В свете нового подхода современной педагогики к обучению в школе, а именно, личностно ориентированного подхода, “целью обучения провозглашается развитие личности учащегося, его индивидуальности и способностей. При этом учитываются ценностные ориентации учащегося и структура его убеждений, на основе которых формируется его внутренняя модель мира. При реализации такого подхода процессы обучения и учения взаимно согласовываются с учетом механизмов познания, особенностей мыслительных и поведенческих особенностей учащихся, а отношения “учитель-ученик” строятся на принципах сотрудничества и свободы выбора”… Так утверждают психологи.
Но когда ученик знакомится с астрономией (в любом возрасте), он выходит из обыденных житейских рамок (дом, улица, общение в школе) и “поднимается “ к более высокому уровню осмысления своей жизни и человеческой вообще, в планетарном масштабе.
И от этого высокого “логического” уровня (предначертания человека, смысла жизни) он меняет поведение, отношение к окружающему его "образовательному пространству".
А это уже является частью его внутренней модели мира.
Значит, через астрономический материал как объект учебной деятельности, учитель может достигать высокой мотивации активной учебной деятельности учащихся.
Так как курс астрономии в средней школе теперь полностью упраздняется, то необходимо “спасать” астрономию, особенно в основной школе. К сожалению, курс “физика-астрономия” Пинского сложен для общеобразовательной школы.
Поэтому предлагается опыт тесной интеграции физики и астрономии на уроках физики в 7-9х классах, то есть предлагается создание системы единого астрофизического образование в основной школе на базе курса физики.
В этой системе учебный материал физики гармонично включает в себя астрономическую компоненту.
Этот подход необходим и в 10-11 классе.
Для создания системы астрофизического образования очень важны факультативы с 7 класса (элективные курсы) и разнообразная внеурочная деятельность.
Известно, что в 5 классе в курсе “Природоведения” содержится интересный опережающий материал физики и астрономии, но он только закладывает базу из простейших физико-астрономических понятий.
Приводим пример реализации единого подхода в 7-9-х классах.
“ФИЗИКА - 7”
Весь курс рассчитан на 68 учебных часов. На 16 уроках (25% учебного времени) возможна глубокая астрофизическая направленность учебного материала.
Тема 1: Измерение величин с помощью измерительных приборов. Шкала прибора.
Задание: Изучив шкалу скафиса (высотомера) измерьте высоту:
а) здания за окном
б) центра диска Солнца
в) центра высоты диска Луны, заданной звезды (вечером)
Тема 2: Диффузия
В атмосфере Земли наблюдается активное перемешивание газов, где большую роль играет и диффузия.
Задача:
Какова скорость диффузии, если запах дыма в безветренную погоду жители пятого этажа почувствовали через одну минуту? Источник дыма находился на другом конце дома, на пятом этаже, на расстоянии 30 метров.
Диффузия наблюдается и в открытом космосе.
Тема 3: Состояния вещества
Кроме обычных состояний вещества на Земле мы можем наблюдать плазму. Это - пламя костра, Солнце, звезды.
Задание:
Можно ли считать мельчайшей частицей плазмы молекулу?
Тема 4: Скорости тел
Естественные и искусственные небесные тела движутся с космическими скоростями.
Задача №1.
Первый космонавт Ю.А.Гагарин обогнул Землю за 108 минут, пролетев 51000 км. С какой скоростью он двигался?
Задача №2.
Планета Земля движется вокруг Солнца со скоростью 30 км/с. Какой путь “пролетит” Земля за 1 час?
Задача №3.
Комета движется около Солнца со скоростью 40 км/с. Сколько времени она будет видна с Земли, если она пройдет путь 50 млн. км?
Тема 5: Взаимодействие тел
Задача
Во сколько раз изменится скорость микрометеора по отношению к изменению скорости космического корабля, с которым микрометеор столкнулся, если масса метеора 0,1 г, а масса космического корабля 15 т.?
Тема 6. Определение плотности тела
Задача.
Исходя из среднего размера головы кометы, равного 1000 км. и ее массы, равной 10 000 0000 кг, оцените среднюю плотность ее вещества. (Используйте формулу объема шара).
Тема 7. Явление тяготения. Сила тяжести
Сила всемирного тяготения проявляется в любой точке Вселенной: и на Земле, и в далеких галактиках.
Задача №1.
Зная закон всемирного тяготения и формулу для расчета силы тяжести, получите формулу ускорения свободного падения. От чего зависит ускорение свободного падения g?
Задача №2.
Рассчитайте ускорение свободного падения для Луны, Марса. Определите, чему будет равен на поверхности Луны, Марса и Земли вес человека, масса которого 70 кг.
Задача №3.
Вес алюминиевой детали на Земле 600Н. Определите объем детали. Какой будет вес этой детали на станции МКС?
Сила тяжести на разных планетах очень разная.
Особенно интересны “Черные дыры”.
Тема 8. Трение
Сила трения уничтожает метеорные тела, влетевшие в атмосферу Земли.
Задание.
Что бы мы наблюдали, если бы не было атмосферы?
Тема 9. Закон Паскаля. Сообщающиеся сосуды
Невесомость наблюдается в космосе, на космическом корабле.
Задача.
Справедлив ли закон Паскаля и закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости? Объясните почему.
Тема 10. Давление тел
Давление в центре Земли огромно. Благодаря ему и существуют вулканы. Давление наблюдается как в неживой, так и в живой природе. Оно легко изменяется и зависит от силы давления и от площади опоры.
Задача.
Вес космонавта на Земле 90 кг. Перед стартом корабля он полулежит в кресле, площадь опоры которого 0,5 кв.м. Как космонавт будет давить на кресло во время подъема корабля, если перегрузка равна 8 g?
Тема 11. Атмосферное давление
Давление на разных планетах - разное.
Задача №1.
На какую высоту поднимется столбик ртути в ртутном барометре на Венере, если ускорение свободного падения равно 8,6 Н/кг, а атмосферное давление на ней равно 190 атм? (Барометр тщательно термоизолирован).
Задача №2.
Зачем космонавту нужен скафандр?
Задача №3.
Первый в мире выход из космического корабля в космическое пространство совершил А.Леонов. Давление в скафандре космонавта составляло 0,4 нормального атмосферного давления. Определите числовое значение этого давления.
Тема 12. Закон Архимеда
Благодаря силе Архимеда планеты внутри более плотные.
Задание №1.
Где еще в земных масштабах проявляется действие силы Архимеда?
Задание №2.
Легкие тела: пробка, кусок пенопласта и другие плавают на поверхности воды. Будут ли они также плавать в невесомости?
Тема 13. Мощность
Мощность космических ракетоносителей огромна
Задача.
Мощность двигателей космического корабля “Восток” равна 15 млн. кВт. Вычислите, какую работу могут произвести двигатели этого корабля за 1 секунду?За 1 час?
Тема 14. Энергия. Закон сохранение и изменения энергии
Задача.
Масса спутника 1 т. Первоначальная высота движения спутника 200 км. Из-за трения в верхних слоях атмосферы спутник опускается до 180 км. Какую энергию потерял спутник за время снижения? (Считать приблизительно, что скорость спутника не изменилась).
В курсе физики восьмого класса можно посвятить 10% учебного времени астрономической компоненте.
Курс физики 9 класса дает 20% учебного времени на астрономическую компоненту. Особенно благотворны в этом отношении темы:
- Закон всемирного тяготения
- Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах.
- Искусственные спутники Земли (ИСЗ)
Заключение
Как учитель физики, проработавший много лет в школе, считаю, что астрономический материал на уроках физики необходим учащимся как с познавательной и мировоззренческой, так и с духовной точки зрения. И это, несомненно, способствует многостороннему и полноценному развитию личности.