Forløb

Stjerner, galakser og mørkt stof med NASA-forsker Sarah Pearson

Udskoling: I dette gæstelærerforløb præsenterer den danske NASA-forsker Sarah Pearson viden om universet. Eleverne får blandt andet inspiration til at iagttage og undersøge himlen over os.

Forløbet er udviklet til fysik/kemi, men kan anvendes i et fællesfagligt fokusområde.
Forløbet er målrettet elever i udskolingen.

 

Hele forløbet kan gennemføres online eller ved fysisk fremmøde på ca. 6 lektioner.
De seks lektioner kan også gennemføres uden at være en del af et sammenhængende forløb.

Dette forløb tager udgangspunkt i kompetenceområderne Undersøgelse og Kommunikation. Eleverne arbejder særligt inden for færdigheds- og vidensområdet Jorden og Universet.

Materialet kan anvendes i onlineundervisning eller ved fysisk fremmøde. Materialet kan bruges individuelt, gruppevis eller samlet i klassen. 

 

Forudsætninger, form og indhold

Forløbet er bygget op omkring fire videoer med astrofysiker Sarah Pearson, og det indeholder forslag til undersøgende arbejde og diskussioner, som kan gennemføres i undervisningen.

Forløbet indeholder videoer og konkrete forslag til aktiviteter, som eleverne kan gennemføre i skolen eller hjemme. Videoerne og aktiviteterne, der lægges op til, har potentiale til at inspirere og stimulere elevernes nysgerrighed samt at aktivere eleverne til selv at undersøge mere om astronomi.

 

Tværfagligt samarbejde 

Forløbet vil med fordel kunne gennemføres i samarbejde med matematik i forhold til indsamling, registrering og bearbejdning af data, og der er gode perspektiver for efterfølgende forløb med biologi og geografi i arbejdet med mulighederne for liv andre steder end på Jorden.

 

Tilrettelæggelse

Alle videoer findes samlet på denne side - brug linket fra siden, når eleverne skal se videoerne, så undgår de at skulle forholde sig til forløbsbeskrivelsen her på siden.

Der er en fortløbende progression i hver film, men de enkelte videoer med tilhørende øvelser kan også anvendes som særskilte lektioner.
 

Tilrettelæggelse af online undervisning

Inden brugen af videoerne, kan det overvejes, hvilke digitale redskaber, der kan understøtte undervisningen. Eleverne kan skrive deres refleksioner ned undervejs, eller de kan eventuelt optage deres aktiviteter, så optagelserne kan bruges i efterfølgende arbejde.

Du kan på forhånd oprette online grupperum til eleverne, hvis de skal arbejde i grupper.
 

Tilrettelæggelse af fysisk undervisning

Hvis I gennemfører det digitale gæstelærerforløb fysisk på skolen, skal klassen kunne se videoerne med Sarah Pearson sammen.
 

Didaktiske overvejelser

Aktiviteterne i forløbet er ideelle til udførelse individuelt eller i makkerpar. Aktiviteterne kan dog også udføres i plenum.

Efter at have set de enkelte videoer, kan eleverne udføre forskellige praktiske og undersøgende aktiviteter, enten hjemme eller i skolen. Alle aktiviteter er valgt, så de understøtter og illustrerer centrale dele af det, Sarah Pearson fortæller om. Du kan til hver video udvælge en eller to af de foreslåede aktiviteter, som eleverne kan arbejde med.

Nogle af aktiviteterne kan kun foregå, når det er mørkt og helst uden for meget kunstigt lys. Dele af forløbet er derfor oplagt at gennemføre på en hyttetur eller lejrskole, eller eleverne kan gennemføre aktiviteter og observationer om aftenen.

Find ideer til aktiviteter i afsnittet herunder. I lærervejledningen, der findes som PDF nederst på siden, findes uddybende beskrivelser af aktivitetsforslagene og flere ideer til undervisningen.

 

Forløbets opbygning

Forløbet er opbygget med en forforståelsesfase og fire videoer, hvoraf den første er en introduktion til forløbet. De tre øvrige videoer præsenterer faglige temaer, som eleverne kan arbejde videre med, når I sammen har set videoerne.
 

Forforståelse

For at optimere forløbet, er det centralt at kende elevernes viden og forforståelse inden for astronomi.

Elevernes forforståelse kan, inden den første video ses, kortlægges ved en indledende samtale, ved at vise billeder af himlen og lade eleverne forklare disse eller ved at arbejde med begrebskort. Eleverne kan skrive spørgsmål og finde billeder af begreber eller fænomener, de gerne vil lære at kende. Det kan bruges til en forundringsvæg, hvor forklaringer kan hænges op under forløbet.

Begrebskort: Du kan have lavet en række kort, hvor der på den ene side er en illustration af et astronomisk fænomen, eksempelvis en måne, en stjerne eller en galakse. Eleverne kan trække et kort og kort forklare resten af klassen/holdet, hvad illustrationen viser. Kortet og svarene kan hænges på opslagstavlen. Antallet af kort kan udbygges under forløbet.

Mindmap: Eleverne kan lave et mindmap over ord, de forbinder med astronomi og himmelrummet.

Forslag til spørgsmål, der kan overvejes at tale med eleverne om inden forløbet:

  • Hvilke af universets ”bestanddele” kender du til, hvad ved du om dem, og hvor ved du det fra?
  • Hvad er en astrofysiker? Hvorfor forskes der så meget i universet?
  • Forestil dig, at du er journalist og har fået muligheden for at stille Sarah Pearson, der er astrofysiker, et spørgsmål, der relaterer sig til universet - hvad ville dit spørgsmål være?

I kan også tale om et par mere filosofiske spørgsmål, såsom:

  • Har Universet en begyndelse og en afslutning?
  • Vil mennesket sætte sine fødder på Mars inden 2030?
  • Er der liv andre steder i universet end på Jorden?

 

Video 1: Introduktion til Sarah Pearson som gæstelærer

© Børne- og Undervisningsministeriet

I denne video fortæller Sarah Pearson om sig selv, sin baggrund for at blive astrofysiker, og hvilke områder hun arbejder med. Videoen indeholder ikke konkrete opgaver, men der er en henvisning til NASA`S hjemmeside, som kan være udgangspunkt for en kort snak om perspektiverne i arbejdet i NASA.

Se mere om NASA på nasa.gov. 

 

Video 2: Himlen over os - planeter, stjerner og galakser

© Børne- og Undervisningsministeriet

I videoen fortæller Sarah Pearson om galakser med fokus på Mælkevejen. Hun fortæller, hvor vanskeligt det er at kortlægge Mælkevejen, og hvordan moderne teleskoper, som Hubble teleskopet, kan hjælpe os til at blive klogere.

Aktivitetsforslag 1: At opleve Mælkevejen

Når I har set video 2, kan du aftale med eleverne, at de skal gå ud en mørk og klar aften. Her kan de kigge efter en aflang ”sky”, der nærmest ser ud som spildt mælk på himlen. Det er ikke en sky, men en del af selveste Mælkevejen med dens flere hundrede milliarder af stjerner. Eleverne kan afprøve, hvor mange stjerner, de kan tælle med det blotte øje. Du kan tale med eleverne om, at forskellige faktorer, eksempelvis årstid og retning, har indflydelse på, hvor mange stjerner de kan se

Aktivitetsforslag 2: At observere Månen

Når I har set video 2, kan du aftale med eleverne, at de skal iagttage Månen alle aftener, det er muligt i ca. 11 dage inden en fuldmåne. Sammen kan I kigge på en månekalender som indledning til aktiviteten.

Eleverne kan hver aften i de 11 dage tegne Månen sammen med de planeter og stjerner, der ses bag Månen. Tegningerne vil afsløre, at Månen flytter sig i forhold til baggrunden. Eleverne kan observere i hvilken retning, Månen flytter sig.

Du kan bede eleverne om at finde en forklaring: Stemmer det observerede med, at Jorden drejer mod øst om sin akse, og at Månen drejer mod øst omkring Jorden? Eleverne kan også forklare, hvorfor Månens segl ses bredere den følgende aften.

Aktivitetsforslag 3: Præsentation af begreber

Eleverne kan i grupper vælge et begreb fra videoen, som de gerne vil vide mere om. Eleverne kan så undersøge dette begreb. Du kan med fordel have udvalgt relevante sider på nettet, hvor eleverne kan søge viden. Eleverne kan herefter præsentere begrebet for deres klassekammerater eller andre klasser på skolen. Måske kan de selv lave en kort video eller en podcast, hvor de på højest to minutter forklarer begrebet.

Forslag til begreber:

  • Galakser
  • Rumteleskoper
  • Gas i rummet
  • Universets struktur
  • Mørkt stof
  • Sorte huller
  • Solsystem
  • Lysår
  • Hubble Ultra Deep Field

 

Video 3: Mørkt stof og tyngdekraft

© Børne- og Undervisningsministeriet

I videoen fortæller Sarah Pearson om mørkt stof, og hvordan vi ud fra tyngdekraften kan se, at der mangler en masse stof i vores univers. Det er det, forskerne kalder mørkt stof.

Når I har set videoerne, kan eleverne undersøge forskellige forhold om bevægelser for at illustrere tyngdekraftens indflydelse, og de kan dermed selv forsøge at påvise tilstedeværelsen af stof, som ikke kan ses med det blotte øje, nemlig luft.

Aktivitetsforslag 1: En Einstein-ring

I denne aktivitet kan eleverne blive klogere på:

  • Hvad er en Einstein-ring?
  • Hvor finder vi en Einstein-ring?

Tyngdekraften krummer rummet således, at banen for en lysstråle bliver en bue i stedet for en ret linje. Vi kan ikke i et laboratorie vise lysets krumning, men vi kan krumme eller bøje lys med linser og på den måde efterligne lysets krumning. En lidt tyk fod på et vinglas egner sig rigtigt godt til denne øvelse, hvor eleverne kan vise, hvordan en Einstein-ring ser ud.

Eleverne kan stille et vinglas på ternet papir og skubbe rundt med glasset. Her vil de se, at lyset brydes i glassets fod, så rette linjer gøres krumme. Det er et godt billede på, hvordan tyngdekraften fra især det mørke stof i en galaksehob samler lyset fra en bagvedliggende galakse, så galaksen observeres som en ring omkring galaksehoben. Når eleverne laver denne aktivitet, ser de altså en ring, der minder om den Einstein-ring, Sarah taler om. Størrelsen (radius) af de Einstein-ringe der dannes, afhænger af den samlede tyngdekraft. Jo mere masse, jo mere massetiltrækning og jo mere bøjer lyset. Ud fra ringenes størrelse (radius), kan man udregne, at der er omkring fem gange så mere mørkt stof end almindeligt stof.

Aktivitetsforslag 2: Hvordan kan vi påvise stof, vi ikke kan se?

I denne aktivitet kan eleverne prøve at besvare spørgsmål som:

  • Findes der stof, som vi ikke kan se?
  • Hvordan kan vi vise stof, som ikke reagerer på lys?

Fra vores hverdag kender vi til stof, vi ikke kan se, nemlig luft. Dog integrerer luft en lille smule med lys - det er derfor himlen er blå. Luft kan reagere med elektromagnetisk stråling. Luft optager forskellige dele af det elektromagnetiske spektrum, ultraviolet, røntgen, infrarødt, men netop ikke den del vi kan se, synligt lys. Da synligt lys passerer lige gennem luften, er luft er usynlig, og vi må finde på en anden måde at vise det usynlige stof på. Det er ligesom mørkt stof, som ikke kan påvises med lys, men som viser sin tilstedeværelse ved tyngdekraften.

Eleverne kan nu få til opgave at påvise stof, som ikke kan ses. For at stilladsere undersøgelsen kan du vise et tomt glas og spørge eleverne, om glasset er tomt. Om der er noget i glasset, eller om det virkelig er tomt, kan afgøres ved en lille undersøgelse. Til undersøgelsen kan eleverne bruge et stykke papir, 3 x 3 cm og et vandfad, der er 2/3 fyldt med vand. Det kan vises på flere forskellige måder, om glasset er tomt, og eleverne skal selv prøve at finde en god og enkel måde. 

 

Video 4: Fejl bringer os videre

© Børne- og Undervisningsministeriet

Det er de færreste, der tænker over, at mange af de helt store erkendelser er fremkommet på baggrund af, at forskere har taget fejl. I video 4 giver Sarah Pearson en række eksempler på, hvordan fejlopfattelser har været med til at give os en helt ny indsigt.

Du kan præsentere eleverne for eksempler fra astronomien, hvor netop fejlopfattelser har givet anledning til undersøgelser, hvis resultater gjorde, at man måtte opstille helt nye modeller. Du kan eventuelt tale med eleverne om, at det ikke sker uden sværdslag, da det er meget svært helt at opgive en model, som man har arbejdet med i mange år. Du kan også tale med dem om, at den nye model i mange tilfælde vil vise, at den gamle model stadig er god nok, men nu inden for et begrænset område.

Dette kan konkretiseres for eleverne ved en aktivitet, der tager afsæt i Tycho Brahes undersøgelse af, om Jorden drejer omkring Solen. Eleverne kan undersøge skift i perspektiver i en aktivitet, der tager afsæt i deres observationer af forgrund og baggrund. På den måde får eleverne en forståelse for foranderlighed – og hvordan man kan tage fejl og blive klogere. 

 

Evaluering

Begrebskort

Efter hver video med tilhørende aktiviteter kan eleverne selv lave kort med nye begreber, hvis I indledningsvis har arbejdet med begrebskort. Afslutningsvis kan I have opmærksomhed på, hvor mange nye kort, der er kommet til, og dermed hvordan begrebsforståelsen er øget.

Mindmap – der kan følges op på det indledende arbejde med mindmap

Ved de ord, eleverne kan, skrives en forklaring på, hvad ordet betyder. Hvis eleverne ikke kender forklaringen, står pladsen bare tom, så den kan udfyldes under eller efter forløbet.

Stjerneaften – en bazar af viden om stjerner, galakser, mørkt stof og sorte huller

Evalueringen kan også være tilrettelagt sådan, at forældrene eller andre klasser inviteres til en stjerneaften på skolen, hvor eleverne fortæller om forløbet og viser, hvad man kan se på nattehimlen, både med og uden kikkert/teleskop.

 

Links til yderligere inspiration

Mere viden fra Sarah Pearson

Inspiration til fællesfagligt forløb

Mere om universet og solsystemet

Mere om mørkt stof

Kreditering

Forløbet er udviklet af Styrelsen for Undervisning og Kvalitet i samarbejde med Danmarks Fysik- og Kemilærerforening.

Siden er opdateret af emu-redaktionen
Rettigheder:

Tekstindholdet på denne side må bruges under følgende Creative Commons-licens - CC/BY/NC/SA Kreditering/Ikke kommerciel/Deling på samme vilkår. Creative Commons-licensen gælder kun for denne side, ikke for sider, der måtte henvises til fra denne side.
Billeder, videoer, podcasts og andre medier og filer på siden er underlagt almindelig ophavsret og kan ikke anvendes under samme Creative Commons-licens som sidens tekstindhold.