Wstęp - The Universe - our home full of wonders

Podręcznik z
ćwiczeniami
Wszechświat
w
pudełku
1
2
Spis Treści
Projekt EU Universe Awareness
5
Moduł 3: Słońce
69
Od Autorów
6
Wstęp
70
O “Wszechświecie w Pudełku”
7
Przedmiot i cele
Grupa docelowa
Metoda
Podręcznik
Materiały
Oznaczenia
Szkolenia
O redakcji
3.1 Pozorny rozmiar
3.2 Niewidzialne światło
3.3 Cień Słońca
3.4 Ścieżka Słońca i zegar
słoneczny
3.5 Różne długości dnia
3.6 Powierzchnia Słońca
3.7 Mini projekt badawczy:
Rotacja Słońca
73
75
77
7
7
7
8
9
9
10
10
Pomysły na inne ćwiczenia
97
Moduł1: Nasz Fascynujący
Księżyc
11
Moduł 4: Nasz Układ Słoneczny
99
Wstęp
12
Wstęp
4.1 Poznaj Swoje Planety
4.2 Model Układu Slonecznego
4.3 Kiedy widać Planety?
4.4 Asteroidy
4.5 Orbity planet
4.6 Odleglości i orbity
4.7 Podróż do Planet
4.8 Lżejsze czy cięższe
100
103
109
111
115
119
123
127
131
Pomysły na inne ćwiczenia
133
Moduł 5: Świat Konstelacji
135
Wstęp
136
1.1 Teczka z faktami
1.2 Odległość do Księżyca
1.3 Księżycowy dzień
1.4 Krajobraz księżycowy
1.5 Księżyc odbija światło
1.6 Wizualizacja faz Księżyca
1.7 Model faz Księżyca w pudełku
1.8 Zmiany faz Księżyca
1.9 Księżyc w różnych kulturach
1.10 Księżycowe opowieści
1.11 Mini projekt badawczy:
Ruch Księżyca i jego fazy
15
17
19
21
25
27
29
31
33
35
37
Moduł 2: Ziemia, Nasz Dom
41
Wstęp
42
2.1 Sferyczna Ziemia
2.2 Góra czy dół?
2.3 Nasz dom – Nasza planeta Ziemia
2.4 Dzień i Noc
2.5 Pory roku
2.6 Zaćmienie Słońca
2.7 Zaćmienie Księżyca
45
47
51
53
57
63
67
5.1 Widoczność gwiazdozbiorów
5.2 Znaki zodiaku i ruchy
planetarne
5.3 Planisfera: Obrotowa mapa
nieba
5.4 Kształty Gwiazdozbiorów
5.5 Gwiazdozbiory z opowieści
79
85
89
93
139
143
145
149
153
Dodatki
3
4
Projekt EU-Universe Awareness
Projekt EU-Universe Awareness (EU-UNAWE) wykorzystuje piękno i wspaniałość
Wszechświata, aby zachęcić młodych ludzi, w szczególności ze środowisk ubogich, do
zainteresowania się nauką i technologią, a także od najmłodszych lat buduję w nich poczucie
globalnego obywatelstwa. W ciągu kilku lat istnienia sieć UNAWE stała się aktywna w ponad
54 krajach i tworzy ją ponad 500 astronomów, nauczycieli i wychowawców.
EU-UNAWE, 2012
Podręcznik stworzono na licencji Creative Commons Attribution-Non-Commercial-Share Alike
3.0 Unported License. Dofinansowany w ramach 7 Programu Ramowego Unii Europejskiej
(FP7/2007-2013) nr umowy finansowej 263325.
Tłumaczenie wykonano w ramach projektu “The Universe - our home full of wonders”.
5
Od Autorów
W wielu kulturach na świecie opowieści i mity pozwalały młodym ludziom poznać Słońce,
Księżyc, planety i gwiazdy. Te właśnie historie, dotyczące rozwoju Ziemi miały wpływ na
kształtowanie się postaw dzieci. Często były pierwszym dziecięcym spotkaniem ze światem
nauki i Wszechświatem. Dostrzegając potencjał edukacyjny astronomii, pracownicy naukowi
Haus der Astronomie (House of Astronomy) w Heidelbergu, w Niemczech, we współpracy z
programem UE-UNAWE, opracowali materiał służący inspirowaniu młodych ludzi, wzbudzaniu
w nich zainteresowania dziedzinami nauki i technologii, a także materiał budujący w nich
poczucie globalnego obywatelstwa już od najmłodszych lat.
„Wszechświat w pudełku” jest edukacyjnym zestawem pierwotnie opracowany w ramach
programu MINT Box dla kształcenia naukowego w Niemczech. Wyjaśnia trudne, a czasem
abstrakcyjne pojęcia astronomiczne małym dzieciom (od 4 do 10 lat) poprzez zajęcia
praktyczne dostarczając materiały i modele niezbędne do ich wykonania. Opierając się na
doświadczeniach zdobytych w trakcie siedmiu projektów pilotażowych prowadzonych w ciągu
ostatnich siedmiu lat, jesteśmy przekonani, że uczniowie, nauczyciele szkół podstawowych,
wychowawcy i rodziny na całym świecie chętnie korzystają z naszego podręcznika.
„Wszechświat w pudełku” zapewnia fascynujący sposób uczenia się astronomii, która jest
nauką z natury interdyscyplinarną. Faktem jest, że wszyscy dzielimy się tą samą (małą) Ziemią,
która jest centrum wszystkich aktywności. W rezultacie, świat widziany oczyma dziecka
poszerza się, a granice kulturowe stały się otwarte. Z naszego doświadczenia wynika, że dzieci
są z natury zafascynowane zjawiskami astronomicznymi i nie potrzebują wielkiej zachęty do
uczenia się poprzez uczestnictwo w działaniach wokół nich. W celu wyjaśnienia Wszechświata
należy otworzyć umysły dzieci, jest to bardzo ważne, aby nie „zgubić się w przestrzeni”, ale
podkreślić kontekst i tym samym przekazać spójny obraz. Gdzie, co jest we Wszechświecie? Jak
rozpoznać różne przedmioty?
W tym podręczniku, omawiamy pytania dotyczące Księżyca, Ziemi, Słońca, planet i
gwiazdozbiorów. Podczas nauczania astronomii stale zwracamy uwagę na formułowanie
właściwych pytań, jasno i klarownie. To motywuje dzieci do samodzielnego i naukowego
myślenia, a także zachęca ich do stawiania własnych pytań. Nauczycieli zapraszamy także do
dodawania swoich ulubionych praktycznych zajęć do podręcznika i materiałów do pudełka.
Pozwól przeprowadzić Cię i twoich uczniów przez odkrycia fascynującego Wszechświata!
- Cecilia Scorza, Natalie Fischer, and the EU-UNAWE Team
6
O “Wszechświecie w Pudełku”
Przedmiot i Cele
“Wszechświat w pudełku” jest źródłem wiedzy przeznaczonym do wyjaśniania małym dzieciom
trudnych i często abstrakcyjnych pojęć astronomicznych poprzez wykorzystanie metody
edukacyjnej Inquiry Based Science Education, którą można po polsku nazwać kształceniem
przez odkrywanie, a także formy zabawy. Niniejszy podręcznik realizuje nastepujące cele:
• Wspiera program nauczania wczesnoszkolnego za pomocą narzędzi dydaktycznych, aby
pomóc nauczycielom pokonać przeszkody w postaci wstępnego przygotowania do nauki
astronomii poprzez dobór odpowiednich metod nauczania, treści i materiałów.
• Zachęca dzieci do nauki przy wykorzystaniu metody Inquiry Based Science Education,
aranżuje wciągające dyskusje, uczy wyciągania wniosków i oglądania prezentacji. Na
podstawie własnego systemu (Ziemia), dzieci odkrywają niebiańskie zjawiska krok po kroku
kształtując swoje zachowania i umiejętności, na które mają wpływ ich własne obserwacje, a
także dostosowanie ich poglądu na świat do prawdziwej natury rzeczy (np. kulistość Ziemi).
• Odwołuje tematy astronomiczne do innych przedmiotów, takich jak matematyka, sztuka,
religia itp wspierających interdyscyplinarną naukę i prezentuje bardziej całościowy obraz
naszego wszechświata.
• Podnosi świadomość dzieci w zakresie poszanowania kultur, ludzkiego życia i ochrony Ziemi
przez świadomość, że wszyscy jesteśmy mieszkańcami tej samej małej niebieskiej planety.
Grupa docelowa
Podręcznik przeznaczony jest do stosowania w szkołach podstawowych jak i pozaszkolnych
ośrodkach aktywności, obserwatoriach, planetariach, muzeach i ośrodkach astronomii, dla dzieci
od 4 do 10 roku życia. Materiały wykorzystywane do prac ręcznych są łatwo dostępne, a zadania
umieszczone w Dodatkach zaprojektowano w najprostszej formule, zwiększając tym samym ich
zasięg na obszarach miejskich i wiejskich na całym świecie.
Metoda
“Wszechświat w pudełku” został zaprojektowany jako narzędzie dydaktyczne wykorzystujące
metodę Inquiry Based Science Education. Tworząc uczniom doskonałą okazję do
wypracowywania odpowiedzi na stawiane pytania na temat astronomii na własną rękę. Treści
podręcznika oparto na literaturze naukowej dotyczącej rozwoju dziecka. Autorzy wykorzystali
książkę prof. USHA Goswamiego “Handbook of Childhood Blackwell Cognitive Development” i
publikacje zbiorową dr. Gavin Nobes “Rozumienie dzieci Ziemi”.
W przestrzeni, astronomiczne obiekty nie są odizolowane od siebie, ale są współzależne. Jak
Księżyc krąży wokół Ziemi, tak Ziemia, wraz z innymi siedmioma planetami krąży wokół Słońca,
a Słońce, z kolei krąży wokół centrum naszej galaktyki, Drogi Mlecznej. Tenże, znajduje się w
grupie kolejnych galaktyk przyciąga je i jest przyciągana przez nie.
Poprzez ten podręcznik, dzieci bazując na własnym systemie ‘horyzoncie” (Ziemia), odkrywają
niebiańskie zjawiska krok po kroku i zdolne są do poszerzenia ich pogląd na świat poprzez
włączenie do niego różnych przedmiotów i zjawisk w sposób spójny i systematyczny.
7
Podręcznik złożony jest z modułów, które tworzą pięć rozdziałów: Nasz Fascynujący Księżyc,
Ziemia Nasz Dom, Słońce, Nasz Układ Słoneczny, Świat Konstelacji. Moduły dotyczące Księżyca,
Ziemi i Słońca wyjaśniają, że te trzy ciała niebieskie tworzą zintegrowany system, z fazami
Księżyca, dniam i nocami, porami roku i zacmieniami Słońca i Księżyca, wynikający z interakcji
między tymi organami. W ten sposób dzieci poznają gwiazdozbiory, gwiazdy i Drogę Mleczną
stopniowo, przechodząc od świata doświadczeń do teorii.
Pierwszy rozdział dotyczy Księżyca, który jest wyraźnie widoczny na niebie i daje uczniom jasny
obraz obiektu w przestrzeni. Odpowiada na pytania: Co to jest miesiąc? Jak długo trwa dzień?
Okrągły Księżyc sprawia koncepcja Ziemi jako planety sferycznej jest łatwiejsza do zrozumienia.
Omawiając Ziemię, możemy w łatwy sposób przejść do Słońca. Gdy uczniowie zapoznali się ze
Słońcem, jako wielką gwiazdą, wokół której krąży Ziemia, są gotowi, aby zrozumieć jak działa
układ planetarny. Odpowiadając na pytania: Dlaczego planety poruszają się wokół Słońca po
eliptycznej orbicie? W końcu, po opanowaniu wiedzy dotyczącej planet, można przejść na
zewnątrz do gwiazd. Jak gwiazd w konstelacji odnoszą się do siebie? Jak stare są gwiazdy?
Najbardziej dostępnym sposobem, aby poradzić sobie z tym ostateczny temat dla dzieci jest
omówienie konstelacji, które są również częścią dziecięcego świata doświadczeń.
Proponowane działania mają na celu nie tylko promocję samopoznania poprzez odpowiednie
rozszerzenie percepcji i rozwój orientacji w przestrzeni, ale także wyodrębnienie elementów
kulturowych i promowanie świadomości ekologicznej. Na przykład, w jednym z zadań, dzieci
są proszone, aby pomyśleć o dzieciach po drugiej stronie świata: jak żyją, czy żyją w podobnym
środowisku, co robią, gdy śpimy i jak widzą niebo. W rezultacie ustalą faktu, że wszyscy jesteśmy
mieszkańcy Ziemi, małej niebieskiej planety. A porównując Ziemię do innych planet, dzieci
odkryją jak wyjątkowym i szczególnym miejscem jest Ziemia, co uwrażliwi ich na ochronę
środowiska.
Na Astronomię składa się wiele fantastycznych tematów i poglądów, dlatego zachęcamy do
dostosowywania ćwiczeń i uzupełniania pudełka dodatkowymi, własnymi materiałami. Można je
zapisać na pozostawionych wolnych kartach, aby łatwo dodać je do waszego podręcznika.
Podręcznik
Niniejszy podręcznik zawiera ponad 30 różnych ćwiczeń, które razem tworzą spójną całość
umożliwiającą kompleksowe przygotowanie do nauki astronomii kolejno, w grupie dzieci w wieku
od 4 do 10 lat. Natomiast poszczególne ćwiczenia lub całe moduły mogą być wykorzystywane w
klasie, zarówno dla starszych jak i młodszych wiekowo grup.
Każdy moduł rozpoczyna się krótkim opisem wprowadzającym do tematu oraz opisem
poszczególnych działań jakie zaplanowano dla danego rozdziału. Opisy działalności zawierają
m.in. przedstawienie czasu wymaganego dla danej działalności, słowa kluczowe, materiały
potrzebne, cele kształcenia, kontekst naukowy, instrukcje działalności oraz pełny opis spójny z
programem nauczania.
Czytanie kontekstu naukowego oraz słów kluczowych powinno dać wiedzę niezbędną do
wprowadzenia dzieci w określony temat i do udzielenia odpowiedzi na wszelkie pytania, jakie
sami sformułują. Opis zawiera instrukcje, jak prowadzić ćwiczenia i przykładowe pytania mogące
pojawić się podczas aktywności. Oprócz odpowiednich opisów tła naukowego i aktywności,
podręcznik dostarcza również pomysłów na nauczanie astronomii w sposób interdyscyplinarny
wraz z innymi przedmiotami szkolnymi, a także dostarcza dodatkowych źródeł informacji.
Podręcznik stworzono w formie luźnych kartek-modułów dając możliwość dostosowania i łatwej
aktualizacji. Dodatki na końcu podręcznika tworzą robocze szablony, których można użyć m.in. do
8
kserokopiarki.
Nowe działania można również znaleźć na repozytorium edukacyjnym EU-UNAWE:
http://www.unawe.org/resources/
Materiały
Lista materiałów zawartych w pudełku “Wszechświat w pudełku” dołączonym do podręcznika.
Niektóre materiały stosowane podczas aktywności (np. latarka), nie są dostępne w pudełku.
Element
Globus
Maska - Ziemia/Maska-Księżyc
Model Księżyca, drewniana wykałaczka
Lampka na statywie i żarówka
Zdjęcie Księżyca
Zestaw zdjęć z fazami Księżyca
Karty do gry z Planetami
2D Planety i Słońce (płaskie)
Niebieski materiał
3D Plastikowe modele planet (8)
3D Plastikowe Słońce
Farby i pędzle
Źółty sznirek
Banderola ze znakami zodiaku I
Znaki zodiaku (12)
Mapa Gwiazd/Planisfera
Gwiazdy (5)
Karty konstelacji (20)
Ćwiczenia
1.2, 1.6, 2.1, 2.2, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 3.5
1.3
1.2, 1.5, 1.6, 2.6, 2.7
1.6, 2.4, 2.5, 3.5
1.8
1.8
4.1
4.1, 4.2
4.3, 5.2
4.2, 4.3, 4.5, 5.1, 5.2
4.2, 4.3, 4.5, 5.1, 5.2
4.2
4.5
4.3, 5.1, 5.2
5.1, 5.2
5.3
5.4
5.5
Keys
Oznaczenia
Wiek
Age
Wykonaj
Individual
samodzielnie
Time
Czas
Poproś
o pomoc nauczyciela
Supervised
Group
Wykonaj w grupie
9
Szkolenia
Nauczyciele bez doświadczenia w astronomii mogą skorzystać z warsztatów szkoleniowych dla
nauczycieli. Prosimy o kontakt z najbliższym przedstawicielem UNAWE: http://www.unawe.
org/network/national/
O redakcji
Idea
Cecilia Scorza (EU-UNAWE Germany/House of Astronomy)
Autorzy
Cecilia Scorza and Natalie Fischer (EU-UNAWE Germany/
House of Astronomy)
Erik Arends (UNAWE/Leiden University)
Zespół projektowy
Pedro Russo (EU-UNAWE/Leiden University)
Jaya Ramchandani (UNAWE/Sirius Interactive)
Opracowanie
merytoryczne
Cecilia Scorza and Natalie Fischer (EU-UNAWE Germany/
House of Astronomy)
Wsparcie merytoryczne
Sara Khalafinejad (UNAWE/Leiden University)
Jos van den Broek (Leiden University)
Współpraca
Jaya Ramchandani (UNAWE/Leiden University)
Redakcja
Erik Arends (UNAWE/Leiden University)
Jaya Ramchandani (UNAWE/Sirius Interactive)
Proofreading: Sirius Interactive Ltd.
Wkład
Angela Perez (UNAWE Colombia/Astronomy Kids Club)
Curion Education Pvt. Ltd. (India)
Produkcja
Curion Education Pvt. Ltd. (India)
Zdjęcia
Edycja obrazu
Charlotte Provot (EU-UNAWE / Leiden University)
Wsparcie techniczne: Diti Kotecha (ditikotecha.com, Graphic
Designer)
Nota
Zadbaliśmy o wskazanie źródeł przy zamieszczonych zdjęciach
i rysunkach. Jednak nie w każdym przypadku było to możliwe.
Należy jednak pamiętać, że każde zdjęcie posiada autora.
10
Logo
Nikki Hartomo (Projekt); David Kerkhoff (Źródło)
Grafika/ Illustracje
Charlotte Provot (EU-UNAWE/Leiden University)
Informacja
“Wszechświat w puedłku” został starannie zaprojektowany.
Niemniej jednak, redaktorzy, autorzy, tłumacze i wydawcy nie
gwarantują, że informacje zawarte w niniejszym podręczniku
są wolne od błędów. Czytelnicy powinni pamiętać, że
oświadczenia, dane, ilustracje, szczegóły proceduralne lub
inne elementy mogły nieumyślnie być stworzone niedokładnie.
Nauczycielom zalecamy sprawdzenie przed przystąpieniem do
wykorzystywania na lekcjach fizyki/astronomii.