BESZÁMOLÓ TÁMOP 4.1.2 – 08/1/C-2009-0009 „KÉPZİK KÉPZÉSE” PROGRAM MEGVALÓSÍTÁSÁRÓL Készítette: Dr. habil. Péntek Kálmán
1. Bevezetés Az általam oktatott tantárgyak közül a Földrajz BSc Matematikai földrajz I. címő kurzus átdolgozására esett a választásom. Részint azért, mivel ez egy 1 féléves, és az ıszi szemeszterben oktatásra kerülı kurzus, másrészt azért, mivel már közel 2 évtizede tanítom, így mindenképpen indokoltnak látszott a tantárgy megújítása. A hagyományos módszerrel megtartott elıadássorozat helyett igyekeztem a modern szemléltetési módszerek minél szélesebb tárházát felvonultatni olyan mértékben, hogy az semmiképpen se menjen a tartalom rovására, viszont a csillagászatot, mint alapvetıen vizuális tudományt, közelebb hozza a hallgatósághoz. Ennek a programnak a megvalósításáról szól az alábbi anyag. 2. A kurzus adatai A kurzus neve: Matematikai földrajz I. (Földrajz BSc) A kurzus kódja: SBANFO1022 Heti óraszám: 2 óra elıadás (péntek 9.00-10.30, C ép. 216.) Kreditérték: 2 Státusz: Kötelezı Számonkérés típusa: Kollokvium (szóbeli vizsga) A tantárgyfelelıs tanszék, oktatója: Matematika és Fizikai Intézet Matematika Intézeti Tanszék Dr. Péntek Kálmán A tantárgy elızetes követelménye: 3. A kurzus leírása a) A tantárgy oktatásának célja: a hallgatók ismerkedjenek meg a Föld, mint égitest elhelyezkedésével, mozgásaival és a földrajzi folyamatokat befolyásoló csillagászati jelenségek rendszerével. A klasszikus csillagászatból feldolgozott legfontosabb témakörök a következık: szférikus csillagászat, az általános leíró csillagászat és az univerzum születésének és fejlıdésének elméletei. Az elméleti képzést kiegészíti gyakorlati észlelımunka is. b) A tananyag leírása: A csillagászat rövid története: az ókori csillagászat eredményei, a Föld gömb alakja, Ptolemaiosz geocentrikus világképe, a Föld sugarának, a Hold és a Nap távolságának meghatározása. Kopernikusz heliocentrikus világképe, Tycho de Brahe szerepe, Galilei csillagászati tevékenysége, Kepler törvényei, Newton csillagászati munkássága. Tájékozódás a Földön: síkbeli poláris koordináta-rendszer, horizont, azimut, geografikus gömbi poláris koordináta-rendszer. Tájékozódás az égbolton: csillagképek és az éggömb fogalma, horizontális koordináta-rendszer, az állatöv és az ekliptika, csillagtérképek. Az elsı és második ekvatoriális koordináta-rendszer. A csillagok és a Nap mozgása az éggömbön, a földrajzi szélesség és a pólus magasságának kapcsolata, a Nap mozgása, a nappalok hossza, a Nap delelési magassága, kelés-nyugvás azimutja, csillagászati számítások. Idıszámítás: a napidı, közép napidı és az idıegyenlítés,
világidı, zónaidı, csillagidı. A naptárak. A földrajzi hely klasszikus meghatározása, a szextáns és a kronométer mőködése, a szélesség és a hosszúság kiszámítása, navigáció. A Föld mozgásai: a tengely körüli forgás, a forgás bizonyítékai és következményei. A Föld keringése a Nap körül, a keringés bizonyítékai és következményei. A precesszió és a nutáció. A Naprendszer objektumai: a Nap, a bolygók és holdjaik, az üstökösök, a meteorok és a bolygóközi anyag. A Naprendszer méretarányai. A Nap: a Nap tömege, átmérıje, sőrősége, kémiai összetétele, hımérséklete, energiatermelése, forgása. A Nap légkörének jelenségei. A Hold: a Hold tömege, átmérıje, sőrősége, felszíni alakzatai. A Hold mozgásai, keletkezése. Fogyatkozások: a Nap- és Holdfogyatkozás, a szárosz ciklus. A bolygók: a bolygók és holdjaik általános jellemzése, a bolygók mozgása és látszólagos pályájuk az éggömbön. A Föld típusú bolygók és holdjaik, a Jupiter típusú bolygók és holdjaik leírása. A Naprendszer kisebb égitestei: a kisbolygók, az üstökösök és a meteorok, az interplanetáris anyag. Csillagok jellemzıi: csillagok távolsága, fényessége, tömege, hımérséklete, színképe, sugara, forgási periódusa, mágneses tere, kémiai összetétele. A HRD, a csillagok fejlıdése, osztályozásuk. Kettıscsillagok: vizuális, fedési, spektroszkopikus és asztrometriai kettısök. Változó csillagok, csillaghalmazok: asszociációk, nyílt halmazok, gömbhalmazok. A csillagközi anyag. A Tejútrendszer alakja, méretei, szerkezete, forgása. A lokális rendszer. Az extragalaxisok osztályozása, színképe, mozgásuk és térbeli eloszlásuk. Az Univerzum története, a „forró Univerzum”-hipotézis, a csillagok keletkezése, a Naprendszer keletkezése. c) A kurzus új tematikája: 1. hét: A csillagászat fogalma, felosztása. A csillagászat rövid történeti áttekintése. 2. hét: A szférikus csillagászat megalapozása: A Földgömb és az éggömb. Csillagképek, az éggömb mozgása. Földrajzi koordináták. 3. hét: Koordináták az éggömbön: A horizontális, az elsı- és a második ekvatoriális koordinátarendszer. Az ekliptika és az állatöv. 4. hét: A földrajzi szélesség és a pólusmagasság kapcsolata. A Nap és a csillagok mozgása az éggömbön, az égitestek osztályozása. 5. hét: A csillagászati háromszög, az égi koordináták transzformációja. Csillagászati számítások: nappalok hossza, a Nap delelési magassága, a kelés-nyugvás azimutja. 6. hét: Az idıszámítás: valódi napidı, közép napidı, az idıegyenlítés. A világidı, a zónaidı és a csillagidı. Naptárak. 7. hét: A földrajzi hely meghatározásának klasszikus módszerei: a szextáns és a kronométer. A szélesség és a hosszúság meghatározása, a csillagászati navigáció. 8. hét: A Föld mozgásai: a tengely körüli forgás és bizonyítékai, a keringés és bizonyítékai, egyéb mozgások. 9. hét: A Naprendszer: a Nap és a Hold. A Nap- és Holdfogyatkozások. 10. hét: A bolygók és holdjaik. A Naprendszer kisebb égitestjei: a kisbolygók, üstökösök és meteorok, a bolygóközi anyag. 11. hét: A csillagok legfontosabb jellemzıi: távolságuk, fényességük, hımérsékletük, színképük, tömegük, összetételük, forgásuk, mágneses erıterük. 12. hét: Kettıscsillagok, változó csillagok, csillaghalmazok: asszociációk, nyílthalmazok és gömbhalmazok. 13. hét: A csillagközi anyag. A tejútrendszer méretei, szerkezete, mozgása. 14. hét: Az extragalaxisok osztályozása, színképe, mozgásuk és térbeli eloszlásuk. 15. hét: Az univerzum története: a csillagok keletkezése és fejlıdése, a Naprendszer keletkezése, a táguló világegyetem, az ısrobbanás. Az univerzum sorsa.
2
d) Elektronikus tananyag: A matematikai földrajz I. kurzushoz az alábbi szakirodalom állt rendelkezésre: A/ A csillagászati földrajz tankönyvei: Gábris Gy. – Marik M. – Szabó J.: Csillagászati földrajz, Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp. 1993. Köves J.: Csillagászati földrajz, Tankönyvkiadó, Bp. 1977. Gesztesi A.: Csillagászati földrajz, ELTE jegyzet, Bp. 1997. Láng S.: Matematikai-csillagászati földrajz és térképészet, Tankönyvkiadó, Bp.1952. Marik M.: Helyünk a világmindenségben, Tankönyvkiadó, Bp. 1989. Szenkovits F.: Bevezetés a csillagászatba, Kolozsvári Egyetemi Kiadó, Kolozsvár, 2007. Göız L.: Csillagászati földrajzi gyakorlatok, Tankönyvkiadó, Bp. 1985. Csüllög G. –Pavlics Kné.: Csillagászatföldrajzi feladatok, Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp. 1997. B/ Általános csillagászati mővek Kulin Gy.: A távcsı világa, Gondolat, 1975. Kulin Gy., Róka G. (szerk.): Csillagászati kisenciklopédia, Gondolat, Bp.1969. Marik M. (szerk.): Csillagászat, Akadémiai Kiadó, Bp. 1989. H. Bukor – R. Bukor: Csillagászat, SH atlasz, Springer, 1992. Csillagászati kislexikon, A tudás könyvtára, Fiesta-Saxum, Bp. 1998. C/ Népszerősítı csillagászati könyvek és csillagtérképek, atlaszok D. H. Menzel: Csillagászat, Gondolat, 1980. C. Ronan: Megmagyarázzuk a Világegyetemet, Helikon Kiadó, Bp. 1996. I. Ridpath: Bolygók és csillagok – Határozó kézikönyvek, Panamex Kft., Budapest, 1999. Az új kurzus felépítéséhez igazodó ábraanyagot az egyes megtartott elıadások után feltöltöttük hetenként az NymE SEK TTK Matematika és Fizikai Intézet honlapjára a dokumentumokhoz. Így a hallgatóknak lehetıségük volt az átdolgozott új felépítés folyamatos követésére. Az elıadások folyamatos követésével és jegyzetelésével a hallgatók a kurzus teljes tananyagához hozzájuthattak, s nem kellett a gyakran bonyolult és nehezen rekonstruálható ábraanyag megrajzolásával, illetve megszerkesztésével az idıt tölteni, teljes figyelmükkel az elıadáson elhangzott tananyag megértésére koncentrálhattak. e) Sajátos módszerek: Az elmúlt évtizedben a kurzus hagyományos oktatása során elsısorban írásvetítıt, táblai rajzokat, ritkán oktatófilmek bemutatását vettük igénybe. A matematikai földrajz I. kurzus új, átdolgozott felépítése során fokozott figyelmet szenteltünk a csillagászati jelenségek minél szélesebb körő, sokoldalú szemléltetésére. A csillagászat alapvetıen vizuális tudomány, rendkívül fontos az önálló térlátás, csillagászati szemléletmód kialakítása. Az egyes elıadások megfelelı didaktikai helyére a felépítés szükséges fázisánál az alábbi szemléltetési módokat alkalmaztuk: 1. Számítógépes prezentációk a következı témákban: a) Nagy pillanatok az ókor csillagászatában (Eratoszthenész, Arisztarkhosz) b) Tycho de Brahe és Johannes Kepler csillagászati munkássága c) Galileo Galilei és a távcsöves csillagászat megszületése 2. Számítógépes planetárium programok bemutatása, az egyes csillagászati fogalmak és öszszefüggések szemléltetésére az alábbi szoftverekkel: a) CARTE DU CIEL b) THE SKY c) STELLARIUM 3. Oktató DVD filmek az alábbi témákból: a) Csillagászati navigáció b) A Naprendszer
3
c) Az aszteroidák d) A tejútrendszer és az extragalaxisok világa e) 400 éves a csillagászati távcsı: „Az égre nézı szemek” A tanteremben megvalósítható szokásos elıadásokon kívül a kurzus anyagának mélyebb megértése és hatékonyabb feldolgozása érdekében heti rendszerességgel bemutató észleléseket szerveztünk a TTK épületének tetıszintjén található Kövesligethy Radó Oktatócsillagvizsgálóban. A hallgatók saját szemükkel figyelhették meg a csillagvizsgáló fımőszerével, a D&G 6” f/16 akromatikus refraktorával – amely a Dunántúl legnagyobb lencsés teleszkópja – a Hold és a bolygók felszínét, fényesebb kettıscsillagokat, planetáris ködöket, nyílthalmazokat és gömbhalmazokat, valamint közeli fényes galaxisokat. Végül minden évben a Gothard Amatırcsillagászati Egyesület és a NymE SEK TTK közösen rendezi meg a Csillagászati és őrkutatási Heteket (az idei a XXX. volt) a város és a megye számára, amelyen a kurzus hallgatói is nagy számmal vettek részt. A program elıadásai a következık voltak: Dr. Illés Erzsébet: Földünk „elfajzott” testvérei: Naprendszer 2010 Bartha Lajos: 2012 – világvége?! Dr. habil. Péntek Kálmán: A csillagászat történetének nagy eseményei: A Kepler-féle bolygómozgási törvények I. Ponori Thewrewk Aurél: (A Hold) Az ég királynıje Az idei rendezvény különlegessége volt a Föld tengelyforgását bizonyító Foucault-féle ingakísérlet megismétlése a Szombathelyi Székesegyházban. Itt végezték el ezt a fontos kísérletet Magyarországon elıször 1880 ıszén. A kísérlet ünnepélyes megindítása alkalmából a teljes Matematikai földrajz I. kurzus hallgatósága, az I. éves BSc földrajz évfolyam megjelent. 4. Hallgatói visszajelzések A Matematikai földrajz I. kurzus utolsó tanórájának elején egy néhány feladatból álló kérdéssort fogalmaztam meg a hallgatóság számára, akik erre írásban válaszoltak. A hallgatói viszszajelzések ezen formája eléggé reprezentatív módon árulkodik a kurzus megítélésérıl. Ezen feladatlap feldolgozását az alábbiakban ismertetem. Az összes kitöltött őrlapok száma: 29 (ennyi – pontosabban késéssel 31 hallgató jelent meg az utolsó órán), az I. évfolyam Földrajz BSc-re beiratkozott hallgatói létszám: 66 fı. 1. kérdés: A Matematikai földrajz I. kurzus elıadásai közül hányon vett részt? (összes órán részt vett: 5, ..., nem látogatta az órákat: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 4,103 2. kérdés: Milyennek ítéli meg a Matematikai földrajz I. kurzus tantárgyának felépítését, tematikáját? (kifogástalan: 5, ..., teljesen rossz: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 4,793 3. kérdés: Milyennek ítéli meg a Matematikai földrajz I. kurzuson megszerzett szakmai ismeretek jövıbeni hasznosíthatóságát? (teljes mértékben hasznosítható: 5, ..., teljesen haszontalan, felesleges: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 3,931 4. kérdés: Milyennek ítéli meg a Matematikai földrajz I. kurzuson alkalmazott szemléltetési módszereket és annak mértékét? (kiválóan szemléltetett óra: 5, ..., semmilyen szemléltetés sem volt: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 4,759 5. kérdés: Milyen fontosnak ítéli meg a Matematikai földrajz I. kurzust a Földrajz BSc tananyagában? (nagyon fontos, lényeges: 5, ..., jelentéktelen, fölösleges: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 4,310
4
6. kérdés: Milyennek ítéli meg a tárgy oktatójának szakmai felkészültségét? (nagyon jól felkészült az oktató: 5, ..., felkészületlen, alkalmatlan a tárgy oktatására: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 5,00 (1 hallgató 4-est és 1 hallgató pedig 6-ost adott, a többiek mind jelesre értékelték az oktató felkészültségét.) 7. kérdés: Milyennek ítéli meg a tárgy oktatójának oktatói képességeit? (kiváló oktató: 5, teljesen alkalmatlan az oktatói pályára: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 4,655 8. kérdés: Milyen javaslatai vannak a Matematikai földrajz I. kurzus tematikájával, oktatásával kapcsolatban? Néhány visszatérı gondolatokat tartalmazó tipikus szöveges válasz: Az elıadó egy-két összefüggést lassabban és szemléletesebben taglaljon. Kicsit részletesebben, egy-egy anyagrészre több idıt hagyva kellene tárgyalni a tananyagot. Több félévre kellene széthúzni az anyagot. Tömör a tárgyalás, nagy az anyag mennyisége, de fontos a tárgy. Nagy az anyag, emiatt kellett az elıadónak sietnie. Javasoljuk, hogy mindenki ismerkedjen meg a csillagvizsgálóval. A csillagvizsgáló látogatását illesszék be a tanórák keretébe. Kötelezı csoportos csillaglátogatást javasol a hallgató. Célszerőnek tartana egy napos csillagászati témájú kirándulást. Többször lehetne elıadást tartani a tanórán kívül is a világőr érdekességeirıl. A hallgatóság támogatja a vizuális, képekkel kísért tanítást. Még több szemléltetést kíván a hallgatóság, akkor sokkal érthetıbb és megfoghatóbb az anyag. Még több oktatófilmet szeretne. Néhány téma tárgyalásánál sok volt az írásvetítı, ez egy kissé unalmassá tette ez az anyag feldolgozását. Nem kell változtatni, teljesen meg volt elégedve a tárggyal és a felépítésével is. Teljesen korrekt volt a tárgy felépítése. Tetszettek az oktatófilmek és nagyon jól kiegészítették a tananyagot. Nem kell változtatni, az órák izgalmasak. A tárgy nagyon jól volt felépítve. Minden szuper volt. 9. kérdés: Járt-e már csillagvizsgálóban, s ha igen, akkor írja le, hogy mit látott? I/N arány: 8/21. A megfigyelt objektumok: Hold, Jupiter és holdjai, kettıscsillagok, Andromeda köd, Lyra győrősköd. 10. kérdés: Milyennek ítéli a tárgyat, milyen összesített érdemjeggyel értékelné a Matematikai földrajz I. kurzust? (kitőnı a kurzus: 5, ..., elégtelen a kurzus: 1) A kérdésre adott eredmény átlaga: 4,379 5. Önreflexiók A csillagászat különbözı fejezeteit közel két évtizede tanítom matematika, fizika és földrajz szakos hallgatóknak intézményünkben. A csillagászat tanulmányozását és a csillagászati észleléseket egy magam készítette teleszkóppal kereken 40 esztendeje kezdtem meg. Egy új csillagászati kurzus elkészítése mégsem rutinfeladat volt a számomra. Az ismert téma új összefüggéseinek feltárása, a lehetséges új oktatástechnikai segédeszközök alkalmazása meggyızıdésem szerint hatékonyabbá teheti a szép, de egyáltalán nem könnyő csillagászat elsajátítását. Több hallgató szakmai érdeklıdését sikerült komolyan felkelteni, amely a tárgy oktatásához az oktatónak is új lendületet ad. Egyértelmően sikeresnek kell ítélnem az átdolgozott új tematika szerint megtartott kurzust a régebbivel szemben, noha komoly és idıigényes feladat volt az új metodika szerinti tanítás. Külön kihívást jelentett a planetáriumi szoftverek interaktív alkalmazása és eközben a hallgatói figyelem lekötése. Fontos feladatot jelentett, hogy még a triviális, a témához tartozó fogalmak és összefüggések precíz bemutatása sem felesleges, hiszen sajnálatos módon – ellentétben az összes környezı országgal – hazánkban nem önálló középiskolai tantárgy a csillagászat. Sajnos néha elképesztı tájékozatlansággal találkozhatunk a csillagászat területén, sok fehér foltot kell a csillagászat tudástérképérıl még eltüntetni. Fontos küldetést teljesíthet be a csillagászat oktatásának és népszerősítésének területén a hazánkban negyedik helyen felépülı oktató planetárium. 2011 tavaszán készül el várhatóan, a
5
TIOP 1.3.1-07/2-2F-2009-0008 pályázat keretén belül, a TTK egyik tantermének átalakításával valósul meg. Terveink között nem csupán a kar oktatási feladatainak ellátása szerepel, hanem a város és megye általános- és középiskolai tanulócsoportjait is szeretnénk fogadni, hogy megismerhessék a csillagos égbolt legfontosabb jelenségeit.
6
