Dołącz do czytelników
Brak wyników

Pomysł na lekcję

30 stycznia 2019

NR 31 (Styczeń 2019)

Spojrzenie na proces widzenia

351

Uczniowie przy okazji omawiania narządu wzroku czy zasad dziedziczenia daltonizmu, zadają następujące pytania: „Jak postrzegamy kolory?”, „Czy pies, kot i inne ssaki widzą tak jak my?”, „Jaki obraz otoczenia odbiera kałamarnica, mucha, pszczoła?”. Pytania te są jak najbardziej trafne. Wzrok to przecież jeden z podstawowych naszych zmysłów. To dzięki niemu orientujemy się w przestrzeni, jesteśmy w stanie określić, co jest blisko, a co daleko, rozróżniamy barwy. Aby wytłumaczyć proces widzenia, musimy go podzielić na dwa etapy: fizyczny i biologiczny. Ze względu na złożoność tego zjawiska, tak trudno jest go w pełni wytłumaczyć w szkole. Nauczyciel fizyki na swoich lekcjach będzie mówił o widmie światła białego, częstotliwości, odbiciu, pochłanianiu. Zagadnienia te realizuje się podczas omawiania zjawisk optycznych, czyli w ósmej klasie szkoły podstawowej. Nauczyciel biologii powie o budowie oka, siatkówki jako warstwy światłoczułej i cechach obrazu na niej powstającego. Informacje te podawane są podczas realizacji materiału związanego z anatomią i fizjologią człowieka, czyli w klasie siódmej. Uczeń więc dostaje dwa oddzielne przekazy dotyczące jednego zjawiska, których najczęściej nie potrafi złożyć w jeden spójny i logiczny proces. Stąd tak ważne jest, aby niektóre zagadnienia omawiać na kilku przedmiotach równolegle lub przeznaczyć odrobinę czasu na ich połączenie. Proponuję więc scenariusz zajęć, w którym kompleksowo spojrzy się na proces widzenia. Można go realizować na jednej lub dwóch jednostkach lekcyjnych. Zjawisko to zostanie uczniom przedstawione w następujących etapach:

  1. Podstawy fizyczne widzenia barw. Pamiętajmy, że proces fizyczny jest dość skomplikowany i najeżony sporą ilością pojęć. Dlatego też staramy się w sposób uproszczony (lekcja przeznaczona jest dla uczniów z klasy siódmej lub ósmej), prostym językiem z ograniczoną do minimum nomenklaturą przedstawić to zjawisko.
  2. Budowa oka człowieka (nam najbliższe i najlepiej zrozumiałe zagadnienie).
  3. Ewolucja narządów służących do odbierania bodźców świetlnych.

Mamy kilka zagadnień, które pozwolą w pełni opracować tematykę odbierania bodźców świetlnych. Możemy więc podzielić klasę na grupy i każda z nich zajmie się analizą i prezentacją poszczególnych wiadomości. 

Temat zajęć SPOJRZENIE NA PROCES WIDZENIA
Cel ogólny Omówienie procesu widzenia. Wskazanie uczniom powiązań między zagadnieniami z anatomii i fizjologii człowieka a fizyką
Cele szczegółowe W zakresie wiadomości uczeń:
  • Wymienia barwy widma światła białego
  • Zna podstawowe barwy addytywne
  • Podaje elementy budujące oko
  • Wymienia fotoreceptory siatkówki
  • Zna budowę oka owada
W zakresie umiejętności uczeń:
  • Rozróżnia proces odbicia od pochłaniania światła
  • Wyjaśnia, dlaczego np. świeca daje ciepłe białe światło
  • Analizuje proces i podaje kolor przedmiotu oświetlanego światłem monochromatycznym
  • Wyjaśnia rolę rogówki i źrenicy w procesie powstawania obrazu
  • Uzasadnia wpływ ilości światła na proces widzenia
  • Uzasadnia proces ewolucyjnego rozwoju narządu wzroku
Postawy i przekonania: Uczeń:
  • Wyjaśnia, w jaki sposób dbać o zmysły
  • Doskonali umiejętność pracy w grupie
  • Właściwie zachowuje się na zajęciach
Metody nauczania
  • Pogadanka,
  • Burza mózgów,
  • Praca z tekstem źródłowym,
  • Analiza filmu
Formy pracy
  • Indywidualna
  • Grupowa
Środki dydaktyczne 
  • Film „Oko – właściwości i funkcje”
  • Plansze przedstawiające zjawiska optyczne (odbicie światła, załamanie światła, rozszczepienie światła w pryzmacie)
  • Karty pracy
Typ lekcji
  • Podsumowująca

 

Przebieg lekcji:
I. Faza przygotowawcza
  • Czynności organizacyjne
  • Nauczyciel w formie pogadanki wprowadza uczniów w temat lekcji. Zwraca uwagę na to, że narząd wzroku u człowieka dostarcza najwięcej informacji z otaczającej nas przestrzeni. Nauczyciel wyjaśnia, że lekcja łączy wiadomości i umiejętności zdobyte na fizyce, biologii i chemii w celu wyjaśnienia procesu widzenia barw
II.Faza realizująca
  • Burza mózgów. Nauczyciel prosi uczniów, aby rozpoznali przedstawione na planszach zjawiska fizyczne związane z optyką.
  • Nauczyciel dzieli uczniów na grupy. Rozdaje im karty pracy z tekstami źródłowymi. (załącznik 1). Kontroluje tok pracy.
  • Uczniowie prezentują wyniki pracy grupowej
III.Faza podsumowująca
  • Nauczyciel włącza film „Oko – właściwości i funkcje” (bez dźwięku) i prosi uczniów o wcielenie się w rolę lektora. Uczniowie, analizując obserwowane (krótkie) fragmenty filmu, starają się opisać to, co one przedstawiają. 
  • Nauczyciel podsumowuje lekcję i ocenia pracę grup.

Załącznik 1. TEKSTY ŹRÓDŁOWE 

  1. Zacznijmy od fizyki, czyli światło jako pierwszy krok do barwnego widzenia

Światło to widzialna część promieniowania elektromagnetycznego, czyli fali o różnej częstotliwości. W procesie widzenia najistotniejsze są fale o długości ok. 380–750 nm (nanometrów, 1 nm = 10-9 m). To je odbiera siatkówka naszego oka (rys. 1). Możemy również z punktu widzenia optyki zwierząt wziąć pod uwagę promieniowanie podczerwone (długość fali od 780 nm do 1 mm) i ultrafioletowe (10 nm do 400 nm). 

Rys. 1. Światło widzialne
Rys. 2. Przejście promienia świetlnego przez pryzmat
Fot. 1. Łączenie światła o barwach: czerwonej, zielonej i niebieskiej

Światło białe (słoneczne) jest mieszaniną różnych barw. Można to łatwo sprawdzić, przepuszczając je przez pryzmat. Na ekranie otrzymamy widmo takie jak w tęczy, czyli barwy: czerwoną, pomarańczową, żółtą, zieloną, niebieską i fioletową. Fale o poszczególnych barwach mają różne długości (rys. 2). Światło białe można też otrzymać, łącząc światło o barwach: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Są to barwy podstawowe addytywne. Jeśli ekran oświetlimy tak, żeby te trzy kolory nakładały się na siebie, to w środku powstanie jasna plama. Gdy połączymy światło czerwone z niebieskim, otrzymamy barwę purpurową, czerwone i zielone – barwę żółtą, a zielone i niebieskie – turkusową (fot. 1). 
Trzeba pamiętać jednak, że różne źródła światła emitują fale o nieco innych częstotliwościach. Płomień świecy nie zawiera fal niebieskich, dlatego daje ciepłe światło, które jest tak przyjemne dla oka. Podobnie jest ze zwykłą żarówką. Wytwarza ona światło o niskiej częstotliwości przesuniętej w kierunku czerwieni. Ale już jarzeniówka emituje fale, w których przeważa frakcja o wysokiej częstotliwości. Stąd chłodna barwa tego źródła. Niektórzy z tego powodu nie lubią pomieszczeń oświetlanych jarzeniówkami, gdyż nie wydają się one ciepłe i przytulne. Sami możemy się przekonać o istnieniu różnic wynikających z emisji nieco odmiennego światła przez różne źródła. Wystarczy zajść do sklepu i kupić np. czerwony sweter. W przymierzalni, która najczęściej jest dobrze oświetlana świetlówkami, będzie miał on inny odcień niż w świetle dziennym, a jeszcze inny w świetle pochodzącym od świecy.

Pytania sprawdzające

  1. Podaj zakres długości fali światła widzialnego.
  2. Jakie barwy pojawiają się po rozszczepieniu światła białego w pryzmacie?
  3. Wymień podstawowe barwy addytywne.
  4. Jaka barwa powstanie po nałożeniu światła:
    1. niebieskiego i czerwonego 
    2. zielonego i niebieskiego 
    3. czerwonego i zielonego

            

  1. Zacznijmy od fizyki, czyli atomy budujące ciało jako drugi krok do barwnego widzenia

Dlaczego różne ciała oświetlone tym samym światłem widzimy w odmiennych barwach? To zależy od atomów, z których dany przedmiot jest zbudowany, oraz od tego, jak są one ze sobą powiązane w cząsteczkach. W atomie znajdują się elektrony. Ich drgania (ruch) są źródłem fali elektromagnetycznej. Na przykład elektron drgający z częstotliwością 1000 000 Hz wytwarza falę od długości 0,3 m. Światło – również fala – padając na ciało, pobudza do drgań owe elektrony. Ab...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy