Obecnie w szkole ponadpodstawowej, w ramach podstawy programowej z fizyki i geografii, należy zrealizować tematykę zawiązaną z elementami astronomii. Bez wątpienia z dużą szkodą dla ogólnego wykształcenia absolwenta szkoły byłaby zupełna marginalizacja wiedzy astronomicznej. Z drugiej strony ciasne ramy wyznaczające przestrzeń czasową na realizację całej podstawy programowej sprawiają, że o taką marginalizację jest dość łatwo. Ogólne warunki i sposoby realizacji opisane w podstawie programowej wskazują na różnicowanie form pracy z uczniami, m.in. metodę projektu, nauczanie przez działanie czy odwróconą lekcję. Idąc za tą sugestią, opracowałem i wdrożyłem projekt edukacyjny bazujący na astrofotografii. Służył nauczaniu astronomii na lekcjach fizyki w korelacji z lekcjami geografii.

Jednym z pierwszych etapów w budowaniu procesu dydaktycznego przez nauczyciela jest wyznaczenie celów nauczania oraz dobór środków, którymi planuje te cele osiągnąć. Wyznacznikiem jest tu podstawa programowa według, której w szkole ponadpodstawowej uczeń m.in. opisuje budowę Układu Słonecznego i jego miejsce w Galaktyce, kształtuje swoje wyobrażenie o ogromie i złożoności Wszechświata, prowadzi obserwacje gwiazdozbiorów nieba północnego, podejmuje refleksję nad pięknem i harmonią świata przyrody.

Pomysł na własny atlas astronomiczny

Nie trudno dziś o dostęp do pięknie wydanych publikacji czy filmów o tematyce astronomicznej i wydawać być się mogło, że to załatwia sprawę… Pomysł, jaki przyszedł mi do głowy polegał na tym, aby uczniowie zamiast korzystać z gotowego atlasu astronomicznego, stworzyli własny ze zdjęć nieba wykonanych samodzielnie, przyswajając przy okazji wiedzę z astronomii.

Według podstawowej zasady, najbardziej trwałą jest wiedza zdobyta przez własne doświadczenie. Astrofotografia, czyli fotografia obiektów astronomicznych, choć wymagająca technicznie, jest dziś w pewnym zakresie osiągalna dla każdego, ze względu na powszechną dostępność aparatów cyfrowych. Za wykorzystaniem drzemiącego w nich potencjału przemawia to, że korzystanie ze smartfona jest dla młodzieży naturalną czynnością.

Dziś bezpośrednia obserwacja nieba często kończy się rozczarowaniem. Powodem tego są rozświetlające niebo światła miast. Jednak fotografując, nawet jeżeli byłoby to w centrum miasta, czuła matryca aparatu jest w stanie kumulować światło i w ten sposób utrwalić wielokrotnie więcej szczegółów niż ludzkie oko. Ilość zarejestrowanych w ten sposób gwiazd robi wrażenie, wystarczy spróbować.

Droga Mleczna smartfonem

Przedstawiając uczniom pomysł na projekt należy odpowiedzieć na pytanie: jakie zdjęcia będą się nadawały? Odpowiedź brzmi: zdjęcie koniecznie ma przedstawiać obiekt astronomiczny i koniecznie musi być wykonane samodzielnie – to podstawowe założenia projektu. Nie oczekujemy tu zdjęć idealnie naświetlonych, ostrych lub książkowo wykadrowanych. Najważniejsza jest tu samodzielność pracy.

Podając kolejne szczegóły i zakładając, że uczeń dysponuje tylko aparatem w smartfonie należy nakreślić jakie daje mu to możliwości w dziedzinie astrofotografii, a są one bardzo szerokie. Każdy nauczyciel może narzucić zakres tworzonego atlasu. Przytoczę jednak przykłady tematów astrofotografii uwzględniając dyspozycje techniczne każdego ucznia. W szkolnym atlasie astronomicznym możemy zamieścić zdjęcia, np.: wschodów i zachodów Słońca, pejzaży z Księżycem, faz Księżyca, światła szarego Księżyca, zjawiska zaćmienia, zjawiska halo, planet, gwiazd, gwiazdozbiorów i asteryzmów, Drogi Mlecznej, komet, zorzy polarnej, koniunkcji planet, sztucznych satelitów.

Indywidualność projektu będą podkreślać fotografie o szerokim kadrze, na których widać nocne niebo i jednocześnie fragment własnej okolicy (tzw. astropejzaż), mogą być to również autoportrety z gwiazdami w tle.

Wśród uczniów znajdą się także szczególnie ambitni, interesujący się tematyką astronomiczną, mający już doświadczenie z astrofotografią, dysponujący zaawansowanym aparatem lub nawet teleskopem. Dla takich uczniów nie zabraknie kolejnych tematów, m.in.: szczegóły na tarczy Księżyca, startrails, plamy słoneczne, linie Fraunhofera, tranzyt planety na tle tarczy Słońca, meteory, szczegóły planet takie jak kolorowe pasy na Jowiszu, księżyce Jowisza, pierścienie Saturna, fazy Wenus, obiekty głębokiego nieba (ang. DSO – Deep Sky Objects) – galaktyki (np. Galaktyka Andromedy), mgławice (np. Wielka Mgławica w Orionie), gromady kuliste i otwarte (np. plejady).

Plan na cały rok

Mnogość obiektów do wyboru sprawia, że projekt można zrealizować z uczniami o różnym stopniu uzdolnień. Działania najlepiej zaplanować na cały rok szkolny, tak aby stworzyć szansę obserwacji różnych obiektów i zjawisk astronomicznych.

Przy realizacji projektu pomocnym zarówno dla ucznia, jak i nauczyciela będzie korzystanie z programu ułatwiającego orientację na niebie – w tej roli znakomicie sprawdza się narzędzie Stellarium. Z kolei na stronie www.heavens-above.com znajdziemy prognozy astronomiczne dostosowane do naszej okolicy. Po porady dotyczące astrofotografii krajobrazowej warto zajrzeć na stronę nightscapes.pl. Znaleźć na niej można wskazówki dotyczące nastaw aparatu, doboru obiektywu czy wykorzystania statywu.

Należy liczyć się z tym, że otrzymamy pracę z fragmentem nieba, gwiazdozbiorem lub gwiazdą, które trudno rozpoznać. Aby temu zapobiec, na wstępie należy postawić uczestnikom wymagania świadomego fotografowania i podawania wraz z pracą opisu zawierającego czas i miejsce obserwacji, co później ułatwi identyfikację zarejestrowanych obiektów.

Moi uczniowie zapytani o udział w projekcie o tematyce związanej z astronomią i fotografią żywo zareagowali. Okazało się, że z ciekawości wykonywali już wcześniej samodzielnie zdjęcia nocnego nieba. Dowodem na to były fotografie, które mieli już w swoim smartfonie, i którymi chcieli się pochwalić. Bardzo często były to zdjęcia z różnych części świata wykonane podczas wakacji. Brakowało im jednak miejsca, w którym mogliby dać temu upust. Proponowany projekt stwarzał dla nich taką przestrzeń w szkole.

Projekt interdyscyplinarny i elastyczny

Końcowym etapem projektu jest selekcja nadesłanych zdjęć i ich edycja. Uczniowie mają przy tym okazję do nauki poprawy kontrastu zdjęć, ich kadrowania, zmiany balansu bieli, wyciągania szczegółów z cieni, zaznaczenia konturów gwiazdozbiorów i ich opis w programie graficznym. Daje to następnie możliwość porównania zdjęcia surowego ze zdjęciem, które zostało poddane obróbce cyfrowej. Uczniowie mogą też wykorzystać jeszcze bardziej zaawansowane techniki jak np. stackowanie zdjęć. Ostateczny efekt wspólnej pracy można wyeksponować w formie prezentacji, wystawy na korytarzu lub zakładki na szkolnej stronie internetowej. Rodzą się przy tym dyskusje i wzajemne porównania, w trakcie których pogłębia się wiedza astronomiczna.

Uważam, że projekt bazujący na astrofotografii bardzo dobrze spełnia swoje zadanie. Wpisuję tę technikę na stałe w swój warsztat pracy. Wspólnie z uczniami i zaangażowanymi nauczycielami udało nam się stworzyć atlas o dużej różnorodności zarejestrowanych obiektów astronomicznych i w ten sposób zrealizować część podstawy programowej przy okazji promując astronomię.

Projekt ma charakter interdyscyplinarny bowiem łączy w sobie zdobywanie wiedzy z astronomii, nabywanie umiejętności technicznych z zakresu fotografii i obróbki cyfrowej, wyrabia wrażliwości na piękno przyrody. Prawdopodobnie, dla niektórych uczestników astrofotografia stanie się na tyle interesująca, że będzie ich nowym hobby. Sadzę, że łatwość modyfikacji projektu i dostosowania do własnych potrzeb, a przy tym duże korzyści dydaktyczne i wychowawcze sprawią, że zyska on naśladowców. Gorąco zachęcam do wykorzystania astrofotografii w krzewieniu wiedzy o Wszechświecie wśród młodzieży.

mgr inż. Robert KALINA, nauczyciel fizyki, matematyki i przedmiotów zawodowych branży TSL w Zespole Szkół Ekonomiczno-Chemicznych w Trzebini i I Liceum Ogólnokształcącym im. Stanisława Staszica w Chrzanowie, autor strony www.obrazfizyki.pl

Bibliografia
1. Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 30 stycznia 2018 r. w sprawie podstawy programowej kształcenia ogólnego dla liceum ogólnokształcącego, technikum oraz branżowej szkoły II stopnia (Dz.U. 2018 poz. 467)
2. https://stellarium.org/pl/
3. https://www.heavens-above.com/
4. http://nightscapes.pl/

TEN ARTYKUŁ POWSTAŁ W RAMACH PROCEDURY AWANSU ZAWODOWEGO. DZIEL SIĘ WIEDZĄ I DOŚWIADCZENIEM Z „KURIEREM”. POMOŻEMY CI W AWANSIE ZAWODOWYM I WSPÓLNIE ZAINSPIRUJEMY INNYCH! SZCZEGÓŁY – TEL. 739 290 210.