ARCturus

Aurinkokello on yksinkertainen laite, joka ilmoittaa vuorokauden valoisana aikana kellonajan auringonvalon avulla. Kellomalleja on monenlaisia, ehkä yhtä monta kuin on suunnittelijaa. Perusidea kellossa on alustalle kiinnitetty tikku tai keppi, jonka varjon kärki näyttää kellonajan alustalle piirretyllä asteikolla. Julkiselle paikalle kelloa suunniteltaessa on otettava huomioon useita tekijöitä esteettisen hahmottelun lisäksi. Kuvassa on itsevalmistettu aurinkokello perinteisen mallin mukaisesti (kuva IH, Finland).

 

Tavoite: Valmistaa yksinkertainen aurinkokello halvoista materiaaleista. Testata sen toimivuutta luonnossa aurinkoisena aikana.

Tutkimuksia: Auringon liikettä on helppo seurata oppilaiden kanssa joko luokassa tai ulkona koulun pihalla. Oppilaita kehotetaan valitsemaan varjoa luova kohde ja tarkkailemaan valoisan ja varjokohdan paikan muuttumista. Keskustellaan oppilaiden kertomista havainnoista. Yritetään yhdessä löytää varjon siirtymisen ja kellonajan välinen yhteys. Oppilaat voivat tehdä alustavia mittauksia mittaamalla varjon siirtymä muutaman kerran tasaisin aikavälein.

Sen jälkeen kun opettajan johdattelemana on löydetty yhteys kellonajan ja varjon liikkeen välille, voidaan kirjallisuuslähteiden avulla tehdä suunnitelmia aurinkokellon rakentamiseksi. Annetaan oppilaiden ideoida ryhmissä projektin toteutusvaiheita ja kellon malleja. Monia kysymyksiä on ratkaistava ennen toteutusvaiheen alkua. Näitä ovat esimerkiksi leveysasteen ottaminen huomioon, materiaalien valinta, koon suhteuttaminen sijoituspaikkaan nähden sekä esittävyyden testaaminen. Opetuskäyttöön rakennettava aurinkokello voi olla yksinkertainen pahvi ja keppi -ratkaisu. Tärkeintä on silloin tämän havaintolaitteen opetuksellinen toimivuus ilmiön ymmärtämiseksi.

1)  Tutustutaan Auringon näennäiseen liikkeeseen koulun pihalla maahan pistetyn kepin avulla. Ryhmän jäsenistä osa seuraa ajan kulumista kellosta ja ilmoittaa kellonajat ennalta sovituin aikavälein. Osa ryhmästä merkitsee näinä hetkinä maahan kepin kärjen varjon paikan kivillä tai maahan piirtämällä. Keskustellaan saadusta tuloksesta ryhmässä. Samanlainen tutkimus voidaan tehdä myös luokassa pahvin ja tikun avulla. Tämän työn voivat oppilaat tehdä parityönä tai pienissä ryhmissä. Lopuksi vertaillaan ryhmien tuotoksia ja keskustellaan mahdollisista eroista.

2)  Tutustutaan ekvatoriaalisen aurinkokellon toimintaperiaatteeseen valmiin pienoismallin avulla. Valmistetaan parityönä luokassa samanlainen aurinkokello ottaen huomioon oman paikkakunnan leveysaste. Puoliympyrän muotoiseen pahvilevyyn tehdään tuntiasteikko siten, että alue jaetaan 12 osaan 15º välein. Ympyrän keskipisteeseen kiinnitetään Maan akselia esittävä tikku eli gnomon paikkakunnan leveysasteen suuruiseen kulmaan alustaan nähden. Testataan kelloa auringonvalossa ja keskustellaan kellon toimivuudesta vuorokauden eri aikoina. Kuvan aurinkokello on valmistettu 60º leveysasteelle (kuva IH, Finland).

 

 

3)  Pohditaan oppilaiden kanssa suuren, ulos sijoitettavan aurinkokellon rakentamismahdollisuutta. Mietitään sopivaa rauhallista paikkaa, kellon mallia ja rakentamisprosessia. Oppilaat voivat etsiä Internetistä aurinkokellojen malleja tai ideoida omaa mallia. Suunnittelussa on otettava huomioon muutamia tärkeitä kysymyksiä, kuten kellon säilyvyys ulkoilmassa, turvallinen sijainti, kaunis ulkonäkö sekä selkeä esittävyys. Kellon valmistamiseen voivat kaikki osallistua, jos eri toimintoja jaetaan pienille ryhmille. Kelloprojektia voidaan tehdä myös yhden pienen ryhmän omana työnä osana suurempaa projektityöskentelyä.

4) * Etsitään oppilaiden kanssa Internetistä opetuksellisia ja taiteellisia aurinkokelloja. Historiallisissa kohteissa on upeita, suuria ja pieniä aurinkokelloja. Jotkin niistä ovat keskellä puistoa kuten patsaat, muutamia on kiinnitetty museoiden tai observatorioiden seinään. Jos on mahdollista, oppilaiden kanssa voidaan tehdä retki tällaisiin kohteisiin.

5) * Tavallinen aurinkokello toimii päiväsaikaan valoisina tunteina. Oppilaiden kanssa keskustellaan pohjoisen erikoistilanteesta, jolloin Aurinko paistaakin yöllä. Mietitään, miten tällainen yöaikaa mittaava kello voitaisiin konstruoida ja kuinka se toimisi.

6) *  Pohditaan oppilaiden kanssa aurinkokellon toteutusta eri leveysasteilla, päiväntasaajalta lähelle napaa. Kartoitetaan samalla erikoistapauksia, kuten päiväntasaaja, kääntöpiirit, kaamosaika, yötön yö sekä tasausajankohdat. Tilanteita voidaan yrittää mallintaa styrox-pallon ja varjotikkujen avulla.

 

Menetelmät: Luonnossa Auringon liikkeiden seuraaminen, varjon paikkojen kirjaaminen, aurinkokellon valmistus pienoismallina tai suurena ulkomallina.

 

Materiaalit: Pahvia, kangasta, tikkuja, keppejä, kello, astemitta, styrox-palloja.

 

Pohdittavaa: Ympäristötekijöiden huomioiminen ulos sijoitettavan kellon suunnittelussa, yökellon ideointi, auringonnousun ja -laskun ajankohdat aurinkokellossa.

 

Tulosten tarkastelua: Pienoismallien vertailu on välttämätöntä ja mukavaa. Oppilaat voivat koristella mallinsa taipumustensa mukaan. Toimivuuden testaus on tärkeintä.

 

Vinkkejä: Kellolevyn alle tuleva tukikolmio on monille oppilaille vaikea toteuttaa, kun on otettava huomioon kellolevyn säde suhteessa levyyn kiinni tulevaan kateettiin. Sommittelu kannattaa tehdä aluksi sinitarran avulla ennen liimausta. Korjattavaa tulee melko varmasti.

 

Asiasanoja: Aurinkokello, tasoaurinkokello, leveysaste, gnomon, ekvatoriaalinen aurinkokello.

 

 

---