«Живые модели» на уроке астрономии

Астрономия как учебный предмет никогда особенно не оснащалась техническими средствами обучения. Недоступность их для провинциальных школ (если не полное отсутствие) побудила меня применять на своих уроках «живые модели» – из самих учащихся.

• Классическая модель: наглядное объяснение особенностей ориентации Луны по отношению к Земле с помощью двух учащихся – «Луны» и «Земли». Чтобы факт обращённости Луны всегда одной стороной к Земле не воспринимался как отсутствие у нашей спутницы осевого вращения, повторяю демонстрацию, не вращая «Луну» вокруг оси. Тогда становится очевидным, что в этом случае с Земли должно просматриваться 100% поверхности Луны! Можете убедиться в этом сами.

• Изменение светимости звёзд-алголей. Как показывает опыт, живая модель воспринимается учащимися ярче и эмоциональнее серии статичных рисунков (см., например, рис. 75 в учебнике Б.А.Воронцова-Вельяминова). Исполнителей требуемой комплекции (огромного юношу на роль массивного компонента и миниатюрную девушку) обычно легко подобрать. Можно подключить сочетание характерных цветов как дополнение: например, юноша – в красном, а девушка – в жёлтом (белом).

• Процесс гравитационного захвата. «Захватываемое тело» берёт в руки длинный предмет («вектор скорости»), например, обломок бамбуковой гимнастической палки (фото 1), располагается на небольшом расстоянии от «захватывающего» и по сигналу начинает медленное движение. В удобный или заранее оговорённый момент «захватывающее тело» перехватывает палку (которая превращается в линию апсид) и закручивает «захвачиваемое тело» по круговой орбите. Далее возможны три варианта:

– «гравитационное отклонение» (после изменения направления скорости «захваченное тело» отпускается и движется в новом направлении);

– образование спутника (система вращается в пространстве, при этом левая рука девушки справа на фото 1 – «захватывающего тела» – отмечает положение барицентра);

– слияние («захватывающее тело» притягивает «захватываемое» к себе, и последнее движется по свёртывающейся спирали).

• Деление внешних спутников Юпитера на две группы по направлению движения (фото 2). По сигналу «небесные тела» начинают двигаться в заданном направлении. На фото 3 «Юпитер» повернулся вокруг оси по часовой стрелке, «Гималия» сместилась по орбите в направлении его вращения, «Пасифе» – в противоположном. (Если демонстрация проходит в кружке для младших школьников, можно дополнить её мифологической атрибутикой.)

• Стабилизация колец Сатурна его спутниками-пастухами (фото 4) (внешний – слева, внутренний – справа). Держа в руках два спортивных обруча диаметром 750 и 900 мм (лучше сделать самим), девушки демонстрируют внешнего (справа) и внутреннего (слева) спутников-пастухов. Можно показать и назначение пастухов – удерживать кольца в равновесии (попросите «пастухов» разжать руки).

• Уран – самая эмоциональная модель (фото 5). Стол с «Ураном» ставится с небольшим наклоном в сторону головы лежащей, спутник (бейсбольный мяч) устанавливается в экваториальной плоскости. Кольца имитируются большим спортивным обручем (лучше взять самодельный, эллиптический, чтобы отобразить форму колец Урана).

• Условия видимости планет. Легко показать, что в верхнем соединении (фото 6) планета не видна (расположение планеты выше или ниже солнечного диска требует дополнительного комментария, при этом «планета» может встать на стул или, наоборот, присесть). Конфигурация противостояния отображена на фото 7 – платок в руке девушки отмечает восточное направление. Для придания динамики «Земля» первоначально встаёт лицом к «Солнцу». Вращаясь вокруг оси, «Земля» наблюдает «заход Солнца» в западной части (слева от себя) и положение «планеты» в южной части. На фото 8 «внутренняя планета» находится в восточной элонгации. При вращении «Земли» вокруг оси после «захода Солнца» «планета» видна слева (в западной части). Условие видимости планеты в западной элонгации демонстрируется аналогично.

С помощью «живых моделей» можно в динамике демонстрировать механизмы затмений, кратных соединений внешних планет (например, в лекции о Вифлеемской звезде автор таким образом демонстрирует тройное соединение Юпитера и Сатурна), механизм периодичности пульсаров, первый закон Кеплера. Надеюсь, что перечисленные демонстрации не требуют особых комментариев.

«Модели» грешат традиционным недостатком всех наглядных астрономических демонстраций – несоответствием масштабов расстояний и размеров небесных тел.

Предварительный инструктаж участников демонстрации обычно занимает считанные минуты, а возникающий у зрителей-учащихся положительный эмоциональный настрой способствует запоминанию. А положительные эмоции – это тоже инструмент обучения!