The Stars in the Universe

Στην Ενότητα αυτή ασχοληθήκαμε με τα άστρα και τους αστερισμούς.

Από την αρχαιότητα ο άνθρωπος προσπάθησε να κατανοήσει τη σημασία του αστέρα μας, του Ήλιου, τον οποίο και θεοποίησε σε πολλές περιπτώσεις. Υπήρξαν πολλές παραδόσεις και δοξασίες για το πώς δημιουργήθηκαν τα πρώτα άστρα, που στηρίχτηκαν πότε βάσιμα και πότε αβάσιμα στην παρατήρηση. Πολλές φορές ακόμα η απόσταση και η γοητεία των άστρων οδήγησε γρήγορα τον άνθρωπο από τη φυσική παρατήρηση τους στη φαντασία και στις μεταφυσικές δοξασίες. Οι δραστηριότητες που ακολουθούν έχουν ως στόχο:

Την εξοικείωση των μαθητών με την παρατήρηση, την περιγραφή, την ερμηνεία και την κατανόηση ζητημάτων επιστημονικού ενδιαφέροντος, ώστε να οικοδομήσουν κατάλληλες γνώσεις, να αναπτύξουν ενδιαφέροντα, κλίσεις και δεξιότητες, που θα συμβάλλουν στην καλλιέργεια της κριτικής και δημιουργικής τουςσκέψης.
Την εργασία των μαθητών σε ομάδες και την εφαρμογή ενεργητικών μεθόθων διδασκαλίας.

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1

Πληροφορίες για το Θέμα - Αφόρμηση

Στην Αστρονομία γενικά αστέρας ονομάζεται το κάθε ουράνιο σώμα που διατηρεί όλες εκείνες τις ιδιότητες του δικού μας Ηλίου πέριξ του οποίου περιστρέφεται η Γη. Συνεπώς όλοι οι αστέρες είναι Ήλιοι. Κατά την Αστροφυσική ο κάθε αστέρας είναι ένα λαμπερό αέριο ουράνιο σώμα που παράγει ενέργεια από πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης που συμβαίνουν στον πυρήνα του. Οι αστέρες γεννιούνται σε νεφελώματα, όταν μία περιοχή καταρρεύσει από το βάρος της. Όταν το νεφέλωμα είναι αρκετά πυκνό, αρχίζουν οι πυρηνικές αντιδράσεις, καθώς το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο μέσω της πυρηνικής σύντηξης. Στη συνέχεια αστέρες σαν τον ήλιο απομακρύνουν την ατμόσφαιρά τους και μετατρέπονται σε λευκούς νάνους. Αστέρια δέκα ή περισσότερες φορές μεγαλύτερα από τον ήλιο δημιουργούν όλο και βαρύτερα στοιχεία, μέχρι να σχηματιστεί σίδηρος. Τότε εκρήγνυνται ως υπερκαινοφανείς αστέρες (supernova) και το υλικό που μένει είναι απίστευτα συμπυκνωμένο. Αυτοί είναι οι αστέρες νετρονίων και οι μαύρες τρύπες.

Παρατηρώντας κυρίως τη νύχτα τον ουρανό, διαπιστώνουμε πως οι αστέρες δεν κατανέμονται ομοιόμορφα σ΄ αυτόν, ενώ παράλληλα παρουσιάζουν κάποια ευδιάκριτα συμπλέγματα τα οποία και ονομάζονται αστερισμοί.

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CF%83%CF%84%CE%AD%CF%81%CE%B1%CF%82

Αυτά και άλλα πολλά παρακολούθησαν οι μαθητές, με τη βοήθεια της τεχνολογίας, στο βίντεο που ακολουθεί, για να τους εισάγουμε στο θέμα. Αφού τελείωσε η προβολή του βίντεο, ακολούθησε συζήτηση στην ολομέλεια της τάξης.

Έπειτα οι μαθητές κλήθηκαν να κατασκευάσουν τον δικό τους επιτραπέζιο χάρτη αστερισμών, χρησιμοποιώντας πινέζες και λαστιχάκια. Στο Φύλλο Εργασίας που ακολουθεί, περιγράφεται με λεπτομέρεια η δραστηριότητα και ο τρόπος κατασκευής του παιχνιδιού.

Επιμέρους Στόχοι της δραστηριότητας

Να γνωρίσουν τι είναι αστερισμός.
Να αναγνωρίσουν στο χάρτη αστερισμούς τους οποίους ήδη γνωρίζουν και να παρατηρήσουν το σχήμα τους.
Να σχηματοποιήσουν κάποιους από τους αστερισμούς.
Να αναπτύξουν δεξιότητες λεπτής κίνησης και να συνεργαστούν.

Οι μαθητές χωρισμένοι σε 4 ομάδες των 5 ατόμων εργάστηκαν ομαδικά ώστε να ολοκληρωθεί η δραστηριότητα.

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 2

Δημιουργώ τα δικά μου αστέρια!

Οι μαθητές σε αυτή την δραστηριότητα καλούνται να ζωγραφίσουν και να δώσουν ένα όνομα στα δικά τους αστέρια. Αρχικά τους δίνεται ένα φύλλο, στο οποίο παρουσιάζονται τα διαφορετικά είδη των μέχρι τώρα γνωστών αστέρων και οι ιδιότητες τους.

Στο μάθημα της Αισθητικής Αγωγής (Εικαστικά) οι μαθητές δούλεψαν ατομικά και ανά δύο και δημιουργησαν το δικό τους έργο, με τα δικά τους αστέρια.

Είναι γνωστό πόσο σπουδαίος είναι ο ρόλος της Αισθητικής Αγωγής στο Δημοτικό Σχολείο. Στο αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών των Εικαστικών του ελληνικού Παιδαγωγικού Ινστιτούτου (2003) ο γενικός σκοπός του μαθήματος της Εικαστικής Αγωγής στο δημοτικό ερμηνεύεται ως η γνώση των εικαστικών τεχνών, η εμβάθυνση σε αυτές και η απόλαυσή τους «μέσα από ισόρροπες δραστηριότητες έρευνας και δημιουργίας έργων, αλλά και μέσα από τη γνώση και κατανόηση του φαινομένου της τέχνης, ώστε να καλλιεργηθεί ο μαθητής ως δημιουργός και φιλότεχνος θεατής» (στο ΑΠΣ Εικαστικών, σελ. 97).

Σκοπός της δραστηριότητας αυτής είναι να καλλιεργηθεί η δημιουργικότητα και η συμμετοχή των μαθητών αλλά και η ανάπτυξη της κριτικής τους ικανότητας, μέσω των Φυσικών Επιστημών και της Αστροφυσικής.

Παιδαγωγικό Ινστιτούτο.(2008). Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγράμματος Σπουδών- Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών Εικαστικών. (αρ. φεκ 303β/ 13-03-2003). Αθήνα.

Οι μαθητές στο παρακάτω Φύλλο Εργασίας σχεδιάζουν τα δικά τους αστέρια και τα ονομάζουν ανάλογα με τις ιδιότητες που φαντάζονται ότι έχουν. Στο τέλος παρουσιάζουν τα άστρα τους στην ολομέλεια της τάξης.

Παρακάτω παρουσιάζονται τα έργα των μαθητών.

Δραστηριότητα 3

Το χρώμα των αστεριών!

Στην παρακάτω δραστηριότητα οι μαθητές παρατηρούν τα αστέρια του γαλαξία μας αλλά και τους αστερισμούς. Βασικός στόχος της δραστηριότητας είναι οι μαθητές να κατανοήσουν πως υπάρχουν πολλά διαφορετικά αστέρια, καθένα από τα οποία έχει το δικό του χρώμα.

Οι επιμέρους στόχοι είναι, οι μαθητές:

Να πειραματιστούν και να εντοπίσουν τα διαφορετικά χρώματα που έχουν τα άστρα.
Να αναγνωρίσουν το χρώμα του δικού μας άστρου, του ήλιου.
Να κατανοήσουν τους λόγους για τους οποίους μελετάμε τον ήλιο.

Αν ταξινομούσαμε τα αστέρια θα λέγαμε πως κάποια φαίνονται πιο αχνά, άλλα φαίνονται περισσότερο κι άλλα είναι πολύ φωτεινά. Γιατί συμβαίνει αυτό; Συνήθως τα αστέρια είναι φωτεινά ή αχνά; Τι προκαλεί άραγε τις διαφορές στη φωτεινότητα; Είναι τα φωτεινότερα αστέρια πολύ φωτεινότερα από τα άλλα αστέρια, ή φαίνονται μόνο πιο φωτεινά, επειδή είναι πιο κοντά σε εμάς;

Οι μαθητές απαντούν εμπειρικά στις παραπάνω ερωτήσεις. Δεχόμαστε όλες τις απαντήσεις και τις καταγράφουμε στον πίνακα.

Οι διαφορές στη φωτεινότητα των αστεριών μπορούν να οφείλονται τόσο στην πραγματική φωτεινότητα του αστέρα, όσο και στην απόσταση που έχει από εμάς. Επίσης η πραγματική φωτεινότητα εξαρτάται από το μέγεθος (όσο μεγαλύτερο είναι το αστέρι, τόσο φωτεινότερο τείνει να είναι) και τη θερμοκρασία (τα ζεστά αστέρια είναι φωτεινότερα, τα πιο δροσερά είναι πιο «αθόρυβα»). Ωστόσο, το πόσο φωτεινό θα φαίνεται ένα αστέρι εξαρτάται επίσης από το πόσο μακριά είναι από εμάς. Ένα αστέρι που βρίσκεται πολύ κοντά μας μάς φαίνεται πιο φωτεινό από ένα φωτεινότερο αστέρι που βρίσκεται όμως πιο μακριά μας. Ο Ήλιος μας είναι το δικό μας αστέρι, το οποίο είναι πολύ πιο κοντά σε μας από οποιοδήποτε άλλο αστέρι στον ουρανό και κατά συνέπεια εμφανίζεται να είναι πολύ, πολύ φωτεινότερο.

Οι μαθητές παρατηρούν την παρακάτω εικόνα με τον έναστρο ουρανό. Ποια χρώματα βλέπουν; Έπειτα διατυπώνονται οι παρακάτω ερωτήσεις.

Ποια χρώματα παρατηρείτε;
Τι παρατηρείτε σε σχέση με τη φωτεινότητα των αστεριών;

Πολλές φορές, ακόμη και με γυμνό μάτι, τα αστέρια διαφέρουν ελαφρώς στο χρώμα. Το χρώμα του αστεριού συνδέεται με τη θερμοκρασία. Τα θερμότερα αστέρια είναι πιο μπλε. Τα μικρότερα, πιο δροσερά αστέρια είναι κοκκινωπά.

Για να δουν οι μαθητές τη διαφορά κάνουμε το παρακάτω πείραμα:

Δίνουμε σε κάθε ομάδα ένα κερί, το οποίο ανάβουμε. Δίνουμε το παρακάτω φύλλο εργασίας πάνω στο οποίο οι μαθητές θα σημειώσουν τις απαντήσεις τους. Ζητάμε να σχεδιάσουν και να χρωματίσουν τη φλόγα του κεριού, βάζοντας τα κατάλληλα χρώματα και να συγκρίνουν με τα αστέρια.

Στο τέλος της δραστηριότητας διατυπώνεται η ερώτηση:

Όλα τα αστέρια είναι ακριβώς όπως ο ήλιος;

Οι μαθητές ενθαρρύνονται να γράψουν για τις ιδέες που έχουν και να δώσουν επιχειρήματα για να υποστηρίξουν τη θέση τους με βάση όσα έχουν ήδη διδαχθεί για τον Ήλιο. Στο τέλος μοιράζονται τις ιδέες τους στην ολομέλεια της τάξης.

Εξηγήστε

1. Ποιο μέρος της φλόγας πιστεύετε ότι είναι το πιο καυτό; Γιατί?

Το μέρος της φλόγας που είναι πιο καυτό είναι αυτό που βρίσκεται κάτω κάτω και έχει μπλε χρώμα.

2. Καθώς παρατηρείτε τη φλόγα του κεριού, ποια πράγματα ή γεγονότα από την καθημερινή ζωή σας έρχονται στο νου;

Καθώς παρατηρούμε τη φλόγα του κεριού μας έρχονται στο μυαλό το γκαζάκι στην κουζίνα, μια πυρκαγιά σε ένα δάσος, ο αναπτήρας και τα σπίρτα, μια φωτιά που ανάβουμε στο κάμπινγκ ή το τζάκι το χειμώνα, αλλά και η λαμπάδα που ανάβουμε το Πάσχα.

Δραστηριότητα 4

Χαζεύοντας τον έναστρο ουρανό!

Μοντελοποιώντας το νυχτερινό ουρανό

Στην παρούσα δραστηριότητα, οι μαθητές μελετούν τους αστερισμούς. Έπειτα δίνεται μια κάρτα σε κάθε μαθητή με έναν αστερισμό ή με έναν πλανήτη. Κάθε μαθητής θα πρέπει να κινηθεί στο χώρο, αναπαριστώντας το αντικείμενο που του έχει δοθεί. Οι μαθητές καλούνται να φτιάξουν με τα σώματά τους ένα μοντέλο του έναστρου ουρανού. Για παράδειγμα, ο μαθητής με την κάρτα της Γης θα πρέπει να κινηθεί γύρω από τον ήλιο αλλά και ταυτόχρονα γύρω από τον εαυτό του. Το ίδιο κάνουν και οι υπόλοιποι μαθητές. Στο τέλος, οι μαθητές καλούνται να απαντήσουν σε ερωτήσεις, όπως: Αν τώρα στη Γη είναι πρωί, αλλά μπορούσαμε με κάποιο τρόπο να δούμε τους αστερισμούς, ποιον αστερισμό θα αντικρίζαμε;

Είναι ευρέως γνωστό πως η δραματοποίηση είναι άριστη εκπαιδευτική τεχνική στη διδασκαλία. Οι μαθητές αφομοιώνουν καλύτερα τις νέες έννοιες διότι συμμετέχουν βιωματικά στη δραματοποίηση. Δεν είναι υποχρεωτικό κάθε μαθητής να μάθει κάποιο ρόλο απέξω, αλλά είναι σημαντικότερο να αυτοσχεδιάσει.

Οι στόχοι της δραστηριότητας είναι, οι μαθητές:

Να μάθουν ποιοι είναι και τι είναι οι αστερισμοί.
Να κατανοήσουν τη φαινομενική κίνηση του ήλιου.
Να κατανοήσουν τις κινήσεις της Γης και των άλλων πλανητών.
Να αναπαραστήσουν και να μοντελοποιήσουν το νυχτερινό ουρανό.

Για την προετοιμασία της δραστηριότητας χρειάστηκε η εκπαιδευτικός να κόψει σε λωρίδες τους αστερισμούς για να σχηματιστεί μια αλληλουχία με τους αστερισμούς με την παρακάτω σειρά: Δίδυμοι, Ταύρος, Κριός, Ιχθείς, Υδροχόος, Αιγόκερως, Τοξότης, Οφιούχος, Σκορπιός, Ζυγός, Παρθένος, Λέων και Καρκίνος. Έπειτα ζητήθηκε από τους μαθητές να αναγνωρίσουν τους αστερισμούς στις εικόνες. Έκοψαν κάθε αστερισμό και τον κόλλησαν σε ένα χαρτόνι, φτιάχνοντας κάρτες με τους αστερισμούς.

Αρχικά δίνεται ένα φύλλο εργασίας στους μαθητές στο οποίο περιγράφεται η φαινομενική κίνηση του ήλιου.

Σε αυτό το σημείο είναι απαραίτητο να αναφέρουμε στους μαθητές ότι ανάμεσα στους αστερισμούς που ήδη γνωρίζουν, υπάρχει ένας ακόμα με το όνομα Οφιούχος.

Ζητάμε από έναν μαθητή να μπει στο κέντρο του κύκλου και να εκπροσωπήσει τον ήλιο. Το ίδιο κάνουμε και για τη Γη, αλλά και για τους άλλους πλανήτες, όπως φαίνονται στο σχήμα. Στο τέλος ζητάμε από κάθε μαθητή να πάρει μια κάρτα με έναν αστερισμό και του ζητάμε να τοποθετηθεί σε ένα μεγάλο εξωτερικό κύκλο. Αφού όλοι έχουν τοποθετηθεί στη σωστή θέση σε σχέση με τον ήλιο, ζητάμε από τους μαθητές να επιλέξουν και να προσδιορίσουν ποια πλευρά της Γης θα είναι ημέρα και ποια πλευρά θα είναι νύχτα. Ποια είναι η κίνηση της Γης που εξαιτίας της έχουμε μέρα και νύχτα;

Έπειτα τους ρωτάμε: Όταν ο ήλιος «είναι» σε έναν ορισμένο αστερισμό (παρατηρώντας τον από τη Γη), αν είχαμε τη δυνατότητα να δούμε τα αστέρια την ημέρα, ποιος αστερισμός θα ήταν πίσω από την Ήλιο; Ποιος αστερισμός δηλαδή εμφανίζεται τα μεσάνυχτα;

Έπειτα ζητάμε από τη «Γη» να κινηθεί γύρω από τον ήλιο, θυμίζοντάς της πως μια στροφή γύρω από τον Ήλιο παίρνει ένα έτος περίπου. Θυμίζουμε πως ταυτόχρονα η «Γη» θα πρέπει να κινείται και γύρω από τον εαυτό της. Η περιστροφική κίνηση της Γης διαρκεί 24 ώρες. Έτσι αν κάποιος γυρίσει 365 φορές γύρω από τον Ήλιο, σίγουρα θα ζαλιστεί.

Βλέπουμε διαφορετικά αστέρια σε διαφορετικές χρονικές στιγμές του χρόνου εξαιτίας της τροχιάς που διαγράφει η Γη γύρω από τον Ήλιο. Μερικοί αστερισμοί είναι μικροί, ενώ άλλοι είναι μεγάλοι. Κάθε πλανήτης περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο, όπως κι η Γη, όμως με διαφορετικό ρυθμό. Για παράδειγμα ο Ερμής περιφέρεται γύρω από Ήλιο 4 φορές σε μια Γήινη περιφορά. Έτσι ο μαθητής-Ερμής θα πρέπει να κινηθεί γρηγορότερα από το μαθητή-Γη.