Teaching Astronomy with an Inquiry based Learning Activity

Abstract

Students are engaged in doing science through inquiry-based learning. Students seek answers to issues that are truly interesting and relevant by posing questions, designing experiments, making observations, analyzing data, and drawing conclusions. Students who use inquiry-based learning methods are better able to absorb science concepts more thoroughly and acquire critical scientific thinking skills. In this study, we describe a new inquiry design aimed at teaching advanced high-school to senior college students the basics of asteroid mining and spectral analysis. The inquiry is designed to have students come up with their own version of a scientific plan to find the most feasible asteroid for mining according to their scientific aim. Inquiry based learning method is used in this asteroid mining project. This project is used as a tool to understand what asteroids are made of, their orbital parameters and how astronomers learn about the chemical structure of asteroids. The inquiry makes use of astronomical databases, big data and spectra of asteroids which the students analyze and interpret to answer the questions they come up with at the beginning. Astronomical projects or activities for teaching using Inquiry based learning are being developed by IAU OAE Italy Center under SABIR project. This study is a part of SABIR project. The preliminary test were made with high school students in Istanbul. They have managed to use this activity to design a project for 55th TUBİTAK The High School Students Research Projects Competition and was awarded for the regional exhibition. The peer reviewed development of this activity will completed by November 2024.

Keywords

• methods: data analysis
• minor planets, asteroids: general
• techniques: spectroscopic

Sorgulamaya Dayalı Öğrenme Yöntemiyle Astronomi Eğitimi

Öz

Araştırmaya-sorgulamaya dayalı öğrenme yönteminde öğrenciler soru sorarak, deney tasarlayarak, gözlem yaparak, veri analiz ederek ve sonuçlar çıkararak bilim yapmaya teşvik edilir. Amaç, öğrencilerin fen kavramlarını özümsemesi ve eleştirel bilimsel düşünme becerisini kazamasıdır. Bu çalışmada, lise öğrencilerine asteroit madenciliği ve tayfsal analizin temellerini öğretmeyi amaçlayan yeni bir araştırma-sorgulama tabanlı etkinlik tasarlanmıştır. Etkinliğin hedeflerinden biri asteroitlerin neden oluştuğunu, yörünge parametrelerini ve gökbilimcilerin asteroitlerin kimyasal yapısını nasıl öğrendiklerinin öğrenci tarafından anlaşılmasını ve kalıcı bilgiye dönüşmesini sağlamaktır. Bu çalışmanın konusu olan asteroit madenciliği projesinde sorgulamaya dayalı öğrenme yöntemi kullanılmaktadır. Etkinlikteki sorgulama, öğrencilerin bilimsel amaçlarına göre madencilik için en uygun asteroidi bulmalarına yönelik kendi bilimsel planlarını oluşturmalarını sağlamak üzere kurgulanmıştır. Sorgulama, öğrencilerin başlangıçta buldukları soruları yanıtlamak için analiz edip yorumladıkları astronomik veritabanlarından, büyük verilerden ve asteroit spektrumlarından yararlanır. IAU OAE İtalya Merkezi SABIR projesi kapsamında sorgulamaya dayalı öğrenmeyi kullanarak öğretmeye yönelik astronomi projeleri veya etkinlikleri geliştirilmektedir. Bu çalışma SABIR projesinin bir parçasıdır. Ön test İstanbul’daki lise öğrencileriyle yapıldı. Bu etkinliği 55. TÜBİTAK Lise Öğrencileri Araştırma Projeleri Yarışması için proje tasarlamak amacıyla kullanmayı başardılar ve bölgesel sergisine çağrılmaya layık görüldüler. Bu aktivitenin hakem incelemesi ile birlikte geliştirilme sürecinin Kasım 2024’te tamamlanması planlanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• methods: data analysis
• minor planets, asteroids: general
• techniques: spectroscopic

References

1. Ainley J., J. K., Nicholas M., 2008, Participation in Science, Mathematics and Technology in Australian Education. Australian Council for Educational Researh, Research Monograph No. 63
2. Barstow D., 2004, in Narasimhan C., Beck-Winchatz B., Hawkins I., Runyon C., eds, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Vol. 319, NASA Office of Space Science Education and Public Outreach Conference. p. 107
3. Danaia L., Fitzgerald M., McKinnon D., 2013, Research in Science Education, 43, 1501
4. Harris K. L., Jensz F., Baldwin G., 2005, Who’ s teaching science?. Melbourne: Centre for the Study of Higher Education
5. Pedaste M., ve diğ., 2015, Educational research review, 14, 47
6. Rafelski M., Foley M., Graves G. J., Kretke K. A., Mills E., Nassir M., Patel S., 2010, in Hunter L., Metevier A., eds, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Vol. 436, Learning from Inquiry in Practice. p. 108 (arXiv:1009.5404), doi:10.48550/arXiv.1009.5404
7. Stocklmayer S. M., Rennie L. J., Gilbert J. K., 2010, Studies in Science Education, 46, 1
8. Tytler R., Osborne J., Williams G., Tytler K., Clark J. C., 2008, Opening up pathways: Engagement in STEM across the PrimarySecondary school transition.. Deakin University, URL

9. Wang Q., Qiao C., Zheng X., 2015, International Journal of Learning and Teaching