Формирование естественнонаучной грамотности при изучении астрономии

естественнонаучного образования Института стратегии развития образования РАО
pentin@mail.ru

Определение современного содержания предмета.
Обеспечение деятельностного характера изучения астрономии.
Подготовка

учителя.

школе или на базовом уровне в старшей школе, –

формирование естественнонаучной грамотности

активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с развитием естественных наук

и применением их достижений, а также его готовность интересоваться естественнонаучными идеями. Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетентностей:
научно объяснять явления;
понимать основные особенности естественнонаучного исследования;
интерпретировать данные и использовать научные доказательства для получения выводов.

большинстве стран.

Естественнонаучная грамотность – это не синоним естественнонаучных знаний и

умений. Это знания и умения – в действии!

И не просто в действии, а в действии применительно к реальным задачам.

годы

практически все умения, характеризующие естественнонаучную грамотность, но они «растворены» в

Стандарте среди массы других предметных и метапредметных результатов.

Но само понятие «естественнонаучная грамотность» отсутствует в Стандарте и программах по естественнонаучным предметам.

в Солнечной системе – потухший вулкан Олимп на Марсе, высота

которого 27 км. Попробуйте предположить, почему именно на планете Марс находится самая высокая гора Солнечной системы».

Пример 2
«Советская межпланетная автоматическая станция Венера-13, спустившаяся на Венеру в 1982 г., зафиксировала звук грома. Почему ни на Луне, ни на Марсе, куда также спускались космические аппараты, звуки грома регистрироваться не могли?»

Галилей впервые наблюдал в телескоп фазы Венеры, т.е. периодически меняющееся

освещение планеты Солнцем. На схематическом рисунке показано, как объясняются фазы Венеры в гелиоцентрической и геоцентрической системах.
Вопрос 1
Опишите, в чем состоят главные различия предсказаний гелиоцентрической и геоцентрической моделей для наблюдаемых фаз Венеры?
Вопрос 2
Объясните, почему наблюдение Галилеем фаз Венеры стало одним из решающих аргументов в пользу гелиоцентрической модели?»

есть следующий фрагмент:
«Массивные звезды излучают ультрафиолетовый и голубой свет,

тогда как звезды малой массы – желтый и красный. Если красное смещение далекой галактики известно, астрономы могут определить ее истинный спектр. Тогда, измерив полное ультрафиолетовое излучение галактики, исследователи могут оценить количество массивных звезд, которые живут всего лишь несколько десятков миллионов лет – краткий миг по галактическим стандартам. Если темп звездообразования замедляется, количество массивных звезд быстро снижается, поскольку они умирают вскоре после своего рождения. В нашей Галактике, вполне рядовой современной спиральной системе, количество наблюдаемых массивных светил указывает на то, что звезды формируются со скоростью несколько солнечных масс в год. Однако в галактиках с большим красным смещением темп рождения звезд в 10 раз выше».

Вопрос 1
Каким образом исследователи могут оценить относительное количество массивных звезд в галактике? (По интенсивности ультрафиолетового излучения галактики.)
Вопрос 2
Почему они могут при этом судить и о темпе звездообразования? (Если в галактике меньше доля массивных звезд, значит, они реже образуются, а значит, реже образуются звезды любой массы.)
Вопрос 3
На основании чего можно утверждать, что в современной Вселенной темп звездообразования ниже, чем был на более ранних стадиях ее эволюции? (Большее красное смещение соответствует более ранним стадиям эволюции Вселенной.)

получения выводов
Пример 5
На фотографии показаны спектры поглощения

четырех галактик, находящихся на разных расстояниях от Земли. Самый нижний спектр для газа с тем же составом получен в лабораторных условиях.
Вопрос 1
Приближаются или удаляются от Земли галактики, спектры которых приведены на фотографии? Объясните свой ответ.
Вопрос 2
Пронумеруйте четыре спектра (кроме нижнего) от 1 до 4 в порядке увеличения расстояния от Земли до галактики (1 – самая близкая и т.д.). Обоснуйте свое решение.

получения выводов
Пример 6
Слева приведен график из оригинальной работы Эдвина

Хаббла (1929 г.), на котором представлены скорости далеких источников звездного света в зависимости от их расстояния до нас. Сплошная линия и черные кружки соответствуют отдельным звездам. Штриховая линия и белые кружки относятся к звездным скоплениям.
Вопросы из британского учебника:
«Как вы думаете, почему не все точки на графике Хаббла хорошо ложатся на проведенную прямую?
«Был ли Хаббл «хорошим ученым», когда утверждал, что существует взаимосвязь между расстоянием и скоростью?»

получения выводов
На сравнении двух графиков (Хаббла и современного) может строиться

самостоятельное задание, в котором учащимся предлагается оценить возраст Вселенной (время до Большого взрыва) по обоим графикам и подумать о причинах расхождений. Объяснение причины расхождений может быть и предметом информационного поиска в интернете.

for an inclusive world // OECD, 2016. URL: https://www.oecd.org/pisa/aboutpisa/Global-competency-for-an-inclusive-world.pdf (дата

доступа 01.06.2016

«Строительство огромных телескопов на Земле и размещение космических телескопов, таких

как телескоп «Хаббл», на околоземной орбите стоит сотен миллионов долларов. Приведите аргументы за и против огромных финансовых затрат на астрономические исследования. Считаете ли вы, что это направление научных исследований должно поддерживаться правительством?»

обосновывать свою позицию;
способность выслушивать и учитывать другое мнение
Требуют:
подготовки;
ЗНАНИЙ!