Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Содержание и формы контрольных мероприятий

Материально-техническое обеспечение дисциплины

Б) дополнительная литература

А) основная

Рекомендуемая литература

Лабораторный практикум

Номер лабор. работы	Наименование лабораторной работы	Раздел, тема лекций курса	Количество часов
	Изучение созвездий и расположения ярких звёзд на северном небе. Подвижная карта звездного неба.	I.Астрометрия. Предмет и задачи астрономии.
	Небесная сфера	Небесная сфера
	Время и его измерение в астрономии.	Измерение времени и расстояний в астрономии
	Приложения задачи двух тел к движению естественных небесных тел.	II.Небесная механика.Небесномеханические аспекты задачи двух тел.
	Исследование движения искусственных спутников Земли.	Небесномеханические аспекты задачи двух тел.
	Исследование движения межпланетных космических аппаратов	Небесномеханические аспекты задачи двух тел.
	Фотометрия звёзд	III.Астрофизика. Методы астрофизических исследований
	Солнечная система	Солнечная система.
	Галактика и Метагалактика	Галактика и Метагалактика

1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. М.: УРСС, 2004. 544 с.

2. Перов Н.И., Смирнова Л.В. Задания к лабораторным работам и практическим

занятиям по астрономии. Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2005. 32 с.

3. Левитан Е.П. Астрономия-11. М.: Просвещение, 2005.

4. Земля и Вселенная. Журнал за 2002-2012 г.

5. Астрономический вестник РАН. 2002-2012.

6. Инновационная деятельность в астрономии, астрономическом образовании и просвещении: межвузовский сборник научных и научно-методических трудов. Сост. Н.И. Перов. – Ярославль: Изд-во ЯГПУ им. К.Д.Ушинского, 2010. – 212 с.

7. Перов Н.И. и др. Теоретические методы локализации в пространстве-времени неоткрытых небесных тел. Коллективная монография. – Ярославль: Изд-во ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2011. – 200 с.

Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

Портал «Гуманитарное образование» http://www.humanities.edu.ru/

Федеральный портал «Российское образование» http://www.edu.ru/

Федеральное хранилище «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» http://school-collection.edu.ru/

1. http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/lib/aptree.html - Астрономическая картина дня.

2. http://exoplanet.eu/ - энциклопедия внесолнечных планет.

3. http://www.cfa.harvard.edu/iau/MPEph/MPEph.html - данные о малых телах Солнечной системы.

4. http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/index.html - исследования Солнечной системы с помощью космических аппаратов.

5. http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Lists_of_minor_planets_by_number – Список малых планет.

6. http://ssd.jpl.nasa.gov/dat/ELEMENTS.COMET - орбитальные параметры известных комет.

7. http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html - база данных публикаций по астрономии и астрофизике с высоким индексом цитируемости .

8. http://astronomiya.com/ - новости астрономии на русском языке.

9. http://nineplanets.org/ - данные о крупных телах Солнечной системы.

10. http://www4.cadc-ccda.hia-iha.nrc-cnrc.gc.ca/meetings/ - информация о планируемых астрономических и астрофизических конференциях в мире (включая научно-методические секции).

Оборудованные компьютерные классы, интерактивные доски, библиотечные фонды на бумажных и электронных носителях, аудио и видео материалы

Для проведения лекционных занятий необходима аудитория, оснащённая доской, проекционной техникой и экраном.

Для проведения практических занятий необходимы лаборатория астрономии –астрофизики и астрономическая (астрофизическая) обсерватория, оснащённые следующими техническими устройствами:

1. Телескоп (D=250 мм).

2. Телескоп АЗТ-9.

3. Телескоп «МИЦАР» (3 шт.)

4. Телескоп «АЛЬКОР» (2 шт.)

5. Труба зенит-командир (ТЗК). (3 шт.)

6. Бинокулярная морская труба (БМТ).

7. Теодолит. (3 шт.).

8. Школьный телескоп-рефрактор. (2 шт.)

9. Хронограф.

10. Звёздные атласы – 20 экз.

11. Подвижные карты звёздного неба – 20 экз.

12. Астрономический календарь на текущий год.

13. Астрономический ежегодник РАН на текущий год

14. Модель небесной сферы (4 шт.).

15. Глобус звёздного неба (3 шт.)

16. Глобус Земли.

17. Глобус Луны. (4 шт.)

18. Глобус Марса. (2 шт.).

19. Модель Солнечной системы (2 шт.).

20. Теллурий (2 шт.).

21. Видеокамера.

22. Кинопроектор «РАДУГА»

23. Микрокалькуляторы (10 шт.).

24. Компьютер (Pentium-4). ноутбук “VAIO”, сеть ИНТЕРНЕТ.

25. Электронный планетарий “REDSHIFT-5”

26. Программы для ЭВМ.

Кроме технических устройств необходимы дидактические материалы на соответствующих носителях (плёнках, дисках, кассетах) и расходные материалы (чистые диски, кассеты, бумага и краска для принтера).

7.1. Перечень вопросов и заданий для контрольных работ

Задачи из учебника Кононович Э.В., Мороз В.И. «Общий курс астрономии». М.: УРСС, 2004.

Задачи и упражнения из учебника Е.П.Левитан «Астрономия-11». М.: Просвещение, 2004.

7.2. Тематика рефератов, курсовых работ:

Разработка методов поиска неизвестных астероидов в поясах Казимирчак-Полонской.
Разработка методов локализации новых планет в Солнечной системе.
Определение астрофизических параметров комет, сближающихся с Солнцем (семейства Крейца, Марсдена, Крафта, Мейера).
Установление формы гипотетических кометных резервуаров (облака Оорта, облако Хиллса, пояс Койпера).
Поиск унифицированной небесно механической модели процесса миграции кометных ядер с периферии во внутренние части Солнечной системы.
Разработка универсальной модели происхождения комет.
Разработка метода исследования комет с помощью искусственных спутников комет.
Разработка методов поиска галактических метеоров.
Поиск астероидов и комет, сближающихся с Землёй на опасные расстояния.
Разработка универсального метода определения первоначальных орбит опасных астероидов и комет.
Построение унифицированного распределения частиц космического мусора по размерам.
Поиск периодичностей в сейсмической активности Земли и их астрономическая интерпретация.
Исследование метеоритных кратеров на основе нетрадиционных представлений их форм.
Разработка метода оценки полного числа планет вблизи звёзд.
Разработка методов открытий спутников внесолнечных планет.
Разработка методов открытий колец вблизи внесолнечных планет.
Разработка методов открытий малых тел вблизи спутников внесолнечных планет.
Разработка методов локализации радиационных поясов внесолнечных планет.
Поиск изотермических траекторий планет в окрестностях двойных звёзд и разработка элементов научной программы для КА (2012-2015 гг.).
Эволюция орбиты космического аппарата, обладающего электрическим зарядом и движущегося в магнитном и гравитационном полях планеты.
Эволюция орбит спутников в атмосферах планет.
Оценка времени жизни гипотетического кольца Плутона.
Определение времени жизни малых тел в различных гравитирующих системах.
Представление диаграммы «спектр – светимость» в нетрадиционном виде и установление новых закономерностей между параметрами звёзд.
Поиск чёрных дыр со свойствами элементарных частиц.
Исследование распределения массы Галактики.
Определение параметров пояса Гулда.
Исследование распределений ближайших к Солнцу звёзд по различным параметрам.
Построение унифицированной модели кольцевых структур Вселенной.
Исследование объектов и явлений Вселенной с использованием сети “INTERNET”.
Поиск неизвестных космических объектов по данным обработки обзорных фотоснимков звёздного неба.
Разработка методов поиска и отождествления геостационарных спутников.
Астрономическая интерпретация эзотерических систем мира африканских народов: бозо, бамбара, малинке.
Астрономическая интерпретация христианских праздников (Рождество, Пасха) и библейских мифов (сотворение мира, всемирный потоп, Вифлеемская звезда).
Разработка программ наблюдений на автоматических телескопах.
Разработка метода определения точных положений небесных тел при произвольной установке телескопа с ПЗС-матрицей.
Физика аномальных явлений.
Разработка методов поиска внеземных цивилизаций земного типа.
Разработка проектов космических путешествий.
История развития астрономии в Ярославской области.
Космонавтика и Ярославская область.
Астрономия и астрофизика в Ярославской области.

7.3 Перечень вопросов к экзамену:

1. Предмет и задачи астрономии. Разделы астрономии: астрометрия, небесная механика, астрофизика. История развития астрономии. Значение астрономии для смежных наук. Теоретическое, практическое и мировоззренческое значение астрономии. Методы астрономии. Краткий обзор строения Вселенной Основные точки и линии на небесной сфере. Горизонтальная, экваториальные (1-я и 2-я) и эклиптическая системы координат. Кульминации светил. Высота светила в меридиане. Вращение небесной сферы на разных широтах. 2. Единицы измерения времени. Звездное и солнечное время. Среднее эклиптикальное и среднее экваториальное Солнце. Уравнение времени, его компоненты. Местное время и долгота. Поясное время. Декретное время. Летнее время. Всемирное время. Эфемеридное время. Атомное время. Постоянная и подвижная границы календарных дат. История возникновения и развития календаря. Новый и старый стиль. Происхождение христианской эры. Проекты нового международного календаря. 3. Основные формулы сферического треугольника. Преобразование сферических координат. 3. Преобразование астрономических координат и методы решения основных задач практической астрономии. 4. Наземная и космическая триангуляции. суточный и горизонтальный параллаксы светила. Годичные параллаксы звезд. Определение горизонтального я экваториального параллакса Солнца. Определение расстояний до тел Солнечной системы. Определение расстояний до ближайших звезд. Единицы измерений расстояний в астрономии: астрономическая единица, парсек, световой год. 5. Движение и фазы Луны. Орбита Луны. Условия наступления затмений. Расчет числа затмений в году. Сарос. Астрономическая рефракция.. Интеграл рефракции и его приближенное вычисление для атмосфер планет. Влияние рефракции на продолжительность полярного дня. Аберрация (суточная и годичная). Построение фундаментальной системы координат. Проблема определения поправок ориентировки фундаментальной системы. Фундаментальные каталоги и распространение их систем на большое число звезд. Проблема перехода к инерциальной системе координат Определение параметров движения Солнца и прецессионного вращения Астрометрические наблюдения из космоса. Астрономические постоянные, их классификация и значения. Постоянные, характеризующие тело Земли. Постоянные, определяющие взаимное расположение и движение плоскостей экватора и эклиптики. Проблема установления масштаба в Солнечной системе. Параметры системы Земля-Луна. Постоянная аберрации и скорость света. Система фундаментальных астрономических постоянных 2000 г. 6. Видимые и действительные движения светил. Строение Солнечной системы. Устойчивость Солнечной системы. Планетные конфигурации. Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира. Работы Н .Коперника, Дж. Бруно, Г. Галилея, М.В. Ломоносова.

7. Законы Кеплера - эмпирические законы движения планет. Элементы орбит планет. Дифференциальные уравнения движения планеты относительно Солнца. Векторный способ вывода соотношений Кеплера из законов механики Ньютона и закона всемирного тяготения. Связь между эксцентриситетом орбиты и полной энергией. Вывод третьего (уточненного) закона Кеплера. Определение масс двойных систем. Вывод уравнения Кеплера и приближенные методы его решения Эллиптические, параболические, гиперболические орбиты и прямолинейные траектории. 8. Понятие о задаче n-тел. Уравнения движения N-тел. Десять известных интегралов и их физический смысл. Векторные дифференциальные уравнения движения в задаче трех тел. Методы решения неограниченной задачи трех тел. Частные случаи неограниченной задачи трех тел, допускающие решения в замкнутой форме. Сфера действия планеты. 9. Понятие об ограниченной задаче трех тел. Интеграл Якоби. Области устойчивого движения в ограниченной задаче трех тел. Поверхность нулевой скорости. Точки либрации Лагранжа и Эйлера. 10. Приливообразующее ускорение. Предел Роша для спутников планет. Определение постоянной прецессии. 11. Основы космонавтики. Формула К. Э. Циолковского. Космические скорости. Траектории полетов космических аппаратов к Луне и планетам с минимальными затратами энергии. Использование орбит ожидания при межпланетных полетах. Влияние ошибок начальных данных на межпланетные орбиты. Межпланетная навигация. Пилотируемые полеты. Ю.А.Гагарин - первый космонавт планеты. Проблема межзвездных перелетов. Расчет времени полета к звездам и внегалактическим объектам и определение необходимой мощности ракетного двигателя в рамках специальной теории относительности. Повышение энтропии информации. 12. Понятие о возмущениях в движении естественных и искусственных небесных тел. Возмущения, обусловленные: сопротивлением среды, фигурой центрального тела, световым давлением, магнитным полем планеты. Учет эффектов общей теории относительности.

13. Методы астрофизических исследований. Основные инструменты астрофизики: телескопы и радиотелескопы. Интерферометрия со сверхдлинными базами. Исследования с космических аппаратов. Спектральный анализ. Инфракрасная, радио-, оптическая, рентгеновская, гамма- и нейтринная астрономия. Баллонная астрономия. Спектрографы. Микрофотометры. Приборы с зарядовой связью. Новые приемники излучений. Шкалы звездных величин. Формула Погсона. Законы излучения абсолютно черного тела. Эффект Доплера. Астрофизические обсерватории России и зарубежных стран. 14. Система Земля-Луна. Земля - планета Солнечной системы. Атмосфера. Озоновый слой. Поверхность. Внутреннее строение. Луна - естественный спутник Земли. Исследования Луны с помощью космических аппаратов и искусственных спутников ("Луна", "Зонд", "Луноход-1,2", "Рейнджер", "Аполлоны", «Лунар Проспектор") с 1959 г. по 2011 г. Рельеф поверхности и внутреннее строение Луны. Перспективы освоения человечеством ресурсов Луны. (Доставка на Землю изотопа He3 для производства энергии с целью удовлетворения растущих потребностей населения планеты). 15. Астрофизический обзор планет земной группы. Меркурий. Венера. (Земля). Марс. Атмосферы. Особенности рельефов поверхностей. Внутреннее строение. Магнитные поля. Взаимодействие магнитосфер с солнечным ветром. Спутники Марса: Фобос и Деймос - история открытия, эволюция орбит и поверхностей. Исследования планет земной группы с помощью космических аппаратов серий: "Маринер", "Венера", "Марс". Результаты исследований КА "Фобос", "Магеллан". 16. Астрофизический обзор планет-гигантов. Юпитер. Сатурн. Уран. 2 Нептун. Атмосферы. Поверхностные пятна. Внутреннее строение. Магнитные поля. Спутниковые системы и кольца планет-гигантов. Исследования планет-гигантов с помощью космических аппаратов "Пионер-10,11", "Вояджер-1,2" , "Галилео", "Кассини" с 1977 г. по 2011 г. 17. Система Плутон – Харон – Никта – Гидра-P4. Особенности орбитального движения и эволюция орбит. Атмосферы. Поверхности: пятна с различной температурой. Внутренние строения. Методы определения основных параметров. Пояс Эджеворта-Койпера. 18. Астероиды - малые планеты. История и методы открытий. Расположение в Солнечной системе. Распределение орбитальных параметров. Физические свойства малых планет. Происхождение и эволюция главного пояса астероидов. Исследование астероидов в XXI веке с помощью КА "NEAR" , "Дип-Спейс-1", "Мюзес-Ц". 19. Кометы. Особенности движения. Распределения орбитальных параметров. Физические свойства комет. Кометные ядра, их размеры, массы, температуры, модели строения. Механизм выброса пылевых частиц и газовых струй. Химические реакции в кометах. Спектры комет, их развитие с изменением гелиоцентрического расстояния кометы. Кометная космогония. Кометы и происхождение и развитие жизни на Земле. Исследования комет в XXI веке с помощью КА "Стардаст", "Контур", "Розетта", "Дип Спейс-4". Метод открытия комет, царапающих" Солнце, с помощью коронографов КА "СОХО". 20. Метеороиды. Метеоры. Метеориты. Зодиакальный свет. Противосияние. Межпланетная среда. Распределение пылевых частиц в Солнечной системе по размерам и гелиоцентрическим расстояниям. Физические свойства и эволюция. Исследование физических свойств пылевых частиц с помощью космических аппаратов. 21. Физика Солнца. Спектр излучения Солнца. Солнечная атмосфера. 6 Модель фотосферы. Конвективная зона. Роль конвекции. Грануляция и механизм ее возникновения. Электрические и магнитные поля на Солнце. Магнитное поле полярных областей. Солнечные пятна. Механизм образования солнечных пятен. Верхняя атмосфера Солнца. Распределения плотности и температуры в хромосфере и короне. Факелы, флоккулы, спикулы, протуберанцы, хромосферные вспышки и механизм их образования. Солнечная корона. Интерпретация спектра Солнечной короны. Магнитные поля в короне. Солнечный ветер. Радиоизлучение Солнца: постоянная составляющая, медленно меняющаяся компонента, всплески радиоизлучения, следующие за хромосферными вспышками, шумовые бури. Рентгеновское излучение Солнца. Проблема солнечных нейтрино. Солнечная активность. Период проявления солнечной активности. Число Вольфа. Солнечно-земные связи. Прогноз солнечной активности на текущую эпоху. Исследования Солнца с помощью КА "Улисс", "СОХО", «КОРОНАС-Ф» и др. 22. Стационарные звезды. спектральная классификация. Основные характеристики звезд: температура, радиусы, массы, светимости и связь между ними. Диаграммы: "спектр-светимость", "масса-светимость", "радиус-масса". Абсолютная звездная величина звезды. Вращение звезд. Магнитные поля звезд. 23. Теория лучистого равновесия и непрерывный спектр звезд. Основные понятия теории излучения. Коэффициенты поглощения излучения. Уравнение лучистого равновесия. Теория звездных атмосфер при коэффициенте поглощения, не зависящим от частоты. Распределение яркости по диску звезды. Зависимость коэффициента поглощения от частоты. Поглощение атомами и отрицательными ионами водорода. Рассеяние света свободными электронами. Средний коэффициент поглощения. Модели атмосферы звезд: горячие звезд (спектральный класс O,B), холодные звезды (спектральный класс K,M), белые карлики, нейтронные звезды, странные звезды. Образование линий поглощения в спектрах звезд. Механизм образования спектральных линий. Модель Шварцшильда-Шустера и модель Эддингтона. Линии поглощения при некогерентном рассеянии. 24. Эквивалентные ширины линий. Элементарная теория кривых роста: турбулентные скорости, постоянная затухания. Химический состав атмосфер звезд. Формулы Больцмана и Саха. Концентрация свободных электронов. Сравнение теоретических и наблюдательных контуров. Эффект Штарка. Роль эффектов давления. Искажения формы контура соседними линиями. Влияние вращения звезд. Эффект Зеемана и магнитные поля в звездах. Интерпретация спектральной последовательности. 25. Строение звезд. Специфика теории внутреннего строения звезд. Условие стационарности. Уравнение гидростатического равновесия. Уравнение термического равновесия. Лучистый и конвективный перенос тепла. Средняя молекулярная масса. Коэффициент непрозрачности звездного вещества. Уравнение Эмдена. Политропная модель. Источники энергии звезд: гравитационное сжатие, термоядерные реакции. Проблема звездных нейтрино. Характеристики моделей звезд главной последовательности. Модель белого карлика и модель полностью конвективной звезды. Модели красного гиганта и сверхгиганта. Предельная масса звезд. 26. Двойные звезды. Оптические двойные звезды. Физические пары: визуально-двойные, фотометрические двойные, спектрально-двойные спеклинтерферометрические двойные звезды. Тесные пары. Открытие первых внесолнечных планет (1995 г.). Кривая блеска. Кривая лучевых скоростей. Газовые потоки и диски в двойных системах. Распределение в пространстве двойных звезд. Видимые и истинные орбиты. Методы определения орбит двойных звезд из наблюдений и орбитальные элементы Кэмпбэлла. 27. Нестационарные звезды. Цефеиды и Лириды. Интерпретация наблюдательных данных об изменениях спектра, блеска, цвета, лучевой скорости, температуры, радиуса. Зависимость "период-светимость". Установление нуль пункта. Основы теории пульсации цефеид. Переменные звезды главной последовательности. Долгопериодические переменные: правильные и полуправильные. Звезды с яркими спектральными линиями: Вольфа-Райе, P-Лебедя, Be-звезды. Звезды поздних спектральных классов с эмиссионными линиями. Механизм образования и контуры эмиссионных линий. Протяженные атмосферы. Пылевые оболочки. Карликовые вспыхивающие звезды: UV-Кита, U-Близнецов, T-Тельца, FU-Ориона, симбиотические звезды. Новые звезды. Физическая интерпретация кривой блеска и изменений в спектрах. Оболочки новых, их массы и динамика. Механизм вспышки новых. Сверхновые звезды. Классификация, кривые блеска, спектры и их интерпретация. Остатки сверхновых. Крабовидная Туманность. Пульсары. Источники космических лучей. 28. Эволюция звезд. Теория эволюции звезд. Образование и сжатие протозвездного облака. Неустойчивость Рэлея-Джинса. Выход звезды на главную последовательность. Уход звезды с главной последовательности . Гелиевая вспышка. Стадия пульсационной неустойчивости. Последние стадии эволюции звезды: образование планетарной туманности и белого карлика при эволюции объекта малой массы; вспышка сверхновой и образование нейтронной звезды. Вспышки сверхновых I типа и образование "черных дыр". Проблема поиска черных дыр. "Кварковые" звезды. Особенности эволюции тесных двойных систем. 29. Происхождение химических элементов. Звезды - "фабрики" по производству химических элементов. Реакции ядерного синтеза. Реакции деления ядер химических элементов быстрыми и медленными нейтронами. Образование ядер: гелия; лития и бериллия; с углерода до железа; с железа до висмута. Образование ядер тяжелых элементов. 30. Физика Галактики. Строение Галактики. Размеры, форма, объекты, входящие в Галактику. Распределение звезд в Галактике. Млечный Путь. Галактическая система координат. Методы звездной статистики. Функции светимости, блеска, звездной плотности в окрестностях Солнца. Основные теоремы звездной статистики. Собственные движения и лучевые скорости звезд. Пространственные скорости звезд. Положение Солнца в Галактике и его движение к апексу Солнечной системы. Определение элементов апекса по собственным движениям и лучевым скоростям звезд. Вращение Галактики. Метод Оорта. Масса Галактики. Ядро Галактики. Галактическая орбита Солнца. К-эффект. Местная система звезд. Пояс Гулда. Межзвездная среда. Поглощение света пылевой средой, его влияние на определение звездных расстояний. Избыток цвета звезд. Распределение нейтрального водорода. Спиральная структура Галактики. Газово-пылевые и планетарные туманности. Рассеянные скопления. Шаровые скопления. Ассоциации. Подсистемы Галактики. Типы населений. Вновь открываемые объекты Галактики. Результаты исследования Галактики с помощью аппаратуры, установленной на искусственных спутниках Земли: "ИРАС", "ГИППАРКОС", "Эйнштейн", "Гинга", "Комптон, "ИУЕ', "КТХ", космической станции "Мир" и др. (1980-2012). Магнитные поля в Галактике. Космические мазеры. Метагалактика. Классификация галактик по Хабблу. Определение расстояний до галактик. Физические свойства галактик. Ядра галактик. Спектры галактик. Красное смещение в спектрах галактик. Закон Хаббла. Галактики с активными ядрами. Активность ядра нашей Галактики. Трудности модели Галактики с центральной "черной дырой". Взаимодействующие галактики. Наблюдательные данные о состоянии материи в Метагалактике. Результаты исследования Метагалактики с помощью аппаратуры, установленной на искусственных спутниках Земли: "ИРАС", "ИУЕ", "Гинга", "Спартан-1", "Эйнштейн", "Комптон", "КТХ". Тёмная материя. Тёмная энергия. 31. Космология. Предмет космологии. Трудности классической космологии. Фотометрический, гравитационный и термодинамический парадоксы. Релятивистские космологические модели. Модели изотропной Вселенной: Эйнштейна, Фридмана, де Сеттеру. Проблема расширяющейся Вселенной. Критическая плотность. Постоянная Хаббла. Проблема сингулярности. Гравитационная неустойчивость, возникновение и эволюция галактик. Нестационарные процессы в ядрах галактик. Триединство пространства, времени и материи. Познаваемость мира. 32. Проблема поиска жизни во Вселенной. Становление науки о поиске жизни в Космосе. Прошлое и будущее земной цивилизации. Модели распределения внеземных цивилизаций в пространстве- времени. Поиск внесолнечных обитаемых планет с помощью КА (2010 г.- 2015 г.). Возможные формы жизни вне Земли. Способы связи с внеземными цивилизациями. О встрече с внеземным разумом как величайшем событии в истории человечества. О НЛО, уфологии и астрологии. Перспективы развития науки (CETI-SETI) о поиске космической жизни в XXI веке. (Проблема SETI -фундаментальная проблема астрофизики XXI века).

7.2. Методика проведения контрольных мероприятий

Экзамен принимается по билетам. Экзаменационные билеты ежегодно утверждаются на заседании кафедры. Билет содержит два вопроса Темы теоретических вопросов соответствуют учебной программе, основная часть их рассматривается во время лекций, остальные даются студентам для самостоятельного изучения, при затруднениях – разбираются во время консультаций. Полный перечень вопросов объявляется студентам заранее (перед сессией - за месяц). Типовые задачи разбираются на занятиях. В день экзамена студенты «тянут» билеты, затем готовятся к ответу на вопросы и решают задачи в течение 1 академического часа. Экзамен идет в форме собеседования. На ответ 1 студенту отводится 0,5 академического часа.

При оценке ответа учитывается:

полнота и целостность изложения материала с учетом предложенного ракурса, умение привлекать при ответе соответствующие факты и примеры, ориентироваться в понятийном аппарате астрономии;
качество решения студентом заданных на зачете практических задач и упражнений;
посещаемость лекционного курса, постоянная и активная работа на практических занятиях;
выполнение всех контрольных мероприятий.

Характеристика оценок.

«5» - ответ правильный, развернутый, полный, показывающий глубокое понимание логической теории, свободное и точное оперирование астрономическими понятиями; уверенное и правильное решение заданных на зачете практических задач и упражнений;

«4» - ответ правильный, полный, аргументированный, обнаруживающий уверенную ориентацию в теории, но с отдельными погрешностями; свободное и точное оперирование астрономическими понятиями; решение предложенных задач с некоторыми неточностями;

«3» - ответ поверхностный, с отдельными верными суждениями об астрономии; бессистемное знание ряда положений астрономии; неумение выстроить ответ; неуверенное использование астрономических понятий; неуверенное решение предложенных практических задач и упражнений;

«2» - незнание основных положений астрономии, очень слабый ответ на теоретический вопрос программы по астрономии, без понимания его сущности; незнание опорных понятий астрономии; неправильное решение предложенных практических задач и упражнений; отказ от ответа.

При оценках «5», «4», «3» студент получает «зачет».

При оценке «2» студенту ставится «незачет».

Астрономия - наука о Вселенной, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем. В современной астрономии выделяются три раздела: астрометрия, небесная механика и астрофизика.

1. Астрометрия - раздел астрономии, изучающий геометрические и кинематический свойства небесных тел и их движений. В этом разделе решаются задачи: а) определение параметров вращения Земли и фигур небесных тел; б) установление физической инерциальной системы отсчета.

2. Небесная механика - раздел астрономии, рассматривающий движение небесных тел в гравитационных полях. Кроме гравитационных сил в ряде случаев необходимо учитывать сопротивление среды, световое давление и другие электромагнитные силы, изменение массы космического тела и возникающие при этом реактивные силы. Основные задачи раздела: а) задача n-тел, включая рассмотрение качественных особенностей движения и его устойчивость; б) определение астрономических постоянных; в) составление эфемерид; г) новые задачи небесной механики, связанные с учетом эффектов общей теории относительности в движении небесных тел.

3. Астрофизика - крупнейший раздел астрономии, изучающий все многообразие физических явлений во Вселенной. В этом разделе рассматриваются а) теория полей и частиц; б) физика Солнечной системы; в) физика Солнца; в) физическая природа звезд и звездных систем; д) космология; е) обсерватории, инструменты, приборы и методы астрономических наблюдений. На основе достижений теоретической и экспериментальной физики развились гамма-астрономия, рентгеновская астрономия, ультрафиолетовая астрономия, оптическая астрономия, инфракрасная астрономия и радиоастрономия.

Все разделы астрономии тесно связаны между собой.

Астрономические проблемы имеют исключительную общечеловеческую значимость. Астрофизические данные остаются стержнем научной картины мира. Мировоззренческая роль астрономии всегда была значительнее роли других физико-математических дисциплин. Не случайно в последнее время подчеркивается, что исключение астрономии из числа самостоятельных дисциплин наносит ущерб культуре страны в целом.

В педагогическом университете курс астрономии и астрофизики завершает общее естественнонаучное образование студентов, в этом курсе особое место принадлежит межпредметным связям, обобщениям и систематизации знаний.

Будущим учителям математики и физики, многим из которых предстоит преподавать астрономию (астрофизику в школе, прежде всего, необходимы фундаментальные астрономические знания и глубокое изучение астрономии с астрофизикой. Поэтому в курсе астрономии основное внимание уделяется физической сущности астрономических явлений. Учителям должны быть известны основные принципы и результаты астрономических исследований, возможности современных методов и технических средств, включая сеть INTERNET, они должны видеть общность и тесную связь между проявлениями законов природы на Земле и в космосе.

В настоящей программе учитываются межпредметные связи, поскольку курс астрономии излагается студентам после изучения ими (или, по крайней мере, параллельно) курса общей физики, в котором подробно рассматривается действие многих физических приборов, применяемых в астрофизике (узкополосные светофильтры, фотоумножители, поляриметры, различные счетчики и регистрирующие устройства, включая приборы с зарядовой связью).

Параллельно курсу астрономии студенты изучают электрорадиотехнику, и поэтому отпадает необходимость в описании радиотехнической аппаратуры, применяемой в астрономии, а отмечается особенность работы радиотелескопов и радиоинтерферометров.

С другой стороны, показывается применение законов механики в астрономии и их проверка по движению естественных и искусственных небесных тел, хотя законы механики изучаются в курсе общей физики и классической механики.

В программе также обращается на необходимость основательного изучения школьного курса астрономии и решения соответствующих задач из школьных учебников и сборников задач.

Значение астрономии как науки возрастает, проблема подготовки квалифицированных учителей, преподающих астрономию, для работы в новых условиях, является одной из важнейших задач педвуза, тем более что профессия учителя со специальной астрономической подготовкой, дополненная одним или несколькими сопутствующими учебными предметами – перспективна.

Эффективность методов, путей, средств профессиональной работы определяется условиями работы кафедры, материально-технической оснащенностью кабинета астрономии и учебной астрономической обсерватории.

Повышение уровня общетеоретической подготовки студентов происходит, в частности, посредством обогащения научно-теоретического содержания курса астрономии и астрофизики на лекциях, практических занятиях, при проведении лабораторных работ (приложение Б). Большое значение в учебной программе придается систематическому отражению достижений науки, техники в астрономии и космонавтике. Проведение занятий в планетарии, использование его аппаратуры, приближение демонстраций к явлениям природы значительно повышает интерес студентов к астрономии.

В комплексе подготовки будущих учителей к преподаванию астрономии в школе особое внимание уделяется работе с телескопами, теодолитами, биноклями, астрофотокамерами, высотомерами, пассажными инструментами и оборудованием отечественных и зарубежных астрономических обсерваторий через сеть INTERNET (ориентация в пространстве-времени с помощью систем GPS и ГЛОНАСС). Умение пользоваться приборами позволяет учителю существенно оживить преподавание астрономии и астрофизики, заинтересовать обучаемых самим предметом, организовать внеклассную работу в школе. Вся работа с инструментами проводится в рамках вечерних наблюдений.

Компьютеризация образовательных учреждений требует широкого применения электронно-вычислительной техники в учебном процессе. Рабочей программой предусмотрено использование лаборатории астрономии и астрономической обсерватории, оснащенных программируемыми калькуляторами и классом IBM PC AT.

Формированию глубокого интереса к астрономии и астрофизике способствует выполнение курсовых и дипломных (квалификационных) работ, подготовка докладов и сообщений к знаменательным датам астрономии, астрофизики, космонавтики, написание рефератов, проведение самостоятельных научных исследований, результаты которых могут быть доложены на научных студенческих конференциях и опубликованы в различных изданиях (приложение). Значение имеет привлекательность тем и названий работ. Интересный материал и иллюстрации обогащают и лекционный материал преподавателя.

В курсе астрономии и астрофизики предусмотрено использование факультативных занятий в научных кружках и проблемных группах для развития познавательной активности студентов. Это, прежде всего, астровторники, проводимые на астрономической обсерватории ЯГПУ. Детальное обсуждение наиболее интересных вопросов современной астрофизики, космонавтики, вопросов истории, экологии, связи астрономии с искусством, т.е. тех вопросов, которые в программе отражены слабо или совсем отсутствуют (но являющимися актуальными именно для конкретных даты и места), предполагает знакомство с новыми публикациями, работу с новым астрономическим оборудованием, проведение оригинальных астронаблюдений. На астровторниках практически применяются полученные навыки по изготовлению и ремонту астрономического оборудования, что приносит определенную пользу и вузу.

Для наглядности работы будущих учителей с учащимися предусмотрен выпуск и обновление (ежемесячно) "Астрономического календаря" в лаборатории астрономии.

Использование совокупности указанных факторов в учебно-воспитательном процессе способствует воспитанию у студентов готовности к творческой работе в качестве учителя астрономии в средней школе.

Успех всякого обучения во многом обусловлен эффективностью форм и методов контроля над усвоением необходимых знаний и приобретением навыков и умений. Методы контроля должны способствовать овладению методами познания как общенаучного, так и специального, выработке дисциплины мышления, что при изучении астрономии крайне необходимо. В разработанном курсе астрономии предусмотрены и традиционные контрольные мероприятия (различные формы экзаменов, зачеты, коллоквиумы, контрольные работы) и, определенные новыми методами обучения, - разнообразные формы компьютерного контроля.

Все формы и методы педагогического контроля решают стратегическую задачу - повышение качества обучения в вузе (повышение качества профессиональной подготовки специалиста). Однако при этом решаются и некоторые конкретные тактические задачи: а) проверка знаний, умений, навыков, которые приобретает студент; б) приучение студента к регулярной систематической работе; в) своевременное выявление и оперативное устранение пробелов в организации учебного процесса; г) развитие творческого сотрудничества преподавателя и студента.

В качестве оценочных средств на протяжении семестра используются контрольные работы студентов, творческая работа, итоговое испытание. Итоговое испытание является аналогом устного экзамена. Его главное отличие состоит в том, что оценка за итоговое испытание составляет часть общей оценки за работу студента в течение семестра.