Lærerveiledning Passer for: Varighet: GPS-jakten Vg1-Vg3 90 minutter GPS-jakten er et skoleprogram hvor elevene lærer om bruk av GPS, kart og GIS. Det beste er at elever og lærere er forberedt når de kommer på vitensenteret. Lærerveiledningen inneholder viktig informasjon om skoleprogrammet, og det er derfor fint om den blir lest i god tid før besøket. Vi ønsker at lærerne skal få en best mulig opplevelse og læringsutbytte av å ta med klasser til senteret. Vi oppfordrer til aktivt å ta del i opplegget sammen med elevene. Skoletilbudet til INSPIRIA science center er ment å være en integrert del av opplæringen. Ved å utføre for- og etterarbeid til programmet vil elevenes læringsutbytte økes, og lærerne vil kunne benytte aktivitetene som et verktøy til å nå konkrete mål i kunnskapsløftet. 1
Hovedområder og kompetansemål fra kunnskapsløftet: Geografi Hovedområde - Geografiske kjelder og verktøy Mål for opplæringen er at eleven skal kunne Lese og bruke kart i ulik målestokk, og gjøre enkel kartanalyse Bruke digitale kart og geografiske informasjonssystem (GIS) Finne fram til, og presentere, geografisk informasjon ved å lese og vurdere tekst, bilder og statistiske framstillinger fra digitale og andre kilder Geofag 1 Hovedområde - Geofaglig verktøykasse Geofaglig verktøykasse Mål for opplæringen er at eleven skal kunne Trekke ut og analysere informasjon fra forskjellige typer geofaglige kart, flybilder, radarplott og satellittbilder Geofag 2 Geoforskning Mål for opplæringen er at eleven skal kunne Gjøre rede for problemstillinger, metoder og resultater i et forskningsfelt innen geofag 2
Forarbeid Før besøket på INSPIRIA science center bør elevene ha utført enkelte aktiviteter og ha kjennskap til en del begreper knyttet til skoleprogrammet. Nedenfor følger aktivitetene og begrepene. 1. Aktivitet: GIS GIS kan være så mangt. Det kan være kart der geologisk interessante områder er tegnet inn eller POI (Points Of Interest) lagt inn i kartdata på en GPS i en bil eller i en håndholdt enhet. Oppgave: La elevene lage sine egne kart der flere lag med informasjon legges inn ved hjelp av transparenter eller et digitalt billedbehandlingsprogram, for eksempel GIMP. Kopier opp et kartutsnitt over et område (lokalt eller internasjonalt). Elevenes oppgave er å legge informasjon inn i kartet ved hjelp av merking etter fargekoder. En god, gratis digital kilde for kartutsnitt er norgeskart.no: http://www.norgeskart.no/adaptive2/default.aspx?gui=1&lang=2 En enkel oppgave vil være å legge inn venners boliger, lokale butikker og liknende i et lokalt kartutsnitt. For spesielt interesserte kan det være å legge inn hvilke fiskearter det er godt fiske på i innsjøer i lokalområdet. En vanskeligere oppgave vil være å bruke et kart over et navngitt område og data fra databaser på nettet til å merke av områder med for eksempel spesifikke ressurser/arealbruk/skjult infrastruktur i flere lag. Bruk av GIMP krever en viss programvarekompetanse, bruk av kartkopi og transparenter krever et godt øye og en stødig hånd. 2. Aktivitet: Radon Radon er en radioaktiv gass vi har mye av i store deler av Norge. Radon er et nedbrytningsprodukt fra uran som forekommer i mye av granittforekomstene her til lands. Radon forårsaker strålingsskader og er en vanlig årsak til lungekreft. Radon forårsaker stor skade av flere årsaker. Siden det er en tung gass, samler den seg i bygningsmasser, særlig i kjellere. En annen viktig årsak til skadeomfanget er nedbrytningsrekken til radon-222 ( 222 Rn), som er resultatet når uran degenererer: 222 Rn er et produkt av nedbrytningen av Uran-238 ( 238 U, via flere mellomprodukter: 234 Th, 234 mpa, 234 PA, 234 U, 230 Th, 226 Ra, gir 222 Rn). Disse produktene er forøvrig fordelt på 4 forskjellige nedbrytningskjeder som ender i Thallium (Th) eller bly (Pb). 222 Rn gir nye radioaktive produkter: 1. Alfanedbrytning til 218 Polonium, halveringstid 3,10 min 2. Alfanedbrytning til 214 Bly, halveringstid 26,8 min 3. Betanedbrytning til 214 Vismuth, halveringstid 19,9 min 4. Betanedbrytning til 214 Polonium, halveringstid 0,1643 ms 3
5. Alfanedbrytning til 210 Bly, halveringstid 22,3 år 6. Betanedbrytning til 210 Vismuth, halveringstid 5,013 dager 7. Betanedbrytning til 210 Polonium, halveringstid 138,376 dager 8. Alfanedbrytning til 206 Bly, som er stabil Alfastråling utgjør normalt ingen trussel, siden den ikke trenger gjennom hud. Når vi puster inn stoffer som avgir alfastråling er den skadelig, fordi den trenger gjennom de tynne slimhinnene i lungene. Betastråling er også kreftfremkallende, det samme gjelder den enda mer skadelige gammastrålingen som også avgis ved nedbrytningen, gjerne umiddelbart i etterkant av alfa og betanedbrytning. Når vi puster inn radongass, mottar vi dermed en betydelig strålingsmengde. Dette gjør radon til et svært farlig stoff. Oppgave: Undersøk radonforholdene i lokalområdet. Finnes det geologiske forhold som tilsier at Radon kan forekomme? Hva ligger radonmålinger i lokalmiljøet på? Finn ut hvordan radon måles og kartlegges, og hvilke tiltak som kan gjennomføres for å fjerne radontrusselen i en bolig. Begreper Geodetisk modell En matematisk modell av jordkloden. Jorda er ikke en perfekt kule, og den egentlige fasongen til jordkloden krever en komplisert matematisk framstilling. De geodetiske modellene av jordkloden er forenklede matematiske modeller basert på ellipsoider, og gir matematiske modeller som kan brukes til utarbeidelse av kart og til posisjonsangivelser på kart og GPS. Lengdegrader og breddegrader - Jorda er tilnærmet en kule, derfor er det naturlig å dele overflaten opp som overflaten på en kule. Inndelingen tar utgangspunkt i polpunktene og ekvator. Breddegrader tar utgangspunkt i at polpunktene ligger på 90 nord og sør, mens ekvator danner en linje rundt midten av kloden og ligger på 0. I lengderetningen tar man utgangspunkt i at 0 er den linjen som går mellom polpunktene og gjennom The Royal Observatory i Greenwich, som nå er en del av London (bestemt ved den internasjonale mediankonferansen i Washington i 1884). Deretter deles jorden inn i 360 langs linjene parallelt med ekvator. Grader, minutter og sekunder - Posisjoneringskoordinater som brukes på overflaten av en kule. En sirkel deles som kjent tradisjonelt inn i 360, og man bruker sirkler med bestemte posisjoner og retninger til å dele jordoverflaten i et rutenett. Jorda deles inn i 360 rundt ekvator. Hver grad deles i 60 minutter, som igjen deles i 60 sekunder. Siden linjene på tvers av ekvator møtes på polpunktene er 1 (lengde) en kort distanse i nærheten av polene (0 m på polpunktet), mens det er mye lengre ved ekvator (111 319,5 m). Breddegradenes lengde er nesten konstante (gjennomsnitt 111 133 m), siden de utgjør 90 sirkler ( polsirklene utgjør egentlig 4
bare punkter) i parallelle plan mellom ekvator og polpunktene. Breddegradene deles i senere tid ofte i desimalgrader i stedet for minutter og sekunder. Datum Betegnelse på et koordinatsystem i lengde og breddegrader basert på en bestemt geodetisk modell av jordkloden. Det vanligste datumet i dag kalles WGS84. Pseudo random kode En tilfeldig kode som ikke er helt tilfeldig likevel. Koden genereres etter en algoritme (et sett matematiske regler) ut fra et bestemt matematisk utgangspunkt som gjør at en mottaker med tilgang på algoritmen kan dekode den. Koden brukes til kryptering av signaler, for eksempel av GPS og elektroniske sikkerhetskort for nettbankbruk. Har ofte morsomme navn som Blum Blum Shub og liknende. (Matematikere ) Geostasjonær bane Banen til en satellitt som gjør at satellitten hele tiden står over samme punkt på jordkloden. Fint når en trenger å rette en parabolantenne mot satellitten for å styrke en signalstrøm tilstrekkelig til å kunne se HDTV, men ikke praktisk for GPS-bruk. Semi-synkron bane Bane der en satellitt bruker 12 timer på et omløp. GPSsatellitter befinner seg i slike baner i plan som heller i forhold til ekvatorialplanet. Banens plan er stasjonær i forhold til stjernene, og en satellitt i denne typen bane befinner seg ca. 20 200 km over havnivå. Elliptisk bane Satellittbane som er ellipseformet, det vil si at satellittens avstand til jorden varierer med omløpstiden. Sirkulær bane Sirkelformet satellittbane som gjør at satellitten hele tiden har samme avstand til jordas sentrum. Brukes av satellitter for GPS. 5
Etterarbeid 1. Aktivitet: Refleksjonsnotat Lag et refleksjonsnotat fra dagen på INSPIRIA (se kopieringsmal) 2. Aktivitet: Problematisering av arealberegning med GPS GPS har en gjennomsnittlig unøyaktighet som kan settes til <10m. Hvilke konsekvenser har dette for beregning av arealer av forskjellig størrelse og form? Hva blir i teorien det prosentvise avviket i to retninger (minste og største beregnede areal) dersom man bruker sirkler som utgangspunkt? Bruk en sirkel med 30 m radius og en sirkel med 3 km radius til utregningene når avviket er 10 m, enten større eller mindre radius. Hva blir i teorien det prosentvise avviket i to retninger (minste og største beregnede areal) dersom man bruker kvadrater som utgangspunkt? Bruk et kvadrat med sider på 30 m og et med sider på 3 km til utregningene når avviket er 10 m, enten større eller mindre radius. Kan du ut fra resultatene si noe om når det er mest hensiktsmessig å bruke GPS til arealberegning? Kopieringsmaler til etterarbeid følger på de neste sidene 6
Kopieringsmal Etterarbeid 1. Refleksjonsnotat Refleksjonsnotat Navn på skoleprogrammet; Navn; Skole; Klassetrinn; Dato; 1. Gi en kort beskrivelse av programmet; 2. Hva var hensikten med programmet? 3. Hva er de 3 viktigste tingene du har lært? 4. Er kunnskapen nyttig å ha med seg videre i livet? 7
Beregning av areal, sirkler: Liten sirkel, r=30 m: Utregning, reelt areal r=30 m Utregning, største areal: Utregning, minste areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, største areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, minste areal: 8
Beregning av areal, sirkler: Stor sirkel, r=3 km: Utregning, reelt areal r=3 km Utregning, største areal: Utregning, minste areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, største areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, minste areal: 9
Beregning av areal, kvadrater: Lite kvadrat, s=30 m: Utregning, reelt areal Utregning, største areal: s=30 m Utregning, minste areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, største areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, minste areal: 10
Beregning av areal, kvadrater: Stort kvadrat, s=30 m: Utregning, reelt areal Utregning, største areal: s=3 km Utregning, minste areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, største areal: Prosentvis avvik fra reelt areal, minste areal: 11