Преподавание астрономии в школе (сборник статей)| << Предыдущая |
3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕљ "КАРТЫ ДВИЖЕНИЯ ПЛАНЕТ " НА УРОКАХ
Карту лучше всего прибить к южной стене класса. Вращают карту на гвозде так, чтобы положение для вечерних часов было таким, как указано на рис. 10 а,
в полночь -как на рис. 10 б,для предутренних часов-как на рис. 10 в. В таких случаях верхние полуокружности зодиакальных созвездий на карте соответствуют дуге зодиакальных созвездий над горизонтом. Для большего эффекта можно верхнюю половину фона оклеенной стены окрасить в темный цвет.
 |
љ"Карта движения планет" как наглядное пособие используется в классе при изучении целого ряда вопросов программы.
Карта не требует добавочного урочного времени для объяснения ее устройства и обучения правилам обращения, наоборот, ее использование позволяет при меньшей затрате времени, отведенного для преподавания астрономии в средней школе, добиться на основе наглядности и конкретности ясного понимания изучаемого материала. Вначале необходимо учащимся дать краткую (2-3 мин.) общую характеристику карты: "Карта движения планет" служит для иллюстрации истинного движения планет вокруг Солнца и наблюдаемых с Земли движений планет и Солнца на небосводе. Устройство карты простое: в центре находится Солнце, вокруг вращаются планеты, а дальше находится часть сферы неподвижных звезд". Такого объяснения вполне достаточно для общего ознакомления с картой. Дальнейшая детализация происходит постепенно, по мере прохождения соответствующего материала программы. Краткие, но частые обращения к одному и тому же наглядному пособию при изучении различных тем способствуют более глубокому, всестороннему овладению материалом, дают возможность повторять пройденное и тем самым добиться более прочных знаний.
Карта впервые используется на уроке при изучении темы годичного движения Земли вокруг Солнца и видимого движения Солнца по эклиптике. На орбите Земли проставлены даты с отметками, когда она бывает в этих местах.
Следует обратить внимание учащихся на то, что плоскость орбиты Земли совпадает с плоскостью чертежа.
Эта плоскость проходит через Солнце и пересекает небесную сферу по линии эклиптики, представленной на чертеже окружностью. Внешняя относительно окружности часть проекции небесной сферы соответствует северным широтам, внутренняя -южным. Воткнув фишку Земли в место на орбите согласно даты в день объяснения материала, учитель со словами: "Найдем, в какую точку небесной сферы, на фон каких созвездий проектируется сегодня Солнце" -прикладывает линейку и находит точку, где прямая линия, соединяющая Землю с Солнцем, пересекает линию эклиптики. В найденную точку втыкается фишка Солнца. Далее учитель показывает, как при перемещении Земли по орбите меняется видимое положение Солнца на линии эклиптики и рассматривает созвездия, по которым она проходит. Перечислив зодиакальные созвездия и выяснив, в какое время года в них бывает Солнце, учитель рассказывает об их видимости на нынешний день. Показав невидимые созвездия (в них находится Солнце) и выяснив вечернюю полночную и утреннюю видимости, учитель разъясняет изменение вида звездного неба в течение года на основе видимого годичного движения Солнца. Здесь следует обратить внимание на взаимное положение линии эклиптики и линии небесного экватора. Солнце при своем движении по эклиптике в летние дни находится над линией небесного экватора и стоит в полдень высоко над горизонтом. Зодиакальные созвездия, наблюдаемые в полночь (на чертеже эти созвездия лежат на противоположной Солнцу стороне эклиптики), видны низко над горизонтом. Зимой видимость обратная.
С помощью карты можно приближенно определять местное звездное время в полночь: прямое восхождение точки эклиптики, лежащей на 180° от видимого положения Солнца (точка лежит на линии Солнце -Земля), примерно дает полночное звездное время (для более точного отсчета необходимо учесть уравнение времени).
После объяснения материала о годичном параллактическом смещении и выяснения величины параллакса для ближайших звезд учитель указывает на то, что вид звездного неба почти не меняется, если на него смотреть не с Земли, а с Солнца. Это постоянство вида звездного неба использовано для нахождения видимого положения планет по их размещению на орбитах. На карте зодиакальное кольцо сферы неподвижных звезд находится вблизи, и вид звездного неба сильно зависит от положения планет на орбитах. Поэтому для карты применен метод параллельных линий (Земля -планета и параллельная ей, проходящая через Солнце), который позволяет "видеть" звездное небо на карте всегда неизменным с любой точки земной орбиты.
Следовательно, сам метод по своей сущности демонстрирует грандиозность масштабов Вселенной: перенесение точки наблюдения с Земли на Солнце на расстояние 150 млн. км не изменяет вида звездного неба. Параллакс ближайших звезд настолько мал, что такой угол нельзя построить на листе карты.
Карта используется при объяснении материала о революционном открытии, совершенном Коперником, и о том, как на основе его теории объясняют видимые движения планет. Вначале внимание учащихся обращается на то, что орбиты планет имеют небольшой наклон к плоскости эклиптики (таблица VI в конце учебника "Астрономии" Б. А. Воронцова-Вельяминова). Поэтому их видимые пути проходят вблизи линии эклиптики, и для нахождения положения планеты на небесной сфере по ее известному положению на орбите достаточно в первом приближении указать ее местоположение на линии эклиптики. Разобрав таким образом годичный путь планеты (лучше всего Марса) по линии эклиптики, учитель указывает, что в результате наклона орбиты Земли и рассматриваемой планеты движение в действительности будет сложнее: петле-или зигзагообразное.
Учитель должен также выяснить условия видимости планет на предстоящий вечер и сделать прогноз видимости на некоторый промежуток времени вперед, приняв во внимание взаимное положение Солнца и планет на линии эклиптики. Вращая карту в направлении суточного движения небесной сферы (по часовой стрелке), учитель указывает, что светила, расположенные на эклиптике в сторону возрастания долгот и прямых восхождений (против часовой стрелки), от Солнца имеют хорошую видимость соответственно вечером, в полночь, под утро.
Существенное влияние на видимость планет оказывает склонение того места эклиптики, где они находятся.
Карта может быть использована при изучении законов Кеплера. Наличие на карте плана солнечной системы, вычерченного с сохранением относительных пропорций орбит, наличие отметок положения планет на этих орбитах для ряда лет позволяет на конкретном материале рассмотреть законы Кеплера. После объяснения схематического рисунка эллипса, приведенного в учебнике, учитель рассматривает эллипсы-орбиты на карте и обращает внимание учащихся на то, что они имеют очень небольшие эксцентриситеты. Если из центров эллипсов (не из фокусов!) описать окружности радиусами, равными большим полуосям, то в масштабе карты только для Марса и Меркурия можно едва различить раздвоение линий окружности и эллипса в направлении малой полуоси. Отметки положения планет на орбитах, данные через равные промежутки времени, позволяют качественно проиллюстрировать второй закон движения. С помощью циркуля учитель показывает, что отрезки орбиты (например, Марса) для равных промежутков времени больше в перигелии, чем в афелии. Отсюда делается вывод, что планета движется быстрее, когда она находится ближе к Солнцу, и медленнее -когда дальше. Строгие математические вычисления показывают, что площади, описываемые в равные времена, равны между собой.
Карта позволяет проиллюстрировать третий закон Кеплера, изменив несколько его математический вид. На карте легко с помощью циркуля измерить по имеющимся отметкам пути, проходимые планетами за равные промежутки времени. Если планета проходит отрезок орбиты l за какой-то промежуток времени, то она опишет орбиту (для иллюстрации лучше брать планеты с меньшими эксцентриситетами) за время
вторая аналогично-
Подставив эти значения Т в уравнение третьего закона 
получим 
Для малых планет l берется за 10-30 дней, для больших -за год, тогда сравнение лучше вести с Землей: R= 1 см, l= 6,28 см.
На занятиях астрономического кружка можно объяснить, как с помощью карты в пределах экваториального пояса можно преобразовывать эклиптические координаты в экваториальные и наоборот, гелиоцентрические координаты в геоцентрические и наоборот.
О точности. Если карта вычерчена согласно размерам, указанным в таблице 1, то методы, применяемые при работе с нею, могут давать результаты с точностью 0,5-1°,5. Самую большую погрешность вносит одинаковость гелиоцентрических долгот Земли для последовательного ряда лет. Если же учесть изменения отметок гелиоцентрических долгот Земли для каждого года, то точность может быть повышена до десятых долей градуса. При работе могут быть, конечно, большие ошибки, происходящие от недостаточной тщательности проставления отметок, прикалывания фишек, прикладывания листа с параллельными линиями, от недостаточной точности измерения расстояний.
| << Предыдущая |
|
Публикации с ключевыми словами:
преподавание астрономии - школьный курс астрономии - практические работы - методика преподавания - методические материалы
Публикации со словами: преподавание астрономии - школьный курс астрономии - практические работы - методика преподавания - методические материалы | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
