Programy nauczania nauk ścisłych na pierwszy obóz

Programy nauczania nauk ścisłych na pierwszy obóz
(wersja omówieniowa)
Łukasz Wiśniewski
18 września 2003
Korzystając z okazji, że wreszcie mam chwilę wolnego czasu postanowiłem zebrać to,
co zrobiliśmy w stosunkowo spójną całość.
Po tegorocznej akcji letniej przyszedł czas na małe podsumowanie tego, co się działo
na obozie dla nowego naboru, a także na skorygowanie ramówki programowej, która powstała
na użytek kadry tychże obozów. Przejdę więc do rzeczy i pokrótce opiszę hasłowo to, co
się działo na poszczególnych zajęciach, wzbogacając opis o przygotowany przez Krzysia
Roszkowskiego program nauczania fizyki.
Zajęcia odbywały się w dwóch blokach – do południa mieliśmy trzy godziny ćwiczeń,
po obiedzie natomiast głównym punktem był wykład z Astronomii. Pośniadaniowe zajęcia
wymagały podziału na trzy grupy, każda miała Astronomię, Fizykę i Matematykę. Zastosowaliśmy tu dosyć specyficzny algorytm, bowiem grupy zajęciowe nie były stałe, lista
wywieszana była każdego dnia tuż przed śniadaniem. W efekcie po początkowych narzekaniach spotkałem się pó«niej z kilkakrotnie wyrażoną opinią, że dzięki temu już po pierwszym
tygodniu uczestnicy poznali swoje imiona, co zdecydowanie odbiega od standardów kolonijnych, kiedy to uczestnicy dopiero pod koniec w miarę się rozpoznają. Zatem proponuję,
by stosować tą metodę w kolejnych latach, może więcej osób będzie dzięki temu przyjeżdżać
na kolejne spotkania.
Poza wymienionymi powyżej zajęciami dzięki Mariuszowi i Leszkowi kilkakrotnie odbyły
się śpiewanki, które uważam za konieczny element obozu.
1
Astronomia
Podczas obozu letniego zajęcia z astronomii odbywały się, można powiedzieć, w trzech
płaszczyznach.
1.1
Wykład
Zajęcia te przygotował i w większej części (z wyjątkiem części poświęconej gwiazdom zmiennym
– prowadzonym przez Olę Jagielskią i Agatę Karską) prowadził Leszek Błaszczyk. W kilku
punktach wykład ten można opisać następująco:
1. Współrzędne astronomiczne, budowa teleskopu;
2. Instrumenty astronomiczne – teleskopy, klisze, kamerki CCD itp.;
3. Pomiary odległości w Astronomii;
4. Planety i inne ciała Układu Słonecznego, reguła Titusa-Bodego;
5. Gwiazdy – widmo, efekt Dopplera, reakcje termojądrowe, zarys r-n budowy wewnętrznej;
6. Gwiazdy – budowa i ewolucja, diagram HR;
7. Końcowe stadia ewolucji gwiazd;
8. Radioastronomia;
9. Kosmologia;
1
1.2
Ćwiczenia
Część ćwiczeniowa została przygotowana i prowadzona prze Agatę Karską, przy pomocy
Piotra Ligęzy i Wojtka Rutkowskiego. Udało się zrobić następujące rzeczy:
1. Aktywność Słońca – natura, obserwacje;
2. Wykonanie Załęczańskiej Obrotowej Mapki Nieba;
3. Teodolit – budowa, pomiar długości boiska;
4. Wyprowadzenie uogólnionych praw Keplera;
5. Zadania z Astronomii – pod kątem przygotowania do Olimpiady Astronomicznej;
6. Zajęcia w pracowni komputerowej - programy SkyMap, CLEA (astrometria), oprogramowanie dotyczące gwiazd zmiennych;
1.3
Obserwacje
Część obserwacyjna obejmowała między innymi naukę pomiaru odległości kątowych, obserwacje planet, mgławic i gwiazdozbiorów, a także przede wszystkim naukę gwiazdozbiorów nieba
letniego (taki był główny cel wykonania mapek nieba).
2
Fizyka
Zajęciami z fizyki zajęli się Roman Goj i Kamil Awsiuk. Zrealizowane zostały następujące
tematy:
1. Ruch po okręgu;
2. Prawa Keplera;
3. Soczewki;
4. Ruch prostoliniowy;
5. Prawa Newtona;
6. Równia pochyła;
7. Rzut poziomy;
8. Wprowadzenie do Ogólnej Teorii Względności;
Dla kontrastu chciałbym umieścić tu skróconą wersję programu autorstwa Krzysia, z krótkim
komentarzem:
1. Pojęcie skalara i wektora (zajęcia te były realizowane w ramach ćwiczeń z matematyki);
2. Prawa Newtona;
2
3. Siła jako zdolność nadawania przspieszenia masom, Prawo powszechnego ciążenia,
przyspieszenie grawitacyjne;
4. Liczenie masy Ziemi z przyspieszenia grawitacyjnego, praca jako iloczyn skalarny,
definicja mocy;
5. Energia jako zdolność ciała do wykonania pracy, energia kinetyczna i potencjalna
w stałym polu grawitacyjnym;
6. Zasada zachowania energii, różne postacie energii, perpetuum mobile, praca jako różnica
energii;
7. Przemiany energii (rachunki);
8. Druga prędkość kosmiczna;
9. Pojęcie pędu jako wektora, Zasada Zachowania Pędu, zderzenia sprężyste i niesprężyste;
10. Rzuty w jednorodnym polu grawitacyjnym;
Jak widać programy różnią się trochę, w drugiej propozycji moim zdaniem przydałoby się
dołączenie ruchu po okręgu i możnaby mówić o gotowym szablonie.
3
Matematyka
Zajęcia z matematyki prowadziłem wspólnie z Wojtkiem Idecem i Michałem Mańkiem (trygonometria sferyczna). Zdołaliśmy zrobić w zarysie następujące rzeczy:
1. Wektory i skalary;
2. Funkcja wykładnicza i logarytmiczna;
3. Funkcje trygonometryczne;
4. Funkcja kwadratowa (z wyprowadzeniami wzorów);
5. Trygonometria sferyczna;
6. Liczby zespolone;
Zdaję sobie sprawę z faktu, że odrobinę dziwna może wydawać się ta kolejność, ale wymóg
ten podyktowany był potrzebami zajęć z astronomii. Jednak było wystarczająco dużo czasu,
że do tematów numer 2. i 3. udało się wrócić, pozostałe natomiast udało się zrealizować
normalnym, jak na nasze obozy, trybem. Na szczęście nie jest to duży problem, jeżeli pracuje
się ze zdolną młodzieżą.
Za niepowodzenie jednak trzeba uznać zajęcia z trygonometrii sferycznej, które pomimo
dobrego prowadzenia, przerosły możliwości naszych uczestników wskutek wykorzystania krakowianów znacznie wykraczających na razie poza możliwości abstrakcyjnego rozumowania
młodzieży (a na pewno bez słowa wstępu do macierzy). Podjąłem się „przełożenia” tego
na bardziej przystępny język matematyczny, co niebawem uczynię.
3
4
Informatyka
Jak zapewne zauważyliście, dotąd nie było ani słowa o informatyce w postaci innej, niż obsługa oprogramowania. Eksperyment z brakiem zajęć tego typu nie jest najlepszym wyjściem,
przyznaję, dlatego liczę na to, że wkrótce w tym miejscu będzie można umieścić jakiś
REALNY plan naszkicowany ręką prawdziwego informatyka, bo jak na razie pomimo protestów klubowego lobby informatycznego przeciw marginalizacji informatyki, nie otrzymałem
takowego programu.
4