Доклад Царькова И.С. "Школьный астрономический комплекс".

Автор:

, школа №29 г.Подольск

Астрономический комплекс школы №29 г.Подольска состоит из кабинета астрономии, планетария, площадки для визуальных наблюдений и обсерватории, где непосредственно установлен основной астрономический инструмент - телескоп.

Идея школьной обсерватории принадлежит не школе, а Подольскому городскому совету депутатов. В плане развития города на период 2000 - 2003 годы предусматривалось отдельной строкой выделение 4 млн рублей на планетарий в 29-ой школе. Вполне возможно, что эта запись появилась вследствие того, что первоначально вместо школы планировался дворец научно-технического творчества молодежи, в котором был запланирована обсерватория. Так или иначе, но этот факт послужил толчком к рождению идеи о создании автоматизированной школьной обсерватории.

Скинулись все - друзья, учителя, и в конце 2003 года купили приличный инструмент, но конечно до автоматизированный обсерватории было еще далеко. И вот тут неожиданно появился Сергей Владимирович Алексеев, депутат Московской областной думы от Подольска, и деньги из его депутатского фонда. Все эти факторы вместе дали нам возможность начать полноценно реализовать наш замысел. Основные работы по созданию комплекса были завершены в 2007 году, но и до настоящего времени мы продолжаем совершенствовать методические разработки, приобретая для этих целей современное астрономическое оборудование и совершенствуя материально-техническую базу комплекса.

На международный год астрономии в школе намечена большая программа по дальнейшему развитию астрономического образования, а именно:

•Создание школьного музея астрономии и космонавтики;

•Разработка и запуск познавательно-игровой программы для 7-8 классов «Колонизация Солнечной системы»;

•Строительство летом 2009 года во дворе школы гномона;

•Строительство цифрового планетария.

Расположен астрономический комплекс в блоке начального образования, имеет отдельный вход, что важно при проведении наблюдений, и может быть полностью автономен от школы.

Кабинет астрономии расположен в круглой башне и представляет собой учебную аудиторию, оборудованную мультимедийным проектором и компьютером, позволяющими, как проводить занятия в режиме компьютерных презентаций и электронного планетария, так и наблюдать небесные объекты на экране в режиме реального времени. Информация на экран может поступать непосредственно с телескопа по локальной школьной компьютерной сети. Управление телескопом при этом может осуществляться как из обсерватории, так и с компьютера кабинета астрономии или с любого школьного компьютера включенного в локальную школьную сеть. А изображение выводится на экран любой аудитории школы, в том числе и на экран кабинета астрономии.

Условный планетарий создан непосредственно в кабинете астрономии. Куполообразный потолок аудитории представляет картину звездного неба над Подольском на 12 часов ночи 25 декабря 2000 г, а пол - поверхность обратной стороны Луны, покрытую кратерами и лунными морями. Звезды изготовлены из флуоресцирующей пленки с учетом звездной величины. Сначала ученики знакомятся с созвездиями в аудитории, запоминают расположение звезд, и только потом поднимаются на наблюдательную площадку.

Понимая ограниченность неподвижной картинки звездного неба, мы запланировали на этот год создание цифрового планетария на базе мобильного планетария «Вега» и программы «Stellarium». В настоящее время мы пользуемся плоскими электронными планетариями, отображающий звездное небо на экран с помощью мультимедийного проектора. Современные компьютерные планетарии, такие как Redshift или Sky, позволяют проводить знакомство со звездным небом для учащихся, как старших, так и младших классов. Изучение звездного неба с помощью компьютерного планетария, которое можно тут же дополнить реальными наблюдениями, открывает огромные возможности для изучения астрономии и понимания процессов, происходящих во Вселенной. Звездные карты, фото и видео галереи, многочисленные анимации, входящие в состав таких программ, превращают этот сложный для изучения предмет в увлекательное и захватывающее занятие. Компьютерные планетарии позволяют совершать виртуальные путешествия к различным объектам нашей солнечной системы, посещать другие планеты, их спутники, и многое другое.

Площадка для наблюдений находится на крыше школьного здания, выход на нее расположен рядом с лекционной аудиторией, что позволяет после прослушивания теоретического материала сразу переходить к наблюдению звездного неба. Астрономическая площадка в основном используется для знакомства со звездным небом учащихся младших классов в рамках курса естествознания, а также для обучения школьников пользованию биноклем и наблюдения с его помощью небесных объектов. Кроме того, для наблюдений может использоваться балкон, окружающий кабинет астрономии. Именно с него производились первые наблюдения, пока не была построена обсерватория.

Рядом с площадкой для наблюдений расположена обсерватория. Она представляет собой помещение, предназначенное как для проведения учебных наблюдений, так и для исследовательских работ учащихся. Обсерватория перекрыта автоматизированным куполом, оснащенным пошаговыми двигателями, которые позволяют открывать заслонку и поворачивать купол, синхронно с движениями трубы телескопа. Управление телескопом и куполом выполняется с компьютера установленного в непосредственной близости от них внутри обсерватории.

В составе обсерватории имеются два телескопа «большой» и «малый» «Большой» телескоп фирмы Meade , модель LX-90. Телескоп создан по схеме Шмидта-Кассегрена, имеет апертуру 8 дюймов, и может дать 500 кратное увеличение. Телескоп оборудован двумя пошаговыми двигателями, имеет свой внутренний компьютер с базой данных на 30000 объектов, алгоритмами расчета эфемерид планет, Солнца, Луны, астероидов и спутников. Телескоп оборудован электрофокусером, позволяющим через компьютер производить фокусировку изображения.

«Малый» телескоп – солнечный фирмы «Coronado» модель PST. Благодаря узкополосному фильтру 0.5 ангстрема мы можем наблюдать солнечную атмосферу и все явления в ней происходящие. Солнечный телескоп установлен соосно основному, что позволяет управлять сразу двумя инструментами. Для регистрации изображений в обсерватории имеется три цифровых фотокамеры и одна аналоговая видеокамера, непосредственно соединенные с компьютером обсерватории, и посылающие через него изображение в школьную локальную сеть. Изображения объекта на экране монитора или на экране проектора получается от цифровых устройств: фото или видео камер. Изображение от цифровых фотокамер обрабатывается пакетом программ Autostar. После того как объект появился на экране монитора, происходит автоматическая настройка параметров камеры, таких как экспозиция, яркость, контрастность и т.д. Программа SKY при этом позволяет произвести фокусировку объекта и корректировку координат для настройки фотокамеры на нужную точку неба. Получение и обработка цифровых фотографий выполняется по различным алгоритмам, которые выбираются в зависимости от наблюдаемого объекта, атмосферных условий и т.д.

Конечно, мы в своей учебной работе не отказываемся от визуальных наблюдений в телескоп. Ни одна картинка не сможет заменить реального изображения небесного объекта в окуляре телескопа. Но при этом понимаем, что только цифровые средства регистрации изображения позволяют зафиксировать слабые объекты глубокого космоса, такие как галактики или туманности, недоступные наблюдению глазом. И даже такой скромный инструмент, как восьмидюймовый телескоп, при соответствующих средствах регистрации, способен открыть многие тайны Вселенной.

Деятельностью школьной обсерватории заинтересовались ведущие методисты в области преподавания физики и астрономии. 25 сентября 2008 г. в нашей школе прошло выездное заседание лаборатории физического образования Института содержания и методов обучения Российской академии образования (зав. лабораторией проф. Орлов В.А.), кафедры теории и методики физики МПГУ (зав. кафедрой проф. Пурышева Н.С.) и кафедры методики преподавания физики и математики Педагогической академии последипломного образования (зав. кафедрой проф. Фадеева А.А.). Кроме сотрудников указанных подразделений, в заседании приняли участие методисты-астрономы Московской области, а также ученые-астрономы МГУ. Оно было посвящено проблемам школьного астрономического образования.

Выездное заседание одобрило огромный и не имеющий аналога в РФ опыт школы № 29 г. Подольска по организации преподавания астрономии на базе обсерватории. Выработаны рекомендации по дальнейшему использованию обсерватории. Суть предложения в следующем.

На базе МОУ г. Подольска и обсерватории школы № 29 провести практико-ориентированное исследование, в ходе которого апробировать систему астрономического образования на основе включения предмета «астрономия» в школьный компонент МОУ г. Подольска. На первом этапе исследования (2009-2010 уч/год) целесообразно апробировать изучение астрономии как элективного курса, который целесообразно проводить на базе школы №29 с использованием ее обсерватории и методических разработок. На втором этапе (2010-2011 уч/год) – ввести астрономию как обязательный предмет, теоретический компонент которого проводится в школах города, а практическая часть (наблюдения, проектная деятельность, научная работа учащихся) - на базе обсерватории школы № 29, которая функционирует в режиме муниципального астрономического ресурсного центра.

По мнению ученых, при положительных результатах проект может иметь хорошие перспективы и на федеральном уровне как один из способов возрождения системы астрономического образования в России.

Программа работы школьного астрономического комплекса представляет собой пять самостоятельных разделов:

1. Учебная работа с учащимися собственной школы, как в рамках учебного плана для 5 и 11 классов, так и в рамках факультативов с наблюдениями постоянных объектов и текущих интересных астрономических явлений.

2. Учебная работа с учащимися других школ города Подольска и других городов Подмосковья в рамках муниципального ресурсного центра по заранее согласованной программе.

3. Научно-исследовательская работа и проектная деятельность учащихся школы.

4. Участие в астрономических форумах, конференциях, коллективных наблюдениях редких явлений и т.д.

5. Работа «Подольского астрономического клуба» под эгидой школьной обсерватории. Субботний астролекторий для всех желающих, проведение регулярных наблюдений.

Один из наших новых проектов это познавательно-игровая программа «Колонизация Солнечной системы» для учащихся 7-8 классов.

Надо признать, что пока в школе не сложилось астрономическое сообщество. Конечно, в каждой параллели есть несколько человек, которые интересуются астрономией, но они заканчивают школу, и традиции обрываются. Чтобы это не происходило, мы планируем с будущего года начать планомерную подготовку астрономических кадров используя программу «Колонизация Солнечной системы». Целью этой программы является подготовка землян для жизни на Луне и Марсе. Подготовка проводится по целому ряду дисциплин: астрономия, физика, математика, геология, психология, медицина, физическая подготовка, управление космическими аппаратами, ракетомоделирование. В основу положена уфимская программа «Большое космическое путешествие Творческого Объединения "Росстань". Мы надеемся, что такой подход позволит нам на основе создания своеобразной клубной системы заложить в школе астрономические традиции для будущих поколений учащихся.

P.S. В колонке слева размещен оригинальный текст доклада в формате Microsoft Word и презентация к докладу. Презентация размещается с некоторыми сокращениями (отсутствует видео) для уменьшения ее объема.