Методические рекомендации Уроки физики в школе с использованием малогабаритного аппаратно-программного комплекса приема спутниковых изображений Земли “Космос-М2”

Сценарий урока по физике в 9 классе на тему «Движение спутника погоды как частный случай задачи на расчет движения по окружности с использованием программно-технического комплекса «Космос М2».

• 
  познакомить учащихся с Интернет-ресурсом, в реальном времени отображающим положение и перемещение космических спутников Земли
  
• 
  изучить параметры орбит спутников погоды NOAA при помощи программно-технического комплекса «Космос М2»
  
• 
  научиться решать задачи на кинематику движения по окружности
  

1. 
   На этапе мотивации используем программу Аэрокосмического агентства США (NASA) http://science.nasa.gov/Realtime/jtrack/3d/JTrack3D.html . Она понадобится также и при решении задачи на движение.
   

2. 
   Перед началом выполнения заданий, учитель кратко вводит (напоминает, обобщает) теоретический материал (зависимость скорости орбитального движения от геометрических параметров орбиты и массы планеты). Форма подачи материала зависит от того, в какой момент вводится предлагаемый материал. В классах углубленного изучения вывод приводимой ниже формулы для расчета скорости учащиеся могут проделать самостоятельно.
   

3. 
   Задание 1: выберите поочередно четыре спутника погоды NOAA и постарайтесь описать форму орбиты и оценить ее размеры, сравнивая их с радиусом Земли. Кратко опишите, каким способом вам удалось это сделать.
   
4. 
   Задание 2: Используя полученную оценку радиуса орбиты спутников погоды, рассчитайте другие параметры этих орбит: период, частоту обращения (вырази ее в количестве оборотов за сутки).
   
5. 
   Задание 3: Рассчитай скорость движения спутников на основании полученных оценок.
   
6. 
   Задание 4: Найди в Интернете параметры движения рассматриваемых спутников погоды и сравни со своей оценкой и расчетами. Рассчитай величину ошибки в процентах.
   

7. 
   В заключение учитель может продемонстрировать работу программно-технического комплекса «Космос М2» по регистрации и обработке сигналов спутников погоды NOAA в режиме реального времени.
   

Сценарий урока по физике в 9 (10) классе на тему «Искусственные спутники Земли» с использованием программно-технического комплекса «Космос М2»

• 
  познакомить учащихся с обзором различных видов ИСЗ
  
• 
  найти информацию о первом искусственном спутнике Земли с использованием возможностей Интернета
  
• 
  изучить параметры и практическое приложение спутников погоды NOAA при помощи программно-технического комплекса «Космос М2»
  

• 
  Что означает аббревиатура ИСЗ?
  
• 
  Какая страна запустила первый спутник?
  
• 
  Когда был запущен первый спутник?
  
• 
  Для чего используются спутники?
  
• 
  Как должен двигаться спутник (по какой орбите и с каким периодом), чтобы все время висеть над одной и той же точкой Земли (геостационарная орбита)?
  
• 
  Как должен двигаться спутник (по какой орбите и с каким периодом), чтобы за сутки «просканировать» всю земную поверхность (полярная орбита)?
  

• 
  В каком направлении летит спутник и каков примерно период его обращения?
  
• 
  Какова (примерно) ширина зоны видимости спутника?
  
• 
  На сколько высоко спутник должен находится над поверхностью Земли, чтобы иметь зону охвата в 3 000 км (в сравнении с земным радиусом)
  

• 
  Введение в тему: описание конкретного случая или новостей; демонстрация видео- или аудиофрагмента или же объекта (например, эксперимент); стимулирующие вопросы; ролевая игра или инсценировка. Важная задача – мотивирование к предстоящей работе.
  
• 
  Постановка проблемы.
  
• 
  Актуализация сведений по теме обсуждения, введение новой информации.
  
• 
  Разбивка на группы (оперативно, например, путем простой жеребьевки: все тянут карточки, в которых указаны номера групп и роли) и распределение ролей (если надо) и правил работы в группе (доказательность суждений; все могут высказаться; все высказывания внимательно рассматриваются; нельзя переходить на личности и оскорблять; организованность выступлений: последовательность, слушание…). Варианты организации групповой работы: с ведущим и без, на основе самоорганизации и самоопределения в группе. Возможное распределение ролей в группе :
  
  • 
    ведущий – организует обсуждение в группе,
    
  • 
    «генератор идей» – высказывает предложения, направленные на решение поставленной задачи,
    
  • 
    оппонент – критикует высказывания, предлагает альтернативы,
    
  • 
    аналитик – обобщает результаты обсуждения и подводит итоги,
    
  • 
    протоколист – ведет запись высказываний членов группы,
    
  • 
    наблюдатель – оценивает участие каждого в групповой работе,
    
  • 
    «презентатор» – выступает с сообщением об итогах работы в группе).
    
• 
  Обсуждение проблемы в группах.
  
• 
  Представление результатов перед всем классом (презентация); желательно, чтобы от каждой группы был всего один выступающий.
  
• 
  Общее обсуждение сообщений от групп и подведение итога.
  

С
хема взаимодействия учителя и учащихся

• 
  Давать директивные указания во время обсуждения в группе
  
• 
  Высказывать собственное суждение
  
• 
  Читать лекцию
  
• 
  Высказывать одобрение или порицание (даже в скрытой форме, даже при ошибке учащихся)
  
• 
  Проявлять нетерпение
  

• 
  Создавать позитивную атмосферу
  
• 
  Ставить вопросы
  
• 
  Держать паузу (давать время на обдумывание ответа, хотя бы 5 секунд)
  
• 
  Обращать внимание на каждый ответ
  
• 
  Прояснять высказывания детей
  
• 
  Удерживать обсуждение в рамках заданной темы
  
• 
  Побуждать к обоснованию суждений
  
• 
  Кратко фиксировать ключевые моменты общего обсуждения на доске
  

Сценарий повторительно-обобщающего урока по физике в 8 классе на тему «Тепловые явления» с использованием программно-технического комплекса «Космос М2»

1. 
   Демонстрация видеоролика «Посадка самолета при боковом ветре»:
   

2. 
   Обсуждение и анализ просмотренного видеофрагмента. Учитель задает вопрос (вопрос остается все время на экране), а учащиеся по очереди дают свои версии ответов. Учитель не комментирует ответы; можно лишь задавать уточняющие вопросы учащемуся, если он невнятно излагает свои мысли. Следующий вопрос из списка учитель задает только после того, как несколько детей ответили на предыдущий.
   

• 
  Что вы заметили интересного?
  
• 
  Почему самолет садился боком?
  
• 
  Откуда дул ветер?
  
• 
  Почему пилот повернул самолет при посадке в носом в сторону ветра?
  
• 
  Что должен знать пилот о ветре, чтобы правильно посадить самолет?
  
• 
  Откуда пилот получил информацию о ветре?
  
• 
  Какие приборы меряют направление и скорость ветра?
  

3. 
   Дополнительно учитель просит учащихся найти в Интернете сводку погоды и перечислить основные параметры погоды.
   

• 
  Температура
  
• 
  Давление
  
• 
  Влажность
  
• 
  Облачность
  
• 
  Направление ветра
  
• 
  Скорость ветра
  
• 
  Количество осадков
  

4. 
   Учитель объявляет классу тему (цель) урока: научиться определять основные физические параметры погоды при помощи программно технического комплекса «Космос М2».
   

5. 
   Краткий рассказ учителя о комплексе и работе с программой (с демонстрацией готовой фотографии и ее анализом в программе APT Viewer) с пояснением измеряемых прибором величин:
   

• 
  Облачность
  
• 
  Температура
  
• 
  Направление ветра
  
• 
  Скорость ветра
  
• 
  Количество осадков
  

6. 
   Самостоятельная работа учащихся по анализу изображений программы APT Viewer. Работа может идти в группах на основе раздаточных листков или компьютерных изображений.
   

Сценарий урока по физике в 11 классе на тему «Различные виды электромагнитных излучений, их свойства и практические применения» с использованием программно-технического комплекса «Космос М2»

• 
  Повторение основных свойств различных диапазонов шкалы электромагнитных волн при помощи программно-технического комплекса «Космос М2»
  

1. 
   Актуализация знаний по шкале электромагнитных волн происходит в форме ответов учащихся на вопросы (на экране воспроизводится шкала электромагнитных волн с указанием длин волн):
   

• 
  Каков диапазон длин волн видимого света?
  
• 
  Где находится инфракрасная часть спектра электромагнитных волн и каков диапазон длин волн этой части спектра?
  
• 
  Где на шкале электромагнитных волн находятся радиоволны? Каковы их длины волн?
  
• 
  Каковы длины волн FM (например, 106,2 МГц – частота радиостанции «Европа Плюс» 106.2 FM)?
  

2. 
   После этого учитель приводит краткую сводку сведений о диапазонах и свойствах электромагнитных волн, актуальных для выполнения задания.
   

3. 
   Отработка знаний свойств электромагнитных волн происходит в форме выполнения проектно-конструкторского задания в группах учащихся. Цель: предложить оптимальные диапазоны шкалы электромагнитных волн для решения задач составления метеопрогнозов и жизнеобеспечения спутника.
   

• 
  Получение информации о распределении и виде облачности
  
• 
  Получение информации о температуре
  
• 
  Обеспечение спутника электроэнергией
  
• 
  Передача информации на Землю
  

4. 
   После выполнения задания группы учащихся кратко сообщают свои предложения и обосновывают свой выбор, опираясь на свойства различных диапазонов электромагнитных волн.
   
5. 
   После этого учащимся демонстрируют основные технические элементы и данные приемника (антенну на крыше школы) и передатчика на спутнике, а также установленных на спутниках радиометров и получаемых с их помощью изображений (демонстрируется работа приемника и получение изображения со спутника в реальном времени, а затем это изображение рассматривается и анализируется при помощи программы APT-Viewer). И сообщают информацию о реально используемых диапазонах электромагнитных волн, давая возможность учащимся проверить свои предложения. После чего подводится итог урока.