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 esitellään graafisin menetelmin taivaankappaleiden liikkeitä, erikoisia tilanteita ja kuviteltuja tapahtumia. Tietokoneen avulla voi suorittaa mittauksia ja 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 muuttuminen planeetan etäisyyden Auringosta kasvaessa. Maan ja Kuun keskinäinen liike kuunvaiheineen on esitetty eri videoilla selkeästi mutta hyvin erilaisin toteutustavoin. Syvyysvaikutelma ja varjot antavat lisätehoa esitykselle. Animaatiokuvissa liikkuminen aurinkokunnassa on todellisuudentuntuista ja elämyksellistä.

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

Materiaalit: Tietokoneille on olemassa ohjelmia, joiden avulla saadaan piirretyksi annettujen alkuarvojen ja reunaehtojen perusteella taivaankappaleiden ratoja oman keskustähtensä ympäri tai ulkoavaruuteen liikuttaessa. Törmäyksen osapuolten radat voidaan esittää kunkin komponentin radoista yhdistettynä koosteena kokonaistilanteen hahmottamiseksi. Lisäksi on saatavilla ohjelmia, joiden avulla voidaan suorittaa pitkäaikaismittauksia ja jatkuvaa syvän taivaan havainnointia. 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 kehittymisessä.

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.