NASE es la sigla de "Network for Astronomy School Education", o en español "Red para la Educación de la Astronomía en las Escuelas". Una organización con el patrocinio de la Unión Astronómica Internacional y que integra una constelación de esfuerzos en el campo de la difusión y la enseñanza de la Astronomía. En las siguientes páginas, intentaremos una aproximación a los temas y un esbozo de como aproximarnos a los contenidos. Acompáñenme..
La propuesta NASE ha sido diseñada por experientes profesionales en el tema quienes elaboraron un protocolo de curso de actualización y materiales para planteles docentes aplicables a diversas realidades. Y es que NASE tiene como objetivo participar en la mayor cantidad posible de países para extender el conocimento astronómico mediante herramientas y contenidos sencillos de aplicar y transferir. Una idea fuerza de NASE es que se puede apredenr Astronomía en el aula y en la casa sin inversiones de dinero en materiales costosos. Elementos disponibles en cualquier hogar son ingredientes para recetas de trabajos de observación o modelado.
Características del Programa NASE para educadores escolares.
El programa de actividades NASE, donde es aplicado por facilitadores calificados, está concebido como una acción intensa de actualización en el área de Astronomía y sobre como aplicar una didáctica de la Astronomía en concordancia al conocimiento actual. El protocolo de la capacitación incluye 4 clases (Evolución estelar, Cosmología, Historia de la Astronomía y Sistema Solar) 9 talleres prácticos y la realización de 3 grupos de trabajo (Preparando observaciones. Arqueoastronomía o Astronomía en ciudad, y finalmente Debate sobre enseñanza de la Astronomía en el país anfitrión).
Sin perjuicio de lo previo, los materiales son de libre acceso en la web, por lo que los docente interesados pueden aproximarse de forma independiente a los contenidos de los talleres, ya que conjugan una revisión o "refresco" de conceptos astronómicos básicos a cada tema y a la vez aportan experiencias prácticas sencillas para aplicar con los alumnos en el aula o en los hogares.
Los fascículos o lecciones relativas a cada taller están disponibles gratuitamente el la web del programa NASE en http://sac.csic.es/astrosecundaria/
Cada propuesta se puede leer de modo aislado y ninguna es requisito previo de otra. Es posible concentrarnos en un tema en particular si lo requiere la planificación de nuestro curso. Los nueve talleres abarcan los siguientes temas. En cada caso se cita el resumen descriptivo.
- TA1 - Horizonte local y Relojes de Sol. El estudio del horizonte es fundamental para poder facilitar las primeras observaciones de los alumnos en un centro educativo. Un simple modelo, que debe realizarse para cada centro, nos permite facilitar el estudio y la comprensión de los primeros instrumentos astronómicos. El modelo construido se presenta a su vez como un sencillo modelo de reloj ecuatorial y a partir de él se pueden construir otros modelos (horizontal y vertical)
- TA2 - Movimiento de las estrellas, el Sol y la Luna. Se presenta un método sencillo para explicar como se observa el movimiento de las estrellas, el Sol y la Luna en diferentes lugares de la superficie terrestre. El procedimiento consiste en construir un sencillo modelo que permite simular estos movimientos a la vez que modificar los diferentes valores de la latitud del lugar.
- TA3 - Fases y eclipses. Se presentan algunos modelos sobre las fases de la Luna y los eclipses de Sol y de Luna. También se utilizan los eclipses para determinar distancias y diámetros en el sistema TierraLuna-Sol. Finalmente se presenta una actividad sencilla que permite medir longitudes y alturas sobre la superficie lunar y se explica el origen de las mareas.
- TA4 - Maletín del Joven Astrónomo. Para promover la observación es necesario que los alumnos dispongan de un conjunto de sencillos instrumentos. Se propone que ellos mismos realicen algunos de ellos y después los empleen en la observación del cielo desde el propio centro educativo. Es muy importante que los alumnos entiendan de forma básica cómo se han introducido
varios instrumentos a lo largo de los siglos. Como han nacido y se han hecho necesarios. Hacen falta conocimientos astronómicos, gran habilidad para construirlos y destreza para tomar las medidas o hacer las lecturas correspondientes de las observaciones. Estos requisitos no es fácil desarrollarlos si tratamos de hacer prácticas con los alumnos; por ese motivo se proponen instrumentos muy sencillos.
- TA5 - Espectro solar y Manchas solares. Este taller incluye un enfoque teórico del espectro de la luz del Sol que se puede utilizar en la escuela secundaria. Las experiencias son válidas tanto para primaria como para secundaria. El Sol es la principal fuente de casi todas las bandas de radiación, sin embargo, como nuestra atmósfera tiene una alta absorción en casi todas las longitudes de onda no visibles, sólo se consideran los experimentos en el espectro visible, que es la parte del espectro que está presente en la vida cotidiana de los estudiantes. Para las experiencias en regiones no visibles ver el taller correspondiente. En primer lugar se presenta la teoría, seguida por demostraciones experimentales de todos los conceptos desarrollados. Estas actividades son experimentos sencillos que los maestros pueden reproducir en su clase en la introducción de los temas como la polarización, la extinción, la radiación de cuerpo negro, el espectro continuo, la línea del espectro, el espectro de absorción (por ejemplo, la luz solar) y las líneas de Fraunhofer.
Se discuten las diferencias entre la superficie de emisión solar común y las emisiones de las manchas solares. También se mencionan la evidencia de la rotación de la energía solar y la forma en que pueden ser utilizados en proyectos para escolares.
- TA6 - La vida de las estrellas. Para comprender la vida de las estrellas es necesario entender qué son, cómo podemos saber a qué distancia están, cómo evolucionan y cuáles son las diferencias entre ellas. A través de experimentos sencillos se puede enseñar a los alumnos el trabajo que hicieron los científicos para estudiar la composición de las estrellas, y también realizar algunos modelos sencillos.
- TA7- Astronomía mas allá de lo visible. Los objetos celestes irradian en muchas longitudes de onda del espectro electromagnético, pero el ojo humano sólo distingue una parte muy pequeña de él: la región del visible. Hay formas de demostrar la existencia de esas formas de radiación electromagnética que no vemos, mediante experimentos sencillos. En esta presentación será posible introducirse en aquellas observaciones más allá de lo que es observable con un telescopio que puede usarse en una escuela de primaria o secundaria.
- TA8 - Expansión del Universo. Este taller contiene siete actividades sencillas de realizar, en las que vamos a trabajar los conceptos clave de la expansión del Universo: en la primera veremos de qué se trata el efecto Doppler, en la segunda, tercera, cuarta y quinta experimentaremos cualitativamente con la expansión de un alambre, una goma, de un globo y de una superficie de puntos
respectivamente. En la sexta actividad veremos de forma cuantitativa, la expansión de una superficie e incluso calcularemos la constante de Hubble para ese caso. En la séptima detectaremos la radiación de fondo de microondas.
- TA9 - Planetas y exoplanetas. Este taller se divide en dos partes. En primer lugar se presentan actividades para ayudar a comparar los diferentes planetas entre sí. Se pretende dar contenido a las tablas de datos para que no queden como fríos datos sin más. Para ello se presentan modelos del Sistema Solar desde diferentes tipos de vista: distancias, diámetros, densidades, gravedades superficiales entre otras características. En la segunda parte se considera a Júpiter y sus satélites galileanos como un buen modelo de un “pequeño sistema planetario” y es estudiado mediante el uso de un conjunto de fotografías que han sido tomadas con anterioridad.
- TA10 - Preparación de salidas de observaciones y recomendaciones. Una salida para observar el cielo es siempre una ocasión de aprender y de pasarlo bien, sobretodo si se hace con un grupo de amigos aficionados. Hay que prepararla con tiempo, especialmente si se va a llevar instrumental. Sin embargo no hay que despreciar las salidas más sencillas para ver a simple vista el cielo, con unos binoculares o prismáticos.
¿Desde dónde descargamos esos materiales? En el enlace abreviado http://goo.gl/gmcBU encontrará los diez manuales correspondientes a cada Taller. En el mismo sitio web, además de otros materiales encontraremos un amplio espectro de materiales y las vías de contacto para asesorarse respecto a lo que significan oportunidades regionales o locales de cursos NASE reglados o en cooperación. El contacto en Uruguay es la Inspección de Astronomía (CES) en el mail
Rayuela planetaria.
La siguiente propuesta si bien no aparece incluida en el protocolo NASE, mantiene la idea de un carisma de propuestas activas en la escuela. Esta dinámica consiste en una actividad en patio donde llevaremos adelante un modelo "vivo" del sistema solar. Se muestra en este modelaje la relación de movimientos y posiciones de los cuerpos del Sistema Solar.
" Ya en 2009, en el marco de las actividades del Año Internacional de la Astronomía, el Prof. Claudio Pastrana -en conjunto con estudiantes voluntarios conocidos como "Brigadas Galileo"- pintan en patios de diversos centros de estudios de Primaria y Secundaria las "Rayuelas de Kepler", siendo una práctica que ha persistido en el tiempo. Esta actividad, su evolución -previa a 2009- y una descripción ampliada es accesible en la referencia "Rayuela de Kepler" en el enlace al final de este contenido. "
En esta sesión, la clase trabaja en conjunto para crear un planetario humano y así modelar los movimientos de los cuatro planetas interiores. No se hace extensivo a todos los planetas, ya que con el comportamiento de los cuatro primeros planetas en orden desde el Sol, es suficiente para que todos participen animadamente. Veremos al final el porqué del uso de este término.
Los estudiantes colaboran en la creación de este modelo en movimiento de parte del sistema solar tomando por turnos los lugares de los planetas y ocupando por turnos el lugar de un planeta para completar su recorrido. En el caso los planetas que juegan son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. El Sol también interviene en el centro del modelo.
Las medidas del modelo serán las siguientes. Considerando al Sol como centro del sistema trazaremos circunferencias de las siguientes medidas. En cursos avanzados podemos hacer mención de que las órbitas planetarias no son circunferencias perfectas, sino que los astrónomos las identifican como elipses, aunque valga la pena agregar que las órbitas planetarias son muy parecidas a una circunferencia.
- Mercurio 58 centímetros de distancia al Sol. (6 marcas de cinta o tiza)
- Venus 108 centímetros de distancia al Sol. (16 marcas de cinta o tiza)
- Tierra 150 centímetros de distancia al Sol. (26 marcas de cinta o tiza)
- Marte 228 centìmetros de distancia al Sol. (50 marcas de cinta o tiza)
Para el trazado de estas circunferencias nos auxiliamos de una cuerda con la extensión del radio de cada caso. Un chico mantiene un extremo fijo en la posicion del Sol y los demás se van desplazando con la cuerda tensa para dejar las marcas en el suelo. Pueden turnar para que participen todos.
Con una tabla de distancias promedio de los planetas al Sol a la vista de los estudiantes podrán aventurar que la escala de distancias de este modelo aplica una equivalencia de 1 centìmetro con 1 millón de kilómetros. Mercurio dista en promedio 58 millones de kilòmetros, y la misma idea aplicaremos a los restantes planetas del juego.
Lo anterior en lo referido a las distancias.
Ahora conversemos con la clase respecto al tiempo considerando la escala temporal en el modelo del juego. En los trayectos que de ahora en más llamermos órbitas, realizaremos marcas con cinta aisladora o tiza. El intervalo entre dos marcas consecutivas será de dos semanas. Es decir, cada planeta en el lapso de dos semanas recorrería de una marca a la siguiente en el modelo. En nuestro caso jugaremos en el modelo en tiempo humano, no en tiempo planeta y saltaremos de lugar en lugar al golpe de manos que indicaràn el avance. ¡De ninguna manera esperaremos dos semanas para ver moverse un planeta...! , pero valga la expresión para consolidar este concepto de escala temporal. Es como si nuestro modelo funcionara en cámara acelerada. Procesos que insumen semanas o meses los veremos en movimiento en pocos minutos.
En la órbita de Mercurio haremos 6 marcas. Se ubican 6 estudiantes encima de la òrbita y tratan de ubicarse separados por una distancia aproximadamente igual entre cada vecino de la ronda. Debajo de cada estudiante ubicamos la marca.
Hay entonces 6 intervalos de 15 días; en total 90 días. Está correcto considerando que Mercurio recorre una vuelta en torno al Sol en 88 días.
Seleccione un estudiante que cumplirá el rol de Mercurio. indicaremos que aunque los planetas giran sobre si mismos en un movimiento de rotación planetaria, ¡...eso no será representado en el modelo para no marear a los protagonistas! Hagan todos movimiento de rotación durante 5 o 10 segundos para expresar físicamente el concepto de rotación de un cuerpo. En el modelo representaremos la traslación planetaria.
El estudiante se coloca sobre una de las marcas en la órbita de Mercurio y espera mientras interrogamos al grupo cuantas semanas creen que le llevaría a Mercurio dar una vuelta completa. como pista insistimos en el dato de que distancia temporal entre dos marcas consecutivas es de dos semanas terrestres. Siendo seis marcas, seis por dos arroja un resultado de 12 semanas terrestres, 84 días. Bastante cerca de los 88 días de tiempo de traslación de Mercurio. nos alejamos un poco de la órbita mercurial e indicamos que a cada golpe de mano del maestro el niño avanzará un lugar. Golpearemos las manos en cadencia de 5 o 10 segundos, a intervalos regulares. Ese ritmo o cadencia debería marcar una uniformidad en la velocidad del movimiento. una vez visto el mecanismo de avance, dibujaremos las marcas de los restantes planetas.
La ronda para Venus será de 16 estudiantes ya que necesitamos 16 marcas. Los chicos se disponen distribuidos de modo uniforme a lo largo de la órbita en una ronda donde cada integrante está separado aproximadamente la misma distancia uno de otro. Al pie de cada uno disponemos la cinta o marca de tiza.
Ahora corresponderá comparar las distancias entre marcas consecutivas de una y otra órbita. ¿Qué se observa? Solicite a los estudiantes que describan comparativamente los tramos. Encontrarán que las marcas en la órbita de Venus están más cerca una de otras que en el caso de la órbita de Mercurio. Interroguemos nuevamente por el tiempo existente entre dos marcas consecutivas (dos semanas) e interroguemos sobre cuál de los dos planetas se desplaza más distancia en el plazo de dos semanas (respuesta esperada Mercurio)
Comparemos los movimientos.
Ahora jugaremos el modelo con los dos planetas; un voluntario en una marca en la órbita de Mercurio y otro en la órbita de Venus. Pueden estar alineados respecto al Sol a efectos de favorecer la observación. Recordemos que ambos planetas se tienen que mover al mismo ritmo temporal. entre marca y marca son dos semanas. El maestro dirá en voz alta "¡Dos semanas!" y golpeará las manos, avanzando cada planeta a la marca siguiente. El sentido del movimiento es antihorario alrededor del sol en su respectiva órbita. Comience lentamente hasta llegar a un ritmo de una palmas cada dos segundos.
Luego de una docena de palmas, interroguemos al grupos sobre cuál "gana" la carrera en torno al Sol (Mercurio realiza dos vueltas mientras Venus aún no termina la primer vuelta.)
Confeccionemos ahora la órbita y marcas de la Tierra. Requeriremos que el extremo de la cuerda diste del Sol 150 centímetros. La tierra completa un giro en torno al Sol en 52 semanas. Las marcas estan definidas como una separación de 2 semanas, por lo tanto requerimos de la colaboración de 26 estudiantes. Procederàn de modo análogo a lo descripto en el caso de la órbita de Venus.
Los estudiantes notarán que las marcas de la Tierra están más cerca una de otra con respecto al caso Venus, y aún más con respecto a Mercurio. Interrogaremos a los chicos sobre como les parece que será la velocidad de la Tierra (respuesta esperada, más lenta que los otros dos planetas)
Aún no hemos confeccionado la órbita de Marte. Solicitaremos a los estudiantes que aventuren que pasará con la velocidad de Marte. La velocidad de los planetas parece responder a lo siguiente; cuanto más alejado del Sol, más lento es el movimiento. (respuesta esperada; Marte es màs lento que los otros tres planetas)
Ahora solo resta trazar la órbita marciana y las marcas de posición del planeta rojo en la actividad. Será una circunferencia de 228 centìmetros de radio aproximadamente.
El año marciano equivale a 687 días terrestres (poco más de 98 semanas). Para simplificar la puesta de las marcas redondearemos a 100 semanas sin que esto afecte a la idea general. Como las marcas suponen dos semanas de tiempo necesitamos disponer 50 marcas en la circunferencia de 228 centìmetros de radio. No recurrimos a 50 alumnos, sino que 25 resolverán de la siguiente manera. Se disponen los 25 estudiantes con una tiza cada uno y se distribuyen uniformemente a modo de ronda en la órbita de Marte. Cada uno hace una marca bajo sus pies y luego hace una marca a su derecha. De esa manera cada uno de los 25 estudiantes aporta dos marcas, resultando las 50 marcas requeridas.
Modelo similar visto en http://www.youtube.com/watch?v=ju4cfEp2BgU
Actividad colectiva y discusión de lo observado.
Divida al grupo en equipos de tres o cuatro estudiantes. Indique que hagan una lista de afirmaciones que puedan hacer respecto a lo observado. Luego de algunos minutos colectivizamos las ideas expresadas y las capitalizamos en papelógrafo o pizarra. Algunas de las apreciaciones de importancia que no debemos dejar de considerar
Diferentes planetas requieren diferentes tiempos para completar una órbita alrededor del Sol. Interrogue a los equipos sobre cual puede ser la causa de esto, si es la mayor distancia a recorrer, si es por desplazarse más lentamente, o si son ambas cosas.
Planetas más cercanos al Sol tienen órbitas más pequeñas y se desplazan más rápidamente. Considerar la extensión del "año" de los planetas interiores a la órbita terrestre (Mercurio y Venus). Interrogar a los estudiantes sobre el concepto de "año". (El año de un planeta se define como el tiempo que insume para cumplir una órbita completa en torno al Sol). De lo representado en el patio ¿Cuál planeta tiene el año más corto? (Mercurio) ¿Y el más largo? (Marte)
Apreciar el movimiento de los planetas desde el punto de vista del Sol. Consultar a los estudiantes como se apreciaría el movimiento de los planetas desde el astro rey. Como el Sol está en el centro del sistema, los planetas parecen moverse ordenadamente en el mismo sentido.
Consultar como se aprecian los planetas desde la Tierra. Como nuestro planeta está también en movimiento y no es el centro de la Tierra, los restantes planetas presentan en apariencia movimientos complejos. Vistos desde la Tierra, la posición de los planetas se presentan en constante cambio.
Resumen de conceptos para la discusión e intercambio en la propuesta.
- El Sistema Solar es un conjunto de objetos que orbitan alrededor del Sol, la única estrella en el Sistema Solar.
- Una amplia variedad de objetos orbitan en torno al Sol.
- Los científicos clasifican los objetos de sistema solar de acuerdo a sus características.
- No todos los objetos son fáciles de categorizar.
- Los objetos en el sistema solar tienen lugares y movimientos predecibles.
- El sistema solar en su mayoría es espacio vacío y es muy grande en comparación con los objetos que lo componen.
Finalizando, algunas cosas representadas por el modelo de modo exacto.
- Todos los planetas orbitan al Sol en el mismo sentido.
- Todos los planetas orbitan en el mismo plano.
- Las órbitas son prácticamente circulares, aunque en rigor se definen como elipses.
- Los planetas interiores se mueven más rápido que los externos.
Y lo que está representado de modo inexacto y por lo tanto merece mención.
- El tamaño de los planetas no está a escala. En la escala serían granitos de arena en cada caso.
- No se representa la rotación de los planetas.
Más allá de la actividad.
Nos preguntaremos con el grupo la interesante razón que hay para excluir a los restantes planetas del juego. Una pista... la distancia promedio entre Júpiter y el Sol es de aproximadamente 778 millones de kilómetros, casi 8 metros de distancia al Sol y una cantidad considerable de marcas de cintas en el suelo. El estudiante que jugaría con el rol de Júpiter estaría bastante solo. Y si quisiéramos representar a Neptuno (el planeta más lejano) el estudiante tendría que ubicarse, si queremos respetar la escala, ¡...a 45 metros del Sol! Esa es la razón por la que solo modelamos hasta Marte en el tratamiento de este tema.
Al participar grupalmente en esta ronda de planetas tendremos oportunidad y experiencia para aventurar conclusiones sobre los períodos orbitales de los planetas interiores y exteriores respecto a la órbita terrestre.
En el contexto del trabajo, aporta valor la elaboración de una cartelera común con los siguientes términos explicados e ilustrados con fotografías de la tarea que pueden obtener con ayuda de las XO.
- Rotación
- Traslación
- Año planetario
- Planeta
- Planeta interior
- Planeta exterior
- Sol
Para saber más.
- http://kepler.nasa.gov/files/mws/HumanOrrerySSSmsGEMS.pdf
- http://www.youtube.com/watch?v=ju4cfEp2BgU
- https://www.facebook.com/notes/pastronomia/rayuela-de-kepler-cc-by/10152310703172991/