Opiskelujakso

Opetuskokonaisuuden lähtökohdat

Luokassa toteutetaan avaruusprojekti, joka on jaettu viiteen teemakokonaisuuteen. Näitä ovat Maapallo ja Kuu, Aurinko ja muut tähdet, Muut planeetat, Avaruuden pienkappaleet sekä Avaruuden tutkiminen.

Projektin alkuun käydään vierailulla Tietomaassa tutustumassa avaruuteen. Tämän tutustumiskäynnin tarkoituksena on motivoida oppilaat tulevaan projektiin.

Projekti integroidaan kuvataiteeseen. Projektin aikana luodaan luokasta avaruus-aiheista virikkeellistä oppimisympäristöä eri kuvataiteen keinoin. Projektin aikana rakennetaan esimerkiksi planeetat paperimassasta ja maalataan ne käyttäen apuna Internetistä löytyviä kuvia. Jokaisen teemakokonaisuuden kohdalla on esimerkkiehdotelmia, miten luokasta voidaan rakentaa virikkeellinen oppimisympäristö.

Projektisuunnitelman teemat ja oppitunnit

Maapallo ja Kuu

Jakson Maata ja Kuuta käsittelevillä tunneilla on tavoitteena oppia muun muassa maapallon rakenne ja elämän mahdollistavat tekijät, maapallon kiertoliikkeiden vaikutuksia ihmisten toimintaan, vuorokauden ja vuodenaikojen vaihtelu, sekä Kuun vaiheiden syntyminen. Oppituntien keskeisenä ajatuksena on yhdessä oppiminen. Oppituntien keskeisiin käsitteisiin kuuluvat: maan rakenne; kuori, vaippa ja ydin, maapallo ja akseli, kiertoliikkeet; vuorokausi, kuukausi, vuosi ja vuodenajat, aikavyöhykkeet, sekä Kuun vaiheet; nousu- ja laskuvesi ja kuunpimennys Aiheista keskustellaan niin, että oppilaat voivat tuoda esille omia ennakkokäsityksiään ja aiempaa tietouttaan asiasta, tarkoituksena uusien asioiden oivaltaminen ja oppiminen.

Aiheen käsittely alkaa maapallon rakenteeseen tutustumisella, jota havainnollistetaan kuvalla. Tarkkaillaan myös muita Maan ominaisuuksia ja pohditaan ja keskustellaan yhdessä mitkä asiat tekevät elämän maapallolla mahdolliseksi. Keskustelun jälkeen pienryhmille jaetaan karttapallot. Yhdessä oppilaat pohtivat Maan asentoa ja liikettä. Mikä merkitys pyörimisliikkeellä on ja miten se vaikuttaa eri puolilla maapalloa? Yhteisen koonnin jälkeen tutustutaan aikavyöhykekarttaan karttapalloa apuna käyttäen. Vertaillaan kellonaikoja esimerkkien avulla ja mietitään omia matkustuskokemuksia, mihin suuntaan matkattiin ja kuinka se vaikutti kellonaikaan?

Seuraavalla tunnilla tutustutaan vuodenaikoihin. Pienryhmät saavat jälleen avukseen karttapallot joiden avulla yhdessä pohtivat ja havainnollistavat itselleen maapallon liikettä avaruudessa vuoden aikana ja kuinka se vaikuttaa omaan kotimaahamme. Samalla oppilaat pohtivat mitä tapahtuisi jos maapallo kulkisi avaruudessa pystysuorassa asennossa. Pohdintatuokion jälkeen kootaan yhdessä ajatuksia ja pohditaan annettuja kysymyksiä.

Tutustutaan Kuuhun. Kerätään taululle oppilaiden aiempia tietoja Kuusta ja mietitään lopuksi mitkä asioista pitävät paikkansa ja mitkä mahdollisesti eivät. Pohditaan miten kuukausi määritellään ja tutustutaan Kuun eri vaiheisiin kuvien avulla. Mietitään myös millaisia ilmiöitä Kuu aiheuttaa maapallolla. Keskustelun jälkeen tutustutaan tarkemmin kuunpimennykseen ja vuorovesi-ilmiöön.

Äidinkielen tunnilla aihetta voidaan jatkaa jakamalla neljälle pienryhmälle, kullekin yksi vuodenaika, jota oppilaat lähtevät tutkimaan tarkemmin. Oppilaat käyttävät tiedonlähteinään internetiä ja erilaisia tietokirjoja. Ryhmät valmistavat piirroksen josta ilmenee Auringon ja Maan asento kyseisenä vuodenaikana, Suomen näkökulmasta katsottuna ja kirjoittavat puhtaaksi ”tietolaatikon” johon merkitään erilaisia löydettyjä faktoja, kuten päivän pituus, Auringon nousu ja lasku (omalla kotipaikkakunnalla), keskilämpötila, sademäärä jne. Piirrokset astellaan luokkaan, kukin omalle seinälleen kuvitellen, että Aurinko on luokan keskellä.

Aurinko ja muut tähdet

Toinen kahden tunnin teemakokonaisuus on Aurinko ja muut tähdet. Ensimmäisellä oppitunnilla käsitellään muita tähtiä. Oppitunnin keskeinen sisältö on maailmankaikkeuden rakenne ja sen mittasuhteet. Lisäksi tavoitteena on oppilaiden mielenkiinnon herättäminen tähtitieteeseen liittyvien ilmiöiden tutkimiseen.

Aluksi keskustellaan siitä, mitä tähdet ovat. Oppilaiden on myös hyvä tietää, mikä on tähden ja planeetan ero. Tätä voidaan havainnollistaa kuvan avulla. Kuvan avulla käydään myös läpi tähden elinkaari. Maailmankaikkeudesta puhutaan paljon koko avaruus-jaksolla ja se on olennaista myös puhuttaessa Auringosta ja muista tähdistä. Tunnilla opitaan uusi käsite, valovuosi. Käsitteen hahmottaminen voi olla joillekin vaikeaa, koska se on matka, jonka valo kulkee vuodessa.

Tunnilla opittavia keskeisiä käsitteitä ovat tähti, planeetta, punainen jättiläinen, valkoinen kääpiö, supernova, musta aukko, linnunrata, galaksi, universumi ja valovuosi. Näistä voidaan tehdä pari- tai ryhmätyönä luokan seinälle tietoisku. Käsitteitä voidaan myös yhdistää, jos yhden ryhmän aiheena olisi esimerkiksi tähden elinkaari. Tietoiskussa voidaan myös kertoa lyhyesti, mitä ovat astronomia ja astrologia. Apuna oppilaat voivat käyttää kirjoja ja internetiä. Käsitteistä voidaan myös valita ryhmätyöhön vain osa.

Muut tähdet -aihetta voidaan integroida kuvaamataitoon. Katto voidaan koristella tähdillä ja tähtikuvioilla, jotka on tehty esimerkiksi raaputustekniikalla. Samalla tehdään luokasta virikkeellistä oppimisympäristöä. Äidinkielessä voidaan kirjoittaa kirjoitelma jostain tähtiin liittyvästä aiheesta, kuten ”mielikuvitusmatka Mustaan Aukkoon”.

Tämän teemakokonaisuuden toisella tunnilla käsitellään kotitähteämme Aurinkoa. Tunnin keskeisenä sisältönä on ymmärtää Auringon merkitys maapallon elämän ehtona. Keskeistä sisältöä on myös Auringon rakenne ja Auringon energian syntyminen sekä auringonpimennys.

Aluksi keskustellaan, mitä omia kokemuksia oppilailla on Auringosta, esimerkiksi säteilystä ja auringonotosta. Kirjan ja keskustelun avulla otetaan selville, mikä merkitys Auringolla meille on. Auringon rakennetta käydään läpi kuvan avulla, koska muutoin se voi olla vaikea hahmottaa.

Oppilaiden kanssa otetaan selville, kuinka suuri Aurinko on maahan verrattuna sekä se, kuinka kaukana Aurinko maasta sijaitsee. Auringonpimennys voidaan kirjan kuvien lisäksi havainnollistaa piirtoheittimen, tennispallon ja jalkapallon avulla. Lisäksi voidaan ottaa selville esimerkiksi, milloin seuraava auringonpimennys on ja missä se näkyy täydellisenä. Tässä apuna voidaan käyttää internetiä.

Tunnilla esille tulevia keskeisiä käsitteitä ovat korona, aurinkotuuli, auringonpilkku ja auringonpimennys. Myös näistä voidaan halutessa tehdä tietoiskuja luokan seinälle. Lisäksi voidaan tehdä tietoiskuja esimerkiksi revontulista.

Aihetta voidaan myös integroida esimerkiksi äidinkieleen ja musiikkiin. Musiikissa voidaan tehdä laulutietokilpailu ryhmissä. Jokainen ryhmä kirjoittaa ylös lauluja, joissa esiintyy sana Aurinko. Tämän jälkeen voidaan laulaa näitä lauluja yhdessä. Vaikkei näillä tunneilla käsitelläkään Aurinkoa, muistuu vasta opittu mieleen, kun aihepiiri on sama.

Äidinkielessä voidaan pitää tietokilpailu Auringosta. Tietovisailussa voidaan kysyä muun muassa, että miksi Aurinko näyttää isommalta, kuin muut tähdet? Miksi Aurinkoon ja sen lähettyville on mahdotonta mennä? Miksi koko maapallolla ei ole auringonpimennystä yhtä aikaa? Mistä aineista Aurinko pääasiassa koostuu? Mikä osa Auringosta näkyy hyvin auringonpimennyksen aikaan?

Auringon kiertolaiset

Kolmannella kahden tunnin jaksolla käsitellään Auringon kiertolaisia. Aihekokonaisuuden tavoitteena on aurinkokunnan rakenteen oppiminen sekä tiedon etsiminen ja esittäminen. Opittavia käsitteitä ovat aurinkokunta, sisäplaneetat, ulkoplaneetat ja kiertolaiset. Opetusmenetelmänä voidaan käyttää ryhmätyötä, keskustelua, asiantuntijaryhmiä sekä erilaista toimintaa muihin oppiaineisiin integroiden. Aihetta voidaan lähestyä oppilaalle mielekkäällä tavalla, kuten tarinan, laulun, leikin tai keskustelun avulla.

Mikäli ryhmätyötä käytetään aihekokonaisuudessa työskentelytapana, on kaksi tuntia ehdoton minimi, jotta kaikki tarpeelliset asiat saadaan käsiteltyä. Ryhmien ihanteellinen koko on 2-3 oppilasta, ja ryhmätyön aiheina ovat Aurinko, Merkurius, Venus, Maa, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. Aluksi aiheesta piirretään tai leikataan kuva, sekä laaditaan tietolaatikko, jossa näkyvät kohteen perustiedot (mm. koko, lämpötila, ulkonäkö). Tämän jälkeen etsitään eri tietolähteistä (Internet, tietokirjat) lisätietoja kohteesta. Ennen ryhmätöiden esittelyä jokainen ryhmä laatii muille luokan oppilaille kysymyksiä aiheestaan, joihin oppilaat pyrkivät löytämään vastaukset esitelmää kuunnellessaan. Tärkeimmät tiedot planeetoista voidaan koota taulukkoon, joka liimataan vihkoon.

Planeetat voidaan opetella myös yhteistoiminnallisena asiantuntijaryhmä -työskentelynä.Oppilaat jaetaan ns. asiantuntijaryhmiin, joissa kukin ryhmä opettelee oman aiheensa. Sen jälkeen jokainen asiantuntijaryhmä opettaa oman aiheensa muulle luokalle joko hajaantumalla muihin ryhmiin tai yhdessä koko luokan kanssa, jolloin luokan oppilaat istuvat ringissä ja jokainen ryhmä vuorollaan esittelee oman aiheensa.

Toimintaa tunneille saadaan integroimalla eri oppiaineita Auringon kiertolaiset -aihekokonaisuuteen. Oppilaiden kanssa voidaan tehdä oma aurinkokuntamalli, johon valmistetaan pienoismalliplaneetat esim. muovailuvahasta, ja viedään sitten planeetat aukealle paikalle havainnollistamaan aurinkokunnan rakennetta ja kokoa. Kauimmat planeetat joutuisivat käytännössä niin kauas toisistaan, että niiden sijainti voidaan selvittää ainoastaan kartasta tutkimalla sen sijaan, että lähdetään viemään niitä yli kilometrin etäisyydelle muista planeetoista.

Äidinkielen tunnilla voidaan laatia muistisääntö planeettojen järjestyksestä Auringosta katsottuna. Matematiikan tunnilla voidaan tehdä ikätutkimus laskemalla eri planeettojen kiertoajoista kuinka vanha olisi muilla planeetoilla. Kuvataiteen, teknisen- tai tekstiilityön tunneilla voidaan valmistaa oma aurinkokunta eri materiaaleja ja tekniikoita yhdistäen (kierrätystavara, puu, metalli, kangas, paperikohopaino jne.).

Avaruuden pienkappaleet

Kahden seuraavan oppitunnin aikana on tarkoitus käydä läpi avaruuden pienkappaleita, ja niiden uhkaa maapallolle. Tuntien aikana oppilaille opetetaan eri pienkappaleiden ominaisuuksia teorian ja käytännön kautta. Kahden oppitunnin sisältöön mahdutetaan tieto- ja toimintapaketit asteroideista, komeetoista, meteoroideista, meteorista ja meteoriiteista. Jos aikaa jää, voi oppituntien lomaan kertoa myös muusta avaruusromusta, mitä taivaalta silloin tällöin maahan putoaa, kuten satelliitteja.

Keskeisiä tunnilla käytäviä asioita ovat:

- Huomataan, että Aurinkoa kiertävät myös asteroidit ja komeetat

- Opitaan, että asteroidit ovat epäsäännöllisen muotoisia kivisiä taivaankappaleita

- Opitaan, että komeetat muodostuvat kivestä ja jäästä

- Havaitaan, että meteoriitti on Maahan pudonnut taivaankappale

Oppitunti aloitetaan istumalla pimeässä luokassa aivan hiljaa, jotta voidaan aistia, minkälaista avaruudessa kuvainnollisesti on. Tämän jälkeen voidaan alkaa puhumaan avaruuden pienkappaleista ja niiden mahdollisesta uhkasta maapallollemme. Ensiksi oppilailta kannattaa kysyä, mitä he tietävät mahdollisista avaruuden pienkappaleista. Mitä niitä esimerkiksi on olemassa ja minkälaisia ne ovat!?

Tämän jälkeen voidaan aloittaa avaruuden eri pienkappaleiden käsittely esimerkiksi kuvien avulla, kirjasta lukemalla tai keskustelemalla.

- Asteroidit ovat kivisiä taivaankappaleita, jotka kiertävät Aurinkoa ( tunnetaan yli 10 000, mutta yli 1km halkaisija  n. 2 000 000 Jupiterin ja Marsin välisellä alueella, sitä pienempiä vielä enemmän)

- Asteroidit ovat järjestäytyneet kahdeksi asteroidivyöhykkeeksi. Sisempi on Marsin ja Jupiterin välissä ja ulompi Neptunuksen radan takana. Niiden lentoradat muuttuvat törmäyksien vuoksi. Uhka Maapallolle jos niiden radat Auringon ympäri tulevat lähelle Maan rataa.

- Komeetta eli pyrstötähti muodostuu kivestä ja jäästä

- Komeetan pyrstö on kaasuja ja pölyä, ja se on aina Auringosta poispäin

- Meteoroidi on asteroidia pienempi taivaankappale

- Meteoroidi (korkeintaan kymmenien metrien halkaisija) voi olla asteroidin palanen tai komeettojen ytimiä

- Meteoriitti on meteori, joka on läpäissyt ilmakehän ja pudonnut Maahan

- Meteroriitin voi erottaa tavallisesta kivestä muun muassa siitä, että sillä on selkeästi poikkeava paino ja sulanut pinta

- Kraaterit ovat syntyneet, kun meteoriitti on osunut Maahan ja muokannut sen pintaa (kuvasarja kirjasta)

- Suurin osa kraattereista on meteoriittijärviä, koska kuoppa maanpinnassa on täyttynyt vedellä, kun joko pohjavesi tai pintaveden virtaus on täyttänyt sen

Toiminnallista tehtävää tunneille voi tuoda muun muassa seuraavanlaisilla keinoilla:

- Laitetaan luokan pulpetit ja tuolit asteroidivyöhykkeeksi sikin sokin ympäri luokkaa, laitetaan yksi oppilas kulkemaan pimeässä luokassa  huomataan ettei pimeässä avaruudessa liikkuminen ole helppoa  tunnelmaa voidaan nostaa avaruusmusiikilla sekä seikkailun jälkeen esitettävällä avaruusmatkalla

- Jossain sopivassa tilassa voidaan leikkiä Meteori, Meteoriitti, Meteoroidi- leikkiä

 Sitä leikitään maa, meri, laiva – leikin tapaan

 Sovitaan, että alueen keskus on ilmakehä, toisella reunalla on sitten avaruus ja toisella reunalla maapallon pinta

 Tämän jälkeen opettaja huutaa eri kappaleiden nimiä, ja väärään paikkaan menijä tippuu aina pelistä pois

Avaruuden tutkiminen

Viides tuntikokonaisuus käsittelee avaruuden tutkimista. Ennen tätä oppilaiden kanssa on hyvä pohjustaa esimerkiksi seuraavia ilmiöitä ja käsitteitä: maan vetovoima, ilmakehä, ilmanpaine, säteily, planeetta, tähti ja taivaankappaleet. Pohjana muutoinkin jo aiemmissa tuntikokonaisuuksissa esille tulleet asiat tukevat avaruuden tutkiminen -osiota. Aluksi tutustutaan eri tapoihin tutkia avaruutta ja perehdytään myös avaruuden tutkimisen historiaan. Seuraavaksi perehdytään tarkemmin tutkinnassa käytettäviin välineisiin ja niiden toimintaperiaatteisiin. Kolmantena osiona ovat avaruuslennot ja niihin liittyvät seikat. Jotta oppilaat oppisivat avaruusteemaan liittyviä käsitteitä ja vielä osaisivat käyttää niitä oikein, on tärkeää, että opettaja käyttää opetuksessaan alusta asti oikeita termejä ja käsitteitä.

Tuntien alussa tutustutaan avaruustutkimuksen historiaan, merkittävimpiin henkilöihin ja keksintöihin. Tästä esimerkkinä voisi olla Galileo Galilei ja hänen kehittelemänsä kaukoputki. Tässä vaiheessa historia-oppiaineeseen integroiminen olisi loistava tapa tuoda mukaan myös avaruuteen liittyvä suurvaltojen kilpailu saavutuksista ja valloituksista. Toisena teemana perehdytään avaruuden tutkinnassa käytettäviin välineisiin, joita ovat mm. kaukoputki, teleskooppi, satelliitti, luotain, raketti, avaruussukkula ja avaruusasema. Näiden käsittelyssä keskeisintä on tutustua toimintatapoihin ja käytännön sovelluksiin. Välineiden keskinäisiä eroja tulee myös pohtia, esimerkiksi raketti / sukkula. Lisäksi avaruusromu-käsite tulisi selvittää oppilaille.

Kolmantena ja oppilaita ehkäpä kiinnostavimpana teemana ovat avaruuslennot. Jo alussa on hyvä tuoda esille ero miehitettyjen ja miehittämättömien lentojen välille. Historian avulla on hyvä käydä läpi missä ja milloin ihminen (avaruudessa) on jo käynyt. Myös erot käsiteiden astronautti / kosmonautti / taikonautti välillä tulee oppilaille selventää. Avaruussukkulan rakenne ja toiminta sekä astronautin toiminta ja suojavarusteet avaruuslennolla ovat niitä asioita joista voisi muodostaa toiminnallisen tehtävän. Esimerkiksi teknisen työn tunnilla voitaisiin rakentaa avaruussukkuloiden pienoismallit. Tähän olisi helppo integroida osioita myös Ihminen ja teknologia–aihepiiristä.

Lisäksi tässä on vielä kaksi erilaista toiminnallista tehtävätyyppiä aiheeseen liittyen, joita voisi hyödyntää oppilasryhmästä ja resursseista riippuen varioimalla niitä kuhunkin tilanteeseen sopivaksi.

1. Avaruutta tutkimaan -ryhmätyö

– Luokka jaetaan n. 3 oppilaan ryhmiin

– Valmistetaan lyhyt tietopaketti kirjallisuutta ja internetiä apuna käyttäen (esim. PP-esitys, tekstiasiakirja tai ”posteri”)

– Aiheita: Teleskooppi, satelliitti, luotain, avaruussukkula, avaruusasema, astronautin välineet

– Päähuomio: toimintatapa ja käyttökohteet (kuvien merkitys!)

– Valmiit tuotokset esitellään muulle luokalle, kootaan yhteen ja laitetaan esille verkossa tai luokan seinälle

– Oppilaiden teokset ovat osana seuraavaa koealuetta

– Integrointi: tietotekniikka / äidinkieli

2. Satelliittisovellukset

− Käydään läpi joitakin satelliitteja hyödyntäviä sovelluksia ja tutustutaan niihin

− Toiminta tapahtuu resursseista riippuen ryhmittäin pistetyöskentelynä / opettajajohtoisesti demoina

− Sääsatelliitit: Tutustutaan ilmatieteenlaitoksen sivujen kuvilla, animaatioilla ja linkeillä aiheeseen (fmi.fi)

− Kartoitussatelliitit: Tutkitaan esim. lähiympäristöä, Helsinkiä, New Yorkia Google Maps:n avulla (maps.google.fi) à erilaisia tarkkuuksia

− Paikannussatelliitit: Resurssien mukaan tutustutaan erilaisiin GPS-laitteisiin ja niiden toimintaan (ulkona)

− Integrointi: maantieto

Työmoniste oppilaille