Bevezetés	1
Csillagászat és az űrtan tudományos kapcsolódásai	3
Csillagászat az oktatásban	3
Csillagászat az általános iskolákban	4
Csillagászat a középiskolákban	5
Csillagászat a felsőoktatásban	6
Szemléltetés eszközei a tanítási órákon és azon kívül	6
A szemléltetés szerepe Könyvek, folyóiratok	6 7
Filmek, írásvetítő	7
Számítógép	8
Csillagászati programok	9
Interaktív CD-ROM-ok	9
Internet a jövő tankönyve?	9
Mars Surveyor 1998 küldetés az Interneten	10
Helyzetkép a Marskutatásról Használhatóság az oktatásban A HTML oldalak	10 12 14
Záró gondolatok	65
Köszönetnyilvánítás	67
Felhasznált irodalom	68
Mellékletek	69

 
 
 

Bevezetés
 
 

A csillagászat és az űrtan az egyik leggyorsabban fejlődő tudomány napjainkban. Az új eredmények legtöbbször megdöntenek évtizedes, sőt évszázados elméleteket. Nem egyszer korokat és a történelmet meghatározó eszmék alapja volt a csillagászati megfigyelés.

A technikai fejlődésnek köszönhetően a 60-as évektől megjelentek a műholdak és az űrszondák, amelyek egyre újabb és újabb műszereket hordozva segítettek a környezetünk alaposabb megismeréséhez. Kitágultak a határvonalak, és az ember kutatni kezdte a Naprendszer bolygóit is. A szondák benépesítik az eget és a mindennapjainkban (televízió, rádió, kommunikáció) is kikövetelik maguknak a helyet. A legújabb eredményekről akár azonnal értesülhetünk, pl.: élő közvetítések az űrből, Internetes adások.

Az oktatásban azonban nem kap megfelelő hangsúlyt a csillagászat tanítása. Az általános- és középiskolában az információkat több tárgyra osztják fel (fizika, földrajz, biológia, stb.), és ezért nem mindig látszik az összefüggés az elemek között. A NAT-ban még a természettudományos tárgyak óraszámát is mérsékelték, így még kisebb az esély, hogy a diákok átfogó információkhoz jussanak e területen. A felsőoktatásban a földrajz és fizika szakos hallgatók csupán egy félévnyi csillagászati kurzust kötelesek hallgatni. Csillagász képzés jelenleg csak Budapesten, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Karán van. (A József Attila Tudományegyetemen az 1999/2000. tanévtől indul a csillagász képzés.)

A dolgozatom első felében rámutatok a csillagászat és az űrtan más tudományággal való kapcsolatára, ill. az oktatásban betöltött méltatlan szerepével foglalkozok.

Az oktatási eszközök és segédanyagok sok helyről beszerezhetők. Minden tanár a saját belátása szerint hasznosítja ezeket, azonban a leggyorsabb forrás az információs szupersztráda, az Internet. Ez a jövő? Erről szól a harmadik fejezet.

A negyedik fejezetben bemutatom az általam fordított NASA Mars Surveyor 1998 küldetés teljes anyagát, példaként az Internetes információk hasznosíthatóságára az oktatás területén.

1. A csillagászat és az űrtan tudományos kapcsolódásai
 
 

Az űrtan és a csillagászat szinte teljesen elválaszthatatlan egymástól. Az egyik által kapott információkat hasznosítva, rögtön új probléma megoldásán lehet fáradozni. A felbocsátott űreszközök pályáját a csillagász dolga meghatározni, az űreszköz által sugárzott képek az csillagásznak szolgálnak új információkkal. Korábban a csillagászat kizárólag az optikai megfigyelések alapján alkotta elképzeléseit, az űrkutatás eredményei (rádiós és lézerkövetés) gazdagították a rendelkezésre álló eszközöket.

A teljes spektrumban végzett kutatás lehetővé tette a kémia és a fizika számára a távoli (Naprendszeren túli) anyagok elemzését, képet adva az elemek világegyetembeli előfordulásáról.

Az űrbeli megfigyelésekkel megismerhetjük égitestünk globális változásait, utalva ezzel a múltra és a jövőre, megoldást kínálva a környezeti problémákra.

Kísérleteket végezve a súlytalanság állapotában sok új, jól hasznosítható anyag hozható létre az ipar és az orvostudomány területén is.

A földi alkalmazásokban, például az elektronika, a híradástechnika fejlődését is segítette az űrkutatás eredményeinek felhasználása.

Egy teljesen új jogi terület - az űrjog - jött létre, a vitatott űrbeli kérdések rendezésére.

(Űrtan, SH atlasz, 1996 )
 
 

2. Csillagászat az oktatásban

2.1 Csillagászat az általános iskolában
 
 

Nem szerepel önálló tantárgyként a csillagászat a Nemzeti Alaptantervben sem. E témakör tananyagának oktatása továbbra is a földrajz és a fizika tárgyakon belül történik. Az "Ember és természet" műveltségi terület tartalmazza a fizika, a biológia és a kémia tárgyakat. Ezen belül a fizika órák száma maximálisan kettő, ami nagyon kevés. A földrajz saját műveltségi területet kapott "Földünk és környezetünk" elnevezéssel. (NAT, 1995)

A fizika tárgyból a NAT alapján a következő ismereteket kell átadni a tanulóknak a csillagászattal kapcsolatban a 8. évfolyam végéig:

• Vonatkozási rendszerek
• Egyetemes tömegvonzás
• Bolygók és a mesterséges égitestek mozgása
• Kepler-törvények
• A földi gravitáció és a súly

• A Föld mint égitest
• A Föld keletkezése.
• A föld alakja, fő mozgásai és azok földi következménye.

• Időszámítás
• A napi és évi időszámítás elvei, gyakorlata.

• Kozmikus környezetünk
• A Naprendszer tagjai, felépítésük hasonlóságai és kapcsolataik a Földdel.
• A galaxisok és a csillagok keletkezése, fejlődése.
• Mesterséges égitestek.
• Az űrkutatás fontosabb állomásai, jelentősége.

2.2 Csillagászat a középiskolában
 
 

A középiskolás fizikaórán belüli csillagászat oktatás szintén háttérbe szorul a NAT alapelvei értelmében, azonban leginkább a "régi" tankönyvek vannak még használatban. Ezekben a negyedik osztályban önálló fejezetet kap a csillagászat, azonban a negyedik évben a diákok leginkább a továbbtanulásra koncentrálnak, így félő, hogy erre a fontos témakörre nem jut elég idejük.

A Tóth Eszter (Tóth, 1986) és Vermes Miklós (Vermes, 1989) által írt könyvek a következő tematikával dolgozzák fel a témakört:

Tóth Eszter az Univerzum keletkezésétől jut el a Földig. A Vermes-féle tankönyv a csillagászati alapjelenségeken keresztül ér az Univerzum vizsgálatához.

A 14-16 éves korosztály számára íródott a Horányi Gábor: Csillagászat (Calibra) című könyve, melynek felépítése eltér a hagyományos tankönyvekétől. Páros oldalain egy történetet olvashatunk, a páratlan oldalakon a történethez kapcsolódó és azt kiegészítő képeket találunk.

Simon Tamás: Csillagászat (AKG, 1996). Hagyományos felépítésű, de modern ismeretanyagot tartalmaz. A csillagászattörténeti bevezető után a Naprendszert, majd az Univerzumot ismerhetjük meg. Korosztályt tekintve a 16-18 éves gimnáziumi tanulókat célozza meg.
 
 

2.3 Csillagászat a felsőoktatásban
 
 

A fizika szakos hallgatók a negyedik évfolyamon járnak csillagászat előadásra (tanterv 1. melléklet). Csillagász képzés jelenleg csak az Eötvös Loránd Tudományegyetemen van. 1999-től indul a József Attila Tudományegyetemen a csillagász szak, remélhetőleg népes hallgatói létszámmal.

Az egyetemeken a fizika és földrajz ill. a fizikus és geográfus hallgatók tanulnak - kötelezően - egy féléven keresztül csillagászatot. Szegeden az összes Universitas-hoz tartozó intézmény hallgatója felveheti a csillagászat előadást, így jutva csillagászati ismeretekhez. Minden félévben speciális kollégiumok is vannak a témakörben.

A tanár szakos hallgatók (főleg reál szakok) számára különösen fontos a csillagászati alapok elsajátítása, hiszen az oktatásban egyre inkább az a tendencia érvényesül, hogy az érdeklődők jutnak csak megfelelő szintű ismeretekhez és ez a tanár kezdeményezése nélkül nem lehetséges.
 
 

3. Szemléltetés szerepe és eszközei tanítási órákon és azon kívül

3.1 A szemléltetés szerepe
 
 

A szemléltetés néhány funkciója:

• tényanyagnyújtás
• ismeretátadás
• motiválás
• ismeretek rögzítése
• ellenőrzést segítő szerep

• valóság bemutatására
• modellek alkalmazására
• kísérletek végzésére
• a valóság képi ábrázolására

A szemléltetés tehát alapja kell, hogy legyen a fizika és azon belül a csillagászat oktatásának. A csillagászat esetében a tanulókísérletek száma kevés, ezért kell alkalmazni a képeket, mozgóképeket, és minden olyan eszközt, ami segít átfogó képet kialakítanunk a csillagászatról és az űrkutatásról.
 
 

3.2 Könyvek , folyóiratok

A korszerű könyvek színes ábrákkal, képekkel, diagrammokkal, stb. illusztrálják a szövegi részeket, így az oktatásban is jól hasznosíthatóak tankönyvek formájában. Sajnos hátrányuk a gyors elévülés. A több évvel ezelőtt megjelent könyvekből csak az alapokat lehet elsajátítani, az újdonság hiányzik, és a régi állapotot tükrözi.

A folyóiratok csak részben oldják fel a problémákat, a nyomdai átfutási idő hetekkel, sőt hónapokkal késlelteti az eredmények közlését.
 
 

3.3 Filmek, írásvetítő
 
 

A csillagászati témájú filmek jól használhatók az oktatásban. Lehetőségünk van azok összevágására is, igazodva ezzel az általunk késztett óratervhez. Előnye, hogy nagyon szórakoztató, leköti a diákok figyelmét. Sajnos a szűk óraszámkeret ritkán enged meg ilyen "kényelmes" megoldást a tanárnak.

Az írásvetítő köztes megoldást jelenthet a könyv és a videó között. Rajta keresztül megjeleníthetünk képi és szöveges információkat. Szerkesztése könnyű, és naprakész adatokat is tartalmazhat. Az Internet egyes oldalait is "rátehetjük" a fóliákra egy számítógép és egy nyomtató segítségével.
 
 

3.4 Számítógép
 
 

Eljutottam a számítógéphez. Nem titkolom közel áll hozzám, és lehetőség szerint az élet sok területén alkalmazom, például információszerzésre, levelezésre, szövegszerkesztésre, játékra.
 
 

Néhány példa:

• Earth Centered Universe: csillagtérkép, változtatható nézőpont (WIN3.1)
• Skyglobe: csillagtérkép, nagyítható, tér és idő módosítható, nyomtatás (DOS)
• Gravity v2.0: égi mechanika, grafikus megjelenítés, nyomtatás (DOS)
• CLEA: asztrofizika, mérések, grafikus megjelenítés, nyomtatás (WIN3.1)
• StarClock: csillagok fejlődése
• H-R Calc for Windows: hőmérséklet és fényesség meghatározása

Az egyik legújabb ismeretterjesztő CD-ROM az "Utazás a csillagok között", amely Magyar Csillagászati Egyesület és az Uránia Csillagvizsgáló ajánlásával jelent meg. Sajnos a CD-ROM-ok előállítása költséges és sok munkát igényel. Magyar nyelven alig néhány kapható. Angolul több érető el, de az angol nyelv ismerete követelmény, ami egy általános vagy középiskolástól nem várható el, ilyen szinten.

3.3.3 Internet a jövő tankönyve?
 
 

Ez egy új információs forrás. A jelentősége megkérdőjelezhetetlen. A rajta fellelhető adatok, képek, filmek száma óriási és egyre bővül. Hiszen ezt a "könyvet" több millióan írják egyszerre.

Előretörése gyors volt és nem volt még módunk felkészülni a teljeskörű felhasználására. Pedig számos előnyös tulajdonságát lehet említeni a tanítás vonatkozásában is. Legfőbb vonásai:
 
 

• a naprakészség
• teljesen szabadon választható és szerkeszthető ismeretanyag
• multimédiás felület
• letölthető minden (hang, kép, videó, stb.) anyag

A technikai feltételek szinte mindenhol adottak, elég egy számítógép és egy telefonvonal a kapcsolat megteremtéséhez. Ez pedig a Sulinet program jóvoltából szinte minden középiskolában és az általános iskolák jó részében rendelkezésre áll. A NAT is hangsúlyt fordít a számítástechnikai ismeretek elsajátítására már a hatodik osztálytól kezdődően, így a gyerekek könnyedén elboldogulnak a szoftverek használatával.
 
 

Az alapvető kérdés tehát az, hogy a tanár tudja-e, és akarja-e használni az Internetet.
 
 

A válasz nem lehet kérdéses. Használni kell! Be kell építeni az órai munkába, ha az a könnyebb megérthetőséget szolgálja.

Természetesen itt is vannak problémák. Az órát nem lehet úgy megtartani, hogy a diákok szabadon "szörfözzenek" az Interneten, mivel ez a témától való elkalandozását is eredményezheti. Az információkat előre le kell tölteni, és azokban irányítani kell őket, esetleg a tanár csak maga demonstrálja (egy géppel) az anyagot.

További problémaként fontos megemlíteni, hogy a NAT nem támogatja a számítástechnika más tantárgyakba való integrálását és az Internetet sem, így nagyon kevés a magyar nyelvű oktató célra készült anyagok száma. Ennek bővítése, népszerűsítése ránk hárul, tanárokra.
 
 

4. Mars Surveyor 1998 küldetés az Interneten

A Marsról először az 1976 nyarán pályára állt két Viking űrszonda készített közeli képeket, mérték a felszín hőmérsékleti változásait, elemezték a légkör összetételét. A leszállóegységek kémiai vizsgálatokat is végeztek, valamint évekig szolgáltattak meteorológiai méréseket. Az amerikai sikeren felbuzdulva az oroszok is több szondát bocsátottak útnak, de legtöbbjük meghibásodott…

Két évtizednyi szünet után indultak útjukra az új generációjú űrszondák. A Mars Observer meghibásodása után a Mars Global Surveyor sikeresen jutott (1997.09.12.) el a Marshoz, és azóta is kifogástalanul működik. Még ugyanebben az évben egy másik expedíció is indult Mars Pathfinder névvel, amely simán landolt a Mars felszínén. A Sojourner autó a rajta elhelyezett kamerával és az APXS berendezéssel a talaj képét ill. a talaj és a sziklák anyagi összetételét vizsgálta. A Sagan-állomás eközben CCD kamerás (IMP) felvételeket készített és meteorológiai megfigyeléseket végzett.

A korábbi drága űrszondáktól eltérően a Mars Pathfiner űrszonda alacsony költségvetéssel (250 millió dollár) is bebizonyította, hogy a sikeresség nem a pénz függvénye, ezzel nagy lökést adott a Mars-kutatás fejlődésének.

A NASA minden indítási ablakot szeretne kihasználni a Mars Surveyor szondák küldéséhez, ezek az ablakok 23-25 hónaponként "nyílnak" meg, ekkor a Mars a Napból nézve kb. 44 fokkal előbbre jár a pályáján, mint a Föld. (Űrtan, 1996). A legkevesebb hajtóanyaggal az ún. Hohmann-pályán lehet eljutni a Marshoz, azonban az utazási idő megrövidítése céljából nem pontosan ezen a pályán haladnak a szondák, hanem ettől kissé eltérnek.

A közeljövő Mars expedíciói közül a legközelebbi a Mars Surveyor 1998. Ez a rendszer két részből áll. Egy keringő (orbiter) és egy leszálló (lander) egységből. Az orbiter feladata többek között a légkör mozgásainak vizsgálata, a landeré pedig a - déli jégsapkán leszállva - talajminták elemzése, kutatás a víz után.

A későbbi indítási ablakokra tervezett programok még nem véglegesek, de a következő kutatási tevékenységek várhatóak.

A diákok számára az általános iskolás fizika órán csak figyelemfelkeltésre és az aktualitásra való tekintettel javasolom. A földrajz tárgyból viszont szerves része lehet a tananyagnak egy "Mars Surveyor 1998" óra, lehetőség szerint hangsúlyozva a fizika kapcsolódásait a témához. Vegyük figyelembe a gyerekek által ismert szókincset és azt használva adjunk elő.

A középiskolában már mélyebbek az ismeretek. Vizsgáljuk a fizikai aspektusokat, pl.: első, második űrsebesség; Hohmann-pálya; műszerek működése, stb. A speciális csillagászati osztályok pedig önállóan is feldolgozhatják a főbb oldalakat, a tananyaghoz kapcsolva.

A felsőoktatásban már teljes mértékben felhasználható. Illeszkedik a Csillagászat előadások anyagába:

• Internet és a csillagászat
• Csillagászati műszerek
• A bolygók tulajdonságai, bolygókutatás űrszondákkal

A következő 51 oldal a Mars Surveyor 1998 küldetés magyar nyelvű fordítását tartalmazza. Ezt magam készítettem el az eredeti NASA Mars Surveyor 1998 honlapok alapján. (http://mars.sgi.com/msp98/msp2.html)
 
 

Záró gondolatok
 
 

Dolgozatomban igyekeztem körültekintően megvizsgálni a csillagászat és az űrkutatás oktatásának helyzetét. Rámutattam, hogy mennyire elhanyagolják ezeket a - szerintem - rendkívüli fontosságú témaköröket.

A modern embernek a jövőbe kell néznie. Egyes előrejelzések szerint a következő évszázad az űrkutatás, ezen belül is a Mars kutatás évszázada lesz. Ezért kell figyelemmel kísérni az eseményeket, ha lehet napi frissességgel.

Természetesen nem az általam szerkesztett Mars Surveyor 1998 honlapok az elsők a magyar nyelvű hálózaton elérhető csillagászati oktató anyagok közül. Felhívom a figyelmet három webhelyre. Az AKG honlapján (http://supernova.akg.hu) friss kozmológiai és űrkutatással kapcsolatos hírek olvashatók. Ezen oldalak szerkesztésében a diákok is résztvesznek. A JATE csillagászati honlapján (http://www.jate.u-szeged.hu/obs, dr. Szatmáry Károly szerkesztésében) egy nagyon részletes szakkönyv és Internetcím lista is található, amely nagy segítséget nyújt minden tanulni és kutatni szándékozónak. A Magyar Csillagászati Egyesület lapjain (http://www.mcse.hu) is számos hasznos információ olvasható.

Az Egyesült Államokban és szerte a világon nagyon sok Internetes csillagászattal és az űrkutatással kapcsolatos oktatási program található. Ezeket kellene a magyar tanítási gyakorlatra átültetni. Példaként a NASA Marssal kapcsolatos programját említem, amely rendkívül látványos és érdekes információkat tartalmaz a Mars történetéről és az expedíciókról. A 2. mellékletben a "Mars felfedezése" című 40 oldalas anyag első két oldala látható. A témához tanári kézikönyv is letölthető. Az ajánlott korosztály 10-16 év. Tehát a legfogékonyabb időszakban próbálják megszerettetni a gyerekeket a "Vörös bolygóval".

Az anyag ingyen letölthető! (http://marsnt3.jpl.nasa.gov/education/index-education.html)

Célom az Internet oktatási célú felhasználhatóságának a hangsúlyozása és egy jelenleg folyó Mars-misszió magyar nyelvű bemutatásának elkészítése volt. Ezeket a lapokat elhelyezzük a Szegedi Csillagvizsgáló címén. Ha ez csak kis mértékben is, de segít a csillagászat és űrkutatás tanításának jelenlegi helyzetén, akkor sikeresnek érzem a dolgozatomat.
 
 

Szeged, 1998. november 10.
 
 

Szeretnék köszönetet mondani a dolgozatom elkészítésében nyújtott hathatós segítségért témavezetőmnek, dr. Szatmáry Károly tudományos főmunkatársnak (JATE) és a Juhász Gyula Tanárképző Főiskola Fizika tanszékének.