Розробка STEM-уроку для учнів 9-их класів (14-15 років) з фізики та інформатики на тему: “Дисперсія. Спектральний склад білого світла. Утворення кольорів” для конкурсу STEM-розробка

Розробка STEM-уроку для учнів 9-их класів (14-15 років) з фізики та інформатики на тему: “Дисперсія. Спектральний склад білого світла. Утворення кольорів”, підготувала Монастирська Ірина Олександрівна, вчителька фізики та інформатики ліцею імені Богдана Лепкого Дрогобицької міської ради

Тип уроку: STEM-урок - вивчення нових знань.

Мета: формування навчальних компетентностей порівняти і інформацію знаходити оптимальні рішення

1. Навчальна:

(Інформатика): Ознайомитися з технологією створення кольору на комп'ютері: кольорову модель і глибину кольору;

(Фізика): Ознайомити школярів з дисперсією, явищем, яке доводить хвильову природу світла та розглянути складні і прості електромагнітні світлові хвилі; встановити залежність між частотою коливань - довжиною хвилі і показником заломлення - швидкістю поширення світла;

2. Розвиваюча:

(Інформатика): розвивати сприйняття та можливість обирати кольори для створення сайтів;

(Фізика): розвинути здатність застосовувати творчі здібності на основі розумової діяльності для роз'яснення незвичайних, цікавих, красивих, яскравих та насичених кольорами і відтінками явищ природи;

3. Виховна:

(Інформатика): виховувати в учнів інформаційну культуру та навички правильного користування комп’ютером та мережею Інтернет;

(Фізика): виховувати ставлення до праці на прикладі життя та праці відомих учених, через зроблені ними відкриття на прикладі дисперсії світла.

Очікувані результати: учні повинні знати, що називають спектром, у якій послідовності розташовані кольори в спектрі; усвідомлювати зміст досліду І. Ньютона щодо з’ясування спектрального складу світла; давати означення дисперсії світла; пояснювати, чому ми бачимо світ різнокольоровим.

Методи та методичні прийоми: метод генерації ідей, інтерактивні методи “Мікрофон” - очна форма навчання або “SWOT-аналіз” - дистанційне гавчання, “Незакінчене речення”, практичний метод - проведення дослідів, робота в групах, STEM-методи, демонстраційні методи.

Необхідні матеріали для проведення STEM-уроку (обладнання, демонстраційні матеріали): підручники фізики, мультимедійний комплекс, комп’ютер, програмне забезпечення, презентація та ілюстрації, наочні матеріали для демонстрації світових моделей, карти фізичних величин, кольорові олівці, фломастери, зошити, ручки, особисті смартфони.

При дистанційній формі навчання використовуємо платформу Google Workspace for education (Classroom, Meet, Jamboard, Documents, Forms).

Час проведення:

Очна форма навчання - 45 хвилин.

Дистанційна форма - 30 хв. + Рефлексія проходить асинхронно на https://kahoot.it/challenge/03384532?challenge-id=0f820d47-2819-44be-8e80-77dba698bdb4_1636291761141

План уроку:

Актуалізація фізичне витлумачення і пояснення явища дисперсія складні і прості світлові хвилі вплив атмосфери на сприйняття навколишнього середовища в кольорі комп'ютер і колір закріплення домашнє завдання підведення підсумків рефлексія актуалізація вчитель фізики фізичне тлумачення і пояснення явища десперсії

Хід уроку:

1.Організаційний момент. Сьогодні ми дізнаємося відповіді на цікаві запитання.

Проблемне питання:

Чому виникає веселка? (Слайд 4)

Чому світ різнокольоровий? (Слайд 5)

Якого кольору сонце? (Слайд 6)

2. Мотивація знань. Тема уроку «Дисперсія. Спектральний склад білого світла. Утворення кольорів». Запишемо дату і тему уроку в зошити. На уроці ми дізнаємося про історію відкриття, фізичний зміст і причину виникнення явища дисперсії світла. Розглянемо її в різних проявах. Отже сьогодні на уроці ми з вами дізнаємося про об'єктивні і суб'єктивні причини сприйняття навколишнього середовища.

3 Актуалізація знань. Повторимо вивчений матеріал, а для цього:

Група №1 розв’яже задачі на побудову променів світла. (Група № 1 розв’язує задачі: розатковий матеріал або за посиланням https://docs.google.com/document/d/1MhYZ5eQb29koTL9X0ADzyCkImzD54aVIVDLfDX15shQ/edit?usp=sharing)

Група №2 – писатиме самостійну роботу у вигляді тестів (розатковий матеріал або за посиланням https://forms.gle/4EyAcwUbiUpMfW9q9). На виконання завдання відводиться 3 хвилини.

Група №3 – Біографія Ньютона (Виступ учениці Дрозд Наталії - урок очно (Слайд 7); або створення віртуальної дошки Jamboard (перехід за QR-кодом або посиланням https://jamboard.google.com/d/1_U7ti6kMA1zU1cLY3qsfWi-uVv_FpmfFb7kr-sgoWcA/edit?usp=sharing) (Слайд 8)

(учні працюють 3 хв.; відбувається взаємоперевірка тестових завдань, або аналіз Результатів форми опитування; перевірка задач розв’язаних біля дошки, демонстрація SWOT-аналізу)

У 1665 р. видатний англійський вчений Ісаак Ньютон (1643-1727), провів серію цікавих дослідів. Для отримання вузького пучка сонячного світла Ньютон зробив у віконниці невеликий круглий отвір.

На латинській мові spectrum означає «світло». Проходячи крізь призму, пучок білого світла заломлюється, і на екрані утворюється веселкова смужка – спектр. (Слайд 9)

У спектрі виділяють сім кольорів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий (Чапля Осінь Жде Завзято Буде Сани Фарбувати)

Це явище називають дисперсією (від латинського dispersion – розсіювання) (Слайд 10)

Чи можливо із семи кольорів спектру знову утворити білий колір? (Можливо) (Слайд 11)

А може це призма «фарбує» білий пучок світла? (Слайд 12)

Ньютон виділив із широкого різнокольорового пучка променів вузькі одноколірні (монохроматичні) пучки світла і знову спрямовував їх на призму. Такі пучки відхилялися призмою, але вже не розкладались у спектр. При цьому найбільше відхилявся фіолетовий пучок світла, а найменше – червоний. (Слайд 13)

(Слайд 14) Результати дослідів дозволили Ньютону дійти таких висновків:

1) пучок білого (сонячного) світла складається з багатьох різнокольорових пучків;

2) призма не «фарбує» біле світло, а розкладає його у спектр через різне заломлення пучків світла різного кольору.

2. Дисперсія світла

Проблемне питання

Чому пучки різних кольорів по-різному відхиляються призмою?

Показник заломлення скла для променів різного кольору є різним. Зазвичай найбільший показник заломлення має фіолетове світло, найменший – червоне.

Дисперсія світла – це явище розкладання світла у спектр, зумовлене залежністю показника заломлення середовища від кольору світла.

Проблемне питання

• Чому виникає веселка?

Веселка – це величезний спектр сонячного світла. Міріади маленьких краплинок води, діючи разом подібно до безлічі «призм», заломлюють біле сонячне світло та створюють різнокольорову дугу.

3. Кольори

Диск Ньютона – це круглий диск з кольоровими сегментами: червоним, оранжевим, жовтим, зеленим, блакитним, синім, фіолетовим.

Під час обертання диска з високою швидкістю ви можете спостерігати, як ці кольори змішуються, утворюючи білий колір. Коли диск Ньютона обертається з високою швидкістю, то око не встигає помічати окремі кольори, воно просто їх сумує. Саме тому ми бачимо білий колір на диску Ньютона.

Наукове обґрунтування дисперсії швидкість поширення світлових хвиль залежність показника заломлення від частоти довжини хвилі таблиця зв'язків і номер три складні і прості світлові хвилі

прості кольори монохроматичних демонстрація на екрані 4 дослід атмосфери вплив атмосфери на сприйняття людиною навколишнього середовища в кольорі багатоманіття кольорів кольору властивостей кольору 41 чому колір неба голубий Чому сонячні промені золотисто-жовтий сонце посилає на землю свої проміння але їм доводиться пробиватися через товстий слой повітря і який готує землю а сонячний промінь багато колірний він складається з червоного помаранчевого жовтого зеленого голубого синього фіолетового кольорів багато кольоровий Промінь проходить через товстий слой атмосфери який розбиває всі кольори сонячного спектру але сильніше всього фіолетову синьої голубу складники сонячного світла в залежності від швидкості поширення показник переломлення заломлення тому небо вимальовується головувати відтінком за ставши частина доходить до спостерігача у вигляді золотого жовтого відтінку демонстрація на екрані 42 чому цвіте колір зорі червоний заходу сонця червоне при заході сонця сонячне проміння проходить в атмосфері велику відстань через це встигає Росія тися Росія досі короткі хвилі середній зелені і навіть найбільш довгі хвилі жовті оранжеві і навіть червоні тому небо малюється в червоний колір демонстрація на екрані цих процесів 5 комп'ютер і колір вчитель комп'ютерних технологій тепер ми знаємо чому небо голубе що білий колір уявляє собою суміш кольорів А чому трава зелена а яблуко червоне

сонячному кольорі ми бачимо траву зеленою тому що вона відбиває зелений колір і він попадає в наше око а інші кольори поглинає яблуко червоне тому що воно відбиває червоний колір а решту поглинає так і комп'ютер формує кольорове зображення А як комп'ютер формує кольорове зображення і чому кольори роздруковано на папері зображення не співпадають з красними кольорами всі об'єкти бачимо ми тому що вони самі є тому що вони самі випромінюють світло або світять відбитим світлом екран монітора є випромінюючи об'єктом відбиваючи в об'єктом є папір фарба пігменти які самі не випромінюють колір засвітять кольором який іде або від сонця або від штучного джерела світла екран початково темний його початковим світом кольором є чорний всі решта кольори на ньому в отримуються ним шляхом використання комбінації таких трьох кольорів які свої свої суміші мають створити білий колір дослідним шляхом була виведена комбінація червоний зелений і синій rgb Red Green Blue Ці кольори називаються основними чорний колір схемі відповідає так як ми його так маємо це колір чорного екрану комп'ютер нічого невідомого у комп'ютером нічого не відомо про колір крім того хто їм повідомлено про нього людиною це всього-на-всього обчислювальна техніка яка працює з одиницями і нулями для визначення за допомогою чисел кольору в комп'ютері потребує математичну модель кольору спосіб розділення кольору на складники називається кольорова модель В основному робота ведеться з двома кольоровими моделі rgb і Smoke 51 глибина кольору

колір кожного Пікселя кодується зазначеним числом від тобто елементарних одиниці інформації з якими може мати діло комп'ютер цей кількість називають глибиною кольору чим більше глибина кольору тим більше загальна кількість кольорів зображення монохроматичне зображення має два різних колір колір фону і колір барвника колір точки реєструють реєструється одним бітом один чорний колір 05 білий колір чим більше кількість подвійних розрядів виділено для запису кожного кольору тим більше кількість різноманітних кольорів може бути записано для передачі інформації про 256 станів кольору потрібен 1 байт цього різних кольорів двокрапка 256 X 256 X 256 дорівнює 16 1777 216 для передачі інформації про 16000 стан потрібно 3 байта

більшість кольорів видимого спектру можуть бути отримані шляхом змішування різних пропорціях трьох основних кольорів компонентів моделі rgb адитивна модель основа на додавання кольорів відсутність кольору схемі rgb відповідає чорному кольору Ми беремо чорний колір відсутність кольору і додаємо до нього первинні кольори складаємо їх один з одним до білого кольору демонстрація моделі rgb сьогодні rgb модель широко використовується в системах освітлення відео системах в пристроях запису на фотоплівку моніторах мультимедіа устройство устройствах колір голубий пурпурний жовтий називають додатковими та як вони додають доповнюють до білого основні кольори Смук модель таке кольорова модель використовується в тому випадку якщо зображення або малюнок буде виводитися на принтер основа моделі 3 вторинних колір додаткового пурпурний жовтий оскільки реальний чорнила не створюють чистого чорного кольору він получається темно-коричнева а також при створенні чорного кольору за допомогою витрачається в 3 рази більше фарби до цих трьох кольорів додається окремо чорний колір і модель називається Смук демонстрації модель та система кольорів називаються суб'єктивною що в перекладі означає піднімаю cha-i включаючи іншими словами Ми беремо білий колір присутність усіх кольорів і наносячи змішуючи фарби видаляємо з білого певні відтінки зелений сильні дорівнює голубий червоний додати голубий = білий діаметрально протилежні способи генерації кольорів моніторів і принтерів являється основною причиною викривлення екранних кольорів при друці я вазон представлення кольорів Гірше ніж в дзьобі тому При перетворенні даних сербів Смук кольори получається ніж темні і приглушені показуємо роздрукований на принтері фото графічне представлення моделей світовий цито в коло

на світовому колі первій первинні кольори червоний зелений розташовані на Рівному на рівній відстані один від одного вторинні кольори знаходяться між первинними кожен колір знаходиться напроти доповнюють чого його комплементарно кольору причин знаходиться між кольорами з допомогою яких він отриманий в кольорову в кольорового кола є два дві властивості кожен колір можна отримати складанням його сусідніх кольорів кожен колір можна отримати відніманням проти лежащего кольору з білого наприклад р = м додати ігрик або р = білий відняти всі аналогічно додатковий колір пурпурний м = B або M = білий відняти 54 механізм створення кольору механізму оснований на складанні променів називається адитивний А механізм оснований на відніманні кольорового променя з білого суп активний екран монітора покритий трьох кольорів червоного зеленого і синього мікро плями Фора із пускають кольорові промені наша система зору сумує їх інтенсивність і восстанавливает закодований колір при взаємодії променів їх сумарна яскравість збільшується суб'єктивний механізм має місце тоді коли зображення формується відніманням кольору з нейтрального білого світлового потоку білий світовий плиток падає на сторінку паперу після чого відбивається від неї як Фарбований тому що частина світового потоку захоплюється речовиною боржника при взаємодії деяких деяких декількох кольорових барвників сумарна яскравість відбитого променя зменшується кольорова передача друкованих зображень залежить від умов освітлення 55 кольори для веб-сайта особливо велике значення має колір дизайнів веб-додатків і на великих сайтах з регулярним оновленою інформацією на яких користувачі постійно проводять значно меншу кількість часу якщо дизайн веб-сайту зроблений в підкреслено без манері користувачів буде дуже важко назвати винос Дина спілкування з ресурсом приємним в палітра 216 кольорів спосіб підбору кольорів в світовому колі Уявіть себе над колом рівнобедрений трикутник кольори які опиняться під вершинами потенційні кандидати на використання так само можна використовувати комплементарні кольори Махно хроматичні і аналогічний 5-6 запитання індивідуальну Кожен учень відповідає на питання в зошиті або створює електронний документ з відповідями перший які кольори називають основні 2 які кольори називають додаткові 3 наведіть два способи отримання жовтого кольору опираючись на кольорове колесо який є адаптивним який є суб'єктивним 4 приведіть приклади пристроїв які формують колір відповідно адитивної механізму 5 де використовується в активний механізм створення кольору 6 чому основні кольори завжди позначається скороченням rgb а не або більярд Аналогічно суб'єктивні основні кольори завжди позначається скороченням Smoke on 57 завдання створіть 4 HTML сторінки також не сторінки Підберіть світові схеми в соответствии з кольоровим колом вибори колір фону і колір тексту 7 закріплення вчитель фізики природне явище веселка Поясніть з точки зору опита Ньютона по дисперсії світла 61 умови для створення веселки 62 перегляд фотографії веселки 7 домашні завдання підручник фізики вивчити урок виставлення оцінок 8 рефлексія вчитель комп'ютерних технологій Додайте наш дім сторінку малюнок який відповідає вашому настрою на уроці і перерахуйте у вигляді списка нові поняття які ви дізналися