2 TĚLESA PŮSOBÍ NA JINÁ TĚLESA NA DÁLKU

Úkol 4

Pomůcky pro dvojici/skupinu:

obrázek Concept Cartoons © , vystřižené tvary v podobě listů z různých materiálů, baterka

Postup:

Podobně jako v Úkolu 1, i v této úloze jsou žáci vedeni k tomu, aby diskutovali o návrzích vysvětlení běžně pozorovaného jevu. Úloha navádí žáky k přemýšlení o tom, zda se mohou stíny překrývat a vytvářet tak tmavší stíny. Žáci už vědí, že existují světlejší a tmavší stíny, otázkou však je, zda tmavší stíny mohou vznikat překrýváním předmětů, a tedy i překrýváním stínů těchto předmětů. Při prezentaci obrázku žákům je důležité upozornit, že otázka není zaměřena na hustotu stínu (pokud se překrývají dva stromy s malým množstvím listů, tak stín na místě, kde se překrývají bude souvislejší). Vhodné je žákům vysvětlit, že situaci si je potřeba představit tak, jakoby jsme překrývali dva listy ze stromů, přičemž není zřejmé, zda jde o listy toho stejného druhu stromů nebo různých stromů.

Prvním úkolem bude rozhodnout (ve skupinách), který výrok by považovali za pravdivý. Zároveň učitel vede žáky k tomu, aby se pokusili svá tvrzení zdůvodnit. Podobně jako v prvním úkolu (aplikace metody – Concept Cartoons), i zde je důležité věnovat se dostatečně zdůvodněním, která žáci prezentují. Ta by měla vycházet z jejich dosavadních zkušeností a měla by být prezentována logickým způsobem. Pokud se jednotlivé skupiny neshodnou v tom, který výrok vyjadřuje skutečnost, učitel je povzbuzuje k tomu, aby se pokusili druhou skupinu přesvědčit svými argumenty (předcházející zkušeností, která podporuje jejich rozhodnutí pro konkrétní výrok).

Pokud se shodnou (obvykle žáci souhlasí víceméně s výrokem, že místo, kde se stromy překrývají nebude tmavší), učitel žákům poskytne do skupin materiály, aby si mohli tvorbu stínů prozkoumat. V této fázi zkoumání zatím žákům neposkytuje listy ze stromů, ale vystřižené tvary v podobě listů z různých materiálů, přičemž některé z materiálů nepropouštějí světlo vůbec, některé jsou částečně průsvitné a barevné (například listy vystřižené z barevné fólie). Cílem tohoto zkoumání je poskytnutí případné chybějící zkušenosti o tom, jak se tvoří stíny v případě, že se překrývají neprůsvitné a průsvitné materiály. Kromě jiného žáci zjistí, že pomocí průsvitných barevných fólií je možné vytvořit barevné stíny.

Po zkoumání vede učitel žáky k tomu, aby si opětovně přečetli výroky na obrázku a zvážili, který z nich by mohl být pravdivý, resp. kdy by byl některý z výroků pravdivý (překrýváním jakých materiálů vzniká na průniku stínů stejně tmavý stín, tmavší stín a dvakrát tak tmavý stín). Výsledkem diskuze by mělo být zevšeobecnění, že tmavší stín vzniká tehdy, když překrýváme dva průsvitné materiály (materiály, které propouštějí světlo).

To nám však zatím neodpovídá na původní otázku, jak je to s překrýváním stínů dvou stromů. Učitel proto vede žáky k tomu, aby se vyjádřili k předpokladu v Úkolu 4b (Listy ze stromů nepropouštějí světlo a proto při jejich překrytí nevzniká tmavší stín.). Tím, že je výrok formulován, vytváří učitel vzor v tvorbě předpokladů. Úkolem žáků je vyjádřit souhlas nebo nesouhlas s takto formulovaným předpokladem. Následně učitel vede žáky k tomu, aby se pokusili navrhnout postup, prostřednictvím kterého by zjistili, zda jsou listy ze stromů průsvitné (propouštějí světlo) nebo ne. Poskytne žákům ve skupinách dostatek času na to, aby navrhli takový postup, který bude dostatečně důvěryhodný a přesvědčivý (jednoznačně určí, zda se přes listy světlo dostává nebo ne). Své návrhy si vzájemně prezentují a k realizaci vyberou ten, který poskytne nejpřesvědčivější výsledky. Součástí přípravy na zkoumání je také sepsání souboru pomůcek, čímž se žáci učí lépe si plánovat vlastní výzkumné aktivity.

Nejjednoznačněji se průsvitnost materiálů určuje tak, že žáci na list zasvítí z určité (i nulové) vzdálenosti a sledují, zda je přes materiál světlo vidět. Následně pozorují různorodé listy, buď na vzorcích, které přinese učitel, na pokojových rostlinách ve třídě, nebo venku na školním dvoře. Učitel může vyzvat žáky také k tomu, aby se pokusili (v rámci domácího zadání) najít listy, které světlo vůbec nepropouští. Výsledkem jejich zkoumání totiž bude zjištění, že listy stromů světlo propouštějí. Následně se dokážou vrátit k původní výzvě (metoda Concept Cartoons– obrázek) a konstatovat, který výrok je v souladu se skutečností.

Důležitou součástí aktivity je tvorba závěru. Závěr formulují žáci ve skupinové interakci. Učitel je usměrňuje k tomu, aby závěr obsahoval zhodnocení předpokladu a odpověď na původní výzkumnou otázku, která vyplynula ze situace na obrázku.

To, co žáci zjistili v tomto výzkumném úkolu mají snahu dále aplikovat v Úkolu 4c. Jejich úkolem je vytvořit předpoklad o tom, z jakého materiálu a z jaké barvy je vhodné tvořit slunečníky. Učitel usměrňuje žáky k tomu, aby se pokusili využívat výsledky zkoumání z předcházejících úloh (například to, že pod tmavými materiály je tepleji, průsvitné materiály nevytvářejí tak tmavý stín jako materiály neprůsvitné a pod.). Kromě vytvoření samotného předpokladu jsou proto žáci vedeni také k tomu, aby svůj předpoklad zdůvodnili závěry z předcházejících výzkumných šetření.

Úkol 4c má formu otevřeného zkoumání, t. j. je dána jen výzkumná výzva a žáci si tvoří předpoklady i samotný postup, jak si předpoklady ověřit. Vzhledem k tomu, že tato výzkumná výzva vychází z předcházejícího zkoumání relevantního jevu, je možné žáky požádat, aby předpoklad, jeho zdůvodnění a návrh postupu, pomocí kterého by si svůj předpoklad ověřili, vytvořili v rámci domácího zadání a ve vyučování spolu diskutují ve skupinách o tom, co navrhli a hledají nejvhodnější postup, jak své předpoklady ověřit.

Následně zkoumání zrealizují a výzkumný problém vyhodnotí v podobě závěru. Znovu je důležité žáky upozornit, že závěr musí obsahovat kromě zhodnocení předpokladů i odpověď na výzkumnou otázku, v tomto případě jde o konstatování, jaké materiály jsou pro konstrukci slunečníků vhodné. Závěr ze zkoumání je potřebné podložit výsledkem zkoumání. To znamená, že žáci by měli uvést na základě jakých výsledků to tvrdí. Tím se učí argumentovat fakty, a tedy realizovat objektivní zkoumání.

Na závěr souboru aktivit, které jsou zaměřeny na zkoumání stínů (Úkoly 1 – 4) je vhodné s žáky diskutovat o tom, co zjistili. V principu žáci zjistí, jak se tvoří stíny, což je navádí k uvědomění si toho, že světlo se nedostává za předměty, čímž vznikají stíny, místa za předměty, kde je méně světla než okolo. Učitel se ptá žáků, co si myslí, že se se světlem děje, když dopadne na předměty. Taktéž v předcházejícím zkoumání zjistili, že pokud je předmět tmavé barvy, tak světlo způsobuje zahřívání předmětů, t. j. zdá se, že se mění na teplo. U světlých předmětů to tak není. V následujícím souboru aktivit proto ještě prozkoumají, co se děje se světlem, pokud dopadá na lesklé a světlé povrchy. Žáci budou zkoumat, jak se chová světlo při dopadu na zrcadlo. Kromě zjištění základního pravidla odrazu světla od rovných povrchů (tvorba obrazu předmětu v zrcadle) žáci zjistí i to, že světlo je zodpovědné za to, že předměty vidíme. Když jsou předměty například za rohem, vidět je nemůžeme, protože světlo putuje prostorem přímočaře, a tak se světlo odražené od předmětu za rohem nemá jak dostat do našeho oka, proto ho nevidíme. Právě toto ovlivňování materiálů světlem je pro rozvoj této klíčové teze (velké vědecké představy) velmi důležité.