• Nie Znaleziono Wyników

Różne rodzaje widzenia (materiały dydaktyczne do przedmiotu przyroda)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Różne rodzaje widzenia (materiały dydaktyczne do przedmiotu przyroda)"

Copied!
30
0
0

Pełen tekst

(1)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Wstęp

Proponujemy materiał dydaktyczny skierowany do nauczycieli przyrody w szko-le ponadgimnazjalnej, poświęcony różnym sposobom widzenia w świecie zwierząt i człowieka1. Materiał składa się z:

• tekstu przybliżającego problem różnorodnego wykorzystania przez organizmy światła docierającego do Ziemi i ewolucji widzenia; tekst ten jest przeznaczony dla nauczyciela uczącego przyrody, zarówno biologa jak i fizyka, chemika czy geografa, może też służyć uczniom jako podsumowanie proponowanych zajęć;

• konspektu zajęć zawierającego propozycje różnych wariantów ich realizacji;

• dwóch wersji kart pracy dla ucznia (jedna w konwencji guided inquiry2, druga

w konwencji scripted inquiry3);

• kartoteki dla nauczyciela zawierającej m.in. elementy składające się na oczeki-wane odpowiedzi i propozycje punktacji za poszczególne zadania, które mogą służyć jako podstawa oceniania uczniów za ich pracę na lekcji.

Zdjęcia i filmy będące ilustracją zestawów obserwacyjnych i przebiegu obserwacji zostały wykonane przez autorów w IX Liceum Ogólnokształcącym im. Klementyny Hoffmanowej w Warszawie z wykorzystaniem sprzętu i pomieszczeń pracowni fi-zycznej.

Zachęcamy nauczycieli do samodzielnego eksperymentowania przy przygotowy-waniu proponowanych lekcji. Życzymy wszystkim powodzenia i zadowolenia w rea-lizacji tego fragmentu zajęć z przyrody!

Autorzy

1 Dział B Nauka i technologia, wątek 11 Światło i obraz. Uczeń 4) porównuje budowę fotoreceptorów i narządów wzroku wybranych grup zwierząt; 5) ocenia biologiczne znaczenie widzenia barwnego i stereoskopowego; 6) omawia mechanizm powstawania obrazu na siatkówce oka człowieka i udział mózgu w jego interpretacji.

2 Guided inquiry – ukierunkowane dociekanie, badanie metodą naukową określonego problemu. 3 Scripted inquiry – dociekanie, badanie metodą naukową w oparciu o instrukcję postępowania.

Różne rodzaje widzenia

Konspekt i karta pracy

Urszula Poziomek, Włodzimierz Natorf

Prace U. Poziomek zostały wykonane w ramach realizowanego przez Instytut Badań Edukacyjnych projektu Badanie jakości i efektywności edukacji oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego, współfinansowa-nego ze środków Europejskiego Funduszu Społeczwspółfinansowa-nego.

mgr Włodzimierz Natorf: wieloletni nauczyciel fizyki

w IX LO im. Klementyny Hoffmanowej, ekspert Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE, współautor repetyto-rium do fizyki dla maturyzstów i kandydatów na studia

mgr Urszula Poziomek: specjalista ds. badań i analiz

Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE, nauczycielka dyplomowana biologii w LXXV LO im. Jana III Sobieskiego w Warszawie; współautorka podręczników szkolnych do nauki biologii na III i IV etapie edukacyjnym, współautorka raportu Eurydice Science Education in Europe, 2011

biolog + fizyk

(2)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Kilka informacji o widzeniu

Życie rozwijało się na naszej planecie w obecności światła – dokładniej fal elektromagnetycznych o okre-ślonym zakresie częstotliwości. Dziś wiemy, że z całe-go, dość szerokiego widma fal elektromagnetycznych docierających ze Słońca na Ziemię, ogromna część jest pochłaniana przez ziemską atmosferę. Do powierzch-ni Ziemi (a także na kilkadziesiąt metrów w głąb wód) dociera pewien niewielki fragment tego widma, zwany widmem widzialnym albo światłem widzialnym.

Od czasu, gdy w  skład ziemskiej atmosfery wcho-dzą azot, tlen (zarówno O2 jak i O3) oraz mniejsza lub większa domieszka dwutlenku węgla, skład widmowy światła widzialnego praktycznie się nie zmienia. Tak więc ewolucja wykształciła narządy czułe na fale elektro-magnetyczne z tego właśnie zakresu długości fali. Tylko niektóre zwierzęta są w stanie rejestrować intensywność promieniowania elektromagnetycznego spoza tego za-kresu: w ultrafiolecie (UV) lub podczerwieni (IR).

Światło widzialne zostało wykorzystane przez or-ganizmy żywe i to na dwa, w zasadzie różne sposoby. Jeden z nich (dotyczy on tzw. organizmów autotroficz-nych, głownie roślin), polega na pochłanianiu energii niesionej przez światło w procesie fotosyntezy, służącej do wytwarzania związków będących źródłem energii i budulca. Drugi, nieco bardziej wysublimowany, pole-ga na rejestrowaniu przez orpole-ganizm informacji ze śro-dowiska zewnętrznego, niesionych przez światło.

Na lekcjach przyrody, których przeprowadzenie proponujemy w tym materiale, zajmiemy się wybrany-mi aspektawybrany-mi tego drugiego sposobu wykorzystywania światła przez organizmy żywe: rejestrowaniem ruchu w otoczeniu organizmu oraz tworzeniem geometrycz-nego obrazu otoczenia. Będziemy przy tym rozpa-trywać światło widzialne pochodzenia słonecznego, obecne w atmosferze (także w wodzie), odbite od

przed-miotów znajdujących się i poruszających się w otocze-niu organizmu żywego.

Analizując możliwości rejestrowania informacji niesionych przez światło przez organizmy można za-uważyć, że są one zróżnicowane.

1. Najprostsze z  nich to rejestracja informacji o obecności lub braku światła, ewentualnie o zmianie natężenia światła. By odebrać taką informację potrzeb-na jest substancja światłoczuła, w której światło powo-duje określone zmiany chemiczne – wzbudza, zmienia

przebieg lub hamuje określone reakcje1. Związki takie

mogą występować w pojedynczych komórkach lub ich grupach czy wręcz w tkankach, stanowiących zalążek narządu wzroku.

Przykładem takiej struktury, rejestrującej jedynie światło lub jego brak mogą być ropalia parzydełkowców np. chełbii bałtyckiej.

1 Przydatne może być zapoznanie się z pojęciami: „fotochemia”, „reakcje fotochemiczne”, np. w Wikipedii.

Rys. 1. Model budowy ropalium

Na podstawie Encyclopedia Britannica rys. 1 i rys. 2 wykonała Antonina Nowacka.

Rys. 2. Model budowy „oka” wypławka białego, zdolnego do rozróżniania kierunku padania światła

(3)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

2. Kolejną umiejętnością dotyczącą zbierania infor-macji niesionych przez światło jest rejestrowanie zmia-ny kierunku padania światła. Wiąże się to z zagłębie-niem warstwy światłoczułych komórek i  powstaz zagłębie-niem tzw. „eye cup”. Przykładem tego może być struktura obecna u wolnożyjących wirków – zagłębienia w czę-ści głowowej wyw czę-ścielone nabłonkiem zmysłowym, re-jestrującym światło lub jego brak, a także – pośrednio – kierunek, z którego dochodzi światło.

Wklęsła powierzchnia warstwy komórek światło-czułych umożliwia w tym przypadku rejestrowanie kie-runku padania światła (patrz też film: youtube.com/ watch?v=dDcPlh7kCOk)

Innym sposobem rejestrowania kierunku, z którego przychodzi bodziec świetlny jest rozmieszczenie na po-wierzchni ciała wielu struktur światłoczułych. Tak jest m.in. u meduz, których ropalium stanowi przykład naj-bardziej pierwotnej wersji narządu zmysłu wzroku. Roz-mieszczenie kilku ropaliów na brzegu dzwonu pozwala każdemu z nich rejestrować bodźce świetlne pochodzące z różnych źródeł, docierające z różnych kierunków.

3. Od rejestrowania kierunku, z którego przychodzi bodziec świetlny już tylko mały krok do rejestrowania informacji o  ruchu w  otoczeniu. W  rejestrowaniu ru-chu bardzo przydatne jest wyposażenie każdego z wie-lu struktur światłoczułych w  mechanizm precyzujący (ograniczający) kierunek, z którego przychodzi światło. Dodatkowo, każda ze struktur powinna być „wycelowa-na” w nieco innym kierunku. Dobrym przykładem na-rządu zmysłu wzroku doskonale rejestrującego ruch jest oko złożone (fasetkowe) owada. W oku owada efekt ten uzyskany jest dzięki specyficznej, wypukłej powierzch-ni samego oka oraz dzięki wyposażepowierzch-niu każdego om-matidium (pojedynczego oczka) w  jego własny układ soczewka-stożek; ścianki boczne tego ostatniego są izo-lowane komórkami barwnikowymi od sąsiednich om-matidiów. Do każdego ommatidium trafia więc światło

z bardzo wąskiego wycinka otoczenia, leżącego niejako „na wprost”. Co ważne – każde ommatidium rejestruje światło i zmiany jego natężenia oraz kąta padania nie-zależnie od innych ommatidiów.

4. Pozyskanie informacji o barwie obiektów znajdu-jących się w otoczeniu organizmu czyli o składzie wid-mowym (barwie) światła jest możliwe dzięki obecności różnych związków światłoczułych, reagujących na róż-ne zakresy światła widzialróż-nego lub też niereagujących na poszczególne jego zakresy. Zdolność do rozróżniania barw jest trudna do zdiagnozowania, ale doniesienia naukowe mówią, że istnieje już ona u  owadów (przy-najmniej w  stosunku do niektórych barw), a  u  sko-rupiaków morskich osiągnęła bardzo wysoki stopień zaawansowania (ich oczy zawierają dziesiątki różnych barwników światłoczułych)

Należy przy tym pamiętać, że istotnym warunkiem korzystania z pozyskanych informacji niesionych przez światło jest ewolucyjny rozwój możliwości ich analizy przez inne części organizmu – przez wysoko wyspecja-Rys. 3. Budowa oka złożonego

owada Źródło: blog.bezokularow.pl/niesamo-wite-oczy-owadow-jak-to-dziala Rys. 4 Budowa pojedynczego ommatidium Źródło: http://pl.wikipedia. org/wiki/Omatidium A – soczewka, B – stożek krystaliczny, C i D – izolacja pigmentowa, E – rabdom,

F – komórka receptorowa, G – wypustka nerwowa (opis zmieniony)

(4)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013 lizowaną tkankę nerwową, budującą układ nerwowy,

w tym ośrodki wzroku w centrach nerwowych – zwo-jach głowowych (np.  owady) czy mózgowiu (np.  czło-wiek).

5. Kolejna, bardziej zaawansowana ewolucyjnie zdolnością, to możliwość zbierania informacji o  geo-metrycznych kształtach występujących w  otoczeniu organizmu (obraz geometryczny). Do ich rejestrowania nie jest potrzebna dalsza komplikacja budowy narządu wzroku – wystarczą komórki światłoczułe w odpowied-nim układzie oraz element skupiający i  ogniskujący światło (soczewka), ewentualnie elementy antyodbla-skowe (komórki barwnikowe). Natomiast konieczna jest zaawansowana analiza zebranych danych, prowa-dząca do utworzenie na ich podstawie obrazu geome-trycznego otoczenia.

Wiadomo, że zwój głowowy owada posiada tę umie-jętność w zakresie ograniczonym. Wynika to, między innymi, z braku „całościowego” ogniskowania obrazu otoczenia w  poszczególnych ommatidiach – centrum nerwowe owada musiałoby uzupełniać sporo braku-jących informacji. Można też domniemywać, że taka umiejętność nie jest niezbędna w życiu owada – jest on nastawiony głównie na unikanie drapieżników czyli obiektów poruszających się, zaś źródło pokarmu rozpo-znaje po barwie czy też po zapachu, a niekoniecznie po kształcie.

U  człowieka umiejętność tworzenia w  mózgu peł-nego, geometrycznego obrazu otoczenia jest możliwa dzięki zaawansowanym czynnościom mózgowia. Jest ona kształtowana w  pierwszych tygodniach, a  nawet miesiącach życia, we współpracy narządu zmysłu wzro-ku z narządami zmysłu dotywzro-ku, słuchu i smawzro-ku (stąd znana tendencja niemowlaka do dotykania – i  brania do buzi! – wszystkiego, co znajdzie się w zasięgu jego rączek i oczu). Obraz geometryczny otoczenia pozwala na podejmowanie precyzyjnych działań zarówno

ru-chowych jak i intelektualnych, umożliwia też tworzenie się pamięci wzrokowej, podstawowej w poznawaniu no-wych, nieznanych obiektów.

6. Wydaje się, że szczytem zaawansowania ewolu-cyjnego narządu wzroku jest zdolność widzenia ste-reoskopowego (trójwymiarowego). Narządy wzroku (oczy), w powiązaniu z ośrodkami nerwowymi w móz-gu, nie tylko rejestrują i analizują kształt i ruch ale są także w stanie ocenić odległość pomiędzy obserwato-rem a  obserwowanym obiektem. Widzenie stereosko-powe szczególnie dobrze rozwinęło się u zwierząt które muszą precyzyjnie oceniać odległości w  środowisku np. u drapieżników (m.in. u kotów i sów) oraz zwierząt nadrzewnych (m.in. małp, niektórych gryzoni).

Niezależnie od możliwości, jakie stwarza zdolność do tworzenia trójwymiarowego geometrycznego obra-zu otoczenia, należy raczej uznać, że najistotniejszą funkcją narządu wzroku jest rejestrowanie ruchu, zwią-zanego z zagrożeniem lub też obecnością źródła pokar-mu czy partnera seksualnego. Tezę te potwierdza zjawi-sko różnych rodzajów ruchów gałki ocznej u człowieka – wodzących, sakadycznych czy drgających. Większość z nich ma za zadanie odświeżyć obraz otaczającego nas świata. Znieczulenie mięśni oka i wpatrywanie się w ten sam punkt powoduje dość szybkie zanikanie obrazu co dowodzi, że widzimy tylko wtedy, gdy obiekt jest rucho-my, nawet jeśli ten ruch wynika z ruchów naszych oczu.

(5)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

polepszenie ostrości obrazu kija – tym lepsze, im szybciej poruszamy kijem. To pozorne polepsze-nie jest bardziej zauważalne, gdy doświadczepolepsze-nie obserwujemy bezpośrednio, w  rzeczywistości, a nie na filmie.

7. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/DSCF9343.JPG – Do doświadczenia (lub pokazu) w części B

przy-gotowujemy stół, na którym ustawiamy świecz-kę oraz kilka soczewek skupiających, najlepiej o jednakowych ogniskowych rzędu 10-20 cm. Za soczewkami, w  odległości o  kilka centymetrów większej niż ogniskowe soczewek, ustawiamy ekran.

8. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/DSCF9342.JPG – Soczewki ustawiamy wzdłuż wygiętej nieco

li-nii – jest to model (w jednym wymiarze) wypu-kłej powierzchni oka złożonego owada. Każda soczewka obrazuje pojedyncze ommatidium. 9. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/DSCF9341.JPG – Świeczkę umieszczamy na wprost środkowej

soczewki w  takiej odległości, by ta właśnie so-czewka dawała ostry obraz na ekranie. Zwraca-my uwagę, że obrazy w pozostałych soczewkach są nie tylko nieostre, ale też zniekształcone – tym mocniej, im soczewka jest dalej od soczewki „centralnej”. Można zauważyć nawet, że jedna ze skrajnych soczewek w ogóle nie skupiła światła na ekranie.

10. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/DSCF9347.JPG – To samo ustawienie, co na poprzednim zdjęciu,

lecz w  zaciemnionej pracowni i  sfotografowane pod innym kątem. Nauczyciel powinien zde-cydować, uzależniając to od warunków oraz od przyjętej formy zajęć (doświadczenie uczniowskie w grupach albo pokaz dla całej klasy), czy w tej części doświadczenia całkowicie zaciemnić salę, czy tylko zmniejszyć jej oświetlenie.

11. http://youtu.be/9GPsNGOASuE [film]

– Świeczkę przemieszczamy przed zestawem so-czewek, w  przybliżeniu po linii prostej. Stwier-dzamy, że ruch ten wywołuje ruch obrazów na ekranie. Istotne jest, że tylko jedna soczewka, za każdym razem inna, daje obraz ostry.

12. http://youtu.be/_sIqRu8Yc4Y [film]

– Obserwujemy skutki podobnego ruchu świecz-ki, jak w  poprzednim filmie, tym razem w  za-ciemnionej pracowni. Teraz łatwiej zauważamy, że obrazy pochodzące od soczewek „peryferyj-nych” są nie tylko nieostre i zniekształcone, ale niekiedy wręcz znikają.

13. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/socz_mal_01.JPG – Pomysł na ulepszenie modelu oka złożone-go. Lepszy model ommatidium uzyskamy, je-śli soczewkę wyposażymy w  papierową osłonę w  kształcie stożka z  odciętym wierzchołkiem. Wysokość stożka winna być nieco krótsza od og-niskowej soczewki, a sam stożek należy nasadzić na soczewkę możliwie dokładnie „na wprost” – tak, by jego oś symetrii pokrywała się z  osią optyczną soczewki. Takie przygotowanie kilku soczewek jest czaso- i pracochłonne – może war-to namówić do pomocy grupę zmotywowanych uczniów.

14. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/socz_mal_04.JPG – Uzbrojona w stożek soczewka pokazuje, że

każ-de ommatidium rejestruje tylko niewielki frag-ment obrazu, który zarejestrowałaby soczewka nieuzbrojona. Układ soczewek uzbrojonych po-zwoliłby stwierdzić, że obraz ruchomego źródła światła pojawiałby się w polu widzenia jednej so-czewki, po czym znikałby i przechodziłby w pole widzenia następnej.

Opisy i komentarze

do poszczególnych zdjęć i filmów

do wykorzystania na zajęciach

1. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/DSCF9339.JPG – Do doświadczenia w  części A  potrzebna jest

jedna skupiająca soczewka o  ogniskowej rzędu 10-30 cm, ustawiona na stole; może być także trzymana przez ucznia, choć jest to mniej ko-rzystne rozwiązanie. Za ekran może służyć biała ściana, a nawet kartka papieru.

2. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/DSCF9338.JPG – Na soczewkę pada światło – tutaj przez okno

na szkolnym korytarzu. Pełne zaciemnienie po-mieszczenia nie jest wymagane, choć dobrze jest pozbyć się niepotrzebnych źródeł światła – poza-słaniać inne okna, wyłączyć górne oświetlenie. 3. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/socz_duz_0.JPG – Dobieramy odległość pomiędzy soczewką

a ekranem, by uzyskać ostry obraz „przedmiotu”, jakim w tym przypadku jest widok za oknem. 4. http://ebis.ibe.edu.pl/edu/socz_duz_1.JPG – Zbliżenie na widok z  poprzedniego zdjęcia.

Zwracamy uwagę, że obraz jest odwrócony. 5. http://youtu.be/r6hmRFptvB8 [film]

– Osoba przechodzi w pobliżu okna. Na ekranie jest ona widoczna w miarę ostro. Widać także, że osoba idzie „do góry nogami”.

6. http://youtu.be/ecQqGUj55Zw [film]

– Kij trzymany stosunkowo blisko soczewki (w odległości ok. jednego metra) nie jest odwzo-rowany ostro na ekranie. Jest to efekt spodziewa-ny, gdyż ostrość tego układu jest ustawiona na odległość rzędu 10 metrów – taka jest długość korytarza. Jednak gdy kij jest poruszany, to oko ludzkie koncentruje się na wychwyceniu tego ru-chu i na śledzeniu kija. Efektem tego jest pozorne

(6)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Pomysł na zajęcia z przyrody w szkole

ponadgimnazjalnej – materiał dla nauczyciela

Temat: Różne widzenie świata

Adresaci: uczniowie klasy II (lub III) szkoły ponadgimnazjalnej Czas trwania zajęć: 2 x 45 minut1 lub 4x45 minut2.

Odniesienie do podstawy programowej przedmiotu uzupełniającego przyroda:

Cele kształcenia:

Rozumienie metody naukowej, polegającej na stawianiu hipotez i ich weryfikowaniu za pomocą obserwacji i eksperymentów

Przykładowe treści nauczania:

B. Nauka i technologia. Wątek tematyczny 11. Światło i obraz. Uczeń: 4) porównuje budowę fotoreceptorów i narządów wzroku wybranych grup zwierząt; 5) ocenia biologiczne znaczenie widzenia barwnego i  stereoskopowego; 6) omawia mechanizm powstawania obrazu na siatkówce oka człowieka (…).

Cele zajęć: Uczeń:

• analizuje różnice w budowie i działaniu narządów wzroku owa-da i człowieka;

• charakteryzuje obrazy powstające w oku złożonym owada i oku człowieka;

• analizuje możliwe drogi ewolucji narządów wzroku i  sposobu widzenia otaczającego świata przez zwierzęta i człowieka;

1 Wersja scripted inquiry karty pracy ucznia 2 Wersja guided inquiry karty pracy ucznia.

• planuje, realizuje i dokumentuje obserwacje,

• analizuje wyniki obserwacji i wnioskuje na podstawie analizy;

• tworzy informację tekstową.

Metody pracy: laboratoryjna (alternatywnie pokaz nauczycielski), słowna – praca z materiałem źródłowym.

Formy pracy: indywidualna, grupowa, zbiorowa. Środki dydaktyczne:

• karta pracy ucznia (dwie wersje do wyboru – guided i scripted inquiry), zawierające schematy budowy oka człowieka i oka owa-da;

• zestawy do obserwacji składające się z (w przeliczeniu na grupę uczniów):

• dużej soczewki skupiającej, o ogniskowej rzędu 10-30cm;

• zestawu 7-9 małych soczewek skupiających, o  ogniskowych rzędu 10-20 cm;

• ekranu (biały sztywny karton, kartka grubszego białego pa-pieru lub fragment ściany lub drzwi),

• świeczka kominkowa, zapałki lub zapalniczka (lub inne źródło światła o niewielkich rozmiarach, które można łatwo przemiesz-czać, np. niewielka latarka).

• ewentualnie prezentacja multimedialna przygotowana przez na-uczyciela3.

Typ zajęć: poszerzające wiedzę przyrodniczą

Uwaga: przed lekcją nauczyciel przygotowuje zestawy do obserwacji w  grupach (lub do pokazu). Można od razu przygotować wszystkie po-trzebne sprzęty lub też po wykonaniu części A przygotować zestawy do części B (patrz karty pracy ucznia).

3 Ten środek dydaktyczny jest przydatny w sytuacji gdy nauczyciel będzie chciał roz-począć zajęcia od części teoretycznej, co nie jest obligatoryjne.

(7)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Faza podsumowująca – ok. 25 minut:

• Nauczyciel – zależnie od przyjętych zasad ocenia-nia – pozostawia uczniom ich karty pracy lub je zbiera i  zaprasza do prezentacji rezultatów pracy w grupie.

• Uczniowie – wybrani przez nauczyciela lub chętni – prezentują rezultaty pracy grupy. Niezależnie od przyjętych zasad oceniania, prezentujący dyspo-nują swoimi kartami pracy.

• Pozostali uczniowie komentują prezentowane wyniki; w dyskusji przedstawiają własne pomysły i rozwiązania. Mogą także, jeśli dysponują swoimi kartami pracy, modyfikować je w związku z prze-biegiem dyskusji; możliwość takiej modyfikacji na-uczyciel zapewnia także uczniom prezentującym.

• Uczniowie z  udziałem nauczyciela formułują wspólne stanowisko w  odniesieniu do problemu ewolucji narządów wzroku i sposobów widzenia.

• Uczniowie dokonują ewaluacji swojej pracy, oce-niają, czy przestrzegali procedur pracy badawczej i  czy miało to znaczenie dla jakości uzyskanych wyników.

Ocenianie

Podstawą oceny pracy są zebrane przez nauczyciela kar-ty pracy uczniów oraz obserwacje z lekcji. Każde z pro-ponowanych zadań zostało uzupełnione o komentarz, zawierający punktację i oczekiwane elementy wypowie-dzi uczniów (patrz kartoteka nauczyciela); nie wyklu-cza to, oczywiście, by nauczyciel wprowadził i stosował własne kryteria przy ocenianiu kart zadań.

Literatura

w języku polskim:

Karol Sabath Nowe spojrzenie na ewolucję oczu, Archiwum Wiedzy i  Życia, nr  1, 1996 rok http://archiwum.wiz.pl/1996/96012500.asp Jak powstały oczy? http://www.keratoconus.pl/

ciekawostki/178-jak-powstay-oczy

Fragment filmu Davida Attenborough na temat ewolucji oczu z  polskimi napisami http:// www.youtube.com/watch?feature=player_ embedded&v=yB32V3YAaqQ

Chrostowski Jarosław, Fantastyczne światło, Wiedza i Życie nr 4, kwiecień 2009,

Adamscy Anna i Zbigniew, Gra w kolory, Wie-dza i Życie nr 2, luty 2010.

w języku angielskim:

animacja o  budowie oczu złożonych owadów dziennych i  nocnych http://www.youtube. com/watch?v=TU6bgQnTi18

Przebieg zajęć:

Faza wprowadzająca – czas ok. 15 minut

Nauczyciel:

• formułuje temat zajęć i krótko przedstawia prob-lem badawczy, jaki będzie rozwiązywany na zaję-ciach metodą obserwacji naukowej;

• opisuje, na co będzie zwracał uwagę przy ocenia-niu – informuje, że w karcie pracy każdemu ćwi-czeniu i poleceniu przypisana jest określona punk-tacja, która będzie podstawą wystawienia oceny za pracę na lekcji;

• rozdaje karty pracy – po jednej dla każdego ucz-nia.

Uczniowie:

• zapisują temat lekcji;

• dzielą się na grupy;

• zapoznają się z zestawami do obserwacji oraz z za-wartością kart pracy.

Faza realizacji wersja I4 – ok. 50 minut:

• Uczniowie realizują ćwiczenia z  karty pracy za-równo z części A jak B.

• Nauczyciel jest obecny, wspomaga uczniów, zada-jąc pytania otwierazada-jące, ewentualnie komentuje pomysły uczniów ale ich nie krytykuje, pozwala realizować każde, nawet chybione pomysły na ob-serwacje.

Faza realizacji wersja II – ok. 35 – 40 minut.

• Uczniowie realizują ćwiczenia z karty pracy w czę-ści A.

• Nauczyciel realizuje w formie pokazu obserwacje z części B, uczniowie realizują polecenia z części B karty pracy.

4 Wersja I polega na realizacji wszystkich obserwacji przez uczniów – w grupach lub indywidualnie.

(8)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Różne sposoby widzenia świata

– materiał dla ucznia, wersja guided inquiry

CZĘŚĆ A – CZŁOWIEK

Pytania badawcze:

• Czy obraz świata jaki rejestrujemy naszym okiem jest zgodny z rzeczywistością?

• Jaki obraz otoczenia powstaje w naszym oku?

• Czy z jednakową dokładnością rejestrujemy obraz geometryczny nieruchomego obiektu i ruch obiektu?

Polecenie wstępne

Sformułuj, na podstawie powyższych pytań badawczych, dwie hipotezy, które zweryfikujesz (potwier-dzisz lub odrzucisz) po zrealizowaniu ćwiczeń z części A karty pracy.

H1. ... ...

H2. ... ...

Wstęp

Przypomnij sobie budowę i działanie oka człowieka – wykorzystaj przy tym schemat poniżej.

Rys. 1. Budowa oka człowieka

Źródło www.scho-laris.pl

(9)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Ćwiczenie A1

Mając do dyspozycji linijkę (lub inny, bezpieczny przedmiot) zaplanuj i przeprowadź obserwację, która wykaże, że oko człowieka widzi ostro (rejestruje obraz o dobrych parametrach jakości) tylko część otoczenia, znajdującą się “na wprost” oka, natomiast ruch rejestrowany jest w całym polu widzenia.

Zapisz plan i przebieg obserwacji.

Dokumentacja obserwacji1

Sformułuj różnice w cechach rejestrowanego obrazu obiektu nieruchomego leżącego naprzeciwko oczu i obiektu poruszającego się na skraju pola widzenia.

1 Dokumentacja obserwacji powinna przyjąć formę notatki ilustrowanej schematem. Dodatkowo ucznio-wie mogą wykonać zdjęcia lub nagrać krótki film np. za pomocą telefonu komórkowego. W każdym przypadku dokumentacja powinna zawierać opis wyników i ich wstępną analizę.

Ćwiczenie A2

Masz do dyspozycji soczewkę skupiającą, biały ekran (może być biała kartka papieru lub biała ściana lub drzwi) i stosunkoiwo odległe (co najmniej 2-3 metry) źródło światła (mogą to być dowolne jasne obiekty, np. znajdujące się za oknem pracowni). Zaplanuj i przeprowadź obserwację, która pozwoli Ci uzyskać ostry obraz otoczenia na ekranie. Zapisz plan i przebieg obserwacji.

Dokumentacja obserwacji

1. Sporządź schemat układu obserwacyjnego, z którego korzystasz w ćwiczeniu A2, jeśli nie został on umieszczony w ramach planu obserwacji.

2. Zapisz cechy obrazu powstałego na ekranie.

3. Nazwij tę część oka człowieka, która spełnia rolę ekranu.

4. Uzyskiwanie możliwie ostrego obrazu w oku nazywa się akomodacją. Rozstrzyg-nij, czy zastosowany przez Ciebie w tym ćwiczeniu sposób uzyskiwania ostrego obrazu jest właściwym modelem dla akomodacji oka u człowieka. Uzasadnij swoje rozstrzygnięcie.

(10)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Ćwiczenie A3

Wykorzystując linijkę (lub inny bezpieczny przedmiot) z  ćwiczenia A1 oraz sprzęt z ćwiczenia A2 zaplanuj i przeprowadź obserwację, której celem będzie sprawdzenie, czy szybkość ruchu obiektu ma wpływ na ostrość jego widzenia/jakość obrazu tego obiektu.

Zapisz plan i przebieg obserwacji.

Dokumentacja obserwacji

1. Rozstrzygnij, czy obraz nieruchomej linijki na ekranie jest tak samo ostry jak obraz źródła światła.

2. Podaj teoretyczny powód dla swojego rozstrzygnięcia z poprzedniej obserwacji. 3. Rozstrzygnij, czy szybkość ruchu linijki wpływa na Twoje postrzeganie ostrości jej

obrazu.

Polecenia podsumowujące

1. Odnieś się do hipotez postawionych przez siebie na początku tej części zajęć. W krótkiej wypowiedzi powołaj się – tam gdzie uznasz to za stosowne – na wyniki swoich obserwacji.

1a. H1:

1b. H2:

2. Która z umiejętności wynikających z działania narządu wzroku człowieka – wi-dzenie obiektu nieruchomego czy rejestracja ruchu – wydaje się być starsza ewolu-cyjnie, bardziej pierwotna? Uzasadnij swoje stanowisko.

(11)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

CZĘŚĆ B – OWAD Pytania badawcze:

• Czy obraz świata jaki rejestrują oczami złożonymi owady jest zgodny z obrazem rejestrowanym przez oko człowieka?

• Jaki obraz otoczenia powstaje w oku owada, a jaki w pojedyn-czym ommatidium oka owada?

• Czy owad z  jednakową dokładnością rejestruje obraz geome-tryczny nieruchomego obiektu i ruch obiektu?

Polecenie wstępne

Sformułuj, na podstawie powyższych pytań badawczych, trzy hipotezy, które zweryfikujesz (potwier-dzisz lub odrzucisz) po wykonaniu ćwiczeń z części B karty pracy.

H1. ... ... H2. ... ... H3. ... ... Wstęp

Zapoznaj się ze schematem opisującym budowę oka złożonego owada oraz pojedynczego ommatidium.

Rys. 1 Budowa oka złożonego i pojedynczego ommatidium owada Źródło http://psz-czeliraj2.blogspot. com/2013_03_01_ar-chive.html)

(12)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Ćwiczenie B1.

Mając do dyspozycji zestaw soczewek skupiających, biały ekran (może być kartka bia-łego papieru) oraz źródło światła (np. świeczka kominkowa) zaplanuj i przeprowadź obserwację, która pozwoli Ci na uzyskanie obrazu zbliżonego do tego, który powstaje w oku złożonym owada (soczewki spełniać będą rolę ommatidiów). W celu przeprowa-dzenia takiej obserwacji niezbędne jest zaciemnienie pomieszczenia.

Zapisz plan i przebieg obserwacji; przedstaw także schemat układu obserwacyjnego.

Dokumentacja obserwacji

W  tym doświadczeniu każda soczewka jest modelem jednego ommatidium. Podaj powód, dla którego zaproponowałeś(łaś) ustawienie zestawu soczewek wzdłuż w taki właśnie sposób.

Sformułuj różnice pomiędzy obrazami na ekranie powstałymi w poszczególnych so-czewkach.

Sformułuj różnice pomiędzy obrazem (jako całością) powstałym na ekranie w tym do-świadczeniu a obrazem otrzymanym w ćwiczeniu A2.

Ćwiczenie B2

Wykorzystaj zestaw z ćwiczenia B1 i sprawdź, jak zmieniał się będzie obraz na ekranie jeśli obiekt będzie się przemieszczać. W tym celu przesuwaj świeczkę, w obu kierun-kach, równolegle do ekranu.

Dokumentacja obserwacji

Opisz zmiany, jakie podczas ruchu świeczki następowały w  obrazie uzyskanym na ekranie. Uwzględnij w swoim opisie obrazy uzyskane we wszystkich soczewkach. Zwróć uwagę na specyficzną cechę budowy pojedynczego ommatidium: elementy światłoczułe są w nim umieszczone niemal wyłącznie na głównej osi optycznej jego soczewki. Oznacza to, że każde ommatidium rejestruje niewielki wycinek otoczenia oka złożonego. Skorzystaj z tej informacji oraz z efektów zaobserwowanych w tym ćwi-czeniu i opisz w jaki sposób oko owada rejestruje ruch w swoim otoćwi-czeniu.

(13)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Polecenia podsumowujące

1. Odnieś się do hipotez postawionych przez siebie na początku tej części zajęć. W krótkiej wypowiedzi powołaj się – tam gdzie uznasz to za stosowne – na wyniki swoich obserwacji.

1a. H1:

1b. H2:

1c. H3:

2. Czy możliwe jest – Twoim zdaniem – by na podstawie analizy wyników przepro-wadzonych obserwacji, wnioskować o ewolucji procesu widzenia w jednym z jego aspektów? Chodzi tu o kolejność kształtowania się dwóch umiejętności: rejestro-wania ruchu obiektu w otoczeniu organizmu i tworzenia obrazu geometrycznego (ostrego widzenia nieruchomego obiektu). Zapisz swoje refleksje na ten temat.

3. Przygotuj sie do przedstawienia wyników pracy na zajęciach i dyskusji na forum klasy.

(14)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Różne sposoby widzenia świata

– materiał dla ucznia, wersja z instrukcją (scripted inquiry)

CZĘŚĆ A – CZŁOWIEK

Pytania badawcze:

• Czy obraz świata jaki rejestrujemy naszym okiem jest zgodny z rzeczywistością?

• Jaki obraz otoczenia powstaje w naszym oku?

• Czy z jednakową dokładnością rejestrujemy obraz geometryczny nieruchomego obiektu i ruch obiektu?

Polecenie wstępne

Sformułuj, na podstawie powyższych pytań badawczych, dwie hipotezy, które zweryfikujesz (potwier-dzisz lub odrzucisz) po zrealizowaniu ćwiczeń z części A karty pracy.

H1. ... ...

H2. ... ...

Wstęp

Przypomnij sobie budowę i działanie oka człowieka – wykorzystaj przy tym schemat poniżej.

Rys. 1. Budowa oka człowieka

Źródło www.scho-laris.pl

(15)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Ćwiczenie A1

Mając do dyspozycji linijkę (lub inny, bezpieczny przedmiot) przeprowadź w parze ob-serwację według następującej instrukcji:

1. I osoba staje i kieruje wzrok w dowolny obiekt znajdujący się na wprost jej oczu. 2. II osoba staje za osobą I i powoli porusza linijką (lub innym bezpiecznym

przed-miotem) po lewej lub prawej strony głowy osoby I, uważając by jej nie uderzyć. 3. I osoba – nadal patrząc w punkt (obiekt) przed sobą – stara się świadomie

zareje-strować różnice w obrazie nieruchomego obiektu, który widzi na wprost i poru-szającego się obiektu z boku.

Dokumentacja obserwacji1

Sformułuj różnice w cechach rejestrowanego obrazu obiektu nieruchomego leżącego naprzeciwko oczu i obiektu poruszającego się obok głowy.

1 Dokumentacja obserwacji powinna przyjąć formę notatki ilustrowanej schematem. Dodatkowo ucznio-wie mogą wykonać zdjęcia lub nagrać krótki film np. za pomocą telefonu komórkowego. W każdym przypadku dokumentacja powinna zawierać opis wyników i ich wstępną analizę.

Ćwiczenie A2

Masz do dyspozycji soczewkę skupiającą, biały ekran (może być biała kartka papieru lub biała ściana lub drzwi) i stosunkoiwo odległe (co najmniej 2-3 metry) źródło światła (mogą to być dowolne jasne obiekty, np. znajdujące się za oknem pracowni). Przepro-wadź obserwację według następującej instrukcji:

1. Ustaw soczewkę między źródłem światła a ekranem

2. Dobierz odległość między soczewką a  ekranem tak, by otrzymać optymalną ostrość powstałego na nim obrazu.

3. Przyjrzyj się powstałemu obrazowi i przedstaw, w ramach dokumentacji, jego cha-rakterystykę w odniesieniu do obiektu.

Dokumentacja obserwacji

1. Sporządź schemat układu obserwacyjnego, z której korzystasz w ćwiczeniu A2. 2. Zapisz cechy obrazu powstałego na ekranie.

3. Nazwij tę część oka człowieka, która spełnia rolę ekranu.

4. Uzyskiwanie możliwie ostrego obrazu w oku nazywa się akomodacją. Rozstrzyg-nij, czy zastosowany przez Ciebie w tym ćwiczeniu sposób uzyskiwania ostrego obrazu jest właściwym modelem dla akomodacji oka u człowieka. Uzasadnij swoje rozstrzygnięcie.

(16)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Ćwiczenie A3

Wykorzystując linijkę (lub inny bezpieczny przedmiot) z zadania 1 oraz sprzęt z zada-nia 2 przeprowadź obserwację według następującej instrukcji:

1. Ustaw soczewkę między źródłem światła a ekranem i, podobnie jak w ćwiczeniu A2, dobierz odległość między soczewką a ekranem tak, by otrzymać optymalną ostrość powstałego na nim obrazu.

2. Trzymaj linijkę nieruchomo w odległości ok. 1 metra od soczewki, na linii światła przychodzącego od źródła. Zaobserwuj jej obraz na ekranie.

3. Poruszaj linijką, z różną prędkością, w kierunku prostopadłym do linii światła przychodzącego od źródła; staraj się utrzymywać stałą odległość linijki od so-czewki.

4. Obserwuj zmiany w obrazie na ekranie, zwracając uwagę na ostrość obrazu obiek-tów nieruchomych i obiektu poruszanego w zależności od szybkości jego porusza-nia.

Dokumentacja obserwacji

1. Rozstrzygnij, czy obraz nieruchomej linijki na ekranie jest tak samo ostry jak obraz źródła światła.

2. Podaj teoretyczny powód dla swojego rozstrzygnięcia z poprzedniej obserwacji. 3. Rozstrzygnij, czy szybkość ruchu linijki wpływa na Twoje postrzeganie ostrości jej

obrazu.

Polecenia podsumowujące

Odnieś się do hipotez postawionych przez siebie na początku tej części zajęć. W krót-kiej wypowiedzi powołaj się – tam gdzie uznasz to za stosowne – na wyniki swoich obserwacji.

1a. H1:

1b. H2:

Która z umiejętności wynikających z działania narządu wzroku człowieka – widzenie obiektu nieruchomego czy rejestracja ruchu – wydaje się być starsza ewolucyjnie, bar-dziej pierwotna? Uzasadnij swoje stanowisko.

(17)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

CZĘŚĆ B – OWAD Pytania badawcze:

• Czy obraz świata jaki rejestrują oczami złożonymi owady jest zgodny z obrazem rejestrowanym przez oko człowieka?

• Jaki obraz otoczenia powstaje w oku owada, a jaki w pojedyn-czym ommatidium oka owada?

• Czy owad z  jednakową dokładnością rejestruje obraz geome-tryczny nieruchomego obiektu i ruch obiektu?

Polecenie wstępne

Sformułuj, na podstawie powyższych pytań badawczych, trzy hipotezy, które zweryfikujesz (potwier-dzisz lub odrzucisz) po wykonaniu cwiczeń z części B karty pracy.

H1. ... ... H2. ... ... H3. ... ... Wstęp

Zapoznaj się ze schematem opisującym budowę oka złożonego owada oraz pojedynczego ommatidium.

Rys. 1 Budowa oka złożonego i pojedynczego ommatidium owada Źródło http://psz-czeliraj2.blogspot. com/2013_03_01_ar-chive.html)

(18)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Ćwiczenie B1.

Mając do dyspozycji zestaw soczewek skupiających, biały ekran (może być kartka bia-łego papieru) oraz źródło światła (np. świeczka kominkowa) przeprowadź obserwację według instrukcji:

1. Ustaw sprzęt na ławce lub innym stoliku zgodnie z poniższym schematem.. Odle-głość ‘y’ winna być ok. 2-3 cm większa od ogniskowej soczewki S0.

2. Zapal świeczkę, zaciemnij pomieszczenie i dobierz odległość ‘x’ między świeczką a soczewką S0 w taki sposób, by w tej soczewce powstał na ekranie ostry obraz płomienia świeczki. Jeżeli próba uzyskania ostrego obrazu nie powiodła się, to zwiększ odległości ‘y’ o kolejny centymetr.

3. Zaobserwuj uzyskany na ekranie obraz pochodzący ze wszystkich zastosowanych w tym układzie soczewek.

Dokumentacja obserwacji

1. W tym doświadczeniu każda soczewka jest modelem jednego ommatidium. Po-daj powód, dla którego zaproponowano ustawienie zestawu soczewek wzdłuż tak właśnie wygiętego łuku a nie wzdłuż łuku wygiętego w odwrotną stronę czy wzdłuż linii prostej.

2. Sformułuj różnice pomiędzy obrazem powstałym na ekranie w soczewce S0 a obra-zami powstałymi w pozostałych soczewkach.

3. Sformułuj różnice pomiędzy obrazem (jako całość) powstałym na ekranie w tym doświadczeniu a obrazem otrzymanym w ćwiczeniu A2.

świeczka x y soczewka S0 ekran linia ruchu świeczki

(19)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Ćwiczenie B2

Wykorzystaj zestaw z ćwiczenia B1 i sprawdź, jak zmieniał się będzie obraz na ekranie jeśli obiekt będzie się przemieszczać. W tym celu przesuwaj świeczkę, w obu kierun-kach, wzdłuż linii przerywanej na schemacie.

Dokumentacja obserwacji

1. Opisz zmiany, jakie podczas ruchu świeczki następowały w obrazie uzyskanym na ekranie. Uwzględnij w swoim opisie zarówno obraz uzyskany w soczewce S0 jak i w soczewkach pobocznych.

2. Zwróć uwagę na specyficzną cechę budowy pojedynczego ommatidium: elementy światłoczułe są w nim umieszczone niemal wyłącznie na głównej osi optycznej jego soczewki. Oznacza to, że każde ommatidium rejestruje niewielki wycinek otoczenia oka złożonego. Skorzystaj z tej informacji oraz z efektów zaobserwowa-nych w tym ćwiczeniu i opisz w jaki sposób oko owada rejestruje ruch w swoim otoczeniu.

Polecenia podsumowujące

1. Odnieś się do hipotez postawionych przez siebie na początku tej części zajęć. W krótkiej wypowiedzi powołaj się – tam gdzie uznasz to za stosowne – na wyniki swoich obserwacji.

1a. H1:

1b. H2:

1c. H3:

2. Czy możliwe jest – Twoim zdaniem – by na podstawie analizy wyników przepro-wadzonych obserwacji, wnioskować o ewolucji procesu widzenia w jednym z jego aspektów? Chodzi tu o kolejność kształtowania się dwóch umiejętności: rejestro-wania ruchu obiektu w otoczeniu organizmu i tworzenia obrazu geometrycznego (ostrego widzenia nieruchomego obiektu). Zapisz swoje refleksje na ten temat.

3 Przygotuj sie do przedstawienia wyników pracy na zajęciach i dyskusji na forum klasy.

(20)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

Kartoteka nauczyciela

(wersja guided inquiry)

Zawiera oczekiwane odpowiedzi uczniów na polecenia z karty pracy

oraz propozycję ich oceniania wraz z komentarzami.

Część A – oko człowieka

Polecenie wstępne. [2 punkty] „Sformułuj, na podstawie powyższych pytań badawczych, dwie hipotezy, które zweryfikujesz (potwierdzisz lub odrzucisz) w  tej części doświadczenia.”

Możliwe do sformułowania przez uczniów hipotezy: H1. Obraz rejestrowany w oku jest obrazem rzeczy-wistym, pomniejszonym i odwróconym, nie jest zatem zgodny z tym, co nas otacza.

H2. Oko ludzkie lepiej rejestruje ruch niż statyczny obraz.

Hipotezy mogą być inaczej sformułowane, mogą także być przeciwne do zaproponowanych wyżej. Istot-ne jest, by postawioIstot-ne hipotezy odnosiły się meryto-rycznie do postawionych pytań badawczych oraz by uczeń uwzględnił w treści hipotez trzy elementy obec-ne w  pytaniach. Za poprawobec-ne sformułowanie każdej z dwóch hipotez w postaci zdania twierdzącego, odno-szącego się do pytań badawczych przyznajemy 1 punkt.

Stawianie hipotez uznaje się za umiejętność dość za-awansowaną – stąd uczniowie mogą mieć problemy z ich sformułowaniem, mimo wskazówki w karcie pracy. Jeśli uczniowie będą prosić o pomoc, można na tablicy zapi-sać przykładową hipotezę: „Obraz rejestrowany w  oku nie jest zgodny z  tym, co nas otacza.” i  zastrzec, że nie musi to być w pełni właściwe.

Ćwiczenie A1. Plan i przebieg obserwacji [2 punkty].

Uczeń winien wpaść na pomysł, by umieścić linijkę (ewentualnie inne przedmioty) w  obszarze peryferyj-nym pola widzenia i obserwować ją, gdy jest ona nie-ruchoma [za ten lub równoważny pomysł przyznajemy jeden punkt]. Następnie uczeń proponuje poruszanie linijką i obserwowanie, czy w takiej sytuacji jest łatwiej czy trudniej ją dostrzec [za ten pomysł przyznajemy je-den punkt]. Każdy pomysł musi być odpowiednio opi-sany.

Planowanie przebiegu obserwacji (doświadczenia) jest także uznawane za umiejętność zaawansowaną, która może uczniom sprawiać problemy. Należy przewidywać, że nie wszyscy uczniowie (grupy uczniowskie) mogą sobie z tym poleceniem poradzić. Z kolei zaplanowanie obserwacji warunkuje jej przeprowadzenie, a co za tym idzie, również wykonanie poleceń zawartych w  „doku-mentacji obserwacji”. Dlatego nauczyciel winien mieć przygotowaną strategię postępowania wobec uczniów czy grup, które mogłyby „utknąć w miejscu” i pozostawać bezczynne w trakcie lekcji. Strategia taka może polegać, przykładowo, na udzielaniu odpowiednich wskazówek (ustnie lub w  postaci wręczanych kartek), z  jednoczes-nym odnotowaniem w  karcie pracy faktu udzielenia wskazówki. Wskazówki takie należy przemyśleć i przygo-tować zawczasu.

Ćwiczenie A1. Dokumentacja obserwacji.

A1.1 [2 punkty maksymalnie] „Sformułuj różnice w cechach rejestrowanego obrazu obiektu nieruchomego leżącego naprzeciwko oczu i  obiektu poruszającego na skraju pola widzenia.”

Uczeń powinien stwierdzić, że poruszający się przedmiot na granicy jego pola widzenia nie jest wi-dziany „kolorowo”; nie jest też łatwo określić jego kształt. Uczeń może także wspomnieć, że trudno jest się skoncentrować na nieruchomym obiekcie, że ruchomy

obiekt bardzo przyciąga uwagę. Za każde z tych stwier-dzeń przyznajemy 1 punkt; maksymalnie 2 punkty za ćwiczenie. Jeśli znajdziemy inne stwierdzenia, winni-śmy każdorazowo zastanowić się nad właściwym ko-mentarzem i decyzją o przyznaniu punktu.

To zadanie można uznać za dość trudne, przede wszyst-kim ze względu na jego dość nietypowy charakter – uczeń jest postawiony w sytuacji dla siebie nowej, w któ-rej musi „przelać na papier” swoje doznania wzrokowe. Ćwiczenie A2. Plan i przebieg obserwacji [1 punkt].

Uczeń winien umieścić soczewkę w stosunkowo nie-wielkiej odległości od ekranu i powoli zbliżać lub odda-lać ją, aż do uzyskania ostrego obrazu otoczenia [za ten lub równoważny opis postępowania przyznajemy jeden punkt]. Jeśli uczeń narysował schemat układu, to przy-znajemy za to punkty zgodnie z zaleceniami dla A2.1.

Zaplanowanie i opisanie tej obserwacji jest względnie ła-twe. Wynika to z dwóch czynników:

- podobne czynności uczeń mógł widzieć lub nawet samodzielnie wykonywać (np.  w  ramach zabawy so-czewką w skupianie promieni słonecznych);

- sprzęt do dyspozycji jest w  miarę prosty i  jest go w miarę niewiele.

Ćwiczenie A2. Dokumentacja obserwacji.

A2.1 [2 punkty] „Sporządź schemat układu obserwacyjnego, z którego korzystasz w ćwiczeniu A2”.

Uczeń powinien wykonać schemat (rysunek), na którym umieści i  opisze trzy podstawowe składni-ki układu: źródło światła (przedmiot), soczewkę oraz ekran z  obrazem (lub sam obraz). Odległość pomię-dzy źródłem światła a  soczewką winna być wyraźnie większa niż odległość pomiędzy soczewką a ekranem.

(21)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Za taki schemat przyznajemy dwa punkty; gdy brakuje jednego lub dwóch elementów czy opisów, przyznajemy jeden punkt.

Jest to zadanie o przeciętnym stopniu trudności. Kształ-tuje ono umiejętność komunikowania się z  odbiorcą za pomocą schematu/rysunku.

A2.2 [1 punkt] „Zapisz cechy obrazu powstałego na ekranie.”

Uczeń powinien zapisać, że obraz jest rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony.

Zadanie jest zdecydowanie łatwe, typowo szkolne, zwią-zane z zapamiętaniem wiadomości ale również z umie-jętnością obserwacji – to, że obraz jest odwrócony i po-mniejszony można stwierdzić porównując to co widać na ekranie z obiektem będącym źródłem światła.

A2.3 [1 punkt] „Nazwij tę część oka człowieka, która spełnia rolę ekranu.”

Uczeń powinien zapisać, że chodzi o siatkówkę.

Zadanie jest zdecydowanie łatwe, typowo szkolne, zwią-zane z zapamiętaniem wiadomości.

A2.4 [2 punkty] „Uzyskiwanie możliwie ostrego obrazu w  oku nazywa się akomodacją. Rozstrzygnij, czy zastoso-wany przez Ciebie w  tym ćwiczeniu sposób uzyskiwania ostrego obrazu jest właściwym modelem dla akomodacji oka u człowieka. Uzasadnij swoje rozstrzygnięcie.”

Uczeń powinien rozstrzygnąć, że nie jest to dobry model; za co uzyskuje 1 punkt. Powinien to uzasadnić jednym z dwóch argumentów:

a) „U  człowieka akomodacja przebiega na drodze zmian zdolności skupiającej (lub ogniskowej) so-czewki (lub układu optycznego)”. Równie dobrze: „U  człowieka akomodacja przebiega poprzez zmianę kształtu soczewki.”

albo:

b) „Budowa oka ludzkiego nie przewiduje możliwości wysuwania/wsuwania soczewki (oddalania/zbliża-nia jej do siatkówki), więc akomodacja oka musi odbywać się inaczej”.

Za każde z tych uzasadnień (a także za każde inne, rozsądne) przyznajemy 1 punkt. Zwracamy także uwagę na sytuacje, w których uczeń w rozstrzygnięciu stwier-dził, że model jest dobry. Należy takie odpowiedzi po-traktować jako poprawne jeśli są opatrzone logicznym uzasadnieniem. Przykładowo: uczeń stwierdził, że mo-del jest dobry i podał argument, że człowiek chcąc po-prawić ostrość obrazu zbliża lub oddala przedmiot lub zbliża się lub oddala od obserwowanego przedmiotu. Z  jednej strony jest to niezgodne z  założeniami ćwi-czenia, w którym zmieniano odległość soczewka-ekran (a nie przedmiot-soczewka). Jednak z drugiej strony jest to zgodne z wieloma sytuacjami, które uczeń mógł ob-serwować i które mają niejaki związek z przeprowadzo-ną obserwacją. Można więc ocenić taką wypowiedź na co najmniej jeden punkt. Należy zawsze z uwagą prze-czytać przedstawione uzasadnienie i przyznawać nawet dwa punkty w  sytuacji, gdy jest ono logicznie spójne z przyjętym, formalnie błędnym, rozstrzygnięciem.

Ćwiczenie A3. Plan i przebieg obserwacji [2 punkt].

Uczeń winien najpierw umieścić linijkę nierucho-mą w obszarze pomiędzy soczewką a źródłem światła i zaobserwować jej obraz na ekranie [za ten lub równo-ważny opis postępowania przyznajemy jeden punkt]. Następnie uczeń powinien poruszać linijką, raz wol-niej, raz szybciej i  ponownie zaobserwować jej obraz na ekranie [za ten lub równoważny opis postępowania przyznajemy jeden punkt].

Zaplanowanie i opisanie tej obserwacji także jest względ-nie łatwe.

Ćwiczenie A3. Dokumentacja obserwacji.

A3.1 [1 punkt] „Rozstrzygnij, czy obraz nieruchomej linijki na ekranie jest tak samo ostry jak obraz źródła światła.”

Uczeń powinien stwierdzić, że linijka wydaje się być nieostra, podczas gdy reszta obrazu jest w miarę ostra.

Zadanie jest łatwe, wymaga uważnego przyjrzenia się obrazowi.

A3.2 [2 punkty] „Podaj teoretyczny powód dla swojego roz-strzygnięcia z poprzedniej obserwacji.”

Uzasadnienie powinno składać się z dwóch części. Kolejność tych części jest dowolna, ale muszą one two-rzyć spójną całość. Za każdą z tych części przyznajemy 1 punkt.

a) Uczeń powinien stwierdzić, że uzyskanie ostrego obrazu wymaga odpowiedniego dobrania odległo-ści pomiędzy źródłem światła a soczewką z jednej strony oraz odległości pomiędzy soczewką a ekra-nem z drugiej strony. (Może, ale nie musi, powo-łać się przy tym na matematyczny wzór: 1/x +1/y = 1/f).

b) Uczeń powinien stwierdzić, że linijka jest bliżej soczewki niż źródło światła a  ostrość obrazu na ekranie była ustawiana przez regulację odległości soczewki od ekranu.

Zadanie jest dość trudne, wymaga bowiem sformułowa-nia dwuczęściowego uzasadniesformułowa-nia.

A3.3 [1 punkt] „Rozstrzygnij, czy szybkość ruchu linijki wpły-wa na Twoje postrzeganie ostrości jej obrazu.”

Uczeń powinien zapisać, że linijka wydaje się być widoczna tym wyraźniej, im szybciej jest poruszana.

Zadanie jest łatwe, podobnie jak zad. A3.1 wymaga uważ-nego przyjrzenia się temu, co się dzieje na ekranie.

(22)

Au-SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

torzy zwracają jednak uwagę, że efekt „wyostrzenia się” obrazu linijki (gdy jest ona poruszana) nie ma charakteru stricte obiektywnego; najprawdopodobniej efekt ten za-wdzięczamy mózgowi, który koncentruje się na śledzeniu ruchomego obiektu, z jednoczesną zmniejszoną koncen-tracją na obrazie geometrycznym pozostałych, nierucho-mych obiektów. Gdyby uczeń zawarł w swej wypowiedzi podobne myśli, należy rozważyć przyznanie mu dodat-kowego punktu (poza ogólną punktacją), uznającego jego wiadomości i umiejętności wykraczające poza typo-we oczekiwania/wymagania.

Polecenia podsumowujące

„Odnieś się do hipotez postawionych przez siebie na początku tej części zajęć. W krótkiej wypowiedzi powo-łaj się – tam gdzie uznasz to za stosowne – na wyniki swoich obserwacji.”

1a. [3 punkty maksymalnie] Przykładowa hipoteza H1: „Obraz rejestrowany w oku jest obrazem rzeczywistym, po-mniejszonym i odwróconym, nie jest zatem zgodny z tym, co nas otacza”.

Uczeń powinien potwierdzić tak sformułowaną hi-potezę, powołując się na wyniki ćwiczenia A2. za co przyznajemy 1 punkt.

Uczeń może dodatkowo sformułować komentarz związany z udziałem mózgu w przetwarzaniu danych rejestrowanych przez oko, przykładowo:

a) W  mózgu następuje swoiste „skorygowanie/od-wrócenie” (lepiej: w  mózgu następuje właściwa interpretacja) powstającego na siatkówce obrazu. Powoduje to, miedzy innymi, że nie widzimy świa-ta „do góry nogami”.

b) W  mózgu następuje właściwe „przeskalowanie” rozmiarów wszystkich obiektów, które znajdują się w naszym polu widzenia.

Za każdy tego typu komentarz możemy przyznać dodatkowo 1 punkt.

Jakikolwiek inny rozsądny i  spójny komentarz do hipotezy postawionej przez ucznia powinien zostać przez nauczyciela przeanalizowany i  skomentowany; należy też podjąć decyzję o  ewentualnym przyznaniu punktu (także poza punktacją ogólną).

1b. [3 punkty maksymalnie] H2: Oko ludzkie lepiej rejestruje ruch niż statyczny obraz.

Uczeń powinien potwierdzić tak sformułowaną hipotezę, za co przyznajemy 1 punkt. Powinien także przedstawić co najmniej dwa uzasadnienia, odnoszące się do obserwacji. Za każdy z nich przyznajemy 1 punkt. a) W ćwiczeniu A1 stwierdzono, że oko ludzkie nie rozróżnia kolorów ani kształtów na obrzeżach pola widzenia, jednak rejestruje ruch.

b) W ćwiczeniu A3 stwierdzono, że oko ludzkie, reje-strując ruch obiektu, pomija obniżoną jakość geo-metryczną (ostrość) elementów statycznych obra-zu.

Jakikolwiek inny rozsądny komentarz lub uzasad-nienie do hipotezy postawionej przez ucznia powinien zostać przez nauczyciela przeanalizowany i skomento-wany. Pamiętać jednak należy, że preferowane są tu ar-gumenty odnoszące się do obserwacji. Należy też pod-jąć decyzję o ewentualnym przyznaniu punktu (także poza punktacją ogólną) za taki komentarz.

Podobnie jak stawianie hipotez, ich weryfikowanie (ko-mentowanie) jest umiejętnością zaawansowaną, warto więc najtrafniejsze wypowiedzi uczniów weryfikujące postawione hipotezy pokazać lub zapisać tak, by były wi-doczne dla pozostałych.

2. [4 punkty] „Która z umiejętności wynikających z działania narządu wzroku człowieka – widzenie obiektu nieruchome-go czy rejestracja ruchu – wydaje się być starsza ewolucyj-nie, bardziej pierwotna? Uzasadnij swoje stanowisko.”

Uczeń powinien przedstawić swój pogląd i go uza-sadnić w zwartej, kilkuzdaniowej wypowiedzi. Ocenia-my strukturę tej wypowiedzi:

• postawienie tezy (np., że widzenie ruchu jest ewo-lucyjnie starsze);

• przytoczenie argumentów (dowodów) wynikają-cych z przeprowadzonych obserwacji (np. że pod-czas próby postrzegania ruchu linijki, mózg „uzu-pełnia informacje o  jej ostrości”; gdy zaś linijka spoczywa, jest postrzegana jako nieostra);

• analiza i wnioskowanie (np., że te dwie umiejętno-ści były kształtowane w związku z różnymi potrze-bami biologicznymi; potrzeba postrzegania ruchu w otoczeniu jest istotniejsza od potrzeby postrze-gania kształtów);

• spójność przedstawionej argumentacji.

Zadanie zawiera kilka trudności z punktu widzenia ucznia.

Po pierwsze, uczeń powinien przedstawić rozstrzygnię-cie problemu w postaci tezy, której w dalszym ciągu wy-powiedzi będzie „bronił”. Istotne jest, by przyznać punkt za samo postawienie tezy, nawet jeśli jest ona błędna. Po drugie, uczeń powinien zebrać argumenty i je odpo-wiednio zaprezentować.

Po trzecie winien wskazać, w jaki sposób argumenty te odnoszą się do postawionej tezy.

Po czwarte wreszcie, uczeń powinien podsumować swój wywód w  postaci konkluzji (wniosku), stwierdzającego prawdziwość swojej tezy.

(23)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

Część B – oko owada

Polecenie wstępne. [3 punkty] „Sformułuj, na podstawie powyższych pytań badawczych, trzy hipotezy, które zwery-fikujesz (potwierdzisz lub odrzucisz) w tej części doświadc-zenia.”

Możliwe do sformułowania przez uczniów hipotezy: H1. Obraz rejestrowany przez owada różni się od

obrazu jaki powstaje w oku człowieka.

H2. W  oku złożonym owada powstaje zwielokrot-niony obraz obiektu, w pojedynczym ommati-dium powstaje fragment obrazu rzeczywistości. H3. Obraz geometryczny w oku owada nie powstaje

lub powstaje tylko w zarysie, nieostry, ruch reje-strowany jest bardzo dobrze.

Hipotezy mogą być inaczej sformułowane, mogą także być przeciwne do zaproponowanych wyżej. Istotne jest, by postawione hipotezy odnosiły się me-rytorycznie do postawionych pytań badawczych oraz by uczeń ujął wszystkie postawione pytania w ramach trzech hipotez. Za każdą hipotezę przyznajemy 1 punkt; trzy punkty przyznajemy pod warunkiem, że uczeń ujął w  swych hipotezach wszystkie problemy postawione w pytaniach badawczych.

Stawianie hipotez uznaje się za umiejętność dość za-awansowaną – stąd uczniowie mogą mieć problemy z ich sformułowaniem, mimo wskazówki w karcie pracy. Jeśli uczniowie będą prosić o pomoc, można na tablicy zapi-sać przykładową hipotezę: „Obraz rejestrowany w  oku złożonym owada nie jest zgodny z geometrycznym obra-zem otoczenia” i zastrzec, że nie musi to być w pełni właś-ciwe.

Ćwiczenie B1. Plan i przebieg obserwacji [4 punkty];

schemat układu [2 punkty].

Uczeń winien wpaść na pomysł, by pomiędzy świeczką a  ekranem umieścić soczewki w  układzie „jedna obok drugiej” [za ten lub równoważny pomysł przyznajemy jeden punkt]. Następnie uczeń winien zaproponować rozmieszczenie tych soczewek wzdłuż określonej linii [za ten pomysł przyznajemy dwa punk-ty, jeśli uczeń wybrał linię zakrzywioną taką, jak na po-niższym schemacie wzorcowym, lub jeden punkt jeśli umieścił je na innej linii, np. na linii prostej]. Czwar-ty punkt przyznajemy za dobranie takiej odległości świeczki od układu soczewek, by w soczewce centralnej (na schemacie oznaczonej symbolem S0) powstał ostry obraz płomyka świeczki na ekranie.

Każdy pomysł musi być odpowiednio opisany. Za sporządzenie czytelnego, prawidłowo opisanego schematu doświadczenia przyznajemy dwa punkty. Po-niżej pokazano przykładowy schemat; uczeń w swoim schemacie nie musi wyróżnić soczewki S0, lecz opisać użyte soczewki.

Jest to bardzo trudne zadanie, niepodobne do czegokol-wiek, co uczeń mógł widzieć w szkole, czy poza nią. Wy-maga ono syntezy czynności z ćwiczenia A2 oraz właści-wych wniosków z analizy schematu oka owada, a także dużej pomysłowości. Dodatkową trudność sprawia sto-sunkowo duża liczba dostępnych artefaktów.

Podobnie jak w  ćwiczeniu A1, należy przewidywać, że daleko nie wszyscy uczniowie (grupy uczniowskie) mogą sobie z tym poleceniem poradzić. Nauczyciel winien więc przygotować analogiczną strategię postępowania wo-bec uczniów czy grup (a może nawet całej klasy!), które nie poradzą sobie z ustawieniem zestawu.

Ćwiczenie B1. Dokumentacja obserwacji.

B1.1 [1 punkt] „W tym doświadczeniu każda soczewka jest modelem jednego ommatidium. Podaj powód, dla którego zaproponowałeś(łaś) ustawienie zestawu soczewek wzdłuż w taki właśnie sposób.”

Uczeń powinien stwierdzić, że ustawienie soczewek wzdłuż łuku przypomina (modeluje) wypukły kształt oka złożonego owada, widoczny na rysunku. Za taką lub równoważną wypowiedź przyznajemy jeden punkt. Jeśli znajdziemy inne stwierdzenia, rozwijające tę myśl, idące przykładowo w kierunku omawiania ograniczeń takiego modelu, to winniśmy rozważyć przyznanie dodatkowego punktu, poza przewidzianą punktacją. Z kolei jeśli uczeń zaproponował inne ustawienie socze-wek, to możemy przyznać mu punkt za sensowne uza-sadnienie tego wyboru.

Zadanie o przeciętnym poziomie trudności, wymagające od ucznia uzasadnienia swojego postępowania.

B1.2 [2 punkty] „Sformułuj różnice pomiędzy obrazami na ekranie powstałymi w poszczególnych soczewkach.” świeczka x y soczewka S0 ekran linia ruchu świeczki

(24)

SZK

OŁA

NA

UK

A

KR

Ó

TK

O

EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA | ebis.ibe.edu.pl | ebis@ibe.edu.pl | © for the article by the Authors 2013 © for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013 Uczeń ma tu możliwość zaobserwowania aż trzech

różnic: obrazy uzyskane w  soczewkach „pobocznych” są nieostre, zniekształcone a nawet mogą nie powstać w ogóle – szczególnie w soczewkach „peryferyjnych”1,

podczas gdy obraz uzyskany w  soczewce S0 jest ostry, o kształcie podobnym do obiektu i wyraźnie widoczny. Za wskazanie jednej spośród tych trzech różnic przy-znajemy jeden punkt; za wskazanie dwóch lub trzech przyznajemy dwa punkty.

Zadanie niezbyt trudne, wymagające przyjrzenia się uzyskanemu w doświadczeniu efektowi. Dla niektórych uczniów prawidłowe nazwanie efektu może się okazać trudniejsze niż jego zauważenie.

Należy także zwrócić uwagę, że – zgodnie zresztą z pole-ceniem – uczeń nie ma obowiązku uzasadniania wskaza-nych tutaj różnic. Jeśli uczeń podjął próbę uzasadnienia zaobserwowanych różnic, możemy w  komentarzu pod-kreślić dwa aspekty: z  jednej strony zwrócić uwagę, że w wypowiedzi należy trzymać się zakresu wynikającego z treści polecenia (lub narazić się na zarzut pisania „nie na temat”); z drugiej strony należy pochwalić ucznia za odruch uzasadniania poglądu, co jest cenne w naukach przyrodniczych.

B1.3 [1 punkt] „Sformułuj różnice pomiędzy obrazem (jako całością) powstałym na ekranie w  tym doświadczeniu a obrazem otrzymanym w ćwiczeniu A2.”

Zasadnicza różnica, którą powinien tu wskazać uczeń i za to otrzymać jeden punkt, to pojawienie się kilku obrazów tego samego obiektu w  ćwiczeniu B, podczas gdy w  ćwiczeniu A  pojawił się tylko jeden obraz. Można przewidywać, że uczeń będzie wskazywał także inne różnice, np. takie, które już opisał w ćwicze-niu B1.2.

1 Niepojawienie się obrazu w  pojedynczej soczewce jest uwa-runkowane odpowiednim ustawieniem całego zestawu i nie jest – w tym ćwiczeniu – efektem koniecznym do uzyskania. Tak więc zauważenie tego efektu nie może być wymagane od wszystkich uczniów.

Zadanie, podobnie jak poprzednie, jest stosunkowo łatwe. Uczeń nie powinien mieć problemów ze wska-zaniem ani z  nazwaniem różnicy. Może jednak wpaść w  „pułapkę” ponownego (polecenie B1.2) opisywania cech obrazów uzyskanych w  soczewkach pobocznych. W  takim przypadku zwracamy uwagę, że ten problem został już poruszony wcześniej.

Nie można także wykluczyć, że uczeń – podobnie jak w  poprzednim zadaniu – będzie próbował uzasadnić opisywaną różnicę.

Ćwiczenie B2. Dokumentacja obserwacji.

B2.1 [2 punkty] „Opisz zmiany, jakie podczas ruchu świeczki następowały w obrazie uzyskanym na ekranie. Uwzględnij w  swoim opisie obrazy uzyskane we wszystkich soczew-kach.”

Uczeń powinien stwierdzić, że w miarę przesuwania świeczki, obrazy przemieszczały się na ekranie [za ten lub równoważny opis przyznajemy jeden punkt]. Uczeń powinien także stwierdzić, że w miarę zbliżania świecz-ki do osi symetrii wybranej soczewświecz-ki, obraz w niej uzy-skany stawał się coraz bardziej ostry (wyraźny lub inne, równoważne określenie) [za ten lub równoważny opis przyznajemy jeden punkt]. Uczeń może zauważyć, że w niektórych położeniach świeczki jej obraz w ogóle nie powstaje w wybranej soczewce.

Jest to zadanie typowo „obserwacyjne”. Wymaga ono przyjrzenia się efektowi uzyskanemu przez zmianę ukła-du i syntetycznego opisania tego efektu.

B2.2 [2 punkty] „Zwróć uwagę na specyficzną cechę budo-wy pojedynczego ommatidium: elementy światłoczułe są w  nim umieszczone niemal wyłącznie na głównej osi op-tycznej jego soczewki. Oznacza to, że każde ommatidium rejestruje niewielki wycinek otoczenia oka złożonego. Sko-rzystaj z  tej informacji oraz z  efektów zaobserwowanych

w tym ćwiczeniu i opisz w jaki sposób oko owada rejestruje ruch w swoim otoczeniu.”

Uczeń powinien stwierdzić, że w  miarę przesu-wania świeczki jej obraz jest rejestrowany w  sposób „prawidłowy” przez kolejne soczewki (ommatidia); za to spostrzeżenie przyznajemy jeden punkt. Oznacza to, że ruch w otoczeniu owada jest postrzegany w taki sposób, że obraz poruszającego się obiektu pojawia się w obszarze czynnym kolejnych ommatidiów, znikając jednocześnie z pola widzenia innych ommatidiów; za tę konkluzję przyznajemy drugi punkt.

Zadanie jest trudne. Wymaga ono zsyntetyzowania in-formacji „teoretycznej”, podanej w pierwszej części tre-ści, z wynikami obserwacji, dokonania generalizacji oraz wyciągnięcia i sformułowania odpowiedniego wniosku.

Polecenia podsumowujące

„Odnieś się do hipotez postawionych przez siebie na początku tej części zajęć. W krótkiej wypowiedzi powo-łaj się – tam gdzie uznasz to za stosowne – na wyniki swoich obserwacji.”

1a. [2 punkty] Przykładowa hipoteza H1: „Obraz rejestro-wany przez owada różni się od obrazu jaki powstaje w oku człowieka.”.

Uczeń powinien potwierdzić tak sformułowaną hipotezę, za co przyznajemy 1 punkt. Powinien także uzasadnić swój pogląd, podkreślając zasadniczą różnicę pomiędzy tymi obrazami, czyli pojedynczy obraz w oku człowieka i wiele obrazów w oku owada. Za to uzasad-nienie przyznajemy 1 punkt.

1b. [2 punkty] H2: „W oku złożonym owada powstaje zwie-lokrotniony obraz obiektu, w  pojedynczym ommatidium powstaje fragment obrazu rzeczywistości.”.

Uczeń powinien potwierdzić tak sformułowaną hipotezę, za co przyznajemy 1 punkt. Powinien także

Cytaty

Powiązane dokumenty