Применение базовых знаний по предмету «Физика» на занятиях объединений дополнительного образования «Юный астроном» и «Космические исследования»

Григорьева Анна Игоревна, педагог дополнительного образования
МБОУ ДОД «Центр внешкольной работы» Авиастроительного района г. Казани

Физика - это наука об окружающем нас мире. Она помогает человеку постичь суть таких явлений, как радуга, ледяные узоры на окнах, гром и молния. Физика дает возможность заглянуть за своеобразную "упаковку" природы, разобраться в мельчайших этапах сложных процессов и, в конечном счете, использовать их по своему усмотрению, с пользой для себя.

Чем полнее представление ребенка о мире, тем проще ему с ним взаимодействовать, тем в больших масштабах он может творить и проявлять свою смекалку, находчивость и энергию. Физика, понимаемая как ключ к окружающей действительности, необходима ученику с начальной школы. Такой подход выходит за рамки школьного курса, но легко реализуем в объединениях дополнительного образования. Здесь физика - это не пустые формулы, которые для большинства школьников, к сожалению, так никогда и не наполнятся содержанием. Это живая наука, самая что ни на есть естественная.

В объединениях «Юный астроном» и «Космические исследования» Центра внешкольной работы Авиастроительного района занимается 30 детей в возрасте от 9 до 17 лет. Это ребята из обычных общеобразовательных школ, но у них есть интерес к углубленному изучению технических наук, к научно-исследовательской деятельности.

На занятиях наших объединений, мы стремимся не только рассказать учащимся о Вселенной и Солнечной системе, не только научить их пользоваться телескопом и картой звездного неба. Почти с любой из этих задач справится хорошая энциклопедия о космосе. Первое, чему учится молодой физик в университете и школьники у нас на занятиях - это задавать себе и природе вопросы и прилагать все усилия, чтобы найти на них ответы. Лучше всего усвоить это умение помогает проведение физических экспериментов. Попутно ребята получают материальное подтверждение тем отвлеченным понятиям, о которых мы говорим.

Самым большим и важным блоком опытов для юного астронома и космического исследователя являются, конечно, опыты по оптике. Телескоп - главный инструмент астронома на протяжении вот уже четырехсот лет, с тех пор как он впервые был направлен на звездное небо Галилео Галилеем в 1609 году. На занятиях объединений мы используем четыре современных любительских телескопа, и именно они часто становятся первой причиной, по которой ребята приходят к нам на занятия. Но чтобы первый раз взглянуть в телескоп на Солнце через светофильтр, первый раз увидеть на нем пятна и зарисовать их в свой журнал наблюдений, нужно пройти долгий путь. Каждый учащийся должен не только знать технику безопасности, чтобы элементарно не испортить оптику инструмента. Мы проводим многочисленные опыты с лазерами, линзами и зеркалами, чтобы понять, как же именно телескоп собирает свет и приближает к нам изображение Солнца и планет. Эти простые опыты с использованием талька, чтобы "подсветить" путь лазера, проводимые в затемненном помещении, неизменно приводят всех ребят в полный восторг. После такой демонстрации непонятные прежде картинки с линзами и сходящимися за ними лучами света обретают смысл.

Важен для астронома не только прибор, но и объект изучения. От далеких звезд и планет до нас доходит только электромагнитное излучение, то есть свет. Мы используем эксперименты со светофильтрами, разноцветными светодиодами, призмами и дифракционными решетками, чтобы разобраться, из чего состоит приходящий к нам свет, как он делится на различные цвета, как заново "собрать" белый цвет. Этот важный блок также дополнен экспериментами физиологическими, которые помогают ребятам понять, как воспринимают свет и цвета их собственные глаза.

Наконец, мы много говорим о движении тел во Вселенной – обращении Луны, искусственных спутников и Международной Космической Станции вокруг Земли, обращении Земли и других планет вокруг Солнца, обращении всей Солнечной системы вокруг центра Галактики. Но до изучения в школьном курсе основ кинематики очень трудно понять, почему, например, Луна не падает на Землю, а мы вместе с Землей не падаем на поверхность Солнца. Тут на помощь приходят различные наглядные демонстрации сил, которые могут действовать на объект. Опыты с веревками, связанные с центробежной силой, проводимые на открытом воздухе, очень популярны у ребят. А различные эксперименты с силами трения в жидкостях помогают им понять, почему спутник или часть ракеты-носителя все же может упасть на Землю после торможения в атмосфере.

Список проводимых наблюдений и опытов можно продолжать очень долго. Радует, что к середине учебного года, когда ребята немного осваиваются с новым способом обработки информации, они начинают сами подавать идеи и даже проводить некоторые демонстрации. Мы выращиваем кристаллы медного купороса, моделируя обледеневшую поверхность комет и, возможно, Плутона. Мы воспроизводим в кипящем парафине верхние слои атмосферы Солнца, чтобы проследить за образованием ячеек Бинара и увидеть, как происходит конвекция – перемешивание теплых и холодных слоев. А для наблюдения солнечного затмения 20 марта этого года ребята сами изготовили себе приборы наблюдений со светофильтрами, защищающими глаза.

Объединения «Юный астроном» и «Космические исследования» работают на базе Центра внешкольной работы только первый год. Но за это короткое время мои воспитанники уже показывают высокий уровень знаний и умений. Мы вступили в республиканскую детско-юношескую организацию космических разведчиков, активно сотрудничаем с Центром аэрокосмического образования при МБОУ «Школа №35». На встрече, посвященной Дню космонавтики, мои воспитанники ни в чем не уступили занимающимся по специальной программе школьникам ни в теоретической (брэйн-ринг), ни в практической (постановка опытов) части соревнований. Несомненно, такая развивающаяся смекалка – это результат понимания мира, находящегося вокруг, его особенностей и закономерностей на основе физических знаний, с одной стороны, и знаний, полученных в системе дополнительного образования, с другой.