Film naturvidenskaben og gør den synlig af Heide Munk og Bjarne Juul Johansen

Transkript

1 Filmnaturvidenskaben oggørdensynlig afheidemunkogbjarnejuuljohansen HM FolkeskolelærerpåFrørupskole,Nyborg BJJ FolkeskolelærerpåToftegårdsskolen,Fåborg ogenergivejlederpåtrentemøllenaturskole Fag: Klassetrin: Antalsiderinklusivbilag: Statusforprojektetsgennemførsel: TidligeredeltagelseiDMinaturfag: Fysik/kemi,Biologi,Natur/teknik,Idræt Framellemtrintilgymnasiet 5sider+forside Underafprøvning Ikketidligeredeltaget

2 Film naturvidenskaben og gør den synlig! 1 Indledning De naturvidenskabelige programmer, som sendes i fjernsynet, benytter sig ofte af slowmotion eller det modsatte time lapse (fastforward), for at synliggøre noget for os seere, som vi, som mennesker, ellers ikke er i stand til at observere. Disse programmer er blandt andre Volt (TV2), Den fantastiske planet (DR1), Mythbusters (Discovery), som ses af både børn, unge og gamle. Det var med fascinationen af disse slowmotion- og time lapse optagelser, at vi gik i gang med at undersøge marked for udstyr til at lave lignende optagelser. Det viste sig at være det rigtige tidspunkt at anskaffe sig sådant udstyr i de stramme skolebudgetter, da der på markedet findes udstyr, som ikke koster ret meget mere end de almindelige apparater, der allerede findes i et naturfagslokale. Udgangspunktet i projektet er de muligheder som opstår, når man kan lave super slowmotion- og time lapse optagelser. Derfor er Film naturvidenskaben og gør den synlig ikke kun tænkt som et isoleret undervisningsprojekt, men et projekt, der skal integreres i den almindelige undervisning, og bruges når det er hensigtsmæssigt, i både naturfagene og idræt. Der bliver givet nogle eksempler senere i denne beskrivelse. Målet med projektet I formål for biologi og fysik/kemi stk. 2 står der næsten det samme, nemlig at Undervisningen skal udvikle elevernes interesse og nysgerrighed over for natur, biologi, naturvidenskab, teknik fysik, kemi, og teknologi og give dem lyst til at lære mere. (sidste del er sammensat fra begge fag). For at vække interesse og nysgerrighed må man bestræbe sig på at lave undrevisning, hvor eleven undres og stiller spørgsmål frem for at lave undervisning og andre mirakler, som man burde overlade til trylleskolen. I forhold til Fælles mål er de følgende punkter overordnede mål: Planlægge, gennemføre og vurdere undersøgelser og eksperimenter i naturen og laboratoriet. Anvende informationsteknologi i forbindelse med informationssøgning, dataopsamling, bearbejdning og formidling. Til de enkelte fag er der nogle faglige mål, som kan ses senere i denne beskrivelse. Foto: High speed optagelse af lyn. 1/300 sek. mellem hvert billede.

3 Film naturvidenskaben og gør den synlig! 2 Slowmotion (High speed optagelser) Ved at bruge slowmotion, kan man nedsætte hastigheden for en hændelse, så man kan nå at opfatte detaljerne. Det er som at bremse tiden og rejse ind i et øjeblik for så at opdage en helt ny verden. En verden der normalt er usynlig for os. Som eksempel kan gives et majskorn som poper. Dette sker så hurtigt at øjet ikke kan nå at opfatte hændelsen, men ved med super slowmotion kan man både se og beregne hastigheden, hvormed et majskorn folder sig ud til et popcorn. Hvis man optager med et almindeligt kamera og afspiller det i slowmotion, vil man opleve at filmen hakker. Det er fordi et almindeligt kamera optager med omkring 30 billeder i sekundet, og hvis man afspiller det i slowmotion (f.eks. ½ hastighed) vil der kun være 15 billeder i sekundet. Det er ikke nok for at vores øjne vil opleve det som flydende. Dertil kræves en afspilningshastighed på 24 billeder i sekundet eller derover. For at få nogle gode slowmotion afspilninger, bliver man nød til at optage hændelsen med et High Speed Kamera. Et sådan kamera optager med langt flere billeder i sekundet end et almindeligt kamera. Disse kameraer er almindeligvis meget dyre, men pga. teknologiens konstante udvikling er det i dag muligt at købe et kamera (Casio EX-F1 til kr ), som kan tage almindelige billeder, video og high speed video. Der er på dette kamera 3 valgmuligheder til optagelse af high speed video. 300, 600 og 1200 fps (frames per sekund). Når man optager med 300 fps og afspiller det med 30 fps vil et sekunds optagelse blive til 10 sekunders afspilning. Et sekunds optagelse bliver til følgende længde video: Optagelseshastighed Afspilningslængde 300 fps 10 sekunder 600 fps 20 sekunder 1200 fps 40 sekunder At kunne optage med 1200 fps, betyder at man kan se alle detaljer ved en flyvende humlebi, et majskorn som popper og affyringen af en tændstik-, eddike+natron- og vandraket. Foto: Billede af flyvende humlebi med ca. 300 vingeslag i sekundet Foto: Popcorn som popper. Total udfoldning 1/100 sek. Foto: Affyring af vandraket. Maks. hastighed 22 m/s

4 Film naturvidenskaben og gør den synlig! 3 Time lapse (fast forward) At være så kedeligt som at se maling tørre, er en talemåde som ikke længere holder, når man blander det med time lapse. Når ting forgår så langsomt at vi ikke kan danne os et overblik over hændelsen, vil det være rart at sætte hastigheden op. Dette kan gøres ved brug af time lapse. Time lapse foregår ved at man tager nogle billeder med et fast interval over en vis tidsperiode. Når man har nok billeder, eller hændelsesforløbet er overstået, sætter man billederne sammen til en film. Hvis man f.eks. tager et billede pr. sekund i en time og laver dem om til en film og afspiller den med 30 billeder i sekundet, vil en times optagelse blive til et filmklip på 2 minutter. Intervallet og antallet af billeder kan man justerer i forhold til den hændelse man vil optage. Mange ting bliver pludselige levende, når man udsætter dem for time lapse: En blomst der folder sig ud, en banan der modnes, dejen der hæver, mug der breder sig, krystaldannelse og udfoldelse af en svamp. Rent praktiske kan time lapse laves utroligt billigt. Der er brug for et webkamera, en PC og et stykke (gratis) software. Hvis man har Pc erne, kan et brugbart webkamera erhverves for 150 kr. og op efter. Hvis man vil optage ting langt væk (f.eks. stjernerne) kan man også få stjernekikkerter med USB-tilslutning, eller hvis man skal tæt på kan der bruges mikroskoper som også kan tilsluttes en PC. Af software kan nævnes Sam animation og Animator DV som gratis kan downloades fra Internettet. Det kan anbefales at lave en Time lapse lyskasse, hvor man kan indsætte det man vil undersøge. Så slipper man for at have udstyr stående udenfor. Foto: En dag ud af vinduet lavet med Time lapse Foto: Billedserie af et lys som brænder ned. Normalt 6 timer, optaget med time lapse - 30 sekunder. Se high speed- og time lapse optagelser på -

5 Film naturvidenskaben og gør den synlig! 4 Film naturvidenskaben og gør den synlig - i fagene Biologi Ved at give børn og unge et kamera og bede dem om at optage et dyr eller insekt, vil de få et enormt koncentreret fokus på dette objekt, som pirrer deres nysgerrighed og styrker deres interesse. Dette kan opnås ved brug af almindeligt kamera, men ved brug af high speed optagelser eller time lapse, åbner der sig pludselig en ny verden lige foran øjnene på dem. High Speed Med high speed optagelser er det pludselig muligt at analyserer dyrs og insekters bevægelsesmønster (ben og vinger). Pludselig er det muligt at se en guldsmeds koordination af sine fire vinger, tælle vingeslagene på en humlebi, observere en frøs afsæt og forstå en fugls vingeslag. Hændelser som normalt er umulige at opfatte med det blotte øje. Time lapse Når man har spiringsforsøg, kan man se udviklingen fra den ene undervisningstime til den næste. Alt hvad der er sket i mellemtiden er desværre ikke synligt. Ved at bruge time lapse kan man også se hvad der er sket mens man ikke var til stede. Desuden vil planten pludselig virke meget mere levende, da man kan se hvordan den f.eks. orienterer sig imod lyset. Dette kan også gøres med en sommerfugl som kommer ud af sin puppe, en edderkop der spinder sit spind, en snegls bevægelse, forrådnelse af organisk materiale og meget meget mere. Hændelser som normalt ville være utroligt kedelige at holde høje med fra start til slut. Fysik/kemi Ved at formidle forsøg og eksperimenter ved brug af videooptagelser, er det ofte nemmere for tilhørerne at forstå. Desuden er det muligt, at gense forsøget eller eksperimentet til alle tider derefter. Ofte til eksamenslæsningen er det velegnet at have optagelser af forsøg til at genopfriske hukommelsen. High speed Dette er oplagt til at bruge som måleinstrument, analyseinstrument og selvfølgelig til formidling. Hastighedsmåling på hurtige og/eller små objekter er nemme at lave. Man skal bare lave optagelsen foran en målestok, så er resten beregning. F.eks. hastigheden på en fodbold, bordtennisbold, golfbold, vandraket eller pil fra bue. Det kunne også være omdrejningshastigheden på f.eks. en vindmølle eller en motor, frekvensmåling på en ringeklokke (tidligere brugte man et stroboskop), en glødepære eller lysstofrør, svingninger fra musikinstrumenter, stemmegafler. Analyseinstrument til konstruktion af tændstiksraketter, så man kan forbedre sin konstruktion, så den kan flyve højere og længere. Optagelser af et naturfænomen som lyn, giver også en helt anden forståelse af hvad der sker og hvor hurtigt det foregår. Energiforplantning i ting der får slag eller tabes på gulvet. F.eks. i en vandballon som rammer jorden men ikke springer, er det tydeligt at se energiforplantningen. Til at synliggøre vands overfladespænding er high speed optagelser fortrinlige.

6 Film naturvidenskaben og gør den synlig! 5 Time lapse Når vandet fordamper fra en saltvandsopløsning, vil der på et tidspunkt danne sig krystaller, som varierer i form i forhold til hvilket salt det drejer sig om. Nogle salte er nemme at få til at vokse sig store. Typisk ser man kun resultatet af dette forsøg, men med time lapse er det muligt at følge hele processen. Idræt For at effektivisere sine præstationer i idræt, er det vigtigt at kunne se sine bevægelser, så man kan rette på evt. fejl. Atletik er et oplagt emne at benytte high speed optagelser til. Ved at optage sit løb, spring eller kast, kan man se detaljerne i sine bevægelser og derefter justere dem. Desuden er det muligt at lave hastighedsmålinger på personer eller bolde, kugler mm. I springgymnastik er det oplagt at optage saltoer, skruer, flik-flak, vejrmøller mm for at forstå bevægelserne. Natur/teknik At lave god undervisningsdifferentiering er altid en udfordring. Ved brug af high speed optagelser i natur/teknik giver det sig selv, da de kan give den svage elev en spændende oplevelse og den stærke elev kan ud over oplevelsen, bruge det som et værktøj til analyse af bevægelser, energiforplantning og beregninger af hastighed mm. Der er ikke tænkt specifikke undervisningsforslag til natur/teknik, men mange af de forslag som er beskrevet i de ovenstående andre tre fag, kan sagtens bruges i disse timer. Afslutning Vi lever i en visuel tid, og bruger rigtig meget af vores tid på at se levende billeder. For at få en forståelse af hvordan man kan manipulerer med billederne, er det vigtigt at børn og unge får lov til at prøve dette selv. High speed optagelser og time lapse er to effekter, som vi her har givet nogle bud på hvordan man anvende i undervisningen for derved skabe en større forståelse for sammenhænge, fænomener og teknikker i naturen. Ofte er produktion af film henlagt til dansktimerne, hvilket er utroligt ærgerligt, da det er helt oplagt at bruge det i naturfagene til fordybelse og formidling af naturfaglige problemstillinger og forundringer. Med videooptagelser kan man studere og dele oplevelser med andre!