EU-HOU – Wszechświat w rękach uczniów i nauczycieli

Strona 1
EU-HOU – Wszechświat w rękach uczniów i nauczycieli
Bartłomiej Zakrzewski
JuŜ od dłuŜszego czasu obserwowana jest na świecie tendencja do coraz mniejszego
zainteresowania naukami ścisłymi i przyrodniczymi. Przedmioty, które wymagają od uczniów
większej precyzji myślenia coraz częściej przegrywają z tymi, w których moŜna postawić na
większą swobodę wypowiedzi i moŜliwość wprowadzania subiektywnych ocen i interpretacji.
Problem staje się jeszcze większy, gdy do opisu zjawisk niezbędna jest znajomość
matematyki, choćby na elementarnym poziomie. Efekt ten jest równieŜ obserwowany
w Polsce. Potwierdzeniem tego jest coraz mniejsze zainteresowanie absolwentów szkół
średnich studiami na kierunkach ścisłych i technicznych.
Jednym z projektów, które miały zahamować takie tendencje, jest zaproponowany
w drugiej połowie ub. wieku w Stanach Zjednoczonych program edukacyjny Hands on
Universe (HOU), czyli Wszechświat Własnymi Rękami. W następnych latach do tego
projektu włączały się ośrodki dydaktyczne z innych krajów na całym świecie. W oparciu
o doświadczenia HOU od kilku lat rozwija się wersja europejska (EU-HOU). W tym
programie, oprócz Polski, bierze udział sześć innych krajów europejskich.
NajwaŜniejszy cel, jaki stawia sobie EU-HOU, to szeroko rozumiane unowocześnianie
edukacji w zakresie nauk przyrodniczych. W ramach niego oferowany jest interaktywny
program nauczania astronomii w szkołach. Program przeznaczony jest dla grup młodzieŜy
pracujących pod kontrolą nauczyciela lub innego dorosłego opiekuna. Nadzór nad całością
sprawuje tzw. Zespół Europejski. NaleŜy do niego po jednej placówce naukowej z kaŜdego
państwa biorącego udział w programie. Polskę reprezentuje Centrum Fizyki Teoretycznej
Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Zasadniczą rolę w funkcjonowaniu programu pełnią
tzw. szkoły pilotaŜowe. Funkcję szkoły pilotaŜowej otrzymuje jednostka oświatowa (szkoła,
klub astronomiczny, planetarium lub obserwatorium astronomiczne prowadzące pracę
z młodzieŜą szkolną). Placówki takie mają za zadanie utrzymanie na właściwym poziomie
materiałów dydaktycznych programu (m. in. ich poprawne tłumaczenie i aktualizację).
Z drugiej strony jednostki te mają słuŜyć radą i pomocą dla następnych zainteresowanych
Data utworzenia:04.02.08
Strona 2
udziałem w EU-HOU. PrzewaŜająca część informacji jest przekazywana za pomocą strony
internetowej projektu: http://www.pl.euhou.net.
NajwaŜniejszą myślą przewodnią programu jest stworzenie moŜliwości aktywnego
oglądania
Wszechświata.
astronomicznych
w
celu
Oznacza
to
samodzielnego
udostępnienie
prowadzenia
róŜnego
typu
obserwacji
instrumentów
oraz
moŜliwość
opracowania wyników za pomocą oprogramowania przekazanego bezpłatnie wszystkim
uczestnikom programu. Realizacja tej idei odbywa się według dwóch róŜnych metod
postępowania. Pierwsza z nich to udostępnienie automatycznego teleskopu wraz z dołączoną
kamerą CCD, umieszczonego w miejscu o dobrych warunkach pogodowych. Zestaw taki
moŜe być obsługiwany przez uczestników programu za pośrednictwem Internetu. Do
dyspozycji uczestników programu EU-HOU jest teleskop IronWood (INO), umieszczony
w Stanach Zjednoczonych (stan Arizona) w miejscu o bardzo dobrych warunkach
atmosferycznych. Teleskop jest własnością amerykańskiego astronoma-amatora i jest
uŜywany w amerykańskiej wersji programu Hands on Universe. DuŜa róŜnica długości
geograficznych sprawia, Ŝe korzystanie z niego jest moŜliwe w naszych strefach czasowych
w godzinach przedpołudniowych, a więc w porze najwygodniejszej dla nauczycieli i uczniów.
Celem prowadzenia obserwacji jest samodzielne wykonywanie cyfrowych zdjęć wybranych
obiektów astronomicznych oraz ich opracowanie prowadzące do uzyskania obrazów moŜliwie
najlepszej jakości. Fot. 1 prezentuje otrzymane w ten sposób kolorowe zdjęcie mgławicy
M42, uzyskane ze złoŜenia trzech fotografii wykonanych za pomocą czerwonego, zielonego
i niebieskiego filtru optycznego. Czynny udział uczniów w obserwacjach „on line”,
moŜliwość decydowania o sposobie prowadzenia obserwacji (wybór obiektów, dobieranie
parametrów do wykonania poprawnych fotografii, samodzielna obsługa teleskopu),
a w efekcie tego osiągane osobiste sukcesy, mogą działać na młodzieŜ bardzo aktywizująco.
Data utworzenia:04.02.08
Strona 3
Fot.1. Kolorowe zdjęcie mgławicy M42, uzyskane ze złoŜenia trzech fotografii, wykonanych
za pomocą czerwonego, zielonego i niebieskiego filtru optycznego.
Nauczyciele lub opiekunowie zainteresowani poszerzaniem tematyki swoich działań
dydaktycznych poprzez korzystanie z teleskopu, mogą zgłaszać chęć udziału w tym
programie obserwacyjnym. Po przejściu przeszkolenia, prowadzonego zwykle przez
przedstawiciela szkoły pilotaŜowej, opiekun składa wniosek o moŜliwość prowadzenia
Data utworzenia:04.02.08
Strona 4
obserwacji w ustalonym terminie. Przed ich rozpoczęciem naleŜy mieć przygotowany plan
sesji obserwacyjnej: spis obiektów wraz z ich współrzędnymi, ustaloną kolejność filtrów,
z jakimi będą prowadzone obserwacje, czasy naświetlania fotografii z kolejnymi filtrami, itd.
WaŜną sprawą jest wcześniejsze zapoznanie się z programami do opracowania obrazów.
UmoŜliwi to szybkie uzyskanie końcowych wyników. Jako materiał do nauki mogą słuŜyć
zdjęcia, wykonywane wcześniej przez innych uczestników programu, dostępne na stronie
internetowej obserwatorium INO. Do korzystania z teleskopu automatycznego niezbędna jest
minimalna znajomość języka angielskiego. Wszystkie instrukcje słuŜące do jego obsługi
napisane są w tym języku. Znajomość języka angielskiego jest teŜ potrzebna do
skomunikowania się (np. za pomocą SKYPE-a) z osobą, która poprzednio uŜywała teleskop
oraz z tą, której instrument zostanie przekazany. Natomiast w większości przypadków, do
korzystania z materiałów EU-HOU znajomość języka obcego nie jest niezbędna, gdyŜ
znaczna ich część jest przetłumaczona na język polski.
Poza dostępem do teleskopu INO europejski HOU zapewnia udział w programie Las
Cumbres Observatory Global Telescope (LCOGT), w którym moŜna prowadzić obserwacje
za pomocą profesjonalnych teleskopów. Obecnie istnieją dwa takie instrumenty, kaŜdy
o średnicy zwierciadła 2 metry, umieszczone na Hawajach i w Australii. EU-HOU jest
jednym z czterech polskich koordynatorów LCOGT. Aktualnie w tym programie bierze
udział 13 polskich placówek oświatowych. W przyszłości planowana jest rozbudowa sieci
o następne instrumenty.
EU-HOU udostępnia równieŜ moŜliwość prowadzenia obserwacji w zakresie
promieniowania radiowego. Do dyspozycji uczestników programu przeznaczone są dwa
instrumenty: dwumetrowy radioteleskop w Obserwatorium Onsala w Szwecji oraz
siedmiometrowy w Jodrell Bank w Wielkiej Brytanii. Przykładowo pierwszy z nich,
przeznaczony do prowadzenia obserwacji w zakresie długości fali 21 cm, pozwala na
samodzielne wyznaczanie rozkładu niezjonizowanego wodoru w Galaktyce.
Data utworzenia:04.02.08
Strona 5
Fot. 2. Zmodyfikowana kamerka internetowa.
Drugi sposób nowoczesnego nauczania astronomii to obserwacje za pomocą własnego
instrumentu. EU-HOU proponuje do tego celu zmodyfikowane kamerki internetowe (fot. 2).
Data utworzenia:04.02.08
Strona 6
Dzięki takiej modyfikacji moŜliwe jest wykonywania zdjęć z długimi czasami ekspozycji.
W ramach posiadanych funduszy EU-HOU moŜe zainteresowanym szkołom wypoŜyczyć
bezpłatnie taką kamerkę na okres jednego roku. Warunkiem jest zobowiązanie się do
moŜliwie intensywnego i wszechstronnego korzystania z niej, oraz przekazanie wyników do
polskiego przedstawiciela Zespołu Europejskiego. W przypadku uzyskania ich pozytywnej
oceny istnieje moŜliwość, aby kamerka została przekazana nieodpłatnie na własność placówki
oświatowej. MoŜe to stanowić pierwszy krok do powstania szkolnego obserwatorium
astronomicznego.
Prosty
przykład
połączenia
kamerki
internetowej,
obiektywu
fotograficznego o ogniskowej 500 mm i dodatkowo małej lunetki celowniczej prezentuje
fot. 3. Taki zestaw, uzupełniony o stabilny statyw fotograficzny i komputer do obsługi
kamerki, moŜe być zaczątkiem szkolnego obserwatorium astronomicznego.
Fot. 3. Przykładowe
połączenie
kamerki
internetowej,
obiektywu
fotograficznego
o ogniskowej 500 mm i dodatkowo małej lunetki celowniczej.
Data utworzenia:04.02.08
Strona 7
W tworzeniu programu EU-HOU biorą udział takŜe jego uczestnicy. Na stronie
internetowej moŜna znaleźć opisy wielu ciekawych pomysłów, które zaproponowali.
Przykładowo kamery internetowe mogą słuŜyć do fotografowania pojedynczych obiektów
astronomicznych (np. KsięŜyca, planet, mgławic czy galaktyk). MoŜna je takŜe wykorzystać
w sposób nieco bardziej zaawansowany, np. do obserwacji plam słonecznych i śledzenia
zmian aktywności słonecznej, czy do obserwowania gwiazd zmiennych. Niektóre
z proponowanych zadań praktycznych (np. powtórzenie doświadczenia Eratostenesa w celu
wyznaczenia rozmiarów Ziemi) wymagają nawiązania kontaktów pomiędzy róŜnymi
ośrodkami. Kontakty takie mogą przerodzić się w dłuŜszą współpracę i przynieść dodatkowe
korzyści dydaktyczne i wychowawcze.
Cechą charakterystyczną współczesnych badań Wszechświata jest ogromny przyrost
ilości danych obserwacyjnych otrzymywanych z naziemnych i orbitalnych obserwatoriów
astronomicznych. Profesjonalni astronomowie nie są w stanie opracować całości
uzyskiwanych tą drogą informacji. Nie jest równieŜ moŜliwe, aby przetwarzanie takich
danych zostało całkowicie zautomatyzowane. W tej sytuacji nieoceniona staje się pomoc
przeszkolonych astronomów – amatorów, którzy część swojego czasu chcą poświęcić na
wnikliwe przeglądanie cyfrowych obrazów nieba. W ramach programu EU-HOU działają
grupy młodzieŜy, które zajmują się poszukiwaniem nowych planetoid, oznaczaniem typu
morfologicznego galaktyk, czy badaniem zmian jasności supernowych w innych galaktykach.
Cierpliwe przeglądanie dostępnych fotografii przynosi sukcesy. Dla przykładu warto
wspomnieć, Ŝe od stycznia do połowy listopada 2007 roku polscy uczniowie gimnazjów
i liceów odkryli 10 nowych planetoid.
Program, o którym mowa w tym artykule obejmuje nie tylko tematykę astronomiczną.
Na stronie internetowej EU-HOU moŜna znaleźć zestawy tematów prezentujące w sposób
doświadczalny zagadnienia z róŜnych działów fizyki obserwowane w otaczającym świecie,
proste przykłady z zakresu fizyki atomowej i cząsteczkowej (np. efekt dyfrakcji elektronowej,
eksperymenty Milikana i Rutherforda), czy teŜ zjawiska z zakresu chemii lub biologii. Część
z nich to zestawy instrumentów do samodzielnego wykonania pomiarów i uzyskania danych
do dalszej dyskusji.
Data utworzenia:04.02.08
Strona 8
Jak juŜ wspomniano program EU-HOU jest tworzony przez koordynatorów oraz
uczestników z sześciu krajów europejskich. Obowiązującą zasadą jest, Ŝe zaproponowane
zagadnienia, niezaleŜnie od tego, w jakim języku zostały zgłoszone, powinny być
przetłumaczone na język angielski oraz na języki narodowe wszystkich państw biorących
udział w programie i umieszczone na ich stronach internetowych. Mimo, iŜ zasada nie jest
ściśle przestrzegana, to w polskiej wersji strona jest wyjątkowo obszerna i na bieŜąco
aktualizowana. Zawarte treści są źródłem informacji dla nauczycieli i uczniów biorących
udział w programie. Mogą być takŜe zachętą dla przyszłych uczestników zainteresowanych
poszerzeniem i urozmaiceniem swojej oferty edukacyjnej.
Więcej informacji moŜna znaleźć m. in. w następujących artykułach:
Krzysztof Rochowicz „Interaktywna astronomia w szkole”, Urania-Postępy Astronomii,
2007, Nr 3, s.126
Paulina Sowicka, Grzegorz Sęk, „Twarzą w twarz z supernową”, Urania-Postępy
Astronomii, 2007, Nr 6, s.272
Szczegóły dotyczące niektórych omawianych programów obserwacyjnych są dostępne
w Internecie:
Teleskop INO:
http://www.ironwoodobservatory.com/observatory2.htm
Las Cumbres Observatory Global Telescope:
http://faulkes-telescope.com/poland
Galaktyczne ZOO:
http://www.galaxyzoo.org/
Portal of Supernovae:
http://www.eu-hou.net/spbdadm/
Data utworzenia:04.02.08