Исходя из требований ФГОС, где особое внимание уделяется приобретению учащимися опыта проектной и учебно-исследовательской деятельности, мною предлагается разработка проекта по теме: «Оптические явления».
При работе по данному проекту у учащихся формируется мета предметный аспект деятельности; что позволяет ученикам формулировать цель работы, определять задачи и прогнозировать результат своей деятельности. Работа над этим проектом направлена на решение интересной задачи, связанной с оптическими явлениями, носит практический характер и публично позволяет показать достигнутый результат.
В зависимости от особенностей класса этот проект может быть развернут до большой исследовательской работы или, наоборот, уменьшен до границ конкретной темы 8-го класса. Ученикам класса предлагается войти в одну из 4-х групп: а) исследователей общественного мнения; б) теоретиков; в) экспериментаторов; каждая группа получает свое задание. Собирает материал с помощью и по рекомендации учителя. Представляет отчет в виде презентации, практической работы и демонстрационного эксперимента.
В зависимости, от того в каком классе 8, 9 или 11 будет реализовываться данный проект материал может быть расширен или уменьшен; будет ли выход проекта на конференцию о том что такое свет или ограничится только рамками урока все это зависит от временных возможностей и желаний учителя и учеников. Вариаций на данную тему много. Это один из возможных вариантов.
Учебный проект – это самостоятельное решение учениками или группой учеников какой-либо проблемы и общественная презентация результатов этой работы. Данный проект является информационно-исследовательским с элементами практической ориентации. Новые виды деятельности учеников – самостоятельный поиск информации, анализ этой информации, выбор необходимой информации, использование различных видов информации.
Проектирование, изготовление, создание, подбор эксперимента и экспериментального оборудования, обмен информацией, умение излагать свою точку зрения, развивать её, отстаивать в споре.
Цели: Выяснить какую роль играет свет в нашей жизни. Как человек получал знания о световых явлениях, какова природа света
Задачи: Проследить опыт человечества по изучению, использованию световых явлений, выяснить закономерности и развитие взглядов на природу света; провести эксперименты, подтверждающие эти закономерности; продумать и создать демонстрационные эксперименты, доказывающие закономерности распространения света в разных оптических средах (отражение, преломление, дисперсию, дифракцию, интерференцию).
Отчет группы исследователей общественного мнения.
Цели: Показать какую роль играют световые явления в нашей жизни; ответить на вопрос: «Что мы знаем об этом явлении?».
Группа изучила пословицы, поговорки, загадки, связанные со световыми явлениями.
- «В темноте и гнилушка светится». (Русская)
- «Тень высокой горы – далеко падает». (Корейская)
- «Хвост тащится за телом, тень следует за предметом». (Монгольская)
- «Солнце ярче – тень, темнее». (Тамильская)
- «От своей тени – не убежишь». (Удмурдская).
- «Хорош цветок в зеркале, да не возьмешь, близко Луна, да не достанешь». (Японская)
- «Темнее всего – перед рассветом». (Английская)
Загадки:
Например:
- Чего в коробку не спрятать? (Свет)
- У тебя есть, у меня есть, у дуба – в поле, у рыбы в море. (Тень).
- Поутру с сажень, в полдень с пядень, а к вечеру через поле хватает. (Тень)
- Чего с Земли не подымешь? (Тень и дороги).
- Из окно – в окно готово веретено. (Солнечный луч).
Пословицы и поговорки:
- Солнце сияет, а месяц только светит. (Русская).
- Прекрасны цвета радуги, но она не долговечна, не очень красив цвет сосны и кипариса, но они вечнозелены. ( Китайская).
- Наряжайся, глядя в зеркало, исправляйся, глядя на людей. (Монгольская).
- Из черного не сделаешь белого. (Русская)
- Светлячок при солнышке не светится. (Тамильская)
Группа провела небольшой социологический опрос
- Что вы знаете о световых явлениях?
- Зачем люди используют очки или линзы?
- Какая связь между нашим зрением и информацией, которую мы получаем из окружающего мира?
- Чем отличается свет от костра от света люминесцентной лампы?
Отчет группы теоретиков.
Цели:Изучить законы распространения света в однородной и неоднородной прозрачной среде; поведение луча свете на границе раздела двух сред. Пробуждать познавательный интерес, развивать исследовательские умения: самостоятельно искать, собирать информацию, наблюдать, анализировать, уметь делать выводы; уметь аргументировать. – «А видим ли мы луч света? Что такое свет?»
Жизнь на Земле возникла и существует благодаря лучистой энергии солнечного света.
Можно подсчитать, что за одну секунду свет приносит на нашу планету энергию, которая выделилась бы при сгорании 40млн. тонн каменного угля.
Костер первобытного человека, нефть, сгорающая в двигателях машин, топливо космических ракет – все это световая энергия, запасенная когда-то растениями и животными. Остановись солнечный поток, и на Землю выпадут дожди из жидкого азота и кислорода. Температура приблизится к абсолютному нулю.
Но не только энергию несет на Землю свет. Благодаря световому потоку мы воспринимаем и познаем окружающий мир. Лучи света сообщают нам о положении близких и отдаленных предметов, об их форме и цвете.
Свет, усиленный оптическими приборами, открывает человеку два полярных по масштабам мира: космический мир с его огромными протяженностями и микроскопический, населенный не различимыми простым глазом мельчайшими организмами.
Свет позволяет нам познавать окружающий мир при помощи зрения. Ученые подсчитали, что около90% информации об окружающем мире человек получает с помощью света посредством зрения.
Самые яркие и самые красивые явления природы, с которыми человек знакомится в своей жизни, – световые. Вспомните восходы и закаты солнца, появление радуги, голубой цвет неба, блики солнечных зайчиков, радужную окраску мыльных пузырей, а сколь загадочны и обманчивы миражи!
Человек научился использовать свет в своей различной деятельности. Оптические приборы, установленные на борту самолета или космической станции, позволяют определять разливы нефти на поверхности моря. Лазерный луч в руках хирурга становится световым скальпелем, пригодным для сложных операциях на сетчатке глаза. Этот же луч на металлургическом заводе режет массивные листы металла, а на швейном производстве раскраивает ткани. Световой луч передает сообщения, управляет химическими реакциями и используется еще в очень многих технологических процессах.
А задумывались ли вы над такими вопросами:
Почему одни предметы цветные, а другие белые или черные?
Почему тела нагреваются, когда на них падает солнечный свет?
Почему тень от ног на земле от фонаря резко ограничена, а тень от головы более расплывчата?
- Свет — это излучение, которое воспринимается глазом. Это излучение называется видимым.
- Энергия излучения частично поглощается телами, вследствие чего они нагреваются.
- Тела, от которых исходит свет, являются источниками света.
По результатам изучения этой темы были выполнены презентации, по одной из предложенных тем:
- Источники света (традиционные и альтернативные).
- Из истории источников света.
- Солнце и его влияние на жизнь на Земле.
- Солнечные и Лунные затмения.
- Оптические иллюзии и миражи.
- Зеркала в жизни человека.
- Фотоаппарат и проекционная аппаратура вчера и сегодня.
- Что такое оптоволокно?
- Глаз – живой оптический прибор.
- Как видят животные?
- Телескопы и их история. Наблюдения за Луной и планетами.
- Микроскоп.
Выводы: Свет виден лишь тогда, когда он попадает к нам в глаза.
Свет, исходящий от разных предметов, попадая в глаза человека, производит действие, которое затем обрабатывается мозгом, и мы говорим, что видим.
Разные тела по-разному отражают, пропускают и поглощают свет.
В зависимости от того, какое явление играет главную роль, мы делим тела на прозрачные и непрозрачные
Физические модели:
Если размеры светящегося тела намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие, то светящееся тело называется точечным источником.
Световой луч – это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света.
Свет от источника может распространяться в вакууме, воздухе или другой прозрачной среде.
Среда называется однородной, если её физические свойства в разных точках не имеют различий или эти различия так незначительны, что ими можно пренебречь.
Закон прямолинейного распространения света:
В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.
Образование тени является следствием прямолинейное распространения света.
Механизм видения:
Отчеты группы экспериментаторов.
Цель: выяснить зависимость величины размеров тени от размеров предметов и от расстояний между источником, предметом и экраном; как проходит луч света через границы разных сред; поведение луча при его падении на трехгранную призму; как изменяется угол преломления при изменении угла падения.
Темы экспериментальных работ:
- Получить изображение удаленного предмета (например окна ) на экране через точечное отверстие в картоне. Размеры отверстия около 5 мм.
- Распространение света в однородной прозрачной среде: воздух, вода, стекло.
- Образование тени за предметами от одного и двух источников света.
- Что происходит на границе раздела двух сред: воздух-стекло (матовое, прозрачное); воздух-вода; воздух-зеркало; воздух-листы бумаги (белая, цветная ,черная)
- Как изменяется угол отражения при изменении угла падения на границе воздух-зеркало (вода)
- Что происходит с лучом света, когда он падает на трехгранную призму; плоскопараллельную пластинку; круглую колбу с водой (без воды)?
- Как изменяется угол преломления при изменении угла падения при переходе из воздуха в воду, в стекло?
- Как изменяется угол преломления при изменении угла падения при переходе луча света из воды в воздух; из стекла в воздух?
Для проведения лабораторных работ используется набор по оптике L-микро, Компьютер, мультимедийный проектор.
Отчет группы конструкторов.
Цели: Создать демонстрационные эксперименты; объяснить результаты наблюдаемых явлений. Воспитывать аккуратность при выполнении эксперимента, соблюдать технику безопасности, ответственность, настойчивость, уметь анализировать полученный результат.
Опыты по геометрической оптике.
Изучив литературу, были отобраны несколько опытов, которые решили осуществить сами. Придумали эксперименты, изготовили приборы и попытались объяснить результаты экспериментов.
Опыт №1
Оборудование: баночка из-под сметаны, Черная краска, калька или тонкая бумага, резинка и маленькая свеча.
В дне баночки проделать маленькое отверстие, а вместо крышки использовать кальку, закрепив её резинкой. Зажечь свечу и направить дно баночки на пламя свечи. На кальке появится изображение пламени свечи.
Калька – это аналог нашей сетчатки. На ней изображение свечи перевёрнутое. Мы тоже видим мир перевернутым, однако наш мозг обрабатывает изображение глаз и переворачивает его, чтобы нам было проще воспринимать информацию.
Опыт №2
Оборудование: фонарик, маленькое зеркало, фольга, небольшой предмет.
Конец фонарика обернуть фольгой , проделать в фольге маленькую дырочку и направит луч фонарика на зеркало. Луч света отразится от зеркала и попадет на предмет. Проверяем законы отражения света.
Опыт №3
Оборудование: маленькое зеркало наклеить на белый листок бумаги, фонарик.
Зеркало в этом опыте выглядит черным прямоугольником. Почему?
Опыт №4
Оборудование: стекло, две одинаковые свечки, спички.
Установить свечки на одинаковом расстоянии от стекла с разных сторон. Зажечь одну из свечей. Передвинь свечу так, чтобы пламя горящей свечи совпало с фитилем незажжённой свечки. Свет от пламени горящей свечи отражается от стекла. Создается иллюзия горения обеих свечей.
Опыт№5
Оборудование: прозрачная ёмкость, фонарик, немного молока, вода, экран.
Направить луч фонарика на воду свет выйдет с другой стороны ёмкости. Если посветить фонариком под углом, направив луч немного вверх. После прохождения через воду луч окажется в нижней части стенки сосуда. Если добавить в воду молока, то свет будет лучше виден. Поверхность воды срабатывает как зеркало.
Литература:
- Учебник «Физика-9» авт. Г.Н. Степанова.
- «Свет» авт. В.И. Кузнецов – Москва: «Педагогика», 1977.
- «Физика в пословицах и поговорках» С.А. Тихомирова – Москва: Интерпракс, 1994.
- «Знаете ли вы физику?» Я.И. Перельман – библиотечка Квант выпуск 82, 1992.
- «Большая книга научных опытов для детей и взрослых» М. Яковлева, С. Болушевский. – Москва: Эксмо, 2013.
- «Проектная деятельность учащихся. Физика 9-11 классы. Н.А. Лымарева. – Волгоград: Учитель, 2008.