Stjörnufræði – þemaverkefni – Verkefnið í fullri lengd

Creative Commons License

 

 

Höfundur: Fjalar Freyr Einarsson
Ritstjóri: Birgir U. Ásgeirsson

Til baka

Markhópur: Nemendur í 8. – 10. bekk.

Lykilorð: Appolo geimáætlunin, Curiosity Marsjeppinn, Evrópski risasjónaukinn, geimferðir, Hubble geimsjónaukinn, James Webb geimsjónaukinn, Kepplersjónaukinn, Rosetta og Philae, Voyager 1 og 2.

Lengd: 3 – 6 kennslustundir.

Verklegt/vettvangsferð: Nei.

Efnisyfirlit

Markmið
Hæfniviðmið og tengsl við námskrá
Lykilhugtök
Efni

Lesefni og kveikjur
Tenglar og myndbönd
Vinna nemenda
Álitamál, áskoranir og tækifæri

Námsmat

Markmið

Í öllum bekkjum eru fjölmargir nemendur áhugasamir um stjörnufræði og á þeim brenna ótal spurningar um fjarlæg fyrirbæri sem þeir vilja gjarnan kynna sér betur. Það er reynsla mín að verkefni sem þetta er eitt af því sem stendur upp úr hjá flestum nemendum eftir yfirferð vetrarins. Markmið verkefnisins er að glæða áhuga nemenda enn frekar á stjarnvísindum með því að gefa þeim tækifæri til að kynna sér viðfangsefni úr stjarnvísindum sem þeir hafa áhuga á.

Hæfniviðmið og tengsl við námskrá

Í Aðalnámskrá grunnskóla 2013 er lögð áhersla „á að nemendur séu vísindalæsir. Í því felst að þeir geti lesið texta um náttúruvísindi sér til gagns, notað hugtök úr náttúrugreinum í daglegu lífi og skilið náttúruleg og manngerð fyrirbæri.“
Við úrvinnslu verkefnisins þurfa nemendur að ræða saman og komast að sameiginlegri niðurstöðu enda á „nám í náttúrugreinum að einkennast af lýðræðislegum vinnubrögðum.“
Námskráin kveður á um að nemandi skuli hafa færni til að geta: „aflað sér upplýsinga um náttúruvísindi úr heimildum á íslensku og erlendum málum“.

Lykilhugtök

  • Appolo geimáætlunin: Á árunum 1961 til 1975 hélt NASA úti Apollo geimáætluninni þar sem takmarkið var að lenda mönnum á tunglið og koma þeim heilum og höldnum aftur heim til jarðar, í samræmi við þau markmið sem John F. Kennedy Bandaríkjaforseti setti árið 1961. Markmiðið náðist þann 20. júlí 1969 þegar þeir Neil Armstrong og Buzz Aldrin stigu fyrstir manna fæti á tunglið í leiðangri Apollo 11. Í kjölfarið fylgdu fimm aðrar tungllendingar, hin seinasta árið 1972. Um borð í Apollo geimförunum voru þrír geimfarar. Alls hafa því tólf menn stigið fæti á tunglið og tólf aðrir flogið til tunglsins án þess þó að hafa gengið á því.
  • Curiosity Marsjeppinn, einnig þekktur sem Mars Science Laboratory (MSL), er Marsjeppi sem var skotið á loft 26. nóvember 2011. Jeppinn á að rannsaka hvort aðstæður á Mars voru einhvern tímann, eða eru jafnvel í dag, heppilegar fyrir örverulíf. Með öðrum orðum er markmið verkefnisins að finna út hve lífvænleg reikistjarnan var eða er. Mjög gott skýringarmyndband um lendinguna er á heimasíðu Stjörnufræðivefsins sem gott er að tengja kynningu. Einnig geta nemendur borið saman lendingu á Curiosity við Spirit og Oportunity.
  • Evrópski risasjónaukinn (European Extremely Large Telescope, E-ELT) er fyrirhugaður 39,3 metra breiður stjörnusjónauki sem Stjörnustöð Evrópu á suðurhveli (ESO) hyggst koma í gagnið í upphafi næsta áratugs. Sjónaukinn verður fjórum til fimm sinnum stærri en stærstu sjónaukar jarðar í dag og mun safna um 15 sinnum meira ljósi.
  • Geimferðir: Gegnum tíðina hefur mestum hluta þekkingar okkar á sólkerfinu verið aflað með stjörnusjónaukum á jörðu niðri. Bylting varð þegar mannkynið hafði þróað tækni til að senda geimför út í geiminn og upp frá því hafa geimför heimsótt allar reikistjörnur sólkerfisins, nokkur tungl, smástirni og halastjörnur. Geimför hafa hjálpað okkur að öðlast ómetanlega þekkingu á þessum forvitnilegu hnöttum sólkerfisins.
  • Hubble geimsjónaukinn (Hubble Space Telescope, HST) eða Hubbles sjónaukinn, er geimsjónauki sem skotið var á loft með geimferjunni Discovery hinn 24. apríl árið 1990. Hann er spegilssjónauki en mælitæki hans geta numið vítt svið rafsegulrófsins: Nær-útfjólublátt ljós, sýnilegt ljós og nær-innrautt ljós. Sjónaukinn er samstarfsverkefni NASA og ESA og er hann nefndur eftir bandaríska stjörnufræðingnum Edwin Hubble sem gerði eina mestu vísindauppgötvun 20. aldar þegar hann uppgötvaði að alheimurinn er að þenjast út.
  • James Webb geimsjónaukinn er innrauður geimsjónauki sem ætlað er að fylgja eftir Hubble geimsjónaukanum. Hubble hefur skapað sér arfleið sem eitt best heppnaða og afkastamesta vísindatæki sögunnar. Vonast menn til að hann endist í nokkur ár til viðbótar eða þar til erfinginn tekur við kyndlinum.
  • Keplerssjónaukinn er geimsjónauki sem er sérstaklega hugsaður til að leita fjarreikistjarna, einkum reikistjarna á stærð við jörðina. Sjónaukinn er nefndur til heiðurs þýska stærð- og stjörnufræðingnum Jóhannesi Kepler. Keplerssjónaukinn er hluti af Discovery verkefni NASA sem getið hefur af sér fjölmörg velheppnuð verkefni á borð við Deep Impact, Stardust og Mars Pathfinder.
  • Rosetta og Philae er ómannaður rannsóknarleiðangur Geimvísindastofnunar Evrópu (ESA) til halastjörnunnar 67P/Churyumov-Gerasimenko. Rosetta var skotið á loft 2. mars árið 2004 og fór á braut um halastjörnuna 6. ágúst 2014. Með í för var lítið lendingarfar sem lenti á halastjörnunni 12. nóvember 2014. Er þetta í fyrsta sinn sem geimfar lendir á halastjörnu. Skemmtilegar teiknaðar stuttmyndir sem allir nemendur hafa gaman að voru gerðar um leiðangurinn.
  • Voyager 1 og 2 geimförunum var skotið á loft með 16 daga millibili árið 1977. Hlutverk geimfaranna var að kanna ytri reikistjörnur sólkerfisins. Voyager 1 er fyrsti manngerði hluturinn sem yfirgefur áhrifasvæði sólar og ferðast út í geiminn milli stjarna í Vetrarbrautinni.

Efni

Lesefni og kveikjur

Á heimasíðu Stjörnufræðivefsins er hafsjór af fróðleik um himingeiminn á íslensku. Tilvalið er að nemendur leiti þangað um áhugavert efni.
Námsbókin Sól, tungl og stjörnur í ritstjórn Hafdísar Finnbogadóttur fjallar um og útskýrir mörg hugtök stjörnufræðinnar.
Á vef Geimfarastofnunar Bandaríkjanna, NASA, eru upplýsingar um margt sem viðkemur geimferðum og geimáætlunum Bandaríkjanna.
Vefur Geimstofnunar Evrópu, ESA, inniheldur gríðarmiklar upplýsingar um það sem viðkemur geimnum.

Tenglar og myndbönd

Vinna nemenda

Verkefnavinna nemenda tekur u.þ.b. 2 – 4 kennslustundir (fer eftir aldri og þroska nemenda). Kynning á verkefninu tekur u.þ.b. 2 kennslustundir.

Verkefnavinna nemenda:

Hugmyndin er að nemendur gerist sérfræðingar á einhverju sviði stjörnufræðinnar. Hægt er að einskorða sig við hugmyndirnar sem að framan greinir en einnig er hægt að hafa algerlega frjálst val.

Nemendur halda „dagbók“ sem heldur utan um hvaða hluti verkefnisins er unninn á hverjum tíma. Nóg er að dagbókin sé skrifuð á línustrikað blað. Einnig eiga nemendur að skrá niður hvaða nemendi vinnur hvaða hluta verkefnisins. Þannig getur kennari betur metið vinnu hvers nemanda fyrir sig.

Kynning á verkefninu:

Nemandi þarf að hafa formleg skil á verkefninu sem hann kynnir fyrir bekkinn og einhverja afurð sem hann afhendir kennara. Hver nemandi kynnir verkefnið sitt í u.þ.b. 2 – 3 mínútur.

Vel hefur reynst að gefa frjálst val um lokaafurðina. Nemendur geta þá t.d. skilað verkefninu sem heimildarritgerð, skjásýningu, myndbandasýningu, myndasýningu, hljóðspilun (útvarpsþáttur), veggspjöld, heimasíðu, leikrit, söngtexta eða hvernig sem nemandinn vill. Þeir nemendur sem eru með „óhefðbundna“ kynningu (s.s. myndbandasýningu, hljóðspilun o.s.frv.) þurfa einnig alltaf að kynna fyrir framan bekkinn. Þeir geta þá t.d. kynnt hvers vegna þeir völdu sitt svið stjörnufræðinnar, hvernig verkefnið var unnið o.s.frv. Öll kynning á að vera vel undirbúin og nemendur þurfa að hafa einhvern texta að styðjast við í kynningunni.

Eitt af markmiðum verkefnisins er að þjálfa nemendur í skipulögðum og öguðum vinnubrögðum. Nemendur þurfa því að skila hugmyndum sínum skriflega til kennara sem gefur ábendingar og samþykkir eða hafnar hugmyndunum. Nemendur þurfa að fylgja hugmyndum sínum eftir og leita samþykkis kennara ef þær hugmyndir taka breytingum.

Hópaskipting:
Hugmynd 1: Nemendur velja sig sjálfir í tveggja til þriggja nemenda hópa.
Hugmynd 2: Nemendur velja sig sjálfir í tveggja til þriggja nemenda hópa en enginn nemandi má vera í hópi með sama nemanda tvisvar í röð (hvort sem er í faginu eða skólanum almennt).
Hugmynd 3: Kennari útbýr miða með nöfnum á verkefnunum sem nemendur draga. Í flestum bekkjum eru tveir til þrír miðar með sömu nöfnum.
Útfærsla á hugmynd 3: Nemendur mega skipta innbyrðis á miðum. Þannig geta nemendur sem gjarnan vilja vinna saman gert það en þeir sem oft verða stakir halda sinni reisn.
Hugmynd 4: Verkefnið er einstaklingsverkefni en ef nemendur vijla vinna með öðrum mega að hámarki þrír nemendur vinna saman. Kröfur um gæði og efnismagn eykst sem því nemur.

 

Álitamál, áskoranir og tækifæri

Þegar umfjöllunarefnið er stjörnufræði koma oft mörg álitamál upp. Má þar til dæmis nefna fjárhagslegu hliðina. Þar gagnrýna sumir háar fjárhæðir í rannsóknir á stjörnufræði, sem eru oft á tíðum grunnrannsóknir. Mikilvægt er að setja upphæðir í samhengi og bera saman við önnur útgjöld, t.d. hernaðarmál, íþróttir, menntamál til að unnt sé að átta sig á samhenginu. Gott getur verið fyrir nemendur að vinna þess háttar vinnu.

Í þeim tilfellum þegar efnið tengist mögulegu lífi á öðrum reikistjörnum vakna oft á tíðum spurningar. Ætti að hafa samband við líf ef það fyndist? Hver hefði umboð til samskipta fyrir hönd jarðarbúa? Hver væru skilaboðin? Hver ber ábyrgð ef líf á öðrum hnöttum reynist óvinveitt?

Í flestum nemendahópum eru einhver samskiptavandamál. Hægt er að bjóða þeim nemendum sem eiga erfitt með samskipti að vinna einir. Alltaf koma beiðnir um að þurfa ekki að kynna. Sjálfsagt er að taka tillit til þeirra óski foreldrar þess. Geta þeir nemendur þá kynnt einir fyrir framan kennarann ásamt góðum vini (svo kennari sé ekki einn lokaður inni með nemanda), gert kynningu heima og tekið hana upp á myndband eða að viðkomandi nemandi sleppir við kynningu og munu þá aðrir námsmatsþættir hækka sem því nemur.

Algengt er í verkefnavinnu að sömu nemendur vinni saman. Óánægja með það heyrist reglulega frá nemendum og foreldrum. Kennarar verða að bregðast við því. Hugmyndirnar hér að framan er leið til að bregðast við því.

 

Námsmat

Hugmyndin sem hér er lögð fram um námsmat er á mörkum þess að vera gerleg vegna umfangs. Hver kennari fyrir sig verður að vega og meta hvaða þætti hann vill meta og er þá gott að hafa í huga hversu stórt verkefnið er af heildarnámsmati fagsins. Unnt er að notast við matskvarða í fylgiskjali við námsmat.

Afurð (50 %): Hversu vel er afurðin unnin? Hversu áhugavert er það? Fangar afurðin áhorfandann? Hversu fræðandi er afurðin? Svarar hún spurningum eða skilur eftir tómarúm?

Kynning (30 %): Hvetja þarf nemendur til að æfa framsögnina. Í kynningu eru hafðar í huga almennar reglur um framsögn (líkamsstaða, skýrmælgi, raddstyrkur, túlkun o.s.frv.). Hlustun er hluti af kynningu.

Jafningjamat (10 %): Hópafélagar meta vinnu hvers annars. Hægt er að hafa í huga hversu gott var að vinna með viðkomandi nemanda, hversu mikið lagði hann á sig við verkefnið og hvernig stóð hann sig í því sem hann tók að sér.

Félagamat (10 %): Hver hópur gefur verkefnum annarra nemenda einkunn. (Gott getur verið að hver nemandi gefi tveimur til þremur nemendum eða verkefnum einkunn svo vinnan við að fara yfir einkunnirnar verði ekki of mikil.) Einföld aðferð er að nemendur meti hópinn sem var á undan og eftir viðkomandi að kynna sitt verkefni. Gott er að hafa fá og einföld atriði sem nemendur meta á skalanum 0 – 10. T.d. a) Hversu mikinn áhuga hefur þú á að skoða afurðina? og b) Hversu fræðandi fannst þér kynningin?

 

 

Til kennara: Allar ábendingar eru vel þegnar og ef þú betrumbætir þetta námsefni þætti okkur gott að fá nýja útgáfu til birtingar

esteryj@hi.is  eða svavap@hi.is