Giao tiếp bằng ánh sáng và âm thanh

(LƯU Ý: Bài học này bao gồm Phần A và Phần B. Cả hai đều quan trọng trong việc tiếp cận tiêu chuẩn học tập đầy đủ. Nếu thời gian có hạn, hãy xem xét cả hai phần để chọn ra các yếu tố đáp ứng nhu cầu của học sinh.)

Trọng tâm của bài học này là thiết kế và lắp ráp một thiết bị gửi thông điệp sử dụng ánh sáng hoặc âm thanh để giao tiếp từ xa. Học sinh sẽ thiết kế mã thông điệp bằng ánh sáng hoặc âm thanh của riêng mình, sau đó tạo ra một mô hình thiết bị để kiểm tra các mã đó một cách thú vị và trực quan. Bài học cung cấp cả gợi ý mã và các ví dụ lắp ráp/lập trình để lấy cảm hứng. Hãy khuyến khích học sinh tự thiết kế mã thông điệp và thiết bị của riêng mình.

• Nền tảng khoa học - Giao tiếp bằng ánh sáng hoặc âm thanh: Các giải pháp liên lạc từ xa đã có từ lâu đời tựa như lịch sử loài người vậy.
  • Các nền văn hóa cổ đại sử dụng trống, người đưa tin chuyển lời, sứ giả mang thông điệp được ghi lại trên đất sét hoặc trên giấy cói và tín hiệu khói.
  • Về sau còn có cờ, gương và đèn báo được sử dụng để giao tiếp bằng mật mã.
  • Từ thế kỷ XIX đến nay, các thiết bị điện (điện báo, điện thoại, radio, vệ tinh và internet) đã gia tăng khoảng cách con người có thể gửi và nhận tin nhắn, phạm vi rộng khắp trên thế giới và cả vào không gian xa xôi.
• Xây dựng kiến thức tiền đề - Giao tiếp bằng ánh sáng hoặc âm thanh: Sử dụng các tài liệu khoa học và toán học cốt lõi của giáo viên, chia sẻ thông tin, hình ảnh và định nghĩa.
  • Con số (chẳng hạn như 1 đến 20) đại diện cho số lượng có thể đếm được.
  • Con người sử dụng âm thanh, ánh sáng trong đời sống hàng ngày khi nói chuyện, sử dụng các thiết bị kỹ thuật số, dùng chuông báo điện tử, bật tắt đèn, v.v.
  • Từ vựng chính: mã, giao tiếp.
• Kinh nghiệm lắp ráp và lập trình: Xem lại các đề xuất trong Kế hoạch Bài giảng. Đối với bài học này, giáo viên cũng có thể muốn
  • Củng cố lại bằng hướng dẫn Ánh sáng trong menu Bắt đầu của ứng dụng SPIKE.
  • Sử dụng các mục Khối Sự kiện, Âm thanh và Ánh sáng ở menu Trợ giúp>Khối biểu tượng trong Ứng dụng SPIKE nhằm bồi đắp kiến thức về cách lập trình bằng âm thanh và ánh sáng để gửi đi thông điệp.
  • Sử dụng bài học Dao động âm nhạc để bồi đắp kinh nghiệm với việc thiết kế các thiết bị tạo ra âm thanh.
• Tài nguyên: Tìm hình ảnh của các ngọn hải đăng và đèn giao thông nếu cần thiết để hỗ trợ xây dựng kiến thức nền tảng cho học sinh.

PHẦN A (45 phút)

• Giới thiệu (các) nhân vật chính của câu chuyện và thử thách đầu tiên: Daniel sống ở đối diện nhà Sofie. Daniel có thể sáng tạo thứ gì để gửi thông điệp cho Sofie được nhỉ?

• SUY NGHĨ - Triển khai một cuộc thảo luận ngắn gọn về (các) chủ đề bài học, sử dụng hình ảnh câu chuyện nếu muốn.

  • Giả sử các em muốn nói chuyện với một người không ở gần. Hãy thử gửi một thông điệp cho người ở góc phòng đối diện. Lưu ý không được dùng lời nói. (Hướng dẫn học sinh suy nghĩ về thực tế là chúng ta có thể cần giao tiếp bằng cách sử dụng hiệu ứng ánh sáng hoặc âm thanh.)
  • Nếu người kia không ở trong phòng thì sao? Khi đó các em có thể làm gì? (Gọi điện thoại, thực hiện cuộc gọi video, gửi email)
  • Kể tên những cách mọi người sử dụng ánh sáng để truyền đi thông điệp. (Giáo viên có thể muốn trình chiếu các hình ảnh để hỗ trợ xây dựng kiến thức, ví dụ như đèn giao thông nhấp nháy để yêu cầu người điều khiển phương tiện dừng lại và đi tiếp, ngọn hải đăng nhấp nháy để đưa ra chỉ dẫn giúp mọi người trên thuyền tránh xa nguy hiểm, và lái xe nhấp nháy đèn pha ô tô để gửi tín hiệu).
  • Hãy suy nghĩ về vấn đề của Daniel. Các em có câu hỏi nào không? Ta có thể giúp Daniel bằng cách nào? (Học sinh có thể đặt câu hỏi rằng cửa sổ nhà Daniel và Sofie đang mở hay đóng, và giải pháp này nên thực hiện vào ban ngày hay ban đêm, v.v.)

• Phát một Bộ LEGO^® Education SPIKE^™ Cơ bản và một thiết bị cho mỗi nhóm.

• Khi các em thực hiện, hãy cân nhắc chia sẻ các ý tưởng ví dụ dưới đây để hỗ trợ cho việc lắp ráp hoặc lập trình. Cần làm rõ rằng đây chỉ là ý tưởng ví dụ. Học sinh nên tự lắp ráp và lập trình thiết bị do mình thiết kế.

• Yêu cầu học sinh:

  • Thảo luận về vấn đề của Daniel và cách giải quyết nó.
  • Lập kế hoạch những cách sử dụng ánh sáng làm mã cho thông điệp. Viết chúng ra (Hãy hỗ trợ học sinh với các ví dụ, chẳng hạn như nháy một lần = có; nháy hai lần = không; nháy ba lần = không biết).
  • Sử dụng mô hình cơ sở để THIẾT KẾ và LẮP RÁP một thiết bị có thể giao tiếp bằng đèn nháy, bắt đầu từ việc phác thảo để khám phá các ý tưởng của mình.
  • LẬP TRÌNH để thiết bị có thể gửi thông điệp bằng mã ánh sáng mà các em đã lên kế hoạch.

• Giúp các em động não về cách sử dụng Bộ dụng cụ SPIKE^™ Cơ bản để hỗ trợ các ý tưởng thiết kế, chẳng hạn như:

  • Yêu cầu học sinh chọn ra các chi tiết quan trọng nhất trong bộ dụng cụ để giao tiếp bằng ánh sáng (Ma trận ánh sáng và cảm biến).
  • Cách lập trình cảm biến ánh sáng để thay đổi màu sắc giúp cho các mã thú vị hơn (ví dụ: màu đỏ nháy một lần = vui; màu xanh dương nháy một lần = buồn).

• Khuyến khích học sinh làm lại mô hình cho đến khi nó hoạt động đúng như mong đợi.

• Khi đã qua một nửa thời gian thực hiện, hãy yêu cầu học sinh trao đổi ý tưởng bằng cách sử dụng một quy trình quen thuộc trong lớp học rồi cập nhật vào mô hình của các em những cảm hứng có được từ hoạt động chia sẻ.

Ý tưởng mẫu

• Tập hợp học sinh để chia sẻ.

• Yêu cầu từng nhóm sử dụng mô hình và kế hoạch thiết kế để chứng minh và giải thích:

  • Ý tưởng thiết kế của nhóm và lý do lựa chọn.
  • Cách thiết bị giúp giao tiếp khi có khoảng cách.
  • Khó khăn lớn nhất khi xử lý vấn đề này.
  • Thiết kế có hoạt động hiệu quả không hay các em đã phải điều chỉnh gì.
  • Loại mã các em đã tạo.

Nếu muốn tiếp tục Phần B - Giải thích, hãy yêu cầu học sinh giữ nguyên mô hình hoặc cho thêm thời gian để các em lắp ráp lại.

PHẦN B (45 phút)

• Lặp lại các bước từ Phần A - Giải thích để yêu cầu các nhóm khác trình bày và giải thích hiểu biết của mình.

• (5 phút) Chia sẻ kiến thức nền tảng để hỗ trợ học sinh Chế tạo:

  • Ngoài ánh sáng, con người cũng sử dụng âm thanh để gửi tín hiệu trong cuộc sống hàng ngày.
  • Hãy nêu một số ví dụ. Chúng gửi đi thông điệp gì? (báo cháy, còi hú trên xe cảnh sát hoặc xe cứu thương, nhạc chuông từ điện thoại và chuông cửa; những âm thanh này chủ yếu để thu hút sự chú ý của mọi người và đôi khi để cảnh báo họ về tình huống nguy hiểm.)
  • Khuyến khích học sinh giải thích thêm về nhiều tín hiệu âm thanh hơn trong cuộc sống hàng ngày. Sau đó giúp các em động não nhanh về cách sử dụng ba Khối Âm thanh trong Ứng dụng SPIKE.
  • Đặt ra câu hỏi: Các em có thể sử dụng âm thanh nào? (Xem Ứng dụng SPIKE>menu Trợ giúp>Khối biểu tượng để biết câu trả lời.)

• (15 phút) Yêu cầu học sinh thực hiện lại và kiểm tra mô hình của các em để hoàn thành thử thách tiếp theo trong ứng dụng:

  • Lập kế hoạch những cách sử dụng ánh sáng làm mã cho thông điệp. Viết các cách ấy ra. (Hỗ trợ học sinh bằng các ví dụ như tiếng vỗ tay = vui; tiếng chó sủa = muốn vui chơi).
  • Thiết kế và lắp ráp một thiết bị tạo ra âm thanh. Lập trình để thiết bị sử dụng âm thanh gửi đi thông điệp được mã hóa. (Xem phần Chuẩn bị để tham khảo bài học Dao động âm nhạc có thể hỗ trợ học sinh.)

• (5 phút) Mời học sinh chia sẻ kiến thức, ý tưởng, hoặc kỹ năng:

  • Giúp các em hoàn thành thử thách.
  • Các em học được trong khi lắp ráp.

• Yêu cầu học sinh dọn dẹp các bộ dụng cụ và khu vực làm việc.

• Đặt câu hỏi hướng dẫn để để gợi mở suy nghĩ và quyết định cho học sinh trong khâu lên ý tưởng, lắp ráp và lập trình.

Danh sách kiểm tra những mục cần quan sát

• Xem lại các mục tiêu học tập (mục Hỗ trợ Giáo viên).
• Sử dụng danh sách kiểm tra để quan sát sự tiến bộ của học sinh:
  • Các em có thể phát triển các mã của riêng mình bằng cách sử dụng âm thanh và ánh sáng.
  • Các em có thể thiết kế, lắp ráp và mô tả những tính năng của các thiết bị sử dụng ánh sáng và âm thanh (mã) để giải quyết vấn đề giao tiếp từ xa.
  • Các em có thể làm lại thiết bị của mình cho đến khi nó hoạt động đúng như mong đợi.

Tự đánh giá

Yêu cầu mỗi học sinh chọn một khối lắp ráp mà em cảm thấy thể hiện đúng nhất hiệu suất của mình.

• Khối xanh dương: Em nghĩ mình có thể làm theo hướng dẫn để tạo một chương trình.
• Khối vàng: Em có thể làm theo hướng dẫn để tạo một chương trình.
• Khối xanh lá: Em có thể làm theo hướng dẫn để tạo một chương trình và còn có thể giúp một bạn khác thực hiện.

Phản hồi từ bạn bè

Triển khai theo các nhóm nhỏ, cho học sinh thảo luận về trải nghiệm của các em khi làm việc nhóm.
Khuyến khích học sinh sử dụng các cách nói như:

• Mình thích cách bạn...
• Bạn có thể giải thích thêm cho mình về cách...

Đơn giản hóa bài học này bằng cách:

• Gợi ý một mã đơn giản (ví dụ: nháy một lần = có; nháy hai lần = không; nháy ba lần = không biết; A = 1, B = 2; tiếng vỗ tay = vui; chó sủa = muốn vui chơi) để giúp học sinh nhanh chóng chuyển sang khâu thiết kế thiết bị của mình. Nếu học sinh gặp khó khăn, hãy sử dụng các ví dụ được cung cấp trong mục Khám phá để gợi mở suy nghĩ.

Tăng độ khó bằng cách:

• Tổ chức các nhóm bốn và thử thách các em thiết kế những thiết bị kết hợp ánh sáng và âm thanh để giao tiếp từ xa.

• Yêu cầu học sinh viết và vẽ các mã mình đã tạo trong phần Khám phá và Chế tạo lên flashcard. Yêu cầu các em sử dụng màu sắc, con số, hình ảnh và các từ chỉ âm thanh (ví dụ: "sủa") để tạo flashcard. Khuyến khích các em chia sẻ flashcard với bạn bè và gia đình để giải thích cách sử dụng mã của mình trong giao tiếp.

Nếu có thể, hoạt động này sẽ kéo dài hơn 45 phút của bài học.