Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Географическая площадка - специально оборудованная площадка для наблюдений и практических занятий
• 1.1 Организация географической площадки
• 1.2 Приборы и модели для привития навыков ориентирования
• 1.3 Использование Global Positioning System (GPS) глобальной системы позиционирования
• 2. Материально-техническая база географической площадки
• 2.1 Оборудование для метеорологических наблюдений
• 2.2 Гидро-геоморфологический участок
• 2.3 Принципы размещения оборудования
• Заключение
• Список использованной литературы


Введение

В условиях современной эпохи, ее динамичности, информационной насыщенности объективно возрастает роль школьного образования, усиливается его вклад в воспитание интеллектуального и духовно-нравственного потенциала нации.

Актуальные образовательные цели, ориентированные на воспитание и развитие личности, готовой к активной, творческой самостоятельности, реализуются с помощью компетентностного подхода. В соответствии с этим подходом при оценке качества образования на первое место выступает не только уровень усвоенных знаний, но и уровень готовности школьника применять усвоенное содержание, его компетентность в различных сферах деятельности. Акцент смещается к практической составляющей обучения, к процессу приобретения школьниками опыта в решении практико-ориентированных задач. В практической деятельности учащиеся овладевают умениями работать с различными источниками информации, приборами, инструментами, умениями вести наблюдения на местности, ориентироваться в пространстве, прогнозировать тенденции развития окружающей среды, картировать информацию.

Географическая площадка - специально оборудованная площадка для наблюдений и практических занятий по физической географии, предусмотренная учебной программой. Организация работы на площадке помогает учителю активизировать свою работу, преодолеть формализм в преподавании, не ограничиваться рамками книжного обучения, широко использовать приёмы наглядности и самостоятельных работ.

Основная цель организации географической площадки - комплексное исследование организации географической площадки и географического уголка в школе.

Задачи:

- дана общая характеристика географической площадки;

- сформировать пространственные представления о мерах длины, объема и площадей;

- познакомиться с приборами для наблюдения за погодой;

- содействовать формированию основных мировоззренческих идей (материальности мира, взаимосвязи форм движения материи, единства живой и неживой природы, движения и развития природы, пространства и времени);

- представлена информация о гидро-геоморфологический участке, как об одном из основных участков географической площадки;

- представлены предложения по принципу размещения оборудования.

1. Географическая площадка - специально оборудованная площадка для наблюдений и практических занятий

1.1 Организация географической площадки

Географическая площадка представляет собой комплексную учебную площадку, где обучение учащихся ведется путем их вовлечения непосредственно в наблюдение окружающей среды. Основная цель этих наблюдений - выяснение связей и закономерностей природных явлений.

Сухорукова А.В. пишет, что размеры площадки могут быть различными, в зависимости от местных условий школы. Любая площадка, обеспечивающая глубокое и всесторонне усвоение учебной программы, является приемлемой. Размеры географической площадки должны обеспечить рациональное размещение минимума учебных средств, состав которых в основном определяет перечнем учебного оборудования. В методическом пособии для учителей Ю.Г. Барышева, Т.П.Беляева представлены следующие требования по созданию площадки: размеры участка площадки должны быть достаточными для проведения занятий со всем классом одновременно; расстояние между точками наблюдения должно быть достаточным для свободного перехода и выполнения работ; размещение оборудования должно обеспечить качественные показания измерительных приборов [1].

Выбранный участок земли должен отвечать требованиям: находиться вдали от высоких построек, линия горизонта открыта с юга на север, место незатененное, открытое, ровное; весь участок следует оградить для защиты от повреждений и сохранности установленных приборов. При организации площадки ориентируют стороны площадки в меридиональном и широтном направлениях, определяют географические координаты и высоту над уровнем моря.

Для географической площадки необходим класс, в котором организуются занятия и используются разные виды оборудования. Для класса необходимы столы и скамейки длиной по 3 метра 6-8 штук, стул для учителя, классная доска, стойка для карт, ящики с песком.

На площадке размещены различные приборы для наблюдения и измерения природных объектов и процессов.

Для формирования пространственных представлений на географической площадке обязательно должны находиться: 1) забор-измеритель, покрашенный через 1 метр белой и черной краской, вдоль него необходимо сделать мерную дорожку с отмеченным началом «0 м»; 2) столб-высотомер с флюгером не менее 10 м, его красят белой и красной краской через 1 метр, т.к. он может использоваться в нижней части как ростомер; 3) площадки в 1 ар и 1 кв. м.; 4) кубический метр, который используется для конкретизации объемных представлений.

Кубический метр с пяти сторон обивают фанерой или кровельным железом и окрашивают. Очень важно сформировать у школьников представление соответствия одного кубического метра одной тонне воды. Так, зачастую, про использование воды, мы говорим, что человек в среднем ежемесячно тратит, например, 11 кубометров. Если сказать, что 11 тонн, то это уже производит впечатление.

Приборы и модели для привития навыков ориентирования, оборудование для метеорологических наблюдений, обустройство геоморфологического и гидрологического участков рассмотрим подробнее [2].

1.2 Приборы и модели для привития навыков ориентирования

Гномон-прибор и гномон-шест - приборы, показывающие направление истинного меридиана. При изготовлении прибора-гномона на столбике высотой 1-1,2 м укрепляют горизонтальную доску 30х40х3 см, короткие стороны направлены с севера на юг. На южной стороне устанавливают перпендикулярно металлический штифт высотой 8 см. Полуденная тень от него будет показывать направление истинного меридиана, на север (рисунок 1).

Принцип устройства гномона-шеста аналогичный, только вместо штифта, на площадке устанавливается шест высотой 1,3 м.

Модель местного меридиана и параллели желательно устроить над гномоном-прибором, причем направление меридиана должно совпадать с направлением полуденной линии, а параллель пересекать меридиан перпендикулярно (рис. 2).

Румбическое кольцо - прибор. Деревянный круг 25-50 см, на нем изображены 16 направлений - основные и промежуточные стороны горизонта. Для более точного определения направления подвижно укрепляют визирную линейку (рис.3).

На географической площадке имеются местные ориентиры: пень дерева с годичными кольцами, ствол дерева, камень, покрытые мхом с северной стороны.

Работа с астрономическим оборудованием способствует развитию у школьников пространственных представлений. Приборы можно сделать самостоятельно [3].

Для астрономических наблюдений используется указатель Полярной звезды для определения местоположения полюса мира. По И.Д. Топоркову конструкция приспособления располагается на столбе высотой 140 см, диаметром 30 см. К верхней части столба прикрепляют углоизмерительный инструмент и шест-указатель. На концах шеста простейшие диоптры. Линия горизонта и направление на Полярную звезду указывается на самом приспособлении (рис.4).

Вертикальный угломер для определения географической широты места и высоты Солнца над горизонтом, сконструирован В.П. Головым, Л.Д. Прозоровым. Прибор состоит из фиксатора линии горизонта, прицельной трубки с диоптрами, экранчиком, градуированной шкалы от 0° до 90° и монтируется на столб-подставку (рис. 5).

1.Визирное приспособление. 2. Трубка металлическая, диаметром 7-8 мм. 3. Панель пластмассовая, диаметром 250 мм. 4. Равнобедренный треугольник, фиксирующий положение плоскости горизонта. 5. Градуированная шкала. 6. Отвес. 7. Экран для улавливания солнечного света. 8. Винт, скрепляющий панель и треугольник.б - вертикальный угол.

Угол полуденной высоты солнца над горизонтом отсчитывается при прохождении солнечного луча через трубку угломера. При определении угловых размеров объектов визирование осуществляется через диоптры.

Для определения географической широты места на географической площадке можно установить простой прибор эклиметр (рис.6), выполненный из транспортира. Прибор крепится к столбу высотой 1 - 1,2 м или переносному шесту, к верхней части прикрепляется подвижная планка 30х8 см, на которую подвешивается деревянный школьный транспортир, 90^° у основания, 0° у вершины, к центру прикреплен отвес. При визировании на Полярную звезду, отвес показывает широту места в градусах [4].

Широта местности рассчитывается по формуле:

широта пункта = 90° - высота поденного Солнца (в градусах) ± склонение Солнца (в градусах и угловых минутах)

(склонение Солнца может быть положительным или отрицательным, см. таблицу 1).

В статье Ганина Ж.И. «Опыт организации и использования астрономо-географической площадки» описывается прибор Г.П. Пошехонова, при помощи которого обнаруживается суточное вращение Земли.

Как известно, наиболее наглядными и распространенными методами, доказывающими суточное вращение Земли, являются маятник Фуко и отклонение падающих тел к востоку. Однако ни один из них не нашел бы в наших условиях эффективного применения. Прибор же, изобретенный Г.П. Пошехоновым, вполне применим в наших условиях. Изготовить этот прибор авторам статьи удалось благодаря переписке с изобретателем по чертежам, присланным им в 1951 г.

Перед тем как демонстрировать прибор Г. П. Пошехонова, следует показать скамейку Жуковского. Один ученик встает на нее и, разводя руки в стороны, удерживает в них небольшие грузы. Другой ученик приводит первого в медленное вращательное движение и отходит в сторону. Если стоящий на скамейке опустит руки, то скорость его вращения увеличится. Максимальной скорости вращения он достигнет, прижав руки с грузами к бедрам, но в таком положении уже не сможет удерживаться на скамейке и соскочит с нее.

На этом же физическом явлении основан принцип работы прибора Пошехонова. Прибор состоит из трех основных частей: опоры, рамы и маятника (рис.7).

Опорой могут служить два врытых в землю столба, соединенные между собой тремя горизонтальными поперечинами, из которых одна врыта в землю ниже дна котлована, расположенного между столбами.

Глубина этого котлована 80 см, а диаметр дна 1,5 м. Столбы опоры имеют длину 3,5 м, на глубину 1 м 20 см они врыты в землю. Расстояние между столбами равно 2 м 25 см. На верхней и нижней поперечинах укрепляются два центра: верхний и нижний подшипники. В обоих центрах высверлено и отшлифовано конусообразное отверстие, в которое время от времени необходимо наливать техническое масло [5].

Рама прибора состоит из двух основных дощечек длиной 2 м 85 см, шириной 62 мм и толщиной 22 мм. Дощечки скреплены друг с другом на концах посредством деревянных брусков размером 70х80х62 мм. В центры брусков вмонтированы стальные болты с заостренными и отшлифованными концами, которыми рама вставляется в центры опоры.

Под прямым углом к нижнему концу рамы прикрепляется деревянная стрелка длиною в 0,5 м. Внутри рамы помещается маятник. Это две водопроводные трубы длиной по 1 м, ввинченные в водопроводный крест. К свободным концам труб прикреплены стальные грузы, один из которых тяжелее другого на 10-20%. В свободные отверстия креста вточены два маленьких шарикоподшипника. Через них вставляется ось, концы которой закрепляются в средине досок рамы.

Чтобы запустить маятник, один из учеников осторожно спускается в котлован и приводит маятник в колебательное движение за его нижний конец, придерживая раму. Когда амплитуда колебания маятника достигает значительной величины, ученик оставляет прибор. Теперь интересно наблюдать за стрелкой, прикрепленной к нижней части рамы и направленной, скажем, на восток. В то мгновение, когда маятник окажется в вертикальном положении, рама совершит рывок к северу. Это происходит потому, что прибор вместе с Землей участвует в ее суточном вращении, а во время вертикального положения маятника скорость вращения рамы увеличивается точно так же, как и у ученика, стоящего на скамейке Жуковского во время опускания к бедрам рук с грузами. При выходе маятника из вертикального положения стрелка останавливается. Следующий рывок рамы произойдет в момент, когда маятник снова придет в вертикальное положение. Следует обратить внимание учеников на то, что никто не приводил в движение раму, а мы лишь запустили маятник. Только по причине вращения Земли рама совершила как бы обгон суточного вращения, и стрелка отклонилась в сторону этого движения, т. е. против часовой стрелки. Запустить прибор можно с любого положения стрелки, прикрепленной к нижнему концу рамы.

Необходимой принадлежностью географической площадки являются солнечные часы, позволяющие определить (истинное) солнечное время и географическую долготу места [6].

Солнечные часы экваториальные, состоят из двух досок (40х40 см), покрытых белой краской. На одной поверхности доски вычерчивают окружность и разбивают на 8 частей. В центре устанавливают штифт высотой 10 см и обозначают деления от 0 до 21 ч, скрепляют доски под углом 90° минус широта места. Часы устанавливают на столб 1-1,2 м, нижнюю доску крепят горизонтально, а полуденная тень от штифта совпадает с цифрой 12 на циферблате, расположенного в плоскости экватора (рис. 8). (Недостаток: в период между днями осененного и весеннего равноденствия Солнце, находясь низко над горизонтом не освещает стержень и нижнюю часть циферблата).

У солнечных часов горизонтальных доска с циферблатом расположена в плоскости горизонта (рис.9).

Для устройства берут доску 40х20 см. Середины коротких сторон соединяют линией, в середине ее на расстоянии 5 см от края доски устанавливают металлический треугольник перпендикулярно к плоскости. Угол, обращенный на юг (к ближнему краю доски) равен величине географической широты данного места. После установки треугольника доску окрашивают в белый цвет и прочерчивают полуокружность с центром у вершины треугольника. Продолжив основание треугольника до пересечения с полуокружностью, делают отметку 12. Затем проводят вторую линию - перпендикулярно основанию треугольника и на ее концах надписывают 6 и 18, соответственно у восточного и западного. Остальные деления часового циферблата (через 1 час) наносят путем наблюдения за передвижением тени от треугольника (пользуясь показаниями ручных часов, поставленных по местному солнечному времени). Величины углов можно взять из таблицы 2, представленной Будун А.С. в методическом пособии «Школьная географическая площадка».

Таблица 2 - Величина углов

Полуденная тень при установке должна совпадать с цифрой 12. Прибор укрепляют в горизонтальном положении на столбе высотой 1-1,2 м.

Для определения географической долготы места, необходимо знать разность между местным и поясным временем (поясное время - местное время срединного меридиана данного часового пояса), а так же номер часового пояса.

Местное время (среднее солнечное) можно рассчитать с помощью таблицы 3, определив истинное солнечное время по солнечным горизонтальным часам.

Dn = Nn - R,

где Dn - искомая долгота, Nn - номер часового пояса, R- разность между местным и поясным временем (в данной формуле все составляющие выражены в часовой мере). Затем полученный в часовой мере долготу переводим в угловую величину, пользуясь таблицей перевода: исходя из того, что каждая точка на Земле (исключение полюса - неподвижны) поворачивается на 360° за 24 часа, значит за 1 час - на 15°, за 4 минуты - на 1°, за 1 минуту - на 15°, и так далее [7].

Примерные задания

А. Определить географические координаты пункта (географическую широту - по высоте полуденного Солнца, географическую долготу, пользуясь истинным и среднесолнечным временем).

Б. Определить меридиан точки наблюдения по полуденной линии гномона.

В. Определить истинный азимут, определить магнитное склонение местности.

Таблица 3 - Уравнение времени в минутах (поправки для перехода от истинного к среднему солнечному времени)

1.3 Использование Global Positioning System (GPS) глобальной системы позиционирования

географический ориентирование метеорологический

Система GPS уже применяется на автомобильном, морском транспорте, авиации - для определения координат и маршрутов, для геологических и картографических работ и так далее, а также может успешно применяться в процессе обучения географии и в частности на географических площадках. При этом важным инструментом в процессе сбора, хранения, обработки, доступа, отображения и распространения пространственных данных является геоинформационная система (ГИС). Она имеет большой набор функциональных возможностей, в которых реализуются современные космические технологии в учебном процессе.

В школьном курсе географии возможно использование GPS/ГЛОНАСС-навигаторов в едином методическом комплексе с Интернетом. Использование GPS может наполнить новым смыслом, содержанием и географической мотивацией региональную и краеведческую составляющую школьного курса географии. Обычный навигатор позволяет школьнику или учителю географии выполнить следующие действия:

· Определение географических координат точки с точностью до тысячных минуты. Эта базовая функция любого навигатора. Из Интернета можно получить координаты различных объектов, имеющих географическую, природную, краеведческую, историческую, культурную или другую значимость.

· Определение расстояния до нужной точки и направление на неё. Незаменимая функция любого приёмника может быть использована в процессе школьных экскурсий, при выполнении индивидуальных исследовательских работ. Функция основана на способности навигатора в режиме поиска точки направить вас экранной стрелкой к любому из объектов с известными координатами, а также указать точное расстояние до объекта места расположения владельца навигатора.

· Определение абсолютной высоты своего положения на местности. Посещение местных «вершин» и сравнение по карте реальных показаний навигатора с «официальными данными» на картах.

· Вычерчивание пройденного маршрута в виде траектории.

Особенно интересная данная функция GPS для использования в географии. Основана на способности ежесекундно фиксировать точки по ходу движения и присваивать каждой точке совокупность различных временных и пространственных характеристик, относящихся именно к данному конкретному месту. В результате образуется так называемый «трек», то есть кривая непрерывная линия - траектория движения, состоящая из множества отдельных точек.

В школьном компьютерном классе ученики могут загрузить пройденный «трек» в стационарный компьютер через стационарные USB или COM-порты, сохранить его, наложить трек на привязанную к координатной оси карту местности, где стоит школа, либо, где совершался маршрут, распечатать карту с треком и проанализировать весь пройденный маршрут компьютерным методом с помощью специальной бесплатной программы OZI EXPLORER.

Такие уроки с применением космических технологий предусматривают индивидуализацию обучения, дают учащимися практические навыки работы с GPS-приёмником, помогают приблизить деятельность учащихся к современным исследованиям, расширить географическую область знаний, поднять практическую значимость предмета географии, усилить творческое мышление.

В настоящее время предлагается огромный выбор всевозможных GPS-навигаторов и GPS-приемников, появляются и ГЛОНАСС-навигаторы, например Glospace одновременно работающий с двумя навигационными системами - ГЛО-НАСС и GPS [8].

Новые модели приёмников (навигаторов) GPS с системой WAAS способны улучшить точность определения координат до 2-3 метров. Эта расположенная в космосе система передаёт информацию, обеспечивающую непрерывность спутниковых сигналов, а также данные корректировок, определяемые наземными станциями. Некоторые атмосферные факторы и другие источники погрешности могут влиять на точность приёмников глобальной системы.

Приёмник (GPS навигатор) должен быть привязан к сигналам, по крайней мере, трёх спутников для определения двух координат (широта и долгота). Имея четыре или больше спутников в поле зрения, приёмник может определить три координаты пользователя (широта, долгота и высота). Как только положение пользователя будет определено, система может вычислить другую информацию, типа скорости, курса, пройденного расстояния, расстояния до точки назначения, восхода солнца и времени заката и так далее.

Примерные задания:

А. Определение точки своего местоположения на местности и возвращение к начальной точке: