mgr Mateusz Wojtaszek, dr Dagmara Sokołowska Optyka

Transkrypt

1 jest projektem edukacyjnym współfinansowanym przez Unię Europejską w ramach 7. Programu Ramowego, dotyczącym rozpowszechnianie w Europie edukacji matematyczno- przyrodniczej opartej na uczeniu się poprzez rozumowanie (IBSME). mgr Mateusz Wojtaszek, dr Dagmara Sokołowska Optyka Materiały dydaktyczne dla nauczycieli do warsztatów Optyka, przygotowujących do wprowadzenia w klasach 4-6 zagadnień z zmysłu wzroku i optyki metodą IBSME. Nieodłączną częścią materiałów jest prezentacja Optyka.ppt Dodatkowe instrukcje dla nauczyciela wprowadzono w kolorze czerwonym. Podczas trzech godzin zajęć uczniowie: będą uczestniczyć w burzy mózgów, dotyczącej: ich doświadczeń z optyką, przeprowadzą samodzielnie doświadczenia sprawdzające dlaczego człowiek na dwoje oczu, sporządzą listę zmysłów wraz z narządami, dowiedzą się dlaczego niektóre obrazy tworzą złudzenia optyczne, samodzielnie stworzą złudzenia optyczne, dowiedzą się co jest potrzebne do tego by widzieć światło oraz barwy, dowiedzą się, że światło rozchodzi się po linii prostej oraz dlaczego przedmioty rzucają cień, dowiedzą się jak powstaje zaćmienie Słońca, poznają pojęcia: zwierciadło, ogniskowa, soczewka skupiająca, soczewka rozpraszająca, będą budować proste układy optyczne, będą używać zwierciadeł, okularów, szkieł powiększających do sprawdzania ich własności, będą budować soczewkę z kropli wody, przedyskutują celowość używania świateł odblaskowych, poznają zasadę działania świateł odblaskowych, będą obserwować odbicia w zwierciadłach wklęsłych i wypukłych, będą opisywać obrazy powstające w różnego typu zwierciadłach, będą obserwować obrazy powstałe przez przejściu przez soczewki, będą opisywać obrazy powstające po przejściu przez soczewki, poznają kolory podstawowo, dowiedzą się z ilu kolorów zbudowany jest monitor komputera, lub wyświetlacz komórki, dowiedzą się ilu kolorów używa się do druku gazet, dowiedzą się jak działa spektroskop zbudują swój własny spektroskop, dowiedzą się, że światło białe można rozszczepić na poszczególne składowe całego widma widzialnego. Zdobyte umiejętności: przeprowadzanie prostego eksperymentu przeprowadzanie eksperymentu badawczego wysuwania hipotez i ich sprawdzania, planowania procesu badawczego krytycznej obserwacji, sporządzania notatek w postaci reprezentacji graficznych, klasyfikacji jakościowej w tabelach, przygotowywania list porządkujących ich wiedzę, klasyfikacji ilościowej porządkowania, zapisków odręcznych praca grupowa, pomoc rówieśnicza (peer instruction), wspólne podejmowanie decyzji na podstawie zdobytej wiedzy 1

2 jest projektem edukacyjnym współfinansowanym przez Unię Europejską w ramach 7. Programu Ramowego, dotyczącym rozpowszechnianie w Europie edukacji matematyczno- przyrodniczej opartej na uczeniu się poprzez rozumowanie (IBSME). mgr Mateusz Wojtaszek, dr Dagmara Sokołowska Optyka LEKCJA 1 I. OPTYKA 1. Pomyśl, jakie słowa lub wyrażenia z języka potocznego wiążą się ze słowem optyka. Zapisz je poniżej. 2. Jak sądzisz, jakie słowa naukowe należało by dodać do powyższej listy, podczas nauki optyki? Zapisz je poniżej. BURZA MÓZGÓW, DYSKUSJA z udziałem całej klasy na temat sporządzonych notatek. WSPÓLNE wprowadzenie pojęć: zwierciadło, soczewka, lupa, teleskop, mikroskop II. ZMYSŁY 1. Wymień i zapisz podstawowe zmysły jakimi posługuje się człowiek. DYSKUSJA z udziałem całej klasy na temat sporządzonych notatek. Omówienie odpowiedzi udzielonych przez dzieci. 2

3 Uzupełnij tabelkę nazwa zmysłu narząd odpowiedzialny za zmysł III. CO JEST POTRZEBNE DO TEGO BY WIDZIEĆ 1. Narysuj poniżej to, co jest potrzebne do tego by widzieć. DYSKUSJA na temat tego co jest potrzebne, by widzieć. Nie ujawniamy odpowiedzi zapisujemy, rysujemy tylko to, co powiedzą dzieci. (Poszukiwane poprawne odpowiedzi to oczy oraz światło światło może zostać podane później po następnych doświadczeniach.) 2. Dlaczego człowiek ma dwoje oczu, a nie tylko jedno oko? Zapisz poniżej przynajmniej dwie swoje propozycje, a następnie porównaj odpowiedzi z odpowiedziami drugiej osoby w ławce. Czy wasze odpowiedzi są zgodne? BURZA MÓZGÓW NA TEMAT: Dlaczego mamy dwoje oczu? DYSKUSJA nad tym, które powody wymyślone wcześniej mają realne uzasadnienie. 3

4 3. Narysuj poniżej schematycznie jeden eksperyment, z tych które wykonałaś/eś, a następnie uzupełnij poniższe zdanie. Patrząc jednym okiem eksperyment był trudniejszy. do wykonania niż gdy patrzyłem oboma oczami. Dzięki parze oczu łatwiej jest oszacować odległości od przedmiotów, czyli dzięki nim widzimy przestrzennie. 4. Spróbuj narysować poniżej jakieś złudzenie optyczne. Poniżej, w miejscu do tego wyznaczonym, własnymi słowami napisz dlaczego obraz tworzy złudzenie. Mózg różnie interpretuje sygnały z oka. 4

5 5. Wróć do pytania III 1. Czy na pewno narysowałeś tam wszystko, co jest potrzebne do tego by widzieć? DYSKUSJA nad odpowiedziami uczniów czy coś jeszcze jest potrzebne do tego by widzieć (jeśli wcześniej nie padła odpowiedź światło!) IV. Światło 1. Jakie znasz źródła światła uzupełnij tabelkę poniżej. Źródło światła Światło powstaje, bo: W kolumnie światło powstaje bo należy wpisać jaki jest mechanizm powstawania światła z źródle np. żarówka przepływ prądu, świeczka temperatura płomienia itp. 2. Poniżej narysowano schematycznie Słońce (jako punktowe źródło światła) oraz gnomon. Narysuj jak będzie wyglądał cień rzucany prze gnomon na ziemię. Następnie odpowiedz na pytania poniżej. Można wykonać eksperyment z latarką i ołówkiem jak zmieni się cień przy przesunięciu ołówka. Gdy gnomon przesuniemy na rysunku w prawo cień się wydłuży natomiast, gdy przesuniemy go w lewo cień będzie krótszy.. 5

6 3. Poniżej narysowano schematycznie Słońce oraz Ziemię. Wokół Ziemi okręgiem zaznaczona jest orbita Księżyca. Narysuj, w którym miejscu musi się znajdować księżyc, aby na Ziemi było widoczne zaćmienie Słońca. Wystarczy, że uczeń zaznaczy księżyc pomiędzy Słońcem, a Ziemią. Rysowanie szczegółowo jak powstanie zaćmienie nie ma sensu, gdyż nie wiadomo jakiej wielkości Księżyc narysuje uczeń. W przypadku Księżyca za małego zaćmienia całkowitego nie będzie, a w przypadku za dużego będzie na całej Ziemi. 6

7 OPTYKA LEKCJA 2 i 3 I. Zwierciadła (+dodatek A) 1. Zapisz, gdzie możesz znaleźć powierzchnie lustrzane. DYSKUSJA z uczniami i omówienie odpowiedzi. 2. Poniżej narysowane jest lustro oraz promień światła z latarki padający na nie. Narysuj dalszy bieg promienia z latarki po odbiciu od lustra. Poproszenie jednego ucznia by narysował swój obraz na tablicy. Ważne by została narysowana normalna do płaszczyzny lustra i wyznaczone identyczne kąty. 7

8 3. Weź do ręki lusterko i przejrzyj się w nim. Zapisz poniżej swoje spostrzeżenia odpowiadając na pytanie: czy obraz w lustrze różni się od rzeczywistego? EKSPERYMENT z lusterkami (jednym, dwoma, trzema) DYSKUSJA z uczniami czy obraz się różni, a jeżeli tak, to czym. 4. Uzupełnij zdanie: Drogowe światła odblaskowe są bardzo ważne, ponieważ dzięki nim. 8

9 II. Zwierciadła wypukłe i wklęsłe (+dodatek B i C) 1. Zapisz w tabelce jaki jest obraz przedmiotu gdy patrzysz na wklęsłą i wypukłą stronę łyżki. Wypukła strona łyżki Gdy przedmiot jest daleko od łyżki Chodzi o to by wpisać, czy obraz jest powiększony, czy pomniejszony, czy jest prosty, czy odwrócony, oraz czy jest przy łyżką czy w łyżce. Gdy przedmiot jest bardzo blisko łyżki Wklęsła strona łyżki 2. Uzupełnij jeszcze raz tabelę. Tym razem używając bardziej naukowych sformułowań. Wypukła strona łyżki Gdy przedmiot jest daleko od łyżki prosty pozorny pomniejszony Gdy przedmiot jest bardzo blisko łyżki prosty pozorny pomniejszony 9

10 Wklęsła strona łyżki odwrócony rzeczywisty pomniejszony prosty pozorny powiększony 3. Uzupełnij tabelkę poniżej naukowym słownictwem korzystaj z tabelki, którą właśnie wypełniłeś. Przedmiot Powtórzenie tego co wcześniej, aby opis słowny szedł w wparze z obrazkiem II. Soczewki (+dodatek D i E) 1. Czy potrafisz odpowiedzieć na poniższe pytania? a. Ile masz lat? b..jak masz na imię? c. Czego używa każdy szanujący się detektyw? d. Czego używasz by przeczytać ten tekst? Powyższe pytania należy przeczytać z soczewek zbudowanych ze spinaczy. Zapisz odpowiedzi: a). b). c). d). 10

11 2. Uzupełniając tabelkę opisz obraz oglądany przez lupę: Oko blisko lupy Oko daleko od lupy Lupa blisko przedmiotu Zadanie polega na zapisaniu tych samych spostrzeżeń co w przypadku zwierciadeł: czy przezdmiot jest powiększony, czy pomniejszony, czy jest prosty, czy odwrócony, oraz czy jest przy łyżką czy w łyżce. Lupa daleko od przedmiotu 3. Przedyskutuj w klasie jakie znasz przyrządy optyczne zbudowane z soczewek i do czego one służą. Wymienione przyrządy narysuj lub zapisz poniżej. 11

12 III. Kolory 1. Jakie znasz kolory podstawowe? 2. Przedyskutuj z sąsiadem w ławce jakie kolory możesz otrzymać mieszając kolory podstawowe. 3. Dlaczego pewne przedmioty widzimy jak kolorowe? Wytłumaczenie na podstawie slajdów, że światło białe podające na przedmiot jest pochłaniane poza kolorem, który widzimy. Kolor przedmiotu to barwa światła odbitego od niego. 4. Jak myślisz, co się stanie, gdy zielony przedmiot oświetlimy czerwonym światłem? Przedmiot będzie czarny, bo kolor czerwony zostanie pochłonięty. Odbity może zostać tylko kolor zielony, ale nim nie oświetlamy przedmiotu. 5. Spróbuj zgadnąć ile kolorów potrafi wyświetlić ekran komputera. Swoją odpowiedź zapisz poniżej. 256x256x256 = ponad 16 milionów kolorów. Obraz diod wyświetlacza komórki (czerwonej, zielonej i niebieskiej) można zobaczyć używając lupy zrobionej ze spinacza. 6. Jak myślisz ilu kolorów używa się do drukowania gazety? Powiększając gazetę tą samą lupą można zauważyć kropki w kolorach niebieskim (cyan), czerwonym (magenta), żółtym (yellow) oraz czarnym (black). Mamy wtedy druk offsetowy CMYK. Przed pokazaniem eksperymenty trzeba sprawdzić, która gazeta jest do tego najlepsza. W niektórych kropki są za blisko siebie i nie są rozróżnialne. 12

13 7. Wykonaj doświadczenie chromatografia. Jakim kolorem pomalowałeś papier, a jakie kolory otrzymałeś po jego zamoczeniu? Jaki wynik miały inne grupy? Wyniki zapisz w tabelce poniżej. Eksperyment z chromatografią Kolor początkowy Kolory końcowe Optyka LEKCJA 3 SPEKTROSKOP Wykonanie spektroskopu według instrukcji. 13