6-8 years Vědní oblast: Člověk a příroda / Fyzika Cílové koncepty: průhlednost / průsvitnost / neprůsvitnost Věkové zaměření žáků:: 6-8 letí žáci Délka trvání aktivity: 3 hodiny Shrnutí: Zkoumání, jak se tvoří stíny prostřednictvím pozorování stínů tvořených různými objekty a pozorování stínů v průběhu jednoho dne. Cíle: Zkoumání, jak a proč předměty tvoří stíny; jak jsou vytvářeny nejhlubší stíny a co se děje se stínem, když se zdroj světla pohybuje. Vstupní kompetence žáků: Vidíme svýma očima; světlo nám pomáhá vidět věci; světlo poskytují různé zdroje; světelné zdroje se liší v barvě a jasu; slunce nám dává světlo; bez světla je tma. Pomůcky: soubor průhledných, průsvitných a neprůsvitných předmětů různých barev a tloušťek, zdroje světla, kreslící papír, tužky, pravítka, fotoaparáty. Svět kolem nás: zkoumání stínů, den a noc Authors: Jenny Byrne a Willeke Rietdijk The content of the present document only reflects the author s views and the European Union is not liable for any use that may be made of the information therein. This project Pri-Sci-Net has received funding from the European Union Seventh
SVĚT KOLEM NÁS: ZKOUMÁNÍ STÍNŮ, DEN A NOC Image: Jeffery_urner Plán hodiny (spolu s poznámkami pro učitele) Popis aktivity (popište činnost žáků a způsob, jakým učitel řídí aktivitu) Motivace /podněty pro aktivizaci dosavadních znalostí žáků Zaznamenání pozorování stínů, např. vržených pomocí zpětného projektoru, stínů vytvořených sluncem za jasného dne. Jak se X tvar objeví? Pokládané otázky: Proč se stíny tvoří? Image: Johan Larsson Jak se stíny tvoří? Žáci jsou vyzváni, aby se zamysleli nad rozdíly ve tvarech a barvách stínů a jak tyto rozdíly vznikly. Stíny jsou předvedeny učitelem před celou třídou. Bádání (Návrh a průběh experimentů, jejich pozorování) Zkoumání: 1. Prozkoumat a vyšetřit, jak stíny vznikají. Učitel objasní dětem, že mají v úmyslu ve čtyřčlenných skupinách zkoumat, jak se tvoří stíny. Děti si při společné diskuzi uvědomí: o na které otázky by chtěly odpovědět; o jak se na ně budou pokoušet odpovědět; o jaké jsou očekávané výstupy; o jaké k tomu potřebují informace; o jak tyto informace budou zaznamenávat; o jak tyto informace budou využívat; o kroky zkoumání; o které materiály a pomůcky potřebují; o jak dlouho budou trvat jednotlivé části šetření; o kdo se bude podílet na jednotlivých činnostech; o jak budou prezentovány zjištěné poznatky pro celou třídu. Image: PinkMoose Image: Jenny Downing
Děti budou rozděleny do čtyřčlenných skupin a budou plánovat své šetření (jak budou organizovat své šetření [různé způsoby postupu a volba lepšího postupu], jaké kroky je třeba zvolit a v jakém pořadí; co potřebují, role žáků a jejich přiřazení, organizace z hlediska času, očekávané výsledky, kam se budou chtít jít a podívat, jak budou zaznamenávat své poznatky, záznamová média apod.) Možné varianty výzkumných otázek: o Které objekty vytváří stíny o Jak se tvoří nejtmavší stíny? o Co se děje se stínem, když se zdroj světla hýbe? Plánování, včetně identifikační proměnné, predikce Děti prozkoumají použití libovolných materiálů a předmětů, pomocí kterých se rozhodnou vytvářet stíny. Děti budou zkoumat, jak se stíny tvoří. Učitel umožňuje skupinovou práci a klade otázky. Záznam, měření a popis pozorování a záznam objektů, které vytváří / nevytváří stíny; pozorování a záznam změny stínů jako vztahu mezi světelným zdrojem a měněnými objekty. Učitel vybídne celou třídu k diskusi o tom, jak zaznamenávat pozorování (popisy, výkresy, tabulky / grafy atd.) Jaká záznamová média budete používat? Učitel vede krátkou diskuzi s celou třídou o tom, které z údajů by mohly být zaznamenány a který záznamový prostředek bude nejlepší. o grafy o tabulky o nákresy o obrázky o volné psaní o deník Shromážděte zaznamenané výsledky a prezentujte je zbytku třídy. Malý třídní výbor projedná výsledky před dalším pokračováním v šetření. Zkoumání: 2. Prozkoumat a vyšetřit, jak se stíny v průběhu dne mění Děti si vyberou objekty a v zadaných časových intervalech během dne budou sledovat a zaznamenávat, jak se stíny a jejich tvary mění. Stíny změří, nakreslí a popíší, co se s nimi děje. Na konci dne porovnávají a popisují stíny vypozorované v průběhu dne. Skupiny porovnají, jak různé tvary předmětů měly rozdílné výsledky (zejména neprůhledné tvary).
Učitel žákům při těchto krocích pomáhá; usnadňuje činnost. Možné volby pro dotazy k šetření o Co se v průběhu dne děje se stíny? o Jak mohou být tyto změny pro nás užitečné? Plánování, včetně identifikační proměnné, predikce Děti pracují ve skupinách na přípravě zkoumání, rozhodují se kam umístit objekty, jak jejich stín zaznamenat, změřit a kdy záznam udělat. Učitel zjišťuje/prezentuje nápady, jak by mohly být informace zaznamenány a popsány; která informace je důležitá? Záznam, měření a popis pozorování a zaznamenávání změn stínů v průběhu dne Učitel vyzývá celou třídu k diskusi o tom, jak budou děti stíny zaznamenávat (např. kresbou, popisem, měřením délky stínu). Děti systematicky pracuji zaznamenávají změny stínů po celý den Učitel obchází třídu a pomáhá/usnadňuje práci. Učitel dbá na to, aby všechny děti nebo skupiny měly záznamy/popisy svých šetření. Bádání (knihy/internet), aby zjistili více informací o slunečních hodinách apod. (po celý den). Evaluace (záznam výsledků) Pro obě činnosti samostatně: Vysvětlení zjištění a vyhodnocení Plenární diskuse celé třídy o zjištěních Vedoucí skupin prezentují své poznatky celé třídě, na které otázky odpovídali a k jakým zjištěním dospěli; použité metody, objevy (překvapení)? Další kroky k bádání. Učitel vybízí skupiny vzájemně si komentovat metody a výsledky, porovnávat, poskytnout zpětnou vazbu přijít se syntézou osvědčených postupů. Rovněž vybrat nejlepší 3 z nejzajímavějších zjištění. Učitel žákům pomáhá, pokud jde o to, jaké otázky mohou být kladeny, pomáhá dětem uvědomit si to, na co by nepřišly samy od sebe.
Volitelné rozšíření Rozšíření myšlení / tvořivosti: Proč je stín důležitý? Co by to znamenalo, kdyby neexistoval stín? Učitel celé třídě usnadňuje vědecké bádání uplatňování argumentů a protiargumentů; syntéza obou; nové otázky; částečné závěry (slunce jako hlavní zdroj světla a dárce života). [S tímto lze experimentovat, tj. s otázkou, která může být položena, před nebo po bádání k měření efektu kvality bádání a dětských vědeckých podložených badatelských otázek.] Materiály v příloze: pracovní listy, podklady pro učitele
Předmět / použitý materiál Tloušťka (mm) Vrhá stín? Předpoklad Skutečnost Výkres /obrázek stínů Jako co stín vypadá?
Předmět / použitý materiál Tloušťka (mm) Vrhá stín? Předpoklad Skutečnost Výkres/obrázek stínů Jako co stín vypadá?
Denní čas Výkres/obrázek mého stínu Co jsem pozoroval rozdíly oproti předchozímu pozorování
Denní čas Výkres/obrázek mého stínu Co jsem pozoroval rozdíly oproti předchozímu pozorování
Graf délky stínů Délka v cm Denní čas
Podklady pro učitele/rady/problémy k zamyšlení Skupiny po 2 4 žácích Možná zdravotní a bezpečnostní rizika Kolik pomoci děti potřebují v každé fázi šetření Další dospělí při výuce Mít připravené pomocné otázky. Zvážit, zda bude plánované (strukturované) vyučování proti vyučování s otevřeným koncem. Pracovní listy jsou poskytovány žákům, pokud učitel dá přednost řízené hodině. Pokud učitel preferuje nechat děti rozhodnout o tom, jak zaznamenávat svá data, může se rozhodnout, že listy používat nebudou. Základní znalosti Světlo se pohybuje přímočaře od zdroje a jeho šíření může být zamezeno předměty z neprůhledných materiálů (dřevo, kovy, korek, lepenka, jíl), což způsobuje tvorbu stínů. Transparentní materiály propouští světlo (celofán, sklo). Průhledné materiály umožňují světlu proniknout, ale není skrz ně možné vidět jasný obraz (pauzovací papír, matné sklo, neleštěný křišťál). Stíny se vytváří, když světlo ze zdroje dopadá na neprůhledný objekt. Vzhledem k tomu, že se světlo pohybuje přímočaře, objevuje se v prostoru za předmětem nedostatek světla. Vzdálenost a pozice světelného zdroje a objektu má vliv na tvar a velikost stínu. Slunce je hlavním zdrojem světla a jeho stíny, které vrhá na Zemi, určují jeho polohu na obloze. Proto denní doba může být vypočtena podle pozorování změny velikosti stínu na zemi. Země se otáčí kolem své osy jednou za dvacet čtyři hodiny. Na části, na kterou nesvítí, absence světla způsobuje tmu, která v kombinaci s rotací Země způsobuje střídání dne a noci. Možné miskoncepce: Světlo existuje pouze ve světlých místech (ve skutečnosti se šíří v paprscích, které nejsou vidět). Světlo se v noci nešíří. Světlo se v noci šíří dál. Vidíme věci, protože světlo putuje z našich očí směrem k objektu. Lesklé věci jsou světelné zdroje. V případě, že má předmět barvu nemůže být průhledný. Literatura Allen, M. (2010) Misconceptions in primary science. Maidenhead, Berkshire: Open University Press. Cross, A. and Bowden, A. (2009) Essential Primary Science. Maidenhead, UK: Open University Press. Gillespie, H. and Gillespie, R. (2008) Science for Primary School Teachers. Buckingham, UK: Open University Press. Loxley, P., Dawes, L., Nicholls, L., Dore, B. (2010) Teaching primary science promoting enjoyment and developing understanding. Harlow, UK: Pearson Education Limited.