Методическая разработка урока "Планеты вокруг далеких звезд"

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики

«Чебоксарский экономико-технологический колледж»

Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики

­­­

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

урока

по учебной дисциплине «Астрономия»

Тема: «Планеты вокруг далеких звезд»

Чебоксары 2020 г

Софронова О. В. Методическая разработка учебного занятия по учебной дисциплине «Астрономия» – Чебоксары: «ЧЭТК» Минобразования Чувашии, 2020. - 20 с.

Печатается по решению заседания ЦК МиЕНД «ЧЭТК» Минобразования Чувашии. Протокол №7 от 17 февраля 2020 г.

Рецензент:

Иванова Н. Н. преподаватель химии ГАПОУ «ЧЭТК» Минобразования Чувашии.

В разработке представлены пояснительная записка, структура, рекомендации и план-конспект проведения учебного занятия астрономии по теме «Планеты вокруг далеких звезд» с применением интерактивных методов обучения. В приложениях прикреплены презентация и раздаточный материал для выполнения интерактивных заданий по группам обучающихся.

Материалы пособия рекомендуются преподавателям физики и астрономии образовательных учреждений системы СПО.

Пояснительная записка

В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированной на вхождение в мировое образовательное пространство. Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и практики учебно-воспитательного процесса. Особое внимание уделяется компьютерным средствам обучения, использованию телекоммуникационных сетей глобального масштаба.

Астрономия занимает особое место среди общепрофессиональных учебных дисциплин. Как учебный предмет, она создает у обучающихся представление о научной картине мира. Астрономия показывает гуманистическую сущность научных знаний, подчеркивает их нравственную ценность, формирует творческие способности обучающихся, их мировоззрение, т. е. способствует воспитанию высоконравственной личности, что является основной целью обучения и может быть достигнуто только при условии, если в процессе обучения будет сформирован интерес к знаниям.

Обучение нужно строить так, чтобы студент понимал и принимал цели, поставленные преподавателем, и был активным участником их реализации.

Мало интересно преподнести урок. Конечный результат обучения во многом зависит от способа организации деятельности обучающегося на уроке.

Чем вызваны творческие поиски, что побудило к ним?

Причин несколько:

1. безразличие обучающихся, которое является производной индифферентности, охватившей незначительную часть нашего общества;

2. упал престиж знаний;

3. непригодность ряда традиционно применяемых приемов обучения для нынешнего контингента обучающихся;

4. среди обучающихся ныне много слабо подготовленных, а для успешного обучения их нужны особые приемы, материал «не доходит» до сознания, и студент, «выпадая из учебного процесса становится в лучшем случае скучающим наблюдателем;

Все это вместе взятое и вынудило меня искать новые методы и средства обучения, способствующие развитию интереса к предмету.

Закончив колледж, студент должен гибко адаптироваться в меняющихся жизненных ситуациях, самостоятельно получать необходимые знания, приобретать их на практике; четко осознавать, где и каким образом приобретенные знания могут быть применены; грамотно работать с информацией; быть коммуникабельным, контактным, уметь предотвращать конфликтные ситуации; самостоятельно трудиться над развитием нравственности, интеллекта, культурного уровня. Еще недавно решить эти задачи не представлялось возможным из-за отсутствия реальных условий для их выполнения при традиционном подходе к образованию и средствам обучения. За последние годы такие условия создаются с разной степенью успешности. Они включают в себя следующее: вовлечение каждого обучающегося в активный познавательный процесс и применение приобретенных знаний на практике; организацию сотрудничества, коммуникации; широкое общение со сверстниками; свободный доступ к необходимой информации; испытание своих интеллектуальных, физических и нравственных сил. Эта задача не только и не столько содержания образования, сколько используемых технологий обучения.

Чтобы сформировать компетентного выпускника во всех потенциально значимых сферах профессионального образования и собственно жизнедеятельности, необходимо применять активные методы обучения, технологии развивающие, прежде всего, познавательную, коммуникативную и личностную активность современной молодежи.

Поэтому в последние годы в образовательном процессе широкое распространение получили активные методы обучения, основанные на механизме интеракции, т. е. межличностной коммуникации. Наиболее важная особенность интеракции - способность человека принимать и понимать роль другого, представлять, как его воспринимает партнер по общению или группа и в соответствии с этим планировать свои действия.

Известно, что индивид становится личностью только в процессе взаимодействия, взаимоотношений с другими людьми. Мы не можем сказать о человеке, каков он – добрый или злой, целеустремленный или безалаберный и т.д. – до тех пор, пока не увидим его во взаимодействиях с окружающими людьми. Только процесс общения, взаимных действий способен стать индикатором успешной социализации личности. Мое педагогическое кредо – сотрудничество со студентами. Сотрудничество же на уроке, в процессе обучения – это самая высокая планка для учителя. Кто умеет брать её – тот имеет результаты, которыми можно гордиться. Каким же образом нужно построить обучение, чтобы процесс познания стал интересным, значимым и для педагога, и для обучающихся? Я использую интерактивное обучение.

Интерактивное обучение – это обучение, погруженное в общение, оно сохраняет конечную цель и основное содержание предмета, но видоизменяет формы и приемы ведения урока.

Интерактивный метод обучения решает одновременно три основные задачи:

-познавательную;

-коммуникативно-развивающую;

-социально-ориентационную;

и позволяет:

• реализовать субъект - субъектный подход в организации учебной деятельности;

• формировать активно-познавательную и мыслительную деятельность обучающихся;

• усилить мотивацию к изучению дисциплины;

• создать благоприятную атмосферу на уроке;

• исключить монологическое преподнесение учебного материала и дублирование информации, которая может быть получена из доступных источников;

• самопроизвольно запоминать специальные термины и сведения;

• отрабатывать в различных формах коммуникативные компетенции обучающихся.

Преподаватель, внедривший в свою практику интерактивный метод обучения, должен не только сам быть уверенным пользователем персонального компьютера, уметь работать в интернете, но и владеть методикой конструирования урока с применением интерактивного оборудования и мультимедийных ресурсов.

Следует признать, что интерактивное обучение – это специальная форма организации познавательной деятельности, которая имеет ввиду вполне конкретные и прогнозируемые цели. Одна из таких целей состоит в создании комфортных условий обучения, таких, при которых обучающийся чувствует свою успешность, свою интеллектуальную состоятельность, что делает продуктивным сам процесс обучения.

При таком обучении учебный процесс организован таким образом, что практически все обучающиеся оказываются вовлеченными в процесс познания, они имеют возможность понимать и рефлексировать по поводу того, что они знают и думают. Совместная деятельность обучающихся в процессе познания, освоения учебного материала означает, что каждый вносит свой особый индивидуальный вклад, идет обмен знаниями, идеями, способами деятельности. Причем происходит это в атмосфере доброжелательности и взаимной поддержки, что позволяет не только получать новые знания, но и развивает саму познавательную деятельность, переводит ее на более высокие формы сотрудничества.

Применение технологии интерактивного обучения позволяет соединить деятельность каждого обучающегося. Возникает целая система взаимодействий:

• преподаватель – обучающийся;

• преподаватель – группа;

• обучающийся – группа;

• обучающийся – обучающийся;

• подгруппа – подгруппа;

Основное значение интерактивных форм и методов обучения состоит в обеспечении достижения ряда важнейших образовательных целей:

• Стимулирование мотивации и интереса в области изучаемых предметов.

• Повышение уровня активности и самостоятельности учащихся.

• Развитие навыков анализа критичности мышления, взаимодействия, коммуникации.

• Саморазвитие и развитие, благодаря активизации мыслительной деятельности и взаимодействию с преподавателем и другими участниками образовательного процесса.

В качестве примера предлагаю разработку урока с применением интерактивных методов и технологий.

Разработка урока с применением интерактивных технологий

Тема: «Планеты вокруг далеких звезд»

Цель урока: изучение истории открытия и характеристик экзопланет.

Задачи урока:

Обучающие:

• рассмотреть историю вопроса открытия экзопланет и их характеристики;

• проверить умение пользоваться картой звездного неба и определять координаты звезд и эклиптику, время восхода и захода Солнца;

• проверить умение применять законы физики для расчёта расстояний и времени полета к звездам;

• рассмотреть вопросы возможности обитания на экзопланетах;

Развивающие:

• развивать познавательные процессы – внимание, соображение, память, восприятие.

• продолжить формирование умений наблюдать, выделять главное, объяснять увиденное.

Воспитательные:

• воспитание коммуникативных навыков через организацию работы в группе.

• развивать требовательность к себе и товарищам;

• формировать привычку оказывать помощь товарищам в учении;

• побуждать обучающихся к активности.

Тип урока:

Комбинированный, урок-путешествие

Форма урока:

Активная лекция, работа в микрогруппах

Метод: технология развития критического мышления через чтение и письмо

Структура урока:

Методы обучения: интерактивные, активные, технология развития критического мышления через чтение и письмо

Межпредметные связи: физика, химия.

Обеспечение урока: мультимедийное оборудование, карта звездного неба, маршрутные листы с заданиями.

Домашнее задание и самостоятельная работа: презентации или рефераты на темы

«Методы обнаружения экзопланет», «История посланий внеземным цивилизациям».

План-конспект урока

1. Организационный момент.

Здравствуйте, прежде чем мы начнем урок, предлагаю вам разделиться по подгруппам (на объединенных столах стоят карточки-указатели «Росс 128b», «Кеплер 456 b», «Трапист-1d», «Проксима Центавра d») по 5 человек. Желаю вам успешного сотрудничества.

1. Мотивация познавательной деятельности.

Кто из вас в детстве мечтал быть учителем? А пожарным? А бухгалтером? А кто из вас мечтал быть космонавтом? Кто из вас сейчас, хотя бы во сне, мечтает полететь к далеким звездам?

Сегодня ваша мечта осуществиться… А полетим мы к экзопланетам!

«Открылась бездна, звёзд полна,

З вездам нет счета, бездне дна…». (Слайд 1)

Так выглядит наша галактика Млечный путь в ясную безлунную ночь вдали от городского освещения. В ней, по оценкам ученых, насчитывается от 200 до 300 млрд звезд. (Слайд 2). А таких галактик, как наша, только в обозримой части Вселенной, миллиарды. В каждой от миллиардов до триллиона звезд.

По оценке ученых только в нашей галактике «Млечный путь» около 100 млрд планетных систем!

И
как же хочется верить, что где-то далеко есть такие милые, пушистые существа добрыми, умными глазами. (Слайд 3).

А может, и наши братья по разуму. И где-то далеко, на другом краю Галактики, также сидят в кабинетах студенты и изучают астрономию, а вечером гуляют влюбленные пары, глядя на прекрасное звездное небо и рассуждая о природе мироздания…

1. Изучение нового материала.

Стадия I. «Вызов»

Сегодня мы совершим космическое путешествие к экзопланетам.

Но прежде я предлагаю вам, основываясь на ранее пройденном и вашем жизненном опыте, а также интуиции, заполнить следующую таблицу, отметив крестиком или галочкой верные и неверные утверждения (Слайд ). Пометки делайте черным цветом.

Стадия II. «Осмысление»

Читается активная лекция с демонстрацией слайдов.

1. Отработка учебных знаний и умений.

Стадия III. «Размышление»

П редлагаю вам поработать эффективно в своих микрогруппах в соответствии с предложенными заданиями и оформить вашу совместную работу на рабочих листах (лежат на столах).

Но прежде вернемся к утверждениям «Верно-Неверно» и с высоты прослушанной лекции по новой ответим на предложенные вопросы, делая исправления в тех же таблицах. Пометки делайте красным цветом.

А теперь сравните с правильными ответами. Пометки делайте зеленым цветом. (Карточки «Верно-Неверно» собираются для анализа).

Задания командам

Прочитайте текст на маршрутном листе и ответьте на поставленные вопросы. Работайте в команде, сообща и согласованно, распределите задания по интересам и способностям. Отчет о проделанной работе представьте в виде мейнд-карты, таблицы, кластеров или схемы, не запрещается в виде стихов, картины или художественного произведения. Успехов в работе!

Росс 128 b

В
ы отправляетесь в космическое путешествие к одной из таких экзопланет…Это Росс 128 b!!! Она находится в системе звезды - красного карлика, находящегося от нас на расстоянии 11 световых лет.

Возраст этой звезды 5 млрд лет (такой же, как у Солнца) температура на планете от -60 до +21^оС, Планета совершает оборот вокруг Росс 128 за ~10 дней по орбите на расстоянии всего в ~0,05 а.е.  Тем не менее, при этом планета Росс 128 b попадает в зону обитаемости, так как звезда имеет низкую температуру фотосферы и светимость.

Физические характеристики:

Росс 128 b имеет массу 1,40  M_⊕ Экзопланета относится к планетам земной группы и является одним из наиболее вероятных кандидатов в потенциально обитаемые экзопланеты Исследования 2018 года подтвердили, что климат планеты допускает существование жизни на ней.

Время вылета с космодрома в Чебоксарах: 2 ноября в момент захода Солнца Солнца.

Координаты экзопланеты: α=13ч , δ=14^о.

Расстояние до нее: 11 световых лет.

Скорость корабля: 16 км/c.

Задание

Определите:

1. Точное время вылета с космодрома.

2. В направлении какого созвездия вам надо лететь и в каком направлении относительно сторон горизонта?

3. Сколько времени займет полет?

Составьте мейнд-карту, кластер или таблицу, где вы укажете все известные сведения об этой экзопланете.

Трапист-1d

Вы отправляетесь в космическое путешествие к одной из таких экзопланет…Это Трапист-1d!!! Она находится в системе звезды - красного карлика, находящегося от нас на расстоянии 40 световых лет. Возраст этой звезды 7 млрд лет (старше Солнца на 2 млрд лет).

TRAPPIST-1 d

Имеет плотность и температуру близкую к земным.

• Масса — 0,41 массы Земли

• Радиус — 0,772 радиуса Земли

• Плотность — 4,9 г/см³

• Температура — +14,9 °C

• Орбитальный период — 4,0496 дня

• Большая полуось — 0,0214 а. е.

Время вылета с космодрома в Чебоксарах: 21 декабря в момент захода Солнца Солнца.

Координаты экзопланеты: α=23ч, δ= -5^о.

Расстояние до нее: 40 световых лет.

Скорость корабля: 16 км/c.

Задание

Определите:

1. Точное время вылета с космодрома.

2. В направлении какого созвездия вам надо лететь и в каком направлении относительно сторон горизонта?

3. Сколько времени займет полет?

Составьте мейнд-карту, кластер или таблицу, где вы укажете все известные сведения об этой экзопланете.

Кеплер 452 b

Вы отправляетесь в космическое путешествие к одной из таких экзопланет…Это Кеплер 452 b!!! Она находится в системе звезды – желтого карлика, находящегося от нас на расстоянии 1400 световых лет. Возраст этой звезды 6 млрд лет (старше Солнца на 1 млрд лет).

K epler-452 b была обнаружена космическим телескопом «Кеплер» транзитным методом — путём наблюдения за изменением яркости её материнской звезды, вызванной прохождением планеты на её фоне. Kepler-452 b — первая из открытых потенциально скалистых суперземель, которая вращается вокруг довольно похожей на Солнце звезды спектрального класса G2 в обитаемой зоне, пригодной для жизни. Kepler-452 b — шестая в списке планет, похожих на Землю.

Наблюдение экзопланеты Kepler-452 b и её звезды продолжались с мая 2009 года по июль 2014, после чего учёные в течение нескольких лет обрабатывали полученные данные различными способами. Экзопланета совершает полный оборот вокруг своей звезды примерно за 385 земных суток. Звезда расположена в Млечном Пути, на расстоянии около 1402 св. лет от Солнечной системы. Эта планета примерно на 60 % больше Земли и лежит в оптимистической зоне пригодности к жизни. Не имея возможности подробно исследовать физические характеристики планеты, учёные, однако, предположили, что Kepler-452b является скалистой и в пять раз тяжелее Земли планетой, а гравитация на её поверхности примерно вдвое больше, чем на нашей планете. Экзопланета на 1,5 млрд лет старше Земли и просуществует ещё примерно 3,5 млрд лет — до времени, когда закончится пребывание материнской звезды на главной последовательности.

Характеристики

Период обращения планеты Kepler-452 b равен 384,843 земных суток и на момент открытия был самым большим для транзитной планеты столь небольшой (меньше двух земных) массы. Kepler-452 b больше на 63 % и старше на 1,5 млрд лет, чем Земля, но находится на орбите в зоне обитаемости своей звезды^.
Средняя поверхностная температура оценивается в 1,68 °C

Масса Kepler-452 b неизвестна, но по результатам моделирования оценивается в пять раз больше массы Земли.^.

Время вылета с космодрома в Чебоксарах: 2 ноября в момент восхода Солнца.

Координаты экзопланеты: α=19ч 30 мин, δ=44^о.

Расстояние до нее: 11 световых лет.

Скорость корабля: 500 км/c.

Задание

Определите:

1. Точное время вылета с космодрома.

2. В направлении какого созвездия вам надо лететь и в каком направлении относительно сторон горизонта?

3. Сколько времени займет полет?

Составьте мейнд-карту, кластер или таблицу, где вы укажете все известные сведения об этой экзопланете.

Проксима Центавра b

В ы отправляетесь в космическое путешествие к одной из таких экзопланет…Это Проксима Центавра b!!! Она находится в системе звезды - красного карлика, находящегося от нас на расстоянии 3,8 световых лет. Возраст этой звезды 5 млрд лет (такой же, как у Солнца)

Планета вращается вокруг Проксимы Центавра, красного карлика, входящего в тройную звёздную систему Альфа Центавра.

Звезда имеет массу 0,12 M_☉ и радиус 0,14 R_☉. Температура поверхности — 3000^оС.

Несмотря на то, что это ближайшая к Солнцу звёздная система, Проксима Центавра невооружённым глазом с Земли не видна из-за своей малой светимости.

Планета вращается на расстоянии около 7,3 млн километров (0,05 а. е.) от Проксимы Центавра с орбитальным периодом около 11,2 земных суток. Несмотря на такое близкое расстояние, ввиду слабой светимости звезды планета получает как раз такое количество тепла, чтобы вода на её поверхности могла существовать в виде жидкости и не замерзать в вечные льды.

Минимальная масса этой экзопланеты равна 1,27 M_⊕. Если допустить, что у планеты каменистый состав и плотность, равная плотности Земли (5,51 г/см³), то её минимальный радиус будет равен 1,1 радиуса Земли. Ускорение свободного падения, опираясь на эти данные, равна 10,2968 м/с²

Проксима Центавра b получает от своей родительской звезды примерно 65 % света, который Земля получает от Солнца. Планета имеет равновесную температуру -39,15 °С.

Неизвестно, является ли планета пригодной для жизни. Было заявлено, что орбита находится в пределах обитаемой зоны Проксимы Центавра — в области, где при надлежащих условиях и свойствах атмосферы жидкая вода может существовать на поверхности планеты.

Согласно оценке, Проксима Центавра b в настоящее время получает в 60 раз больше высокоэнергетического излучения, чем Земля и рентгеновское излучение в 400 раз больше, чем Земля, это при том, если у этой экзопланеты нет магнитного поля, а общее количество полученного излучения с момента образования превышает в 7-16 раз количество излучения, полученного Землёй^.

Время вылета с космодрома в Чебоксарах: 12 апреля в момент захода Солнца Солнца.

Координаты экзопланеты: α=13ч 30 мин, δ=-15^о.

Расстояние до нее: 3,8 световых лет.

Скорость корабля: 17 км/c.

Задание

Определите:

1. Точное время вылета с космодрома.

2. В направлении какого созвездия вам надо лететь и в каком направлении относительно сторон горизонта?

3. Сколько времени займет полет?

Составьте мейнд-карту, кластер или таблицу, где вы укажете все известные сведения об этой экзопланете.

Основные правила составления мейнд-карты

• Придумайте центральный образ и расположите его в центре будущей карты. Например, обдумываете идеи для отдыха? Плюхните в центр рисунок шляпы и надпишите его словом «ОТДЫХ!!!»

• Используйте короткие слова вместо длинных предложений. Если вы рассматриваете варианты поехать на море, то и ключевым словом будет «МОРЕ», а не «ПОЕЗДКА НА МОРЕ».

• Только ПЕЧАТНЫЕ БУКВЫ на карте!

• Рисуйте! Чем красочнее ваша карта, тем лучше она будет вам служить.

• Начинайте с центра. В центре находится самая главная мысль, цель построения интеллект-карты. Начинайте с главной мысли — и у вас появятся новые идеи, чем ее дополнить.

• Читайте по часовой стрелке, начиная с правого верхнего угла. Информация считывается по кругу, начиная с центра карты и продолжая с правого верхнего угла и далее по часовой стрелке. Это правило принято для чтения всех интеллект-карт. Если вы задаете другую последовательность, обозначайте очередность чтения порядковыми цифрами.

• Используйте разные цвета! В выбираемых нами цветах всегда больше смысла, чем может показаться. Цвет мы воспринимаем мгновенно, а на восприятие текста нужно время. Разные цвета могут по-разному восприниматься и имеют разное значение в разных культурах и у разных людей. Более подробно об этом рассказано ниже.

• Экспериментируйте всегда! В течение своей практики автор видел множество интеллект-карт. И у каждой из этих карт был свой неповторимый индивидуальный стиль. Так как мышление каждого человека уникально, то и карта как результат мышления тоже оказывается уникальной и неповторимой. Не бойтесь экспериментировать, пробовать, искать и находить лучшие способы представления информации, максимально подходящие именно для вас.

1. Подведение итогов. Рефлексия.

Давайте от каждой группы заслушаем по одному представителю. (Выступления с места или у доски по желанию).

У вас на столе 3 листка бумаги разного цвета.

-Я все понял (красный цвет)

- Я понял, но мне надо дома повторить (зеленый цвет)

-Я ничего не понял (черный цвет)

Выберите подходящий для вас цвет, по желанию напишите на нем свою фамилию и оставьте на парте.

Домашнее задание и самостоятельная работа:

Подготовить доклады и презентации по темам:

1. История радиопосланий землян.

2. История поиска радиосигналов внеземных цивилизаций