Jak widzą oczy

(UWAGA: ta lekcja zawiera część A i część B. Obie są ważne dla zrealizowania pełnego zakresu standardu kształcenia. Jeśli masz ograniczony czas na przeprowadzenie lekcji, przejrzyj obie części i wybierz elementy odpowiadające potrzebom uczniów).

Celem ogólnym tej lekcji jest przyjrzenie się, w jaki sposób światło wpływa na naszą zdolność widzenia. Uczniowie zbudują ruchome źródło światła, korzystając z przykładowych ilustracji, instrukcji budowania i pomysłów na programowanie jako inspiracji. Zachęć ich do zaprojektowania i zbudowania modelu ruchomego źródła światła według własnego pomysłu, jeśli mają na to ochotę.

• Przekaż podstawowe informacje – Jak widzą oczy: Korzystając ze swoich standardowych pomocy naukowych, podziel się z uczniami odpowiednimi informacjami, obrazkami i definicjami.
  • Kiedy światło odbija się od przedmiotów, wpada do oka.
  • Siatkówka to część oka, która wykrywa światło i kolor.
  • Oko wysyła sygnały o świetle – i kolorze – do mózgu, który wykorzystuje te informacje i umożliwia nam zobaczenie tych przedmiotów.
  • Ważne słownictwo: światło odbite, oko, siatkówka
• Budowanie i programowanie: Zapoznaj się z sugestiami zawartymi w Planie modułu. W ramach tej lekcji warto również:
  • Poszerzyć wiedzę uczniów, korzystając z samouczków poświęconych silnikowi i światłu, dostępnych w menu Rozpocznij w aplikacji SPIKE.
  • Przejść do sekcji Bloki zdarzeń i Bloki światła w menu Pomoc > Bloki słów w aplikacji SPIKE, aby uzyskać więcej informacji.
  • Uzupełnić model o silnik, aby samochód mógł przejechać w inne miejsce, i ZAPROGRAMOWAĆ go (Wskazówka: zobacz przykładowy model w lekcji Duży autobus), aby zapewnić uczniom inspirację i wsparcie w budowaniu potrzebne do części „Weryfikuj”.
• Materiały: Uczniowie będą potrzebować stosunkowo ciemnej przestrzeni, aby zobaczyć światło matrycy świetlnej. Możesz zasunąć zasłony, zmniejszyć natężenie oświetlenia sali lub przygotować duże kartonowe pudła z otworem do patrzenia, które posłużą do testowania modelu.

CZĘŚĆ A (45 minut)

• Przedstaw głównych bohaterów historii i pierwsze zadanie: Zwiedzając ciemną jaskinię, Daniel coś znajduje. Pomożecie mu lepiej się temu przyjrzeć?

• CHWILA NA ZASTANOWIENIE – poprowadź krótką dyskusję na temat lekcji. Jeśli chcesz, możesz skorzystać z ilustracji.

  • Co można zrobić, żeby zobaczyć przedmiot znajdujący się w ciemnym miejscu? (Użyć latarki lub innego światła, które odbije się od tego przedmiotu.)
  • Jeśli coś stanie na drodze między źródłem światła a naszym przedmiotem, to czy dalej będziemy go widzieć? (Światło nie może dotrzeć do przedmiotu, więc nie może też się od niego odbić. Bez światła nasze oczy nie mogą wysyłać sygnałów o przedmiocie do mózgu, więc nie możemy go wyraźnie zobaczyć).
  • Co można zrobić, żeby zobaczyć jakiś przedmiot, jeśli coś znalazło się na drodze między źródłem światła a tym przedmiotem? (Przesunąć źródło światła, przesunąć rzecz, która zasłania światło, lub przesunąć nasz przedmiot).

• Rozdaj każdej grupie po zestawie SPIKE Essential i urządzeniu.

• Kiedy uczniowie zaczną pracę, podkreśl, że ilustracje i instrukcje budowania przedstawiają tylko przykładowy pomysł na zbudowanie samochodu i światła. Uczniowie mogą zaprojektować i zbudować ruchome źródło światła według własnego pomysłu.

• Poproś uczniów, aby:

  • Użyli modelu podstawowego, aby ZBUDOWAĆ model samochodu, dzięki któremu Daniel zobaczy przedmioty znajdujące się w jaskini. Umieścili światło z przodu samochodu.
  • ZAPROGRAMOWALI swój model tak, aby pokazywał, w jaki sposób promień świetlny pozwala nam zobaczyć dany przedmiot.
  • Przetestowali swój model (korzystając z przygotowanego przez Ciebie zaciemnionego miejsca – zobacz „Wstęp do zajęć”).

• Zachęć uczniów, żeby zastanowili się, jak można wykorzystać elementy LEGO^®, aby pokazać rolę światła w widzeniu. Uczniowie mogą na przykład użyć matrycy świetlnej jako latarki i płytki LEGO jako „ściany”, która będzie blokować drogę światła do przedmiotu. Poruszając tymi elementami – światłem i ścianą – uczniowie będą mogli zobaczyć, jak zmiana drogi światła wpływa na zdolność widzenia przedmiotu.

• W połowie pracy poproś uczniów, aby wymienili się pomysłami, jak to zwykle robią podczas lekcji, a następnie aby zmienili swoje modele, inspirując się sugestiami innych.

Przykładowe pomysły

• Zbierz uczniów, aby mogli wymienić się spostrzeżeniami. 

• Niech każda grupa zademonstruje na swoim modelu i wyjaśni:

  • jak światło odbite od przedmiotu wpada do oka, dzięki czemu go widzimy;
  • dlaczego nie widzimy przedmiotu, gdy coś zasłania drogę światła do tego przedmiotu.

• Poproś uczniów, żeby opowiedzieli o tym, jak zmodyfikowali swój model, aby go ulepszyć.

Jeśli chcesz przejść do części B – Wytłumacz, poproś uczniów, aby nie rozkładali swoich modeli lub przewidź czas na ich ponowne zbudowanie.

CZĘŚĆ B (45 minut)

• Powtórz kroki z części A – Wyjaśnienie, żeby dodatkowe grupy mogły pokazać i wyjaśnić, czego się nauczyły.

• (5 min) Przekaż uczniom dodatkowe informacje, aby ułatwić im dalszą pracę nad tematem: Wyjaśnij, dlaczego poruszenie samochodem zmieni tor światła, podczas gdy ściana będzie nadal stała tam, gdzie stoi. (Tor światła zasłoni „ściana” z płytek LEGO. Przesunięcie samochodu w lewo lub w prawo pozwala światłu ominąć ścianę.)

• (15 min) Poproś uczniów, żeby przebudowali i przetestowali swoje modele, tak aby ukończyć kolejne zadanie w aplikacji:

  • ZAPROGRAMUJCIE silnik w swoim modelu, tak żeby samochód mógł przejechać w inne miejsce. (Wskazówka: zobacz przykładowy model w lekcji Duży autobus).
  • Pokażcie, jak miejsce ustawienia samochodu zmienia tor światła i wpływa na to, czy Daniel widzi przedmiot, czy nie. Wyjaśnijcie, czy przesunięcie samochodu pomoże Danielowi lepiej zobaczyć przedmiot, a jeśli tak, to jak trzeba go przesunąć.

• (10 min) Poproś uczniów, żeby podzielili się wiedzą, pomysłami lub umiejętnościami, które:

  • pomogły im ukończyć zadanie;
  • poznali podczas budowania.

• Poproś uczniów, żeby sprzątnęli zestawy i uporządkowali miejsca pracy.

• Zadawaj pytania naprowadzające, aby skłonić uczniów do myślenia i podejmowania decyzji podczas wymyślania, budowania i programowania.

Obserwacje – lista kontrolna

• Przejrzyj ponownie cele szczegółowe lekcji (sekcja Wsparcie dla nauczyciela).

• Korzystając z listy kontrolnej, odnotuj postępy uczniów:

  • Ich model zawiera źródło światła, które można przenosić w nowe miejsca.
  • Używając modelu uczniowie wyjaśniają, że nasze oczy potrzebują światła, które odbija się od przedmiotu, aby można było go zobaczyć.
  • Na podstawie modelu wyjaśniają, że zasłaniając tor światła do przedmiotu sprawiamy, że tego przedmiotu nie widać.

Samoocena

Poproś uczniów o wybranie klocka, który ich zdaniem najlepiej pokazuje, jak im poszło.

• Niebieski klocek: wydaje mi się, że potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Żółty klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Zielony klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami, a do tego potrafię pomóc koledze lub koleżance.

Wrażenia ze wspólnej pracy

Niech uczniowie w swoich małych grupach porozmawiają na temat tego, jak układała się ich wspólna praca.
Zachęcaj ich do używania na przykład takich wyrażeń:

• Podobało mi się, kiedy ty…
• Opowiedz coś więcej o tym, kiedy ty…

Jeśli chcesz, żeby lekcja była łatwiejsza:

• Zmień pierwsze zadanie: Poproś uczniów, żeby zbudowali i zaprogramowali źródło światła (używając do tego matrycy świetlnej), ale bez samochodu. Poproś ich, aby przetestowali swoje światło na przedmiotach z użyciem przeszkody w postaci ściany i bez niej.

Jeśli chcesz, żeby lekcja była trudniejsza:

• Rozszerzenie zadania z części „Weryfikuj”: Poproś uczniów, aby zmodyfikowali swoje modele z części „Weryfikuj”, programując jasność pikseli matrycy świetlnej na 0%, 25%, 50%, 75% i 100%. Poproś ich, żeby sprawdzili, jak ich zdolność widzenia przedmiotu będzie się zmieniać w zależności od ustawienia różnych poziomów jasności.

• Rozdaj uczniom materiały edukacyjne o zwierzętach, które bardzo dobrze widzą w ciemności (w przeciwieństwie do ludzi). Poproś uczniów, aby wybrali jedno z tych zwierząt i napisali krótki artykuł do gazety, opisujący, w jaki sposób oraz jak daleko widzi w ciemności.

Jeśli wykorzystasz to dodatkowe ćwiczenie, czas zajęć przekroczy przewidziane 45 minut.