מדינת ישראל משרד החינוך המינהל למדע וטכנולוגיה

החזרת האור

מדע וטכנולוגיה

נושא השיעור החזרת האור פיתוח כתיבה ופיתוח ביה"ס ירכא עריכה אווה שוורץ, הדס כץ שדה-חן, אתי טל ייעוץ פדגוגי ד"ר שרה קלצ'קו, אווה שוורץ ייעוץ מדעי ד"ר שרה קלצ'קו שכבת הגיל כיתה ו משך השיעור 50 דקות רציונל למורה יחידת הוראה זו עוסקת בתכונות האור, במסגרת הלימוד על מקורות אנרגיה וסוגיה, על עקרונות מדעיים הקשורים לאנרגיית האור ועל חשיבות האור לקיומם של יצורים חיים. תהליכים ותופעות הקשורים באור מעידים כי האור הוא צורה של אנרגיה. מטרת היחידה היא להוביל את התלמידים להבנת אחד העקרונות המדעיים הקשורים לתכונות האור: האור נע בקווים ישרים בסוגי חומרים שונים (כמו למשל מים ואוויר). ליחידה שלושה חלקים (ראו פירוט במהלך ההוראה). התלמידים עובדים בקבוצות וחוקרים את אופן התנועה של האור. הם מבצעים במקביל התנסות (מעבר אור דרך צינור השקיה) ושני ניסויים כדי לבחון כיצד האור מתפשט. הם מציגים את ממצאיהם בטבלה שיתופית ומשווים בין הממצאים כדי להגיע למסקנה על האופן שבו האור מתפשט (קווים ישרים). במהלך הלמידה התלמידים נעזרים באמצעי הוראה מתוקשבים – סרטון ומסמך שיתופי בגוגל דוקס (Google Docs, התורמים להבנת הנושא). הקשר לתכנית הלימודים תחום תוכן מדעי החומר תחום משנה אנרגיה סטנדרט משנה 2.2.א. התלמידים יכירו מקורות אנרגיה וסוגי אנרגיה ויידעו שאנרגיה עוברת מסוג לסוג. הם יכירו עקרונות מדעיים הקשורים לאנרגיית אור ולאנרגיית קול, ואת חשיבות האור והקול לקיומם של יצורים חיים. ציון דרך התלמידים יציינו כי האור מתקדם בקווים ישרים לכל הכיוונים בתוך חומרים, אך גם בתוך ריק (כמו בחלל החיצון). מטרות התוכן ומיומנויות מטרות תוכן התלמידים יידעו כי האור מתקדם בקווים ישרים בסוגי חומרים שונים (מים, אוויר) וגם בתוך ריק. התלמידים יבינו שתנועה היא תכונה פיזיקלית של האור. התלמידים יבינו שהאור מתפשט בקווים ישרים לכל הכיוונים. מיומנויות טיפול במידע (ניסוח מטרה, איסוף מידע, ייצוג מידע). חקר ופתרון של בעיות (העלאת השערות, ביצוע ניסויים, עיבוד נתונים והסקת מסקנות). רצף מושגים עיקריים תכונות האור התפשטות האור כיוון תנועת האור ידע מוקדם לשיעור מקורות אור טבעיים (שמש) ומקורות אור מלאכותיים. האור מתפשט ממקור האור לכל הכיוונים. חומרי הוראה (כתובים ומתוקשבים) סרטון פנס מאיר אקווריום חומרי למידה כתובים במבט חדש, כיתה ו, הוצאת רמות, עמ' 131 מדע בעידן טכנולוגי, כיתה ו, הוצאת רכס, עמ' 94 מסע מדע, כיתה ו, הוצאת כנרת, עמ' 20 ברשת מחולל דיווח על ניסוי באתר אופק מסמך שיתופי בגוגל דוקס הענות לשונות שיטות הוראה-למידה: למידה עצמית, בקבוצה, שימוש בסוגי מדיה שונים (מסמך שיתופי ברשת, מחולל הניסוי באתר אופק, סרטים)

מהלך השיעור

מהלך ההוראה תיאור הפעילות זמן החזרת האור שקופית מס' 1 ביחידה זו נלמד על – שקופית מס' 2 תכונת האור הקשורה לאופן שבו הוא מתפשט במרחב. מבנה היחידה שקופית מס' 3 יחידת ההוראה כוללת שלושה חלקים חלק 1: כיצד מתפשט האור? פתיחה חלק 2: כיצד מתפשט האור? א. התנסות בחקר תנועת האור ב. הכנת דוח התנסות ג. דיווח ממצאים במסמך שיתופי ד. הסקת מסקנות וסיכום חלק 3: "האור עובד בשבילנו", שימושים בתכונת האור שחקרנו – יישום פתיחה הנחיות לתלמיד המלצות למורה חלק 1: כיצד מתפשט האור? פתיחה שקופית מס' 4 צפו בסרטון פנס מאיר אקווריום דיון במליאה תארו את התופעה שראיתם בסרטון. איזו תכונה של האור מודגמת בו? אילו שאלות מתעוררות אצלכם בעקבות הצפייה בסרטון? הציעו תשובה לשאלות אלו, נמקו. חלק 1: כיצד מתפשט האור? פתיחה מטרת הפעילות היא לברר ידע מוקדם של התלמידים על אופן התפשטות האור, וגם לעורר בהם עניין להמשך הלמידה. שאלה 2 מכוונת את התלמידים להבנה שאופן תנועת האור הוא בעצם אחד ממאפייני האור. הכרת התכונות הפיזיקליות של האור נעשית ברמת התופעה בלבד – זיהוי ומתן הסבר תיאורי בלבד. כדי לבסס את ההבנה של התלמידים בנושא, מומלץ להעשיר את הסביבה הלימודית בהתנסויות קונקרטיות הממחישות את התופעה. רקע על האור אור הוא צורה של אנרגיה, לכן תכונות האנרגיה מתקיימות באור (המרת אנרגיה מצורה לצורה, וגם שימור אנרגיה – אם כי איננו עוסקים בתכונה זו בבית הספר היסודי). האור נע ממקור אור ומתפשט לכל הכיוונים. האנרגיה הנישאת על ידו מועברת במהירות עצומה דרך חומרים מסוימים (אוויר, מים, זכוכית ועוד) וכן במרחב ריק מחומר, בלי שמקור האור משנה את מקומו. אור מהשמש מגיע אל כדור הארץ לאחר שעבר מרחקים עצומים. האור היוצא ממקור האור נע לכל הכיוונים בקווים ישרים, אך כלל זה מופר אם, למשל, גוף כלשהו עומד בדרכו של האור. כאשר האור פוגע בגוף כלשהו, יכולות להתקיים תופעות של החזרת אור, העברת אור או בליעת אור. כיצד מתפשט האור? האור נפלט ממקור האור, נע ומתקדם לכל הכיוונים בקווים ישרים. מסלולי האור הישרים נקראים קרני אור. האור עובר דרך גופים שקופים, ואנו רואים דרכם בבירור. האור עובר דרך גופים שקופים למחצה, אבל אנו רואים דרכם במטושטש. האור אינו עובר דרך גופים אטומים, ואי אפשר לראות דרכם. גוף השיעור הנחיות לתלמיד המלצות למורה חלק 2: כיצד מתפשט האור? א. התנסות בחקר תנועת האור שקופית מס' 5 עבודה קבוצתית בפעילות זו תבדקו כיצד האור מתפשט. התחלקו לשלוש קבוצות. קבוצה 1 פנו לדף עבודה ובצעו את הנדרש. חלק 2א – קבוצה 1 קבוצה 2 פנו לדף עבודה ובצעו את הנדרש. חלק 2א – קבוצה 2 קבוצה 3 פנו לדף עבודה ובצעו את הנדרש. חלק 2א – קבוצה 3 חלק 2: כיצד מתפשט האור? א. התנסות בחקר תנועת האור בחלק זה נחלק את התלמידים לשלוש קבוצות. כל קבוצה תבצע ניסוי בהתאם להנחיות המעובדות על פי ההוראות בספרי הלימוד. קבוצה 1: ניסוי מספר הלימוד מדע בעידן טכנולוגי, כיתה ו, הוצאת רכס, עמ' 94 קבוצה 2: ניסוי מספר הלימוד במבט חדש, כיתה ו, הוצאת רמות, עמ' 131 קבוצה 3: ספר לימוד מסע מדע, כיתה ו, הוצאת כנרת, עמ' 20 כל קבוצה תקבל עזרים שונים. את העזרים יש להכין מראש. לרשות הקבוצה יעמדו חמש עד עשר דקות לביצוע הניסוי. לאחר מכן יהיה עליהם לתעד את הניסוי. ב. הכנת דוח התנסות שקופית מס' 6 תיעוד ההתנסות – פנו לדף עבודה ובצעו את הנדרש. תיעוד ההתנסות ב. הכנת דוח התנסות תיעוד ההתנסות הקבוצות יפעלו וידווחו באמצעות מחולל הניסוי באתר אופק. מחולל הניסוי הוא אחת התבניות הקיימות באתר אופק, המאפשרות לתלמיד להתקדם באופן עצמאי על ידי הצגת הנדרש בדיווח מעין זה, ומה צריך לרשום בכל חלק שבו. מחולל הניסוי מלווה בדוגמאות וערכה לבדיקה עצמית של התוצר. יש להפנות את תשומת לב התלמידים לחלק ג – תכנון וביצוע הניסוי. יש להתעלם מהכתוב במחולל ולתאר בקצרה את מה שעשו בכיתה. בחלק ד אין צורך להכין גרף, אלא תיאור מילולי בלבד. לסיכום ההתנסויות בכיתה יש להכין מסמך שיתופי ולהעלות לגוגל דוקס. אפשר לבנות את הטבלה בכיתה עם התלמידים או לתת לתלמידים את הטבלה המוכנה. סיכום הנחיות לתלמיד המלצות למורה א. הסקת מסקנות וסיכום שקופית מס' 7 דיון בכיתה התבוננו בטבלה שבה מוצגים ממצאי כל הקבוצות. השוו את הממצאים שקיבלו קבוצות שונות בכיתה. ציינו אם התקבלו ממצאים דומים או שונים. מהי מסקנתכם מן ההתנסויות של כל הקבוצות לגבי דרך התפשטות האור? הסבירו כיצד הגעתם למסקנה זו. א. הסקת מסקנות וסיכום הטבלה שעובדה ברשת תשמש לדיון ולסיכום הנושא בכיתה. עם סיום שלוש ההתנסויות של הקבוצות יש לקיים במליאה דיון מסכם כיצד האור מתפשט. בדיון נשתמש במושגים קווים ישרים, מסלול האור, התפשטות האור. יישום הנחיות לתלמיד המלצות למורה חלק 3: "האור עובד בשבילנו", שימושים בתכונת האור – יישום שקופית מס' 8 חפשו בבית תמונות, כתבות או סרטונים, המתארים שימושים שעושה האדם בתכונת האור – התפשטות בקווים ישרים. חפשו טכנולוגיות שעושות שימוש באור. הציגו את החומרים שמצאתם באתר הבית-הספרי. חלק 3: "האור עובד בשבילנו", שימושים בתכונת האור – יישום בפעילות זו התלמידים מיישמים את הידע שלהם על תכונת האור – התפשטות בקווים ישרים. אפשר להציע פעילות זו במתכונת פרטנית או בקבוצות. אפשר להעלות לאתר בית הספר את החומרים שהם מצאו. רפלקציה איזה ידע חדש רכשתם על האופן שבו נע האור? אילו קשיים היו לכם בביצוע הניסוי ובהסקת המסקנות ממנו? מה עשיתם כדי להתגבר על הקשיים? אילו חלקים בעבודה אהבתם במיוחד? כיצד העדפתם לעבוד – לבד או בקבוצה? העשרה פעילות בנושא צל היעזרו בספרי הלימוד ובקטע שלפניכם וענו על השאלות: מהו צל מלא ומהו צל חלקי? גם הצל מוכיח שהאור מתפשט בקווים ישרים. כיצד? היכנסו לקישור הבא ושחקו באור וצל – גררו תמונה והעמידו אותה בדרכו של האור. עבודה פרטנית שאלות אתגר כיצד נע האור דרך סיבים אופטיים, על אף שהם אינם ישרים? קראו על סיבים אופטיים והסבירו את התופעה. תוכלו למצוא על כך מידע בספר מסע מדע, כיתה ו, הוצאת כנרת, עמ' 70. מאילו חומרים כדאי להכין סיבים אופטיים כדי להבטיח שהאור יעבור דרכם ביעילות?