Ljus och skugga

Aktivitet
Att utforska skugga. Att se hur olika material så som transparent,
halvtransparent, icke-transparent har olika egenskaper och att dessa
material gör olika skuggor. Genom att undersöka och experimentera
med ljus och skugga ska vi närma oss förståelsen att skuggor bildas
när ljus inte kan gå igenom ett föremål eller när bara lite ljus
passerar igenom föremålet (se barns föreställning)
Vi tänkte börja med en saga om Bockarna Bruse som skuggfigurer
av olikfärgat transparent material. Antalet barn bör inte vara fler än
fyra när de är små, om man vänder sig till större barn kan de vara
åtta. Efter sagan låter man barnen själva leka med sin egen skugga
och med skuggor av andra föremål. Pedagogens roll är att
uppmärksamma barnen på vad som händer med hjälp av t.ex.
produktiva frågor eller att styra in på något material för närmare
utforskning..
Lek med skuggor
Material och förberedelser
Projektor, OH – apparat, ficklampa för att göra
skuggor. Ett antal olika föremål, genomskinlig
färgad plast/plastflaska, ogenomskinlig plast
(leksaker), silkespapper, trä, sten, siluettklippta
(Bockarna Bruse) figurer. Det behövs också
filmduk/vit vägg/vitt lakan något att projicera
skugga/sagoteater på. Rummet ska helst inte
innehålla saker som kan vara distraherande, om
man vill kan man göra rummet sagoaktigt med
hjälp av prismor och annat vackert.
Lärarna bör ha läst på om ljus och skugga.
Hamrins ”Fysik i vardagen” rekommenderas.
Enkla tips på skuggteater Lättast är att spela
sagan mot en belyst vit vägg. Det går också att
göra så här: Spänn upp nylontyg på kilramar
som du köper i en hobbybutik eller såga till
själv. Eller klipp ett fyrkantigt hål i en kartong
och täck med bakpapper. Placera en lampa, OH
– apparat en bit ifrånbaksidan. Låt fantasin
flöda.
I en skuggteater kastar skuggklippta pappersfigurer
sina skuggor på en halvgenomskinlig belyst skärm
skuggorna blir skarpa därför figurerna hålls nära skärmen.
Åskådarna kan inte se ljuskällan, bara skuggorna som
rör sig på skärmen.
Koppling till läroplan
Utveckling och lärande.
Förskolan ska sträva efter att varje barn
•tillägnar sig och nyanserar innebörden i
begrepp, ser samband och upptäcker nya
sätt att förstå sin omvärld
• utvecklar sin förmåga att urskilja,
utforska, dokumentera, ställa frågor om
och samtala om naturvetenskap.
Förskolläraren ska ansvara för att arbetet i
barngruppen genomförs så att barnen
• upplever att det är roligt och meningsfullt
att lära sig nya saker
•ställs inför nya utmaningar som stimulerar
lusten att erövra nya färdigheter,
erfarenheter och kunskaper
•stimuleras och utmanas i sitt intresse för
naturvetenskap och teknik,
Vad behöver barnen ha för erfarenheter
och kunskaper sedan tidigare
Om det finns tid kan det vara bra, innan
huvudaktiviteten genomförs, eventuellt några dagar
innan, gå på ”skuggjakt” ute eller inne. Det ger
försmak innan de ska gå vidare i sitt utforskande av
skuggan. Men annars utgår vi ifrån att de inte
behöver ha några erfarenheter sedan tidigare.
Eftersom det handlar om så små barn tänker vi oss
att vi bjuder på en upplevelse som sedan kan
upprepas och utvecklas vidare.
Begrepp, ord, matematik
Viktigt är att uppmuntra barnen att beskriva
sina egna observationer med egna ord och
därefter introducera fler naturvetenskapliga
ord som, kärnskugga, halvskugga, ljus,
storlek, längd, antal (tre bockar), ordningsföljd, transparent, halvtransparent, icke
transparent
Beskrivning av barnens
Bakgrundsföreställningar
Att hitta material om förskolebarns föreställningar om ljus har
inte varit lätt. Vi har valt några få tankar utifrån artiklar om
skolbarn uppfattning, som kan vara till hjälp vid förståelsen
inför valet av naturvetenskapliga aktiviteter kring ljusfenomen
med yngre barn.
Det är genomgående att barn inte förstår fenomenet ljus som en
enhet som tar sig fram genom ”tomma intet” rymden. Ljus ser de ofta
som ljuskällan lampa eller sol. Frågan om ljuset rör sig, säger barn
att taklampans ljus rör sig inte medan ljuset från ficklampa och
billykta rör sig. Barns upplevelse när de ser föremål beror av att
något kommer ut ur ögat som gör att de ser föremålet, en tanke som
även de gamla grekerna hade. En annan föreställning kan vara att
ljuset går in i ögat och ut mot föremålet. Det betyder att barn inte
förstår interaktionen mellan öga och ljus, som att ljuset reflekteras i
föremålet för att fortsätta in i ögat där det uppstår en bild på
näthinnan. Denna insikt, som Johannes Kepler utforskade på 1600
talet och som yngre barn inte har erövrat, alltså hur vi ser saker eller
hur ljus reflekterar från ett föremål in i våra ögon, frånvaron av denna
kunskap kan göra det svårt att förklara ”idéer”. När vi ska arbeta med
skugga kan det vara svårt att förklara. Barn ser skuggan som en
enskild enhet där ljus medverkar när föremålet ger en skugga men
endast då. För några går ljuset rakt igenom ett föremål (ej
genomskinlig) och därför blir det en skugga. För att barn ska förstå
iden om skuggan som den som blockerar ljus, måste man förstå ljus
som en enhet som rör sig genom rymden i en interaktion med
föremålet.
Vardagsföreställningar, som barn kan lära i tidig ålder, är ett hinder
för att förstå den verkliga naturvetenskapen som förklarar
omvärldens fenomen. Att ”se” kan uttryckas med ”kasta blickar” / ”
det var ett svagt ljus här inne”. Om vi inte introducerar
naturvetenskap där vardagsföreställningar byts ut mot riktig, alltså
naturveteskalig insikt, kanske vi aldrig kommer i kontakt med denna
och fortsätter att se på vår omvärld i ett ljus av vardagsförställningar .
Referenser
•Learning about Learning Activity,1 HW2:Children´s ideas about light (PET
2007)
• Int.JSCI.EDUC,1996Vol 18,NO.6 713 - 723, Childrens ideas on light and
vision, N.J.Selley School of education Kingstone University Kingstone - upon
- Thames, UK
•Elevernas vardagsföreställningar och fysikundervisningens utformning
Elevarbete i fysikdidaktik Helena Johansson Lärarutbildningen Växjö
Universitet 2007
•En kunskapsbas för undervisning om ljuset och dess egenskaper Fy 7 okt
23 , 2002 (Försöksversion) Projekt nordlab -SE , Inst för pedagogik och
didaktik, Göteborgs universitet
Beskrivning av relevant naturvetenskap
om skugga
En skugga är den delen av luften och marken som inte
belyses. På grund av alla partiklar i luften kan ljus spridas in i
skuggan. Det finns två typer av skugga, halvskugga och
kärnskugga. Kärnskuggan är den skugga som uppstår när
ljuset från en punktkälla hindras av ett objekt. Den är mörk
och har skarpa konturer. Skuggan från en större ljuskälla, t.ex.
solen, består av två delar, dels kärnskuggan och dels ett
område runt om som är delvis belyst, den ljusare delen kallas
halvskugga. När skuggorna på marken blir långa beror det på
att solen står lågt på himlen.
Även genomskinliga saker kastar skuggor, det beror på att ljus
försvinner åt andra håll när det bryts, reflekteras och sprids i
t.ex. glaset. Om himlen är klar blir skuggan lätt blåfärgad
eftersom ljuset från himlen är blått. Ett skarpt färgat objekt
kastar vanligtvis en skugga i samma nyans.
Beskrivning av relevant
Naturvetenskap
Ljus är energi som utbreder sig med hög fart
(300 000km/s). Från solen till jorden tar det 8 minuter.
Ljus är en typ av vågrörelse som inte behöver ett
medium (t.ex. vatten eller luft) att röra sig i. Man kan
skicka energi genom tomma rymden från ett ställe till ett
annat.
Ljuset består av elektriska och magnetiska fält och är
en transversell vågrörelse eftersom dessa fält svänger i
en riktning som är vinkelrät mot själva vågens
utbredning. Ljusvågens utbredning är alltid helt rak tills
den möter materia att reflekteras emot.
Ljus har både våglängd och frekvens. Våglängden är
samma sak som avståndet mellan två identiska punkter
på vågen (vågdalar eller vågtoppar).
Våglängden bestämmer färgen på ljuset. Rött har lång
våglängd och blått har kort, violett har ännu kortare och
grönt ljus ligger mellan rött och blått.
De våglängder ögat kan se går från 400 till 700
nanometer. Grönt ljus har en våglängd på 540
nanometer, det är tusen gånger mindre än ett ganska
litet sandkorn.
Man kan beskriva ljuset genom dess frekvens, som är
hur många gånger vågen hinner svänga upp och ner på
en sekund.
Ljus med kort våglängd har hög frekvens, ljus med lång
våglängd har låg frekvens.
Solen strålar egentligen ut värme. Rött är den kallaste
synliga färgen och blått är den varmaste, blått är mer
energirikt än rött. Jämför med ett levande ljus, närmast
veken där det är varmast är färgen blå.
När man tittar på ett föremål kommer ljusstrålarna från
föremålet att träffa ögonen, man ser det så fort
ljusstrålarna träffar ögonen.
Vitt ljus innehåller alla färger, svart är total avsaknad av
färg. Man kan göra en färgsnurra med grundfärgerna
rött, gult och blått och undersöka hur ögat tolkar
snurrans färg.
I en spegel reflekteras ljuset med samma vinkel som
det mötte spegeln. En konvex spegel som buktar utåt
delar ljusstrålarna när de reflekteras och föremålet som
speglas ser mindre ut. En konkav spegel som buktar
inåt får föremålet att se större ut och på avstånd ser
man det dessutom upp och ned.
Regnbågen skapas när ljusstrålar bryts och reflekteras i
regndroppar. Samma sak händer när vitt ljus från solen
passerar genom en glasprisma. Det vita ljuset delas
upp i regnbågens alla färger, som är alla färger som
ögat kan uppfatta.
Bild
•Vilka lärande erbjuds barnen
•Naturvetenskapligt arbetssätt
•Ett naturvetenskapligt arbetssätt är utforskande och
undersökande. Det startar i någon form av problem som
uppstår i kontakt med ett material, något fenomen eller
en händelse. Barnen observerar, samlar, ordnar,
sorterar, benämner i lek och gestaltande. Det är viktigt
att hypoteser är möjliga att undersöka för att man ska
komma vidare i processen ( Elfström, Barn och
naturvetenskap s 20)
•När det gäller att utforska skugga och ljus kan man
tänka sig att problemet som uppstår i kontakt med
fenomenet är frågan om hur skuggan uppstår och var
den kommer ifrån. Här gäller det för barnen att observera
och leka sig fram till ett för dem tillfredsställande svar.
Pedagogen ska fånga upp barnens hypoteser eller få
dem att ställa hypoteser genom att formulera produktiva
frågor. (se även under övriga rubriker om lärande)
•Den springande punkten är "medforskande". Det är
även spännande för pedagogen. Vi ska inte bara sträva
efter att nå resultat, det är vägen som är viktig. Svar
måste få ta tid, vi har ofta så bråttom så vi missar
möjligheter som öppnar sig under resans gång.
Vilka lärande erbjuds barnen?
Begrepp och Fenomen
Vi erbjuder upplevelser. Vi introducerar de
naturvetenskapliga begreppen som är relevanta
för aktiviteten (se också faktadelen).
Ljus
Skugga
Genomskinlig (transparant)
Halvgenomskinlig (halvtransparant)
Ogenomskinlig (icketransparant)
Stor/liten skugga
Mörk skugga
Ljus skugga
Antalsord
Räkneord
Liten, mittemellan, stor
Halvskugga
Kärnskugga
Skillnad /likhet
Jämföra
Genom att undersöka och experimentera med ljus
och skugga ska vi närma oss förståelse att
skuggor bildas när ljus inte kan gå igenom ett
föremål eller när bara lite ljus passerar igenom
föremålet (se barns föreställning)
Vi uppmuntrar barnen att själva uttrycka vad de
ser och upplever på sitt eget språk och sätt i
interaktion med andra. Hur kan man stödja detta
lärande? Genom att uppmärksamma barnen på
skuggor och olika ljuskällor i vardagen, t.ex.
experimentera med våra egna skuggor en solig
dag. Genom att dokumentera och återkoppla till
barnen och genom att ha material tillgängligt så
barnen själva kan utforska när de själva vill.
Framförallt ska de få lov att känna att det är roligt
att utforska och har man roligt lär man sig nya
saker, om olika fenomen och hur omvärlden
fungerar.
Hur kan läraren stödja barnens
lärande i naturvetenskap?
Hur kan läraren stödja barnens
lärande avseende arbetssätt?
Genom att uppmärksamma barnen på skuggor
i vardagen, t.ex. att experimentera med våra
egna skuggor en solig dag. Genom
att dokumentera och återkoppla till barnen och
genom att ha material tillgängligt så barnen
själva kan utforska när de själva vill. Genom
att ha ett tillåtande klimat och se vad barnen
väljer att utforska och utmana dem vidare med
nya frågor, nya undersökningar och
upprepningar som kan ge nya tankar. Små
barn behöver många upprepningar.
Pedagogen ska vara medforskande och ställa
frågor tillsammans med barnen. Om
pedagogen vill att barnen ska lära något
speciellt kan ett objekt fokuseras och utforskas
grundligt, alltså styra in barnen på något man
vill de ska lära.Vi kan också träna barnen i att
iaktta, undersöka, observera och att formulera
frågor ett arbetssätt där pedagogen är både
medforskande och den som sammanfattar
deras information till ett undersökande
material.
Pedagogen kan vara vaken för fenomen som
uppstår i vardagen. Om barnen inte själva
upptäcker dem kan man uppmärksamma
barnen på vad som händer. Vi behöver inte
vara rädda för de naturvetenskapliga orden,
(det är inte svårare att förstå bakterie än bacill)
För att skapa nyfikenhet och intresse är
experiment en drivkraft som ger en möjlighet att
gå vidare med iakttagelser, observationer och
undersökningar. För att skapa en bra miljö för
lärande och reflektion är det positivt om de
vuxna är medskapande. Läraren bör också
uppmuntra dem att ställa hypoteser för att
försöka förutsäga vad som kan hända. Det är
positivt om man kan se resultat genast av sina
produktiva frågor, små barn har svårare än
äldre barn att vänta. Att undersöka fritt är en
viktig del i barnens lärande men också att
läraren styr in på de delar som behöver
synliggöras. För att få syn på sitt eget lärande
är dokumentation både för barn och vuxna
ytterligare en del som ger ledtrådar vidare .
Det är också viktigt att i en interaktion med
andra barn träna sig i att berätta om sina idéer
och vad de ser att dela med sig av sina
iakttagelser.
Tips på böcker, video, www – sidor
•Tom Tits Experiment www.tomtit.se/hem/
•Fysik.org www2.fysik.org/
•Vattenhallen Science Center LTH www.lth.se/vattenhallen/
•Serien: Egna experiment Valentin förlag AB www-valentinforlag.se
Hur kan man arbeta vidare
Man kan leka med skuggfigurer så fort ett
tillfälle uppstår i vardagen. Man kan leka med
speglar och solkatter. Man kan ha ficklampor
tillgängliga för barnen. Framförallt ska man
låta barnen själva utforska med hjälp av
inspirerande material. När man ser att barnen
utforskar och upptäcker saker är det viktigt
att dokumentera det som händer och så
snabbt det är möjligt återkoppla det till
barnen.
•Vetenskap i närbild LJUS, Bonniers 1993
•Två videos på Youtube: Amazing handshadows ; Pilobolus
Oscar Movies
•Min-Jung Jonsson Christian Wegner, Lumo Rosa, Expedition
André Förlag 2009 (Barnbok)
•Ofelias Skuggteater Text Michael Ende Bilder Friedrich
Hechelmann Berghs förlag 1988 (Barnbok)
•Pernilla Stalfelt En bok om solen Strålsäkerhets myndigheten
Tryck Danmark 2004
•Grundskolans Naturvetenskap Helhetssyn, innehåll och
progression Björn Andersson Studentlitteratur2008
•http://www.physicsclassroom.com/mmedia/optics/ The
Physics Classroom. Multimedia Studios