Линза создаёт изображение, но видеть — не то же самое, что получить светлое пятно на экране.
Учителю: подготовка и план на 45 минут
На пару: распечатка ученической части PDF, карандаши двух цветов, линейка, простой калькулятор. Схема и все исходные данные включены в урок. Работа только с бумажными моделями и готовыми данными. Не брать биологические пробы, не ставить диагнозы, не испытывать действие раздражителей на учениках. Интернет, регистрация и аккаунты детям не нужны.
Уровень — начинающий исследователь, 9 класс. Предпосылки: строение животной клетки, различие клетки, ткани и органа; чтение таблиц и простых схем. В паре один описывает, второй проверяет, затем меняются. Все изображения и числовые серии учебные; работу по ним не выдавать за проведённый опыт. Подготовка и печать выполняются до урока; разборы открываются после самостоятельной попытки. При затруднении учитель разбирает первую строку вместе с классом, остальные учащиеся выполняют самостоятельно.
| Минуты | Работа | Результат |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблема | Вопрос и первое решение |
| 5–14 | Понятия и пример | Способ проверки |
| 14–25 | Практика 1 | Готовый продукт и проверка |
| 25–33 | Практика 2 | Перенос способа |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент и ограничение |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ |
01. Проблемная ситуация
0–5 минут. В макете есть собирающая линза и экран; изображение стрелки перевёрнуто. Ученик утверждает: «Значит, человек воспринимает мир вверх ногами». Назовите, чего нет в макете по сравнению со зрительной системой, и запишите предварительное возражение.
02. Понятия и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты на понятия, 3 на пример, 2 на объяснение способа партнёру.
Как связать устройство и функцию
Роговица и хрусталик участвуют в преломлении света; сетчатка содержит фоторецепторы. Палочки особенно важны при слабом освещении, колбочки — для цветового зрения и высокой детализации при подходящем освещении. Сигналы обрабатываются в сетчатке и далее в головном мозге.
Аккомодация связана с изменением формы хрусталика и его оптической силы. На сетчатке формируется уменьшенное перевёрнутое оптическое изображение, но восприятие не является простым просмотром картинки на внутреннем экране. Область выхода зрительного нерва не содержит фоторецепторов; здесь достаточно схемы, тестировать слепое пятно не требуется.
Для отдельной тонкой собирающей линзы используем 1/f = 1/a + 1/b, где f — фокусное расстояние, a — расстояние от предмета, b — от изображения до линзы. Все величины в одной единице. Это модель школьной оптики, а не способ измерения параметров глаза или подбора очков.
Работайте по подписям и масштабу; рисунки условные и не заменяют запись реального наблюдения.
Разбор: f = 10 см, a = 30 см. 1/b = 1/10 − 1/30 = 2/30 = 1/15 см⁻¹, значит b = 15 см. При a > f изображение действительное. В схеме предмет высотой 2 см: модуль увеличения b/a = 1/2, высота изображения 1 см; оно перевёрнуто. Не переносите эти сантиметры на размеры человеческого глаза.
03. Практика 1. Проверяем материал
Набор данных и доказательства
14–25 минут. Все записи ниже — подготовленный учебный материал. В паре прочитайте каждую строку; не проводите измерений на себе. Первые 3 минуты — разметка данных, 5 минут — решение, 3 минуты — взаимная проверка.
| Опыт-модель | a, см | f, см |
|---|---|---|
| А | 20 | 10 |
| Б | 30 | 10 |
| В | 40 | 10 |
Вычислите b для А–В и запишите, куда нужно перемещать экран при удалении предмета. Округлите только конечный результат В до сотых сантиметра. Затем подпишите на схеме аналог экрана в глазу и объясните, почему это лишь частичная аналогия. Критерии: формула, единицы, тенденция, ограничение модели.
Практика 1: разбор и критерии
А: b = 20 см; Б: 15 см; В: 1/b = 1/10 − 1/40 = 3/40, b = 40/3 ≈ 13,33 см. Экран приближают к линзе. Сетчатка принимает свет, но в отличие от пассивного экрана содержит рецепторы и участвует в обработке сигнала. 4 балла: три результата, тенденция и осмысленная аналогия (последние два пункта вместе 1 балл).
04. Практика 2. Перенос способа
Новое условие
25–33 минуты. Экран макета неподвижен в 20 см от линзы, предмет — в 30 см перед ней. Какое f требуется для резкого изображения? Сравните с исходными 10 см. Объясните, какое качественное изменение в настоящем глазу позволяет фокусировать предметы на разных расстояниях; численные параметры макета не считайте параметрами глаза.
Практика 2: разбор и критерии
1/f = 1/30 + 1/20 = 5/60 = 1/12, поэтому f = 12 см: больше исходных 10 см. В глазу аккомодация изменяет форму хрусталика и оптическую силу, а сетчатку не двигают как экран макета. 3 балла: расчёт, сравнение, биологическое объяснение без подбора очков.
05. Обсуждение и границы вывода
33–40 минут. Две версии: «зрение обеспечивает только хрусталик» и «оптика, рецепторы и нервная обработка работают совместно». Приведите аргумент за вторую, используя различие линзы, сетчатки и мозга. Какой вопрос макет не позволяет исследовать?
Обсуждение: возможный вывод
Линза фокусирует свет, рецепторы преобразуют его действие в сигналы, нервная система обрабатывает информацию. Макет не показывает цветовое восприятие, распознавание объектов или объединение сигналов двух глаз. Он проверяет только выбранные оптические отношения.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут. Для отдельной линзы f = 8 см, a = 24 см найдите b. Назовите структуру с фоторецепторами и одно ограничение применения модели к человеку.
Индивидуальная проверка: ответ и критерии
1/b = 1/8 − 1/24 = 1/12, b = 12 см. Фоторецепторы расположены в сетчатке. Модель не воспроизводит всю оптику и нервную обработку и не предназначена для диагностики или подбора коррекции. По 1 баллу, всего 3.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие → результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Сенсорные системы; физические основы восприятия света | Рассчитывает модель тонкой линзы | Различает предмет, фокус и изображение |
| Сетчатка, обработка сигнала, аккомодация | Сопоставляет макет с глазом | Называет рецепторный этап и ограничения аналогии |
Источники и права на изображения
Тексты, задания, учебные данные и схемы разработаны для портала «Школы России». Числовые серии — учебные модели, не результаты проведённых классом опытов. Схемы авторские, не копии микрофотографий; сторонние изображения не используются. Фактические сведения сверены по указанным источникам 19.10.2026. Материалы полностью даны, переход по внешним ссылкам ученику не требуется.