Chiếu sáng

(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 thông qua việc quan sát ảnh hưởng của ánh sáng trong một không gian tối để hiểu ra rằng các vật thể chỉ có thể được nhìn thấy khi có ánh sáng. Lắp ráp một mô hình đèn pin là một cách thú vị, trực quan để học sinh thực hiện các quan sát. Ví dụ được cung cấp chỉ để truyền cảm hứng. Hãy khuyến khích học sinh tự lắp ráp ý tưởng một mô hình đèn pin của riêng mình.
Nếu quyết định sử dụng một căn phòng tối, hãy chuẩn bị trước để hỗ trợ bất kỳ học sinh nào cảm thấy không thoải mái với không gian này.

• Nền tảng khoa học - chiếu sáng: Trọng tâm của bài học này là việc con người cần ánh sáng để nhìn thấy các vật thể.
  • Các vật thể như mặt trời, lửa, đom đóm, bóng đèn và màn hình điện tử có thể nhìn thấy được vì chúng là nguồn sáng truyền trực tiếp đến mắt.
  • Các vật thể như mặt trăng, các hành tinh, hầu hết các loại đá và cây cối không phải là nguồn sáng, vì vậy chỉ có thể nhìn thấy được khi chúng phản xạ hay hắt ánh sáng từ nguồn sáng vào mắt.
  • Khi mắt phát hiện ra ánh sáng, tín hiệu điện được gửi đến não để tiếp nhận hình ảnh.
• Xây dựng kiến thức tiền đề - Chiếu sáng: Sử dụng các tài liệu khoa học cốt lõi của giáo viên và kiến thức nền tảng được cung cấp, chia sẻ thông tin, hình ảnh và định nghĩa.
  • Con người cần ánh sáng để nhìn thấy được.
  • Các vật thể tạo ra ánh sáng được gọi là nguồn sáng. Mặt trời và các tinh cầu khác, sấm sét, lửa trại, nến, đèn bàn hay đèn pin là những ví dụ về nguồn sáng.
  • Các vật thể không tạo ra ánh sáng chỉ có thể được nhìn thấy nếu có ánh sáng chiếu vào chúng. Mặt trăng, bóng rổ và chuột là những ví dụ về các vật thể không tạo ra ánh sáng của riêng chúng.
  • Từ vựng chính: nguồn sáng
• 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
  • Sử dụng các mục Khối Sự kiện và Ánh sáng ở menu Trợ giúp> Khối Hình chữ trong Ứng dụng SPIKE để hỗ trợ thêm.
  • Hoàn thành bài học Sự trong suốt trước để giúp học sinh quen thuộc hơn với ánh sáng.
• Tài nguyên: Để hỗ trợ việc học tập và thử nghiệm ánh sáng, học sinh sẽ cần một không gian tối và các vật liệu khác nhau.
  • Hãy làm tối lớp học hoặc thực hiện trong một phòng khác nếu có thể.
  • Ngoài ra, có thể tiến hành thử nghiệm thay thế bằng cách tạo và sử dụng một hoặc nhiều lỗ quan sát làm từ hộp các tông lớn có nắp. Cắt một lỗ quan sát nhỏ ở một đầu của hộp.
  • Đặt vào một vật thể bí mật (hoặc thẻ có ghi một chữ cái trong bảng chữ cái).
  • Học sinh sử dụng lỗ quan sát để nhìn vào không gian tối này.
  • Đặt ra quy tắc cùng xem hộp để bảo vệ mắt của các em. Đó có thể là dùng một tấm giấy bóng kính hình vuông đặt trên lỗ quan sát trước khi mỗi học sinh ghé mắt vào. Giấy bóng kính nên được thay sau mỗi lần xem.

PHẦN A (45 phút)

• Giới thiệu (các) nhân vật chính của câu chuyện và thử thách đầu tiên: Sofie nghĩ có thứ gì đó ở dưới gầm giường của mình. Em có thể giúp Sofie nhìn xem đó là gì không?

• SUY NGHĨ - Triển khai một cuộc thảo luận ngắn gọn về (các) chủ đề bài học và thử nghiệm bằng cách sử dụng điều tra trực quan ngắn gọn và hình ảnh câu chuyện nếu muốn.

  • Làm tối căn phòng. Tiếp theo, để ánh sáng đi vào phòng. Sau đó, làm tối căn phòng một lần nữa và sử dụng đèn pin để thắp sáng một góc. (Chuẩn bị tinh thần trước cho học sinh. Miễn tham gia cho những học sinh không cảm thấy thoải mái trong phòng tối hoặc hỗ trợ các em.)
  • Có thể nhìn thấy gì trong căn phòng tối? Tại sao? (Không nhiều, vì không có nguồn sáng tốt)
  • Có thể nhìn thấy gì khi căn phòng được thắp sáng? Tại sao? Các nguồn sáng là gì? (Có thể thấy mọi thứ trong phòng, vì các nguồn sáng giúp chiếu sáng các vật thể; ánh sáng điện bên trong, còn có thể là ánh sáng mặt trời từ bên ngoài)
  • Có thể thấy gì trong một căn phòng tối với đèn pin chiếu vào một góc? Ta nhìn thấy được là nhờ đâu? (đồ vật trong góc, còn phần còn lại của căn phòng tối hơn; đèn pin, vì nó thắp sáng góc phòng)
  • Sofie cần gì để nhìn thấy vật thể dưới gầm giường? (Sofie cần một nguồn sáng dưới gầm giường. Đèn pin sẽ có hiệu quả trong trường hợp này.)

• Phát một Bộ dụng cụ học tập LEGO^® Education SPIKE^™ Essential và một thiết bị cho mỗi nhóm.

• Khi các em thực hiện, hãy cân nhắc chia sẻ các ví dụ dưới đây để hỗ trợ cho việc lắp ráp hoặc lập trình.

• Hãy làm rõ rằng các hình ảnh thể hiện ý tưởng cho một mô hình đèn pin, nhưng học sinh nên tự lắp ráp ý tưởng đèn pin của riêng mình.

• Yêu cầu học sinh:

  • Sử dụng mô hình cơ sở để LẮP RÁP đèn pin giúp Sofie nhìn thấy vật thể dưới gầm giường.
  • LẬP TRÌNH để mô hình đèn pin chiếu sáng một khu vực hoặc bên trong hộp có lỗ quan sát.

• Giúp các em động não về cách sử dụng đèn ma trận trong đèn pin. Để nhìn rõ vật thể, chúng ta nên sử dụng ánh sáng màu gì? Chúng ta nên sử dụng bao nhiêu đèn trên đèn ma trận? (Ánh sáng trắng sẽ hiệu quả nhất vì các màu khác sẽ ảnh hưởng đến màu sắc trên vật thể. Bật tất cả chín đèn ma trận để có hiệu quả tốt nhất.)

Ý tưởng mẫu

• Yêu cầu học sinh kiểm tra độ sáng của đèn pin trong không gian tối. (Hãy làm rõ quy trình tạo ra một không gian tối hoặc trình bày cách sử dụng hộp quan sát đã chuẩn bị.)
  • Đặt đèn pin của từng nhóm một vào bên trong hộp và đóng nắp lại.
  • Cho phép mỗi thành viên nhìn qua lỗ quan sát và thử xác định vật thể (hoặc chữ cái).
  • Khuyến khích học sinh viết, vẽ, hoặc nói ra thứ các em quan sát được.
• 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 những cảm hứng các em có được từ hoạt động chia sẻ.

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)

• Yêu cầu các em tập trung để chia sẻ.
• Yêu cầu các em giải thích
  • Em nhìn thấy gì bên trong chiếc hộp? (hoặc Em đã nhìn thấy gì trong bóng tối?)
  • Tại sao chúng ta cần không gian tối cho thử nghiệm này? Tại sao chúng ta cần đèn pin?
  • Đèn pin đã giúp em nhìn thấy vật thể ra sao?

Yêu cầu học sinh giữ nguyên mô hình của mình để sử dụng trong phần Chế tạo.

• (5 phút) Chia sẻ kiến thức nền tảng để hỗ trợ học sinh Chế tạo:
  • Đèn pin được chế tạo phát ra ánh sáng riêng, giúp ta nhìn thấy được vật thể trong một không gian không có ánh sáng nào khác. Tìm hiểu chuyện gì xảy ra khi thay đổi lượng ánh sáng.
• (15 phút) Lặp lại và thử nghiệm để hoàn thành thử thách tiếp theo trong ứng dụng.
• Tổ chức tổ hợp các nhóm để tiếp tục thử nghiệm với những trường hợp mới. Yêu cầu học sinh mô tả những gì xảy ra trong mỗi trường hợp:
  1. Nhiều đèn pin cùng chiếu vào vật thể
  2. Không có nhiều ánh sáng chiếu vào vật thể
  3. Một đèn pin không chiếu vào vật thể
  4. Không có đèn pin
  • (Học sinh sẽ khám phá ra rằng chiếu ánh sáng càng mạnh vào vật thể thì ta càng dễ dàng nhìn thấy những chi tiết của cả vật ở gần và ở xa.)
• (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:
  • Đèn pin của các em chiếu sáng được một vật thể bí ẩn khi sử dụng trong một không gian tối.
  • Quan sát của các em ghi lại thời điểm có thể nhìn thấy vật thể.
  • Các em dùng minh chứng từ những quan sát của mình để giải thích việc các vật thể trong bóng tối chỉ có thể được nhìn thấy có nguồn sáng chiếu vào.

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:

• Cung cấp các phương pháp cơ bản để học sinh thể hiện quan sát của mình trong từng trường hợp thử nghiệm, sử dụng cử chỉ (lắc hoặc gật đầu, đứng hoặc ngồi), các câu hỏi có/không, ví dụ như Em có nhìn thấy (thẻ, vật thể, chữ cái) không hoặc chỉ vào/sắp xếp hình ảnh.
  Tăng độ khó bằng cách:
• Thêm cảm biến vào mô hình để giáo viên có thể kiểm soát xem nguồn sáng tắt hay bật.

• Giúp học sinh động não về các nguồn sáng mà các em có thể nhìn thấy bên ngoài trường học hoặc cửa sổ nhà ngay sau khi trời tối (đèn đường, đèn pha ô tô, biển báo dạ quang, đom đóm, ngôi sao). Nếu học sinh nói mặt trăng là nguồn sáng, hãy nhắc lại rằng thực ra mặt trăng chỉ phản chiếu ánh sáng từ mặt trời. Mặt trăng không tự tạo ra ánh sáng. Yêu cầu học sinh tạo các trang hướng dẫn có minh họa vào ban đêm cho cộng đồng của mình. Nếu cần, hãy cung cấp một trang mẫu với mẫu câu như Em thấy______________ ở bên ngoài. Nó tạo ra ánh sáng. Sau đó yêu cầu học sinh đếm tất cả các nguồn sáng. Nếu thích hợp, hãy sử dụng các câu hỏi để hỗ trợ phân loại các nguồn sáng tự nhiên và nhân tạo.

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