Typ lekcji: Lekcja na temat uczenia się nowych materiałów edukacyjnych.
Pogląd sesje szkoleniowe: lekcja łączona z wykorzystaniem edukacyjnych technologii informacyjnych.
Cel lekcji: Ugruntowanie wiedzy uczniów na temat różnorodności gwiazd pod względem temperatury, widma i jasności. Utworzenie systemu pojęć podstawowych: ciąg główny, diagram widmo-jasność, zależności pomiędzy cechami gwiazd.
Cele edukacyjne: konsolidacja, uogólnienie i systematyzacja wiedzy o gwiazdach, o ścieżkach ewolucji gwiazd w zależności od ich masy, o zmianach cech fizycznych gwiazd w zależności od ich wieku.
Zadania edukacyjne: kształtowanie światopoglądu naukowego, systemu poglądów na świat.
Zadania rozwojowe: kształtowanie umiejętności analizy informacji. Kształtowanie umiejętności obserwacji i wyciągania wniosków, że tory ewolucji gwiazd, cała droga życia gwiazd zależą od początkowej masy gwiazd.
Sprzęt do lekcji: Dysk multimedialny „Biblioteka multimedialna o astronomii”, projektor wideo, ekran, telewizor, magnetowid, film wideo „Astronomia”, część 2, kurs „Astronomia otwarta”.
Kroki lekcji
| № | Cele etapów lekcji | Czas, min. | Działania nauczyciela | Planowane zajęcia studenckie |
| 1 | Organizacja rozpoczęcia lekcji, ogłoszenie tematu i celu lekcji | 1 | Omówienie postępów w lekcji | Słuchaj uważnie i przygotuj się do lekcji |
| 2 | Sprawdzenie wiedzy na temat „Fizyczna natura gwiazd”, aktualizacja | 10 | Badanie frontalne | Odpowiedzi studentów |
| 3 | Nauka nowego materiału. Symulacja komputerowa | 25 | Wyjaśnienie nowego materiału | Pisanie w zeszytach. Wypełnianie tabeli |
| 4 | Podsumowanie lekcji. Zadanie domowe | 2 | Udziela instrukcji do indywidualnej pracy domowej. Podsumowuje lekcję. | Nagraj indywidualnie praca domowa |
Postęp lekcji
1. Organizacja rozpoczęcia lekcji, ogłoszenie tematu i celu lekcji
2. Pytania do krótkiej ankiety czołowej na etapie sprawdzania pracy domowej na temat „Fizyczna natura gwiazd”:
Jakie są ograniczenia promieni i mas gwiazd?
Jakie są granice jasności gwiazd?
Które gwiazdy są najgorętsze?
Które gwiazdy są najzimniejsze?
Jakie gwiazdy nazywane są gigantami?
Jakie gwiazdy nazywane są karłami?
Jaką temperaturę mają czerwone karły?
Jaką temperaturę mają żółte karły?
Jaką temperaturę mają niebieskie olbrzymy?
Jaka jest jasność gwiazdy?
Czy można wyrazić jasność gwiazdy w watach?
Czy słuszne jest stwierdzenie, że jasność gwiazdy to moc jej promieniowania?
Jaka jest jasność Słońca w watach?
Dlaczego jasność gwiazd określa się zwykle na podstawie jasności Słońca?
Jakie znasz typy widmowe gwiazd?
Do jakiej klasy widmowej gwiazd należy Słońce?
Na początku wyjaśnień należy zwrócić uwagę uczniów na zależności pomiędzy cechami gwiazd. Temperatury i jasność gwiazd mieszczą się w bardzo szerokich granicach, ale parametry te nie są niezależne.
M V = + 4,82 m, L V = 3,58 10 26 W
Jasność innych gwiazd określa się w jednostkach względnych, w porównaniu z jasnością Słońca.
| Gwiazda | Jasność |
| Syriusz | 22 l |
| Kanopus | 4700 L |
| Arktur | 107 L |
| Vega | 50 litrów |
Wśród gwiazd są gwiazdy setki tysięcy razy jaśniejsze od Słońca, jak na przykład gwiazda w konstelacji Doradus S Dor (M V = – 8,9 m).
Ryż. Porównawcze rozmiary Słońca i gigantów
Wśród gwiazd znajdują się karły setki tysięcy razy słabsze, na przykład jedna z najbliższych Słońcu gwiazd Wolf 359 (M V = + 16,5 m).
Ryż. Porównawcze rozmiary Słońca i karłów 
Ryż. Porównawcze rozmiary Ziemi i białych karłów
Skup uwagę uczniów na fakcie, że gwiazdy o małej jasności nazywane są karłami, a gwiazdy o dużej jasności nazywane są gigantami.
Powtarzając charakterystykę klas widmowych, zaleca się skorzystanie z tabeli klas widmowych według klasyfikacji Harvarda.
Ryż. Charakterystyka klas widmowych 
Ryż. Wykres widmo-jasność 
Ryż. Fotografie widm różnych gwiazd
Dobrym wskaźnikiem temperatury zewnętrznych warstw gwiazdy jest jej temperatura kolor. Gorące gwiazdy typów widmowych O i B są niebieskie; gwiazdy podobne do naszego Słońca (którego klasa widmowa to G2) wydają się żółte, podczas gdy gwiazdy klas widmowych K i M wydają się czerwone. Zależność między indeksem koloru a typami widmowymi gwiazd ciągu głównego jest następująca:
| Klasa widmowa | Kolor gwiazdy | Temperatura, K |
| O5 | Niebieskawy | 40 000 |
| B5 | Biało-niebieski | 15 500 |
| A0 | Biały | 10 000 |
| F5 | Żółtawo-biały | 6 600 |
| G5 | Żółty | 5 500 |
| K5 | Pomarańczowo-czerwony | 4 000 |
| M5 | Czerwony | 3 000 |
W ten sposób ustaliliśmy związek pomiędzy typem widmowym, kolorem gwiazdy i jej temperaturą.
Wyjaśniając historię odkrycia zależności widmo-jasność, warto najpierw otworzyć paragraf 6.2.1. „Schemat Hertzsprunga–Russella”, a następnie otwórz jednocześnie w nowych oknach I.5.7. „Einar Hertzsprunga”, I.5.4. „Henrietta Leavitt”.
Ryż. Diagram Hertzsprunga – Russella 
Ryż. Model „Ewolucja gwiazdy”
Studiując ten temat, model „Star Evolution” okazuje się absolutnie niezbędny, natomiast ten model ma cechy, których nie ma na innych ilustracjach na ten temat:
1. Możesz zmienić początkową masę gwiazdy.
2. Wszystkie ścieżki ewolucji gwiazd można pokazać wielokrotnie.
W pierwszej kolejności warto zademonstrować ewolucję niebieskiego olbrzyma, zwracając uwagę uczniów na fakt, że po lewej stronie pokazany jest czas ewolucji gwiazdy od momentu rozpoczęcia w niej reakcji jądrowych po fazie protogwiazdy.
Zaleca się wówczas pokazanie ewolucji gwiazd o masie 1 M. Ponieważ wykazanie ewolucji gwiazd o danej masie zajmuje znacznie więcej czasu, a faza czerwonego olbrzyma i droga do fazy białego karła mijają niemal natychmiast, co odzwierciedla rzeczywiste etapy życia gwiazd, zaleca się najpierw zwrócenie uwagi uczniów na moment przejścia poszczególnych etapów ewolucji.
Ewolucja gwiazdy to zmiana jej struktura wewnętrzna, cechy fizyczne i źródła promieniowania od chwili narodzin do końca istnienia gwiazdy.
Omówienie pytań:
Jakie jest znaczenie diagramu Hertzsprunga-Russella?
Jakie obiekty nazywane są gwiazdami w końcowej fazie ewolucji?
Ile lat Słońce pozostanie w ciągu głównym?
Ile lat istnieje nasze słońce? Na jakim etapie ewolucji się obecnie znajduje?
Pod koniec swojej ewolucji Słońce zacznie się rozszerzać i stanie się czerwonym olbrzymem. W rezultacie temperatura powierzchni spadnie o połowę, a jasność wzrośnie 400-krotnie. Czy w takich warunkach Słońce pochłonie którąkolwiek z planet?
Rozwiązanie.
Zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna jasność gwiazdy jest powiązana przez promień R i temperaturę powierzchni T ze wzoru:
L = 4πR 2 σT 4.
Promień gwiazdy jest proporcjonalny do R ~ T -2 L ½
Następnie dla Słońca w epoce czerwonego olbrzyma otrzymujemy:
To nieco mniej niż promień orbity Merkurego (0,387 AU). Ponieważ orbita Merkurego jest dość wydłużona, a na peryhelium planeta zbliża się do Słońca w odległości 0,31 AU. Oznacza to, że Merkury zostanie połknięty.
Test przesiewowy
Test przesiewowy(rozsyłane jednocześnie do wszystkich uczniów), test można ułożyć z pytań testowych zawartych w Rozdziale 6.
1. Jeśli na wykresie widmo-jasność (Hertzsprunga–Russella) naniesione zostaną gwiazdy, wówczas większość z nich będzie znajdować się na ciągu głównym. Wynika z tego, że:
A. Najmłodsze gwiazdy skupiają się na ciągu głównym.
B. Czas przebywania na etapie ciągu głównego przekracza czas ewolucji na innych etapach.
B. Jest to czysty przypadek i nie da się go wytłumaczyć teorią ewolucji gwiazd.
D. Najstarsze gwiazdy skupiają się na ciągu głównym.
2. Diagram Hertzsprunga–Russella przedstawia zależność pomiędzy:
A. Masa i klasa widmowa gwiazdy.
B. Klasa widmowa i promień.
B. Masa i promień.
D. Jasność i temperatura efektywna.
3. Region białych karłów na diagramie Hertzsprunga-Russella znajduje się:
A. W lewym górnym rogu diagramu;
B. W prawym górnym rogu diagramu;
B. W lewym dolnym rogu diagramu;
4. Obszar czerwonych nadolbrzymów, w którym masywne gwiazdy przesuwają się w procesie ewolucji na diagramie Hertzsprunga-Russella, znajduje się:
A. W lewym górnym rogu diagramu.
B. W prawym górnym rogu diagramu.
B. W lewym dolnym rogu diagramu.
D. W prawym dolnym rogu diagramu.
5. Gwiazda na diagramie Hertzsprunga–Russella po przemianie wodoru w hel porusza się w kierunku:
A. W górę ciągu głównego, do niebieskich gigantów.
B. Od ciągu głównego do czerwonych olbrzymów i nadolbrzymów.
B. W stronę niskiej jasności.
D. W stronę wczesnych klas widmowych.
D. Gwiazda będąc w procesie ewolucji trafia na ciąg główny, nie oddala się od niego.
Omówienie wyników testu:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|
| Prawidłowe odpowiedzi | B | G | W | B | B |
Praca domowa
Obowiązkowy efekt kształcenia (ORO): Levitan E. P. Astronomia. § 25 pytań-zadań: 1–6.
Zwiększony poziom: Levitan E. P. Astronomia. § 25 pytań-zadań: 1–8;
Zadania:
Dlaczego gwiazda o dużej masie żyje krócej niż gwiazda o małej masie?
Co przede wszystkim determinuje ciśnienie i temperaturę w centrum gwiazdy?
Jak astronomom udało się to dowiedzieć ścieżka ewolucyjna które gwiazdy mijają?
Levitan E. P. Podstawy nauczania astronomii: Podręcznik metodyczny dla średnich szkół zawodowych. – M.: Szkoła wyższa, 1987. – 135 s.
Żukow L.V. Sokolova I.I. Podręcznik astronomii.
Typ lekcji: Lekcja na temat uczenia się nowych materiałów edukacyjnych.
Rodzaj szkoleń: lekcja łączona z wykorzystaniem edukacyjnych technologii informacyjnych.
Cel lekcji: Ugruntowanie wiedzy uczniów na temat różnorodności gwiazd pod względem temperatury, widma i jasności. Utworzenie systemu pojęć podstawowych: ciąg główny, diagram widmo-jasność, zależności pomiędzy cechami gwiazd.
Cele edukacyjne: konsolidacja, uogólnienie i systematyzacja wiedzy o gwiazdach, o ścieżkach ewolucji gwiazd w zależności od ich masy, o zmianach cech fizycznych gwiazd w zależności od ich wieku.
Zadania edukacyjne: kształtowanie światopoglądu naukowego, systemu poglądów na świat.
Zadania rozwojowe: kształtowanie umiejętności analizy informacji. Kształtowanie umiejętności obserwacji i wyciągania wniosków, że tory ewolucji gwiazd, cała droga życia gwiazd zależą od początkowej masy gwiazd.
Sprzęt do lekcji: Dysk multimedialny „Biblioteka multimedialna o astronomii”, projektor wideo, ekran, telewizor, magnetowid, film wideo „Astronomia”, część 2, kurs „Astronomia otwarta”.
Kroki lekcji
Cele etapów lekcji | Czas, | Działania nauczyciela | Planowane zajęcia studenckie |
|
Organizacja rozpoczęcia lekcji, ogłoszenie tematu i celu lekcji | Omówienie postępów w lekcji | Słuchaj uważnie i przygotuj się do lekcji |
||
Sprawdzenie wiedzy na temat „Fizyczna natura gwiazd”, aktualizacja | Badanie frontalne | Odpowiedzi studentów |
||
Nauka nowego materiału. Symulacja komputerowa | Wyjaśnienie nowego materiału | Pisanie w zeszytach. Wypełnianie tabeli |
||
Podsumowanie lekcji. Zadanie domowe | Udziela instrukcji do indywidualnej pracy domowej. Podsumowuje lekcję. | Zapisz indywidualną pracę domową |
Postęp lekcji
1. Organizacja rozpoczęcia lekcji, ogłoszenie tematu i celu lekcji
2. Pytania do krótkiej ankiety czołowej na etapie sprawdzania pracy domowej na temat „Fizyczna natura gwiazd”:
· Jakie są ograniczenia promieni i mas gwiazd?
· Jakie są granice jasności gwiazd?
· Które gwiazdy są najgorętsze?
· Które gwiazdy są najzimniejsze?
· Które gwiazdy nazywane są gigantami?
· Jakie gwiazdy nazywane są karłami?
Jaką temperaturę mają czerwone karły?
Jaką temperaturę mają żółte karły?
· Jakie temperatury mają niebieskie olbrzymy?
Jaka jest jasność gwiazdy?
· Czy można wyrazić jasność gwiazdy w watach?
· Czy słuszne jest stwierdzenie, że jasność gwiazdy to moc jej promieniowania?
· Jaka jest jasność Słońca w watach?
· Dlaczego jasność gwiazd określa się zazwyczaj na podstawie jasności Słońca?
· Jakie znasz typy widmowe gwiazd?
· Do jakiej klasy widmowej gwiazd należy Słońce?
3. Studiowanie nowego materiału.
Na początku wyjaśnień należy zwrócić uwagę uczniów na zależności pomiędzy cechami gwiazd. Temperatury i jasność gwiazd mieszczą się w bardzo szerokich granicach, ale parametry te nie są niezależne.
МV¤ = + 4,82m, LV¤ = 3,58·1026 W
Jasność innych gwiazd określa się w jednostkach względnych, w porównaniu z jasnością Słońca.
Gwiazda | Jasność |
Wśród gwiazd znajdują się gwiazdy setki tysięcy razy jaśniejsze od Słońca, jak na przykład gwiazda w konstelacji Doradus S Dor (MV = – 8,9m).
Ryż. Porównawcze rozmiary Słońca i gigantów
Wśród gwiazd znajdują się karły setki tysięcy razy słabsze, jak na przykład jedna z najbliższych Słońcu gwiazd Wolf 359 (MV = + 16,5 m).
Ryż. Porównawcze rozmiary Słońca i karłów
Ryż. Porównawcze rozmiary Ziemi i białych karłów
Skup uwagę uczniów na fakcie, że gwiazdy o małej jasności nazywane są karłami, a gwiazdy o dużej jasności nazywane są gigantami.
Powtarzając charakterystykę klas widmowych, zaleca się skorzystanie z tabeli klas widmowych według klasyfikacji Harvarda.
Ryż. Charakterystyka klas widmowych
Ryż. Wykres widmo-jasność
Ryż. Fotografie widm różnych gwiazd
Dobrym wskaźnikiem temperatury zewnętrznych warstw gwiazdy jest jej temperatura kolor. Gorące gwiazdy typów widmowych O i B są niebieskie; gwiazdy podobne do naszego Słońca (którego klasa widmowa to G2) wydają się żółte, podczas gdy gwiazdy klas widmowych K i M wydają się czerwone. Zależność między indeksem koloru a typami widmowymi gwiazd ciągu głównego jest następująca:
W ten sposób ustaliliśmy związek pomiędzy typem widmowym, kolorem gwiazdy i jej temperaturą.
Wyjaśniając historię odkrycia zależności widmo-jasność, warto najpierw otworzyć paragraf 6.2.1. „Schemat Hertzsprunga–Russella”, a następnie otwórz jednocześnie w nowych oknach I.5.7. „Einar Hertzsprunga”, I.5.4. „Henrietta Leavitt”.
Ryż. Diagram Hertzsprunga – Russella
Ryż. Model „Ewolucja gwiazdy”
Studiując ten temat, model „Star Evolution” okazuje się absolutnie niezbędny, a model ten ma cechy, których nie ma na innych ilustracjach na ten temat:
1. Możesz zmienić początkową masę gwiazdy.
2. Wszystkie ścieżki ewolucji gwiazd można pokazać wielokrotnie.
W pierwszej kolejności warto zademonstrować ewolucję niebieskiego olbrzyma, zwracając uwagę uczniów na fakt, że po lewej stronie pokazany jest czas ewolucji gwiazdy od momentu rozpoczęcia w niej reakcji jądrowych po fazie protogwiazdy.
Zaleca się wówczas pokazanie ewolucji gwiazd o masie 1 M¤. Ponieważ wykazanie ewolucji gwiazd o danej masie zajmuje znacznie więcej czasu, a faza czerwonego olbrzyma i droga do fazy białego karła mijają niemal natychmiast, co odzwierciedla rzeczywiste etapy życia gwiazd, zaleca się najpierw zwrócenie uwagi uczniów na moment przejścia poszczególnych etapów ewolucji.
Ewolucję gwiazdy rozumie się jako zmianę jej wewnętrznej struktury, cech fizycznych i źródeł promieniowania od chwili narodzin aż do końca jej istnienia jako gwiazdy.
Omówienie pytań:
· Jakie jest znaczenie diagramu Hertzsprunga–Russella?
· Jakie obiekty nazywane są gwiazdami w końcowej fazie ewolucji?
· Ile lat Słońce pozostanie w ciągu głównym?
· Ile lat istnieje nasze Słońce? Na jakim etapie ewolucji się obecnie znajduje?
Rozwiązanie problemu
Pod koniec swojej ewolucji Słońce zacznie się rozszerzać i stanie się czerwonym olbrzymem. W rezultacie temperatura powierzchni spadnie o połowę, a jasność wzrośnie 400-krotnie. Czy w takich warunkach Słońce pochłonie którąkolwiek z planet?
Rozwiązanie.
Zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna jasność gwiazdy jest powiązana przez promień R i temperaturę powierzchni T ze wzoru:
L = 4πR¤2 · σТ4.
Promień gwiazdy jest proporcjonalny do R ~ T -2L½
Następnie dla Słońca w epoce czerwonego olbrzyma otrzymujemy:
To nieco mniej niż promień orbity Merkurego (0,387 AU). Ponieważ orbita Merkurego jest dość wydłużona, a na peryhelium planeta zbliża się do Słońca w odległości 0,31 AU. Oznacza to, że Merkury zostanie połknięty.
Test przesiewowy
Test przesiewowy(rozsyłane jednocześnie do wszystkich uczniów), test można ułożyć z pytań testowych zawartych w Rozdziale 6.
1. Jeśli na wykresie widmo-jasność (Hertzsprunga–Russella) naniesione zostaną gwiazdy, wówczas większość z nich będzie znajdować się na ciągu głównym. Wynika z tego, że:
A. Najmłodsze gwiazdy skupiają się na ciągu głównym.
B. Czas przebywania na etapie ciągu głównego przekracza czas ewolucji na innych etapach.
B. Jest to czysty przypadek i nie da się go wytłumaczyć teorią ewolucji gwiazd.
D. Najstarsze gwiazdy skupiają się na ciągu głównym.
2. Diagram Hertzsprunga–Russella przedstawia zależność pomiędzy:
A. Masa i klasa widmowa gwiazdy.
B. Klasa widmowa i promień.
B. Masa i promień.
D. Jasność i temperatura efektywna.
3. Region białych karłów na diagramie Hertzsprunga-Russella znajduje się:
A. W lewym górnym rogu diagramu;
B. W prawym górnym rogu diagramu;
B. W lewym dolnym rogu diagramu;
4. Obszar czerwonych nadolbrzymów, w którym masywne gwiazdy przesuwają się w procesie ewolucji na diagramie Hertzsprunga-Russella, znajduje się:
A. W lewym górnym rogu diagramu.
B. W prawym górnym rogu diagramu.
B. W lewym dolnym rogu diagramu.
D. W prawym dolnym rogu diagramu.
5. Gwiazda na diagramie Hertzsprunga–Russella po przemianie wodoru w hel porusza się w kierunku:
A. W górę ciągu głównego, do niebieskich gigantów.
B. Od ciągu głównego do czerwonych olbrzymów i nadolbrzymów.
B. W stronę niskiej jasności.
D. W stronę wczesnych klas widmowych.
D. Gwiazda będąc w procesie ewolucji trafia na ciąg główny, nie oddala się od niego.
Omówienie wyników testu:
Prawidłowe odpowiedzi |
Praca domowa
Obowiązkowy efekt kształcenia (ORO): Lewitan. § 25 pytań-zadań: 1–6.
Zwiększony poziom: Lewitan. § 25 pytań-zadań: 1–8;
Zadania:
1. Dlaczego gwiazda o dużej masie żyje krócej niż gwiazda o małej masie?
2. Co przede wszystkim decyduje o ciśnieniu i temperaturze w centrum gwiazdy?
3. W jaki sposób astronomowie dowiadują się o drodze ewolucyjnej, jaką podążają gwiazdy?
Literatura metodologiczna
1. Lewitan nauczający astronomii: Podręcznik dla średnich szkół zawodowych. – M.: Szkoła wyższa, 1987. – 135 s.
2. Notatnik Żukowa o astronomii.
Część pierwsza
OGÓLNE ZAGADNIENIA NAUCZANIA ASTRONOMII
Rozdział I.
ASTRONOMIA JAKO OGÓLNY PRZEDMIOT KSZTAŁCENIA
§ 1. Z HISTORII NAUCZANIA ASTRONOMII W NASZYM KRAJU
Ważną rolę w doskonaleniu nauczania astronomii odegrało Rosyjskie Towarzystwo Astronomiczne, zorganizowane w Petersburgu w 1890 roku z inicjatywy postępowych astronomów i nauczycieli.
Coraz popularniejsze stają się idee nauczania astronomii w oparciu o samodzielne obserwacje uczniów. I tak A. Gatlich we wstępie do książki „Podstawy kosmografii” (1899) napisał: „Uczeń musi przekonać się, że firmament obraca się ze wschodu na zachód, że tramontana prawie pozostaje na swoim miejscu, że wygląd nieba gwiaździstego o tej samej godzinie nie jest taki sam w różnych dniach w roku, że Słońce nie wschodzi i nie zachodzi w tym samym punkcie na horyzoncie, że Księżyc szybko przemieszcza się pomiędzy gwiazdy itp. Musi koniecznie rozróżnić na niebie najważniejsze konstelacje i gwiazdy pierwszej wielkości, aby móc w przybliżeniu wyznaczyć linię południa i południe prawdziwe.
W 1911 r. Opublikowano książkę N. F. Płatonowa „Praktyczne lekcje astronomii podstawowej”, w której przeanalizowano obserwacje i praktyczne lekcje astronomii zgodnie z cechami wiekowymi uczniów i ich zainteresowaniami.
N. F. Płatonow podkreślił, że przed studiowaniem zjawisk w klasie należy przeprowadzić obserwacje, a także zwrócił uwagę nauczycieli na celowość amatorskiej pracy z uczniami, którzy wykazali zainteresowanie studiowaniem astronomii.
Idee metodologiczne i najlepsze doświadczenia postępowego nauczania rosyjskiego stały się później podstawą rozwoju sowieckich metod nauczania astronomii.
W czerwcu 1917 r. w Moskwie odbyło się II Ogólnorosyjskie Spotkanie Nauczycieli Fizyki, Chemii i Kosmografii. Miało to miejsce w przededniu Wielkiej Październikowej Rewolucji Socjalistycznej, kiedy nauczyciele poczuli względną swobodę wyrażania swoich myśli i mogli zwracać uwagę na kwestie ideologiczne. Prelegentami byli w większości młodzi nauczyciele, którzy wprowadzili do nauczania astronomię i obserwację oraz, w miarę możliwości, zagadnienia światopoglądowe.
Prelegenci (N. F. Płatonow, K. L. Baev, M. E. Nabokov, P. A. Simagin, D. V. Lermatow) przedstawili stan nauczania astronomii w ówczesnych szkołach różnego typu (gimnazja męskie i żeńskie, szkoły realne, korpus kadetów) i przedstawiła projekty usprawniające nauczanie. Podsumowanie tych projektów zawarte jest w uchwale, która pokazuje, jak daleko zaawansowana była do tego czasu myśl pedagogiczna. W uchwale napisano: „...kosmografia, dzielenie się ze wszystkimi nauki przyrodnicze rola edukacyjna, ma swoje szczególne znaczenie: kształtuje światopogląd naukowy…”
Aby ocenić znaczenie stawiania na pierwszym miejscu ideologicznej roli astronomii jako przedmiot akademicki Przypomnijmy, że w szkole przedrewolucyjnej krytyka religii nie była w ogóle dozwolona. W praktyce doprowadziło to do tego, że w rosyjskich podręcznikach z końca XIX i początku XX wieku. Nie ujawniono roli odkrycia Kopernika, mówiono jedynie o „hipotezie kopernikańskiej o ruchu Ziemi”, nie wymieniano imion Galileusza i Brunona, prawie nie poruszano kwestii kosmogonii.
W młodej szkole radzieckiej znaczenie nauczania podstaw astronomii dla kształtowania światopoglądu dialektyczno-materialistycznego rozumiano głównie jako prezentację doktryny o rotacji i obiegu Ziemi oraz biografie naukowców broniących układu heliocentrycznego świata. W dużej mierze sprzyjała temu niepewna i niestabilna pozycja astronomii w szkole, która nie stała się od razu samodzielnym przedmiotem akademickim. Zatem w okresie „metod złożonych”, a następnie w okresie „metod projektowych”, tematyka astronomiczna była rozproszona i przypadkowo włączana do różnych lat szkolenie. „Wszystko to faktycznie przeniosło nauczanie astronomii do kategorii pracy pozaszkolnej, a nawet epizodycznej, i doprowadziło do tego, że uczniowie nie otrzymywali solidnej i integralnej wiedzy o otaczającym ich świecie, a tym samym zadania formowania marksistowsko-leninowskiego światopoglądu studentów w tym zakresie nie została przeprowadzona”1. W latach trzydziestych XX w. astronomia jako przedmiot została włączona do sowieckich szkół średnich, a ocena z astronomii została wpisana do świadectwa dojrzałości.
Pierwszy stabilny podręcznik astronomii dla szkół średnich napisali profesorowie M. E. Nabokov i B. A. Vorontsov-Velyaminov. W 1947 r. podręcznik ten został zastąpiony podręcznikiem B. A. Woroncowa-Wielyaminowa.
W okresie powojennym metodologia nauczania astronomii w naszym kraju rozwinęła się w oparciu o studiowanie i uogólnianie zaawansowanych doświadczeń radzieckich i zagranicznych nauczycieli astronomii.
Start epoka kosmiczna(4 października 1957), niezwykłe loty kosmonauci radzieccy wzbudziła ogromne zainteresowanie astronomią wśród osób w różnym wieku, a zwłaszcza wśród młodzieży. Wzrosło ogólne znaczenie edukacyjne astronomii. Problematyka doskonalenia nauczania astronomii była omawiana na III Zjeździe Ogólnounijnego Towarzystwa Astronomicznego i Geodezyjnego (VAGO) w Akademii Nauk ZSRR (Kijów, 1960). Zjazd stwierdził, że obserwowana dotychczas tendencja do eliminowania astronomii w szkołach średnich i wyższych jest całkowicie nie do przyjęcia i bezpodstawna i wynika z niezrozumienia i ignorowania instrukcji Komunistycznej Partii Związku Radzieckiego, aby wzmocnić dialektyczno-materialistyczną edukację młodzieży i młodzieży. propagandę naukowo-ateistyczną”1. W celu podniesienia kwalifikacji nauczycieli astronomii kongres VAGO zalecił organizowanie stałych seminariów w instytutach doskonalenia nauczycieli. Specjalne fragmenty uchwały kongresu VAGO zawierały zalecenia dotyczące doskonalenia nauczania astronomii na uniwersytetach i w szkołach pedagogicznych w naszym kraju.
Wysiłki nauczycieli, metodyków i środowiska astronomicznego w naszym kraju zaowocowały pewnymi sukcesami w nauczaniu astronomii. Nowy program, w którym od roku 1964/65 nauczana jest astronomia rok akademicki i zrewidowany zgodnie z nim podręcznik do astronomii (autor prof. B. A. Woroncow-Wieljamow) są lepsze od tych, nad którymi pracowała wcześniej szkoła radziecka, i nie można ich porównywać z przedrewolucyjnymi. Nowy program wzmocnił część ideologiczną kursu i pozwolił na ściślejsze powiązanie teorii z praktyką. Powstały nowe pomoce dydaktyczne, tablice wizualne, filmy i fragmenty filmów edukacyjnych, opanowano produkcję przemysłową teleskopów szkolnych, a także niektórych instrumentów, modeli i innych pomocy (Szkolny Kalendarz Astronomiczny, Edukacyjny Atlas Gwiazd itp.) niezbędnych do nauczania astronomia.
§ 2. GŁÓWNE CELE NAUCZANIA ASTRONOMII
Astronomia w języku sowieckim szkoła średnia jest ważnym przedmiotem kształcenia ogólnego, który promuje rozwój i kształtowanie dialektyczno-materialistycznego światopoglądu uczniów, opartego na współczesnych wyobrażeniach o Wszechświecie. Ideologiczne znaczenie astronomii jako przedmiotu edukacyjnego decyduje o roli astronomii w systemie edukacji i szkolenia szkoły radzieckiej.
Jako ideologiczny przedmiot ogólnoedukacyjny, astronomia zapewnia studentom pewne minimum wiedzy praktycznej
1 Uchwały III Kongresu Ogólnounijnego Towarzystwa Astronomicznego i Geodezyjnego, M., 1960.
wiedza i umiejętności techniczne: studenci zapoznają się z podstawami astronomii praktycznej (orientacja terenu, wyznaczanie współrzędnych geograficznych, pomiar czasu itp.), nabywają umiejętności obsługi goniometru i przyrządów optycznych (teleskop, teodolit szkolny), ćwiczą rozwiązywanie problemów z astronomii za pomocą wzorów, kalendarza astronomicznego, map gwiazd itp. Dodatkowo, studiując podstawowe prawa mechaniki niebieskiej, studenci otrzymują minimum ogólnych informacji edukacyjnych niezbędnych pokoleniu żyjącym w epoce nawigacji kosmicznej. Studenci nie powinni zapamiętywać poszczególnych definicji, formuł, wniosków, ale umieć je uzasadnić i wyobrazić sobie cel, dla którego studiuje się tę lub inną część kursu, jak ta sekcja jest powiązana z innymi, jaka jest jej rola w nauce, życiu itp.
§ 3. POŁĄCZENIE ASTRONOMII Z INNYMI PRZEDMIOTAMI SZKOLNYMI
Jedna z charakterystycznych cech rozwoju współczesnych nauk – ich wzajemne powiązanie i wzajemne wzbogacanie – powinna znaleźć odzwierciedlenie w nauczaniu szkolnym.
Uczniowie do klasy X zdobywają wiedzę z zakresu astronomii zgodnie z obowiązującymi programami fizyki, geografia fizyczna, historie. Podsumowując i usystematyzując te informacje, należy wykorzystać wszystkie możliwości (stowarzyszenia metodyczne, gazetki szkolne itp.) nawiązanie powiązań z przedmiotami nauczanymi w szkole równolegle z kursem astronomii (fizyka, nauki społeczne, matematyka itp.)*
Astronomia i geografia fizyczna
W trakcie zajęć z geografii fizycznej (klasa V) wstępne informacje o Ziemi i ciałach niebieskich otrzymywane przez uczniów szkoły podstawowej są poszerzane i pogłębiane, a informacje o Ziemi i Słońcu prezentowane są w pewnym systemie.
Studiując różne sekcje kursu geografii fizycznej („Plan i mapa”, „Kształt i ruch Ziemi”, „Pogoda i klimat” itp.) Można nie tylko zapoznać studentów z fizyczną naturą Ziemi , planet i Słońca, ale także do prowadzenia obserwacji astronomicznych I praca praktyczna, całkiem odpowiedni cechy wieku studenci. Na zajęciach z astronomii studenci zapoznają się z uzasadnieniem stosowania metod orientacji astronomicznej, pomiaru czasu i praktycznego wyznaczania współrzędnych geograficznych, czyli uzyskują bardziej całościowe zrozumienie zagadnień, które zostały im przekazane na kursie geografii. Informacje o fizycznej naturze Ziemi są ważną podstawą do rozważenia fizycznej natury planet Układu Słonecznego.
Astronomia i fizyka
Nierozerwalny związek nauk astronomicznych z fizycznymi znajduje odzwierciedlenie w nauczaniu szkolnym, przede wszystkim w tym, że często w programach obu przedmiotów szkolnych poruszane są te same zagadnienia („Objaśnienie zaćmień Słońca i Księżyca”, „Powszechna grawitacja”, „Sztuczna Ziemia satelity i rakiety kosmiczne”, „Teleskopy”, „Analiza widmowa” itp.). Najtrudniejsze dla uczniów zagadnienia i tematy zajęć z fizyki (ciężar i masa, ruch obrotowy, ciążenie powszechne, optyka geometryczna i fizyczna, budowa atomów i ich jąder) są przyswajane przez uczniów znacznie efektywniej, jeśli nauczyciel umiejętnie wykorzystuje informacje astronomiczne podczas prezentacji odpowiedniego materiału. Z drugiej strony badanie fizyki i podstawy techniczne Astronautyka na kursie fizyki pozwala kursowi astronomii skupić się na astronomicznych aspektach problemu.
Studiowanie fizycznej natury ciał niebieskich na kursie astronomii jest logicznie niezbędnym uzupełnieniem kształtowania pojęć fizycznych w szkole średniej.
Połączenie nauczania fizyki i astronomii można realizować w następujących obszarach:
a) nauczyciel powinien w miarę możliwości ilustrować studiowany materiał przykładami zapożyczonymi z astronomii;
b) studiowanie szeregu zagadnień na kursie fizyki można powiązać z obserwacjami astronomicznymi;
c) studiując astronomię należy maksymalnie wykorzystać wiedzę zdobytą przez studentów z fizyki (mechanika, elektryka, optyka); opierać się na tej wiedzy, rozważając ruch i naturę fizyczną ciał niebieskich, a także metody badań astronomicznych; uzupełnij wiedzę uczniów z fizyki o informacje o plazmie kosmicznej, naturze emisji radiowej itp. Wszystko to zostanie pokazane na konkretnym materiale w drugiej części tej książki.
Astronomia i matematyka
Abstrakcyjne pojęcia matematyczne (prosta, kąt, proste równoległe itp.), a także rozwiązywanie trójkątów prostokątnych i ukośnych, łatwo można powiązać z różnymi teoretycznymi i praktycznymi zagadnieniami astronomii. Nie mówimy oczywiście o nauczaniu astronomii na lekcjach matematyki: wystarczy ograniczyć się jedynie do rozwiązywania niektórych problemów o treści astronomicznej, a także wykonywania najprostszych pomiarów na sferze niebieskiej. Z kolei na lekcjach astronomii nie należy unikać stosowania wzorów, prostych obliczeń, wykresów, które wraz z pojęcia fizyczne nie należy wprowadzać jako zbędnych, dodatkowy materiał, ale jako środek i metodę naukowego rozważania zagadnień współczesnej astronomii.
Astronomia i nauki społeczne
Nauki społeczne są ważnym przedmiotem akademickim, w którym w przystępnej dla studentów formie prezentowane są podstawy komunistycznego światopoglądu, marksistowsko-leninowska nauka o rozwoju społeczeństwa oraz podany jest szczegółowy opis społeczeństwa socjalistycznego.
Przedmiot astronomii jest najściślej powiązany z filozoficzną częścią kursu nauk społecznych - „Koncepcją materializmu dialektycznego i historycznego”, która wprowadza studentów w podstawowe prawa i kategorie filozoficzne. Istota związku zajęć z astronomii i nauk społecznych jest następująca.
Po pierwsze, wprowadzenie kierunku nauk społecznych przyczynia się do podniesienia poziomu ideowego nauczania astronomii i rozwiązania problemu kształtowania naukowo-ateistycznego światopoglądu studentów (s. 12-22). Po drugie, prezentacja zagadnień materializmu dialektycznego na kursie nauk społecznych powinna opierać się na danych współczesnych nauk przyrodniczych, w tym na osiągnięciach astronomii. Rozwiązanie pierwszego problemu wymaga od nauczyciela głębokiej znajomości filozofii marksistowskiej.
Rozwiązując drugi problem, nauczyciel astronomii będzie musiał pełnić rolę konsultanta, pomagając nauczycielowi nauk społecznych w wyborze zrozumiałych i znaczących przykładów z astronomii dla przyrodoznawskiego uzasadnienia najważniejszych kategorii filozoficznych.
Astronomia i inne przedmioty szkolne
Należy pamiętać, że studenci zapoznają się z niektórymi zagadnieniami astronomii studiując historię w Klasy V-VII. („Kultura krajów Mezopotamii”, „Religia w starożytny Egipt„, „Kultura Egiptu”, „Starożytne Indie”, „Nauka starożytnej Grecji”, „Kultura i życie Rzymu w I wieku. N. e.”, „Naukowcy – bojownicy o naukę zaawansowaną” itp.) Przydatne jest, aby nauczyciel astronomii zapoznał się z zakresem zagadnień astronomicznych w wymienionych tematach i pomógł nauczycielowi historii w ich wyjaśnieniu. W procesie studiowania astronomii znajomość historii pomaga uczniom wyobrazić sobie warunki, w jakich żyli i pracowali naukowcy, którzy stworzyli współczesną naukę.
W nauczaniu astronomii należy wykorzystywać wiedzę uczniów z zakresu chemii. Dotyczy to przede wszystkim właściwości różnych pierwiastków chemicznych i ich związków, sympatii chemicznych
woły itp. Zapoznanie ze składem chemicznym atmosfery planet i gwiazd, występowaniem pierwiastków chemicznych w Kosmosie, przemianami pierwiastków chemicznych w procesie reakcji jądrowych oraz eksplozji nowych i supernowe uczniowie uzupełnią i pogłębią swoją wiedzę z zakresu chemii.
Nie opracowano jeszcze jednolitego, spójnego systemu studiowania wszystkich podstawowych przedmiotów akademickich w ścisłym powiązaniu z astronomią i astronautyką, chociaż potrzebę tego zaczyna się odczuwać już w pierwszych latach ery kosmicznej. Do rozwoju tego systemu może przyczynić się każdy nauczyciel astronomii, który poprzez osobistą komunikację z kolegami nauczającymi innych przedmiotów, wystąpieniami w radach pedagogicznych i stowarzyszeniach metodycznych, będzie w stanie ich zainspirować ideą wykorzystania danych astronomicznych w ich lekcje. W szkole nie ma przedmiotów zupełnie niezwiązanych z astronomią. Oprócz fizyki, matematyki, geografii, nauk społecznych, historii, chemii można wymienić biologię, na lekcjach której przydatne jest przekazanie ciekawych informacji z zakresu astrobotaniki i astrobiologii. Prezentacja współczesnych idei dotyczących powstania i rozwoju życia na Ziemi jest bezpośrednio powiązana z danymi kosmogonii.
Elementy astronomii, mądrze wprowadzone do nauczania różnych przedmiotów, ożywią nauczanie, gdyż młodzież szczególnie interesuje się astronomią. Jednocześnie stopniowo tworzona będzie niezbędna podstawa do studiowania systematycznego kursu astronomii w klasie X.
§ 4. Kształcenie podstaw materialistycznego światopoglądu
Astronomia badająca ciała niebieskie i ich układy we Wszechświecie nieskończonym w czasie i przestrzeni, odpowiada na szereg fundamentalnych pytań ideologicznych. Studiując astronomię uczniowie dowiedzą się czym jest otaczający nas świat, jakie miejsce w nim zajmują Słońce, Ziemia i inne planety, jak krok po kroku odkrywał i odkrywa ludzki umysł ukryte tajemnice wszechświata. Pojawienie się astronomii ilustruje ważną tezę materializmu historycznego, że nauka powstaje z potrzeb społeczeństwo ludzkie. Historia rozwoju astronomii nierozerwalnie związana z zmaganiami nauka materialistyczna z idealizmem, potwierdza słuszność zasad materializmu dialektycznego, obnaża antynaukowy charakter biblijnego obrazu świata i niespójność współczesnych koncepcji idealistycznych, które starają się filozoficznie uzasadnić dane współczesnej astronomii. Siła wpływu osiągnięć astronomii na ludzi jest bardzo duża. To nie przypadek, że klasycy marksizmu-leninizmu wielokrotnie sięgali do osiągnięć nauk astronomicznych w celu jak najbardziej przekonującego naukowo-przyrodniczego uzasadnienia filozofii materializmu dialektycznego.
Ucząc się astronomii w szkole średniej, ważne jest, aby pokazać uczniom dialektykę przyrody, przekonać ich, że otaczający nas świat nie składa się z gotowych ciał niebieskich, stworzonych raz na zawsze przez Boga, ale jest zespołem naturalnych procesów , których wzory mogą być poznane przez człowieka. W praktyce oznacza to, że zadaniem kształtowania materialistycznego światopoglądu w nauczaniu astronomii jest dostarczenie marksistowskiego filozoficznego uogólnienia faktów astronomicznych i ujawnienie ich ateistycznej istoty podczas studiowania każdego tematu kursu w przystępnej i fascynującej dla studentów formie. Aby to zrobić, nie trzeba zamieniać lekcji astronomii w wykłady o filozofii i ateizmie. Zagadnienia filozoficzne są w wystarczającym stopniu omawiane na kursie nauk społecznych. Często kilka zdań nauczyciela astronomii, udany przykład lub porównanie, uwaga poczyniona przez uczniów podczas obserwacji ciał niebieskich może wypełnić konkretną treścią abstrakcyjne kategorie filozoficzne, o których uczeń słyszał na lekcjach wiedzy o społeczeństwie, zapamiętał, ale jeszcze ich nie ma „odłożone” w jego umyśle, a nie stworzone na podstawie jego przekonań. Na przykład, wprowadzając uczniów w świat gwiaździstego nieba, warto porównać informacje o gwiazdach, jakie ludzie posiadali wcześniej i obecnie, a następnie wskazać na poznawalność świata. Tego rodzaju uogólnienia przyczyniają się do powstawania koncepcji filozoficznych.
W tej części pokażemy, jaki materiał faktograficzny z zajęć z astronomii, a także obserwacje studentów, można wykorzystać do uzasadnienia głównych założeń filozofii materializmu dialektycznego.
Materiał
Współczesna nauka zna dwa główne rodzaje materii: substancję i pole. Substancja może znajdować się w różnych stanach skupienia, z których najczęściej badane są w stanie stałym, ciekłym, gazowym i plazmowym. W szczególności materię we Wszechświecie obserwuje się w postaci gwiazd, gazu międzygwiazdowego, pyłu kosmicznego, planet i meteoroidów. Najczęstszymi formami są gwiazdy oraz rozproszona materia gazowa i pyłowa obiekty kosmiczne. Najczęstszym stanem materii we Wszechświecie jest plazma. Ogromna ilość materii w postaci gwiazd i materii rozproszonej występuje prawie wyłącznie w stanie plazmy. Atmosfery planet są częściowo w stanie plazmy, na przykład niektóre górne warstwy atmosfery ziemskiej (jonosfera). Ogony komet również są plazmowe. W przeciwieństwie do gorącej plazmy gwiazdowej w atmosferach planet, ogonów komet, rozrzedzonego gazu
w mgławicach obserwuje się zimną plazmę, której badanie ma również ogromne znaczenie naukowe i praktyczne. Możliwe, że dalsze badania Wszechświat doprowadzi do odkrycia nowych rodzajów materii.
Konieczne jest, aby uczniowie nie tylko usłyszeli o różnych obiektach kosmicznych, ale także zobaczyli na własne oczy to, co można zaobserwować gołym okiem, przez lornetkę i szkolny teleskop. Podczas obserwacji uczniowie powinni bezpośrednio zapoznać się z Księżycem, planetami, Słońcem, gwiazdami, niektórymi układami gwiezdnymi i mgławicami. Obserwacje te będą podstawą do studiowania najważniejszych obiektów kosmicznych na lekcjach astronomii.
Średnia gęstość materii w obserwowalnej części Wszechświata – Metagalaktyce – jest niezwykle mała. Na kilometr sześcienny przestrzeni przypada około KG 14 g substancji. W przestrzeni międzygalaktycznej oprócz pojedynczych gwiazd, pyłu i rozrzedzonej plazmy materia istnieje w postaci pól, z których główne to grawitacyjne i elektromagnetyczne.
Jedność i różnorodność świata. Uniwersalne powiązanie zjawisk w przyrodzie
Jedność świata polega na jego materialności, na uznaniu, że na świecie nie ma nic poza jakością różne typy poruszającą się i rozwijającą się materią. Jedność świata zaprzecza istnieniu niematerialnego świata „nieziemskiego”. Materialną jedność świata potwierdza (ale nie wyczerpuje!) fakt, że ciała niebieskie składają się z tych samych pierwiastków chemicznych (co potwierdza analiza widmowa gwiazd i badania laboratoryjne meteorytów), ich ruch można opisać za pomocą praw fizyki (prawo powszechnego ciążenia w Układzie Słonecznym i w układach podwójne gwiazdy) itp.
Powyższe nie wyklucza możliwości odkrycia nowych praw natury, nowych materialnych obiektów kosmicznych, których właściwości ilościowe i jakościowe są wciąż całkowicie nieznane.
Jedność świata przejawia się także w tym, że w przestrzeni kosmicznej istnieje ścisły związek i wzajemna zależność wielu zjawisk. Prawdziwy obraz powiązań obiektów kosmicznych i zjawisk można ustalić w wyniku uważności analiza naukowa. Na przykład z analizy widocznego rozmieszczenia gwiazd wyciągnięto wniosek, że Galaktyka istnieje.
Przejawy związków przyczynowo-skutkowych można odnaleźć w naszym Układzie Słonecznym, biorąc pod uwagę zmianę pór roku, obecność atmosfery na danej planecie, związek pomiędzy aktywnością Słońca a
powiązania ze zjawiskami geofizycznymi, zjawiskiem pływów itp.
Uniwersalny charakter relacji oznacza brak w przyrodzie absolutnie izolowanych obiektów. Nie wynika jednak z tego, jak sądzono w XVIII wieku, że każda część Wszechświata może znacząco wpływać na bieg wydarzeń we wszystkich pozostałych obszarach Wszechświata. Zawsze można zidentyfikować ograniczoną liczbę głównych połączeń, pomijając wiele pozostałych (słabych i nieistotnych) połączeń dla danego quasi-izolowanego systemu.
Ruch materii
Ruch jest integralną właściwością materii. Zapoznanie się z mechanicznym ruchem ciał niebieskich wyraźnie przekonuje studentów o braku obiektów całkowicie nieruchomych. Główne ruchy Ziemi to jej obrót wokół własnej osi i obrót wokół Słońca. Ponadto Ziemia sprawia złożone ruchy pod wpływem przyciągania Księżyca i planet wraz ze Słońcem uczestniczy w ruchu wokół centrum Galaktyki, porusza się razem z Galaktyką itp. Tym samym Ziemia, która przez wieki uważana była za stały środek wszechświata, wykonuje dużą liczbę ruchów w przestrzeni.
Wspaniały obraz ruchu materii we Wszechświecie odsłania astronomia pozagalaktyczna, która udowodniła, że wszystkie galaktyki poruszają się w przestrzeni z ogromnymi prędkościami, czasami przekraczającymi połowę prędkości światła.
Ruch mechaniczny jest najprostszą formą ruchu materii. Ogólnie rzecz biorąc, ruch obejmuje wszelkie zmiany obiektów materialnych. Ciała niebieskie nie tylko poruszają się w przestrzeni, ale także nieustannie się zmieniają i ewoluują. Zmiany te wykryto nie tylko na powierzchni Słońca i w atmosferach planet, ale także na Księżycu, co długo wyglądało jak całkowicie „martwe” ciało. Odkryto zmiany zachodzące w świecie gwiazd i galaktyk, mimo że ewolucja zwykłych „stacjonarnych” gwiazd i układów gwiazdowych zachodzi niezwykle powoli. Badanie zmiennych fizycznych, nowych i supernowych, procesów aktywnych w jądrach galaktyk wskazuje, że Wszechświat charakteryzuje się nie stanami statycznymi, ale gwałtowną dynamiką i eksplozjami, którym towarzyszy uwolnienie ogromnych energii i przejścia materii z jednego typu do innego, a także wzajemnej konwersji substancji i pól.
Ważne jest, aby podczas obserwacji (rozdział III) uczniowie przekonali się o ruchu satelitów Jowisza, obrocie Słońca wokół własnej osi, ruchu planet i Księżyca na tle rozgwieżdżonego nieba oraz zmianie jasność gwiazd zmiennych.
Przestrzeń i czas. Nieskończoność i wieczność Wszechświata
Ruch materii odbywa się w przestrzeni i czasie. Nierozerwalność przestrzeni od materii potwierdzają dane astronomiczne, które pokazują, że w przyrodzie nie ma pustej przestrzeni, a rodzaje materii, takie jak materia i różne pola, można znaleźć wszędzie.
Rozwój ciał niebieskich następuje w czasie. Odkrycie starych i młodych ciał niebieskich, ustalenie najważniejszych etapów ewolucji planet i gwiazd doprowadziło do tego, że współczesna nauka musi operować nie tylko małymi okresami czasu, liczonymi w milionowych części sekundy, ale także z ogromnymi skalami czasu, w których miliard lat okazuje się bardzo wygodną jednostką miary czasu. Żadna szybko rozkładająca się rzecz nie może istnieć poza czasem. cząstki elementarne, żyjące (według naszych ziemskich zegarów!) tylko nieznaczne ułamki sekundy, ani kolosalne układy galaktyk, w porównaniu z czasem życia, którego wiek naszego Układu Słonecznego wynosi nie więcej niż chwilę.
Ścisły związek pomiędzy przestrzenią i czasem oraz zachodzącymi w nich procesami fizycznymi znajduje odzwierciedlenie w teorii względności Einsteina.
Ważne jest, aby wyjaśnić uczniom, że przestrzeń i czas, podobnie jak ruch, są uniwersalnymi atrybutami materii, które nie mogą istnieć samodzielnie (bez materii).
Problem nieskończoności i wieczności Wszechświata ma charakter uniwersalny i ideologiczny. Nieskończona różnorodność natury znajduje odzwierciedlenie w nieskończoności czasoprzestrzennej Wszechświata. Świat wokół nas. prawdziwy wszechświat są nieskończone w czasie i przestrzeni, chociaż każdy układ kosmiczny (Układ Słoneczny, Galaktyka, Metagalaktyka) jest skończony. Wieczność Wszechświata wynika z prawa zachowania i przemiany materii. Postrzeganie Wszechświata jako proces materialny wyklucza jakikolwiek moment jej powstania, gdyż w jakimkolwiek sformułowaniu oznaczałoby to uznanie powstania materii. Jednocześnie obecnie często podkreślają niewystarczalność zrozumienia nieskończoności Wszechświata w czasie w sensie nieskończonego trwania czasu w kierunku przeszłości i przyszłości. Czas jest nierozerwalnie związany z materią. Materia może istnieć w formach nam jeszcze nieznanych. Oznacza to, że w zasadzie możliwe jest istnienie różnego rodzaju stosunków tymczasowych. W związku z tym możemy mówić o początku istnienia i końcu istnienia Metagalaktyki, ale nie oznacza to w ogóle początku i końca czasu.
Podobnie nieskończoność Wszechświata w przestrzeni nie wystarczy, aby rozumieć go po prostu jako jego nieskończone rozciąganie w dowolnym kierunku. Hegel, który słusznie krytykował „złą” nieskończoność, sam ze względu na swój idealizm posunął się w jej stronę
ilekroć próbował wyjaśnić nieskończoność Wszechświata w przestrzeni: „Nieważne, jak daleko przesuniemy gwiazdę, mogę zajść dalej. Świat nie jest nigdzie zamknięty deskami.” Rzeczywiście można wyjaśnić nieograniczoną naturę Wszechświata. Należy jednak pamiętać, że po pierwsze, euklidesowa przestrzeń nieograniczona jest jednocześnie nieskończona. Po drugie, same przestrzenie, w tym „różne” metagalaktyki, mogą mieć różne właściwości (na przykład metryki), które są do siebie nieredukowalne.
Główne pytanie filozofii i podstawowe zadania nauki
Głównym pytaniem filozofii o związek świadomości z bytem jest kryterium naukowe, co pozwala sprowadzić różne ruchy filozoficzne do dwóch nie do pogodzenia obozów - materializmu i idealizmu. W.I. Lenin w swoim dziele „Materializm i empiriokrytyka” podkreślił, że trującą kwestią dla idealistów jest kwestia istnienia natury przed człowiekiem. Dane kosmogonii badającej pochodzenie i rozwój układów ciał niebieskich niezbicie wskazują, że Ziemia, planety, gwiazdy istniały znacznie wcześniej niż pojawił się człowiek i ukształtowała się jego świadomość, która początkowo była w stanie jedynie obiektywnie odzwierciedlać istniejącą przyrodę, a następnie wywierać na nią aktywny wpływ. To drugie jest możliwe jedynie przy odpowiednio rozwiniętej nauce, która jest jedną z form świadomości społecznej.
Na przykładzie astronomii należy nie tylko pokazać, jak powstaje nauka, ale także poprawnie wyjaśnić jej cel. Swego czasu średniowieczni propagatorzy chrześcijaństwa oświadczyli, że po Chrystusie nie jest już w ogóle potrzebna żadna nauka, że zadaniem „prawdziwej nauki” jest nie wyjaśnianie, jak działa niebo, ale jak należy żyć na Ziemi, aby pójść do nieba po śmierci. W rezultacie nauka była dozwolona jedynie w granicach wiary i była „służebnicą teologii”. Współcześni filozofowie burżuazyjno-idealistyczni próbują udowodnić, że to właśnie jest celem nauki w XX wieku. polega na skonstruowaniu prostego systemu zasad, z których można matematycznie wyprowadzić obserwacje fakty naukowe. Jednakże zadania nauki nie można sprowadzić ani do konstruowania systemu zasad, ani do formułowania praw ogólnych, ani do ślepego naśladowania natury. „Najwyższym osiągnięciem nauki nie jest to, gdzie naśladuje naturę, ale to, gdzie stwarza możliwości jej przekształcenia”1. Ograniczmy się do jednego przykładu. Odkrycie źródeł energii ze Słońca i gwiazd ma fundamentalne znaczenie dla astrofizyki. Jednak specyficzne cechy syntezy termojądrowej w głębinach
1 M. V. Keldysh, Problemy metodologii i postępu nauki. sob. :Metodologiczne problemy nauki”, wyd. „Nauka”, 1964, s. 224
gwiazdom nie wolno pożyczać od natury „gotowego” mechanizmu przemiany wodoru w hel. W szczególności zamiast trudnej reakcji zderzenia dwóch protonów należało zastosować oddziaływanie jąder deuteru, uzyskując izotop helu i neutron, czyli zastąpić powstawanie nowej cząstki (neutronu) przegrupowaniem cząstek zawartych w oryginale...
Poznawanie świata i jego wzorców
Zagadnienie poznawalności świata jest nierozerwalnie związane z podstawowym zagadnieniem filozofii i materialnej jedności świata. W przeciwieństwie do różnych kierunków idealizmu, które zaprzeczają możliwości poznania natury, materialiści są przekonani o możliwości poznania natury, realnie istniejącego świata. Nauka nie mogłaby się rozwijać, przekształcając się w bezpośrednią siłę wytwórczą społeczeństwa, gdyby świat był niepoznawalny.
Materialna jedność świata pozwala (w pewnych granicach) rozciągać się na obiekty kosmiczne praw ustanowionych w ziemskich laboratoriach, czyli zrozumienia świata. Oczywiście zjawiska i prawa w „ laboratorium kosmiczne» mogą znaleźć ważne zastosowania w warunkach lądowych. Poznanie prawdy to złożony proces. „Od żywej kontemplacji do abstrakcyjnego myślenia i od niej do praktyki – oto dialektyczna droga poznania prawdy, poznania obiektywnej rzeczywistości”1. W astronomii rolę „żywej kontemplacji” pełnią obserwacje, o których praktycznych korzyściach ludzie, jak wiemy, byli przekonani już w starożytności. Przez wiele stuleci astronomia była nauką „czysto” obserwacyjną. Tylko w ostatnio dane obserwacyjne zaczęto uzupełniać eksperymentami kosmicznymi.
Bezpośrednie obserwacje zapoznają człowieka z różnymi zjawiskami astronomicznymi: dziennym i rocznym obrotem sfery niebieskiej, pozornym ruchem planet, zaćmieniami Słońca i Księżyca, meteorami, różnymi kolorami gwiazd, zmianami jasności niektórych gwiazd. Rozwój nauki stopniowo umożliwił odsłonięcie istoty tych zjawisk, poznaj prawdziwe prawa natury i wykorzystaj je dla dobra człowieka. Nauka zdołała wyjaśnić obrót sfery niebieskiej codziennym ruchem Ziemi, odkryć prawa ruchu planet, odkryć przyczyny zaćmień, wyjaśnić zjawiska meteorologiczne, powiązać kolor gwiazd z ich temperaturą i wyjaśnić przyczynę zmiany jasności gwiazd. Dane z obserwacji astronomicznych umożliwiły ustalenie ważnych wzorców w Układzie Słonecznym i świecie gwiazd. Jako przykład wskażmy wzorce występujące w Układzie Słonecznym, cykliczność aktywności słonecznej, relację „widmo-jasność” itp. W procesie rozwoju nauki znalezione wzorce są udoskonalane na podstawie nowych fakty obserwacyjne. Potwierdzeniem poznawalności świata i jego praw jest wyznaczanie odległości do ciał niebieskich, określanie ich rozmiarów, mas, temperatur, prędkości, składu chemicznego itp.
Głównym kryterium prawdziwości wiedzy naukowej jest praktyka, a w szczególności obserwacje astronomiczne. W.I. Lenin zauważył, że „praktyka, która służy nam za kryterium w teorii poznania, musi obejmować praktykę obserwacji astronomicznych”1. Niezgodność hipoteza astronomiczna obserwacje wymagają rewizji hipotezy lub jej odrzucenia. Teoria naukowa, która poprawnie interpretuje to zjawisko, nie tylko dobrze zgadza się z obserwacjami, ale także pozwala przewidzieć bezpośrednie odkrycia teleskopowe i dokładnie przewidzieć z wyprzedzeniem początek określonego zjawiska. Przykładem potwierdzenia słuszności nauk Kopernika było odkrycie Neptuna.
Obliczone dane dotyczące odległości do ciał niebieskich Układu Słonecznego zostały obecnie zweryfikowane metodami radarowymi. Satelity sztucznej Ziemi i rakiety kosmiczne umożliwiły wykrycie korpuskularnych strumieni słonecznych w przestrzeni kosmicznej, których istnienie teoria przewidywała już dawno temu. Sam fakt ruchu satelitów i rakiet w polu grawitacyjnym Ziemi i Słońca po wcześniej obliczonych orbitach jest eksperymentalnym potwierdzeniem poprawności mechaniki niebieskiej.
Prawa dialektyki
Lekcje astronomii dają okazję do zilustrowania ogólnych praw ewolucji materii
a) Prawo jedności i walki przeciwieństw. W.I. Lenin wielokrotnie podkreślał, że doktryna walki przeciwieństw jako uniwersalnego wewnętrznego źródła wszelkiego rozwoju stanowi rdzeń dialektyki. Wyjaśnijmy to na kilku przykładach astronomicznych. „Stacjonarna” gwiazda, taka jak nasze Słońce, reprezentuje jedność dwóch głównych przeciwieństw: siły grawitacji i siły wewnętrznego ciśnienia gazu. Siły grawitacyjne ściskają kulę gazową, ale działanie to równoważą wewnętrzne siły ciśnienia gorącej plazmy. Dlatego obserwacje nie ujawniają żadnych znaczących zmian w wielkości Słońca.
Ciśnienie światła (szczególny przypadek sił odpychających) odgrywa szczególną rolę w astrofizyce w przypadkach, gdy światło naciska na małe cząstki materii. W tym przypadku wielkość nacisku światła może być nie tylko porównywalna z siłą grawitacji, ale także ją przekraczać.
Uwzględnienie oddziaływania fotograwitacyjnego jest konieczne, gdy praktyczne rozwiązanie problemy nawigacji kosmicznej.
W początkowym okresie powstawania Ziemi i planet z obłoku gazowo-pyłowego otaczającego Słońce prawdopodobnie znaczącą rolę w „sortowaniu” cząstek odgrywało ciśnienie radiacyjne. Mogłoby to z góry określić różnicę w obecnie obserwowanym składzie chemicznym planet: skład planet bardziej odległych od Słońca obejmuje głównie światło pierwiastki chemiczne, na przykład wodór, który jest bardzo powszechny w przestrzeni kosmicznej.
Galaktyki reprezentują dialektyczną jedność dwóch sprzecznych właściwości. Są to formacje dyskretne (nieciągłe), ponieważ składają się z pojedynczych gwiazd poruszających się chaotycznie względem siebie. Są to formacje ciągłe (stałe), ponieważ odległości między gwiazdami są małe w porównaniu z rozmiarami galaktyk, a same galaktyki mają specjalny ruch obrotowy.
Ściśle powiązane procesy promieniowania i absorpcji, jonizacji i rekombinacji, rozpadu promieniotwórczego i syntezy jąder atomowych są niezwykle ważne dla astrofizyki.
b) Prawo przejścia zmian ilościowych na jakościowe. Przykładem przejścia zmian ilościowych na jakościowe jest ewolucja gwiazd. Razem z powolnym rozwój ewolucyjny ciał niebieskich następuje gwałtowne, wybuchowe przejście zmian ilościowych w jakościowe (eksplozje nowych i supernowych), procesy wybuchowe w jądrach galaktyk itp.
c) Prawo negacji negacji jest ważne w teorii poznania. Ruch wiedzy naukowej odbywa się po spirali wznoszącej, jakby powracał do poprzedniego punktu widzenia, ale na wyższym poziomie. Zatem idee heliocentryczne wysunięte przez greckiego astronoma Arystarcha z Samos (ok. 320-250 p.n.e.) nie rozpowszechniły się. Geocentryzm panował aż do XVI wieku, kiedy to dokonano odkrycia Kopernika, które później zyskało powszechne uznanie.
Genialne przypuszczenie Bruna na temat natury gwiazd przez długi czas nie mogło zostać potwierdzone naukowo i w zasadzie zostało odrzucone. Dopiero w XIX-XX wieku. udało mu się uzyskać niezbite dowody na słuszność swoich domysłów.
Kosmogonicznej hipotezie Kanta (XVIII w.) zaprzeczały hipotezy, według których Ziemia i planety znajdowały się początkowo w stanie gorącym. Jednak współczesna kosmogoniczna hipoteza szkoły O. Yu Schmidta opiera się na koncepcjach, które mają wiele wspólnego z poglądami Kanta. Przejaw prawa negacji negacji można znaleźć także w zjawiskach naturalnych, gdzie niektóre stany jakościowe zastępowane są innymi w postaci łańcucha negacji. Przykładowo od 21 marca, od początku wiosenno-letniej połowy roku, pojawiają się już oznaki przyszłej zimy: od 21 marca dzień nadchodzi wolniej, a od 22 czerwca dzień już się skraca, choć szczyt lata dopiero przed nami.
Edukację ateistyczną należy uważać za integralną część kształtowania materialistycznego światopoglądu uczniów. Astronomia ma bogate możliwości wyjaśniania zagadnień pochodzenia i istoty religii, wizualnego ukazywania walki religii z nauką, a także przezwyciężania uprzedzeń i przesądów religijnych.
Klasycy marksizmu-leninizmu wielokrotnie zwracali uwagę na potrzebę materialistycznego wyjaśnienia źródeł wiary i religii. Przednaukowe wyobrażenia ludzi na temat otaczającego ich świata rozwinęły się w warunkach prymitywnego systemu komunalnego. Zmysłowe postrzeganie Ziemi i ciał niebieskich w tamtej epoce oczywiście nie podlegało krytycznej refleksji. Nieznajomość praw natury i wcześniejsza bezsilność człowieka doprowadziła do pojawienia się wiary w nadprzyrodzone siły natury. Wiele cechy charakterystyczne prymitywne idee religijne (na przykład przesądy, rytuały itp.) weszły do nowoczesnych religii. Do tej pory „święte” księgi (Biblia, Koran itp.) zawierają idee nt płaska ziemia, znajdujący się poniżej i będący nieruchomym fundamentem świata; o solidnej kopule nieba rozciągającej się nad Ziemią; o boskim stworzeniu świata w sześć dni itp. Krytykując to, nauczyciel astronomii musi pamiętać, że współcześni teolodzy usprawiedliwiają naiwne opowieści biblijne faktem, że Bóg rzekomo przemawiał do ludzi językiem tamtych odległych czasów, kiedy ludzie , który początkowo miał bardzo prymitywne myślenie, nie mógł dostrzec malarstwo nowoczesne Wszechświat. Dlatego też dosłowne traktowanie narracji biblijnych jest dziś rzekomo absurdalne, a nawet bluźniercze, gdyż Biblia zawiera symbole, których alegoryczne znaczenie można zrozumieć jedynie za pomocą sztuki teologicznej.
Konieczne jest zdemaskowanie nie tylko antynaukowego, ale i reakcyjnego charakteru światopoglądu religijnego. Religia wpaja wierzącym pogląd, że świat dzieli się na dwie części – ziemską i niebiańską, a życie człowieka na Ziemi to tylko krótka chwila, po której następuje wieczne „królestwo niebieskie”, w którym wierzący, którzy bez wątpienia znosili cierpienia na Ziemi , odnajdzie wieczny spokój. W ten sposób religia odwraca uwagę mas pracujących od walki rewolucyjnej i pomaga klasom wyzyskującym utrzymać lud w posłuszeństwie. Wielowiekowa walka pomiędzy dwoma głównymi nurtami filozofii: materializmem a zawoalowaną formą religii – idealizmem – znalazła swój jasny wyraz w walce o heliocentryczny system świata Kopernika.
Nie wystarczy jednak wskazać na reakcyjną rolę religii w związku z badaniem epoki ustanowienia nauczania heliocentrycznego. Konieczne jest prześledzenie kontynuacji walki ideologicznej między nimi
światopoglądów aż do chwili obecnej, kiedy odkrycia astronomów XX wieku stają się przedmiotem walki. Na przykład, korzystając z teorii rozszerzającego się Wszechświata, teolodzy starają się „udowodnić”, że współczesna astronomia, która odkryła przesunięcie ku czerwieni w widmach galaktyk, świadczy o stworzeniu świata przez Boga!
Przez cały okres astronomii należy nosić ideę nieporównywalności nauki i religii. We współczesnej epoce rozkwitu nauki, w dobie lotów kosmicznych religia nie może otwarcie przeciwstawiać się nauce, palić myślicieli na stosie, zakazywać książek zawierających odkrycia naukowe itp. Jednak walka między religią a nauką trwa nadal, choć np. na przykład Watykan ma własne obserwatorium astronomiczne, a „ojcowie” Rosyjskiej Cerkwi Prawosławnej „radują się” z sukcesów w eksploracji kosmosu i modlą się o bezpieczny powrót kosmonautów na Ziemię. Zmieniła się jedynie forma walki: zaciekły opór ustąpił miejsca widocznej „zgodzie”, a Kościół prowadził walkę ideologiczną subtelniej i ostrożniej. Warto wielokrotnie powracać do poglądu, że w przeciwieństwie do religii, która zmusza nas do przyjmowania wszystkiego na wiarę, nauka astronomiczna czerpie informacje z obserwacji dokonywanych za pomocą nowoczesnych instrumentów.
Religia od dawna wpaja wierzącym, że cały świat został stworzony dla człowieka, że Słońce, Księżyc i gwiazdy istnieją tylko po to, aby ogrzewać i oświetlać człowieka, że „dogodna” budowa Wszechświata jest dowodem na istnienie Boga. Krytykując to, warto zauważyć, że Ziemia otrzymuje jedynie niewielki ułamek energii emitowanej przez Słońce, a cała reszta energii jest „bezcelowo” rozproszona w przestrzeni. Ziemia otrzymuje od gwiazd nieporównywalnie mniejszą ilość światła i ciepła, przez co „zdrowy rozsądek”1 przez długi czas nie potrafił utożsamiać gwiazd i Słońca.
Wiadomo, że w naszym kraju już dawno zanikł ucisk społeczny mas pracujących, co według W.I. Lenina jest najgłębszym korzeniem religii. Jednak uprzedzenia religijne nie zostały jeszcze całkowicie wyeliminowane. Dlatego ważne jest, aby nie „przeoczyć” żadnego zjawiska naturalnego, którego materialistyczne wyjaśnienie ujawnia bezsens przesądów religijnych. Propaganda antyreligijna na lekcjach, zajęciach pozalekcyjnych z astronomii, a także podczas obserwacji jest nierozerwalnie związana z głównym materiałem edukacyjnym: nie powinno być niereligijnym wyjaśnianie przyczyn i możliwości przewidywania zaćmień, pojawienia się komet i meteorów, zjawiska fizycznego natura ciał niebieskich, budowa kalendarza, zagadnienia eksploracyjne przestrzeń kosmiczna, problemy kosmogonii itp. Nie wystarczy np. samo informowanie uczniów o odkryciach Galileusza. Musimy dać im możliwość zobaczenia przez teleskop wszystkiego, co widział Galileusz, a następnie wyjaśnić (jak to się dzieje w podręczniku do astronomii), dlaczego te odkrycia odegrały ważną rolę w uzasadnieniu nauk Kopernika.
Specyficzne funkcje Nauczanie astronomii zdeterminowane jest przede wszystkim powiązaniem materiałów edukacyjnych z obserwacjami oraz niezwykle ograniczonym czasem przeznaczonym na naukę przedmiotu z astronomii w szkole średniej. Pierwszy wymaga od nauczyciela znajomości nieba gwiaździstego, opanowania metodyki prowadzenia prostych obserwacji teleskopowych Księżyca, Słońca, planet i gwiazd oraz umiejętności organizowania obserwacji grupowych i indywidualnych uczniów. Drugie nieuchronnie prowadzi do zaoszczędzenia każdej minuty lekcji, jej dużej intensywności i dynamiki, co wymaga od nauczyciela i uczniów pewnego wysiłku i organizacji. Nauczanie astronomii polega na prezentowaniu przez nauczyciela na zajęciach materiału programowego, obserwacjach, rozwiązywaniu problemów, utrwalaniu przez uczniów materiału z podręcznika i notatek oraz sprawdzaniu wiedzy uczniów. Skuteczne nauczanie astronomii osiąga się poprzez koordynację i komunikację różne metody i formularze.
Jedną z głównych metod prezentacji materiałów edukacyjnych na lekcjach astronomii jest wykład połączony z pokazem modeli, tablic wizualnych, taśm filmowych i filmów. Wykład pozwala na pełniejsze i rygorystyczne przedstawienie zagadnień wymagających spójnego uzasadnienia logicznego, a przy tym jest jak najbardziej zgodny z charakterystyką wiekową maturzystów oraz specyfiką astronomii jako przedmiotu akademickiego. W trakcie wykładu studenci sporządzają krótkie notatki zawierające plan wykładu oraz uwagi dotyczące poszczególnych punktów planu. Konieczność systematycznego monitorowania przyswajania przez uczniów materiału edukacyjnego skraca czas trwania wykładu, który, jak pokazano w drugiej części książki, na niektórych lekcjach może trwać jedynie 45 minut. Niektórzy nauczyciele przydzielają wyjaśnienia indywidualne kwestie nowego materiału z astronomii dla wcześniej przygotowanych prelegentów, który choć przyczynia się do pewnej aktywizacji uczniów i przynosi mówcom ogromne korzyści, to jednak jest mniej pożądany niż wyjaśnienia nauczyciela. Możliwość wykorzystania metody wykładowej w nauczaniu astronomii potwierdzają doświadczenia w nauczaniu astronomii w kraju i za granicą.
Widoczność, której rola jest wystarczająco uzasadniona nowoczesna pedagogika, ma w astronomii specjalne znaczenie. Jak wiadomo, zastosowanie różnych pomocy wizualnych rozwiązuje następujące problemy:
a) fotografie i rysunki (slajdy, taśmy filmowe), uzupełniające samodzielne obserwacje uczniów, wprowadzają ich w wygląd ciał niebieskich;
b) rysunki, rysunki, filmy i modele pozwalają odsłonić istotę wielu obserwowanych zjawisk;
c) schematy, fotografie, modele przyrządów ułatwiają uczniom zrozumienie metod badań astronomicznych, podają reprezentacja wizualna o podstawowych instrumentach astronomicznych.
W prezentacji kursu astronomii wykorzystuje się metody indukcji i dedukcji, które sprawdziły się w nauczaniu dyscyplin fizycznych i matematycznych. Metoda indukcyjna preferowane jest w przypadkach, gdy konieczne jest zidentyfikowanie wzorców w świecie planet i gwiazd, gdy powstaje idea Galaktyki i Metagalaktyki itp. Metoda dedukcyjna jest szczególnie skuteczna, gdy prawa ruchu ciał niebieskich są badane, rozważane są kwestie kosmogonii itp. W trakcie studiów W astronomii dedukcja i indukcja nie są od siebie odizolowane, ale są ściśle ze sobą powiązane, uzupełniając się. Na przykład, wyjaśniając uczniom ogólne stanowisko filozofia materialistyczna, zgodnie z którą życie nieuchronnie powstaje na każdej planecie, jeśli w procesie rozwoju wystąpią na niej sprzyjające warunki, można ocenić, na ile odpowiednie do życia są niektóre planety Układu Słonecznego, warunki fizyczne, które uczniowie już znają. Jednak wraz z zastosowaniem tutaj dedukcji konieczne jest zwrócenie się ku indukcji, aby uzasadnić, na podstawie fizycznej natury planet, ich podział na dwie główne grupy.
Metoda porównawcza odgrywa ważną rolę w nauczaniu astronomii. Udane porównanie obrazowe ułatwia uczniom dostrzeżenie skal czasoprzestrzennych, w oparciu o które operuje astrotomia. Tradycją stało się wyjaśnianie odległości Ziemi od Księżyca, Słońca, najbliższych gwiazd za pomocą przedziałów czasowych, w których odległości te pokonuje samolot odrzutowy, promień światła itp. Porównanie wielkości i masy Słońce o wielkości i masie Ziemi pozwala uczniom lepiej wyobrazić sobie wielkość Słońca. Porównanie temperatury plam słonecznych z temperaturą łuku elektrycznego pokazuje, jak arbitralne jest wyobrażenie o plamach słonecznych jako chmurach „schłodzonego” gazu. Czytając literaturę popularnonaukową, nauczyciel powinien pamiętać o konieczności doboru odpowiednich przykładów i porównań.
Wiele dzieci interesuje się astronomią. Niestety, astronomii nie uczy się w niższych klasach szkół, więc to naturalne zainteresowanie astronomią w większości przypadków okazuje się powierzchowne i nie wytrzymuje próby poważnej i systematycznej nauki na progu ukończenia szkoły. Trudniej jest zainteresować astronomią uczniów szkół średnich niż młodszych uczniów. Nauczyciel jednak, wzbudzając zainteresowanie uczniów, znacznie ułatwi im przyswojenie materiału edukacyjnego. W tym względzie ważne jest zapoznawanie uczniów z niektórymi problemami współczesnej astronomii, omawianymi w prasie i literaturze popularnonaukowej, na lekcjach i zajęciach praktycznych, zajęciach pozalekcyjnych i pozalekcyjnych. Rolą nauczyciela w tej kwestii jest ochrona uczniów przed wpływem sensacyjnych hipotez antynaukowych, które niestety wciąż często przenikają do prasy wraz z poważnymi publikacjami naukowymi.
Nauczyciel, który stara się zaszczepić swoim uczniom miłość i zainteresowanie astronomią, odnajdzie i odkryje przed swoimi uczniami to, co zadziwiające w najbardziej „zwykłych” zjawiskach astronomicznych (zmiana dnia i nocy, zmiana pór roku, pojawienie się gwiazd niebo, ruch Księżyca i planet na tle gwiazd itp.). Nauka dostrzegania otaczających nas zjawisk naturalnych i umiejętność ich wyjaśniania oznacza rozwijanie zainteresowań uczniów astronomią. Samo sformułowanie pytania jest tutaj istotne: jedną rzeczą jest sformułowanie naukowo precyzyjnego tematu, na przykład „Metody wyznaczania odległości do ciał niebieskich” i natychmiastowe rozpoczęcie jego przedstawiania, inną rzeczą jest zainteresowanie uczniów tym pytaniem; jak można było zmierzyć odległość do Księżyca, planet, Słońca, gwiazd itp., czyli postawić problem, zapytać uczniów o zdanie i dopiero wtedy przystąpić do rozwijania tematu. Inny przykład. Możesz po prostu powiedzieć uczniom, że planety nie są pokazane na mapach gwiazd i wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Można to jednak zrobić inaczej: korzystając z mapy i atlasu gwiazd, zapoznaj uczniów z charakterystyczną figurą konstelacji, w której dany czas planeta jest wyraźnie widoczna, a następnie, nie mówiąc uczniom nic o tej planecie, poproś ich, aby podczas niezależnych obserwacji naszkicowali konstelację. Wykonując to zadanie, uczniowie będą mogli „odkryć” planetę, a nauczyciel wyjaśni, co się dzieje na następnej lekcji. Takie podejście przybliża prezentację materiałów edukacyjnych na wykładach do rozmów, które są jedną z aktywnie dydaktycznych metod sprawdzania wiedzy uczniów na lekcjach astronomii.
§ 7. SYSTEM ROZLICZANIA PRAC DOMOWYCH I WIEDZY
Praca domowa
Ze względu na niewystarczającą ilość czasu przeznaczonego na nauczanie astronomii, dużą uwagę należy zwrócić na prace domowe uczniów.
Myśląc o zadaniu domowym, należy przede wszystkim mieć na uwadze przystępność i wykonalność zadania dla wszystkich uczniów. Wraz z tym konieczne jest zróżnicowane podejście do uczniów, uwzględniające obecność na zajęciach silnych uczniów którzy z entuzjazmem wykonają trudniejsze i ciekawe zadania. Ważną rolę w rozpoznawaniu i rozwijaniu ich zdolności odgrywa system zróżnicowanych zadań, stymulujący aktywność twórczą uczniów. Opcjonalne dla każdego mogą być trudniejsze zadania, obserwacje wymagające znacznej ilości czasu (na przykład ruch planet na tle rozgwieżdżonego nieba), eseje (streszczenia) na określone tematy kursu, produkcja domowych instrumentów i pomoce (na przykład zegary słoneczne).
Nieliczne zadania zadawane w domu mogą dotyczyć nie tylko materiału z studiowanego tematu, ale także odnosić się do wcześniej przestudiowanego
znaczące części kursu astronomii. Niektóre problemy, na przykład te rozwiązywane za pomocą ruchomej mapy, prawie nie wymagają pisemnego wyjaśnienia. Rozwiązanie problemów obliczeniowych należy udokumentować w zeszytach uczniów.
Zła pogoda czasami opóźnia obserwacje na długi czas. Dlatego nie powinieneś proponować nowych zadań obserwacyjnych na każdej lekcji: wystarczy co miesiąc dać jedno lub dwa małe zadania.
Uwzględnianie wiedzy uczniów
Sukces nauczania astronomii zależy nie tylko od dobrej prezentacji materiału i obserwacji przez nauczyciela, ale także od prawidłowo zorganizowanego sprawdzania wiedzy i umiejętności uczniów. Niektórzy nauczyciele, powołując się na brak czasu, wystawiają uczniom świadectwa na podstawie jednej lub dwóch ocen. Po pierwsze stwarza to warunki do niesystematycznej pracy uczniów, a po drugie osłabia kontrolę nad przyswojeniem materiału nauczanego na lekcjach, tj. „ informacja zwrotna„w procesie pedagogicznym. System rachunkowości wiedzy powinien obejmować różne formy i metod, których umiejętne połączenie jest wyznacznikiem umiejętności nauczyciela.
Preferowane powinny być te formy zapisywania wiedzy, które aktywizują uczniów. Formy te to przede wszystkim rozmowy ze studentami, sprawdziany pisemne z tematów poszczególnych zajęć oraz sprawdziany z poszczególnych części kursu.
Podczas rozmowy nauczyciel zadaje uczniom kilka pytań dotyczących wcześniej przerobionego materiału, angażując kilkoro uczniów w dyskusję na te pytania, uzupełniając i wyjaśniając sobie nawzajem odpowiedzi. Podsumowując rozmowę, nauczyciel ogłasza oceny.
Praca testowa, trwająca około 15 minut, jest skutecznym sposobem monitorowania przyswajania aktualnego materiału. Praca testowa może obejmować ćwiczenia z mapą gwiazd, proste problemy obliczeniowe, a także pytania, na które studenci mogą udzielić krótkiej i precyzyjnej odpowiedzi w kilku linijkach. Samodzielność wykonywania prac testowych w dużej mierze zapewnia fakt, że każda praca ma kilka opcji, a uczniowie otrzymują zadania na kartkach. Zapewnia to jednocześnie indywidualne podejście do uczniów. Największym zainteresowaniem cieszą się unikalne prace laboratoryjne i praktyczne, których realizacja nie tylko pozwala, ale także wymaga od ucznia korzystania z podręcznika, mapy gwiazd, „Szkolnego kalendarza astronomicznego” itp. Niektóre arkusze testowe oferowane nauczycielowi znajdują się w drugiej części tej książki.
Po przeprowadzeniu prac weryfikacyjnych, nie ograniczających się do raportowania uzyskanych ocen, wskazane jest dokonanie analizy
z uczniami główne pytania pracy testowej. Przykładowo, jeśli praca testowa obejmowała zadania rozwiązywane za pomocą ruchomej mapy, wówczas wskazane jest przywołanie jednego lub dwóch uczniów jeden po drugim na kartę demonstracyjną i przy aktywnym udziale całej klasy przejść przez jedną z prac testowych opcje. Dalsze uogólnianie doświadczeń wynikających z regularnego prowadzenia takich prac niewątpliwie przyczyni się do rozwoju problemów nauczania programowanego w astronomii.
Jedną z form utrwalania i sprawdzania wiedzy uczniów są testy, które przeprowadzane są w ramach zajęć po godzinach lekcyjnych lub na odrębnych zajęciach (test-powtórka) na koniec każdego semestru. Rola testów polega na tym, że przygotowując się do nich, uczniowie powtarzają najważniejsze sekcje kursu, uzyskując uogólnione i usystematyzowane pojęcie o materiale edukacyjnym. W formie testów wskazane jest przede wszystkim sprawdzenie wiedzy tych uczniów, którzy z powodu opuszczonych lekcji lub z innego powodu mają poważne luki w wiedzy na określone tematy lub części kursu astronomii. W takim przypadku, przygotowując się do egzaminu, uczniowie przerabiają odpowiednie akapity podręcznika. Przydatne przed testami, które musisz zdać słabi uczniowie, przeprowadź krótką konsultację. Cel i metody przeprowadzania testów będą inne, jeśli testy organizowane będą dla mocnych uczniów. W takim przypadku, po zapoznaniu się z danym tematem, osoby zainteresowane proszone są o przystąpienie do testu, który obejmuje nie tylko materiał podręcznikowy i notatki poczynione w trakcie wyjaśnień nauczyciela, ale także rozwiązanie dodatkowych zadań, a także zapoznanie się z dodatkową literaturą poleconą przez nauczyciela . Dotychczas nie poświęcano wystarczającej uwagi tej formie pracy ze zdolnymi uczniami.
W niektórych przypadkach nie da się uniknąć tradycyjnego zadawania pytań ustnie przy tablicy, ale nabiera ono także swojej charakterystyki w nauczaniu astronomii. Faktem jest, że na lekcjach astronomii nie zawsze można wysłuchać przy tablicy szczegółowych historii dwóch lub trzech uczniów. Dlatego planując ankietę, należy tak formułować pytania, aby można było udzielić w miarę krótkiej odpowiedzi, która w pełni ujawniałaby zrozumienie istoty sprawy i zdolność ucznia do samodzielnego myślenia. Bardziej szczegółowe wyjaśnienia powinny być wymagane jedynie w wyjątkowych przypadkach. Możesz ograniczyć się do jednego głównego pytania, które wymaga krótkiej, spójnej historii na temat badanego tematu, oraz dodatkowe pytanie zawarte na liście pytań do przeglądu wcześniej poruszanych tematów.
Wybór formy utrwalania wiedzy jest organicznie powiązany ze specyfiką materiału edukacyjnego w astronomii. W ten sposób materiał związany z rozwiązywaniem problemów obliczeniowych lub wykorzystaniem ruchomej mapy nieba i podręczników referencyjnych można kontrolować poprzez prace weryfikacyjne. Wręcz przeciwnie, opanowywanie kwestii ideologicznych, sprawdzanie, na ile stały się one osobistym przekonaniem
Wskazane jest sprawdzanie uczniów w rozmowach, podczas kolokwium i podczas udzielania odpowiedzi na tablicy.
Stosowanie różne kształty sprawdzając wiedzę, nauczyciel otrzymuje możliwość wyeliminowania niedociągnięć niektórych form i wykorzystania zalet innych, co ostatecznie pozwala uzyskać w miarę pełny obraz wiedzy uczniów.
§ 8. ROZWIĄZANIE PROBLEMÓW NA KURSIE ASTRONOMII
Jedną z form sprzyjających bardziej świadomemu i trwałemu przyswajaniu materiału edukacyjnego oraz jasnemu kształtowaniu pojęć astronomicznych jest rozwiązywanie problemów.
Zadania można wypożyczyć z ćwiczeń dostępnych w podręczniku, wybrać najłatwiejsze zadania z „Zbioru problemów i ćwiczeń z astronomii” prof. B. A. Woroncow-Wielyaminow, a także z nowego podręcznika „Zagadnienia i ćwiczenia z astronomii dla szkoły średniej” B. A. Wołyńskiego i innych Oryginalne problemy i pytania publikowane są w czasopiśmie „Fizyka w szkole”. „Szkolny kalendarz astronomiczny” regularnie analizuje zadania olimpiad dla uczniów moskiewskich szkół. Wreszcie nauczyciel może samodzielnie ułożyć zadania w oparciu o materiał raportów TASS na temat wystrzeleń sztucznych ciał niebieskich, dane referencyjne itp. Proste zadania zadawane w domu powinny pomóc uczniowi sprawdzić swoją wiedzę: rozwiązując zadanie, raz ponownie sięgnąć do tego, co właśnie przeczytał w tekście podręcznika i znaleźć w nim coś, co pozostało wcześniej niezauważone. Bardziej wskazane jest analizowanie trudniejszych zadań na zajęciach w kręgu.
Zadania szkolne z astronomii można podzielić na trzy typy:
1) zadania obliczeniowe;
2) rozwiązane problemy z poruszającą się mapą gwiazd;
3) zadania - pytania.
Zadania obliczeniowe
Szczególnie interesujące są problemy, które wymagają prostego wstępnego obliczenia jakiegoś istotnego zjawiska praktyczne życie(na przykład obliczenie wysokości Słońca w południe). Wskazane jest wybranie szeregu problemów, które uczniowie mogliby rozwiązać na lekcjach matematyki. Dane numeryczne problemów dobiera się tak, aby odpowiadały dokładności, z jaką należy uzyskać wynik końcowy. Przykładowo, aby rozwiązać problem południowej wysokości Słońca, wystarczy przyjąć deklinację Słońca z kalendarza astronomicznego z dokładnością 0°,5 – 1°,0. Rozwiązanie problemu należy rozpocząć od wyjaśnienia jego istoty astronomicznej i uzasadnienia stosowalności konkretnego wzoru. Otrzymawszy numer
wyniku, ważne jest, aby go zwizualizować, wybierając odpowiednie porównania. Ze względu na specyfikę astronomii nie zawsze wskazane jest stosowanie Międzynarodowego Układu Jednostek SI. Obliczenia astronomiczne byłyby bardzo skomplikowane, gdybyśmy porzucili wyrażanie odległości do gwiazd w parsekach, a do ciał Układu Słonecznego w jednostki astronomiczne; jasności gwiazd w jednostkach jasności Słońca, odpowiednio mas i promieni gwiazd w jednostkach masy i promienia Słońca, odpowiednio mas i promieni planet w jednostkach masy i promienia Ziemi itp. Rozważmy pokrótce kilka przykładów problemów obliczeniowych zaczerpniętych głównie z podręcznika astronomii.
Zadanie 1. Mars jest 1,52 razy dalej od Słońca niż Ziemia. Jaki jest „rok” Marsa?
Oznaczając okresy gwiazdowe Marsa i Ziemi odpowiednio przez Ri i P oraz przez ai i średnie odległości tych planet od Słońca, zapisujemy stan problemu i jego rozwiązanie.
Zadanie 2. Oblicz, w jakiej odległości od Ziemi znajduje się punkt, w którym przyciąganie Ziemi i Księżyca jest równe, wiedząc, że odległość Księżyca od Ziemi wynosi 60 promieni Ziemi, a masy Ziemia i Księżyc są w stosunku 81:1.
Niech żądany punkt będzie w odległości x od Ziemi. Wówczas dowolne ciało o masie m0 umieszczone w tym punkcie jest przyciągane przez Ziemię z siłą (...)
Przykłady problemów rozwiązywanych za pomocą ruchomej mapy gwiazd
1. Które konstelacje i najjaśniejsze gwiazdy będą widoczne dzisiaj o 21:00
2. Czy konstelacja Lwa będzie widoczna dziś wieczorem? Jaka pora roku jest najdogodniejsza do obserwacji tej konstelacji?
3. Które konstelacje nie zachodzą na tym obszarze?
4. Określ lokalny czas wschodu, górnej kulminacji i zachodu gwiazdy Betelgeza w dniu 5 listopada. Porównaj z czasem wschodu tej gwiazdy 25 listopada. Wyciągnij wniosek.
5. Podano współrzędne jasnej gwiazdy: Co to za gwiazda?
6. Określ z mapy współrzędne równikowe Syriusza.
7. 29 sierpnia o godzinie 23:00 czasu lokalnego nawigator zauważył dwie jasne gwiazdy w północnej części horyzontu na tych samych azymutach, ale po przeciwnych stronach punktu północnego. Nazwij je i odpowiedz, która gwiazda zachodzi, a która wschodzi.
8. Określ, jak długo po górnej kulminacji gwiazdy Kasjopei (Alpheratów) gwiazdy Aldebaran, Capella, Altair, Deneb przejdą przez południk.
9. Wiedząc, w jakiej konstelacji znajduje się obecnie ta planeta, określ, jaka pora dnia jest najkorzystniejsza do jej obserwacji.
10. Korzystając z mapy ruchomej gwiazdy, określ w przybliżeniu azymut, wysokość i odległość od zenitu Deneba 15 września o godzinie 22:00.
11. Jaki jest w przybliżeniu kąt godzinny Vegi 10 września o godzinie 19:00 czasu lokalnego?
12. W jakim konstelacji zodiaku danego dnia znajduje się Słońce?
13. Wyznacz współrzędne równikowe Słońca w danym dniu.
14. Określ dzisiaj godzinę wschodu i zachodu słońca oraz długość dnia i nocy.
15. Obserwuj jak zmieniają się azymuty punktów wschodu i zachodu słońca w ciągu roku.
16. Zaobserwuj, jak w ciągu roku zmienia się wysokość Słońca w południe.
Do rozwiązania zadań 1-11 wystarczy umiejętność posługiwania się mapą ruchomej gwiazdy; Zadania 5, 6 i podobne można wygodnie rozwiązać za pomocą atlasu gwiazd. Podstawowe instrukcje dotyczące rozwiązywania problemów 12-16 podano w rozwinięciach odpowiednich lekcji.
Zadania-pytania
Rozwiązując te zadania, uczniowie muszą jasno wyobrażać sobie zjawiska astronomiczne, umieć rozumieć zależności między nimi oraz wyciągać prawidłowe logiczne wnioski i wnioski. Zadania takie przyczyniają się do rozwoju rozumienia przestrzennego i myślenia uczniów. Pytania problemowe można wybierać do dowolnej części kursu astronomii, są one jednak szczególnie przydatne w przypadkach, gdy badane zjawiska rozpatrywane są z perspektywy jakościowej, bez użycia formuł. Spójrzmy na kilka przykładów.
Zadanie 1. W jakiej największej odległości kątowej od Centauri można zobaczyć z Ziemi planetę, która, powiedzmy, krąży wokół tej gwiazdy w odległości 150 000 000 km?
To zadanie nie wymaga żadnych obliczeń. Jeśli uczeń opanuje koncepcję rocznej paralaksy, będzie dla niego jasne, że promień orbity z Ziemi określonej planety powinien być widoczny pod tym samym kątem, czyli pożądany kąt wynosi 0",76.
Zadanie 2. Szerokość geograficzna tego obszaru wynosi 57°. W jakiej odległości od zenitu równik niebieski przecina południk niebieski? Jaka jest wysokość najwyższego punktu równika niebieskiego nad horyzontem niebieskim?
Odpowiedz na to pytanie można uzyskać badając rysunek sfery niebieskiej (dla szerokości geograficznej 57°). W tym przypadku nietrudno odkryć, że szerokość geograficzna jest równa nie tylko wysokości bieguna niebieskiego, ale także pożądanej odległości zenitalnej punktu przecięcia południka niebieskiego z równikiem niebieskim. W związku z tym odległość zenitowa najwyższego (względem horyzontu) punktu równika wynosi 57°, a jego wysokość wynosi 33°. Rozumowanie można wyjaśnić za pomocą modelu sfery niebieskiej.
Zadanie 3. Szerokość geograficzna Leningradu wynosi 60°. Czy można tam zobaczyć obie kulminacje gwiazdy Vega, jeśli jej deklinacja wynosi +39°?
Wiadomo, że wszystkie gwiazdy o kącie 6 ^ 90° - f nie zachodzą na danym obszarze. Dlatego Vega w Leningradzie jest gwiazdą nigdy nie zachodzącą. Otrzymany wynik można zilustrować za pomocą modelu sfery niebieskiej.
Zadanie 4. Czy dwie daty będą się zgadzać? podróżnik świata, który jednocześnie opuścił Moskwę 1 maja, jeden na zachód, drugi na wschód i podróżował 15° długości geograficznej dziennie?
Podróżni wrócą do Moskwy za 24 dni. Wtedy (a także gdy spotkają się w 14. strefie czasowej) zbiegnie się liczba ich dat: osoba podróżująca na wschód, przekraczająca linię daty (odległa od Moskwy na wschód o 143°, a na zachód o 217°) ), zaliczy ten sam dzień dwa razy, a podróżujący na zachód pominie jeden dzień. Wynika to z faktu, że podczas podróży pierwszy wykonał o jeden obrót wokół osi Ziemi mniej w porównaniu do punktu, z którego wyszedł, a drugi wykonał o jeden obrót więcej.
Zadanie 5. Księżyc w pobliżu pełni. Jak wygląda Ziemia w tym czasie, obserwowana z Księżyca?
Jeśli uczniowie dobrze rozumieją podstawowe fazy Księżyca, z łatwością mogą sobie wyobrazić, że fazy Ziemi obserwowane z Księżyca będą „przeciwne”, tj. podczas pełni Księżyca będzie obserwowana „Nowa Ziemia”. .
Zadanie 6. Czy można obserwować z bieguna północnego Ziemi? zaćmienie słońca 15 listopada?
Pamiętając, że od początku października do połowy marca Słońce na biegunie północnym znajduje się poniżej horyzontu, uczniowie odpowiedzą na pytanie przecząco.
§ 9. SZKOLNE KOŁO Astronomiczne
Okrąg - podstawowy kształt zajęcia pozalekcyjne w astronomii. Doświadczenia szkolnych kół astronomicznych pokazują, że z działalności koła korzystają nie tylko jego członkowie, ale także cała szkoła (wykonywanie własnoręcznie przyrządzonych instrumentów, prowadzenie pogadanek naukowo-ateistycznych na lekcjach i zgromadzeniach pionierskich, organizowanie szkolnych wieczorów astronomicznych, konferencji, wystaw, gabloty nauk rozrywkowych; wydawanie szkolnej gazetki astronomicznej lub kalendarza). Liderem koła może być nauczyciel fizyki, geografii, matematyki, student instytutu pedagogicznego lub uczelni, miejscowy astronom amator lub uczeń szkoły średniej poważnie zainteresowany astronomią.
Szkolne koło astronomiczne należy uznać za ośrodek pracy astronomicznej prowadzonej w szkole i za ośrodek naukowej propagandy antyreligijnej. Wybierając początkowo niewielką liczbę uczniów do pracy w kole, można liczyć na dalsze poszerzanie koła poprzez coroczne organizowanie grup początkujących.
Najbardziej obiecujące jest kółko, początkowo organizowane z uczniów klas VII-IX, już od chwili założenia koła poważnego
Podstawowa praca z dziećmi w wieku szkolnym napotyka trudności związane z ich niewystarczającym przygotowaniem ogólnym, a możliwości systematycznych zajęć klubowych z uczniami klas dziesiątych są ograniczone obciążeniem pracą uczniów w tym wieku.
Rozpoczynając pracę z kołem warto przede wszystkim organizować ciekawe zajęcia „teoretyczne”. Zajęcia te mogą być prowadzone w formie wykładów prowadzącego, sprawozdań członków koła oraz sesji poświęconych analizie zagadnień i zadań. Główną zasadą studia teoretyczne jest maksymalną aktywnością członków koła. Dotyczy to również wykładów lidera: niewielka liczba członków koła, ich zainteresowanie studiowaną nauką oraz dostępność wystarczającej ilości czasu na dokładne przemyślenie zagadnień pozwalają liderowi na wciągnięcie członków koła w ożywioną rozmowę podczas wykładu. Podczas prowadzenia wykładów i sprawozdań w kręgu należy korzystać z dostępnych w szkole przyrządów i pomocy wizualnych do astronomii.
Rola obserwacji w okręgu jest bardzo ważna. Studenci studiują gwiaździste niebo przez cały rok i wykonują proste prace praktyczne z astronomii. Klub rozwija umiejętności obserwacji Słońca, Księżyca, gwiazd zmiennych i meteorów. W regularnie działającym kręgu obserwacje w swojej metodologii i organizacji są bliskie pracy badawczej astronomów-amatorów. Opieranie całej pracy na samych obserwacjach jest jednak ryzykowne, choć sam pomysł wydaje się kuszący. Z powodu plucha koło, którego działalność opiera się na zajęciach pod na wolnym powietrzu, będzie działać bardzo nieregularnie. To zniechęca dzieci, a czasem całkowicie zakłóca pracę koła. Dlatego obserwacje w kręgu należy uznać za ważne, ale nie jedyna forma praca.
Planowanie pracy koła można oprzeć na niedawno opublikowanym programie dwuletnim. Na koniec każdego roku akademickiego mogą być organizowane zaliczenia końcowe, podczas których podsumowywane są efekty pracy i sprawdzana jest siła zdobytej wiedzy i umiejętności. Najlepsi członkowie koła reprezentują szkołę na wojewódzkich i miejskich olimpiadach astronomicznych (lub astronomiczno-geograficznych).
Począwszy od drugiej połowy pierwszego roku zajęć należy, stopniowo identyfikując zainteresowania i skłonności dzieci, proponować im tematykę wizualnych i fotograficznych obserwacji Słońca, planet, Księżyca, meteorów, gwiazd zmiennych i satelitów . Kwestię wyboru poszczególnych tematów można ostatecznie rozstrzygnąć w połowie drugiego roku zajęć. Biorąc pod uwagę ograniczone narzędzia, bardziej wskazane jest rozpoczęcie od dwóch lub trzech tematów (na przykład obserwacje Słońca i meteorów, Księżyca, planet i Słońca, gwiazd zmiennych i meteorów itp.). W ostatnich miesiącach drugiego roku zajęć członkowie koła prowadzą obserwacje według indywidualnego planu. Po drugim roku zajęć część uczniów może już kierować juniorem
szyja w grupie w kole; być asystentem nauczyciela przy prowadzeniu obserwacji w klasie X.
Tematyka sprawozdań (w kolejności studiowania przedmiotu z astronomii) w kręgu składającym się z dziesiątych klas może brzmieć: „Ziemia jako planeta”, „Nowoczesne metody wyznaczania odległości do ciał niebieskich Układu Słonecznego”, „Wyprowadzenie trzeciego prawa Keplera dla przypadku ruchu po okręgu”, „Problemy naukowe i praktyczne rozwiązywane za pomocą satelitów”, „Wyznaczanie współrzędnych geograficznych w nawigacji i lotnictwie”, „Historia kalendarza”, „Największe teleskopy w świata”, „Koncepcja wstępnego obliczania zaćmień Słońca i Księżyca”, „Fizyka Wenus i Marsa”, „Współczesne wyobrażenia o Słońcu”, „Problem Słońce-Ziemia”, „Wewnętrzna struktura gwiazd i źródeł energii gwiazdowej”, „ Gwiazdy zmienne„, „Jak odkryto Galaktykę”, „ Najważniejsze osiągnięcia astronomia pozagalaktyczna”, „Współczesna nauka o ewolucji gwiazd i galaktyk”, „Główne etapy ewolucji Ziemi i planet”, „Życie we wszechświecie” itp.
Oprócz sprawozdań wskazane jest analizowanie problemów „olimpijskich” z astronomii na zajęciach dla klasy X. Szczególnie ważne jest zainteresowanie dziesiątych klas obserwacjami astronomicznymi, co będzie bardzo pomocne nauczycielowi podczas prowadzenia obserwacji grupowych z całą klasą.
§ 10. NIEKTÓRE FORMY PRACY POZASZKOLNEJ W ASTRONOMII
Wykłady edukacyjne z astronomii prowadzone w planetariach
Wykłady te, organizowane z myślą o studentach astronomii, nie zastępują lekcji astronomii w szkole. Stanowią doskonałe uzupełnienie zajęć lekcyjnych ze względu na możliwości demonstracyjne urządzeń planetarnych. „Planetarium” ułatwia badanie nieba gwiaździstego, pomaga wyjaśnić podstawowe pojęcia astronomii sferycznej, daje wizualną reprezentację niektórych zjawisk astronomicznych (zaćmienia Słońca i Księżyca, pojawienie się komet, roje meteorów, zorze polarne, zmieniające się fazy Księżyc, pozorny dzienny i roczny ruch planet, Księżyca, Słońca itp.). Wykładom towarzyszy projekcja dużej liczby kolorowych przezroczy oraz fragmentów filmów edukacyjnych i popularno-naukowych.
Po wysłuchaniu wykładów edukacyjnych warto dowiedzieć się od uczniów, co było dla nich niejasne, czego nowego się nauczyli, co szczególnie im się podobało. Wskazane jest zgłaszanie wykładowcom planetarium Państwa propozycji naukowego i metodologicznego udoskonalenia cykli wykładowych. Wyjaśniając materiały edukacyjne na zajęciach, należy stale powracać do tego, co uczniowie widzieli w planetarium.
Koła i kluby astronomiczne przy planetariach i obserwatoriach publicznych
Doświadczenie pracy pozalekcyjnej w astronomii wymaga głębokiego uogólnienia. W oparciu o planetaria, obserwatoria publiczne i stacje dla młodych techników w dużych ośrodkach coraz częściej organizowane są koła miejskie i kluby młodych pasjonatów astronomii. Przydatne jest, aby nauczyciel astronomii wiedział o pracy tych grup i popularyzował ich działalność wśród uczniów. Ograniczmy się do kilku przykładów.
Prowadzona jest systematycznie od 1935 roku praca w kręgu w Moskiewskim Planetarium, gdzie członkowie koła mają do dyspozycji dużą salę pokazową, publiczne obserwatorium, liczne instrumenty i pomoce wizualne. Tutaj członkowie koła studiują w ramach specjalnych programów zagadnienia teoretyczne astronomii, prowadzić amatorskie obserwacje naukowe, uczestniczyć w pracach propagandowych na terenie astronomii, w punktach astronomicznych, kiedy kursują autobusy propagandowe planetarium itp. Pracę kół w planetarium koordynuje rada kół. Poszczególne koła posiadają własne wybierane organy samorządu (biura) oraz redakcję gazety ściennej koła. Podobną strukturę i treść pracy mają koła astronomiczne w Moskiewskim Pałacu Pionierów.
W 1963 roku w Symferopolu, staraniem astronomów-amatorów, w zasadzie zakończono budowę Krymskiego Regionalnego Obserwatorium Młodzieży (ryc. 1). Obserwatorium, w którego utrzymaniu biorą czynny udział uczniowie Symferopola, prowadzi prace naukowe w działach „gwiazdowo-słonecznych”, „meteorowo-planetarnych” i „geofizycznych”. Ponadto grupa „optyczna” zajmuje się produkcją teleskopów i części do nich. Stopniowo obserwatorium staje się nie tylko ważny ośrodek pozaszkolnej pracy z astronomii, ale także ośrodek upowszechniania wiedzy metodologicznej niezbędnej nauczycielom astronomii i kierownikom różnych placówek pozaszkolnych.
W 1962 roku rozpoczęto w Nowosybirsku budowę regionalnego obserwatorium dziecięcego i na jego podstawie zapoczątkowano prace kilku kół astronomicznych.
Od 1958 roku Klub Młodych Astronomów działa przy Obserwatorium Ludowym Pałacu Kultury Moskiewskich Zakładów Samochodowych. Lichaczewa. Członkowie Klubu systematycznie obserwują ciała niebieskie, wykonują instrumenty i pomoce wizualne, organizują wystawy, wieczory klubowe, biorą udział w imprezy masowe wśród ludności.
Działalność kół i klubów młodych kosmonautów jest ściśle związana z pracą pozaszkolną z zakresu astronomii. Doświadczenie Leningradzkiego Klubu Młodych Kosmonautów im. G. S. Titowa, zorganizowanego w 1962 r. Ogólne zarządzanie klubem sprawuje Rada Miejska Przyjaciół Młodych Kosmonautów Leningradu
Ryż. 1. Krymskie Regionalne Młodzieżowe Obserwatorium Astronomiczne.
(przewodniczący - marszałek lotnictwa profesor A. A. Nowikow). W dwuletnim programie klubu, obejmującym zajęcia z nauk o rakietach, aerodynamiki, inżynierii radiowej, medycyny kosmicznej, nauk specjalnych i trening fizyczny i innych, ponad 60 godzin poświęconych jest studiowaniu astronomii jako ważnej części szkolenia kosmonautów. Zajęcia z astronomii w klubie prowadzone są według programu obejmującego wszystkie działy astronomii. Ci, którzy pomyślnie ukończą klub, otrzymują tytuł „ Młody kosmonauta„wydaje się dyplom, odznakę i rekomendację o przyjęciu do szkoły wyższej specjalistycznej i średniej.
Wycieczki astronomiczne
Obiektem wycieczek mogą być planetaria, obserwatoria publiczne, obserwatoria astronomiczne, stacje równoleżnikowe i aktynometryczne, działające elektrownie słoneczne, a także wystawy poświęcone osiągnięciom naszego kraju w eksploracji kosmosu. Studenci są przygotowani do wycieczki w zależności od przedmiotu i celu wycieczki. Dlatego planetaria, publiczne obserwatoria i wystawy można zwiedzać przed zapoznaniem się z materiałami edukacyjnymi. Na materiale z tych wycieczek możliwe będzie dalsze oparcie wyjaśnienia niektórych zagadnień na kursie astronomii.
Przed wycieczką do obserwatorium astronomicznego nauczyciel (który wcześniej zapoznał się z obserwatorium) powinien poinformować uczniów, jakie instrumenty zobaczą i jaki jest główny profil pracy tego obserwatorium. Podczas wycieczki uwaga uczniów powinna być skupiona na głównych instrumentach, atlasach gwiazd i katalogach obserwatorium. Ważne jest, aby pokrótce zapoznać studentów z naukowymi „produktami” obserwatorium (zdjęcia ciał niebieskich, spektrogramy itp.).
§ 11. PRZYGOTOWANIE DO NAUCZANIA ASTRONOMII
Wstępne przygotowanie do nauczania astronomii
Współczesna astronomia jest złożoną dyscypliną fizyczną i matematyczną. Dlatego najlepiej, jeśli w szkole uczy go nauczyciel fizyki, który zna zagadnienia związane z prawem powszechnego ciążenia, zasadami wystrzeliwania sztucznych ciał niebieskich, analizą spektralną, teleskopami itp. Ponadto nauczyciele fizyki wiedzą, jak rozwiązać problemy jakościowe i ilościowe. Nie wyklucza to jednak możliwości nauczania astronomii przez nauczycieli geografii czy matematyki, lecz powoduje, że pożądane jest, aby ci nauczyciele zapoznawali się nie tylko z tokiem astronomii, ale także z fizyką. Będą czerpać korzyści z zagadnień fizycznych omawianych w opracowaniach lekcji.
Przedmiotem szczególnej uwagi nauczyciela astronomii powinny być filozoficzne i ateistyczne zagadnienia astronomii. Przed przystąpieniem do nauczania należy poszerzyć swoją wiedzę z zakresu astronomii, zapoznać się z cechami astronomii jako przedmiotu nauczania, przygotować i przejrzeć przyrządy i pomoce wizualne, zapoznać się z zalecenia metodologiczne prowadzenie obserwacji i wreszcie dobór najwłaściwszych do warunków szkolnych form zajęć pozalekcyjnych lub pracy pozalekcyjnej.
Należy dowiedzieć się, jakie książki z astronomii znajdują się w bibliotekach powiatowych i szkolnych, przejrzeć te książki i wywiesić w bibliotece szkolnej wykaz polecanej literatury z zakresu astronomii.
Nauczanie astronomii jest znacznie ułatwione, jeśli studenci zgromadzą materiał obserwacyjny przed przystąpieniem do systematycznego kursu astronomii. Przed wakacjami warto porozmawiać z dziewiątoklasistami, zapoznać ich z poruszającą się mapą gwiaździstego nieba i postawić proste zadania związane z obserwacjami gołym okiem. Zapoznanie się z rozgwieżdżonym niebem, widokiem Drogi Mlecznej, obserwacją roju meteorów Sierpniowego Perseidów itp. nie obciążają uczniów podczas zajęć letnie wakacje. Obserwacje astronomiczne w ciepłe i pogodne lipcowe i sierpniowe wieczory na daczy lub na wsi, podczas wycieczki turystyczne lub wycieczki do regiony południowe nasz kraj, gdy widok gwiaździstego nieba mimowolnie przyciąga uwagę, przyczynia się do kształtowania trwałego zainteresowania studiowaniem astronomii.
Poza tym trzeba pamiętać, że w okres letni W wielu miastach intensywnie rozwija się działalność publicznych obserwatoriów i obiektów astronomicznych w parkach, klubach i domach kultury. Dlatego też, po poinformowaniu studentów o harmonogramie pracy najbliższego obserwatorium publicznego, zdecydowanie należy im zalecić wybranie pory na obserwację Słońca, Księżyca i planet przez teleskop.
Planowanie kursu
Prowadzenie lekcji astronomii według ustalonego harmonogramu (1 godzina tygodniowo) ułatwia kalendarzowe zaplanowanie materiału przed rozpoczęciem roku szkolnego.
Obserwacje i zajęcia praktyczne odbywają się poza harmonogramem. Jednocześnie nie zawsze można towarzyszyć np. opowieści o reliefie Księżyca poprzez pokazanie Księżyca przez teleskop, objaśnieniu faz Wenus poprzez obserwację Wenus przez teleskop, opowieści o plamach słonecznych poprzez obserwację plam na ekranie itp. Dlatego planowanie obserwacji powinno być bardziej elastyczne niż planowanie lekcji. Przy prezentowaniu materiałów edukacyjnych nie można jednak wykluczyć pewnego przeorganizowania tematów (a być może nawet wzajemnego zastąpienia
lekcje fizyki i astronomii), jeśli pojawi się sprzyjająca okazja do obserwacji. Na przykład nie można nie skorzystać z obecności spektakularnej grupy plam na Słońcu, pojawienia się jasnej komety i innych zjawisk, z którymi czasami warto powiązać wyjaśnienie odpowiedniego materiału teoretycznego.
Z uwzględnieniem specyfiki szkół wiejskich, wieczorowych i specjalnych
Liczba godzin poświęconych nauce astronomii w dziesiątych klasach szkół wiejskich i miejskich jest taka sama. Dlatego planowanie zajęć z astronomii w szkołach miejskich i wiejskich może być podobne. Łatwiej jest prowadzić obserwacje na obszarach wiejskich niż w miastach. Dzięki temu można oprzeć znaczną część kursu na obserwacjach i stosunkowo często prowadzić lekcje na prostej platformie astronomicznej w plenerze. Zajęcia plenerowe pozwalają skupić uwagę podczas zadawania pytań uczniom na prawidłowym wyjaśnieniu i naukowo-ateistycznej interpretacji zjawisk obserwowanych gołym okiem lub przez teleskop (codzienny obrót nieba, wschody i zachody gwiazd, zmiany faz Księżyc, pozorny ruch Księżyca i planet na tle gwiazd, zaćmienia, meteoryty, ruch sztucznych satelitów Ziemi, pojawianie się plam słonecznych itp.).
Na zajęcia z astronomii w wieczorowych (zmianowych) szkołach miejskich i wiejskich przeznacza się prawie o połowę mniej godzin niż w szkołach dziennych, a astronomii uczy się w drugiej połowie roku. Dlatego należy studiować tylko najważniejsze zagadnienia ideologiczne i praktyczne kursu, a obserwacje prowadzić głównie wiosną. W miejskich szkołach wieczorowych (zmianowych) szczególne znaczenie ma udział w wykładach edukacyjnych w planetarium oraz rozmowy z uczniami na podstawie materiału wykładowego. Na wsi szkoły wieczorowe Podobnie jak w ciągu dnia, należy w miarę możliwości wykorzystywać możliwość prowadzenia lekcji astronomii na świeżym powietrzu.
Główną metodą certyfikacji uczniów w szkołach wieczorowych są sprawdziany, które można przeprowadzać w godzinach konsultacji, oraz test końcowy. Konieczność ścisłej selekcji materiału do nauki w szkołach wieczorowych zmusza do całkowitego przeniesienia rozważań na temat projektowania teleskopów, wykorzystania fotografii i analizy spektralnej w astronomii i wielu innych na lekcjach fizyki. powiązane kwestie oba przedmioty akademickie. Nie należy dążyć do szczegółowego przedstawienia, preferując najprostsze metody formułowania pojęć astronomicznych. Dotyczy to przede wszystkim prezentacji zagadnień astronomii sferycznej i praktycznej, gdyż w nauczaniu szkolnym można łatwo obejść się bez posługiwania się pojęciem sfery niebieskiej, ograniczając się do obserwacji i posługiwania się ruchomą mapą gwiaździstego nieba.
W szkołach wieczorowych możliwe jest: przybliżony rozkład materiały edukacyjne do lekcji (w nawiasach podano numery akapitów podręcznika):
1. Przedmiot astronomii (§ 1-3).
2. Układy geocentryczne i heliocentryczne świata (§ 9-13).
3. Określanie odległości do ciał niebieskich i rozmiarów ciał niebieskich (§ 15, 16, 19).
4. Satelity sztucznej Ziemi i loty kosmiczne (§ 20).
5. Określenie położenia opraw na podstawie ich współrzędnych poziomych i równikowych (§21, 22).
6. Zależność między wysokością bieguna niebieskiego a szerokość geograficzna(§ 24).
7. Pojęcie pomiaru czasu (§ 29, 30).
8. Ruch i natura fizyczna Księżyca (§ 35-37).
9. Przegląd ogólny planety Układu Słonecznego (§ 38-41).
10. Komety i meteory (§ 43-45).
11. Fizyczna natura Słońca (§ 46-48).
12. Podstawowe cechy fizyczne gwiazd (§ 50, 51).
13* Gromady gwiazd. Materia rozproszona (§ 53, 55).
14. Galaktyki. Nieskończoność Wszechświata w przestrzeni (§ 54, 56).
15. Współczesne poglądy na temat pochodzenia ciał niebieskich. Nieskończoność Wszechświata w czasie (§ 57-59).
16. Ostatnia lekcja.
Należy wskazać na potrzebę doskonalenia nauczania astronomii w szkołach średnich. W związku z tym doświadczenie eksperymentalnego nauczania astronomii na angielski, przeprowadzony w szkole nr 4 w Jarosławiu przez prof. V.V. Radzievsky i doc. B. A. Wołyński. Jeśli nauczyciel astronomii nie włada językiem na tyle dobrze, aby prowadzić w nim zajęcia, to objaśniając materiał, powinien wypisać na tablicy najważniejsze cechy szczególne terminy astronomiczne w języku obcym i wymagają od uczniów skompletowania małego słownika astronomicznego. Pomoże to uczniom w czytaniu. literatura zagraniczna, w których specyfika terminologii astronomicznej zwykle utrudnia tłumaczenie.
Przygotowanie do lekcji
Przygotowując się do lekcji, nauczyciel w pierwszej kolejności zapoznaje się z odpowiednim materiałem podręcznikowym oraz zalecanym rozwinięciem lekcji (Część II), który obejmuje: 1) temat lekcji; 2) cel lekcji;
3) wyjaśnienie znaczenia tematu lekcji; 4) wykaz urządzeń i pomocy wizualnych do tej lekcji oraz instrukcję ich użycia; 5) plan lekcji; 6) kolejność prezentacji poszczególnych zagadnień; 7) opis możliwych sposobów prezentacji jak największej trudne pytania; 8) najbardziej pożądane dodatki do materiału
podręcznik (dotyczący zagadnień astronautyki, radioastronomii, heliofizyki, astronomii pozagalaktycznej, ewolucji ciał niebieskich itp.); 9) instrukcje dotyczące powiązania materiału lekcyjnego z obserwacjami, 10) materiał dydaktyczny(pytania, zadania) sprawdzające wiedzę uczniów; 11) zagadnienia filozoficzne i ateistyczne związane z tematem lekcji; 12) najważniejsza literatura dodatkowa; 13) zalecenia dotyczące prowadzenia zajęć klubowych; 14) możliwe cele wycieczek; 15) praca domowa.
Oczywiście nie wszystkie rozwinięcia odzwierciedlają w równym stopniu wszystkie wymienione punkty, ponieważ rozwinięcia lekcji, nie będące standardowymi receptami, są jedynie przybliżone, ponieważ ujawnienie tematu zależy od nauczyciela. Na przykład, analizując temat „Pozorny roczny ruch Słońca i jego wyjaśnienie” (lekcja 13, s. 146), wychodziliśmy z faktu, że cechy codziennego ruchu opraw na różne szerokości geograficzne zostały już przestudiowane, dlatego w tej lekcji, po wyjaśnieniu rocznego ruchu Słońca wzdłuż ekliptyki, wystarczy posłużyć się tylko jednym lub dwoma przykładami, aby wyjaśnić, w jaki sposób następuje ruch Słońca na równiku (biegunie) Ziemi . Jeśli temat lekcji 13 był poruszany podczas wycieczki do planetarium, to w klasie nauczyciel, korzystając z modelu sfery niebieskiej i telluru, może ograniczyć się wyłącznie do rozmów z uczniami. Niektórzy nauczyciele poświęcają osobną lekcję na temat „Badanie codziennej ścieżki Słońca na różnych szerokościach geograficznych”, inni uważają, że możliwe jest podkreślenie tego materiału, aby uczniowie mogli się uczyć samodzielnie.
Tworzenie podsumowania lekcji nauczyciel powinien rozpocząć po zapoznaniu się z materiałem zawartym w podręczniku szkolnym, podręczniku do astronomii instytuty pedagogiczne i dodatkową literaturę. Samodzielna praca nauczyciela nad literaturą edukacyjną, naukową i popularnonaukową z zakresu astronomii jest warunkiem koniecznym skutecznego nauczania szybko rozwijającej się współczesnej astronomii. Szczegółowe indeksy bibliograficzne książek i artykułów z zakresu astronomii oraz metod jej nauczania dostępne są w szeregu podręczników1. Artykuły o sukcesach współczesnej astronomii publikowane są w czasopismach „Nature”, „Ziemia i Wszechświat”, „Fizyka w szkole” itp.
KONIEC ROZDZIAŁU I FRAGMENTU KSIĄŻKI
Kliknij przycisk powyżej „Kup książkę papierową” Możesz kupić tę książkę z dostawą na terenie całej Rosji i podobne książki w najlepszej cenie w formie papierowej na stronach oficjalnych sklepów internetowych Labyrinth, Ozon, Bukvoed, Read-Gorod, Litres, My-shop, Book24, Books.ru.
Klikając przycisk „Kup i pobierz e-book”, możesz kupić tę książkę w formie elektronicznej w oficjalnym sklepie internetowym litrs, a następnie pobrać ją na stronie litrs.
Klikając przycisk „Znajdź podobne materiały w innych witrynach”, możesz wyszukiwać podobne materiały w innych witrynach.
Na powyższych przyciskach możesz kupić książkę w oficjalnych sklepach internetowych Labirint, Ozon i innych. Możesz także wyszukiwać powiązane i podobne materiały na innych stronach.
Przedmiotem metodyki nauczania astronomii w szkołach średnich jest edukacja astronomiczna i nierozerwalnie związana z nią komunistyczna edukacja młodego pokolenia. Zgodnie z tym w pierwszej części książki, bazując na najlepszych doświadczeniach nauczycieli i metodyków astronomii, omówiono zadania, treści, zasady i metody nauczania podstaw nauk astronomicznych, przyrządy i pomoce wizualne, metody prowadzenia zajęć szkolnych obserwacji, a także zagadnień organizacji i prowadzenia zajęć pozalekcyjnych i pozaszkolnych. Szczególna uwaga poświęcono kształtowaniu materialistycznego światopoglądu i ateistycznemu kształceniu uczniów w procesie nauczania astronomii.
Z HISTORII NAUCZANIA ASTRONOMII W NASZYM KRAJU.
Początki nauczania astronomii w Rosji sięgają założenia w 1701 roku przez Piotra I szkoły „Przebiegłych sztuk nauczania matematyczno-nawigacyjnego”.
Od początku XVIII wieku. astronomię studiowano jedynie w specjalnych placówkach edukacyjnych (marynarka wojenna, artyleria, inżynieria itp.) w związku z potrzebami nawigacji, spraw wojskowych, kartografii, a po latach 80. XVII wieku. astronomia stała się powszechna w szkołach średnich. Jedną z tych szkół było gimnazjum akademickie zorganizowane przez M.V. Uczono w nim astronomii w ramach geografii matematycznej.
W 1817 roku Ministerstwo Spraw Duchowych i edukacja publiczna uznało, że podręczniki traktujące o obrocie Ziemi i naturalnym pochodzeniu świata są „odrażające dla Boga”. Prawo Boże zostało ogłoszone „jedynym solidnym fundamentem wszelkiej pożytecznej nauki”, a pobożność chrześcijańska „podstawą prawdziwego oświecenia”. W tych warunkach rozwój nauczania astronomii (kosmografii) napotkał duże trudności. Nazwa przedmiotu akademickiego – kosmografia – nie odpowiadała jego treści, gdyż w nauczaniu, które znacznie odbiegało od poziomu nauk ścisłych, najmniej uwagi poświęcano opisowi ciał niebieskich i ich układów (czyli opisowi Wszechświat lub Przestrzeń), a główny nacisk położono na astronomię sferyczną, często po prostu wliczaną do kursu fizyki.