Astronomi Eksamensrapport i liniefaget fysik/kemi

Transkript

1 Eksamensrapport i liniefaget fysik/kemi Udarbejdet af: Morten Pærregaard, Morten Bue Nydal, Mikkel Brits Sørensen, maj 2006 Frederiksberg Seminarium Underviser og vejleder: Nina Troelsgaard Jensen

2 Indholdsfortegnelse Indledning...2 Mål...2 Teoriresumé til læreren...3 Keplers love...3 Gravitationsloven...3 Cirkelbevægelse...4 Newtons love...4 Solpletter...5 Sikkerhedsforanstaltninger...5 Læringssyn...5 Fagsyn...6 Undervisnings-, arbejds-, og organisationsformer...6 Evaluering...8 Undervisningsplan...9 Aktiviteter...11 Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Elevforsøg Litteraturliste...21 Bilag...22 Bilag Bilag Bilag Side 1 af 24

3 Indledning Vores emnevalg til dette undervisningsforløb tager udgangspunkt i, at eleverne i stor udstrækning oplever solen og månen i deres hverdag. Vi synes det kunne være interessant, at vække den nysgerrighed eleverne måtte have for astronomi og udfordre nogle af de hverdagserfaringer de har. At kunne koble begreber fra fysikkens love til deres hverdagsviden og opfattelser vil være spændende og udfordrende. Dette udgangspunkt er ikke ensbetydende med, at der kan drages paralleller mellem al undervisningen og elevernes hverdag. Men det er vores forestilling, der kan vises eksempler på, at den fysik, de arbejder med i skolen, kan genfindes i elevernes hverdagsoplevelser. Emnet er tiltænkt til en 7. klasse, der lige er startet med fysik/kemi-undervisning. Der bygges altså videre på elevernes viden fra natur/teknik. Mål Målet med dette undervisningsforløb er, at eleverne når frem til generelle indsigter om jorden, månen og vores solsystem. At eleverne lærer jordens og månens bevægelser og størrelser, samt nogle af de virkninger der kan iagttages fra jorden som årstider og formørkelser. Sekundært er det vores mål at introducere eleverne til abstrakt tænkning. Idet eksperimenterne tit er så forenklede, at de mister en del af forbindelsen til virkeligheden, bliver elevernes abstrakte tænkning udfordret. Som det står i formålsparagraffen for Fysik/Kemi, skal undervisningen medvirke til udvikling af naturvidenskabelige arbejdsmetoder og udtryksformer hos den enkelte elev med henblik på at øge elevernes viden om og forståelse af den verden, de selv er en del af. Ifølge delmålene efter 8. klassetrin skal eleverne være i stand til 1 : Kende jordens og månens bevægelser og nogle af de virkninger, der kan iagttages på jorden, såsom årstider og formørkelser. Kende nutidens forestilling om solsystemets opbygning Formulere spørgsmål og indsamle relevante data Planlægge og gennemføre praktiske og teoretiske undersøgelser. Disse mål mener vi at vores mål mere eller mindre kan være med til at opfylde. Forløbet kræver ikke særlige faglige forudsætninger, men det stiller krav til elevernes måde at arbejde og tænke på. Det er en fordel, hvis de tidligere har arbejdet med at stille spørgsmål, fremsætte forudsigelser og gennemføre eksperimenter på en måde, hvor deres begrebsverden er blevet udfordret og udviklet. 1 Fælles mål, Faghæfte 16 Side 2 af 24

4 Teoriresumé til læreren 2 Keplers love 1. lov Ellipseloven: Planeterne bevæger sig omkring solen i ellipseformede baner, med solen i det ene brændpunkt. 2. lov Arealloven: Forbindelseslinien mellem solen og en planet overstryger lige store arealer i lige store tidsrum. Dette betyder at en planet bevæger sig hurtigere når den er tæt på solen end når den er langtfra. 3. lov Lov, den harmoniske lov: Forholdet mellem kvadratet på omløbstiden og kubus på ellipsens halve storakse er det samme for alle planeter, altså: 2 τ 0 = konstant 3 a Gravitationsloven Når en satellit er i stand til at bevæge sig rundt om jorden, skyldes det jordens massetiltrækningskraft. Alle legemer med en masse tiltrækker hinanden. Alle legemer tiltrækker hinanden med en kraft den såkaldte gravitationskraft (eller tyngdekraft) Kraften er proportional med legemernes masser, og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem legemerne To kloder med masserne m 1 og m 2 og afstanden r fra hinanden vil tiltrække hinanden med en kraft, hvis størrelse er givet ved: m1 m2 F = G 2 r I stedet for gravitationskraft, og gravitationsfelt bruges ofte tyngdekraft og tyngdefelt, hvilket leder hen imod Newtons 3. lov, der siger at to legemer der påvirker hinanden med en tyngdekraft, tiltrækker hinanden med modsatrettede kræfter, der er lige store. Her er F den kraft de 2 kloder med masserne m 1 og m 2 påvirker hinanden med. r er afstanden mellem dem og G er gravitationskonstanten med værdien: 2 Gjøe, Tommy Orbit 3 Side 3 af 24

5 2 11 N m G = 6, kg Som det ses er afstanden mellem kloderne væsentlig. Hvis afstanden forøges aftager kraften med kvadratet på denne afstand. Cirkelbevægelse Når et lille objekt med masse m 1, bevæger sig i en cirkelbane med radius r omkring et stort tungt objekt med massen m 2, er gravitationskraftens størrelse lig centripetalkraften, og der må således gælde: 2 m1 m2 v F = G = m 2 r r hvor v er farten for det lille objekt i cirkelbevægelsen. Centrum for denne cirkelbevægelse finder vi i centrum af det store objekt der er tungt og urokkeligt. Heraf får vi, at farten i bevægelsen kan beregnes som: G M v = r Sammenhængen mellem omløbstiden,τ 0, og radius, kan vi benytte, at der for en cirkelbevægelse med konstant fart v gælder 2 π r v = τ 0 ved at indsætte dette i ovenstående formel, og derefter kvadrere begge sider får man efter omskrivning følgende: τ 0 4 π r = τ 0 = 2 π 3 r G M G M 2 4 π Heraf ses, at konstanten i den harmoniske lov, Keplers 3.lov, kan skrives som hvor M s er G M s solen masse. Newtons love 1. Lov Inertiens lov: En genstand, der ikke er påvirket af en kraft, vil enten ligge stille eller bevæge sig med konstant hastighed langs en ret linie. 2. Lov Kraftloven: For en genstand med massen m gælder, at kraft på genstanden, og a er genstandens acceleration. F res = m a, hvor F res er den resulterende 3. Lov Loven om aktion og reaktion: De kræfter, som to genstande påvirker hinanden med, er lige store og modsatrettede. Side 4 af 24

6 Solpletter Solpletter ser mørke ud fordi de er koldere end resten af soloverfladen. Mens soloverfladen er omkring 5700 grader varm er solpletterne "kun" ca grader. Grunden til, at pletterne er kolde er, at der er et meget kraftigt magnetisk felt i dem. Den varme/energi solen udstråler dannes midt inde i solen, og transporteres ved forskellige processer ud til soloverfladen, hvor den udstråles. Solen består af varm luft eller gas, og i de yderste lag transporteres energien ved, at varm luft strømmer op mod overfladen, mens kold luft synker ned; næsten som vand der koger. Man mener at de magnetiske felter i solpletterne bremser luftstrømningen, og der hvor solpletterne er, kommer der derfor ikke så meget varme op til overfladen. Sikkerhedsforanstaltninger Det eneste umiddelbare risikomoment i forbindelse med dette forløb, er i den aktivitet, hvor der arbejdes med kikkerter. Det er meget vigtigt at eleverne forstår at de kan bliver blinde, hvis de kigger på solen. Stjernekikkerten forstærker solen og kan forsage pletvis blindhed på øjet. Man skal også være opmærksom på brugen af overheadprojektorer. Den må eleverne heller ikke kigge direkte ind i, og klappen må ikke være slået ned når den står tændt, da den så kan brænde sammen. Læringssyn Vi har en konstruktivistisk tilgang til læring, idet vi opfatter viden som noget den enkelte elev konstruerer. Det indebærer, at eleverne er nysgerrige og interesserede i at løse deres egne kognitive konflikter. Læringen er et samspil mellem en kognitiv, en psykodynamisk samt en social, samfundsmæssig proces. Det er et gensidigt forhold mellem eleven og omverdenen og forudsætter, at eleven bliver forstyrret i dennes nuværende opfattelse og får mulighed for at opnå ny erkendelse 3. For at lære er det vigtigt, at eleven kan rette sin opmærksomhed mod det der er interessant og fastholde koncentrationen på dette 4. Ligeledes skal eleven være bevidst om sin egen læring som en forudsætning for at udvikle sig altså at have viden om og forståelse for hvordan man lærer bedst. Denne evne til at være refleksiv og at undre sig styrker elevens læring 5. Derfor må undervisningen tage udgangspunkt i eleverne og i noget der er relevant for dem. For at opnå denne relevans og opmærksomhed er det derfor vigtigt at eleverne i videst muligt omfang opnår medbestemmelse og inddrages aktivt i planlægning, gennemførelse og evaluering af undervisningen. Lærerens opgave er med baggrund i samspillet mellem den kognitive, den psykodynamiske og den sociale, samfundsmæssige dimension at støtte og vejlede eleverne i deres forsøg på at tilegne sig viden samt sørge for at undervisningens rammer understøtter læringen. 3 Illeris Hansen Illeris 2001 Side 5 af 24

7 Fagsyn Vi ser fysik/kemi-undervisningen som en del af elevens almendannelse og støtter os i den forbindelse op af Svein Sjøbergs 4 argumenter: 1. Økonomiargumentet: Fysik/kemi som forberedelse til arbejde og uddannelse i et højteknologisk og videnskabsbaseret samfund. 2. Nytteargumentet: Fysik/kemi til praktisk mestring af dagliglivet i et moderne samfund. 3. Demokratiargumentet: Fysik/kemi som vigtig kundskab til kvalificeret meningsdannelse og ansvarlig deltagelse i demokratiet. 4. Kulturargumentet: Fysik/kemi som en vigtig del af menneskets kultur 6. I et hensigtsmæssigt undervisningsforløb veksles der mellem teoretisk og praktisk arbejde, for at give eleven mulighed for at afprøve sin viden og for at skabe erfaring og erkendelse. Denne vekselvirkning kan eksempelvis startes med et teoretisk oplæg som så efterprøves i praksis eller eleverne kan i praksis udforske et teoretisk område, som så afklares teoretisk efterfølgende. Ligeledes bør der veksles mellem selvstændigt arbejde og arbejde i grupper for at tilgodese og udvikle den enkelte elevs måde at lære på. Når eleverne skal lave forsøg er der en række sikkerhedsmæssige overvejelser der spiller ind. Vi mener ikke, at det altid er forsvarligt at lave forsøg, hvor eleverne udelukkende selv eksperimenterer og ligeledes mener vi heller ikke, at forsøg skal laves ud fra desiderede opskrifter, hvor eleven ikke har mulighed for at undres og for at undersøge. Optimalt bør eleverne i sikre rammer kunne eksperimentere og derfor vil vi som udgangspunkt styre forsøgene, så potentielle risici undgås, men hvor eleverne stadig har mulighed for engageret at undersøge og opdage. Vi ønsker derfor at lave forsøgsvejledninger der er så åbne som muligt, så eleverne har mulighed for at konstruere deres egen viden ud fra de undersøgelser de laver. Vi mener at det er vigtigt, at eleverne har mulighed for på forskellige måder at samle op på den viden de behandler. Det kan være gennem debat i klassen, via forskellige evalueringsformer både individuelt og i større grupper. Undervisnings-, arbejds-, og organisationsformer I fysik/kemi-undervisningen er det ikke i alle aspekter at eleverne kan inddrages aktivt i planlægningen, gennemførelseen og evalueringen. Således er nogle ting givet på forhånd mens eleverne med fordel kan inddrages i andre sammenhænge. Vi har på forhånd valgt hvilke forsøg eleverne skal lave i undervisningsforløbet fordi vi som lærere har det overordnede ansvar for undervisningens tilrettelæggelse og for at vi følger de angivne nationale mål som er givet i Fælles Mål. Derfor udvælger vi forsøgene og skaber en rød tråd gennem dem. Vi vil også vælge hvordan eleverne skal arbejde, om det skal være i grupper eller individuelt, på baggrund af vores kendskab til elevernes sociale og faglige kunnen. 6 Sjøberg 2005 Side 6 af 24

8 Fysik/kemi-faget er gennem Fælles Mål bundet op på naturvidenskabelige arbejdsmåder. Arbejdsmådernes slutmål for eleverne er: Identificere og formulere relevante spørgsmål, samt opstille enkle hypoteser. Planlægge, gennemføre og vurdere undersøgelser og eksperimenter. Vælge udstyr, redskaber og hjælpemidler, der passer til opgaven. Vores undervisning skal hjælpe eleverne til at beherske disse arbejdsmetoder. Eleverne får mulighed for gennem forsøgene at stille relevante spørgsmål og hypoteser ligesom de også skal planlægge, gennemføre og vurdere deres forsøg både alene og sammen med flere. Endelig vil eleverne på grund af flere åbne forsøgsopstillinger selv skulle vælge materialer og udstyr. Vi vil gerne have at eleverne tager noter mens de udfører forsøg, men også under debat og samtaler. Noterne kan noteres i deres kladdehæfter. Det er nødvendigt at alle, og ikke bare én fra en gruppe, noterer vigtige pointer og forsøgsresultater. For at hjælpe læreren vil vi i vores elevforsøg lave en lærer-boks som indeholder forslag til hvordan man kan inddrage forsøgene i samtaler med eleverne. Side 7 af 24

9 Evaluering Vi mener, at det ville være oplagt at benytte et begrebskort til, at evaluere efter dette undervisningsforløb enten enkeltvis eller i grupper. Emnet kan også startes op med at eleverne laver et begrebskort for at synliggøre elevernes forforståelse inden for emnet, og på den måde danne grundlag for den videre undervisning. Begrebskort er en planche, der viser elevernes tanker, sprog og begreber og de forståelsesmæssige sammenhænge. 7 For en konkret beskrivelse af anvendelsen af begrebskort, samt et eksempel henvises til bilag 1. Pædagogisk kan begrebskort blandt andet bruges på følgende måder 8 : Det er en god og hurtig metode til at få kortlagt elevernes forhåndsviden om et emne, og hvordan de forestiller sig forskellige sammenhænge. På den måde, kan begrebskort danne grundlag for lærerens detailplanlægning af undervisningen, og samtidig bruge kortene som et redskab, til at synliggøre elevernes forforståelser og medtænke dem i overvejelserne omkring læringsforudsætningerne. Begrebskort kan også anvendes efter et forløb, som en evaluering af arbejdet. Både lærer og elever kan bruge denne evaluering, og på denne måde bliver delelementet vurdering bragt i spil. Endelig kan begrebskort også bruges som udgangspunkt for at diskutere begreber og sammenhænge samt som en træning hos eleverne i at argumentere for egne synspunkter, og for at forstå andres. Vi mener det er interessant, at man kan bruge det samme redskab, til opbygning af undervisningen og evaluering af denne. Det er en fordel, idet eleverne stifter bekendtskab med samme arbejdsmetode både i starten og slutningen af et forløb, og det kan være med til at give eleverne et klart billede af deres egen læring. Vi er dog opmærksomme på, at når vi bruger begrebskort som evalueringsværktøj, er der en risiko for, det kun er begreber vi underviser i. Evalueringen må ikke medvirke til at indsnævre perspektivet for undervisningen. Sammenholdt med vores mål for undervisningen, vil det være oplagt at fokusere på sammenhængen mellem solen, jorden og månen. Ligeledes at fokusere på, hvorfor jorden og månen bevæger sig som de gør i forhold til hinanden, og til solen. I en opsamlende dialog om begrebskortene mener vi derudover, det er muligt at få et indtryk af, om eleverne kan beskrive fænomener fra deres hverdag ved hjælp af deres nye erfaringer. 7 Bering, Lisbeth m.fl. 8 Bering, Lisbeth m.fl. Side 8 af 24

10 Undervisningsplan Vores undervisningsforløb gennemgås nu med de valgte elevforsøg. Først er der en oversigt med elevforsøg, formål og bagvedliggende teori for at skitsere progressionen i undervisningen. Der er ikke lavet en egentlig inddeling i forhold til lektioner, da man som lærer på den måde selv kan prioritere hvor man vil vægte at gå i dybden med elevernes eventuelle læringsmæssige vanskeligheder. Forsøg 1 og 2 er valgt således, at de giver en grundlæggende forståelse for hvordan solsystemet er bygget op og planeternes størrelsesforhold. Forsøg 3 og 4 er valgt for at give en idé om jordens udseende samt rotationen der skelner dag og nat. Forsøg 5 og 6 er baseret på ellipsekurver, hvordan man tegner dem, samt på en snak om hvornår det er sommer og vinter. Forsøg 7 og 8 handler om månens faser hvori formørkelser også indgår. Forsøg 9 bygger på hvordan solpletter ses, og sammenlignes med jordens størrelse og sidste forsøg 10, går ud på at eleverne selv skal fremstille et stjernetegn, og på den måde se, at stjernerne ikke ligger i et plan, men i mange forskellige. Nogle af forsøgene knyttes til eksempler fra elevernes hverdag, så deres interesse for emnet bliver vakt, og fagbegreberne bliver knyttet til velkendte ting fra elevernes hverdag. Stort set alle forsøgene skal udføres af eleverne, både fordi vi mener, at de lærer mere ved selv at udføre dem, og fordi et af målene med forløbet er, at de skal kunne sætte tingene i forhold til hinanden, og dette bedst lader sig gøre, hvis eleverne selv arbejder med begreberne i praksis. Side 9 af 24

11 Elev forsøg Formål Teori Elevforsøg 1 Miniaturemodel af solsystemet At lave en miniaturemodel af solsystemets planeter i det korrekte størrelsesforhold, samt planeternes rigtige Newtons 1.lov Elevforsøg 2 Planeternes størrelser Elevforsøg 3 Flamingo model af Jorden Elevforsøg 4 Planeternes rotation, nat og dag Elevforsøg 5 Planeter bevæger sig i ellipsebaner Elevforsøg 6 Årstiderne Elevforsøg 7 Månens faser Elevforsøg 8 Formørkelse Elevforsøg 9 Solpletter Elevforsøg 10 At bygge et stjernebillede indbyrdes placering. At eleverne finder planeternes indbyrdes størrelsesforhold, samt give eleverne en fornemmelse af den rummelige størrelse af planeterne At erfare vha. jordmodellen at det tager jorden 24 timer at dreje om sin egen akse. At finde ud af hvad tidszoner er, samt at det er længdegraderne der bestemmer disse. At få en forståelse for, hvordan det bliver nat og dag At eleverne ved hvad en ellipse er og de kan have forskelligt udseende. Samt opnå kendskab til, at planeter bevæger sig i ellipser. At få en forståelse af hvorfor årstiderne skifter som de gør At få en forståelse for, hvorfor månens faser er som de er At eleverne forstår hvad en formørkelse er. At se solpletter At kigge nærmere på stjernebilleder, samt konstruere sit eget Gravitationskraften Keplers love Newtons og Kepslers love Newtons og Kepslers love Newtons og Kepslers love Hvad en solplet er. Side 10 af 24

12 Aktiviteter Elevforsøg 1 Miniaturemodel af solsystemet Formål: Materialer At lave en miniaturemodel af solsystemets planeter i det korrekte størrelsesforhold, samt planeternes rigtige indbyrdes placering. Karton i mange forskellige farver Lineal Sejlgarn Passer Blyant Saks Tegnestifter Lang stok Planeternes diametre i forhold til hinanden, 1:300 mill: Solen 400 cm Merkur 1 cm Venus 4 cm Jorden 4 cm Mars 2 cm Jupiter 48 cm Saturn 38 cm Uranus 20 cm Neptun 20 cm Pluto 0,8 cm Udførelse Tegn to cirkler for hver planet (se diametrene i tabellen ovenfor) med en passer eller et stykke sejlgarn og en blyant. Vælg hvilken farve karton der skal bruges til de enkelte planeter Klip alle cirklerne ud til skiver. Der skal være 18 i alt. Klip en slids fra kanten og ind til centrum i hver skive Tag to ens kartonskiver fra samme planet og sæt dem sammen ved hjælp af slidserne. Skiverne skal stå vinkelret på hinanden. Bind nu planeterne fast til stokken i den rigtige rækkefølge, så de hænger korrekt i forhold til Solen. Til læreren Start med at snakke med eleverne om, hvordan man kan lave modellen hensigtsmæssigt, så afstande og planeternes indbyrdes placering er i de rigtige forhold. Er det en god ide at have solen med? Hvis ja, hvilket forhold skal den så være i? Kan man evt. lave et Lagkagestykke af solen? Snak med eleverne om deres valg af farver til planeterne. Side 11 af 24

13 Elevforsøg 2 Planeternes størrelser Formål: At eleverne finder planeternes indbyrdes størrelsesforhold, samt give eleverne en fornemmelse af den rummelige størrelse af planeterne. Materialer 3 peberkorn 2 ærter 2 blommer 1 stor appelsin 1 grapefrugt Evt. vægt Udførelse Læg alle frugterne på bordet. Og find ud af hvilken frugt der er en af planeterne i solsystemet. Prøv at løfte dem op to og to og sammenlign størrelserne. Hvor mange Plutoer tror du der skal til for en Jupiter? Og hvor mange Plutoer for en planet som Jorden. Du kan evt. bruge vægten til hjælp. Du kan prøve at sammenligne med modellen i forsøg 1. Du kan også prøve at slå op i en bog og se hvor meget hver planet vejer. Til læreren Snak med eleverne om de indbyrdes størrelsesforhold. Er det en god ide at bruge de frugter man har valgt, og afspejler de virkeligheden? Side 12 af 24

14 Elevforsøg 3 Flamingomodel af Jorden Formål: Udførelse At erfare vha. jordmodellen at det tager jorden 24 timer at dreje om sin egen akse. At finde ud af hvad tidszoner er, samt at det er længdegraderne der bestemmer disse. Først skal du finde nord- og sydpol. Det gør du ved at placere to knappenåle på flamingokuglen så langt fra hinanden som muligt. Find ækvator ved at tage elastikken og placer den om kuglen, så den alle steder er lige langt fra de to polnåle. Tegn med en tusch og tag elastikken af igen. Materialer Flamingokugler (10-15 cm i diameter) Knappenåle Elastikker Sprittuscher Globus Lyskilde (overheadprojektor el. arkitektlampe) Tidszonekort, vedlagt som bilag 2 Kik på globussen og find Danmark. Tag din flamingokugle og tegn Danmark så det ligger samme sted som på globussen. København ligger 56º nordlig bredde. Det betyder at vinklen mellem ækvator og København er 56º. Stil dig foran lyskilden og forestil dig det er solen og lyset er sollys. Tag din flamingokugle og drej kuglen rundt mens du holder øje med Danmarksmærket. Husk at nordpolen skal vende op ad og sydpolen skal vende ned ad. Hvad sker der når du drejer kuglen rundt? Du kan nu se hvordan det kan være at det er dag i USA mens det er nat i Danmark, og når det er dag i Australien, sover vi. Kik på kortet over tidszoner (bilag) og undersøg hvor mange timers forskel der er til USA og Australien. Når du har været på ferie har du sikkert oplevet at der var en tidsforskel. Prøv at undersøg om det var rigtigt. Til læreren Det er en god idé at gennemgå det udleverede tidszonekort, samt forsøgets gang. Snak om tidszoner, om der er nogle elever der vil dele deres erfaringer med resten af klasse. Side 13 af 24

15 Elevforsøg 4 Planeternes rotation, nat og dag Formål: At få en forståelse for, hvordan det bliver nat og dag Materialer Overhead (Gerne flere) Flamingokuglen fra forsøg 3 Strikkepinde Udførelse Stik en strikkepind gennem jorden, så der er en syd- og en nordpol. Vha. solen (overhead projektoren) skal i nu finde ud af hvor (øst, vest, nord, syd) solen står op. Hvilken vej roterer jorden? Til læreren Der snakkes om hvad en solopgang er. Er den ens over hele jorden? Hvor står solen først op på Bornholm eller i København? Er der nogen der kender nogle myter eller sagn der fortæller hvordan solen står op? Side 14 af 24

16 Elevforsøg 5 Planeter bevæger sig i ellipsebaner Formål: At eleverne ved hvad en ellipse er og de kan have forskelligt udseende. Samt opnår kendskab til, at planeter bevæger sig i ellipser. Materialer Snor Blyant Papir Tegnestifter Udførelse Sæt et stykke papir fast på bordet med to tegnestifter. De skal sidde tæt ved hinanden midt på papiret. Tag et stykke snor, som er ca. 3 gange så lang som mellemrummet mellem de to tegnestifter. Bind snorens ender sammen, og placer snoren over begge tegnestifter. Blyanten sættes ind i snoren, så den strammes ud mellem tegnstifterne. Tegn rundt om tegnestifterne mens snoren hele tiden holdes stram. Du har nu tegnet en ellipse. Du kan forestille dig at Solen er en af tegnestifterne i midten og at Jorden er placeret på ellipsebuen. Til læreren Tag en snak om hvornår der er sommer og vinter i Danmark, hvor på ellipsebuen, jorden befinder sig, når det er sommer og vinter. Er der andre måder at tegne en ellipse på? På et papir tegnes to punkter, hvor siderne foldes ind til, hele vejen rundt. Der vil efter mange foldninger dannes en ellipse. Side 15 af 24

17 Elevforsøg 6 Årstiderne Formål: At få en forståelse af hvorfor årstiderne skifter som de gør Materialer Overhead Flamingokuglen fra forrige forsøg Strikkepinde Udførelse Stik en strikkepind igennem den kugle i har valgt til Jorden, så der er en syd- og en nordpol. Brug pinden til at holde øje med at jorden har den rigtige hældning. Indtegn Danmark på kuglen Vha. solen (overhead projektoren) skal I nu finde ud af: Hvorfor dagen er længere om sommeren end om vinteren? Hvordan det kan være at det er varmest om sommeren i Danmark, når jorden er tættere på solen om vinteren? I kan evt. bruge denne skitse af årstiderne der skifter som en hjælp Til læreren Stemmer elevernes undersøgelser overens med deres resultater i forrige forsøg, hvor de tegnede ellipser. Er der nogle der har ændret deres svar i forhold til sidst. Side 16 af 24

18 Elevforsøg 7 Månens faser Formål: At få en forståelse for, hvorfor månens faser er som de er Materialer Flamingokugle med strikkepind midt i gennem Overhead projekter Kridt Udførelse Tegn en stor cirkel på gulvet Placer solen (overhead projektoren) i den ene ende af lokalet uden for cirklen, men sådan at den lyser ind i cirklen. Vælg en jord-observatør, som placeres midt i cirklen. En anden skal være månemand. Månemanden fører nu månen (flamingokuglen) rundt om jordobservatøren, ved at månemanden går på den tegnede cirkel. Jordobservatøren holder øje med månen og hvordan den ændrer faser, som det kan ses på kuglen. Der skrives på gulvet med kridt hvilke faser den er i, i de forskellige positioner. Tegn på et papir månen og dens bane, og hvordan månens faser kommer til udtryk. Til læreren Der snakkes om hvorfor man har haft behov får at kende månens faser. Hvorfor hedder det mon en måned? Side 17 af 24

19 Elevforsøg 8 Formørkelse Formål: At eleverne forstår hvad en formørkelse er. Materialer 2 kugler/bolde: en jord og en måne Overheadprojekter Udførelse Hold jordmodellen ud i strakt arm hen imod den tændte overheadprojektor. Stil månemodellen et stykke der fra i samme højde. Forsøg nu ved hjælp af jordmodellen at få dækket for projektorens lys på månemodellen. Når månen er helt i skygge er der sket en måneformørkelse. Prøv nu at lave en solformørkelse. Her er det månen der skal skygge så jorden ligger i skygge. Prøv evt. at lave en delvis formørkelse. Til læreren Er der nogen af eleverne der har oplevet en sol eller måne formørkelse? Hvordan var det i så fald? Er det en god idé at kigge direkte op på solen, eller hvordan skal man gøre det. Til at symbolisere jorden og månen, kunne en fodbold og en håndbold benyttes. Side 18 af 24

20 Elevforsøg 9 Solpletter Formål: At se solpletter SE ALDRIG DIREKTE PÅ SOLEN DU KAN BLIVE BLIND AF DET Materialer Stjerne- eller alm. kikkert Karton Blyant Lineal Spejl Bagepapir Udførelse Lav en opstilling som vist på billedet og hæng kartonet op ca. 1 m fra okularet. Indstil kikkerten så der tegner sig et billede af solen på kartonet. Læg bagepapiret over og tegn solens omrids og tegn omkring eventuelle solpletter. Vent et par minutter, og du vil opdage at solen har flyttet sig til en af siderne. Hvordan kan det være? Tegn nu en pil i den retning som solen bevæger sig. Næste gang du skal tegne solpletter, gentages de tre første punkter blot med et andet stykke bagepapir. Læg de to stykker bagepapir over hinanden så pilene peger samme vej, og sammenlign. Du kan nu identificere de samme solpletter, men de har bevæget sig. Hvordan kan det være? Til læreren Tag en snak med eleverne om, hvad solpletter er og hvor store de tror solpletterne er i forhold til jorden. Find i fællesskab størrelsesforskellen ved at tage, diameter at den sol der er tegnet på papiret, divider med 110 (solens diameter er km og jordens er km), og tegn derefter en cirkel med denne diameter (jorden), sammenlign denne jord, med de største solpletter. Side 19 af 24

21 Elevforsøg 10 At bygge et stjernebillede Formål: At eleverne skal lave et stjernebillede, og derigennem få en forståelse for at stjernerne ikke ligger i samme plan. Materialer Skotøjsæsker Elefant tråd (meget tyk ståltråd) Små hvide perler med hul til elefant tråd Flamingoplader Sort papir Guldtusch Knivtang Hobbykniv Lim Stjernetegn, vedlagt som bilag 3 Udførelse Skær et stort V i den ene af enderne i skotøjsæsken, skær ned indtil 3 cm fra bunden, V et skal være ca. 8 cm bredt. Skær et stykke flamingo, så det passer til bunden, og dæk dette og enden med sort papir. Tegn med en guldtusch stjernebilledet så det næsten fylder hele bagsiden (læreren kan evt. lave/kopiere en model). Bilag 3 udleveres. Tallet ovenover pindene på det udleverede papir med stjernebillederne er afstanden i lysår, fra stjernen ned til jorden. Længden på pinden fra den stiplede linie og op til prikken er længden som pinden skal have. Når pindens længde skal måles, skal man huske at lægge tykkelsen af flamingopladen til. Ved pind 1 (for Karlsvognen) måler man 16,5 cm skråt ud fra V et. Sæt en hvid perle på pinden (brug evt. lim) og stik pinden i flamingobunden i den rigtige afstand fra forsiden af æsken Sæt pinden så den bliver en del af billedet, når man ser fra V et mod stjernebilledet. Fortsæt på samme måde med de andre pinde. Til læreren Der snakkes med eleverne om stjernebilleder. Hvad for nogle kender de? Hvorfor skal nålene placeres som de skal? Det er meningen at de skal komme frem til at stjernerne i et stjernebillede faktisk er mange lysår fra hinanden Side 20 af 24

22 Litteraturliste Bering, Lisbeth og Kith Bjerg Hansen - Tanker, sprog og begreber - Kaskelot 01, 1996 Fælles Mål, Faghæfte 16 - Fysik/kemi, 1.udgave, 1.oplag, Undervisningsministeriets forlag Gjøe, Tommy m.fl. Orbit 3, 2. udgave, 1.oplag Forlaget Systime, 2002 Hansen, Mogens Børn og opmærksomhed, 3.udgave Gyldendal, 2004 Holck, Per m.fl. Orbit B htx Forlaget Systime, 2005 Illeris, Knud Læring, 1.udgave, 5.oplag - Roskilde Universitets forlag, 2004 Sjøberg, Svein Naturfag som almendannelse Klim, 2005 Undervisningsministeriet - Side 21 af 24

23 Bilag Bilag 1 Ved et begrebskort forstås almindeligvis en planche, der viser sammenhænge mellem begreber. Sammenhængene har benævnelser i form af relationsudtryk, der fortæller noget væsentligt om forholdet mellem de sammenknyttede begreber. Der er ofte tale om en hierarkisk ordning, dvs. overordnede og underordnede begreber; på eksemplet herunder er det overordnede begreb vand. Eksempel på begrebskort 9 : (Kortene skal altid læses oppefra og ned begreberne er hierarkisk ordnet.) Et eksempel på et begrebskort, der viser vand og nogle tilknyttede begreber samt nogle relationer udtrykt i sætninger. 9 Undervisningsministeriet Side 22 af 24

24 Bilag 2 Tidszonekort til aktivitet 3. Side 23 af 24

25 Bilag 3 Ark med stjernebillede til aktivitet 10 Side 24 af 24