Ihminen: Pupilli reagoi valoon

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          taskulamppu (tai peili ja kirkas valonlähde)
Tee näin:
  • Katso parisi pupilleja, kun hän on kääntynyt huoneen pimeintä nurkkaa kohden ja varjostaa silmiään sivulta käsillään.
  • Valaise parisi silmiä taskulampulla tai peilin avulla. Mitä pupilleille tapahtuu?
  • Pyydä pariasi sulkemaan silmänsä ja laittamaan toinen kätensä silmien väliin valosuojaksi.
  • Pyydä avaamaan silmät ja valaise samalla toista silmää. Mitä varjossa olevalle pupillille tapahtuu?
Tuloksia:
Pupillit laajentuvat himmeässä valossa. Kirkas valo aiheuttaa pupillinen nopean supistumisen. Molemmat pupillit reagoivat samanaikaisesti.
Tehtävän taustaa:

Tässä tehtävässä on tarkoitus havainnoida valonmäärän vaikutusta pupillin (mustuaisen) kokoon. Pupilli on silmän keskellä oleva musta alue, sarveiskalvossa oleva aukko. Sen tehtävänä on päästä silmän sisälle sopiva määrä valoa. Hämärässä pupillin kokoa säätelevät lihakset ovat rentoina ja aukko pysyy suurena. Voimakkaassa valossa lihakset supistuvat ja aukko pienenee. Lihasten toimintaan ei voi vaikuttaa tahdolla, vaan ne toimivat automaattisesti. Pienentynyt pupilli suojelee silmän takaosassa olevia aistinsoluja liian voimakkaalta valolta. Kun valoa tulee sopivasti verkkokalvolle muodostuva kuva on mahdollisimman tarkka.

Ihminen: Onko tasapainoilu helppoa?

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          sekuntikello ohjaajalla
Tee näin:
  • Seiso yhdellä jalalla toinen jalkaterä polvitaipeen tukemana. Pidä kädet selän takana.
  • Tee sama silmät kiinni samalla, kun ohjaaja ottaa aikaa. Miten pitkään pystyt säilyttämään tasapainon?
  • Mitä tasapainoilun aikana tapahtuu? Vaikuttaako silmien sulkeminen tasapainoon?
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus havaita, että myös liikkumatta pystyasennossa pysyminen on aktiivista työtä ja se vaatii useammankin aistin samanaikaista toimintaa. Tasapainossa pysyminen on aktiivista toimintaa ja näköaisti helpottaa tasapainon säilymistä. Pikkuaivoissa on tasapainokeskus, jonne tulee tietoja monesta suunnasta: lihas- ja nivelaistin reseptoreista, korvan sisällä sijaitsevasta tasapainoelimestä ja silmistä. Näiden tietoja avulla pikkuaivot säätelevät liikkeitämme niin, että ne muodostuvat mahdollisimman tarkasti.

Ihminen: Näkökentän laajuus

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          postikortinkokoisia erivärisiä kartonkikortteja
Tee näin:
  • Tehtävä suoritetaan parityönä.
  • Seiso taulun keksiosan edessä niin, että nenänpää on n. 20 cm etäisyydellä taulusta.
  • Piirrä piste silmien korkeudelle. Katso kokeen aikana pistettä, kuitenkaan tarkentamatta katsetta siihen.
  • Työpari kuljettaa valitsemansa korttia taulua pitkin pisteen korkeudella taulun laidalta pistettä kohti.
  • Kun näet liikettä, koeta erottaa mikä väri on kyseessä. Työpari merkitsee tauluun, missä kohti havaitsit kyseisen värin.
  • Koe toistetaan muunvärisillä korteilla.
  • Osat vaihdetaan.
Tuloksia:
Liike havaitaan jo kaukaa näkökentän laidoilla. Eri värien erottamisessa on eroja: ns. varoitusvärit, kuten keltainen ja oranssi erottuvat kauempaa, kuin esimerkiksi sininen.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä tutkitaan näkökentän laajuutta ja kykyä havaita eri värejä näkökentän laidoilla. Näkökentän laidoilla havaitaan ensin liike, sitten muoto ja lopulta väri. Tämä johtuu siitä. Että verkkokalvossa on eniten sauvasoluja, jotka aistivat mustaa, harmaata ja valkoista. Värejä aistivat tappisolut sijaitsevat keskempänä verkkokalvoa, joten värejä havaitaan kapeammalla alueella. Värien erottumiseen liittyvää tietoa on käytetty hyväksi liikennemerkkien suunnittelussa.

Ihminen: Sokea piste

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.

Tarvikkeet:
–          värikynä
–          viivoitin
–          kartonkia
Tee näin:
  • Piirrä paperille kaksi suurta tummaa pistettä (läpimitta 6 cm), joiden välinen etäisyys on 10 cm.
  • Pidä kartonkia käsivarren etäisyydellä kasvoista, sulje oikea silmä ja katso vasemmalla oikeapuolista pistettä.
  • Kuljeta paperia lähemmäksi kasvoja ja katso koko ajan tarkasti oikeanpuolista pistettä (ei saa vilkuilla toista pistettä!).
  • Pysäytä kartonki, kun vasemmanpuolinen piste häviää näkyvistä.
Tuloksia:
Kuvio, jota ei suoraan katsota, häviää kokonaan näkyvistä, kun kartonki on n. 30 cm etäisyydellä kasvoista.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan näköhermon vaikutusta näkemiseen. Silmämunan takaseinässä on verkkokalvo, jolle silmän linssi suuntaa kohteiden kuvat. Verkkokalvo muodostuu näkösoluista, joiden tehtävänä on välittää tietoja muodostuneista kuvista aivoille. Tietolinkkinä toimii näköhermo, jota pitkin viestit kulkevat. Näköhermon kohdalla ei ole verkkokalvoja, eikä aistisoluja. Kun kuva heijastuu näköhermon kohdalle, tietoja siitä ei voida välittää aivoille. Kyseinen kohta on nimeltään ”sokea piste”. Näköhermo alkaa silmän takareunasta melko läheltä keksikuoppaa. Kun auki olevalla silmällä katsottiin tarkasti vain toista kuviota, sen kuva muodostui juuri verkkokalvon keskikuoppaan.

Ihminen: Reikä kämmenessä

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          A4 paperiarkki
Tee näin:
  • Tee paperista putki, jonka aukko on suunnilleen silmäsi kokoinen.
  • Nosta putki kiinni oikeaan silmään.
  • Pidä molemmat silmät auki ja katso vähän matkan päässä olevaa kohdetta.
  • Nosta vasemman käden kämmen putken korkeudelle ja tuo sitä hitaasti putken päätä kohti. Huomaatko reiän kämmenessä?
Tehtävän taustaa:

Normaalisti kahdesta silmästä tulevat kuvat ovat osittain päällekkäisiä ja kuvat yhdistyvät aivoissa. Kokeessa paperiputki rajoittaa kummankin silmän näkemistä. Oikea silmä näki putken ja kohteen sen läpi, vasen silmä näki käden. Kun nämä kuvat asettuvat päällekkäin verkkokalvolla, aivoihin lähti viesti, jonka mukaan kädessä on reikä.

Ihminen: Monokkeli

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          sanomalehden tai joku muu sivu
Tee näin:
  • Pidä muut sormet suorassa ja taivuttaa etusormi ja peukalo yhteen niin, että etusormesi muodostaa hyvin pienen aukon.
  • Tuo sanomalehti niin lähelle silmiäsi, että kirjaimet muuttuvat epäselviksi.
  • Sulje toinen silmäsi ja katso toisella sanomalehteä etusormesi muodostamasta aukosta.
Tuloksia:
Kirjoitus näkyy myös hyvin läheltä selkeämpänä ja sitä pystyy lukemaan.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä valmistetaan ”monokkeli” eli yhden silmän suurennuslasi. Tehtävässä on tarkoitus havainnoida, miten kohteista heijastuva valo haittaa kuvien tarkentumista sarveiskalvolla. Sanomalehdestä heijastuu valoa silmiin. Mitä lähempänä kasvoja sanomalehti on, sitä enemmän valoa heijastuu kaikista suunnista ja pupilli supistuu estääkseen liian valon pääsyn silmään. Hajavalon takia verkkokalvolla muodostuva kuva on epätarkka. Silmän eteen asettama käsi auttaa pupillia avautumaan ja kuva tarkentuu, koska etusormen muodostamasta aukosta pääsee silmään paljon vähemmän valoa.

Ihminen: Vasen ja oikea silmä näkevät eri kuvan

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kaksi kynää
Tee näin:
  • Pidä kyniä silmien edessä kärjet vastakkain.
  • Katso kyniä vuorotelleen oikealla ja vasemmalla silmällä.
  • Tarkkaile kyninen ”käyttäytymistä” suhteessa taustaan.
  • Pane kynät pois ja osoita etusormella jotakin toisella puolella huonetta.
  • Pidä etusormi paikoillaan ja katso kohdetta vuorotelleen eri silmillä.
  • Tarkkaile etusormen ”käyttäytymistä” suhteessa kohteeseen.
Tuloksia:
Kun vaihdat silmää, näyttää kuin kynä tai etusormi hyppäisi sivulle.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus tutkia oikean ja vasemman silmän synnyttämien kuvien erilaisuutta. Silmät näkevät kumpikin eri kuvat, mutta tavallisesti sitä ei huomaa, koska aivot yhdistävät nämä kuvat yhdeksi kuvaksi. Kahden eri kuvan näkeminen on hyödyllistä, koska etäisyyden arvioiminen perustuu siihen. Samalla kun aivot yhdistävät kaksi eri kuvaa ne myös analysoivat kuvien välistä eroa. Siten voimme määrittää eri kohteiden etäisyyden. Siksi etäisyyttä on vaikea arvioida, jos katsoo vain yhdellä silmällä. Molemmat silmät voivat olla tasavahvat tai toinen silmistä on vahvempi (silloin sormi ”hyppää” toisella silmällä katsoessa huomattavasti). Vasen- tai oikeasilmäisyys on samanlainen ilmiö, kuin vasen ja oikeakätisyys.