дополнительное образование, Космическая Одиссея, ПОЛЁТ (научно-педагогический вестник)

Космическая Одиссея-1

Вряд ли вы довольны тем, как большинство учеников относится к естественным наукам. Желая изменить ситуацию, авторы решили поступить по принципу «Если тебе чего-то не хватает, это потому, что ты этого не сделал» и подогреть интерес детей к астрономии и физике собственными силами.

Вместо аннотации

Камин-тарии к материалу. Перед вами – практическая разработка, представляющая собой конкурс открытых задач для школьников города. Цели, задачи и технология проведения – в предисловии. Разработка содержит задания, решения и методический блок. Материал представляет собой отрывок из книги авторов «Космическая Одиссея», вышедшей в Луганске в марте 2012-го. В материале даны задачи и решения за один год (2005), а книга содержит задачи и решения за шесть лет проведения конкурса (2005 — 2010).

Астрономия: пациент скорее жив, чем мертв?

Уважаемые коллеги!

Вряд ли вы довольны тем, как большинство учеников относится к естественным наукам.

Причин этому тьма, виноватых тоже легко найти, но спросить, как вы понимаете, не с кого. Вот выдержка из пресс-конференции (май 2009) Олега Малкова, ученого секретаря Национального комитета российских астрономов:

«Астрономия играет важнейшую роль в формировании правильного взгляда на мир у детей и юношества. Идущие сейчас реформы школьного и высшего образования привели, в частности, к уменьшению количества учебного времени, выделяемого на астрономию. Систематическое изучение астрономии представляется особенно актуальным именно сейчас, во времена оглушительного разгула разного рода лженаук и паранаук. Пробелы в образовании подрастающих безграмотных поколений заполняются суррогатами, а государство, развивающееся без науки, всегда становится жертвой более благоразумных соседей».

Плодотворная дебютная идея

Вот поэтому мы решили поступить по принципу: «Если тебе чего-то не хватает – это потому, что ты этого не сделал». И решили подогреть интерес детей к нашим наукам собственными силами.

Для этого мы придумали и провели городскую занимательную олимпиаду «Космическая Одиссея». Идея «Одиссеи» была такая: у многих детей есть искра «врожденного» интереса к звездам и планетам, полетам, воздухоплаванию и т.п. У большинства эта искра гаснет, поскольку не получает топлива – интересного материала. В физических олимпиадах задачи на подобные темы есть, но, во-первых, таких задач небольшой процент, а во-вторых, в олимпиадах участвует очень малая часть детей. Мы стремились подобрать задания «Космической Одиссеи» так, чтобы они были, во-первых, занимательными,  а во-вторых, посильными для простого смертного, а не только для олимпиадного бойца. Поэтому из шести заданий четыре были открытыми, т.е. допускали не единственный правильный ответ, а спектр возможных версий. Другими словами, каждая из этих четырех  качественных задач была либо исследовательской, либо изобретательской[1].

Еще два задания из шести (№5 и №6 из списка задач) были по характеру расчетными олимпиадными задачами с занимательными аэрокосмическими сюжетами, но и они содержали выраженную исследовательскую составляющую. На выполнение всех заданий давалось 2,5 часа. После этого в актовом зале были вывешены авторские решения задач. Дети могли прочитать эти решения, сравнить со своими и обсудить  с членами жюри.

Как объять необъятное

Обращаем внимание, что «Одиссея» проводилась не только для учеников 11 класса, но и для учеников 7-10 классов. Для учеников каждой параллели был отдельный пакет заданий. Для их решения, по нашему замыслу, должно быть достаточно школьной программы  по физике (соответствующего класса) и общекультурных знаний по астрономии, географии и другим естественным наукам. Например, знания, что смена дня и ночи вызывается суточным вращением Земли, что вокруг Солнца вращается 8 планет и т.п. При этом мы хорошо представляли, что этими знаниями, общекультурными для нас, некоторые дети могут и не обладать. Тогда у детей появляется возможность впервые получить эти знания от нас после олимпиады во время разбора задач.

Специально для этой олимпиады мы придумали жанр виртуальных наблюдений: два задания из шести (№1 и №2 из списка задач) давались по фотографиям, которые демонстрировались на компьютере прямо в классе, в котором дети писали решения. Эти задачи, как мы и надеялись, оказались хитами и вызвали настоящий ажиотаж у детей всех возрастов. Они бурно обсуждали их между собой после сдачи работ,  по ним задавали  много вопросов при разборе авторских решений, по ним больше всего высказывалось дополнительных соображений. Некоторые дети при разборе решений по своей инициативе поблагодарили членов жюри и оргкомитета за красивые задачи.

Всего в первой «Одиссее 2005 года участвовали 63 человека из 11 городских школ. В последней «Одиссее» 2010 года участников было примерно вдвое больше. Участие для школ было добровольным, никаких разнарядок не было.

Можно сказать, что мы побежали впереди паровоза: Международный год астрономии объявили в 2009-м, а мы организовали в местном масштабе целую астрономическую пятилетку, ежегодно проводя Космическую Одиссею с 2005 года.

Проверка – она всем проверка…

Проверка работ содержит важные нюансы. Она проходит в тот же день,  дети в это время заняты в интеллектуальных играх: «Что? Где? Когда?», «Брейн-ринг», просмотре фильмов на астрономические темы.

Проверяли работы учителя, которые контрольных решений не знали и по просьбе авторов должны были до знакомства с авторскими контрольными версиями дать собственные версии решений. И, обсуждая задания олимпиады, судьи-учителя были не менее азартны, чем участники-дети. В результате  обсуждений учителя согласились, что работы нужно оценивать насколько возможно мягко, а авторы поняли, что их собственные версии решений нужно местами поправить и дополнить.

На проверку работ ушло около полутора часов, за это время дети успели познакомиться и пообщаться друг с другом (во время работы над задачами им этого делать не давали).

Мы надеемся, что кто-то из читателей пришлет нам свои версии решений, тогда ваши соображения могут попасть в следующую нашу  публикацию с указанием ваших имен.

С бору по сосенке

Как мы собирали участников «Космической Одиссеи»? За 2 месяца до нее на городском методобъединении мы сообщили городским учителям физики о том, что планируется такая олимпиада и вручили желающим информационный листок. Число участников от одной школы не ограничивалось.

Где деньги, Зин?

Не секрет, что распечатка материалов, дипломы, скромные призы, кофе-пауза для жюри и для детей стоят денег, очень небольших. Где их взять? У спонсоров, естественно. Ищите – и обрящете!

Не корысти ради…

Понятно, что подготовка и проведение Одиссеи связано с изрядными затратами труда. Это и составление заданий, и их проверка, и организация самого процесса (оповестить участников, принять и рассадить детей и жюри,  подготовить открытие и закрытие, занять детей, которые освобождаются раньше других и т.д.). Ради чего всего это делается, если никаких денег за эту работу не предвидится?

Такие мероприятия привлекают  некоторых детей в некоторых школах к изучению некоторых точных наук. Нам кажется, если этого не делать, скоро нам просто будет некого учить.

Ну а если вы все-таки решились проводить «Космическую Одиссею»   читайте следующий фрагмент:

Инструкция для учителя: как провести «Космическую Одиссею» в  вашей школе, городе и т.д.

1.     Прорешайте самостоятельно хотя бы один из пакетов заданий, содержащихся в этой статье, сравните ваши решения с приведенными в статье. Это вам пригодится, когда вы будете защищать решения перед своей командой жюри и перед участниками.

2.     Убедите администрацию вашей школы, что проведение «Космической Одиссеи» принесет пользу ученикам, поднимет престиж школы в городе, позволит привлечь в школу (или удержать в ней) талантливых учеников и т.д.

3.     Оповестите школы города о сроках проведения олимпиады (это можно сделать телефонограммой) и о том, что «Одиссея» собой представляет (эту информацию можно сообщить на городском методобъединении).

4.     Выберите из этой статьи или подготовьте самостоятельно пакет заданий (условия и решения).

5.     Наметьте состав жюри (для проверки 100 работ в течение 2,5 часов достаточно 5 человек, по одному на каждую параллель. Лучше, конечно, по 2 человека на параллель). У каждого из судей во время проверки должны быть критерии оценки (приложение 3) и распечатанный текст решений.

6.     Распечатайте текст условий и обращение к участникам (приложение 2) для каждого участника. При этом имейте в виду, что окончательное число участников вы не будете знать до момента начала олимпиады.

7.     Подготовьте классные комнаты, чтобы каждый участник сидел отдельно. Желательно, чтобы в каждой комнате был компьютер для демонстрации виртуальных наблюдений. В крайнем случае можно в начале олимпиады пронести по классам ноутбук, чтобы показать фотографии.

8.     После того, как ребята сдадут работы, обязательно проведите разбор задач. Это можно сделать, вывесив подробные решения задач в доступном для всех участников месте (например, в актовом зале школы). Многие участники во время такого разбора, возможно, впервые получат знания, которые учителям представляются общеизвестыми.

9.     И да поможет вам муза Урания!


[1] В исследовательских задачах нужно установить причину непонятного явления, в изобретательских – предложить идею устройства или способа, с помощью которого можно решить поставленную проблему.

Приложения

Обращение к участникам (выдается каждому участнику вместе с условиями задач)

Уважаемый участник! Уважаемая участница!

В заданиях 1 и 2 Вам нужно ответить на вопросы по фотографии или видеофрагменту, в заданиях 3 и 4 дать словесное объяснение, в задачах 5 и 6 предполагаются расчеты и краткие объяснения этих расчетов.

Слово «оценить» в условии задачи означает «получить численный ответ с точностью до порядка величины». Если вам удалось это сделать, присваиваются дополнительные баллы.

В призеры «Космической Одиссеи» могут попасть не только участники, которые решили много заданий, но и участники, предложившие интересное решение одного задания.

Вы можете в тексте своей работы предложить новую задачу (без решения), эти задачи могут войти в «Космическую Одиссею» следующего года с указанием вашего авторства.

Желаем вам успехов!

Критерии оценки (выдается каждому члену жюри перед проверкой)

Количество баллов за выполнение заданий

№1, 2, 3, 4. (Задания по фотографиям и качественные задачи).

Если задача не содержит слова «оценить» — за контрольный ответ с кратким объяснением – максимальная отметка 10 баллов. Если задача содержит слово «оценить» и задача-оценка решена (получен численный ответ с точностью до порядка величины на основе основных законов физики) – максимум 15 баллов. Если дан контрольный ответ с кратким объяснением, но задача-оценка не решена – 7 баллов.

№ 5, 6.  Полное решение каждой задачи – 15 баллов. Баллы ставятся как на физических олимпиадах: максимальное число баллов дается, если есть решение в общем виде с кратким объяснением и правильный численный ответ.

По всем заданиям: даже если не дан правильный ответ, за осмысленные соображения дается часть баллов на усмотрение проверяющего.

Сомнительные случаи выносятся на общее обсуждение жюри.

Список литературы (источники некоторых задач)

1. Гельфгат И.М. , Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. 1001 задача, Харьков – Москва 1996

2. Генденштейн Л.Э., Гельфгат И.М. , Кирик Л.А. Задачи по физике 7-8, Харьков, «Гимназия» 1999

3. Камин А.Л., Камин А.А. Физика –развивающее обучение, 7 класс, Ростов-на-Дону, «Феникс» 2003

4. Леонович А.А. «Физический калейдоскоп», Бюро «Квантум» 1999, 2004

5. Савченко О.Я.(ред). Задачи по физике , Москва, «Наука» 1988

6. Сурдин В.Г. Астрономические олимпиады, Москва, МГУ, 1995

7. Турнир Ломоносова Москва, МЦНМО, 2003-2010

8. Журнал «Квант» Москва, «Наука», Бюро «Квантум», 1970 – 2010 «

Из отзывов учителей

Мои ученики три года участвуют в «Космической Одиссее». Нравится то, что это совершенно нестандартная олимпиада, в ней нет традиционных вопросов по астрономии — «какие планеты имеют кольца» или «рассчитать период обращения спутника вокруг планеты». Все вопросы поставлены так, чтобы заинтересовать ученика. Многие вопросы сопровождаются красивыми яркими фотографиями, что возбуждает интерес к предмету и помогает найти ответ на вопрос или решить задачу. Интерес учеников вызывают и юмористические заголовки к заданиям. В общем, олимпиада очень интересна и по содержанию, и по оформлению.

Для каждого класса даются задачи, посильные именно для учеников этого класса. Первые четыре качественные и потому доступны для многих детей, а последние две – расчетные, они требуют приличной подготовки учеников, и умение их решить во многом определяет успех на олимпиаде. Эти задачи требуют не только знаний по астрономии, но и глубоких знаний по физике. Таким подбором задач достигается одна из главных целей олимпиады: большинство учеников  решат 3-4 задачи и уйдут с хорошим впечатлением о себе и об олимпиаде.  Это очень положительный момент в «Космической Одиссее», и это резко контрастирует с положением дел на обычных олимпиадах по точным наукам, когда большинство участников уходит с впечатлением, что они ничего не знают.

Очень способствует росту учеников подготовка к «Одиссее». Для этого я предлагаю им задачи Одиссеи прошлых лет и потом разбираю с ними эти задачи. По ходу дела приходится  дать детям краткий экскурс в астрономию, приспособленный к их возрасту. При этом всегда появляются дети, которым этого экскурса мало, они обращаются к учебникам, энциклопедиям и научно-популярной литературе. Все прочитанное обсуждается со мной на подготовке и таким образом передается остальным участникам. В дальнейшем становится заметным интеллектуальный рост учеников, которые готовились к «Одиссее», у них появляется интерес и к другим наукам физико-математического цикла, появляется умение самостоятельно работать с литературой, умение отыскивать нужную информацию в Интернете.

Часть учеников занимает призовые места на городском конкурсе, и это стимулирует их к очень активной работе. Они сами начинают проявлять инициативу в поиске материалов, и даже сами предлагают задачи.

Я считаю, что огромную пользу эта олимпиада приносит не только ученикам, но и учителям.

Авторы о себе

Александры Камины

Выдают себя за тренеров-дрессировщика юных дарований. Замечены в переносе экзотической заразы под названием «задачный зуд». Распространяют эту болезнь всеми путями.  Сумели заразить задачным зудом группу ни в чем не повинных ребят обоего пола. Силой и хитростью заставили этих ребят выиграть Всеукраинский турнир юных физиков (последний раз в 2007-м, тогда же участвовали вместе с ними в налете на Корею). После нескольких лет дрессировки продают воспитанников в рабство в университеты Москвы, Киева, Харькова, Нью-Йорка, Мюнхена и т.д. Окончив университеты, несчастные жертвы подвергаются безбожной эксплуатации в научных центрах Франции, Германии, Испании, Израиля, Японии, Кореи.

До сих пор не пойманы из-за охоты к перемене мест. Наследили в большинстве крупных городов бывшего Союза, распространяя задачный зуд среди детей и взрослых (учителей, университетских преподавателей, психологов). По слухам, подозреваемые готовятся к завоеванию дикого Запада.

Вынашивают планы виртуального воздействия на неокрепшие умы. Запудрив мозги владельцам, проникли на несколько образовательных сайтов (ссылки ниже) с целью инициировать пандемию задачного зуда во всех слоях цивилизованного и нецивилизованного общества.

Живут на Украине, книги и статьи выходят на Украине и в России, говорят и пишут по-русски и по-украински без переводчика. Заговорят любого.

Вещественные доказательства (книги):
1.Физика собственными силами 1995
2. Физика собственной персоной(1998) (http://www.trizland.ru/trizba.php?id=109 )
3. Интеллектуальное Айкидо (2009) (http://jlproj.org/new/index_.php?p=3&u=690 )

Космическая Одиссея, условия

2005 год

Задание для 7 класса

Взгляд со стороны
Взгляд со стороны

 7.1. Взгляд со стороны

На фото – снимок Земного шара. Какое явление наблюдает человек, находящийся в черном пятне? А человек, находящийся в серой области вокруг этого пятна? Почему форма пятен именно такая?

 

Небо с кольцами
Небо с кольцами

7.2. Небо с кольцами

На фото снято небо, съемка проводилась в ясную безоблачную ночь.

1. Объясните, что собой представляют кольца, которые вы видите на фото?

2. Как производилась съемка?


7.3.

Откуда аэростат берет энергию для своего подъема?

7.4.

Июль, 12 часов дня местного времени. Можно ли увидеть на небе звезды?

7.5. Строго по расписанию

Каждый час в момент удара Кремлевских курантов (в 1.00; 2.00; 3.00 и т.д.), с  Земли на Луну стартуют космические корабли. Точно такие же корабли в то же время отправляются с Луны на Землю. Корабли в обе стороны движутся по одному и тому же маршруту, причем полет длится ровно 10 часов. Сколько кораблей, летящих на Землю, встретит в космосе корабль, летящий на Луну?

7.6. Звездное вещество

У Сириуса есть звезда-спутник. Эта звезда имеет диаметр 10000км (в 70 раз меньше, чем у Солнца, и даже меньше, чем у Земли). Поэтому такие звезды называют белыми карликами. Но масса этого «карлика» в 350 тысяч раз больше, чем у Земли. Сравните массу литровой банки, наполненной веществом «карлика», с массой товарного поезда, состоящего из 60 вагонов по 60 тонн в каждом. Какая из них больше и на сколько?

Напоминаем на всякий случай, что объем шара радиуса R вычисляется по формуле
V = 4πR3/3

Решения можно посылать в комментариях или в редакцию педагогического журнала .

  • Наталья Голицына

    «Задачный зуд» — зараза не столько экзотическая, сколько архаическая. Мои самые яркие воспоминания о щкольной жизни связаны с решением задач. Про физике, алгебре, геометрии… Думаю, для современных школьников это покажется бредом сумасшедшего.
    Но как хотелось бы, чтобы они тоже узнали радостный азарт поиска решения.
    И еще эта статья — готовое руководство олимпиады по любой дисциплине, не только по астрономии. Олимпиады в том виде, в каком она должна быть: с толпой участников, с разбором заданий, с не менее заинтересованными, чем ребята, педагогами.