Navigation 2


Tulosta tämä sivu
Tietokone taivaanilmiöiden mallinnuksessa

Tietokoneavusteisen opetuksen vallatessa alaa kouluelämässä on luonnollista hyödyntää sitä ja Internetiä taivaanilmiöiden havainnollistamisessa ja mallinnuksessa. Verkosta löytyy runsaasti valmiita videopätkiä, joissa graafisin menetelmin esitetään taivaankappaleiden liikkeitä, erikoisia tilanteita ja kuviteltuja tapahtumia. Tietokoneen avulla voi suorittaa mittauksia, laskennallisia tehtäviä sekä käsitellä esimerkiksi omia tähtikuvia. Näistä kaikista materiaaleista voidaan koota koulun nettisivuille oma arkisto kaikkien käytettäväksi eri oppiaineissa.


Tavoite: Opetella hyödyntämään tietokonetta taivaanilmiöiden mallinnuksessa, mittaustulosten ja kuvamateriaalin käsittelyssä sekä mallien suunnittelussa.

Liikkeet: Aurinkokuntamme planeettojen liikkeitä esittävässä videokuvassa katsojalle hahmottuu selvästi planeettojen kiertonopeuden muutos Auringosta poispäin edettäessä. Maan ja Kuun keskinäinen liike kuunvaiheineen on esitetty eri videoilla selkeästi mutta hyvin erilaisin toteutustavoin. Syvyysvaikutelma ja varjot antavat lisätehoa tilanteen esittämiseen. Animaatiokuvissa liikkuminen aurinkokunnassa on todellisuudentuntuinen ja elämyksellinen.

Erikoistilanteet: Kaukaisempien taivaankohteiden todellista tilannetta eivät tähtitieteilijät vielä tiedä, mutta mikään ei estä olemassa olevan tieteellisen tiedon valossa kuvittelemasta ja suunnittelemasta näitä tuntemattomia olosuhteita mielikuvituksen kautta. Esimerkiksi mustan aukon olemusta ja vaikutusta lähestyvään kappaleeseen on kuvattu erinomaisesti animaatiokuvin. Suurten galaksien törmäysten esittäminen animaatiokuvana havainnollistaa ratkaisevasti tätä muuten niin vaikeasta hahmotettavaa tapahtumaa. Erikoistilanteisiin kuuluvat myös animaatiot suuren meteorin törmäämisestä planeettaamme ja sen aiheuttamista tuhoista.

Materiaalit: Tietokoneille on olemassa ohjelmia, joiden avulla saadaan annettujen alkuarvojen ja reunaehtojen perusteella piirretyksi taivaankappaleiden ratoja oman keskustähtensä ympäri tai ulkoavaruuteen liikuttaessa. Törmäyskomponenttien ratoja voidaan esittää osakuvista yhdistettynä koosteena kokonaistilanteen hahmottamiseksi. Lisäksi on saatavilla ohjelmia, joiden avulla voidaan suorittaa pitkäaikaismittauksia ja syvän taivaan havainnointia jatkuvana seurantana. Kaukoputkeen liitetty tietokone voidaan jättää tekemään itsekseen tällaisia mittauksia yötä päivää. Ohjelmasta riippuen tuotoksena voi olla valmis kuva-aineisto tai muu listattu data jälkikäsittelyä varten.

Pohdittavaa: Mikä on kuvitteellisten tilanteiden mallintamisen totuusarvo? Keskusteluissa on hyvä pohtia myös sitä, mikä rooli näillä mielikuvituksen tuotteilla on ollut nykyisen avaruustiedon realisoituessa aikoinaan.

Lähteitä: Taivaanilmiöiden mallinnukseen soveltuvat monenlaiset lähdemateriaalit. Tärkein ja luotettavin on kirjoista ja Internetistä saatava reaalitieto, jonka avulla mallinnusta voi suunnitella ja rakentaa. Mielikuvitusta ja mallin suunnittelua tukevat havainnollistavat videoanimaatiot, joiden kautta tutkija voi eläytyä ilmiöön. Valmiit avaruudessa sukkuloimisen mahdollistavat ohjelmat antavat todentuntuisen kuvan liikkumisesta taivaankohteelta toiselle rajattomasti.  

Vinkkejä: Mielikuvitukseen ja animaatiokuvaan perustuvia ohjelmia käytettäessä on syytä korostaa oppilaille kriittistä suhtautumista saatuun tietoon tai kuvaan. Keskusteluiden kautta voi karsia mahdollisia väärinkäsityksiä tai liiallista ajatuksen lentoa.

Asiasanoja: Tietokonemallinnus, piirto-ohjelma, animaatiokuva, graafinen esitys, avaruuden kartoitus, elämän etsiminen.