Раздел
Оптични явления
Времетраене
45 минути
Цели по предметно знание:
Учениците:
- описват същността и функционирането на електрическия ток;
- назовават основните характеристики на електромагнитните вълни;
- дефинират следните термини и понятия: електричен заряд, електрично поле, проводник, напрежение, съпротивление;
- откриват зависимост между напрежението, тока и съпротивлението на проводника в електрическа верига;
- начертават електрическа верига;
- описват устройството и функциите на трансформаторите;
- планират вида, разположението и начина на свързване на отделните компоненти на своите крайни продукти.
Необходими материали:
- Примерни изображения на безкраен тунел;
- Работен лист “Изследване на електрическата верига”;
- Затворена електрическа верига – по една за всяка група;
- Проектор;
- Работен лист “Технологична карта за изработване на безкраен тунел”;
- Работен лист “Вярно и невярно? (твърдения за ток и светлина)”;
- Работен лист “Необходими материали за безкраен тунел”.
Започнете часа с анализ на домашната работа. Разгледайте последователно всички обекти от заданието. Посочете няколко ученици, които да споделят с класа откритията си и да обяснят по какъв начин са постигнати наблюдаваните визуални ефекти.
Дискутирайте:
- Ако застанем зад огледална повърхност, можем ли да видим какво има пред нея?
- От какво зависи дали дадено тяло ще отразява светлина и каква част от нея ще отразява?
- На какво се дължи цветът на обектите?
- На какъв принцип функционират “стаите за разпит”?
Инструкции
“В началото на днешния час ще разгледаме домашната работа, която ви поставих в предходния час. Ще обсъдим последователно всички обекти от заданието и ще потърсим физичните принципи, които стоят в основата на наблюдаваните визуални ефекти. След това ще изследваме няколко допълнителни казуса, за да осмислим подбора на материали за създаването на определена оптична илюзия.”
Обобщение
“С помощта на тази дейност открихме, че изкривяването на реалността за различни цели може да бъде постигнато с правилната комбинация от материали и използвани физични явления. Освен това установихме, че в създаването на някои визуални илюзии не участват само оптични явления, но също и електромагнитни. Познаването на характеристиките и на двата типа ще ни бъде нужно за следващите етапи от проекта.”
Важно!
- Насърчете учениците да проявяват уважение към мнението на съучениците си и да се изслушват.
Представете целите на настоящия проект. Покажете на учениците примерни изображения на безкрайния тунел, който трябва да изработят, за да могат по-лесно да осмислят какво се изисква от тях и как би следвало да работи правилно крайният продукт. Устройството трябва да бъде изградено от огледала с различни характеристики и осветено от единични светодиоди, свързани в електрическа верига. За да могат да се справят с поставената задача, учениците трябва да познават добре оптичните и електромагнитните явления.
Разделете учениците в работни групи по трима или четирима. Дайте на всяка група по една предварително подготвена затворена електрическа верига и работен лист за изследването й. Учениците трябва да определят от какви компоненти е съставена веригата. За всеки компонент те трябва да опишат в работните си листове каква е неговата функция във веригата и да определят:
- Може ли електрическата верига да работи без някой от тях?
- При какви условия?
- Каква е връзката между ток, напрежение и съпротивление?
- По какво се различават постоянния и променливия ток?
- Какъв вид ток използваме за битови нужди?
- Как можем да пренесем електричеството от източника на ток до крайния консуматор?
Инструкции
“Сега ще ви покажа няколко изображения на устройството, което трябва да изработите. Нарича се “Безкраен тунел” и изграждането му изисква добро познаване на оптичните и електромагнитните явления.
Вече разгледахме оптичните явления, а в следващите 10 минути ще си припомним и някои основни характеристики на тока и компонентите на електричните вериги. Ще ви разделя в няколко групи, след което ще ви раздам по една затворена електрична верига и по един работен лист, в който да опишете нейните компоненти и функциите, които те изпълняват.”
Обобщение
“С помощта на тази дейност определихме кои са основните компоненти, от които ще имате нужда за изработването на електричната верига на вашите устройства. По този начин ще можете да преобразувате електрическата енергия в светлина, която от своя страна е необходима за създаването на търсения визуален ефект.”
Важно!
- Предварително подгответе по една затворена електрична верига за всяка работна група.
- Следете работата на учениците и им помагайте, ако се затрудняват с определянето на компонентите на веригата. Насърчете ги да мислят критично, разсъждавайки какво би се случило ако някой от тях липсва.
След като вече са изследвали детайлно физичните принципи, необходими за реализиране на проекта, учениците трябва да планират какви материали да използват и как да ги съединят.
Припомнете на учениците как трябва да изглежда и функционира крайният продукт. На практика безкрайното огледало се състои от две огледала - обикновено и еднопосочно. Между тях се поставят светодиоди, излъчващи светлина (LED). Когато светодиодите са изключени, безкрайното огледало изглежда като обикновено огледало, а когато са включени - като ярко осветен тунел, който се простира до безкрайност.
Учениците трябва да използват процеса на инженерно проектиране, за да проектират своето безкрайно огледало и да изберат компоненти, които да работят добре заедно. Всяка група трябва да определи:
- Формата и големината на устройството;
- Вида и изискванията на различните видове светодиоди, които ще използват;
- Разстоянието между светодиодите;
- Количество на светодиодите, което ще им бъде необходимо, за да осветят равномерно кутията от всички страни;
- Големината на тока и напрежението, които са необходими за захранването на всички светодиоди.
- Вида на захранването. В случай, че учениците планират да използват постоянен ток, трябва да се определи размера на захранващата батерия. В случай, че учениците използват променлив ток за захранване на системата, те ще трябва да определят какъв вид трансформатор трябва да използват.
- Подходящ резистор.
Инструкции
“Следващият много важен етап от проекта е съставянето на план за изработването на вашите устройства. Разгледайте изискванията и работните етапи от Технологичната карта, която ви раздадох. Определете формата и размерите на корпуса. След това решете как ще свържете светлинните източници и с какъв ток ще ги захраните. Направете необходимите изчисления и отбележете получените резултати в технологичната карта.”
Обобщение
“Тази дейност ни помогна да разберем как точно трябва да бъдат изработени нашите безкрайни тунели. Определихме какви компоненти ще ни бъдат необходими и изчислихме техния брой и големина.”
Важно!
- Докато работните групи планират изработването на своите устройства, следете тяхната работа, давайте насоки и предложения, ако е необходимо.
За завършек на този учебен час, проверете до каква степен учениците са усвоили необходимите за изпълнението на проекта принципи. За целта, направете кратка игра на “Вярно и невярно”. Прочетете твърдение, свързано с изследваните принципи. Учениците, които смятат, че то е вярно отиват в предната част на стаята. Останалите, които смятат, че твърдението е грешно, отиват в задната част на стаята. Обяснете защо твърдението е вярно или грешно. Всички, които са се заблудили в отговора си, остават извън играта и сядат на местата си. Продължете играта с нови твърдения, докато остане само един ученик.
Ето няколко примерни твърдения:
- За битови цели използваме постоянен електрически ток;
- Металът е добър проводник на електрически ток;
- Огледалата отразяват 100% от попадналата върху тях светлина;
- Консуматорът е източник на ток в електричната верига;
- Цветът на морето е син, защото отразяваната от него светлина е синя.
Инструкции
“Сега ще направим кратко обобщение на наученото с помощта на една кратка игра. Ще ви кажа едно твърдение, свързано с оптичните или електромагнитните явления. Учениците, които смятат, че то е вярно трябва да дойдат в предната част на стаята. Останалите, които смятат, че твърдението е грешно, отиват в задната част на стаята. Ще ви дам думата да аргументирате избора си, след което ще ви кажа верния отговор. Онези от вас, които са дали грешен отговор, сядат обратно на местата си. Останалите продължават играта със следващото твърдение, докато накрая остане само един ученик.”
Обобщение
“Тази дейност ни помогна да затвърдим вече усвоените нови знания за оптичните и електромагнитните явления. Те ще ни бъдат нужни за следващата част от проекта, в която ще видим и как работят на практика.”
Важно!
- Насърчете учениците да обмислят добре отговорите си и да не се блъскат при движението си в стаята.
За домашна работа възложете на учениците да съставят списък с необходимите материали, които трябва да си набавят за изработването на устройствата. Всички компоненти на електрическата верига и корпуса на устройството следва да бъдат осигурени от учениците за следващия учебен час.
Инструкции
“За домашна работа всяка работна група трябва да изготви списък с материалите, от които ще има нужда за изработването на своя безкраен тунел. Това включва компоненти за електрическата верига и материали за корпуса на устройството. За следващия час всеки екип трябва да донесе елементите от своя списък. Напомням ви, че работата по проекта е групова, следователно трябва да разделите помежду си всички разходи и задачи, свързани със закупуването и подготовката на работните материали.”
Обобщение
“Прилежното изпълнение на домашната работа е от ключово значение за изпълнението на проекта. Материалите от списъка ще ви бъдат необходими за изработването на вашите безкрайни тунели в следващия учебен час.”
Важно!
- Напомнете на учениците, че работата по проекта е групова, следователно всички разходи и задачи следва да бъдат разделени по равно между членовете на екипа.
- В случай, че вашето училище разполага с добре оборудвана лаборатория и има достатъчен брой от някои от компонентите, можете да редуцирате списъка с материали на работните групи.
