Формирование знаний по основам географии и астрономии в курсе «Окружающий мир» (1—4 классы)

План лекций по курсу:

Лекция 1. Основы знаний по астрономии как составная часть курса «Окружающий мир»

Знания по основам астрономии и географии являются важной составной частью предмета «Окружающий мир», но изучаются в разных – с 1-го по 4-й – классах. В задачи данного лекционного курса не входит анализ знаний по основам географии и астрономии, представленным в действующих учебно-методических комплектах по «Окружающему миру».
В то же время нельзя не отметить, что при внимательном прочтении многих учебников и учебных пособий остается ощущение излишней усложненности содержания предмета «Окружающий мир», а большие по объему тексты порождают сомнения в том, успевает ли младший школьник эти тексты прочитать.
Излишне высокий уровень сложности изложения, в частности, географической составляющей предмета «Окружающий мир» объясняется, на наш взгляд, неоправданным перенесением отдельных его частей из курса географии средней школы в начальную.

Типы учебного материала и систематизация знаний по предмету

Знания по основам астрономии и географии в «Окружающем мире» имеют весомую теоретическую составляющую, включающую фактические знания, понятия и представления. Вычленение этих типов учебного материала позволяет учителю точнее ориентироваться в содержании учебного предмета, более четко определять планируемый результат обучения и формулировать для учащихся познавательные задачи. Структурирование учебного содержания – это действенный инструмент нормализации учебной нагрузки учащихся в условиях все увеличивающегося объема изучаемых знаний.

Изучение понятия как единицы теоретического знания включает в себя: 1) его определение; 2) содержание, раскрываемое в разных признаках – существенных и варьирующихся (изменяющихся); 3) отношения с другими понятиями, бoльшими по объему, частью которых оно является, или, наоборот, меньшими по объему. Проблема заключается в том, чтобы структурировать знания, предлагаемые учащимся для усвоения, отобрать и организовать их содержание таким образом, чтобы вовлечь учеников в деятельность по изучению понятия и сделать это на доступном их восприятию уровне сложности. Подчеркнем следующее: познавательную деятельность учащихся легче (и продуктивнее!) осуществить на специально организованном содержании.

Рассмотрим фрагмент учебного занятия темы «Небесные тела». Занятие строится на материалах атласа «Окружающий мир. Природа и человек. 1–4 классы» (авт. Крылова О.В., Сивоглазов В.И. –   М.: Дрофа, ДиК, 2007. – С. 3). Воспроизведем полностью весь материал, представленный в атласе: определение понятия «комета», схематический рисунок орбиты кометы Галлея (рис. 1) и ее космический снимок (рис. 2).

Кометы – это небесные тела, которые движутся по очень вытянутым орбитам. Ядро кометы состоит из замерзших газов и пыли.

Какую по содержанию учебную деятельность можно организовать на этом учебном материале? Рассмотрим примерные задания для учащихся:

1. Прочитайте определение, что такое комета.
2. Рассмотрите рисунок 1. Орбита какой кометы на нем изображена? (Кометы Галлея.)
3. Давайте рассмотрим эту орбиту.

Рассматривая схему – самостоятельно или с помощью наводящих вопросов учителя, – школьники могут определить: а) комета вращается вокруг Солнца; б) орбита действительно вытянута и очень велика. Комета Галлея удаляется от Солнца дальше планеты Нептун, самой дальней в Солнечной системе. (Оборот Нептуна вокруг Солнца продолжается 164 земных года.) Эти полученные учащимися новые знания учитель может дополнить некоторыми краткими сведениями о комете Галлея: комета названа в честь английского астронома Эдмонда Галлея, который вычислил ее орбиту и определил, что комета совершает оборот вокруг Солнца за 76 лет. Ученый предсказал ее следующее очередное появление в 1759 г., и его расчет оказался верен: комета появилась! Очередное появление кометы Галлея было отмечено в 1986 г. Космические аппараты «Вега» и «Джотто» впервые близко подлетели к ядру кометы и передали на Землю ее фотографии.
Обратим внимание, что информационное сообщение учителя – это действительно дополнительная информация к основному знанию, полученному учащимися в процессе их собственной познавательной деятельности, – анализу учебного рисунка.
Далее можно предложить учащимся рассмотреть в атласе цветной космический снимок (рис. 2):

4. Покажите ядро и хвост кометы. Расскажите, какую форму они имеют.
5. Расскажите про цвет кометы. Как он изменяется в разных частях?
6. Опишите, как изменяется яркость хвоста кометы.
7. Как вы думаете, из чего состоит хвост? Почему он появляется?
8. Покажите на фотографии, в каком направлении летит комета. Почему вы так думаете?
9. Как вы думаете, будет ли изменяться длина хвоста кометы при ее приближении или удалении от Солнца? Почему?

Изучение нового материала строится на внимательном рассмотрении космического снимка и соотнесении увиденного с содержанием определения понятия. На примере кометы Галлея – единичного понятия – ученики рассматривают свойства (признаки) кометы как космического тела (видовое понятие).
Далее возможен следующий этап: полученные знания становятся основной для получения новых.

10. В старину кометы называли «хвостатыми звездами». Как вы думаете, почему?
11. В давние времена считали, что появление на небе кометы – это предупреждение о приближении каких-нибудь бедствий – войн, эпидемий или голода. Как вы думаете, почему?
12. Вы уже знаете, что комета Галлея появляется каждые 76 лет. Во время ее появления в 1910 г. Земля пролетела через хвост кометы. Это было опасно для Земли? для жителей Земли? для самой кометы? Ваше мнение?

Обратите внимание: в каждом вопросе учитель сообщает учащимся новое фактическое знание, но это знание – не самоцель, а информация, средство стимулирования познавательной деятельности учеников, материал для анализа и формулирования новых самостоятельных суждений. Результат – новые знания.

13. Последний раз комета Галлея приближалась к Земле в 1986 г. Подсчитайте, когда примерно нам снова ждать космическую гостью. (По вычислениям учащихся – в 2062 г.)
14. Астрономы вычислили точную дату – 28 июля 2061 г. Ваши вычисления достаточно близки, но почему они не могут быть такими точными, как вычисления ученых-астрономов? (Это один из вариантов создания ситуации, в которой можно поговорить с учениками о границах знания и незнания.)
15. Комета Галлея – лишь одна из комет. Расскажите, какие главные особенности характерны для этих небесных тел. (Это разговор о существенных признаках понятия и промежуточное обобщение знаний – от частного к общему.)
16. Комета Галлея – одна из многих: у каждой есть ядро, хвост, орбита. Как вы думаете, чем отличаются кометы одна от другой? (Это разговор о варьирующих (или изменяющихся) признаках понятия. Ученики могут назвать размеры кометы, размеры и форму ее орбиты, периодичность появления.)

В качестве дополнительного задания по желанию можно предложить ученикам составить сообщение о другой известной комете.

17. Нарисуйте строение кометы и подпишите названия ее главных частей.

Это и обобщение знаний, и осмысленная графическая иллюстрация (рис. 3) определения понятия, с прочтения которого началось занятие.

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

1.1. Проанализируйте описанные учебные материалы о кометах: а) содержание; б) уровни сложности и познавательной самостоятельности.
1.2. Спрогнозируйте возможные ответы учащихся.
2.1. Рассмотрите учебные материалы о планетах из атласа «Окружающий мир. Природа и человек. 1–4 классы» (авт. О.В. Крылова, В.И. Сивоглазов).

Планеты – это шарообразные небесные тела, которые не излучают свет. Они видны, если их освещает Солнце (рис. 5, 6).

2.2. Предложите учебные задачи, направленные на формирование знаний о планетах как небесных телах, в соответствии со временем изучения темы и возрастом учащихся. Оцените уровень сложности этих учебных задач.
2.3. Спрогнозируйте возможные ответы учащихся.

Формирование знаний о небесных телах и о Земле как планете Солнечной системы

Рис. 7. Фрагмент рисунка «Звезды» Возможные вопросы: Расскажите о звездах. Как вы думаете, у какой из них температура выше?

Формирование знаний о Вселенной. Начальные знания по астрономии включают знания о небесных телах – прежде всего о звездах и планетах и о Земле как планете Солнечной системы, о строении Солнечной системы. Источником получения астрономических знаний может стать уже упомянутый атлас «Окружающий мир. Природа и человек. 1–4 классы» (авт. Крылова О.В., Сивоглазов В.И.), специально сконструированные учебные материалы которого позволяют организовать полноценную учебную деятельность младших школьников на разных уровнях познавательной самостоятельности. Преимущество атласа как источника знаний еще и в том, что с ним можно работать на уроке, в то время как работать с большими книгами крайне затруднительно.
Наличие источника знаний, работая с которым, учащиеся могут получать новые знания, способно кардинально изменить организацию урока – учитель может не быть «объясняльщиком» (или, мягче, «рассказчиком» нового материала), но стать организатором самостоятельной деятельности младших школьников.

Раздел «Вселенная» представлен в атласе двумя разворотами. Первый из них – «Небесные тела» – знакомит учащихся со звездами, планетами, кометами и метеоритами. Учащиеся могут прочитать определения понятий небесных тел, рассмотреть рисунки и космические фотографии, сопровождаемые необходимыми пояснениями и фактической информацией. Краткие определения отражают существенные признаки данных понятий, но они написаны понятным языком и доступны пониманию младшими школьниками. Таким образом, материалы атласа позволяют формировать научные понятийные знания на доступном учащимся материале. Приведем примеры.
Учащиеся узнают, что звезды светятся сами (существенный признак понятия), но при этом имеют разные размеры, температуру и цвет (варьирующиеся признаки). Рассматривая выполненные в масштабе учебные рисунки, ученики могут сравнить размеры Солнца и планет Солнечной системы на примере Земли и Юпитера: Земля в 109 раз меньше Солнца и в 10 раз меньше Юпитера и т. д. Они познакомятся с основами классифицирования – делением понятий на группы, например по размеру, цвету, температуре (рис. 7).

Ученики могут прочитать, что планеты не светятся сами и видны только в том случае, если их освещает Солнце, а затем рассмотреть космические снимки Земли, Луны и Юпитера со спутниками и ответить на вопросы:

1. Расскажите, что вы видите на фотографии.
2. Объясните, почему видна только часть планеты?
3. Покажите, на какой части Земли сейчас день, а на какой – ночь.

Данный пример показывает: ученику предстоит прочитать и осмыслить микротекст и тут же применить новое знание для объяснения увиденного.

Второй разворот атласа посвящен Солнечной системе. К представленным на с. 4–5 материалам – рисункам, пояснительным текстам и космическим фотографиям – можно обращаться многократно. Учащиеся разного возраста могут рассматривать рисунок «Солнечная система» с разной степенью осмысления: от простого знакомства с названиями планет, их количеством и внешним видом до составления сравнительных характеристик (рис. 8).

Рис. 8. Фрагменты рисунков «Солнечная система»

На рисунке «Солнечная система» представлено ее строение. Размеры планет Солнечной системы крайне незначительны по сравнению с теми гигантскими расстояниями, которые отделяют их от Солнца и друг от друга. Сделать рисунок Солнечной системы с правильными сравнительными размерами невозможно. Если представить Солнце размером с теннисный мяч, а Землю – с булавочную головку, то их нужно положить друг от друга на расстоянии 10 метров. Это все равно что поместить их в разных концах классной комнаты. При таких сравнениях Юпитер будет чуть меньше шарика для настольного тенниса в 52 метрах от «мяча» – Солнца, а другая «булавочная головка» – Плутон – на расстоянии уже 400 метров, то есть даже не в здании школы, а где-то на школьном дворе или даже на соседней улице (по кн.: Перельман Я. Занимательная астрономия). Однако можно дополнить учебный рисунок сведениями о времени обращения планет вокруг Солнца.
Планеты Солнечной системы значительно меньше Солнца: Земля – в 109 раз, Юпитер – в 10 раз, карликовая планета Плутон – в 400 раз, но можно выбрать масштаб для показа размеров планет в сравнении друг с другом.

Рисунок дополнен космическими снимками и поясняющими подписями.

В результате рисунок в атласе является наглядным пособием, работая с которым, учащиеся начальной школы могут:

1) описать:

• внешний вид планеты по цветному космическому снимку (форму планеты, цвет и его изменение, наличие или отсутствие внешних колец);
• размер планеты в сравнении с другими планетами;

2) определить:

• место планеты: 1) от Солнца; 2) относительно Земли; 3) относительно других планет;
• продолжительность суток;
• продолжительность оборота вокруг Солнца;
• «рекордсменов» Солнечной системы:

– самая маленькая/большая по величине планета (не считая карликовых);
– самая близкая/далекая от Солнца;
– с самыми короткими (Юпитер – 9 часов 50 минут) и самыми длинными сутками (Венера – 243 земных суток, или 5832 часа);
– с самым коротким периодом обращения вокруг Солнца (Меркурий – 58 земных года и 15 часов) и с самым длинным (Нептун – 164 земных года);

3) сравнить:

• размеры планет относительно друг друга, так как они нарисованы в одном масштабе;
• внешний вид планеты по цветному космическому снимку;
• время обращения планет вокруг своей оси и продолжительность суток;
• время обращения вокруг Солнца;

4) составить классификацию: разделить планеты по размеру – карликовые планеты, планеты земной группы, планеты-гиганты (безусловно, ученики не обязательно столь точно сформулируют названия планетных групп – в этом поможет учитель, но выявить сами группы они смогут!);

5) установить закономерности:

• чем дальше планета находится от Солнца, тем длиннее ее орбита и тем продолжительнее время обращения вокруг Солнца;
• планеты земной группы медленнее вращаются вокруг своей оси, чем планеты-гиганты;

6) составить рассказ о планете (планетах) Солнечной системы, опираясь на все вышеперечисленное.

Очевидно, что все эти действия осуществляются на разных занятиях, но они возможны.

Земля – планета Солнечной системы. Формируя у младших школьников знания о Земле как планете Солнечной системы, целесообразно систематически подчеркивать, во-первых, признаки, присущие Земле наряду с другими планетами, во-вторых, те признаки, которые составляют индивидуальность нашей планеты.

Форма Земли. Как и другие планеты, Земля имеет шарообразную форму. Рисунок 9 позволяет ученикам сформулировать суждения о совершенстве формы планеты.

Рис. 9. а) У шара нет края, следовательно … . б) У каждой стороны кубика есть края или грани, следовательно, … .

Рассматривая доказательства шарообразности, обратим внимание на следующее:

1) Все планеты Солнечной системы имеют форму шара. Это подтверждается наблюдениями. Следовательно, форма Земли … .
2) Шарообразная форма Земли видна на космических снимках, которые целесообразно рассмотреть на уроке.
3) Принято считать, что кругосветное путешествие Ф. Магеллана является не просто первым кругосветным путешествием, доказавшим единство Мирового океана, но доказательством шарообразности Земли. Так ли это (рис. 10)?

Рис. 10. Форма тела и возможность «кругосветного» путешествия

Вращающаяся вокруг своей оси Земля слегка сплюснута у полюсов (разность между экваториальным и полярным радиусами составляет 21 км), следовательно, форма нашей планеты индивидуальна. Она получила название геоид (от «гео» – земля).

Положение Земли в пространстве. Земля – третья планета от Солнца. Она находится от него на расстоянии 149 600 000 км, которое обычно округляют до 150 млн км. Расстояние от Земли до Солнца называют астрономической единицей. Расстояние от Солнца до ближайшего к ней Меркурия – 0,39, а до далекого Плутона (который в настоящее время принято относить к карликовым планетам) – 39,5 астрономических единиц.
Расстояние от Земли до Солнца свет преодолевает за 8 минут. Для наглядных представлений о гигантской величине этого расстояния целесообразно придумать с учениками яркие сравнения.
Все планеты Солнечной системы вращаются вокруг своей оси, но вот положение осей различно (рис. 11).

Рис. 11. Положение оси вращения у разных планет

Характерное положение земной оси является чрезвычайно важным и определяет многие особенности природы Земли, в частности нагрев поверхности и освещение Солнцем. Об этих особенностях мы будем говорить в дальнейшем. Но уже при первом знакомстве с планетой Земля необходимо обратить внимание на эту индивидуальную особенность, показать положение Земли на глобусе, а выполняя схематические рисунки Земли, не забывать рисовать линию воображаемой земной оси с имеющимся наклоном.

Размеры Земли. В начальной школе речь, как правило, идет о двух величинах. Длина экватора – 40 000 км. Если бы вдоль экватора проходила кругосветная автострада, то путешествие по ней со скоростью 100 км/час продолжалось бы примерно 400 часов, или 16,5 суток. Ученики могут вычислить время преодоления этого расстояния на пассажирском самолете (скорость – 1000 км/час), сравнить со средней величиной пробега легкого автомобиля. Длина экватора – пример фактического знания, которое следует запомнить, но при этом иметь наглядные представления о его величине.
Средняя длина земного радиуса составляет 6371 км (соответственно, диаметр можно округлить до 12 тыс. км). Для формирования наглядных представлений о величине радиуса Земли можно привести примеры следующих величин: средняя глубина Мирового океана составляет 4 км (или ¹/₁₅₀₀ его часть!), самая глубокая впадина – Марианская – достигает 11 км; глубина самых глубоких шахт по добыче полезных ископаемых на суше и вовсе ничтожна мала – 2–3,5 км.
Возраст Земли, по современным оценкам, составляет 4,5 млрд лет и примерно равен возрасту Солнца, а примерно 3 млрд лет назад сформировалась твердая поверхность нашей планеты.

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

3.1. Проанализируйте, с какими понятийными знаниями по основам предмета «Окружающий мир» знакомятся ученики младших классов.
3.2. «Планета Земля» – одно из понятий, точнее, единичное понятие. Проанализируйте, какие знания о Земле необходимы учащимся для дальнейшего успешного обучения, а какие можно считать дополнительными.

Представления о созвездиях

Наряду с понятийными знаниями по элементарной астрономии в курсе «Окружающий мир» формируются представления, например о созвездиях, в том числе о созвездии Большой Ковш как части созвездия Большая Медведица.

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

4.1. Проанализируйте представленные учебные материалы (рис. 12, 13).

Рис. 12. Большая Медведица и Малая Медведица

Рис. 13. Конь на приколе (представления казахов)

4.2. Придумайте учебные задания для учащихся 1–4-х классов на основе этих рисунков. Сформулируйте учебную задачу, которую вы хотите решить с помощью придуманных заданий.
4.3. Спрогнозируйте возможные ответы учащихся.

Рекомендуемая литература к лекции 1

1. Астрономия. Энциклопедия для детей. – М. Аванта+, любое издание.

2. Дубкова С.И. Фамильные тайны Солнечной системы. Ч. 1. Солнце в интерьере галактики. – М.: Белый город, 2005.

3. Дубкова С.И. Фамильные тайны Солнечной системы. Ч. 2. Чудесное семейство планет. – М.: Белый город, 2005.

4. Дубкова С.И. Волшебный мир звезд. – М.: Белый город, 2004.

5. Дубкова С.И. Сказки звездного неба. – М.: Белый город, 2004.

6. Зигель Ф.Ю. Звездная азбука: Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1981.

7. Перельман Я.И. Занимательная астрономия. Любое издание

8. Атлас «Окружающий мир. Природа и человек. 1—4 классы». О.В. Крылова, В.И. Сивоглазов. – М.: Дрофа, ДиК, 2007.