Мастер-класс для педагогов по астрономии "Измерение лунных объектов"

Целью занятия являются получение знаний о естественном спутнике Земли - Луне, о размерах ландшафта, присущих этому объекту. В рамках мастер-класса выполняется лабораторная работа.

Оборудование: интерактивная доска, ноутбук, диагностические материалы ("Лесенка твоего успеха", "От ЗУНов к компетенции).

Ход мастер-класса

Подготовительный этап

- Добрый день, дорогие коллеги! Меня зовут Дарья Сергеевна. Добро пожаловать на мой педагогический мастер-класс. Он посвящен проблематике преподавания астрономии для учащихся 13-15 лет.

- Перед каждым из вас лежит папка, в которой находятся принадлежности, необходимые для занятия. Внутри лежит бейджик. Ваша задача: написать И.О. и прикрепить ее. Так нам будет комфортнее общаться.

- Тайны космоса призывают человеческий разум к исследованию космического мира. Этот безграничный и постоянно меняющийся мир, который люди называют Вселенной, доступен современным наблюдениям.

Определение уровня осведомленности педагогов по теме

Кроссворд на звездном небе (Задание 1)
- На звездном небе появился маленький кроссворд. Чтобы определить предмет нашего изучения, предлагаю решить кроссворд. Ответы записываем в горизонтальных клетках:

1. Шарообразное тело, вращающееся вокруг звезды. (планета)
2. Небесное тело, вращающееся вокруг планеты. (спутник)
3. Прибор, передвигающийся по поверхности Луны. (луноход)
4. Углубление в поверхности Луны. (кратер)

- В вертикальных клетках мы должны прочитать название небесного тела, которое является предметом нашего с вами сегодняшнего обсуждения. Это оказалась ЛУНА!

Земля со спутником Луна (Задание 2)

- Луну жители планеты Земля видят каждую ночь! Сможем ли мы, не задумываясь, назвать 5 научных фактов о Луне? Прошу отвечать всех участников. 20 секунд на размышление.
- Луна вас интересует. Отлично!

- Уважаемые коллеги, в папках у вас лежит вот такой лист (показать), достаньте его, пожалуйста. По ходу нашего с вами общения вам предлагается его заполнять. С помощью ваших записей нам будет удобно отрефлексировать свою деятельность на занятии. (В конце занятия забрать их для анализа)

Основной этап

- Наш сегодняшний разговор пойдет о ближайшем к Земле космическом объекте – Луне. Обратимся к ретроспективе: Луна – единственный естественный спутник нашей планеты. Считается, что спутник сформировался ~4,5 млрд лет назад после столкновения двух планет – Земли и Тейи.
- Луна – ближайшее и пока что единственное космическое тело, на котором побывал человек.

- Здесь, на карте мы с вами можем увидеть какой необычный рельеф у Луны. (Обращение к интерактивной карте)
- Далеко не последнюю роль в его виде сыграло то обстоятельство, что у Луны нет своей атмосферы.

- Это значит, что при планировании миссии на Луну необходимо учитывать не только фактор столкновения с космическими камнями, но и создавать новые скафандры для космонавтов, которые смогли бы выдерживать работу при экстремальных температурах, поскольку диапазон огромен.

- Человек, находящийся в таком скафандре должен себя чувствовать себя комфортно как при -173ºС и +117ºС, быть защищен от космического излучения, от которого на Земле защищает атмосфера; плюс должен быть подвижен, чтобы выполнять миссию.

Как вы заметили, даже такой простой вопрос как скафандр дает множество загадок, которые предстоит разгадать перед полетом к Луне. Общепризнано и доказано – Луна - единственный естественный спутник Земли.
- Существуют другие мнения? (Да, существуют)

• Луна-самостоятельная планета (ссылка: википедия - Шумерское царство)
• Луна- искусственный спутник Земли (ссылка: газета "Комсомольская правда" 1968 г.)

- Для того, чтобы внести ясность в эти вопросы, мы создадим 2 проблемные группы, которым предстоит аргументированно решить какие утверждения верны. (задание 3)
- Заполним в таблице 1-ю колонку.

Обозначение проблемного поля

Поскольку Луна – самый близкий, живой космический объект, естественно желание отправить туда космическую экспедицию, провести исследования лунной поверхности.

Вызов смысла

- Мысленный эксперимент: какой объект поверхности Луны нам наиболее удобен для посадки? (задание 4)

Интерактивная карта видимой поверхности Луны

Работа с понятийным аппаратом: объясняю термины и показываю их на карте. (Кратер, Лунная гора, Лунное море)

Имитационная игра "Космическая экспедиция"

- Давайте здесь и сейчас представим себя астронавтами, планирующими полет на Луну. Нам необходимо выбрать место для посадки космического корабля.
- Какие виды рельефа есть на нашем спутнике? Где бы мы его посадили? (Идет дискуссия – возвращение информации)

- Какие преимущества и недостатки есть у каждого из них? Посоветуйтесь друг с другом. (задание 5)
- В рамках классического занятия после обсуждения в парах учащиеся совещались бы за круглым столом, а затем со мной. Результаты дискуссии были бы примерно следующие: разные лунные объекты нужны для разных целей.

- Моря являются наиболее равномерными участками, следовательно, луноходу или человеку, прилетевшему на корабле будет удобнее и прилуняться и проводить исследования на ровной поверхности, если мы хотим поглубже погрузиться под поверхность, узнать о составе лунного грунта, то мы спустимся в кратер, горы и хребты тоже являются немаловажным объектом, за ними можно укрыться от метеоритов.

- Определились с местом. Теперь нам необходимо узнать какого размера эти участки поверхности. Как нам это сделать? Какие у вас есть идеи?
- Предполагается обмен идеями между учащимися. Желательно, чтобы от них прозвучал вопрос о том, какие исходные данные у них есть. Ответ на вопрос: диаметр Луны и схематическая карта поверхности Луны.

Затем предлагается вместе определить линейный масштаб – новое определение в рамках урока.

Линейный масштаб - это географический масштаб в виде линейки, разделенной на равные промежутки. Эти промежутки показывают какое расстояние на местности соответствует 1 см на карте. В процессе определения объясняется границы применимости

Карта видимой поверхности Луны

- Пришло время приступить к космическим измерениям. (Объявляется лабораторная работа - задание 6)

- Предлагаю воспользоваться картой видимой поверхности Луны (раздаточный материал, включает линейки), выбрать понравившиеся три (регулируемо) объекта для измерения размеров. Измерения производятся по формулам:

1. Найти линейный масштаб Луны μк = Dл/Dиз; где Dл – диаметр Луны в км (Rл = 1737км) Dиз – диаметр изображения Луны в см (измерить линейкой) → просчитывается вместе на этапе имитационной игры
2. 2. Для определения размеров изучаемых объектов воспользуйтесь формулой: dл = μк d; dл – реальный размер объекта в км, d – размер изображения на карте.

- Имея конкретные расчеты, нам предстоит разместить на поверхности спутника следующие объекты: обсерваторию с исследовательскими лабораториями, Горнодобывающую станцию с оборудованием, Космодром с космической гостиницей.

Работа в конструкторских группах

2 группы. Определиться с территорией на видимой поверхности Луны. (задание 7)
- Обсудим получившиеся результаты. Что у вас получилось?

- Но, все-таки, мы не можем говорить об ювелирной точности наших измерений лишь потому, что мы пользовались всего лишь линейкой. Измерения являются одним из важнейших путей познания законов природы, дают количественную оценку окружающего мира, раскрывая действующие в природе закономерности. На занятии мы много округляли поэтому введем понятие погрешности.

Погрешность измерения – отклонение измеренного значения величины от ее истинного (действительного значения). В астрономии ряд величин мы можем посчитать не очень точно: сказываются большие расстояния в космосе, а также длительность процессов

- На этом моменте занятия я прошу детей заполнить колонку "что я бы хотел узнать". (дополнительно)
- Это помогает разрабатывать будущие занятия с учетом их интересов. Время работы нашей космической экспедиции подходит к концу. Пора возвращаться на Землю!

Заключительный этап

Рефлексия "Лесенка успеха"

- Пришло время подвести итоги нашей совместной научно-исследовательской деятельности. Я предлагаю подняться по ступенькам "Лестницы УСПЕХА".
- Вам предстоит дать критическую оценку своей работе по таким параметрам: услышал и забыл, услышал и не понял, увидел и запомнил, сделал и понял, смогу научить другого

- Мы свами сегодня чуточку приоткрыли дверь в звездный мир. А как каждый из вас представляет этот бескрайний, удивительный и загадочный мир? Ребята объединения "Юный астроном" представляют его таким: Демонстрация работ кружковцев на экране.

Предложение выполнить дома творческий проект по теме "Космос далекий и близкий". Можно коллективный (вместе с друзьями) или семейный (вместе с членами семьи, родственниками).

Междисциплинарный спектр

Коллективное составление межпредметного поля занятия (задание 8): физика, математика, астрофизика, география, геология, химия, экология, топонимика, история, космическая инженерия.

- Спектр, вами созданный наглядно показывает широкую междисциплинарность астрономии как науки. В этом мы с вами, надеюсь, достаточно глубоко и прочно убедились сегодня на занятии.

Спектр профессий

- В этой области соответственно заняты: физики, математики, географы, геологи, химики, экологи, историки, астрономы, инженеры и строители. Люди таких интересных профессий нужны для решения астрономических задач, разработки проектов, освоения космоса. Это авангард науки и техники будущего.

- Спасибо за внимание и сотрудничество!