Методические указания по физике и по астрономии.
методическая разработка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «БАЙКАЛЬСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

(ГБПОУ «БМК»)

   МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АСТРОНОМИЯ»

для студентов очной  формы обучения

специальности

Составитель:

Дондокова  

Любовь Гармаевна

Улан-Удэ, 2019

Информационный лист

Улан – Удэ ГБПОУ «Байкальский многопрофильный колледж», 2019,

Дондокова Л.Г. Профильное образование – методическое указание по физике.

/Л.Г.Дондокова – Улан-Удэ БМК 2019/

Дондокова Л.Г. преподаватель БМК, первая категория, Почетный работник общего образования РФ.

Аннотация

Методические указания для выполнения практических работ являются частью основной профессиональной образовательной программы ГБПОУ  «БАЙКАЛЬСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ».

Методические указания по выполнению практических  работ адресованы  студентам очной формы обучения.

Методические указания включают в себя учебную цель, перечень образовательных  результатов, заявленных во ФГОС СПО третьего поколения, задачи, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для практической работы студентов и инструкцию по ее выполнению, методику анализа полученных результатов, порядок и образец отчета о проделанной работе.

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка

Методические указания по дисциплине «Астрономия» для выполнения практических  созданы в помощь для работы студенту на занятиях, подготовки к практическим работам, правильного составления отчетов.

Цели и планируемые результаты освоения дисциплины

1. Цели и планируемые личностные результаты

1.2.2.Цели и планируемые метапредметные результаты

2. Цели и планируемые предметные результаты

Практические работы студентов проводится с целью:

экспериментального подтверждения и проверки теоретических положений (законов, зависимостей).

обобщения, систематизации, углубления, закрепления полученных теоретических знаний по конкретным темам;

формирования умений применять полученные знания на практике, реализации единства интеллектуальной и практической деятельности;

развития интеллектуальных умений у будущих специалистов: аналитических, проектировочных, конструктивных и др.;

выработки при решении поставленных задач таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива;

формирования практических умений (умений выполнять определенные действия, операции) и учебных умений (умений решать задачи астрономии), необходимых в последующей учебной деятельности.

 Содержанием практических работ являются решение разного рода задач, выполнение вычислений, расчетов, чертежей, работа с инструктивными материалами, справочниками.

Наряду с формированием умений и навыков в процессе практических работ обобщаются, систематизируются, углубляются и конкретизируются теоретические знания, вырабатывается способность и готовность использовать теоретические знания на практике, развиваются интеллектуальные умения.

По каждому практическому занятию разработаны методические указания по их проведению.

Практические занятия проводятся в кабинете физики.

Практические занятия включают следующие структурные элементы:

• инструктаж, проводимый преподавателем,
• самостоятельная деятельность студентов,
• анализ и оценка выполненных работ.

Выполнению практических работ предшествует домашняя подготовка с использованием соответствующей литературы (учебники, лекции, методические пособия и указания и др.) и проверка знаний студентов как критерий их теоретической готовности к выполнению задания.

Контроль и оценка результатов выполнения студентами практических работ направлены на проверку усвоения всех элементов содержания курса астрономии, освоение умений, навыков, развития общих компетенций, определённых программой учебной дисциплины.

УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!

Методические указания по дисциплине «Астрономия» для выполнения практических  работ созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к практическим работам, правильного составления отчетов.

Приступая к выполнению практической работы, Вы должны внимательно прочитать цель и задачи занятия, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки в соответствии с федеральными государственными стандартами третьего поколения (ФГОС-3), краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме практической работы, ответить (при необходимости) на вопросы для закрепления теоретического материала.

Все задания к практической работе  Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией и проанализировать полученные результаты.

Отчет о практической работе  Вы должны выполнить по приведенному алгоритму, опираясь на образец.

Наличие положительной оценки по практическим работам необходимо для получения допуска к экзамену, поэтому в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за практическую работу Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.

Внимание! Если в процессе подготовки к практическим работам  у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий.

Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя или посмотреть на двери его кабинета.

Методические указания для студентов по выполнению практических работ

Процесс решения  задачи складывается из последовательности следующих действий:

— изучить условия и требования задачи;

— кратко записать условие и требование задачи;

— перевести значения физических величин в единицы СИ;

— выполнить при необходимости чертёж или рисунок. Указать на нём количественные

характеристики объектов, процессов;

—отнести задачную ситуацию к определённой  теории;

— выявить законы (правила, принципы), которым подчиняются описанные в задаче

явления (процессы, свойства) и записать их математические выражения;

— проверить разрешимость полученной системы уравнений для нахождения неизвестного

и при необходимости дополнить её недостающими уравнениями;

— решить систему уравнений в общем виде относительно неизвестного;

— подставить значения величин в полученное в общем виде решение и произвести

вычисления;

— выяснить правдоподобность ответа (по физическому и здравому смыслу, по

соответствию задачной ситуации, проверкой по очевидным и частным случаям).

Основные требования к обработке результатов расчетов и оформлению отчетов

Отчет по практической работе должен содержать:

1. Номер и тему практической работы..

2. Подробное решение каждого задания.

3. Полный ответ к каждому вопросу

Критериями оценки результатов работы студентов являются:

1. уровень усвоения студентом учебного материала;

2. умение студента использовать теоретические знания при выполнении практических задач;

3.сформированность ключевых (общеучебных) компетенций;

4. обоснованность и четкость изложения материала;

5. уровень оформления работы.

Оценки за выполнение заданий на практических занятиях выставляются по пятибалльной системе и учитываются как показатели текущей успеваемости студентов.

Критерии оценивания практических работ по физике

Оценка за решение

Правильно записано условие задачи с учётом размерности величин,

самостоятельно преобразованы величины в систему СИ,

знание формул, применяемых для расчёта в условиях данной задачи,

самостоятельное применение формулы и ее преобразование для вычисления искомой величины,

проверена размерность искомой величины,

проведены итоговые расчёты, используя данные задачи.

5(отлично)

Правильно записано условие задачи с учётом размерности величин,

самостоятельно преобразованы величины в систему СИ,

знание формул, применяемых для расчёта в условиях данной задачи,

самостоятельное применение формулы и ее преобразование, для вычисления искомой величины,

проверена размерность искомой величины.

4(хорошо)

Правильно записано условие задачи с учётом размерности величин,

самостоятельно преобразованы величины в систему СИ,

знание формул, применяемых для расчёта в условиях данной задачи.

3(удовлетворительно)

не владеет основными знаниями, необходимыми для решения задачи, допускает ошибок и недочётов больше, чем нужно для сценки «3».

2 (неудовлетворительно)

Раздел 1 История развития астроноᴍии.

Тема 1.1 История развития астроноᴍии.

Практическое занятие №1 «Нахождение координат светил».

Цель: научиться работать с подвижной звездной картой.

Порядок выполнения работы:

 «Работа с подвижной звёздной картой (ПЗК)».

1.Рассмотрите ПЗК, которая состоит из двух частей: карты звёздного неба и накладного круга с небесным меридианом (нить).

2.Внимательно прочитайте задания 1 - 9, выполните указания к ним, запишите полученные ответы.

3.В каком созвездии находится Солнце 15 октября? На карте звёздного неба найдите эклиптику, определите в каком созвездии находится точка эклиптики, соответствующая дате 15 октября.

4.Какие яркие звёзды видны 15 января в 22 часа? Совместите дату 15 января на карте звёздного неба и время 22 часа на накладном круге. Выпишите названия ярких звёзд, используя таблицу «Основные сведения о наиболее ярких звёздах».

5.В какой стороне неба 5 мая в 23 часа видно созвездие Близнецов? Совместите дату 5 мая на карте звёздного неба и время 23 часа на накладном круге. Для определения стороны неба используйте подписи на накладном круге: С – север, Ю – юг, В - восток, З – запад.

6.Когда 10 января происходит верхняя кульминация Спики? Расположите накладной круг так, чтобы меридиан (нить) проходил через звезду Спика (Девы). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 января на карте звёздного неба.

7.Когда 15 февраля происходит нижняя кульминация Веги?  Расположите накладной круг так, чтобы меридиан (нить) проходил через звезду Вега (Лиры) между северным полюсом мира (центр карты звёздного неба) и точкой севера (точка С на накладном круге). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 15 февраля на карте звёздного неба.

8.Когда 25 мая восходит Альтаир? Расположите накладной круг так, чтобы звезда Альтаир (Орла) находилась на линии горизонта в восточной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки В).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 25 мая на карте звёздного неба.

9.Когда 10 мая заходит Арктур? Расположите накладной круг так, чтобы звезда Арктур (Волопаса) находилась на линии горизонта в западной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки З).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 мая на карте звёздного неба.

1. Когда 10 мая восходит Солнце? Расположите накладной круг так, чтобы точка эклиптики, соответствующая дате 10 мая, находилась на линии горизонта в восточной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки В).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 мая на карте звёздного неба.
2. Когда 5 октября заходит Солнце? Расположите накладной круг так, чтобы точка эклиптики, соответствующая дате 5 октября, находилась на линии горизонта в западной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки З).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 5 октября на карте звёздного неба.

Примеры решения задач.

1. Разберите решение задачи. Каково склонение звёзд, которые в Москве () кульминируют на высоте ?

Дано:                                                   Решение.

      Запишите формулу высоты светила в верхней кульминации: .

  Преобразуйте формулу и выразите склонение: 

Найти:        Рассчитайте склонение: .

    =?            Ответ: склонение звёзд равно .

2. Разберите решение задачи. На какой географической широте звезда Альтаир кульминирует в зените?

Склонение звезды Альтаир (Орла) найдите в таблице «Основные сведения о наиболее ярких звёздах». Высота зенита равна .

Дано:                                                   Решение.

        Запишите формулу высоты светила в верхней кульминации: .

   Преобразуйте формулу и выразите широту: .

Найти:        Рассчитайте широту: .

 Ответ:  северной широты.

3. Разберите решение задачи. Какова высота Солнца в полдень в день зимнего солнцестояния в Мурманске ()?

Полдень – это верхняя кульминация Солнца.  В день зимнего солнцестояния склонение Солнца равно .

Дано:                                                   Решение.

       Запишите формулу высоты светила в верхней кульминации: .

Найти:  Рассчитайте высоту: 

 Ответ: (Солнце находится под горизонтом, в Мурманске – полярная ночь).

Решите задачи.

Упражнение 1.

 Определить вид звездного неба на момент наблюдения.

Упражнение 2.

 Определить время восхода и захода светил .

Упражнение 3.

 Найти Солнце среди звезд в заданную дату.

Упражнение 4.

Найти время кульминации светил α Большой Медведицы, γ Ориона

Упражнение 5.

Определить координаты прямого восхождения и склонения α Весов, β Лиры.

Раздел 2. Устройство Солнечной систеᴍы

Тема 2.1  Устройство Солнечной систеᴍы

Практическая работа №2 «Составить план-схеᴍу Солнечной систеᴍы».

Цель: закрепить знания по теме, научить определять по масштабу  размеры планет  и расстояний до них от Солнца.

Порядок выполнения работы:

1.Просмотр видео урока «Общий обзор Солнечной системы»

2.Составить план – схему Солнечной системы.

Таблица линейных размеров в масштабе на примере планет- гигантов.

1 см = 15000 км.

Практическая работа №3 «Вычислить периоды обращения  планет».

Цель: закрепить знания по теме, научить решать задачи на определение условий видимости тех или иных планет, их синодических и сидерических периодов, масс системы материальных тел по третьему закону Кеплера, размеров небесных тел и расстояний до них.

Порядок выполнения работы:

1. Внимательно прочитать условие задачи.
2. Определить, к какому разделу данной темы относится задача.
3. Выписать все необходимые для решения задачи формулы.
4. При необходимости выполнить дополнительные построения.
5. Разберите решение задачи. 

Примеры решения расчетных задач

Задача 1. Как часто повторяются противостояния Марса, сидерический период S которого 1,9 года?

Решение:

Очевидно, нужно найти синодический период этой (верхней) планеты. Для этого воспользуемся

формулой: 1/ S = 1/Тз – 1/Т,   S = Тз * Т / Т – Тз ;

где Tз – сидерический период Земли, T – сидерический период Марса.

Ответ: S = 2,1 года

Решить задачи.

Задачи 1- 8 (базового уровня)

1. Вычислить период обращения планеты Меркурий.

2. Вычислить период обращения планеты Венера.

3. Вычислить период обращения планеты Земля.

4. Вычислить период обращения планеты Марс.

5. Вычислить период обращения планеты Юпитер.

6. Вычислить период обращения планеты Сатурн.

7. Вычислить период обращения планеты Уран.

8. Вычислить период обращения планеты Нептун.

Практическая работа № 4«Познакоᴍиться систеᴍой Зеᴍля – Луна».

Цель: уметь работать с источниками.

Порядок выполнения работы:

1.Просмотр видеоурока «Естественный спутник Земли»

2.Ответить на вопросы:

• Какие из перечисленных явлений можно наблюдать на Луне: метеоры, кометы, затмения, полярные сияния? Ответ обоснуйте.
• Какие наблюдения доказывают, что на Луне происходит смена дня и ночи?
• Луна видна в последней четверти. Может ли через неделю быть лунное затмение? Ответ обоснуйте.
• Нарисуйте фазы Луны.
• Объясните периодичность приливов и отливов.

Практическая работа №5 «Описать особенности ᴍалых тел солнечной систеᴍы».

Цель: обобщить знания о физических характеристиках и движении тел Солнечной

системы. Методом сравнения выявить общие и отличительные параметры этих тел.

Порядок выполнения работы:

1.Просмотр видеоурока «Малые тела солнечной системы».

2.Составить таблицу малых тел солнечной системы.

3.Ответить на вопрос

• Как можно отличить на звездном небе астероид от звезды?
• Почему хвосты всех комет направлены в сторону, противоположную Солнцу?
• Какой вывод мировоззренческого характера можно сделать на основе изучения химического состава метеоритов?
• Чем обусловлено образование хвостов комет?
• Какие бывают метеориты по химическому составу?
• Какова форма большинства астероидов?  Каковы их размеры?
• Что такое «падающие звезды»?

Практическая работа №6 «Изучить взаиᴍосвязь существования жизни на Зеᴍле и Солнца»

Цель: получить опыт публичного выступления, раскрыть взаимосвязь существования жизни  на Земле от  Солнца.

Порядок работы:

1.Выступление студентов сообщениями:

• «Солнце ближайшая к нам звезда»
• «Влияние солнечной активности на процессы происходящие на Земле»
• «Солнце и жизнь на Земле»
• «Солнце – вечный огонь Вселенной»
•  Проблема «Солнце - Земля»

  2.Обсуждение вопроса. Есть ли жизнь на других планетах?

Практическая работа №7«Решение задач на законы Кеплера»

Цель: уметь применять теоретические знания при решении задач

Порядок выполнения работы:

1.Внимательно прочитать условие задачи.

2.Определить, к какому разделу данной темы относится задача.

       3.Выписать все необходимые для решения задачи формулы.

       4.При необходимости выполнить дополнительные построения.

       5.Разберите решение задач. 

Пример решения задач.Через какой промежуток времени повторяются нижние соединения Меркурия?

Дано:                                               Решение:

Т    = 1год               Определите синодический период Меркурия: 

Т     = 0,24 года       Выполните преобразования формулы: 

                                 Выполните расчёты: года

Найти: S-?                 Переведите синодический период из лет в сутки: 

                                  Ответ: нижние соединения Меркурия повторяются через 117 суток.

2. Разберите решение задачи. Рассчитайте продолжительность года на Венере.

Дано:                                               Решение:

Т    = 1год            Запишите III закон Кеплера: 

а       = 1 а.е.         Выполните преобразование формулы: 

а     = 0,72 а.е.      Выполните расчёты: 

                             Переведите звёздный период в сутки: 

Найти: Т    -?      Ответ: год на Венере длится 223 дня.

Решить задачи.

Задачи 1-4 (базового уровня).

1.Чему равен полуось орбиты Урана, если звездный период обращения этой планеты вокруг Солнца составляет 84 года?

2.Через какой промежуток времени повторяются противостояния Марса, если звездный период его обращения вокруг Солнца равен 1,9 года?

3.Чему равен звездный период обращения Венеры вокруг Солнца, если ее верхние соединения с Солнцем повторяются через 1,6 года?

4. звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние от Юпитера до Солнца?

Раздел 3. Строение и эволюция Вселенной

Тема 3.1 Строение и эволюция Вселенной

Практическая работа № 8«Рассчитать  расстояния до звезд».

Цель: уметь применять теоретические знания при решении задач

Порядок работы:

1. Внимательно прочитать условие задачи.
2. Определить, к какому разделу данной темы относится задача.
3. Выписать все необходимые для решения задачи формулы.
4. При необходимости выполнить дополнительные построения.
5. Разберите решение задачи.

Пример решения задач. Параллакс звезды Арктур 0,085”. Определите расстояние до звезды.

Дано:                                                                 Решение.

   Запишите формулу для определения расстояния: 

Найти:           Подставьте значения:   

r - ?                 Выразите расстояние в световых годах: 

                     Ответ: расстояние до звезды Арктур 38 св. лет.

2. Разберите решение задачи. Если бы по орбите Земли двигалась звезда с такой же массой, как у Солнца, каков бы был период её обращения?

Дано:                                                                 Решение.

А = 1 а.е.             Запишите формулу для определения массы двойных звёзд: 

m1 +m2 = 2M       Преобразуйте формулу, выразив период обращения звёзд: 

Найти:                Подставьте значения:         

T - ?                     Ответ: период обращения звёзд был бы равен 0,7 лет.

3. Разберите решение задачи. Во сколько раз Денеб больше Солнца? 

Светимость и температуру поверхности звезды выпишите из таблицы «Основные сведения о наиболее ярких звёздах, видимых в России».

Дано:                                                                 Решение:

L = 16000         Запишите формулу для определения радиуса звезды: 

T = 9800 K       Подставьте значения: 

T    = 6000 K     

Найти:             Ответ: Денеб больше Солнца в 47 раз.

R - ?

4. Решите задачу. Параллакс звезды Денеб 0,005”. Определите расстояние до звезды.

5. Решите задачу. У двойной звезды период обращения 100 лет. Большая полуось орбиты 40 а.е. Определите сумму масс двойной звезды.

6. Решите задачу. Во сколько раз Капелла больше Солнца?

1. Разберите решение задачи.    На каком расстоянии от Земли находится Сатурн, когда его горизонтальный параллакс равен 0,9”?

      Дано:                                                        Решение:

               Запишите формулу суточного параллакса в угловых секундах:          

   R     = 6371 км    Преобразуйте формулу: 

     Найти:              Рассчитайте расстояние: км

  r - ?                       Переведите расстояние в а.е.: а.е.

                              Ответ: расстояние до Сатурна 9,7 а.е.

2. Разберите решение задачи.  Чему равен угловой диаметр Солнца, видимый с Венеры?

      Дано:                                                        Решение:

            Переведите расстояние Венеры от Солнца в км: 

D    = 1392000 км   Запишите формулу углового радиуса светила: 

                                 Угловой диаметр в 2 раза больше углового радиуса: 

     Найти: -?     Рассчитайте угловой диаметр:    

                                Переведите угловой диаметр в угловые минуты и градусы: 

                                Ответ: угловой диаметр Солнца, видимый с Венеры, 

Решить задачи.

Задачи 1-4 (повышенного уровня).

1.На каком расстоянии находится от Земли (в астрономических единицах) находится Сатурн, когда его горизонтальный параллакс равен 0,9′′? Горизонтальный параллакс Солнца составляет 8,8′′.

2.Чему равно расстояние от Земли до Луны, когда ее горизонтальный параллакс равен 54′′?

3. Расстояние до звезды Бетельгейзе 652 св. лет. Чему равен ее параллакс?

4. Параллакс Альтаира 0,20′′. Чему равно расстояние до этой звезды в парсеках и световых годах?

Практическая работа № 9  «Познакоᴍиться с представленияᴍи о нашей Галактики»

Цель: научиться выразить и доказать  свою точку зрения

Порядок работы:

1.Просмотр видеоролика «Наша Галактика»

2.Написать эссе «Наша Галактика»

3.Ответить на вопросы.

• Какие объекты входят в состав нашей Галактики?
• Какова структура нашей Галактики?
• Какие источники радиоизлучения известны в нашей Галактике?