Галилеј земаљски гласник

Transcript

1 Галилеј земаљски гласник Почетна разматрања Галилеј је, као личност, имао изузетну улогу у епохи у којој је живео, колико као астроном, још више као иницијатор модерне науке. Упознавање ученика с делом ове изузетне личности превазилази оквире његових открића. Већина ученика добија информације о небаским телима посредством медија радио, телевизија, интернет и сл. док те информације интерпретирају у светлу већ стечених знања. Није редак случај да ученици стичу сазнања без посматрања небеских тела, дакле важно је навикнути их да директно и систематски посматрају по угледу на Галилеја. Оваквим ставом посвећују већу пажњу оном што се око њих дешава, а спремнији су и за критичку анализу света који их окружује. На пример, ученици врло често сматрају Месец као ноћну звезду, ретко запажајући да га је понекад могуће видети истовремено када и Сунце. Пажљивим посматрањем ће једнога дана открити да је наш сателит видљив и дању. Посматрање Месеца на начин на који је то чинио Галилеј може послужити као полазна тачка за ученике основних школа. Циљ је да упознају како се вековима користио научни приступ. Ово би могао бити један појмовник циљева њиховог истраживања. Ако је истина да Галилеј није пронашао дурбин, нити је изучавао оптику, онда је сигурно да је сам направио два различита дурбина и закључио да ће слика коју помоћу њих добије зависити од тога која ће сочива употребити. Зато врло добронамерно саветујемо наставницима да подстакну ученике да сами направе своје дурбине коришћењем различитих сочива да би на тај начин добили 209

2 инструменте који им омогућују да мање или више увећају слику посматраног небеског тела. Галилејеви описи и изучавања Месеца и Јупитерових сателита дају деци прилику да посматрају небо и интерпретирају неколико једноставних феномена. Прва посматрања омогућиће ученицима да анализирају променљиве величине које се стално појављују у астрономским посматрањима. На пример, телескоп мора бити стабилно постављен, небо прозирно и, ако се посматра ноћу, довољно светло. Подсећамо их и на неколико правила у циљу предострожности на пример: никад не посматрајте Сунце кроз једно сочиво наочара, дурбина, телескопа а поготову не голим оком. Посматрање Месеца Посматрање Месеца је активност посебно прилагодљива педагошком пројекту. Месец је небеско тело видљиво и дању, лако га је посматрати и током часова у школи, поготову када нам је најближи. Час може почети читањем Небеског гласника и предлогом ученицима да понове Галилејева посматрања помоћу најједноставнијег дурбина (бар сада се може купити врло јефтино). Претходна дискусија са ученицима омогућиће да се стекне увид у њихово знање: Изгледа да Месец има очи. Он се појављује само ноћу. У облику је српа и крије се иза Земље. Истина је да увек показује једну те исту страну? Пошто је дурбин постављен на троножац, ученици га могу чврсто држати, па ћемо заједно с њима поновити Галилејев приступ. Посматраће Месец, а затим га нацртати. Важно је да цртају оно што су видели, посебно је битно да означе долине и планине да би затим све то упоредили с Галилејевим цртежима. Ова активност захтева одређено време. Свако треба да обави своја споствена посматрања а затим да то што је запазио као битно и нацрта. Са ученицима такође можемо потврдити да увек видимо исту страну Месеца, поступајући на следећи начин: одаберемо једну посебно уочљиву карактеристику на Месечевој површини (на пример, велики кратер који је стално видљив, а нацртао га је Галилеј); 210

3 нацртамо Месец онако како га видимо, истичући изабрану уочљиву карактеристику; следећег дана поново посматрамо, али тако да потврдимо да је опажени карактеристичан детаљ на површини Месеца и даље на истом месту; упоредимо наше цртеже с Галилејевим; интерпретирамо запажања у форми кратког текста; упоредимо добијене резултате с Галилејевима у заједничкој дискусији и нацртамо то на паноу; потражимо на интернету или у књигама шта су о томе знали у Галилејево доба да бисмо информације конфронтирали са закључцима до којих је он дошао. После посматрања која су обављана помоћу поменутих инструмената појавиће се и нова питања: Како функционише двоглед? Шта има у њему? Конструкција дурбина Да би деца сама направила дурбин, предлажемо да се, прво, ако је могуће, растави дурбин који је купљен у продавници. Добиће се две цеви које улазе једна у другу. Једна знатно дужа, која 211

4 има сочиво с већим полупречником (објектив), и друга с мањим сочивом (окулар). Ученици могу посматрати неки непокретан предмет приближавајући или удаљавајући сочиво очима. Могу постављати сочиво на цев и посматрати, видеће један увећан и обрнут предмет (ако је употребљено сабирно сочиво). Могу пропуштати сунчеву светлост кроз сочиво, а затим померати екран (обичан лист белог папира) све док се на њему не појави сноп светлости сакупљен у најмању могућу тачку (то је жижа сочива, а растојање између те тачке и сочива назива се жижина даљина). Могуће је показати да ће се папир постављен у ту тачку запалити, што је ученицима добро познато (фотографија на следећој страни). Неопходан материјал Материјал могу донети и сами ученици. За конструкцију дурбина који ће дати добру слику погодно је употребити два различита сочива: једно сабирно (за далековиде) од 0,75 δ (диоптрија), за дугу цев, и једно расипно (за кратковиде) од 5 δ, за окулар. Диоптрија је јединица мере коју карактерише величина обрнуто пропорционална жижиној даљини. Што је диоптрија већа жижина даљина је мања. Она је позитивна за сабирна, а негативна за ра- Ученици IV разреда основне школе из Болоње изучавају основне елементе конвергентног сочива 212

5 сипна сочива. Расипно сочиво треба поставити на крај картонске цеви дужине 70 cm, док за окулар треба изабрати цев дужине 20 cm, при чему цеви узлазе једна у другу а да између њих не пролази светлост. Помоћу овако направљеног дурбина можете посматрати Месец, Јупитерове сателите и Сунчеве пеге (пројектујући). Ученици могу, евентуално, мерити жижину даљину сабирног сочива (овим методом није могуће мерити жижину даљину расипног сочива, а самим тим ни одредити положај његове жиже). Најбоље је оставити их да раде сами а заједничку дискусију почети тек пошто се активност оконча. При томе предлажемо да се направи резиме са свим могућим решењима у облику табеле. Одатле ће бити могуће, после заједничке дискусије, изабрати једно од сочива. У једном од наших пилот одељења изабрана је једна друга опција: Направимо два дурбина с различитим сочивима, што ће омогућити да већи број ученика непосредно посматра неки предмет. Важно је да откријемо којим дурбином се боље види. Непосредна конструкција Неопходан материјал: два сочива по избору; две цеви различитих полупречника које могу да уђу једна у другу (могуће их је направити увијањем дебљег картона, али се могу користити и картонске цилиндричне кутије, на пример, за географске карте); лепак, црна лепљива трака, маказе и... много стрпљивог и пажљивог рада. Пошто је прикупљен материјал, постављају се два сочива на крајеве цеви и фиксирају лепљивом траком. Проблеми с којима се при овом раду срећу ученици најчешће су мануелне пророде: правилна употреба маказа, селотејпа, лепка... Ево неколико сведочанства у вези с тим. Један од највећих проблема нам је представљало постављање сочива на крај цеви. Лепак којим смо радили више је лепио прсте него картон. Прсти нису смели да буду лепљиви при постављању сочива на крај цеви. То је једна од необично важних предострожности јер би се сочиво могло залепити тамо где није предвиђено. 213

6 Ученици конструишу дурбин Наставници су закључили да се употребом инструмента који су конструисали ученици лошије виде предмети. Међутим, чињеница да су их сами направили, чини их активнијим и критичнијим према раду који обављају, а нарочито их то подстиче да инструмент побољшају. Иако су активности завршене, ученици настављају да посматрају Месец размењујући своје дурбине. Када ученици радећи у групама, заврше конструисање својих дурбина, почињу да посматрају Месец, најважнији део Галилејевог рада. Захваљујући том посматрању и поређењу са оним што се дешава на Земљи и на небу, он је успео да објасни феномене којима се покоравају небеска тела (током посматрања важно је за све што виде на небу дати земаљска објашњења ). Посматрање Јупитерових сателита Јупитерове сателите, нарочито почетком године (од јануара до марта) треба посматрати у првим вечерњим часовима. То поједностављује ситуацију. Ученици ће врло брзо закључити да дурбини које су направили, нарочито када су сочива случајно изабрана, не омогућују добро посматрање. Зато предлажемо да користе дурбине или двогледе купљене у продавници. 214

7 Методологија је иста као када су посматрали Месец, и деца ће моћи да констатују да се позиција сателита мења током дана. Поступак приказивања би могао да буде посебно интересантан. При посматрању Јупитерових сателита требало би на цртежу назначити њихове позиције у односу на исток и запад, а тек после тога их поредити с Галилејевим резултатима. Поновним читањем Небеског весника, уз разгледање цртежа, ученици запажају: Ми смо ипак много тога мање видели: ако је његов телескоп био као наш, зашто смо ми толико лошији? Заменивши картонске цеви црно обојеним металним цевима (ту је помогао родитељ једног дечака који је пратио активности одељења) успели су да добију знатно јаснију слику. То им је дало идеју да направе нови телескоп, али да овог пута унутрашност цеви обоје црном бојом. Овде су имали значајних потешкоћа, јер није било лако наћи четкицу довољно дугачку да би се обојио сваки делић унутрашњости цеви... Индиректно посматрање Сунчевих пега Као и када је била реч о Месецу, почеће се с дискусијом која ће омогућити да се стекне представа о томе колико ученици знају о Сунцу и његовој површини. Евидентно је да се Сунце не креће, док се Земља окреће око њега. Затим, Сунце је увек исто, оно се не мења. Врло је интересантно видети колико је то познато ученицима. Могуће је поново направити табелу ученичких одговора на неком плакату да би их затим могли упоредити са закључцима до којих ће доћи на крају активности. За посматрање Сунчевих пега користи се телескоп који су направили ученици. Телескоп се поставља на троножац, а затим се ради према следећем протоколу: усмери се Сунчева светлост кроз највеће сочиво; та светлост се пројектује на бео папир, који се поставља на троножац насупрот сочиву. Ученици треба да схвате да је слика на папиру слика површине Сунца и да све неравнине или неправилности које се на њој уочавају постоје реално на Сунчевој површини; 215

8 постави се телескопска цев у црно обојену картонску кутију, која ствара сенку на папиру (односно екрану) да би се боље разликовале тамне пеге видљиве на светлој слици Сунчевог диска. Посебно треба нагласити да се на овај начин може посматрати само индиректно, јер ако би Сунчева светлост која пролази кроз сочива телескопа долазила директно до нашег ока, могли бисмо да ослепимо. Овде се ученици могу подсетити на то како су мерили жижино растојање (које смо већ поменули), када се папир постављен у жижу запалио, и да замисле шта би се десило с њиховим оком ако би се уместо папира нашло на том месту. Значи, треба бити врло пажљив и обазрив. Моменат посматрања Сунчевих пега представља круцијалну тачку активности. Ученици можда неће моћи да уоче тамну зону. Али, често се дешава, пошто су убеђени да не могу да уоче никакве промене јер је Сунце увек исто, да не опазе оно што је могуће видети. Ово је деликатан моменат и треба им рећи да пажљиво посматрају, да очисте стакла, јер нечистоће могу дати нереалну слику, и на крају да своја посматрања понове да би утврдили да ли пеге које виде потичу од сочива телексопа или и реално постоје на Сунчевој површини. Зато наставник треба да каже: Обришите добро сочива јер су, по мом мишљењу, прљава... Виде се мале тачке. Зашто не означити њихова места? Предлаже се такође да телескоп, током дискусије, остане на свом месту јер ће ученици тако моћи да запазе да се слика Сунца помера врло брзо и да оно излази из оквира екрана. Потребно је, дакле, одредити услове под којима ће се одвијати активности. Они могу да варирају од одељења до одељења. Најбоље је избор препустити ученицима, али тек када боље разумеју о чему је реч, шта раде и како. У једном одељењу у којем је извођен овај експеримент ученицима је досадило да стално цртају слику Сунца које се креће, и одлучили су да ураде другачије. Ево како је то представио један наставник који је желео да предложи овакву активност својим колегама. 216

9 Сваки посматрач је припремио различите кругове од глатког папира који су имали полупречник једнак слици Сунца. Сваки ученик, један за другим, постављао је круг на Сунчеву слику и цртао шта је видео, бележећи време посматрања. Разумљиво, између првог и последњег ученика прошло је око један сат. Поставили смо све кругове на таблу по хронолошком реду и дискутовали о томе шта се дешава. Регистровали смо дискусију, а посебно неке елементе који су задивили ученике: Пеге које се појављују не налазе се на сочивима [прљави делови на сочивима су избрисани], оне су се померале од једног до другог круга [то се врло лако показало постављањем једног папира изнад другог]. Овај очигледни доказ није био добро прихваћен, па су одлучили да поново почну експеримент. Затим смо поново посматрали и анализирали добијене резултате. Они су потврдили оно што смо већ претходно открили, затим је уследило треће посматрање и поново анализа. На крају експеримента написали смо наше закључке на паноу: пеге не остају на истом месту; оне се налазе у екваторијалној зони Сунца: тамније су у њиховом централном делу. Закључци Било који начин рада да изаберу, битно је да одељења могу да упоређују слике које је добио Галилеј са онима које су добијене знатно моћнијим телескопима, као и са сликама добијеним са сателита. Ово ће ученицима омогућити да стекну јасну слику о променама које су последица савременијих техника и технолошког прогреса. Галилејева открића и научни проналасци су заиста изузетни и резултати су његове генијалности. Његови проналасци су применљиви и данас у разним областима науке, довољно је само подсетити да је један од њих микроскоп. После Галилеја начин рада у науци је промењен, јер се полази од посматрања, а затим формулације хипотеза. Више пута поновљени експерименти омогућују да се хипотезе тестирају. На крају се формулише теорија коју свако може покушати да верификује. То је била промена која је највише утицала на истраживаче у веко- 217

10 вима који су следили. Галилеју и његовом телскопу дугујемо нов начин рада у науци. Наше нове технологије су знатно рафинираније, али ми и даље радимо на начин како нас је, пре више од четири века, научио Галилеј