โครงการอบรมครูเชิงปฏิบัติการด้านดาราศาสตร์ขั้นต้น เป็นการจัดอบรมที่มุ่งเน้นให้ผู้เข้าอบรมเกิดการเรียนรู้ทางดาราศาสตร์ ได้รับรู้ข้อมูลทางดาราศาสตร์ใหม่ๆ เกิดทักษะการสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ขั้นพื้นฐาน โดยอาศัยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ทั้งนี้ เนื้อหาหลักสูตรของการอบรมถูกแบ่งออกเป็นทั้งหมด 3 ส่วน ด้วยกัน คือ กิจกรรมภาคบรรยาย กิจกรรมภาคปฏิบัติ และกิจกรรมภาคสังเกตการณ์ (ดูดาวภาคกลางคืน)
กิจกรรม ภาคบรรยาย
บรรยายเรื่อง “รู้จัก ลม ฟ้า อากาศ และก้อนเมฆ”
โดย ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ ผู้อำนวยการฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยี MTEC, สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
ศึกษารูปแบบ ประเภท และลักษณะการเกิดของเมฆแต่ละชนิด รูปแบบการก่อตัว การเกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลก การเกิดรุ้งกินน้ำ การเกิดอาทิตย์ทรงกลด จันทร์ทรงกลด รวมถึงกระบวนการเกิดฟ้ารอง ฟ้าแลบ และฟ้าผ่า และปรากฏการณ์อื่นๆ ที่น่าสนใจเกี่ยวกับน้ำ และเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลก
บรรยายเรื่อง “การดูดาวเบื้องต้นและการเตรียมตัวสำหรับดูดาว”
การบรรยายเกี่ยวกับดาราศาสตร์เรื่องแรกของการอบรม พูดคุยและอธิบายถึงการศึกษาดาราศาสตร์ขั้นพื้นฐาน การเริ่มต้นสังเกตการณ์ท้องฟ้า และวัตถุท้องฟ้าที่น่าสนใจ อธิบายและยกตัวอย่างวัตถุท้องฟ้าเพื่อให้ผู้เข้าอบรมได้เกิดประสบการณ์และเห็นภาพมากยิ่งขึ้น รวมถึงการแนะนำอุปกรณ์สังเกตการณ์พื้นฐาน การเลือกใช้กล้องโทรทรรศน์สำหรับสังเกตการณ์ หรือการเตรียมตัวสำหรับการดูดาว และปัจจัยที่มีผลต่อการสังเกตการณ์พื้นฐาน
บรรยายเรื่อง “ทรงกลมท้องฟ้าและระบบพิกัดท้องฟ้า”
ศึกษา ทำความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะของทรงกลมท้องฟ้า ระบบพิกัดทางดาราศาสตร์ ระบบฐานกล้องโทรทรรศน์ ระบบเวลาทางดาราศาสตร์ ลักษณะการเคลื่อนที่ของทรงกลมท้องฟ้า ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และดวงอาทิตย์ ระบุตำแหน่งของจุดอีกควีนอกซ์ จุดโซสตีส การระบุขอบเขตกลุ่มดาว กลุ่มดาวจักราศี การเกิดปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ และนำความรู้ไปเผยแพร่ให้กับนักเรียนต่อไป
บรรยายเรื่อง “หลักการพื้นฐานของกล้องโทรทรรศน์”
ศึกษาประวัติและความเป็นมาเบื้องต้นของกล้องโทรทรรศน์ เข้าใจหลักการทำงานพื้นฐานของกล้องโทรทรรศน์ ทั้งกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง และกล้องโทรทรรศน์แบบผสม รวมถึงวิธีการแก้ไขข้อบกพร่องทางทัศนศาสตร์ที่เกิดขึ้นจากเลนส์ และทัศนูปกรณ์ การหาระยะโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์ การคำนวณหาคำลังขยายของกล้อง การหามุมมองของภาพ กำลังรวมแสง ตลอดจนเปิดโอกาสให้ผู้เข้าอบรมได้สัมผัสกับวัสดุที่เป็นส่วนประกอบในการสร้างกล้องโทรทรรศน์อย่างง่าย
กิจกรรม ภาคปฏิบัติ
กิจกรรม “สร้างเครื่องวัดมุมอย่างง่าย”
(เนื้อหา ระบบพิกัดท้องฟ้า)
กิจกรรมสนุกๆ ส่งท้ายเนื้อหาแห่งความเครียด “ระบบพิกัดท้องฟ้า” การบรรยายที่จะทำให้หลายๆ คน มึนหัวไปเลย ด้วยกิจกรรมสนุกๆ ง่ายๆ คลายสมอง กับกิจกรรม “สร้างเครื่องวัดมุมอย่างง่าย” อุปกรณ์วัดมุมเงยของดาว ที่สามารถนำไปวัดมุมเงย (มุม Altitude) ของวัตถุท้องฟ้าได้จริง และแม่นยำ จากการทำลองใช้ในการวัดมุมดาวจริงๆ พบกว่า อุปกรณ์นี้สามารถวัดมุมดาว (มุม Altitude) ได้อย่างแม่นยำ +- 3 องศา เท่านั้น (ขึ้นอยู่กับความละเอียดในการประกอบอุปกรณ์ ขณะสร้างอุปกรณ์)
กิจกรรม “สร้างกล้องโทรทรรศน์อย่างง่าย”
(เนื้อหา หลักการพื้นฐานของกล้องโทรทรรศน์)
กิจกรรมทดลองประกอบกล้องโทรทรรศน์อย่างง่ายด้วยตัวเอง ด้วยการนำอุปกรณ์พื้นฐานในการประกอบกล้องโทรทรรศน์มาให้ผู้เข้าอบรมได้ลองประกอบเอง อาทิ เลนส์วัตถุ เลนส์ตา ท่อกล้องหลัก กระบอกโฟสกัน ระบบฐานกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งในกิจกรรมจะให้ครูได้ทดลองประกอบกล้องโทรทรรศน์ด้วยตัวเอง จากหลักการพื้นฐานของกล้องโทรทรรศน์ พร้อมทั้งให้ผู้เข้าอบรมได้ลองนำกล้องโทรทรรศน์ที่ประกอบขึ้นเอง ได้นำไปส่องวัตถุที่อยู่ไกลออกไปนอกห้อง รวมถึงได้ลองนำไปส่องวัตถุท้องฟ้าจริงในยามค่ำคืนอีกด้วย
กิจกรรม “กระบวนการสอนและสื่อการเรียนรู้ดาราศาสตร์”
กิจกรรมที่ 1 : เฟสของดวงจันทร์
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเกิดเฟสของดวงจันทร์ การสังเกตเฟสของดวงจันทร์ เวลา ขึ้น-ตก ของดวงจันทร์แต่ละเฟส โดยการลงมือปฏิบัติและทดลองด้วยตัวเอง การศึกษาเฟสของดวงจันทร์ดังกล่าว จะทำให้ผู้เข้าอบรมเข้าใจกระบวนการเกิดเฟสของดวงจันทร์ ทราบเวลา ขึ้น-ตก จากการสังเกตจากการทดลองด้วยตัวเอง รวมไปถึงการศึกษาลักษณะของการเกิดเฟสของวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ในระบบสุริยะที่นอกเหนือจากดวงจันทร์อีกด้วย
กิจกรรมที่ 2 : การหมุนของทรงกลมท้องฟ้า
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะการหมุน และเคลื่อนที่ของทรงกลมท้องฟ้า โดยอาศัยร่มแผนที่ดาวเป็นสื่อ เรียนรู้กระบวนการ ขึ้น-ตก และการเคลื่อนที่ผ่านท้องฟ้าจองดวงดาว การหมุนของดาวบริเวณขั้วฟ้าเหนือ ขั้วฟ้าใต้ รวมถึงการศึกษาลักษะของทรงกลมท้องฟ้า เส้นบอกตำแหน่งต่างๆ การบอกตำแหน่งพิกัดบนท้องฟ้าด้วยระบบ Equatorial (R.A. – Dec)
กิจกรรมที่ 3 : การสร้างดาวหาง
กิจกรรมการทดลองแสนสนุก ที่จะพาทุกท่านเรียนรู้องค์ประกอบหลักของดาวหาง ทดลองและสัมผัสการเกิดดาวหางด้วยตัวเองด้วยการทดลองทำจริง ด้วยการเตรียมอุปกรณ์พื้นฐานที่จะสร้างแบบจำลองดาวหางขึ้นมา สนุกสนานเพลิดเพลิน กิจกรรมนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการจัดกิจกรรมในห้องเรียนแบบสนุกๆ หรือแม้กระทั่งปรับไปเป็นกิจกรรม Science Show สุดอลังการ ในงานวันวิทยาศาสตร์ หรือสัปดาห์วิทยาศาสตร์ ในโรงเรียนได้อีกด้วย
กิจกรรมที่ 4 : แบบจำลองระบบสุริยะ
กิจกรรมที่จะพาทุกท่านได้ทดลองและสัมผัสถึงขนาดและระยะทางสุดน่าพิศวงของวัตถุในระบบสุริยะ ด้วยการสร้างแบบจำลองวัตถุในระบบสุริยะ โดยอาศัยข้อมูลจริง ทั้งขนาด และระยะทาง ผู้เข้าอบรมจะได้ทดลองคำนวณขนาดและระยะทางของวัตถุท้องฟ้าด้วยตัวท่านเอง รวมถึงได้ทดลองปั้นขนาดของวัตถุท้องฟ้าด้วยมือท่านเองอีกด้วย อีกทั้ง ยังให้ผู้เข้าอบรมทุกท่านได้เดินไปในระบบสุริยะ เพื่อดูความสัมพันธ์ระหว่างขนาดและระยะทางของวัตถุในระบบสุริยุแต่ละวัตถุด้วยตัวเอง
กิจกรรม “การใช้งานอุปกรณ์ดาราศาสตร์”
กิจกรรม “การใช้งานแผนที่ดาว”
กิจกรรมง่ายๆ ที่จะพาทุกท่านไปเรียนรู้การใช้งานแผนที่ดาวแบบหมุน ซึ่งเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ที่นักดาราศาสตร์ และนักดูดาวใช้ ถึงแม้ว่าจะเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ แค่ปรับวันที่และเวลาให้ตรงกัน ก็สามารถดูได้แล้ว แต่บอกเลยว่า อุปกรณ์ง่ายๆ แค่นี้ แฝงไปด้วยเทคนิคและวิธีการอะไรที่น่าสนใจอีกมากมาย ไม่ว่าจะเป็น การดูเวลา ขึ้น-ตก ของดวงอาทิตย์ในแต่ละวัน เพื่อวางแผนในการสังเกตการณ์ รวมถึงการดูเวลา ขึ้น-ตก ของวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ เช่น ทางช้างเผือก กระจุกดาว กาแลกซี ซึ่งเหมาะแก่การวางแผนดูดาว และสังเกตการณ์ท้องฟ้าเป็นอย่างยิ่ง
กิจกรรม “การใช้งานกล้องสองตา”
กล้องสองตา (Binoculars) อุปกรณ์พื้นฐานที่นักดาราศาสตร์มักจะมี ซึ่งเป็นอุปกรณ์พื้นฐานในการค้นหาวัตถุท้องฟ้าง่ายๆ อย่างเช่น ดาวหาง วัตถุท้องฟ้ามุมกว้าง อย่างกระจุกดาว เป็นต้น ด้วยขนาดที่กระทักรัด พกพาง่าย รวมถึงราคาค่าตัวไม่แพงมาก จึงเหมาะที่เป็นอุปกรณ์พื้นฐานง่ายๆ ที่นักดาราศาสตร์หลายๆ คน พกติดตัวไปเวลาไปดูดาว หรือค้นหาวัตถุท้องฟ้านั่นเอง
กิจกรรม “การติดตั้งและใช้งานกล้องโทรทรรศน์”
กล้องโทรทรรศน์ อุปกรณ์หลักที่ใช้ในการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้า ถ้าพูดถึงกล้องโทรทรรศน์ ทุกคนก็คงเข้าใจดีว่าเป็นอุปกรณ์สำคัญในการสังเกตการณ์ ในการอบรมนี้จะพาทุกท่านได้สัมผัสและเรียนรู้การปรับตั้ง และการใช้งานกล้องโทรทรรศน์เบื้องต้น เริ่มต้นด้วยการแสดงให้เห็นเส้นทางเดินของแสงในกล้องโทรทรรศน์แต่ละรุ่น แต่ละรูปแบบ และพาทุกท่านเรียนรู้การปรับตั้งกล้องโทรทรรศน์ให้พร้อมใช้งานด้วยตัวเอง พื้นฐานของการใช้งานกล้องโทรทรรศน์ในการอบรมนี้จะเป็นกล้องโทรทรรศน์แบบ ดอปโซเนียน ซึ่งทาง NARIT มีกล้องโทรทรรศน์ประเภทนี้หทุกท่านได้ทดลองใช้จำนวนมาก และเพียงพอสำหรับการใช้งานแน่นอน
กิจกรรม “การสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์”
อีกหนึ่งกิจกรรมที่สามารถศึกษาและสังเกตการณ์ได้ในช่วงกลางวัน ถึงแม้ว่าจะร้อนไปสักนิดในการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ แต่สิ่งที่ได้และเรียนรู้จากมันค่อนข้างเยอะเลยทีเดียว ในการอบรมนี้จะพาทุกท่านไปสัมผัสการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ในรูปแบบต่างๆ ได้ลองสัมผัสและสังเกตการณ์ผ่านกล้องโทรทรรศน์ด้วยตาของตัวเอง (อย่างปลอดภัย) รวมถึงได้ลองเก็บข้อมูลทางดาราศาสตร์อย่างง่าย จากการสังเกตการณ์จุดบนดวงอาทิตย์ เพื่อนำมาลองคำนวณหาขนาดของจุดบนดวงอาทิตย์คร่าวๆ ด้วยการใช้คณิตศาสตร์อย่างง่ายในการคำนวณ
กิจกรรม “ซอฟต์แวร์ทางดาราศาสตร์”
ศึกษาและใช้งานโปรแกรมทางดาราศาสตร์ (ฟรีแวร์) โดยการแนะนำจากวิทยากร ในการติดตั้งโปรแกรม ฝึกฝน และทดลองใช้งานโปรแกรมด้วยตัวเอง เพื่อนนำไปใช้งานสอนจริงในห้องเรียน รวมถึงใช้ในการวางแผนและออกแบบการจัดกิจกรรมดาราศาสตร์ และการวางแผนสังเกตการณ์ปรากฏการณ์ดาราศาสตร์ที่สำคัญได้ในอนาคต
Stellarium โปรแกรมฟรีแวร์ที่จำลองท้องฟ้าไว้ในรูปแบบแบบ 3 มิติ แสดงกลุ่มดาวเสมือนท้องฟ้าจริง แสดงตำแหน่งและพื้นที่กลุ่มดาวบนท้องฟ้า สามารถแสดงเส้นกลุ่มดาว ชื่อกลุ่มดาว รวมถึงภาพวาดกลุ่มดาวในจินตนาการก็สามารถสแดงได้ จำลองตำแหน่งดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ และวัตถุท้องฟ้าต่างๆ แสดงปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ เช่น สุริยุปราคา จันทรุปราคา ฝนดาวตก สามรถเลือกวัตถุท้องฟ้า รวมถึงซูมวัตถุนั้นให้มองเห็นได้อย่างชัดเจน
Mintaka โปรแกรมดาราศาสตร์สัญชาติญี่ปุ่น ที่สามารถแสดงภาพของดาวและวัตถุท้องฟ้าในรูปแบบ 3D ความน่าในใจและความน่าตื่นตาตื่นใจที่สุดของโปรแกรมนี้ นั่นก็คือ การแสดงภาพวัตถุท้องฟ้าเป็นรูปแบบ 3D ด้วยการซ้อนภาพแบบ 2 Layer คือ Layer สีน้ำเงิน และ Layer สีแดง เพื่อทำให้ภาพที่มีระยะแตกต่างกันเกิดเห็นเป็นภาพ 3 มิติ ขึ้นมา โปรแกรมนี้ถูกพัฒนาโดย NAOJ หรือในนาม สถาบันวิจัยดาราศาสตร์และหอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น และมีความร่วมมือกับ NARIT ประเทศไทย ในการแปรโปรแกรมนี้ให้เป็นภาษาไทยอีกด้วย
กิจกรรม ภาคสังเกตการณ์ (ดูดาวภาคกลางคืน)
กิจกรรมที่จะพาทุกท่านไปสัมผัสกับท้องฟ้าจริง การดูดาวด้วยตาเปล่าผ่านท้องฟ้าจริง การบรรยายแนะนำกลุ่มดาวด้วยท้องฟ้าจริง โดยอาศัยความที่ได้รับจากการบรรยายในภาคกลางวัน การได้ทดลองสังเกตการณ์และทดลองใช้อุปกรณ์สังเกตการณ์อย่างง่าย อาทิ เครื่องวัดมุมอย่างง่าย แผนที่ดาว และ Application สำหรับดูดาวในภาคกลางคืน
นอกจากนี้ ทีมงานยังจะพาทุกท่านได้สัมผัสกับการสังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าผ่านกล้องโทรทรรศน์อีกด้วย โดยในคืนแรก วิทยากรจะเป็นผู้ตั้งกล้องโทรทรรศน์และเล็งวัตถุท้องฟ้าให้ผู้เข้าร่วมอบรมได้สังเกตการณ์ และในคืนถัดไป (คืนหลังจากได้ฝึกปฏิบัติกล้องโทรทรรศน์ในภาคกลางวันแล้ว) ก็จะเปิดโอกาสให้คุณครูได้สัมผัสและทดลองใช้งานกล้องโทรทรรศน์ด้วยตัวเอง การติดต้องกล้อง การฝึกปรับกล้องเล็งกับกล้องหลัก และได้ลองค้นหาวัตถุท้องฟ้าที่สนใจด้วยตัวเอง นับเป็นกิจกรรมที่น่าสนุกไม่น้อยเลย
