NAZIV MODULA

IZRADA I LANSIRANJE MALIH SATELITA

Šifra modula

Kvalifikacije nastavnika koji sudjeluju u realizaciji modula

https://hko.srce.hr/registar/standard-kvalifikacije/detalji/23

Obujam modula (CSVET)

9

Načini stjecanja ishoda učenja (od – do, postotak)

Vođeni proces učenja i poučavanja

Oblici učenja temeljenog na radu

Samostalne aktivnosti učenika/polaznika

Od 50 % do 60 %

Od 15 % do 20 %

Od 15 % do 20 %

Status modula

(obvezni/izborni)

IZBORNI

Cilj (opis) modula

Cilj modula je omogućiti učenicima stjecanje kompetencija iz područja svemirske tehnologije, orbita, svemirskog prostora, gibanja satelita, izrade malog satelita po komponentama, programiranja, mjerenja i lansiranja malih satelita. Zadaci su jasno definirani, učenici povezuju usvojeni nastavni sadržaj s ishodima učenja koje trebaju ostvariti prilikom primjene sadržaja na konkretnim zadacima/vježbama.

Ključni pojmovi

Mali satelit, svemirska orbita, svemirski prostor, Sunčevo zračenje, položaj Zemlje, satelitska zemaljska staza, programiranje, izrada satelita, lansiranje satelita, atmosfera.

Povezanost modula s međupredmetnim temama (ako je primjenljivo)

MPT Učiti kako učiti:

A. 4/5.1.

A. 4/5.2.

A. 4/5.3.

C. 4/5.3.

MPT Poduzetništvo:

A. 5.1.

B. 5.1.

Preporuke za učenje temeljeno na radu

Učenje temeljeno na radu integrirano je u modul kroz simulaciju problemskih zadataka iz stvarnog okruženja i provodi se u specijaliziranim učionicama škole i/ili u laboratorijskim učionicama škole. Učenik samostalno na računalu i/ili laboratorijskoj opremi rješava stvarne zadatke koji se temelje na primjerima iz realnog sektora. Nastavnik zadaje učeniku konkretan zadatak/problem (npr. učenici moraju programirati jedan od 4 senzora na satelitu i/ili trebaju sastaviti mali satelit od danih komponenti i/ili će izvršiti mehanička ispitivanja satelita), a učenik koristeći se stečenim znanjem i vještinama, rješava dani zadatak.

Specifični materijalni uvjeti i okruženje za učenje, potrebni za realizaciju modula

Modul se provodi u tri različite aktivnosti. Aktivnosti za stjecanje skupa ishoda učenja su vođeni proces učenja i poučavanja, učenje temeljeno na radu i samostalna aktivnost učenja. Da bi se ishodi učenja ostvarili, potrebna je specijalizirana oprema i popratni resursi u školi. Potrebni materijalni uvjeti su: učionica opremljena s računalima s priključkom za internet, projektor, zaslon, zemaljska stanica za komunikaciju, simulator za proračun orbite, komet alata za elektroniku, programator, edukativni kompleti malih satelita (FlatSat-16 komada, i CubeSat-1 komad), profesionalni uređaj za mehanička ispitivanja, osciloskop, univerzalni mjerni instrumenti.

Skup ishoda učenja iz SK-a1:

Svemirski prostor i satelitske orbite

Ishodi učenja

Ishodi učenja na razini usvojenosti »dobar«

Opisati svemir, zračenje Sunca i položaj Zemlje u svemiru.

Objasniti zračenje Sunca, atmosferske uvjete, opisati položaj Zemlje u svemiru.

Navesti glavne opasnosti u svemirskom okolišu za male satelite i opisati način orijentacije satelita.

Opisati opasnosti u svemirskom okolišu i način orijentacije satelita.

Objasniti koncept stavljanja objekta u orbitu, navesti klasične orbitalne elemente (COE) i načine uklanjanja oštećenih satelita.

Opisati što je to COE, navesti načine uklanjanja oštećenih satelita.

Objasniti izgled satelitske zemaljske staze i opisati koncept središta mase satelita.

Navesti što je to koncept središta mase satelita i opisati izgled zemaljske staze.

Opisati utjecaj Sunca i atmosfere na gibanje satelita, te procijeniti stabilnost orbite.

Navesti utjecaj Sunca i same atmosfere na gibanje satelita te na primjeru procijeniti stabilnost orbite.

Dominantan nastavni sustav i opis načina ostvarivanja SIU

Dominantni nastavni sustavi su predavačka nastava i samostalne aktivnosti učenika. Tijekom realizacije nastavnih sadržaja nastavnik predavačkom nastavom iznosi glavne karakteristike prostora i položaja Zemlje, definira svemir, opisuje Sunce, definira svemirski okoliš i opasnosti u istome. Navodi što su to orbite, opisuje objekt u orbiti i ponašanje istoga. Nastavnik predavačkom nastavom navodi i opisuje izgled satelitske zemaljske staze, opisuje što je to masa satelita i analizira sve pogone malih satelita. Opisuje kakva oštećenja mogu nastati na malom satelitu i kako se uklanjaju oštećeni sateliti u orbiti. Uspostavlja komunikacijski kanal sa satelitom u orbiti, te simulira moguću putanju satelita. Nakon usvojenog sadržaja, učenici će odrediti misiju zamišljenog satelita i prema njoj odrediti orbitu. Time se dokazuje uspješnost realizacije ishoda učenja.

Nastavne cjeline/teme

1. Svemirski prostor

2. Satelitske orbite

3. Satelitska zemaljska staza

4. Gibanje i stabilnost satelita

5. Izvori oštećenja

Načini i primjer vrednovanja

Opis radne situacije i/ili projektnog zadatka: Na temelju usvojenih sadržaja učenik će odrediti misiju zamišljenog satelita i prezentirati istu.

Zadatak: Učenici će odrediti misiju zamišljenog satelita i prema njoj odrediti orbitu. Koristeći podatke s interneta pronaći će kompaniju u svijetu koja vrši uslugu lansiranja satelita i istražiti po kojoj cijeni vrše uslugu.

Vrednovanje: Pomoću unaprijed definiranih kriterija za elemente vrednovanja (misija satelita, orbita satelita, istraživanje cijene lansiranja malih satelita) vrednuje se izrađeni zadatak.

Prilagodba iskustava učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama

Izraditi način i primjer vrednovanja skupa ishoda učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama.

Skup ishoda učenja iz SK-a2:

Programiranje malih satelita

Ishodi učenja

Ishodi učenja na razini usvojenosti »dobar«

Upoznati dijelove programske podrške malog satelita.

Opisati programski alat malog satelita.

Programirati modul za dalekometnu bežičnu komunikaciju.

Opisati što je to dalekometna bežična komunikacija i programirati modul.

Programirati korisni teret satelita (senzor).

U programskom alatu programirati jedan od senzora satelita.

Provjeriti funkcioniranje programa sa zemaljskom stanicom za komunikaciju.

Opisati zemaljsku stanicu za komunikaciju, navesti njene karakteristike i provjeriti funkcioniranje programa s istom.

Dominantan nastavni sustav i opis načina ostvarivanja SIU

Dominantni nastavni sustavi su predavačka nastava, učenje temeljeno na radu i samostalna aktivnost učenika. Tijekom realizacije nastavnih sadržaja nastavnik predavačkom nastavom navodi koji programski alat se koristi za programiranje malih satelita i pokazuje primjenu istoga. Opisuje naredbe za programiranje satelita, povezuje računalo i programski softver s malim satelitom. Primjenjuje specifični softverski alat za programiranje dalekometne bežične stanice. Nakon prikazanog i usvojenog, učenici samostalno programiraju jedan od 4 različitih senzora, koji su sastavni dio malog satelita. Koristeći pokazanu opremu, u specijaliziranoj učionici uspostavlja bežičnu komunikaciju i očitava podatke sa senzora. Time se dokazuje uspješnost realizacije ishoda učenja.

Nastavne cjeline/teme

1. Programiranje malog satelita

2. Komunikacija sa zemaljskom stanicom

Načini i primjer vrednovanja

Opis radne situacije i/ili projektnog zadatka: Na temelju programiranja senzora, učenik uspostavlja komunikaciju sa satelitom i očitava vrijednosti sa senzora.

Zadatak: Učenici samostalno programiraju jedan od 4 različitih senzora, koji su sastavni dio malog satelita. Koristeći pokazanu opremu, u specijaliziranoj učionici i/ili laboratoriju uspostavljaju bežičnu komunikaciju i očitavaju podatke sa senzora.

Vrednovanje: Pomoću unaprijed definiranih kriterija za elemente vrednovanja (programiranje senzora, bežična komunikacija) vrednuje se izrađeni zadatak.

Prilagodba iskustava učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama

Izraditi način i primjer vrednovanja skupa ishoda učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama.

Skup ishoda učenja iz SK-a3:

Izrada malog satelita

Ishodi učenja

Ishodi učenja na razini usvojenosti »dobar«

Navesti osnovne dijelove malog satelita, te na primjeru prepoznati dijelove satelita.

Na primjeru opisati i navesti sve dijelove satelita.

Izraditi tehničku dokumentaciju malog satelita koristeći analizu postojećih karakteristika malih satelita.

Na osnovu primjera izraditi tehničku dokumentaciju.

Sastaviti komponente (elemente) malog satelita prema izrađenoj tehničkoj dokumentaciji koristeći odgovarajući alat za spajanje i izradu.

Realizirati mali satelit i spojiti ga u cjelinu.

Demonstrirati na primjeru misiju malog satelita i analizirati kretanje satelita.

Opisati kretanje satelita u prostoru i na primjeru demonstrirati.

Dominantan nastavni sustav i opis načina ostvarivanja SIU

Naglasak na dominantni nastavni sustav su predavačka nastava i samostalne aktivnosti učenika. Tijekom realizacije nastavnih sadržaja nastavnik predavačkom nastavom opisuje i definira karakteristike malog satelita, te opisuje funkciju pojedinog dijela/komponente malog satelita. Opisuje što je to tehnička dokumentacija i navodi od čega se sastoji ista. Na primjeru pokazuje učenicima tehničku dokumentaciju i kako iz iste po koracima složiti mali satelit (sastaviti komponente u cjelinu). Demonstrirati misiju malog satelita i na primjeru analizirati kretanje satelita. Učenici će izraditi tehničku dokumentaciju za zadani satelit, te će sastaviti mali satelit. Time se dokazuje uspješnost realizacije ishoda učenja.

Nastavne cjeline/teme

1. Dijelovi malog satelita

2. Izrada tehničke dokumentacije

3. Sastavljanje malog satelita

Načini i primjer vrednovanja

Opis radne situacije i/ili projektnog zadatka: Na temelju izrađene tehničke dokumentacije, učenik samostalno sastavlja mali satelit od danih komponenti.

Zadatak: Učenici će izraditi tehničku dokumentaciju za zadani satelit. Sastaviti će mali satelit od priloženih komponenti (modul satelita, baterija, fotonaponska ćelija, senzor).

Vrednovanje: Pomoću unaprijed definiranih kriterija za elemente vrednovanja (izrada tehničke dokumentacije, sastavljanje satelita) vrednuje se izrađeni zadatak.

Prilagodba iskustava učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama

Izraditi način i primjer vrednovanja skupa ishoda učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama.

Skup ishoda učenja iz SK-a4:

Ispitivanje i komunikacija s malim satelitom

Ishodi učenja

Ishodi učenja na razini usvojenosti »dobar«

Poznavati međunarodni protokol ispitivanja malih satelita.

Opisati međunarodni protokol za ispitivanje malih satelita.

Objasniti ispitivanje osnovnih električnih komponenti malog satelita (baterija, fotonaponske ćelije).

Navesti korake ispitivanje malog satelita i način na koji se ispituje.

Objasniti testiranje malog satelita prema zahtjevima lansiranja i svemirskim uvjetima (vibracije, šokovi, vakuum, nagle promjene temperature, elektromagnetska kompatibilnost, sunčevo zračenje, kozmičko zračenje).

Opisati i navesti korake testiranja malog satelita.

Otkloniti osnovni kvar na satelitu nakon analize mjerenja (zamjena baterije, zamjena fotonaponske ćelije, mehaničke vibracije smanjiti na 0-tu razinu).

Opisati kako se otklanja kvar na satelitu, po koracima.

Objasniti blok shemu komunikacijskog centra/mala zemaljska stanica, te poznavati i primijeniti protokol za uspostavu komunikacije sa satelitom.

Navesti karakteristike blok sheme male zemaljske stanice i opisat istu.

Dominantan nastavni sustav i opis načina ostvarivanja SIU

Dominantni nastavni sustav su predavačka nastava i učenje temeljeno na radu. Tijekom realizacije nastavnih sadržaja nastavnik predavačkom nastavom opisuje komponente malog satelita, navodi primjenu istoga i opisuje ispitivanje satelita. Navodi i opisuje pravila za testiranje i lansiranje malog satelita. Opisuje kako zračenje, promjena temperature, vibracije, vakuum i dr. utječu na sam mali satelit. Nastavnik navodi kako razlikovati kvarove na malom satelitu, kako napraviti poboljšanja na istome, te kako uspostaviti komunikaciju sa satelitom, primjenjujući protokole za komunikaciju.

Učenik samostalno izrađuje zadatak, ispituje način na koji je sastavljen mali satelit, te analizira ili provjerava mehanička svojstva satelita. Time se dokazuje uspješnost realizacije ishoda učenja.

Nastavne cjeline/teme

1. Utjecaj atmosferskih čimbenika na mali satelit

2. Ispitivanje komponenti malog satelita

3. Testiranje i lansiranje malog satelita

4. Komunikacija s malim satelitom

Načini i primjer vrednovanja

Opis radne situacije i/ili projektnog zadatka: Na temelju prikazanog učenik ispituje sastavljeni mali satelit

Zadatak: U specijaliziranoj učionici, učenici će ispitati sastavljeni mali satelit na uređaju za mehanička ispitivanja. Mjernim instrumentom će izmjeriti napon na bateriji i fotonaponskoj ćeliji.

Vrednovanje: Pomoću unaprijed definiranih kriterija za elemente vrednovanja (ispitivanje malog satelita, mjerenje komponenti malog satelita) vrednuje se izrađeni zadatak.

Prilagodba iskustava učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama

Izraditi način i primjer vrednovanja skupa ishoda učenja za učenike s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama.