STEM-проєкт "Лабораторія світла. Halloween. Анімація та оптичні ілюзії. Конструювання тауматропів" (в співавторстві з Олена Білоуха - вчителька англійської мови)

Конспект STEM-проєкту «Анімація та оптичні ілюзії»

Тема: «Анімація та оптичні ілюзії. Halloween. Створюємо власний тауматроп».

Тип заняття: практико орієнтований STEM-проєкт із елементами дослідницької, конструкторської та творчої діяльності.

Форма роботи: фронтальна, групова, парна, індивідуальна.

Мета проєкту: сформувати в учнів початкові уявлення про виникнення анімації, особливості зорового сприйняття та оптичні ілюзії; дослідити, як швидке чергування зображень створює враження єдиної картинки; навчити конструювати тауматроп, перевіряти його роботу, удосконалювати власний виріб; розвивати дослідницьке мислення, творчість, інженерні навички, уміння співпрацювати й робити висновки.

1. STEM-складники проєкту

2. Очікувані результати

Після завершення проєкту учні зможуть:

• пояснювати, що таке анімація та оптична ілюзія;

• розповідати про принцип дії тауматропа;

• висувати припущення та перевіряти їх шляхом експериментування;

• використовувати математичні знання під час конструювання;

• виготовляти власну оптичну іграшку за алгоритмом;

• аналізувати результати досліджень, визначати причини невдач та пропонувати способи вдосконалення виробу;

• презентувати результати власної діяльності.

Обладнання та матеріали: картон, білий папір, шаблони кіл, прості та кольорові олівці, фломастери, ножиці, клей, лінійки, циркулі (за потреби), діркопробивач, нитки або гумки, зразки тауматропів, презентація, короткий відеофрагмент із перших анімацій.

3. Хід STEM-проєкту

І етап. Мотивація. «Магія ожилих малюнків» (5 хвилин)

Учитель.

— Діти, чи любите ви мультфільми? А чи замислювалися, як звичайні нерухомі малюнки можуть перетворюватися на рухомі зображення? Сьогодні ми станемо справжніми винахідниками та відкриємо один із секретів анімації.

Учитель демонструє заздалегідь виготовлений тауматроп із пташкою та кліткою. Спочатку показує зображення на обох боках диска, потім швидко обертає його.

Проблемні запитання:

— Що ви побачили під час обертання?

— Чому два різні малюнки ніби перетворилися на один?

— Чи можна створити таку оптичну ілюзію власноруч?

Проблема проєкту: як за допомогою двох нерухомих малюнків створити ілюзію єдиного зображення?

ІІ етап. Дослідження «Як народилася анімація?» (8 хвилин)

https://www.youtube.com/watch?v=pt-CX1DL1xY&authuser=1

Учитель коротко розповідає про історію анімації.

— Перш ніж з'явилися сучасні мультфільми, люди винаходили різноманітні пристрої, які створювали незвичайні зорові ефекти. Одним із них був тауматроп — оптична іграшка, що стала популярною у XIX столітті. Її назва походить від грецьких слів, пов'язаних із дивом та обертанням.

— Тауматроп складається з диска, на обох боках якого розміщено різні малюнки. Коли диск швидко обертається, ми можемо сприймати ці малюнки як одне зображення.

Наукове пояснення для дітей: наш зір не сприймає кожне швидке зображення абсолютно окремо. Завдяки особливостям зорового сприйняття два малюнки під час швидкого чергування можуть здаватися об'єднаними. Це не зовсім те саме, що рух у мультфільмі: тауматроп насамперед демонструє злиття зображень.

Міні експеримент «Перевіримо гіпотезу».

Учитель пропонує припущення:

— Якщо обертати диск повільно, ми бачитимемо два окремі малюнки. Якщо швидко — одне поєднане зображення.

Учні спостерігають за повільним і швидким обертанням, порівнюють результати та формулюють висновок.

ІІІ етап. Математична лабораторія «Геометрія тауматропа» (7 хвилин)

Завдання «Ми — інженери-конструктори».

Учитель пропонує виготовити круглий диск діаметром 8 см.

Учні виконують завдання:

1. Визначають радіус круга: 8 : 2 = 4 см.

2. За шаблоном або за допомогою циркуля креслять два однакові круги.

3. Знаходять центр кожного круга.

4. Визначають місця кріплення ниток на протилежних краях.

5. Обговорюють, чому малюнки мають бути правильно зорієнтовані.

Запитання для дослідження: чи працюватиме тауматроп, якщо один малюнок буде значно меншим за інший або розташованим не по центру?

IV етап. Інженерна майстерня «Створюємо тауматроп»

20 хв

Учні обирають власну ідею для оптичної ілюзії.

Пташка + клітка

Рибка + акваріум

Метелик + квітка

Павучок + павутиння

Алгоритм виготовлення:

1. Намалювати два взаємодоповнювальні зображення на окремих паперових кругах.

2. Перевірити розташування малюнків: для двониткового тауматропа з горизонтальною віссю обертання зображення на звороті потрібно розвернути на 180° відносно переднього.

3. Приклеїти паперові круги на протилежні боки картонного диска.

4. Зробити два невеликі отвори на протилежних краях диска та закріпити нитки.

5. Закрутити нитки, відпустити диск для обертання й поспостерігати за зображенням.

Правила безпеки: обережно користуватися ножицями, не підносити диск і натягнуті нитки близько до обличчя, працювати на відстані від сусідів.

V етап. Дослідницька лабораторія «Відкриваємо секрет ілюзії» (10 хвилин)

Учні випробовують власні конструкції та заповнюють таблицю спостережень.

Інженерний виклик: «Мій тауматроп не працює!»

Учитель пропонує учням самостійно визначити причини невдачі: неправильно розташовані малюнки, надто повільне обертання, несиметрично закріплені нитки, надто важкий диск.

Учні пропонують рішення, удосконалюють конструкції та повторно їх випробовують.

VI етап. Презентація результатів та рефлексія (10 хвилин)

Виставка «Малюнки, що оживають».

Кожен учень демонструє свій тауматроп та завершує речення:

• «Моя оптична ілюзія називається…»

• «Я припускав / припускала, що…»

• «Під час дослідження я з'ясував / з'ясувала…»

• «Найскладнішим для мене було…»

• «Якби я створював / створювала ще один тауматроп, то…»

Підсумкове запитання:

— Чи можемо ми назвати тауматроп одним із попередників сучасної анімації? Чому?

Учні пояснюють, як простий винахід допоміг людям досліджувати особливості зору та створювати нові способи показу зображень.

4. Формувальне оцінювання «Мій STEM-успіх» (0 із 5)

Я пояснюю, як працює тауматроп.

Я використовую математичні знання під час конструювання.

Я самостійно виготовляю та випробовую модель.

Я можу пояснити результати експерименту.

Я пропоную ідеї вдосконалення свого виробу.

5. Інтеграція англійської мови

Для розвитку білінгвальних навичок можна запропонувати:

1. Вправа «My Magic Thaumatrope».

2. Sing the Trick or Treat Song.

https://www.youtube.com/watch?v=Hj_mudR9ZTc&authuser=1

3. Read the words and guess the riddles.

4. Dance and sing.

https://www.youtube.com/watch?v=dD-dG-7yCJM&authuser=1

6. Підсумковий продукт проєкту

Колекція «Магічні тауматропи»

Кожен учень створює власну модель оптичної іграшки. Із готових робіт можна організувати класну виставку, під час якої діти демонструватимуть винаходи, пояснюватимуть принцип їхньої дії та ділитимуться результатами досліджень.