Diskusjoner om månen og jordas bane rundt sola

De fleste vet at jorda går rundt sola i løpet av et år, og at månen går rundt jorda hver måned. Men det er ikke like enkelt å lage en figur som viser begge disse prosessene samtidig. Dette er en oppgave som egner seg godt for diskusjoner i klasserommet og som kan gjennomføres trinnvis med litt mer informasjon for hvert trinn. I tillegg kan visualisering i form av tegninger og spesielt animasjoner være nyttige hjelpemidler.

Trinn 1

Figur 1: Sola, jorda og månen. Jordas bane rundt sola er tegnet inn. Figur 1: Sola, jorda og månen. Jordas bane rundt sola er tegnet inn.

I første trinn får elevene utdelt figur 1 hvor de skal tegne inn banen til månen. Elevene bør arbeide i grupper på to eller tre elever. Ved arbeid i små grupper vil mange elever føle at det er trygt å delta og forhåpentligvis få et eierforhold til temaet. De vil trolig bli mer engasjert enn om vi gjennomfører aktiviteten i full klasse. I gruppene skal elevene diskutere seg fram til flere alternative baner og bli enige om hvilken de tror er mest riktig. Læreren bør utfordre elevene til å begrunne hvorfor de tror banene er slik som de tegner. Ved å bruke modellene som utgangspunkt for kommunikasjon blir elevene utfordret til å bruke egne ord for å uttrykke det de ser. Dette kan gi læreren bedre innsikt i elevenes forståelse1. Gruppenes forslag kan med fordel oppsummeres i hel klasse.

I denne oppgaven kan interaktiv tavle, som for eksempel Smartboard, være et fint supplement. Læreren kan laste opp figur 1 eller tegne den inn selv i for eksempel programvaren Notebook som følger med Smartboard. Deretter kan elevgruppene tegne inn sine månebaner og vise fram ulike alternativer. I Notebook er det er lett å lage ulike sider med ulike modeller og skrive forklaringer til. Elevene kan viske ut og forbedre tegningene sine, og samtidlig ta vare på ulike versjoner. Det er også mulig å lagre tegningene og gå tilbake til dem senere i oppgaven. Dette kan jo selvfølgelig gjøres med fargeblyanter og papir. Men fordelene med en interaktiv tavle er at elevene lett kan presentere modellene sine for hverandre fordi de blir synlige på en stor skjerm. Da blir det lettere å forklare hvordan de tenker og de har en god mulighet til å reflektere over hverandres ideer. Flere studier dokumenterer at interaktive tavler gir flere muligheter for interaksjon og diskusjon i klasserommet. Bruk av interaktive tavler kan bidra til at det blir flere spørsmål fra læreren, flere svar fra elevene og økt frekvens av evaluering fra læreren2.

Figur 2: Ulike modeller av månens bane rundt jorda og sola Figur 2: Ulike modeller av månens bane rundt jorda og sola

 

Trinn 2

Denne delen av oppgaven går ut på å vurdere ulike modeller som best beskriver hvordan månen beveger seg rundt jorda og sola, som vist i figur 2.

Elevene bør vurdere hvilken av modellene i figur 2 som er best, og de bør sammenligne med alternativene de selv lagde i trinn 1. Ved å vise flere modeller får elevene noe konkret å diskutere i gruppene. De kan sammenligne alternativer og eliminere bort det de ikke tror er riktig. Oppgaven er ikke lengre så åpen og elevene får snevret inn alternativene slik at det blir lettere å være konkret. Elevene bør også nå prøve å bli enig i gruppa om hvilken modell de tror er den riktige, og begrunne hvorfor. Et viktig poeng ved at hver gruppe må bli enig om en løsning, er at de da må reflektere, argumentere og overbevise hverandre i større grad enn i tilfeller der ulike gruppemedlemmer kan velge hver sin løsning. Å bestemme seg for en modell fører til at elevene må snakke mer om fenomenet, noe som er en viktig del av læringen.

Alle de tre modellene er analoge. Det vil si at de legger vekt på sentrale sider ved fenomenet de skal beskrive, men form og størrelsesforhold er ikke lik de virkelige objektene. Modellene krever derfor at elevene har evne til abstraksjon, og det er viktig å få fram begrensingene til modellene. For eksempel bør læreren påpeke at avstander og diameter ikke er riktige størrelsesforhold og at de inntegnede månebanene kun gir en pekepinn på bevegelsene.

Det kan også være greit å merke seg at jordas bane rundt sola er tegnet som en sirkel, men i virkeligheten er denne banen formet som en ellipse. Avstanden mellom sola og jorda varierer fra 147 til 152 millioner kilometer. Denne forskjellen er så liten at det på modellene i figur 2 ville bli vanskelig å se. På mange figurer blir formen overdrevet sterkt for å få fram poenget med at jorda går i ellipsebane rundt sola. Men det har vi altså ikke valgt å gjøre i denne oppgaven.

Trinn 3

Trinn 3 går ut på å studere et Vitenobjekt med animasjon av månens bane rundt jorda og sola som vist på figur 3. I animasjonen er månen og jorda i bevegelse, og det er også mulig å slå av og på månens bane. Forskjellen er stor når du ser animasjonen med og uten banen inntegnet. Når du har fokus på jordas bevegelse og ikke har banen til månen inntegnet, ser det ut som om månen går rundt jorda som figur 2c. Når månens bane er inntegnet som vist på figur 3, flytter du fokuset automatisk på månen og det er lett å se at månen følger banen som beskrevet på figur 2b. Et viktig poeng her er at månen alltid går framover og aldri snur og krysser sin egen bane. Vi anbefaler at dere går inn og ser på denne animasjonen, fordi det da er lettere å se dette poenget.

Lærebøker for barnetrinnet bruker ofte en modell som ligner figur 2a. På dette nivået kan det være greit, men for elever på ungdomstrinnet er det spennende å se på en mer nøyaktig beskrivelse som i denne oppgaven.

Animasjoner er et godt hjelpemiddel for å gjenskape naturfaglige prosesser som er vanskelig å observere og beskrive med ord. I dette tilfellet er det spesielt vanskelig å tenke seg hvordan jordas og månenes bevegelse foregår samtidig. Det er heller ikke mulig å observere disse himmellegemenes bevegelse i virkeligheten. Det er mulig å gjenskape bevegelsene ved hjelp av en modell med for eksempel kuler som representerer sola, jorda og månen. Men i en animasjon kan vi få tegnet inn banene til jorda og månen gjennom et helt år og få fokuset på bevegelsene mer tydelig enn i en fysisk modell med kuler.

Animasjonen som gjengitt i figur 3 gir en god forståelse av bevegelsene uten å bruke mye tekst. Det er mulig å styre hastigheten på animasjonen og stoppe når man vil ved hjelp av en spak i Vitenobjektet.

Figur 3: Vitenobjekt av månens bane jorda og sola. Figur 3: Vitenobjekt av månens bane jorda og sola.

Som avslutning er det lurt å oppsummere oppgaven i hel klasse, gjerne med hjelp av Smartboard. Her kan lærer og elever gå gjennom de tre modellene i figur 2 og begrunne hvorfor figur 2a og 2c ikke fungerer. Figur 2a gir ikke et riktig bilde fordi vi ikke får fram månens bane gjennom et helt år, men kun på et bestemt tidspunkt. Figur 2c gir ikke et riktig bilde fordi månen alltid går framover og aldri snur og krysser sin egen bane.

Det er viktig å bruke alle trinnene i denne oppgaven og ikke starte med å se på animasjonen. Ved å starte med figur 1, får elevene komme med egne ideer og bygge på kunnskap som de har fra før. Ved å tegne inn egne baner på figur 1 får elevene hjelp til å visualisere sine tanker. Ved bruk av figur 2 får elevene tips om ulike teorier og får konkretisert alternativene i større grad. Ulike modeller gjør det lettere å skape diskusjon mellom elevene, og de får god trening i å argumentere. Det er mye lettere og mer ufarlig å diskutere ut fra noen konkrete tegninger enn bare ut fra egne tanker. Ved å gjennomføre trinn 1 og 2 får elevene tenkt grundig gjennom problemstillingen før de ser animasjonen i trinn 3. Animasjonen hjelper elevene med å korrigere sine ideer eller bekrefte dem. Det blir med andre ord enklere for elevene å bygge ny kunnskap på sine gamle ideer.

1 Les mer om modeller i Mathiassen, K. (2008). Bruk av modeller i biologiundervisningen. In P. van Marion & A. Strømme (Eds.), Biologididaktikk. Kristiansand: Høyskoleforlaget.

2 Les mer om interaktive tavler her: Mork, S. M. (2008). Interaktive tavler.
Naturfag, 1/08. (se også lenke til høyre).