве того мира, в котором он живет, а также предусматривает обучить учащихся работе с простейшими астрономическими приборами и дать основы научно-исследовательской работы. Так как в Техническом лицее обучаются учащиеся с VIII по XI класс, то к нам в клуб в основном приходят школьники именно данной возрастной категории. В лицее ведется углубленное преподавание физики и математики, учащиеся которого после его окончания чаще всего связывают свой выбор профессии с поступлением в вузы физико-математического профиля. Поэтому задача клуба — как можно быстрее вывести учащихся на научно-исследовательские наблюдения — одну из основных форм работы клуба. С этой целью программа курса составляется таким образом, чтобы учащиеся овладели одновременно теоретическими знаниями по астрономии и практическими умениями работы с астрономическими инструментами в течение одного учебного года. Уже весной (в марте-апреле) эти школьники могут проводить научно-исследовательские наблюдения с учителем, да и самостоятельно по заданию учителя. Именно весной появляются наилучшие условия для проведения наблюдений в нашей местности (по статистике, максимальное число ясных ночей приходится именно на весну, в течение учебного года, не считая летних месяцев). Цель этих наблюдений - получение определенных данных о том или ином небесном объекте или явлении. После обработки этих данных и их систематизации получаются творческие работы учащихся. С этими работами школьники выступают на городских и областных научно-практических конференциях, где всегда занимают высокие места. Учащиеся XI классов эти работы используют для сдачи государственного экзамена по астрономии. Особенностью клубной работы явилось то, что она не ограничивается аудиторными занятиями, а планомерно сочетается с вечерними и ночными наблюдениями звёздного неба, которые заканчиваются в аудитории количественными расчетами. В этом заключается методическая новизна занятий. Так, например, наблюдение лунных затмений осуществляется в клубе с 1996 г. При наблюдении таких грандиозных природных явлений у учеников всегда возникает желание разобраться в их природе. Учащиеся читают дополнительную литературу по данному событию, разбираются в сути происходящего на теоретических занятиях в аудитории. Следующим этапом являются получение фотографий и видеосъемка этого явления. Для этого приходится снова обращаться к литературе, потому что для каждого астрономического явления существуют свои особенности фото- и видеосъемки. Здесь учащиеся узнают много нового не только о технике фотографирования, но и по некоторым разделам физики, в частности по геометрической и волновой оптике. Затем со временем возникает желание рассчитать какую-либо величину, используя либо фотографии данного явления, либо производя измерения непосредственно в ходе этого события. Так, можно рассчитать скорость движения Луны, используя видеосъемку лунного затмения определенного года. По фотографиям затмения, преодолев ряд трудностей, измеряется радиус Земной тени. Зная радиусы Луны и тени Земли, можно вывести формулу для вычисления скорости Луны. Наиболее реально использовать формулу, полученную с использованием трех фотоснимков с равными интервалами времени. Произведя тщательные измерения и вычисления, можно получить неплохой результат. За годы существования клуба в нем занималось множество учащихся, но, безусловно, самой яркой фигурой был и остается Митрофанов Петр Игоревич. Приехав в г. Псков из соседнего района, специально в лицей, для того чтобы заниматься в нашем клубе, он прошел путь от начинающего любителя астрономии до лучшего члена клуба. Он стал лучшим наблюдателем переменных звёзд (проведены систематические наблюдения 30 звёзд), освоил астрофотографию (его снимки всегда используем на уроках и занятиях клуба), овладел компьютерной грамотностью. За два года обучения в лицее дважды становился победителем областной научно-практической конференции школьников. Поступил в педагогический институт на физико-математический факультет и закончил его с красным дипломом. Его дипломная работа заняла 1-е место в конкурсе дипломных работ университета. В настоящее время работает преподавателем информатики в нашем лицее. Большинство тем астрономических наблюдений предложено им. Имеет несколько публикаций, в том числе в соавторстве с руководителем клуба. В 2007 г. принимал участие в Герценовских чтениях.  Клуб совершил более 80 экспедиций, в том числе три по наблюдению полного солнечного затмения в Болгарии, Астрахани и Новосибирске. За годы работы клуба был сформирован банк заданий, требующих обработки результатов астрономических наблюдений. Ниже приведены некоторые из них. 1. Наблюдение Луны. Безусловно, наиболее наблюдаемым в школьных условиях объектом является Луна. Помимо того, что сам по себе вид Луны в телескоп при различных фазах представляет собой весьма зрелищную картину, визуальные и фотографические наблюдения Луны позволяют решать ряд полезных для учащихся практических задач. Можно определять, например, диаметры кратеров, фазы Луны, измерять высоту гор и ставить другие задачи. 2. Наблюдение и фотографирование астероидов. Наблюдение и фотосъемка астероидов позволяет оценить угловую скорость движения этих объектов, а зная угловую скорость и расстояние до объекта, можно судить об их реальных скоростях движения в пространстве. Эта работа позволит учащимся, помимо углубления знаний о данном объекте, также освоить особенности астрофотографии. 3. Наблюдения Юпитера. Проводя наблюдения за самой большой планетой, можно решить ряд. задач. Это и определение периода спутника Юпитера по его фотографиям, и измерение скорости света по результатам наблюдений затмений спутников Юпитера, а также расчет периодов спутников по их затмениям. 4. Определение географической долготы г. Пскова с помощью кольца Глазенапа. Применение кольца С.П. Глазенапа позволяет достаточно точно определять долготу места наблюдения, не прибегая к сложным измерительным устройствам. Данное устройство легко изготовить самим школьникам. Особенностью работы является то, что она проводится в дневное время. С помощью подобных работ легко показать практическую значимость астрономии. 5. Измерение скорости движения Луны по результатам лунного затмения. Одни из самых грандиозных астрономических явлений - это солнечные и лунные затмения. Здесь также можно решать ряд задач. В частности, определение скорости движения Луны по фотографиям затмения. Эта работа потребует от учащихся особенно больших усилий, аккуратности и терпения. 6. Наблюдение покрытий звёзд и планет Луной. С помощью подобных наблюдений можно определить географическую широту, а зная долготу, решить вопрос картографирования. Эта работа требует длительных наблюдений. 7. Измерение угловых расстояний между двойными звёздами. Проведение данной работы требует отличного знания звёздного неба, а также умения работать с измерительными инструментами. 8. Визуальные и фотографические оценки блеска переменных звёзд. Это, пожалуй, самая сложная работа. Кроме всего, что требуется в предыдущих работах, здесь нужны опыт оценки блеска звёзд и огромная работа по обработки результатов наблюдений. Проведение данных и подобных работ позволят учащимся углубить знания по многим разделам астрономии и физики.
|
