От того до этого. Методические рекомендации по изучению дисциплины 1 практические основы астрономии
 Скачать 114 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ООО «Столичный учебный центр» Дополнительная профессиональная программа (профессиональная переподготовка) «УЧИТЕЛЬ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ АСТРОНОМИИ: ПРЕПОДАВАНИЕ АСТРОНОМИИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ» МОДУЛЬ 3 «ПРЕДМЕТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ» МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ 1 «ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АСТРОНОМИИ» Оглавление 1.1. Цель реализации программы: 2 1.2. Содержание. 3 Раздел 1. Общее понятие о звездном небе 3 Содержание учебной дисциплины. 3 Раздел 2. Система небесных координат 4 Содержание учебной дисциплины. 4 Раздел 3. Годовое движение Солнца, движение Луны 6 Содержание учебной дисциплины. 6 Раздел 4. Время и календарь 8 Содержание учебной дисциплины. 8 1.3 Формы аттестации и оценочные материалы по дисциплине «Практические основы астрономии» 9 1.4. Нормативно-правовые документы для самостоятельного изучения. 10 1. 5. Электронные ресурсы. 10 1.6. Литература. 10 Глоссарий 11 Рабочая программа дисциплины «Практические основы астрономии» 1.1. Цель реализации программы:Цель изучения дисциплины «Практические основы астрономии» – формирование у слушателей знаний по основным терминам и понятиям астрономии, методам исследований. Задачи: формирование навыков использования звездных карт для поиска созвездий и звезд, определения разницы освещенностей, представлений о движении Солнца, Луны, истории возникновения календаря и способах исчисления времени. 1.2. Содержание.Раздел 1. Общее понятие о звездном небеСодержание учебной дисциплины.Возникновение астрономических наблюдений. Гипотезы о расположении Земли, Солнца друг относительно друга. Роль мифов и легенд в создании карты звездного неба, упоминание созвездий в древнегреческих поэмах. Работы известных ученых Средневековья, связанные с наблюдением движения планет. Небесная механика. Гелиоцентрическая идея Коперника. Роль движения звезд в навигации. Применение спектрального анализа для изучения природы небесных тел. Становление представлений об эволюции Вселенной. Применение методов исследования для получения информации о космических объектах. Наблюдение космических тел, учет временного промежутка при изучении космических явлений. Изучение расположения в пространстве небесных тел, разрешающая способность телескопов. Использование системы координат, угловых расстояний. Изображение звезд, созвездий в атласах и на картах. Исторически сложившиеся названия небесных тел. Разделение звезд по яркости: звездная величина. Способ отыскания созвездий Большой и Малой Медведицы на звездном небе. Расположение Полярной звезды. Наиболее яркие звезды. Главной и отличительной особенностью астрономии как науки является глобальные пространственно-временные масштабы рассматриваемых явлений и объектов. Данные о происходящем за пределами Земли в разных областях космического пространства, исследователи получают в первую очередь, наблюдая и анализируя световое и другие виды излучений, достигающих нашей планеты. Отличие астрономии в том, что метод получения сведений – наблюдение. Провести эксперимент или опыт в масштабах даже Солнечной системы не представляется возможным. Тем не менее, успехи в изучении космических объектов достигаются за счет развития космонавтики. Явления, наблюдаемые с Земли, имеют особо длительную продолжительность и могут охватывать периоды до нескольких миллиардов лет. Особенностью астрономии как науки также является необходимость определять местоположение космических тел, их параметры и расположение относительно нашей планеты, в то время как визуально все небесные объекты, видимы с Земли, кажутся одинаково удаленными друг от друга. Получать данные о расположении космических объектов удается при помощи специальных средств наблюдения: оптических телескопов, телескопов-рефлекторов, радиотелескопов, оптических приборов, выведенных на орбиту Земли. Задания для самоконтроля (выполняются индивидуально, на сайт для проверки не высылаются). Какие мифы рассказывают о происхождении созвездий? Как зависит видимый свет звезды от её звездной величины? Какие объекты называют созвездиями? Перечислите созвездия, наблюдаемые в северном/южном полушарии. По какому принципу звезды объединяются в созвездия, существует ли взаимосвязь и связующие звенья между космическими объектами, образующими созвездия? Как обозначается яркость звезд в созвездиях? Охарактеризуйте значение наблюдений за явлениями во Вселенной с помощью телескопа Хаббл. Раздел 2. Система небесных координатСодержание учебной дисциплины.Небесные координаты, их предназначение для определения, фиксации и изучения видимого расположения небесных тел. Понятие небесной сферы как воображаемой шаровой поверхности. Выбор центра небесной сферы происходит в зависимости от задачи, решаемой при наблюдении. Взаимосвязь проекций расположения видимых объектов. Пересечение линиями центра сферы, точек зенита и надира, образование плоскости горизонта. Другие условные линии. Использование системы экваториальных координат для описания расположения объектов. Условность небесного экватора как плоскости, перпендикулярной к оси мира. Деление на полушария. Координаты и обозначения мест пересечения линий на небесной сфере. Виды склонений в зависимости от расположения относительно экватора. Расчет, единицы измерения и буквенное обозначение прямого восхождения. Основы создания карты звездного неба: нанесение сетки экваториальных координат, проектирование звезд, обозначение условных линий. Алгоритм создания карты звездного неба: первоначально необходимо расположить плоскость таким образом, чтобы точкой соприкосновения с глобусом Земли являлся северный полюс. Затем спроецировать на заданную плоскость звезды и сетку координат. При этом будет получена карта, в центре которой находится полюс. Ближайшей к нему звездой будет Полярная, а затем и все остальные. На карте звездного неба также указывают значения восхождений и склонений. В зависимости от величины объекта, звезды изображаются окружностями различного диаметра. Границы созвездий наносятся пунктиром. Количество звезд, видимых невооруженным взглядом, составляет примерно шесть тысяч. При этом часть из них наблюдатель, находящийся в одном из полушарий Земли, не видит. Расположение звезд на небе изменяется вследствие вращения Земли, а их движение воспринимается как цельное. Расположение небесных объектов описывают с помощью системы экваториальных координат, в которой можно указать долготу и широту. В такой системе ось вращения Земли будет параллельна центру небесной сферы (ось мира). Небесный экватор будет образован плоскостью, проходящей через центр сферы. Для создания карты звездного неба пользуются проекцией всех звезд на глобус, на нем отражено местонахождение звезд и сетка экваториальных координат. Как правило, вместо звездного глобуса, используются атласы и карты. Ключевым объектом на звездных картах будет Полярная звезда, отражающая северный полюс мира. В зависимости от того, какую звездную величину имеет объект, его изображают окружностями различного диаметра. На картах созвездия объединяют сплошными линиями. Задания для самоконтроля (выполняются индивидуально, на сайт для проверки не высылаются). Какое склонение (положительное или отрицательное) будет иметь Сириус при угловом расстоянии от Полярной звезды в 1060? Дайте характеристику экваториальной системе координат. Почему она получила такое название? По какой причине на звездной карте отсутствует Луна? Если звезда расположена к центру карты ближе, чем небесный экватор, какое она будет иметь склонение? Почему? Как на звездной карте обозначается Земля? Почему преимущественно используют звездные карты, а не звездный глобус? Какие преимущества использования карт? Как на карте обозначается величина звезды? Раздел 3. Годовое движение Солнца, движение ЛуныСодержание учебной дисциплины.Многовековые наблюдения показывают, что расположение (полуденная высота) Солнца меняется в течение года. Также изменяется вид звездного неба: часть созвездий оказывается видна только летом, часть – только зимой. Таким образом, была определена закономерность, что Солнце совершает оборот, переходя из одного созвездия в другое, за год. Подобное движение было названо эклиптикой, а созвездия, через которые оно проходит – зодиакальными. Истинная причина видимого перемещения Солнца на фоне звезд – годовое обращение Земли. Линией, разделяющей эклиптику, является небесный экватор. Точки их пересечения: дни весеннего и осеннего равноденствий. Различия в продолжительности светового дня в зависимости от расположения Солнца. Координаты расположения Солнца в дни солнцестояния. Возникновение полярного дня и полярной ночи. Методика вычисления географической широты места наблюдения с использованием данных о расположении Солнца на эклиптике. Особенности обращения спутника Земли – Луны. Направление движения, время полного оборота, расположение на орбите. Понятие сидерического месяца, соотношение сидерического и синодического месяцев. Зависимость степени освещенности Луны от расположения Солнца и Земли, фазы Луны. Изменение видимой площади поверхности Луны в зависимости от фазы, изменение ее углового расстояния от Солнца. Новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть. Возникновение солнечных и лунных затмений. Полное и частное солнечное (лунное) затмение. Благоприятные условия для возникновения затмений, возможные места для наблюдения затмений. Наблюдение Солнца во время полных затмений. Солнечная корона. Изменение внешнего вида звездного неба и расположения звезд на небе зависит от места наблюдателя. Важной особенностью является то, что небесные объекты два раза в сутки пересекают небесный меридиан. Наблюдение видимого движения Солнца еще в древности показало, что высота его расположения в полдень изменяется в зависимости от сезона наблюдения, а часть созвездий становится невидимой также в зависимости от сезона. Траекторию годового движения Солнца называют эклиптикой, а созвездия, через которые оно проходит, зодиакальными. Но, тем не менее, перемещение Солнца относительно звезд – кажущееся явление, которое становится возможным вследствие перемещения Земли вокруг Солнца. Измерив показатели расположения Солнца на эклиптике, учитывая его склонение, можно вычислять географическую широту наблюдения. Наблюдения Луны, проводящиеся с времен древности, позволили установить её различные фазы. В случае, если наблюдатель не видит лунный диск, происходит новолуние. По мере движения, она приобретает вид увеличивающегося серпа, доходит до фазы полнолуния и затем уменьшает диск, также создавая видимость серпа. Полная смена лунных фаз происходит за двадцать девять суток. Не смотря на то, что с поверхности нашей планеты мы постоянно видим одну и ту же часть Луны, её движение также происходит. При движении Земли и Луны, периодически возникают условия, приводящие к возникновению затмений. Наблюдение полного солнечного затмения возможно только в той области, на которую падает ограниченное пятно лунной тени. Данная тень проходит по определенной полосе, называемой полосой полного солнечного затмения. При полном затмении удается увидеть уникальное явление – солнечную корону. Наблюдение затмений требует соблюдения правил безопасности для органов зрения: необходимо использовать затемненные стекла, специальные средства, уменьшающие нагрузку на глаза. Задания для самоконтроля (выполняются индивидуально, на сайт для проверки не высылаются). Как и почему происходит изменение полуденной высоты Солнца в течение года? В каком направлении относительно звезд наблюдается движение Солнца? Опишите методику определения географических координат в зависимости от высоты полуденного Солнца. Объясните, почему синодический месяц оказывается длиннее сидерического? Почему за основу обозначения календарных единиц принят синодический месяц? Определите фазу Луны, если её серп направлен выпуклостью вправо и находится невысоко над горизонтом. Раздел 4. Время и календарьСодержание учебной дисциплины.Определение местного времени в зависимости от расположения Солнца. Географическая широта и местное время. Расположение нулевого меридиана. Эталоны для определения времени. Использование атомных часов для измерения точного времени. Взаимосвязь сигналов точного времени и наблюдения звезд. Составление карт, строительных схем, автомобильных и железнодорожных магистралей. Поясное время, причины его использования. Расположение границ часовых поясов. Введение поясного времени в России, использование переходов на «летнее» и «зимнее» время. Счет длительных промежутков времени – календарь. Виды календарей в истории человечества, точки начала отсчета календарей. Количество дней в году в соответствии с современным календарем. Календарь Древнего Египта, его погрешность. Юлианский календарь, появление високосного года, погрешность юлианской системы отсчета календарного времени. Введение григорианского календаря. Система вычисления невисокосных лет. Начало использования нового стиля в России, разница между старым и новым летоисчислением. Нумерация лет от Рождества Христова. Наиболее точные сигналы времени измеряют по показаниям атомных часов. В системе измерения времени на Земле принято поясное разделение времени, впервые использованное в 1884 году. Ограничивают часовые полюса линии, проходящие от Северного до Южного полюса, с небольшим отступлением от основных меридианов. Как правило, указанные линии проводятся по границам административных территорий, государств. Календарь, как способ отсчета длительных временных промежутков, впервые стал использоваться древними цивилизациями. За всю историю развития человечества известно более двухсот календарей. Проблема, связанная с корректировкой количества дней, также решалась по-разному. В юлианском календаре требовалась корректировка в одни сутки раз в сто двадцать восемь лет. В настоящее время в России принято летоисчисление по новому стилю и используется григорианский календарь. Задания для самоконтроля (выполняются индивидуально, на сайт для проверки не высылаются). 1. Почему в настоящее время для измерения точного времени пользуются атомными часами? Какие еще эталоны измерения времени существовали? 2. Когда была использована впервые поясная система отсчета времени? Почему необходимо разделять земной шар на пояса? 3. Почему границы поясного времени не всегда проходят по меридианам? Сколько часовых поясов имеется в России? 4. В каких случаях указывают дату события по-старому и по-новому летоисчислению одновременно? 5. Почему в России используется термин «старый новый год»? 6. Кто впервые ввел в России использование исчисления времени с начала новой эры? Когда это произошло? 1.3 Формы аттестации и оценочные материалы по дисциплине «Практические основы астрономии»
Для перехода к обучению по следующей дисциплине программы пройдите тест. Критерии оценивания: - от 30 до 60 % правильных ответов теста – оценка «удовлетворительно»; - от 60 до 90 % правильных ответов теста – оценка «хорошо»; - от 90 % правильных ответов теста – оценка «отлично». 1.4. Нормативно-правовые документы для самостоятельного изучения.1. Приказ Министерства образования и науки РФ от 07 июня 2017 г. № 506 «О внесении изменений в федеральный компонент государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования, утвержденный приказом Министерства образования Российской Федерации от 5 марта 2004 г. №1089» 2. Федеральный закон "Об образовании в Российской Федерации" N 273-ФЗ от 29 декабря 2012 года с изменениями 2017. 1. 5. Электронные ресурсы.1. Созвездия. Звездные карты. Небесные координаты. [Электронный ресурс]. URL: http://12apr.su/books/item/f00/s00/z0000045/st003.shtml (дата обращения 10.09.2017) 2. Карта звездного неба. [Электронный ресурс]. URL: http://www.astronet.ru/db/map/ (дата обращения 11.09.2017) 3. Созвездия. [Электронный ресурс]. URL: http://www.astronet.ru/db/constell.html (дата обращения 11.09.2017) 4. Астрономия на практике. Методы изучения светил. [Электронный ресурс]. URL: http://astronom-us.ru/astronomiya/astronomiya-na-praktike-metody-izucheniya-svetil.html (дата обращения 11.09.2017) 5. Изучение звездного неба. [Электронный ресурс]. URL: http://astronom-us.ru/izuchenie-zvezdnogo-neba.html (дата обращения 11.09.2017) 6. Астрономические наблюдения. [Электронный ресурс]. URL: http://www.astrotime.ru/supervision.html (дата обращения 11.09.2017) 7. Наблюдаем звездные скопления и туманности. [Электронный ресурс]. URL: http://www.astrotime.ru/zvezdnye-skopleniya.html (дата обращения 11.09.2017) 1.6. Литература.1. Иванов В.В., Кривов А.В., Денисенко П.А. Парадоксальная Вселенная. 175 задач по астрономии. – СПб.: 1997. 2. Касьянов В.А. Физика. Углубленный уровень. 11 класс. – М.: Дрофа, 2016. 3. Пшеничнер Б.Г., Войнов С.С. Внеурочная работа по астрономии: кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1989. 4. Сурдин В.Г. Астрономические олимпиады: Задачи с решениями. – М.: МГУ, 1995. 5. Сурдин В.Г. Галактики. – М.: Физматлит, 2013. 6. Сурдин В.Г. Разведка далеких планет. – М.: Физматлит, 2013. 7. Шевченко М.Ю., Угольников О.С. Школьный астрономический календарь на 2016 – 2017 учеб. год. – Вып.67: пособие для любителей астрономии. – М.: ОАО «Планетарий», 2016. 8. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. – М.: Наука, 1984. 9. Хокинг С. Краткая история времени. – СПб.: Амфора, 2001. 10. Хокинг С. Мир в ореховой скорлупе. – СПб.: Амфора, 2002. ГлоссарийНебесная_механика'>Небесная механика — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения и вычисления движения небесных тел, в первую очередь Солнечной системы (Луны, планет и их спутников, комет, малых тел), и вызванных этим явлений. Небесная сфера — воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела: служит для решения различных астрометрических задач. Горизонт (др.-греч. ὁρίζων — буквально: ограничивающий) — граница неба с земной или водной поверхностью. Видимая звёздная величина (m) — мера яркости небесного тела (точнее, освещённости, создаваемой этим телом) с точки зрения земного наблюдателя. Экваториальная система координат — одна из систем небесных координат. В этой системе основной плоскостью является плоскость небесного экватора. Небесный экватор — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария. Склонение (δ) в астрономии — одна из двух координат экваториальной системы координат. Равняется угловому расстоянию на небесной сфере от плоскости небесного экватора до светила и обычно выражается в градусах. Прямое восхождение (α, R. A. — от англ. right ascension) — размер дуги небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила. Прямое восхождение — одна из координат второй экваториальной системы. Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Соответственно плоскость эклиптики — плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты). Сидерический месяц (лат. sidus ) - это звёздный месяц, промежуток времени между двумя последовательными возвращениями Луны , при её видимом месячном движении, в одно и то же (относительно звёзд) место небесной сферы. Синодический месяц — это период фаз Луны, так как вид Луны зависит от положения Луны относительно Солнца для наблюдателя, находящегося на Земле. |