Тени от фонарика и бумажных фигур

Подготовьте место для наблюдения

Вам понадобятся обычный фонарик, крупные фигурки из плотной непрозрачной бумаги и светлая стена или большой лист бумаги, закреплённый вертикально. Для начала подойдут круг и треугольник. Взрослый может подготовить их заранее; если ребёнок вырезает сам, выбирайте подходящие ему материалы и обеспечьте необходимую помощь. Размер фигур должен позволять удобно держать их за край или за прикреплённую ручку.

Выберите место, где можно безопасно перемещаться и ничего не опрокинуть. Полная темнота не нужна: в слегка затемнённой комнате граница тени обычно заметнее, но участникам должно быть удобно видеть обстановку. Взрослый следит, чтобы луч не направляли в глаза людям или животным. Держите фонарик устойчиво и используйте его так, как предусмотрено для данного прибора.

Начните с белого или светлого фона без большого количества рисунков. Поставьте фонарик так, чтобы на стене было видно светлое пятно. Если поверхность бликует или яркость неприятна, измените место или фон. Участники могут совместно решить, кто держит фонарик, кто выбирает фигурку, а кто наблюдает. Эти роли можно менять, но никого не нужно заставлять смотреть на яркий свет.

Ребёнок может держать бумажную карточку, указывать, куда её переместить, просить партнёра включить или выключить фонарик либо описывать то, что он замечает. Для некоторых участников визуальное наблюдение может быть неудобным или недоступным; тогда предложите исследовать края бумажной фигуры, слушать описание партнёра и управлять её положением. Оговорите, что при этом рассказ о тени передаётся другим человеком.

Заранее договоритесь о коротком завершении: например, показать одну фигуру и сравнить два положения. Если ребёнок увлечётся историей про героя из бумаги, можно продолжить, если всем удобно. При усталости или нежелании участвовать игру можно закончить сразу. Не нужно выполнять все описанные ниже опыты за один раз.

Найдите светлое пятно и тень

Направьте фонарик на стену и обратите внимание на освещённый участок. Пока на пути луча нет бумажной фигурки, на этом месте виден свет. Теперь поместите треугольную карточку между фонариком и стеной. Если карточка находится в освещаемой области и закрывает часть света, на стене появится более тёмный участок — её тень.

Предложите ребёнку показать источник света, карточку и тень по отдельности. Карточка находится между фонариком и стеной, а тень видна на стене за ней относительно фонарика. Если ребёнок называет тенью саму фигурку, покажите обе одновременно и спросите, что можно взять в руку, а что остаётся на стене. При необходимости партнёр может описать расположение словами.

Держите карточку примерно параллельно стене и посмотрите на её контур. Тень может напоминать треугольник, хотя её размер и чёткость зависят от расположения и свойств источника света. Если повернуть карточку наискосок или вывести часть из освещённого участка, очертание может измениться. Не требуйте идеального совпадения с вырезанной фигурой при любой установке.

Уберите карточку с пути света: её тень в этом месте исчезнет, а освещённая стена останется. Верните карточку — тень появится снова, если расположение подходит. Фигурка при этом не исчезает, когда её убирают из луча. Такое сравнение помогает различить движение предмета и изменение освещённости участка стены.

Если тень не видна, проверьте, попала ли фигурка между фонариком и освещённой частью стены. Возможно, её закрывает рука, свет от окна слишком ярок или карточка находится вне луча. Можно передвинуть её в светлое пятно и немного изменить освещение комнаты. Меняйте условия спокойно и называйте то, что делаете, чтобы участники понимали, какую причину проверяют.

Слово «тёмный» в этой игре обозначает участок, куда от выбранного фонарика попадает меньше света из-за карточки. Другие источники освещения могут подсвечивать стену, поэтому тень не обязана быть совершенно чёрной. Если включить дополнительную лампу, она может стать менее заметной. Это отдельное изменение условия, а не доказательство того, что бумага перестала перекрывать луч фонарика.

Передвигайте фигуру, оставляя фонарик на месте

Поставьте или устойчиво удерживайте фонарик в одном положении. Поместите карточку между ним и стеной так, чтобы её тень целиком находилась в светлом пятне. Попросите ребёнка предсказать или показать, что будет, если сдвинуть карточку в сторону. Предположение необязательно должно оказаться верным: после движения вы вместе проверите, что заметно на стене.

Сдвиньте карточку немного вправо, не поворачивая её и не меняя положения фонарика. Посмотрите на тень и сравните с прежним положением. Затем верните карточку и попробуйте сдвинуть её влево. Важно наблюдать при конкретной установке: если фигурка выходит из луча или заслоняется рукой, видимая тень может обрезаться или измениться неожиданным образом.

Чтобы сохранить исходное положение, можно положить на стол бумажную полоску с отметкой места, где держат ручку карточки. Для отметки самой тени используйте лист бумаги на стене, если его разрешено прикрепить. Обведите контур карандашом, не двигая фигурку. После смещения сравните новую тень с обведённой линией. Если обводить неудобно, партнёр может описать изменение или показать ориентир на бумаге.

Если одновременно двигались фонарик и карточка, результат трудно отнести к одной причине. Это не испорченный опыт: верните установку к началу и выберите одно изменение. Один участник может удерживать фонарик, другой — двигать фигурку. Затем по желанию поменяйтесь ролями. Если фонарик нельзя поставить устойчиво, взрослый может помочь его удерживать или закрепить подходящим безопасным способом.

При перемещении к стене или к фонарику меняется расстояние между предметом, источником и поверхностью. В простой установке, когда фонарик и стена остаются на месте, а карточка движется вдоль луча без заметного поворота, тень ближе к источнику часто становится крупнее. Проверьте это на своей установке: фонарик имеет не точечный источник, поэтому край может размываться, а часть тени — выйти за освещённое пятно.

Не нужно сразу давать общее правило для всех ламп и всех поверхностей. Сначала сравните два конкретных положения: «Карточка была ближе к стене, теперь ближе к фонарику; здесь её тень заняла больше места». Если результат трудно сравнить, проверьте, не изменились ли угол карточки, положение фонарика или яркость другого света. Описать неопределённость честнее, чем утверждать заранее ожидаемый результат.

Для удобства можно поставить фонарик на нескользящую поверхность и расположить картонную ручку фигурки над нарисованной дорожкой на столе. Ребёнок выбирает одну из двух отмеченных точек, а партнёр удерживает карточку там. Расстояние между точками не обязано измеряться числом: достаточно сохранить их положение до конца сравнения. Если ручка наклоняется, её тень может смещаться вместе с фигурой, поэтому при описании различайте эти части.

Человек, наблюдающий со стороны, может заметить изменение раньше того, кто держит карточку. Попросите его описать результат без подсказки ожидаемого ответа: «Край оказался ближе к линии» или «Я не вижу разницы». Затем поменяйтесь местами, если участникам хочется. Отказ менять роль не мешает завершить опыт: наблюдение можно разделить между партнёрами удобным для них способом.

Поверните карточку и сравните очертания

Верните треугольную карточку в положение перед стеной. Поверните её в собственной плоскости, как стрелку часов, удерживая примерно на том же расстоянии от стены. Тень может повернуться вместе с ней. Сравните направление вершины до и после движения. Если карточка и фонарик не сдвинулись, это удобный способ сосредоточиться на повороте.

Теперь осторожно наклоните карточку так, чтобы видеть её более с ребра. В установке с фонариком и стеной тень может стать уже или изменить форму. Верните карточку обратно и посмотрите, повторяется ли наблюдение. Рука и ручка фигурки тоже могут давать тени, поэтому отделите их от контура самой карточки или учтите в описании.

Сравните круг и треугольник в похожих положениях. При освещении спереди круглая карточка может дать округлый контур, треугольная — контур с тремя заметными сторонами. Если одна карточка расположена под углом, а другая прямо, различия будут связаны не только с формой. Для честного сравнения держите условия по возможности одинаковыми и сообщайте о тех, что изменить не удалось.

Можно предложить партнёру угадать, какая из двух заранее показанных фигур находится в луче. Сначала покажите обе карточки, затем создайте тень одной из них и спросите, на что она похожа. Открывайте фигуру для проверки, если участник хочет узнать ответ. Тень может быть нечёткой или частично закрытой, поэтому возможен ответ «не уверен». Это наблюдение, а не ошибка.

Вырежьте внутри крупной карточки отверстие, если подготовку безопасно выполняет взрослый. Свет может пройти через отверстие и создать светлый участок внутри более тёмной тени. Поверните карточку и посмотрите, как меняется положение этого участка. Такая фигура показывает, что значение имеет не только внешний контур: важно и то, где бумага перекрывает свет, а где оставлено отверстие.

Тонкая или полупрозрачная бумага может пропускать часть света, поэтому её тень может отличаться от тени плотного картона. Сравните материалы одинаковой формы и размера, по очереди помещая их в одно и то же место. Опишите то, что видите, без обещания точного результата для любого материала. Если меняются сразу форма и расположение, определить роль прозрачности сложнее.

Сравните источник света и расстояния

Поставьте фонарик и карточку на места, которые можно отметить на столе, а затем сравните тень на близкой и более далёкой поверхности, если безопасная установка позволяет это сделать. Меняя поверхность, не меняйте без необходимости положение фонарика и карточки. Запишите, какую именно стенку или лист использовали: цвет, освещение и направление поверхности тоже влияют на то, что удаётся увидеть.

Для опыта с одним изменением удобнее использовать неподвижную стену. Сначала расположите карточку ближе к стене и отметьте контур тени на бумаге. Затем приблизьте карточку к фонарику, сохранив её ориентацию, и обведите новый контур другим цветом или линией другого вида. Сравнивайте тени внутри освещённого участка. Если граница слишком размыта для точного измерения, можно сказать лишь, какая область кажется больше.

Один фонарик обычно создаёт одну основную наблюдаемую тень от карточки на выбранной поверхности, хотя её край может быть нечётким. Если добавить второй источник света с другого направления, участков с пониженной освещённостью может стать больше, а картина — сложнее. Для начальной игры удобнее использовать один управляемый фонарик и не менять освещение комнаты в процессе сравнения.

Если фонарик находится далеко от стены и рядом светит окно, тень может быть слабой. Немного уменьшите постороннее освещение или измените расположение так, чтобы луч фонарика был заметнее. Не направляйте яркий источник в глаза ради улучшения опыта. Ребёнок может остановить игру, если свет, затемнение или обстановка ему неприятны.

Вопрос «почему тень стала больше?» можно обсуждать на уровне видимого опыта: при выбранном расположении карточка ближе к фонарику закрыла лучи, которые дошли бы до большей области стены. Это объяснение относится к данной схеме, а не отменяет влияния других источников света и формы луча. При желании покажите направление от фонарика к краям карточки и дальше к стене жестом, не утверждая, что отдельные лучи видны в воздухе.

Сравнение не требует точных сантиметров. Можно отметить, что тень закрывает больше нарисованных клеток, или наложить два контура на одном листе. Если измеряете линейкой, выбирайте одинаковые точки контура и учитывайте размытый край. Результат разумно назвать приблизительным: в разных местах границы переход от светлого к тёмному может быть постепенным.

Четыре небольших опыта с проверяемыми условиями

В первом опыте исследуйте движение в сторону. Закрепите на стене лист с вертикальной линией и отметьте начальное положение фонарика на столе. Поместите карточку так, чтобы её тень оказалась рядом с линией, затем сдвиньте карточку вдоль стены на небольшое расстояние. Покажите новое положение тени относительно линии. Верните карточку назад и посмотрите, возвращается ли тень примерно к прежнему месту. Это сравнение не требует угадывать направление до наблюдения.

Во втором опыте сравните две фигуры. Подготовьте одинаковые по размеру картонные круг и квадрат; поместите каждую по очереди в отмеченное место между тем же фонариком и стеной. Если фигуры ориентированы к стене одинаково, их тени можно сравнить по очертанию. Укажите, что «одинаковый размер» здесь означает выбранную для сравнения ширину карток, а не одинаковую площадь круга и квадрата. Если край тени нечёткий, сосредоточьтесь на заметных различиях.

В третьем опыте исследуйте расстояние от карточки до стены. Сначала разместите фигуру недалеко от стены и отметьте её тень. Затем передвиньте фигуру ближе к фонарику, не меняя его положения и не разворачивая карточку. Отметьте новый контур. Если тень вышла за пределы светлого пятна, сравнить её целиком не получится; попробуйте другое начальное положение или запишите, что наблюдение оказалось неполным.

В четвёртом опыте сравните картонную карточку с отверстием и такую же карточку без отверстия. По очереди поместите их в одно место. В тени карточки с отверстием может быть виден освещённый участок, соответствующий проходящему свету. Если фонарик расположен под углом, этот участок может не совпасть с отверстием так, как участники ожидали. Попросите показать, какие условия были одинаковыми, а какое отличие вы проверяли.

Перед каждым опытом можно выбрать один вопрос и нарисовать схему: фонарик, карточка, стена. Стрелкой обозначьте направление выбранного движения. Схема не обязана изображать предметы в точном масштабе, если это отдельно оговорено. После наблюдения добавьте то, что действительно увидели. Такая запись помогает отличить план от результата и вспомнить, какое условие изменили.

Предположение ребёнка можно записать рядом с результатом: «Я думаю, тень сдвинется» и «Мы увидели, что она оказалась у другой линии». Если ожидание не подтвердилось, сначала проверьте установку: не сдвинулся ли фонарик и была ли карточка в луче. Возможно, после проверки участники захотят изменить предположение, а возможно — закончить. Отсутствие заранее ожидаемого результата не делает опыт бесполезным.

Ещё один вариант — сравнить две карточки одинаковой формы, но разного размера, по очереди помещая их в одно отмеченное положение. Сначала приложите их друг к другу, чтобы увидеть разницу самих предметов. Затем сравните тени, сохраняя положение источника и ориентацию карточек. Так участники не перепутают изменение размера предмета с приближением одной из фигур к фонарику.

Если карточка касается листа на стене, её тень может быть небольшой и близкой по очертанию к контуру самой карточки. Отодвиньте её немного, не меняя наклона, и посмотрите, становится ли край более размытым в вашей установке. Не обещайте одинаковую резкость при любом фонарике: устройство источника и другие условия различаются. Сравнивайте видимый результат с предыдущим положением.

Можно также создать два контура на одном листе и попросить участника выбрать тот, который соответствует текущему положению. Сначала вместе отметьте, при каком положении получился каждый контур; затем верните карточку к одной из меток. Сопоставьте новую тень с рисунком. Если контуры слишком похожи или край размыт, допустимо ответить «не знаю» и повторить наблюдение с более заметным различием.

Как отличать наблюдение от догадки

Фраза «тень стала шире относительно нарисованной полоски» описывает то, что участники сравнили на стене. Фраза «она стала шире, потому что карточка приблизилась к фонарику» предлагает объяснение. Его можно проверить, возвращая карточку в исходное положение и повторяя движение. При этом следите за наклоном карточки и неподвижностью источника: если изменились сразу два условия, уверенно разделить их влияние труднее.

Запись «тень исчезла» также требует уточнения места. Карточка могла выйти из светлого пятна, а её тень — оказаться вне участка, за которым наблюдали. Или фонарик могли выключить. Опишите действие: «Мы выключили фонарик и больше не видим его тень на листе». При другом освещении в комнате могли остаться другие тени. Такое уточнение не усложняет игру, а помогает правильно передать увиденное.

Если контур кажется другим после смены фигуры, проверьте, сравнивали ли вы сопоставимые положения. Круг рядом со стеной и квадрат возле фонарика могут дать тени разного размера из-за расстояния, а не только из-за формы. Для вопроса о форме поместите обе карточки по очереди в одно отмеченное место. Для вопроса о расстоянии оставьте ту же карточку и измените только её положение вдоль луча.

Одинаковые слова не всегда означают одинаковые измерения. «Большая тень» может быть шире, выше или занимать больше площади. Выберите доступный признак, например расстояние между двумя крайними точками по горизонтали, и сравнивайте его в обоих положениях. Если край размывается, отметьте приблизительные границы и не делайте вывода о миллиметровой точности. Можно также обойтись фразой «кажется шире».

История о тенях даёт место воображению: круглая тень может быть луной, а треугольная — горой. В рассказе допустимы любые превращения. Для наблюдения достаточно отделить сюжет от проверяемого действия: бумажный круг физически остаётся карточкой, а его тень появляется на поверхности при выбранном освещении. Ребёнок может свободно переключаться между игрой и описанием.

Попросите ребёнка придумать собственный вопрос, например «Что изменится, если поднести фигурку ближе к стене?» Затем спросите, что нужно оставить на месте для сравнения. Если участник предлагает двигать и фонарик, и карточку, попробуйте его идею как отдельную игру, но не обещайте, что результат позволит установить влияние одного расстояния. Важнее понять смысл выбранного сравнения, чем воспроизвести готовую инструкцию.

Тень не является отдельной бумажной фигуркой, прикреплённой к стене. Она обозначает область меньшей освещённости на поверхности. Когда поверхность убрать или перенести, положение видимой области изменится; сама карточка при этом остаётся между источником и новым местом, если установка позволяет. Для первого исследования достаточно показать связь трёх элементов, не вводя сложные термины.

При обсуждении наблюдения спросите, откуда участник получил информацию. Он видел очертание, услышал описание партнёра или сравнил обведённые линии пальцем? Эти способы дают разные доступные сведения. Договоритесь, как уточнить деталь, которая важна ребёнку: повторить движение, добавить рельефную метку или попросить подробное описание. Не нужно требовать визуальной проверки от того, кому она недоступна.

Если участники хотят продолжить исследование позже, сохраните фигурку и отметки положения фонарика. При следующей встрече проверьте установку заново: освещение комнаты и положение листа могли измениться.

Придумайте историю и сохраните наблюдение

Бумажный треугольник может стать парусом лодки, а круг — луной над сценой. Один участник выбирает фигуры, другой направляет свет, третий при желании рассказывает историю. Можно меняться ролями после согласованного эпизода. Ребёнок решает, хочет ли он сам говорить, двигать карточку, давать указания или наблюдать.

Для сцены удобно прикрепить фигурку к картонной ручке и держать её так, чтобы тень руки меньше закрывала изображение. При этом ручка тоже может быть видна на стене. Можно включить её в сюжет как мачту или выбрать другое место удержания. Необязательно добиваться изображения без единого лишнего контура: сначала обсудите, что именно хочется показать.

Запишите одно наблюдение рядом с простым рисунком: «Когда мы сдвинули карточку вправо, тень переместилась». Добавьте, что фонарик оставался на месте, если это действительно было так. Ребёнок может продиктовать фразу, показать два положения или попросить взрослого нарисовать схему. Запись помогает восстановить конкретный опыт, но не заменяет повторную проверку.

Если фотографируете тень, старайтесь сохранить одинаковое положение камеры и фона при сравнении двух кадров. Разный масштаб снимка способен создать впечатление изменения размера даже при одинаковой тени. Фотографии не обязательны; обводка, устное описание или повторное наблюдение тоже подходят. Решение о хранении и показе изображений принимают участники и семья.

Завершите игру вопросом по желанию: «Что ты хочешь изменить в следующий раз — форму карточки, её положение или фон?» Можно выбрать один вариант и оставить его на другой день. Если ребёнок предпочитает закончить историю без обсуждения опыта, это тоже подходит. Один ответ или рисунок не определяют общий уровень научного мышления; важнее, была ли возможность наблюдать, задавать вопросы и остановиться.

Для театральной сцены договоритесь, когда начинается ход каждого участника. Один может выбрать фигурку, другой — направление её движения, третий — голос персонажа. Если используется один фонарик, его держит тот, кому это удобно и безопасно, либо взрослый по указаниям детей. Наличие общего источника света не требует принудительно передавать личные игрушки или продолжать сцену после просьбы остановиться.

После окончания выключите фонарик, уберите карточки и проверьте, что проход снова свободен. Если на стене закрепляли бумагу, снимайте её способом, подходящим для поверхности. Ребёнок может выбрать, сохранить ли созданную фигурку. Обсуждение тени можно продолжить позже при обычном дневном свете, но сравнивать дневную тень с опытом фонарика следует с учётом другого положения источника и окружающего освещения.