Оптикаға көз

жиынтықтар

• Белсенділік материалдары бар жинақтарды мына жерден табуға болады: https://laserclassroom.com/product/eyes-on-optics-kit-a-gelatin-optics-engineering-project/

кіріспе

• 1-оқушының жұмыс парағы: KWL диаграммасы – 5-әрекетте қайта пайдалану үшін САҚТАҢЫЗ
• Қалыпты, гиперметропиялық және миопиялық көз диаграммалары/тарату
• Жұп көзілдірік

1-әрекет

• Студенттік жұмыс парағы №2: Материалдар және эксперименттік қондырғы
• Дайындалған желатин плиталары (төмендегі рецептті қараңыз)
• Light Blox жинағы (https://laserclassroom.com/light-blox/) НЕМЕСЕ Laser Blox (https://laserclassroom.com/laser-blox/)
• Дөңгелек печенье кескіштер жинағы
• Пластикалық пышақ

2-әрекет

• Студенттік жұмыс парағы №3: Сәулелерді бақылау
• Дайын желатин пішіндері
  • Қалыпталған дөңес линзалар
  • Қалыптастырылған ойыс линзалар
  • Желатиннің квадраты (~ 3" X 3")
  • Желатин шеңбері (диаметрі ~3")
• Light Blox жинағы (https://laserclassroom.com/light-blox/) НЕМЕСЕ Laser Blox (https://laserclassroom.com/laser-blox/)

3-әрекет

• Әр командаға 1 дайындалған желатин тақтасы
• Әр командаға 1 дөңгелек печенье кескіштер жинағы
• Әр командаға 1 пластик пышақ

4-әрекет

• Әр командаға 1 дайындалған желатин тақтасы
• Әр командаға 1 дөңгелек печенье кескіштер жинағы
• Әр командаға 1 пластик пышақ

5-әрекет

• Студенттік жұмыс парағы №1
• Әр командаға 1 дайындалған желатин тақтасы
• Әр командаға 1 дөңгелек печенье кескіштер жинағы
• Әр командаға 1 пластик пышақ

6-әрекет

• Әр командаға 1 дайындалған желатин тақтасы
• Әр командаға 1 дөңгелек печенье кескіштер жинағы
• Әр командаға 1 пластик пышақ
• Көз үлгісі
• Анықтама үшін KWL диаграммасы

Дизайн шебері

• Light Blox жиынтығы
• Қалыптастырылған линзалар жинағы – бір ойыс және бір дөңес
• Желатин тақтасы
• Пластикалық пышақ
• Cookie Cutters
• Көз үлгісі
• №1 жұмыс парағындағы толтырылған KWL диаграммасы

Желатин рецепті:

• Келесі рецепт шамамен алты үлкен дискіге жеткілікті гель жасайды:
  • 4 кесе су
  • Knox түпнұсқа желатинінің 8 конверті
  • Өлшемдері 1" x 9" x 7" 2 контейнер
  • Суды қайнатыңыз. Нокс түпнұсқа желатинінің 4 конвертіне (немесе 8:1 су мен желатиннің қатынасы) 2 кесе қайнаған суды араластырыңыз.
• №2 әрекет үшін қоспаны линза қалыптарының науасына құйыңыз.
• Барлық басқа әрекеттер үшін қоспаны сұйықтықтың тереңдігі кемінде 0.75 дюйм болатындай етіп контейнерге құйыңыз. Желатинді қатайту үшін түнде тоңазытқышқа қойыңыз.

материалдар

• Үлкен қоқыс жәшігінде немесе қорапта әр түрлі таза, құрғақ қайта өңдеулер (пластмассалар, шыны, металл/алюминий банкалар және қағаздар)
• Ұзын үстел немесе бірнеше қысқа үстел

процесс

Дизайнды ұзын үстелге қойыңыз (немесе бірнеше қысқа үстелдерді бірге орналастырыңыз), дизайнға қайта өңдеуге арналған заттарды қосыңыз және әр конструкцияның қайта өңделетін заттарды бөлек қоқыс жәшіктеріне қаншалықты дұрыс бөлгенін құжаттаңыз.

Дизайн шебері

Сіз емделушінің көруін жақсарту үшін линзалар жүйесін құрастыру міндетін алған инженерлер тобының бір бөлігісіз. Сіз линзалардың оптикасы мен адам көзі туралы білу үшін 6 әрекетті орындайсыз.

критерийлері

• Науқастың көруін жақсарту үшін жүйені жобалаңыз және сызыңыз.

Шектеу

• Тек берілген материалдарды қолданыңыз.

Сабақ алты 45-60 минуттық кезеңді қажет етеді

CHELLENGE ТАНЫСТЫРУ

қысқаша мазмұндама
Бұл сабақ студенттерді сұрақ қоюға, бастама көтеруге және шығармашылық ойлауға итермелейтін жобалық тапсырмамен, ашық жобамен аяқталады. Инженерлік және жобалық міндеттер ғылыми процесті қолдану, техникалық білім мен дағдыларды дамыту және заманауи қоғамда табысқа жету үшін контекст пен мағынаны қамтамасыз етеді.

Осы Дизайн тапсырмасын таныстыру үшін студенттерге пациенттің көруін жақсарту үшін линзалар жүйесін жобалау мақсаты ұсынылады, студенттер линзалар оптикасы мен адам көзі туралы мәселені шешу үшін не білетінін және қажет екенін анықтайды.

Негізгі дағдылар мен білім

• Жарық көзінен (немесе нысаннан) көзге дейінгі жол (Қосымша әрекет: Сынып үңгірі)
• Адамның көзіне түсетін жарық жолы: тор қабық және фокустық нүкте
• Қосымша әрекет – Өз көзқарасыңызбен тәжірибе жасаңыз

Әрекет үшін орнату

Оқушыларды 2 немесе 3 адамнан тұратын командаларға бөліңіз. Линзалар мен адам көзінің құрылымы мен қызметі туралы миға шабуыл сессиясының сахнасын жасаңыз.

Көзілдірікті ұстаңыз.

Оқушылардан көзілдіріктің көру қабілетін жақсарту үшін қалай жұмыс істейтінін түсіндіруді сұраңыз. Оқушыларға өз ойларын толық көрсетуге көмектесетін болса, олардың эскиздерін жасауға рұқсат етіңіз.

Сыныпқа бұл сабақ дизайн тапсырмасымен аяқталатынын түсіндіріңіз. Студенттердің топтары науқастың көруін жақсарту үшін линзалар жүйесін жасайтынын түсіндіріңіз. Олар пациенттің көзінің үлгісін алатынын және пациенттердің көру қабілетін жақсарту үшін линзалар жиынтығын жасау тапсырылатынын түсіндіріңіз.

Командаларға линзаларды жобалау және сынау кезінде жинаған деректерге негізделген дизайн шешімдерін түсіндіру қажет болатынын түсіндіріңіз.

Сыныпта талқылау өткізу – студенттерден сұраңыз:

• Көзілдірік қалай жұмыс істейді?
• Көруді жақсарту үшін көзілдірік көзбен қалай біріктіріледі?
• Олардың көзілдірік түрлері әртүрлі ме? Егер солай болса, олар қалай ерекшеленеді және неге?
• Дәрігерлер линзаның қандай түрі көруді жақсартатынын қалай анықтайды деп ойлайсыз?

Сабақты жеңілдету

Экранда қалыпты көздің, гиперметропиялық және миопиялық көздің кескіндерін проекциялаңыз және/немесе осы суреттері бар топтарға үлестірме материал таратыңыз.

Сыныпта суреттер арасындағы айырмашылықтарды тексеріп, талқылаңыз. Оқушыларға төмендегілерді түсінуге және атап өтуге көмектесіңіз:

• Сызбада көрсетілген көз құрылымдарының негізгі функцияларын анықтаңыз және түсініңіз
• Көздің линзасы барлық жерде бірдей
• Линзадан торға дейінгі қашықтық көзден көзге дейін әр түрлі
• Тор қабық барлық көздер үшін бір жерде орналасқан
• Әр көздің жалпы пішіні әртүрлі

Оқушыларға сценарий тапсырмасын және №1 студенттік жұмыс парағы, KWL диаграммасын таратыңыз. Сынып ретінде сценарийді оқып, қайталаңыз. Оқушыларға KWL тапсырманы жұппен орындауға рұқсат етіңіз.

Қорытындылау және рефлексия

Сынып ретінде сценарийді қарап шығыңыз және еріктілерден KWL графикалық ұйымдастырушыларынан бөлісуді сұраңыз және студенттердің Дизайн тапсырмасын түсінуін бағалаңыз.

Оқушыларға мынадай сұрақтар қойыңыз:

• Өз сөзіңізбен айтқанда, сізге берілген дизайн мәселесін қалай сипаттар едіңіз?
• Көруді жақсарту үшін линзалар жүйесін құрастыру үшін нені білу керек деп ойлайсыз?
• Сіз бұл қиындықты жеңуге көмектесетін адамның көзі мен көруі туралы не түсіндіңіз?
• Сіз бұл мәселені шешуге көмектесетін линзалардың табиғаты туралы не түсіндіңіз?
• Дизайн мәселесіне жауап беру үшін нені үйрену керек деп ойлайсыз?

1-ӘРЕКЕТ: ЖАРЫҚ МЕН ЖЕЛАТИНМЕН ЗЕРТТЕУ (45-60 мин)

қысқаша мазмұндама

Бұл іс-шараның мақсаты студенттерге жарық көзінен шығып, желатиннен өтіп, одан кейін шыққан кездегі жарық жолын бақылаудың және жазудың ең тиімді әдісін табу және құжаттау болып табылады.

Студенттер материалдарды зерттеуге және олармен жұмыс істеуге, бақылаулар жасауға және бөлісуге, сондай-ақ желатин пішіндері мен жарық арасындағы байланыс туралы іргелі түсінікті қалыптастыруға ашық мүмкіндікке ие болады. Бұл ашық зерттеу шығармашылықты және көруді жақсарту үшін линзалар жүйесін жобалаудағы соңғы тапсырманы шешу үшін пайдалы мәселелерді шешуді ынталандырады.

Оқу нəтижелері

Бұл әрекеттің нәтижесінде студенттер:

• Жарық көзінен желатин бөлігі арқылы өтетін жарық жолын бақылау үшін желатин мен шамдарды бағыттаңыз.
• Желатин арқылы өтетін жарық жолын сипаттаңыз және құжаттаңыз

o Желатинмен үстелге тегіс қойылады

o Желатин үстелге тегіс қойылмай тұрса

o Light Blox кең жағында орналасқан 1 сәуле

o Light Blox тар жағында орналасқан 1 сәуле

o бірден 3 сәуле

Алдыңғы білім мен дағды

1-әрекетті бастамас бұрын:

• Студенттер осы сабақтың соңында Дизайн мәселесі туралы түсінігі болуы керек. Жоғарыдағы «Тапсырманы енгізу» бөлімін қараңыз.
• Барлау іс-әрекетінің негізгі мақсатын енгізіңіз: жарық көзінен шығып, желатиннен өтіп, одан кейін шыққан жарық жолын бақылаудың және жазудың ең тиімді әдісін табу және құжаттау.

Төмендегілерді өлшеу және жазу әдісін көрсетіңіз/үлгілеңіз:

• Оқушыларға материалдар жинағын көрсетіңіз және желатиннің әртүрлі пішінді бөліктерін жасау үшін печенье кескіштер мен пластикалық пышақты қалай пайдалану керектігін көрсетіңіз.
• Студенттерге әр бетке жарық түсіретіндей пішіндерді қалай өңдеу керектігін көрсетіңіз.
• Оқушыларға желатин арқылы өтетін шамдарды бағыттаудың екі түрлі әдісін көрсетіңіз.

Әрекетті жеңілдету

Шығармашылық, ізденіс және құжаттаманы ынталандыру

• Модельді зерттеу және материалдармен тәжірибе жасау
• Студенттерге №2 жұмыс парағын таратып, бақылауларды жазу жолын үлгі етіңіз
• Құжаттау әдісін көрсетіңіз:
  • Олардың желатин бөлігінің мөлшері мен пішіні
  • Желатиннің бағыты және жарық(лар)
  • Жарық шоғының бүкіл жолы Желатиннен өтіп, содан кейін Light Blox-тан шыққан кезде басталады.
  • Топтарды құрыңыз және ресурстарды таратыңыз. Әр команданың кесуге арналған «желатин тақтасы», печенье кескіштері, пластикалық пышақ, Light Blox (немесе басқа жарық көзі), қағаз парағы және жазу материалдары бар екеніне көз жеткізіңіз.
• Қауіпсіз және мүмкін болса, шамдарды өшіріңіз
• Студенттер құрал-жабдықтарын дайындап, ұйымдастырып жатқан командаларды бақылау үшін сыныпта айналдырыңыз.
• Оқушылардың қалай жұмыс істеп жатқанын бақылай отырып, бүкіл бөлмені айналдырыңыз. Командалар жұмыс істеп жатқанда, олардың желатин арқылы Light Blox-ты жарқырату әрекеттерін қадағалаңыз, жабдықты басқару мен орнатуда қиналған адамдарға немесе топтарға көмектесіңіз.
• Қажет болса, студенттерді олардың әрекеттері туралы талқылауға тартыңыз. Оқушыларға жабдықты орналастыруға, пішіндерді кесуге, шамдарды бағдарлауға, байқағандарын жазып алуға және олардың бақылауларын қалай түсінетініне қатысты ашық сұрақтар қойыңыз.
• Қажет болса, бір немесе бірнеше топтардың жұмысын басқа топтармен бөлісу үшін сабақты тоқтатыңыз. Осындай үзілістерді барлаудың жағымды мысалдарын бөлектеу үшін пайдаланыңыз, бірақ олармен шектелмей: шығармашылық дизайн, шамдарды туралау әдістері, желатин мен экран, жазбаларды жүргізу және топтық жұмыс.

Кезең бойы студенттерге олардың жұмысының егжей-тегжейлі жазбаларын сақтауды ескертіңіз, олар келесі талқылауда оны сілтеме жасайды.

Қорытындылау және ой елегінен өткізу

Әрекетті аяқтаңыз, топтарды өз жұмыстарын бөлісуге шақырыңыз және нәтижелер туралы қорытынды жасаңыз.

• Сыныпта оқушылардың қорытындыларын талқылайды
  • Желатин арқылы өтетін жарық жолын бақылау үшін желатинді және шамдарды қалай дұрыс бағыттау керек
  • Желатиннің пішіні желатин арқылы өтетін жарық жолына қалай әсер етеді
  • Естеріңізге сала кетейік, болашақта сіз адамның көру қабілетін жақсарту үшін линзалар жүйесін құрастырасыз. Сіз бүгін осы тапсырмаға қатысты не істедіңіз және білдіңіз?
  • Сынып ретінде жарық көзінен шығып, желатиннен өтіп, одан кейін желатиннен шыққан жарық жолын бақылау тәртібін келісіп алыңыз.

Не болып жатыр? Сыну анықтамасы және қосымша ақпаратқа сілтеме. Қосымша: Кинестетикалық сыну әрекеті http://laserclassroom.com/products/kinesthetic-model-refraction/

2-ӘРЕКЕТ: ОБЪЕКТІЗ ПІГІНІМЕН ТӘЖІРИБЕ (45-60 мин)

қысқаша мазмұндама

Оқушылар ғылыми процесті ашу үшін пайдаланады сапалы жарық пен линзаның пішіні (ойыс, дөңес, шаршы, шеңбер) арасындағы байланыс.

Оқу нəтижелері

Бұл әрекеттің нәтижесінде студенттер бір жарық сәулесінің жарық көзінен линзаның бір жағы арқылы желатин бөлігінің екінші жағына өткен кездегі жолын жаза алады; және а-мен желатиннің бір бөлігі арқылы жарық қалай өтетіні туралы қорытынды жасаңыз

• Тегіс/түзу бет
• Қисық бет
• Жарықтың дөңес және ойыс линзалар арқылы өтетін жолын сипаттаңыз, көрсетіңіз және жазыңыз (3 шамды пайдалану)
• Анықтаңыз және анықтаңыз: ойыс линза, дөңес линза түскен сәуле, сынған сәуле

Алдыңғы білім мен дағдылар

Әрекеттің басында шолу:

• Желатин мен шамдарды қалай бағдарлауға болады (алдыңғы әрекеттен)
• Желатин арқылы өтетін жарық жолын қалай жазуға болады (алдыңғы әрекеттен)

Әрекетке орнату

4 станцияны орнатыңыз

• 3 Light Blox және желатин шеңбері
• 3 Желатиннің жеңіл блогы және квадраты
• 3 шам және пішінделген дөңес линза
• 3 шам және құйылған ойыс линза

Тәжірибені бастамас бұрын: Ғылыми процесті түсіндіріңіз

• Жарық пен линзаларды жүйелі түрде зерттеуді ынталандыру. Әр станцияда студенттер өз бақылауларын сызбамен, соның ішінде сәйкес белгілермен (индустриалды және сынған сәулелер, ойыс немесе дөңес линзалар) құжаттайды.
• Тәуелсіз және тәуелді айнымалылар арасындағы айырмашылық
• Қандай айнымалылар әр станциядағы тәуелсіз және тәуелді айнымалылар болып табылады
• Тәуелді айнымалы линзаның пішіні – ойыс немесе дөңес
• Студенттер гипотезаны айтудан қорытынды жасауға дейін күтетін ғылыми процестегі қосымша қадамдар.
• ҒЫЛЫМИ ПРОЦЕС: https://nces.ed.gov/nceskids/help/user_guide/graph/variables.asp

Төмендегілерді өлшеу және жазу әдісін көрсетіңіз/үлгілеңіз:

• Жарық көздерінен линзаға дейінгі позиция және қашықтық
• Тәуелді айнымалы ретінде жарық жолымен не болады, (линзаның пішіні) өзгереді.
• Жарықтың линзадан өткендегі әрекеті
• Көрсеткен кезде сөздік қорын қайталаңыз
  • Оқиға сәулесі
  • Сынған сәуле
  • Ойыс линза
  • Дөңес линза
  • Фокустық нүкте

Белсенділікке ықпал ету

• Оқушыларға №3 жұмыс парағын беру
• Бұл әрекетте студенттер әртүрлі линзалардың жарықтың әрекетіне әсерін ұйымдасқан және нақты талдаулар жасау үшін ғылыми процесті қолданатынын түсіндіріңіз. Оқушыларға төрт станция арқылы айналатынын түсіндіру.
• Әрбір станцияда олар линзаның бір түрі арқылы жарық өткізетінін түсіндіріңіз және линзалар арқылы өткен жарық сәулелерінің әрекетін жазады.
• Студенттерге сызбалар мен белгілер арқылы бақылауды және жазуды, олардың бақылауларын әр станцияда орындауға нұсқау беріңіз:
  • Жарық көзі
  • Оқиға Ray
  • Сынған сәуле
  • Ойыс линза
  • Дөңес линза
  • Фокустық нүкте (осы сәтте фокустық қашықтықты енгізудің қажеті жоқ немесе егер ол пайда болмаса, фокустық нүкте мен көру арасындағы байланысты талқылау қажет емес)
  • Ескертулер, қорытындылар, басқа бақылаулар
• Оқушыларды жұпқа бөлу. Станцияларға жұптарды тағайындаңыз.
• Әр станцияда өткізілетін уақытты және студенттердің әр станцияда өлшеп, жазып алуын күтетін шамдар мен линзалардың орналасу санын белгілеңіз.
• Топтар олардың күш-жігерін бақылау үшін жұмыс істеп жатқанда, бүкіл бөлмені айналдырыңыз. Командаларға жабдықты орнатуға, тәуелді және тәуелсіз айнымалыларды анықтауға және олардың нәтижелерін өлшеуге, жазуға және салуға көмектесіңіз.
• Қажет болса, студенттермен олардың эксперименттік қондырғысын, жарықтың орнын өлшеу әдістерін, линзаға түсетін және өтетін жарық сәулесінің бұрышын және келесі станцияға өткенде қандай айнымалыларды тұрақты сақтайтынын талқылаңыз. және келесі линза.
• Студенттердің күш-жігерін көрсету мүмкіндігі туындаса, кейбір бақылауларыңыз туралы сыныпта талқылау өткізіңіз. Студенттер құрбыларына өздерінің тәжірибелік қондырғыларын, нәтижелерді өлшеу және жазу әдістерін және олардың жұмысын станциядан станцияға сәйкестендіру жоспарларын түсіндіріңіз.
• Уақытты қадағалаңыз. Студенттерге басқа станцияға көшу алдында шамдарды кем дегенде екі-үш рет қайта реттеуге және өлшеуге жеткілікті уақыт беріңіз.
• Оқушылар келесі станцияға ауысудан шамамен 5 минут бұрын «алдын ала ескерту» беріңіз. Ағымдағы станцияда жұмыстарын аяқтауды айт.
• 1-2 минут қалғанда студенттерді жинап, станцияны тапқан кездегі (немесе жақсырақ) қалпына келтіруді сұраңыз. Уақыт болса, басқа станцияға бұрыңыз. Олай болмаса, студенттер келесі кезеңді қалдырған жерінен жалғастыратынын түсіндіріңіз.

Қорытындылау және ой елегінен өткізу

Әрекетті аяқтаңыз, топтарды өз жұмыстарын бөлісуге шақырыңыз және нәтижелер туралы қорытынды жасаңыз.

• Нәтижелер мен қорытындыларды сыныпта талқылаңыз және бөлісіңіз
  • Шаршы және шеңбер
  • Ойыс линзалар линзаның алдында фокус нүктесін жасайды
  • Дөңес линзалар линзаның артында фокус нүктесін жасайды
  • Линзаның ортасынан фокустық нүктеге дейінгі қашықтық фокус деп аталады
  • ұзындық
  • Адрес лексикасы

3-ӘРЕКЕТ: ӨЗДІК ЛИНЗАҢЫЗДЫ ЖАСАҢЫЗ – ДИЗАЙН ЖӘНЕ ҚҰЖАТ (45-60 мин)

қысқаша мазмұндама

Студенттер бағытталған зерттеумен айналысады және осы уақытқа дейін алған білімдерін әртүрлі өлшемдегі (ені) ойыс және дөңес линзаларды қалай сенімді түрде жасау/жобалау процесін құжаттау үшін пайдаланады.

Оқу нəтижелері

Бұл әрекеттің нәтижесінде студенттер:

• Шеңбер печенье кескішпен желатиннен ойыс пен дөңес линзаны қалай кесуге болатынын сипаттаңыз, көрсетіңіз және жазыңыз.
• Тәуелді айнымалы (линзаның пішіні, өлшемі, жарық көзінен қашықтығы) өзгерген кезде жарық жолы қалай әрекет ететіні туралы дәлелдемелерден қорытынды жасаңыз.

Әрекет алдында таныстыру, талқылау немесе қайталау

• Ойыс және дөңес линзалар
• Қайталанатын процесті құжаттау жолы http://www.wikihow.com/Document-a-Process

Әрекетті жеңілдету

Студенттерге жасалуы керек пішіндерді көрсетіп, оларға материалдарын бергеннен кейін күресуге белгілі уақыт (15-20 минут) беру үшін осы сабақ кезеңін өткізуді ұсынамыз. пішіндерді жасау. Олар ойыс пен дөңес линзаны қалай жасау керектігін түсінгеннен кейін, олар пайдаланған процесті құжаттайды.

Бұл тапсырма негізгі нәрсені түсінуге негіз қалайды, бірақ линзалардың бұл түрлері туралы интуитивті емес – олар шеңберлерден алынған; және линзалардың қасиеттерін сипаттайтын математиканы тереңірек түсіну осы түсінікке негізделген. Бұл қарапайым практикалық әрекет студенттерге ойыс/дөңес линзалар мен шеңберлер арасындағы қарым-қатынастың тәжірибелік, интуитивті тәжірибесін береді.

• Бүгінгі тапсырмамен таныстырыңыз: дөңес және ойыс линзаны қалай кесуге болатынын құжаттаңыз.
  • Ойыс: 2 -3 түрлі өлшемдер
  • Дөңес: 2-3 түрлі өлшемдер
• Әр оқушы жұбына дөңгелек печенье кескіштер жинағын және ~9" X 7" желатин тақтасын беріңіз.
• Студенттердің топтарына ойыс және дөңес линзаларды жобалау үшін дөңгелек печенье кескіштерді пайдаланудың қайталанатын және сенімді процесін құжаттауға назар аудара отырып, линза пішіндерін қию бойынша тәжірибе жасауға 15-20 минут беріңіз.
• Топтар олардың күш-жігерін бақылау үшін жұмыс істеп жатқанда, бүкіл бөлмені айналдырыңыз. Қажет болса, командаларға жабдықтарын орнатуға көмектесіңіз.

Қорытындылау және ой елегінен өткізу

• 15-20 минуттан кейін студенттерді тоқтатып, студенттердің жұмысы туралы пікірталас өткізу. Студенттерге өз құрбыларына өздерінің эксперименттік қондырғыларын және процесті құжаттау әдістерін түсіндіріңіз.
• Сынып ретінде студенттердің қорытындылары мен енгізуі негізінде процесті жазыңыз (құжаттаңыз).

4-ӘРЕКЕТ: ОБЪЕКТІЗ ӨЛШЕМІМЕН (ЕНІ) ТӘЖІРИБЕ (45-60 мин)

қысқаша мазмұндама

Соңғы сабақ кезеңінде құжатталған процесті пайдалана отырып, студенттер деректерді жинау және жазу және тәуелді айнымалының (линзаның ені) фокустық қашықтыққа әсері туралы қорытынды жасау үшін ғылыми процеске қатысады. Бұл сапалы. Мысалы, фокус аралығы ұзарады немесе қысқарады.

Линзаның өлшемі (ені) және жарық көзінен линзаға дейінгі қашықтық фокустық қашықтыққа қалай әсер ететінін түсіну студенттерге соңғы сынаққа қатысқан кезде көруді жақсарту үшін линзалар жүйесін жобалауға көмектеседі.

• Студенттер:
  • Дизайн:
    • Ойыс: 2 -3 түрлі ені
    • Дөңес: 2-3 түрлі ені
  • Жазба: сәуле жолы ЖӘНЕ шамамен фокустық ұзындығы
    • Ойыс линзалар: 2 -3 түрлі ені
    • Дөңес линзалар: 2-3 түрлі ені
  • Линзаның ені мен фокус аралығы арасындағы сапалық қатынасты қорытындылаңыз
  • Терминология және ұғымдар:
    • Жарық көзі
    • Фокус ұзындығы – линзаның енін өзгерту фокус ұзындығына қалай әсер етеді?

Әрекет алдында таныстыру, талқылау немесе қайталау

• Тәуелсіз және тәуелді айнымалылар арасындағы айырмашылық
• Бүгінгі әрекетте қандай айнымалылар тәуелсіз және тәуелді айнымалылар болып табылады –
  • Линзаның ені ЖӘНЕ линзадан жарық көзінің қашықтығы нәтижеге әсер ететін тәуелді айнымалылар болып табылады: фокус ұзындығы
• Анықтамасы фокустық ұзындық және қысқаша, оның көрумен байланысы.
  • Жарық көзі = объект (нәрседен көзге түсетін жарық)
  • Көзге түсетін жарық анық бейнені қалыптастыру үшін көз торына тікелей шоғырлануы керек.
• Егер сіз көбірек математиканы енгізгіңіз келсе немесе толығырақ фокустық қашықтыққа барғыңыз келсе, Khan Academy анықтамалық үшін тамаша шолуды ұсынады:
  • дөңес: https://www.khanacademy.org/science/physics/geometricoptics/lenses/v/convex-lenses
  • ойыс: https://www.khanacademy.org/science/physics/geometricoptics/lenses/v/concave-lenses

Бақылауды, өлшеуді және жазуды көрсету/модельдеу

• Ойыс және дөңес линзаның шамамен фокустық арақашықтығын қалай анықтауға болады
• Тәуелді айнымалы ретінде жарықтың мінез-құлқына (жолына) не болады, (линзаның ені) өзгереді.
• Көрсеткен кезде сөздік қорын қайталаңыз немесе енгізіңіз
  • Оқиға сәулесі
  • Сынған сәуле
  • Ойыс линза
  • Дөңес линза
  • Фокус ұзындығы

Әрекетті жеңілдету:

Жарық пен линзалармен жүйелі эксперименттерді ынталандыру

• Бүгінгі іс-шараның мақсатымен таныстыру:
  • Объективтің өлшемі (ені) фокустық қашықтыққа әсері туралы мәліметтерді жинаңыз және қорытынды жасаңыз
  • Жарық көзінен линзаға дейінгі қашықтықтың фокустық қашықтыққа әсері туралы мәліметтерді жинаңыз және қорытынды жасаңыз
• Әр оқушы жұбына материалдар жинағын беріңіз:
  • Дөңгелек печенье кескіштер жинағы
  • 9 «X 13» желатин тақтасы
  • Үш Light Blox жиынтығы
• Оқушыларға нұсқау беру
  • Әртүрлі ені бар 3 дөңес линзаны құрастырыңыз
  • Әрбір линзаның енін және оның сәйкес фокустық ұзындығын өлшеңіз және жазыңыз
• Оқушыларға нұсқау беру
  • Ені әртүрлі 3 ойыс линзаны құрастырыңыз
  • Әрбір линзаның енін және оның сәйкес фокустық ұзындығын өлшеңіз және жазыңыз
• Оқушыларға нұсқау беру
  • Жарық көзі мен линза арасындағы қашықтық өзгерген кезде фокустық қашықтықтың қалай өзгеретінін өлшеп, жазып алыңыз.
• Командалар өлшеулер мен бақылауларды жазып болғаннан кейін әрекетті аяқтайды.
• Студенттерге қажетінше деректер кестелері мен сызбаларды толтырып, жұмыстарын аяқтауға уақыт беріңіз.
• Тазалауға уақыт бөліңіз.

Қорытындылау және рефлексия

Командалардан өз нәтижелерімен бөлісуді сұраңыз. Топтар/жеке адамдар не істегенін, нені байқағанын және нәтижелерді қандай мағынада түсінетінін түсіндіретін сыныпта талқылау өткізіңіз. Тәсіліңізге байланысты сіз бірнеше белсенді оқыту стратегияларының бірін қолданғыңыз келуі мүмкін немесе еріктілерді сыныптың алдында өз жұмыстарын сурет салуға немесе көрсетуге шақырғыңыз келуі мүмкін.

• Студенттердің нәтижелерін, соның ішінде сызбалар мен деректер кестелерін пайдалана отырып, линзаның әрбір түрінен жарық өту арасындағы айырмашылықты салыстырыңыз.
• Сыныпта келесі сұрақтарды талқылаңыз:
  • Линзаның ені ұлғайған немесе азайған кезде фокус аралығымен не болады?
  • Дөңес сияқты ойыс үшін бірдей ме?
  • Нәтижелер жарықтан линзаға дейінгі қашықтыққа байланысты ерекшеленеді ме?
  • Соңғы тапсырманы шешуге көмектесетін дөңес және ойыс линзалар туралы не білдіңіз?
• Сыныпта эксперимент нәтижелерін талқылаңыз. Шешілетін сұрақтар мыналарды қамтиды, бірақ олармен шектелмейді:
  • Объектив кішірек/үлкейген сайын фокус нүктесі қалай өзгереді?
  • Бұл тұжырымдарды қандай дәлелдер растайды?
  • Нәтижелер ойыс және дөңес линзалар арасында қалай ерекшеленеді?
  • Линзаның пішіні мен өлшемі мен фокустық нүкте арасындағы байланысты түсіну көруді жақсарту үшін линзалар жүйесін жобалаудағы соңғы қиындыққа қалай көмектеседі?
  • Егер студенттер фокус нүктесі мен линзаның өлшемі туралы болжам жасаса, олардың болжамы нәтижелермен қалай салыстырылды? Таңқаларлық нәтиже болды ма?
  • Соңғы әрекетте сізге көруді жақсартуға арналған линзалар жүйесін жасау ұсынылады. Сізге қиындықты жеңуге көмектесетін линзалар мен фокустық нүкте туралы не білдіңіз?
  • Көздің бейнелерін еске түсіріңіз (қалыпты, жақыннан және алысты көретін). Диаграмманың қай бөлігінде жарықтың фокусталуын қалайсыз?

5-ӘРЕКЕТ: 2 ОБЪЕКТІЗ ЖҮЙЕСІМЕН ТӘЖІРИБЕ (45-60 мин)

қысқаша мазмұндама

Дизайн сынағына дайындықтың соңғы әрекеті ретінде студенттер жарықтың әртүрлі жұп линзалар комбинацияларынан өткендегі әрекетін зерттейді. Соңғы сынақта студенттер науқастың көзінің сызбасын алады. Жүйедегі бір линза көздегі линзаны білдіреді. Студенттер пациенттің көруін түзету немесе жақсарту үшін бір немесе бірнеше желатинді линзаларды жобалауы керек. Линзалардың үйлесімі және олардың туралануы пациенттің көзінің диаграммасындағы торға жарықты шоғырландыру керек.

БІРІНШІ KWL диаграммасының соңғы бөлігін толтырыңыз.

Оқыту нәтижелері

Бұл сабақтың нәтижесінде оқушылар:

• Екі линза жүйесінің жарық жолына және фокустық қашықтыққа әсерін сипаттаңыз, көрсетіңіз және жазыңыз
  • 2 дөңес линзалар
  • 2 ойыс линзалар
  • 1 ойыс және 1 дөңес линза
• Көру немесе фокус кескіндерін жақсарту үшін қолданылатын әртүрлі құралдардағы линзалардың рөлін сипаттаңыз
  • фотоаппарат
  • телескоп
  • микроскоп
  • Үлкейткіш әйнек
• Линзаның адам көруіндегі рөлін сипаттаңыз
  • Адамның көзінде дөңес линза бар
  • Адамның анық көруі жарықты көз торына арнайы шоғырландыру қабілетіне негізделген
  • Миопия және гиперметропия жалпы көру проблемалары ретінде
• Миопия немесе гиперметропия болған кезде әртүрлі линзалар адамның көру қабілетін қалай жақсартатынын болжаңыз.

Қосымша математика

https://www.khanacademy.org/science/physics/geometric-optics/lenses/v/multiple-lenssystems

Бірнеше линзалармен тәжірибе жасауға жағдай жасаңыз.

Сынып ретінде екі немесе одан да көп линзаларды пайдаланатын әртүрлі құралдардың тізімін жасаңыз. Егер студенттер көзілдірікпен біріктірілген көзді линзалар жүйесі деп ұсынса, соңғы сабақта бұл комбинацияны арнайы қарастыратынын түсіндіріңіз. Әзірге телескоптар, микроскоптар және бинокль сияқты құралдарға назар аударыңыз.

Оқушылардан әртүрлі аспаптардың қалай жұмыс істейтінін және линзалар мен линзалар мен жарық арасындағы байланыстарды түсіндіруді сұраңыз.

Бұл әрекетте студенттер жарықтың әрекеті бойынша линзалардың комбинацияларын зерттейтінін түсіндіріңіз. Нәтижелерді бақылау және жазу үшін екі линза арқылы жарық сәулесін өткізетінін түсіндіріңіз.

Сынып ретінде эксперименттегі көптеген айнымалыларды талқылаңыз, қайсысын өзгерту керек және қайсысын бірдей сақтау керек. Студенттер тануы керек кейбір айнымалылар мыналарды қамтиды:

• Линзалар арасындағы қашықтық
• Жұп линзаларды жасау үшін линзалар түрлерінің комбинациясы
• Жарық көзінің линзаларға дейінгі орны мен қашықтығы

Әрекетті жеңілдету

Бұл әрекетте студенттер өз жұмыстарын мұқият есепке алу керек екенін түсіндіріңіз. Қол жетімді уақытқа байланысты барлық командаларға линзалардың барлық комбинацияларымен жұмыс істеуге немесе сыныпты «сараптама топтарына» бөлуге және оларға зерттелген жүйе бойынша сыныпқа есеп беру жауапкершілігін тағайындауға рұқсат етіңіз.

Командалар келесі линза комбинацияларының барлығымен немесе кейбірімен тәжірибе жасауы керек:

• Дөңес + Дөңес
• Ойыс + Ойыс
• Дөңес + Ойыс
• БІРІНШІ KWL диаграммасының соңғы бөлігін толтырыңыз
• Студенттерге өз тәжірибесін жоспарлауды, олардың қондырғыларын салуды және нәтижелерді жазу үшін деректер кестесін жасауды сұраңыз. Немесе тақтаға жабдықты орнатуды сызыңыз және әр командаға деректер кестесін таратыңыз.
• Командалар тәжірибелері үшін сәйкес жоспарды көрсеткеннен кейін, оларға желатин мен құралдарды беріңіз.
• Оқушылар линзалар комбинацияларының әсерін және линзалар арасындағы қашықтықты өзгерту әсерін зерттегеніне көз жеткізіңіз.
• Әртүрлі линзалар комбинацияларының жарықтың әрекетіне әсеріне назар аударыңыз.
• Линзалар арасындағы қашықтықты өзгертудің жарықтың әрекетіне әсеріне назар аударыңыз.
• Оқушыларды бақылау үшін бүкіл бөлмені айналдырыңыз. Тиісті түрде топтарды эксперименттік процедураларды, өлшемдерді, бақылауларды және нәтижелерді талқылауға тартыңыз. Олардың әдістерін нәтижелерімен байланыстыруға көмектесіңіз.
• (Қосымша) Оқушыларға мұнда көрсетілген линзалар үшін «сәуле диаграммаларын» жасауды ұсыныңыз.

Қорытындылау және рефлексия

Оқушылар орындаған эксперименттерді аяқтаңыз. Сынып ретінде әртүрлі жұп линзалар арқылы өтетін жарықтың әрекетін және жұп линзалар арасындағы қашықтықты өзгерту әсерін қарастырыңыз.

• Қажет болса, студенттерге презентациядан бұрын сабақтың алдыңғы қадамындағы жұмысты қайталап, аяқтауға уақыт беріңіз.
• Командалар өз нәтижелерімен бөліссін. Студенттерді өз бақылаулары мен қорытындыларын түсіндіру үшін сызбалар мен деректерге сілтеме жасауды ұсыныңыз.
• Сыныпта келесі сұрақтарды талқылаңыз:
  • Бір линзаны екіншісіне жақындатқанда немесе одан әрі жылжытқанда фокус нүктесіне не болады? Бұл линзалардың қандай комбинациясын пайдаланып жатқаныңызға байланысты ма?
  • Екі дөңес линзаның фокус нүктесіне не болады
  • Екі ойыс линзаның фокус нүктесіне не болады?
  • Әртүрлі линзалардың әртүрлі комбинацияларымен не болады?
  • Екі (немесе одан да көп) линзалармен жұмыс істеу науқастың көруін жақсарту үшін линзалар жүйесін жобалаудың соңғы мәселесіне қалай қатысты?
  • Линзаның қандай комбинациясы жақыннан көрмейтін науқастың көруін жақсартады деп ойлайсыз?
  • Қандай линза комбинациясы алыстан көретін науқастың көруін жақсартады деп ойлайсыз?

Мүмкін емес

• Линзаның қосымша комбинацияларымен тәжірибе жасаңыз.
• Телескоптар, лазерлер, микроскоптар және бинокль сияқты линзаларды пайдаланатын әртүрлі құралдардың жобаларын зерттеу.

Қиындық: көру мәселесін түзету үшін 2 линзалық жүйені құрастырыңыз (45-60 мин)

қысқаша мазмұндама

Бұл әрекет студенттерді көру мәселесін түзететін линзалар жүйесін жасау үдерісінен өтуге бағытталған. Белсенділік сабағының мақсаты мінсіз линзаны құрастыру емес, инженерлік процесте мәселені шешуге не кіретінін түсіну. Барлауды ынталандыру үшін ашуға мүмкіндік беру үшін көп уақыт пен кейбір құрылымдық шекараларға рұқсат беріңіз!

Алдыңғы білім мен дағдылар

• Жарық нысанға соқтығысқанша немесе бір ортадан екіншісіне өткенше түзу сызықта таралады
• Біз көрген барлық нәрсе көзімізге түсетін жарықтың нәтижесі; бұл жарықтың көп бөлігі шағылысады
• Жарық бір ортадан екінші ортаға өткенде (яғни: линза арқылы) жарық иіліп немесе сынады
• Линзаның пішіні мен материалы жарықтың иілу жолына әсер етеді
• Көзде көз торына жарық түсіретін линза бар. Айқын көру көздің линзасының көзге түсетін жарықты бүгу қабілетіне байланысты, осылайша кескін арнайы торда пайда болады.

Әрекетті жеңілдету:

• Оқушылардың KWL кестесін қарап шығыңыз және қараңыз
• Қақпақтары ҚОСУ бар Light Blox бір жинағын және екі пішінделген желатинді линзаларды (бір дөңес және бір ойыс) әрбір 3 оқушыдан тұратын топқа таратыңыз.
• Оқушыларға шамдарды қалай қосу керектігін көрсетіңіз және жарықтың линзалар арқылы қалай өтетінін білу үшін 3-5 минут беріңіз.
• «Қалыпты» көретін көз үлгісін таратыңыз. Студенттерге пішінделген дөңес линзаны көзге «ішіне» орналастырыңыз, бұл жарықтың торлы қабықтағы фокустық нүктеге түсетінін көріңіз. Нақты көру фокустың көздің торлы қабық деп аталатын белгілі бір жеріне түсуіне байланысты.
• Әрі қарай, студенттерге пішінделген дөңес линзаны көруді түзетуді қажет ететін гиперметропиялық көз үлгісіне қоюды сұраңыз, себебі жарық дұрыс емес жерге түседі. Фокустың қай жерде екеніне назар аударыңыз. Бұл жақсы көзқарасты тудырмайды!
• Олардан мәселені анықтауды және оның шешімін табуды сұраңыз... Фокус нүктесін басқа орынға «жылжытуы» мүмкін. Осы кезде студенттерге ойыс және дөңес линзаларды бірге алып біраз уақыт беріңіз, сонда олар ойыс линзаның фокус нүктесін жылжытатынын анықтай алады.
• Әрі қарай, әр топқа төртбұрышты (~ 4 дюймдік X 8 дюйм) дайындалған, екі есе берік қарапайым желатинді және әртүрлі диаметрлі 3 дөңгелек печенье кескіштерін беріңіз.
• Осы желатинмен олар көру мәселесін түзету үшін ЕКІНШІ линзаны жасайтынын түсіндіріңіз. Оларға қолжетімді материалдар мен құралдар - желатин, пышақ және печенье кескіштер!
• Алдымен студенттерден печенье кескіштерімен және желатинімен ойыс және дөңес линзаларды жасауға жаттықтыруды сұраңыз.
• Содан кейін оқушылардан шаблондарда көрсетілген көру ақауларын түзететін печенье кескіштерді, пластикалық пышақ пен желатинді пайдаланып линзалар салуды сұраңыз.
• Студенттер объектив дизайнын жасап, сынап, жетілдіре отырып, олар линзалар мен жарықты қолдану арқылы инженерлік процестің маңызды мәселелерімен айналысады.

Мақсат - студенттерге жарықты линзалар арқылы басқаруға болатынын және бұл арқылы олар мәселелерді шеше алатынын түсінуге мүмкіндік беру. Линзаны дұрыс алу қиын болады. Неғұрлым озық студенттер үшін олар қолданатын «сынау және қате» әдісінен гөрі, шешімдерді құрудың математикалық әдістері ретінде фокустық аралықты, қисықтық радиусын және сыну индексін енгізуге болады.

Сабақты егде жастағы оқушылар үшін 1 сыныптың ішінде жасауға болады. Алайда, оқушылардың асықпауына көмектесу үшін және оқушылардың жетістіктерін қамтамасыз ету үшін (әсіресе кіші жастағы оқушылар үшін) сабақты екі кезеңге бөліп, оқушыларға миға шабуыл жасауға, ойларын тексеруге және олардың дизайнын аяқтауға көбірек уақыт беріңіз. Келесі сабақ кезеңінде тестілеу мен қорытынды жасаңыз.

Көз диаграммалары

Интернет қосылымдары

• https://www.bbc.co.uk

Жазу әрекеті

Біздің әлемде линзалардың тағы қандай қолданбалары бар?

Оқу бағдарламасы шеңберіне сәйкестендіру

Ескерту: Осы топтамадағы барлық сабақ жоспарлары Информатика мұғалімдері қауымдастығының K-12 информатика стандарттарына, АҚШ-тың математикаға арналған жалпы негізгі мемлекеттік стандарттарына, сондай-ақ егер қолданылса, математика мұғалімдерінің ұлттық кеңесіне, мектеп математикасының принциптері мен стандарттарына сәйкес келеді. Технологиялық білім берудің халықаралық қауымдастығының Технологиялық сауаттылық стандарттары және Ұлттық зерттеу кеңесі шығарған АҚШ ұлттық ғылыми білім беру стандарттары.

Тәртіптік негізгі идеялар 

∙ PS4.B: Электромагниттік сәулелену

o Әр түрлі мөлдір материалдар (мысалы, ауа мен су, ауа және шыны) арасындағы жарық жолы баспа құралдары арасында иілген жерлерді қоспағанда, жарық жолын түзу сызықтар ретінде байқауға болады. (MS-PS4-2)

∙ ETS1.A: Инженерлік есептерді анықтау және шектеу

o Дизайн тапсырмасының критерийлері мен шектеулерін неғұрлым дәл анықтауға болатын болса, жобаланған шешімнің сәтті болу ықтималдығы соғұрлым жоғары болады. Шектеулердің спецификациясы мүмкін шешімдерді шектейтін ғылыми принциптер мен басқа да тиісті білімдерді қарастыруды қамтиды (MS-ETS1-1)

∙ ETS1.B: Ықтимал шешімдерді әзірлеу

o Шешімді сынау керек, содан кейін оны жақсарту үшін сынақ нәтижелері негізінде өзгерту керек. MS-ETS-4)

Ғылым және инженерлік тәжірибелер 

∙ Объектіні, құралды, процесті немесе жүйені әзірлеу арқылы шешуге болатын және көптеген критерийлер мен шектеулерді, соның ішінде ықтимал шешімдерді шектейтін ғылыми білімді қамтитын жобалау мәселесін анықтаңыз. (MS-ETS1-1)

∙ Құбылыстарды сипаттау үшін үлгіні әзірлеу және пайдалану (MS-PS4-2)

∙ Нәтижелердегі ұқсастықтар мен айырмашылықтарды анықтау үшін деректерді талдаңыз және түсіндіріңіз. (MS ETS1-3)

Қиылысу ұғымдары

∙ Құрылымы мен қызметі

o Құрылымдарды әртүрлі материалдардың қасиеттерін және материалдарды қалай пішіндеуге және пайдалануға болатындығын ескере отырып, белгілі бір функцияларды орындау үшін жобалауға болады (MS PSR-2)

o Құрылымдар белгілі бір функцияларды орындау үшін жобалануы мүмкін

№1 студенттік жұмыс парағы: KWL диаграммасы

Студенттің аты-жөні Күні

Медбикелер, дәрігерлер және инженерлер көзілдірікті және көру қабілетін жақсартатын басқа құралдарды жобалау және жасау үшін бірлесіп жұмыс істейді. Бұл тапсырмада сіз пациенттің көруін жақсарту үшін линзалар жүйесін құрастырасыз.

Біреудің көру қабілетін жақсарту үшін адамның көзі мен линзалары туралы не білу керек?

Төмендегі KWL графикалық органайзерін пайдаланып, біреудің көруін жақсарту үшін көзілдірікті құрастыруды білетін, білгіңіз келетін және үйренген нәрселеріңізді тізімдеңіз.

Студенттік жұмыс парағы 2: Материалдар және эксперименттік қондырғы

Студенттің аты-жөні Күні

Бұл құрылғының соңындағы дизайн тапсырмасын орындау үшін сізге желатинді және жарықтың жарық көзінен желатин бөлігі арқылы өтетін жарық жолын бақылау үшін оны қалай бағдарлау керектігін білу қажет.

Сөздерді және/немесе сызбаларды пайдаланып, жарықтың желатин арқылы өтетін жолын сипаттаңыз және құжаттаңыз: o Желатин үстелге тегіс қойылады. o Желатин үстелге тегіс қойылмай тұр.

• Light Blox кең жағында орналасқан 1 сәуле
• Light Blox тар жағында орналасқан 1 сәуле
• Бірден 3 сәуле

3-оқушы жұмыс парағы: Сәулелерді бақылау

Сөздер мен сызбаларды пайдалана отырып, жарық көзінен линзаның бір жағы арқылы желатин бөлігінің екінші жағына өтетін жалғыз жарық шоғының жолын жазыңыз; және а-мен желатиннің бір бөлігі арқылы жарық қалай өтетіні туралы қорытынды жасаңыз

• Тегіс/түзу бет
• Қисық бет
• Жарықтың дөңес және ойыс линзалар арқылы өтетін жолын сипаттаңыз, көрсетіңіз және жазыңыз (3 шамды пайдалану)
• Анықтаңыз және анықтаңыз: ойыс линза, дөңес линза түскен сәуле, сынған сәуле

  4-оқушы жұмыс парағы: Көз үлгісі