Ánh sáng chiếu xuyên qua

(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 chi tiết đáp ứng nhu cầu của học sinh.)

Trọng tâm của bài học này là lập kế hoạch và nghiên cứu cách các vật liệu khác nhau ảnh hưởng đến chùm ánh sáng. Học sinh lắp ráp một mô hình nguồn sáng như một cách thú vị, trực quan để thử nghiệm vật liệu và thực hiện quan sát. Ví dụ được cung cấp chỉ để truyền cảm hứng. Hãy khuyến khích học sinh lắp ráp ý tưởng một mô hình nguồn sáng của riêng mình.

• Nền tảng khoa học - Ánh sáng:
  • Ánh sáng truyền theo các đường thẳng được gọi là chùm ánh sáng.
  • Các vật liệu cho phép hầu hết ánh sáng trong chùm ánh sáng đi qua (như nhựa hoặc thủy tinh không màu) được gọi là trong suốt.
  • Các vật liệu cho phép một số ánh sáng đi qua (chẳng hạn như giấy ăn) được gọi là trong mờ.
  • Các vật liệu không cho phép bất kỳ ánh sáng nào đi qua (chẳng hạn như một khối gỗ) được gọi là đục.
  • Nếu muốn, hãy chứng minh làm rõ điều này trong phần Tham gia với một vài vật dụng trong lớp học.
• Xây dựng kiến thức tiền đề - Ánh sáng: Sử dụng các tài liệu khoa học cốt lõi của giáo viên, chia sẻ thông tin, hình ảnh và định nghĩa.
  • Con người cần ánh sáng để nhìn thấy được.
  • Một số vật thể (như mặt trời, tia sét, bóng đèn) tự tạo ra ánh sáng, còn những vật thể khác (như ghế, cây, bàn gỗ) thì không.
  • Đồ vật được làm từ nhiều loại vật liệu. Mỗi vật liệu có tác động khác nhau đến chùm ánh sáng.
  • Từ vựng chính: nguồn sáng, chùm ánh sáng, vật liệu
• Kinh nghiệm lắp ráp và lập trình: Xem lại các đề xuất trong mục 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 Biểu tượng trong Ứng dụng SPIKE để hỗ trợ thêm.
• Tài nguyên:
  • Xác định các vật dụng có thể phân loại trong lớp học được làm từ các vật liệu có khả năng truyền ánh sáng khác nhau, chẳng hạn như kim loại, gỗ, nhựa, thủy tinh, vải bông hoặc một loại vải trong mờ khác.
  • Thu thập các vật liệu có thể phân loại khác nhau với đa dạng đặc tính, bao gồm đặc tính trong suốt (như màng bọc thực phẩm, giấy bóng kính), trong mờ (như giấy nến, giấy xi măng, giấy ăn) và đục (như bìa cứng, giấy bạc) và xác định cách học sinh sẽ quan sát chúng (trong hộp, trên bệ, trên bàn xem, v.v.)
  • Cân nhắc việc sử dụng từ ngữ hoặc hình ảnh của bóng đèn để chú thích sẵn các hộp, biểu đồ treo tường, hoặc các công cụ khác để hỗ trợ các học sinh nhỏ tuổi phân loại. Ngoài ra, giáo viên có thể dán chú thích ở các góc phòng và yêu cầu học sinh phân loại vật liệu thành chồng ở mỗi góc.
  • Tìm cách giảm bớt độ sáng của phòng học để dễ nhìn thấy và chặn nguồn sáng.

PHẦN A (45 phút)

• Giới thiệu (các) nhân vật chính của câu chuyện và thử thách đầu tiên: Leo muốn tạo ra bóng râm vào một ngày trời nắng chói chang. Bạn ấy nên sử dụng vật liệu gì nhỉ? Hãy giúp Leo tìm hiểu nhé.

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

  • Chỉ vào một số vật dụng trong lớp học và đặt câu hỏi: Những vật dụng này được làm từ vật liệu gì? (nhựa, thủy tinh, vải bông, kim loại, gỗ)
  • Điều gì xảy ra với một chùm ánh sáng khi nó chiếu vào các vật liệu khác nhau này? Ánh sáng có đi xuyên qua không? (Có lúc chùm tia đi xuyên qua vật dụng đó, như vật dụng bằng nhựa hoặc thủy tinh, để chiếu sáng thứ gì đó bên ngoài vật dụng. Có lúc chỉ một số tia sáng xuyên qua được, chẳng hạn như với vật dụng bằng vải hoặc giấy ăn, vì vậy không thể nhìn rõ bên ngoài vật dụng. Có lúc ánh sáng hoàn toàn không xuyên qua được, chẳng hạn như với vật dụng bằng kim loại hoặc gỗ, và thay vào đó nó tạo ra phần bóng đổ ở phía bên kia của vật dụng.)
  • Làm sao để giúp Leo tìm ra một vật liệu tạo bóng râm tốt đây? Có thể thử nghiệm các vật liệu bằng những cách nào? Hãy chia sẻ ý tưởng cùng bạn bên cạnh. (Chúng ta có thể chiếu một chùm ánh sáng vào các vật liệu khác nhau và xem vật liệu nào cung cấp được lượng bóng râm mà chúng ta muốn. Hãy gợi mở các ý tưởng thử nghiệm, bao gồm thử nghiệm với các vật dụng trong lớp học, dự đoán độ trong suốt/mờ đục và sử dụng nguồn sáng để kiểm tra dự đoán của các em.)
  • Tham khảo các vật dụng đã thu thập và nói: Hãy chọn ra một vài vật dụng làm từ những vật liệu khác nhau. Em nghĩ điều gì sẽ xảy ra với ánh sáng? Hãy sử dụng các nhãn "tất cả tia sáng", "một số tia sáng" hoặc "không có tia sáng". (Nhắc lại vị trí của các vật dụng và cách học sinh tiếp cận chúng.)

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

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

• Làm rõ rằng (các) hình ảnh chỉ thể hiện các giải pháp khả thi và học sinh nên tự lắp ráp ý tưởng của riêng mình về một nguồn sáng.

• Yêu cầu học sinh làm việc theo cặp để:

  • Sử dụng mô hình cơ sở để LẮP RÁP nguồn sáng để giúp Leo thử nghiệm các vật dụng làm từ các vật liệu khác nhau.
  • LẬP TRÌNH để mô hình sáng lên.
  • Lập kế hoạch để thử nghiệm lượng ánh sáng chiếu qua bộ sưu tập các vật dụng mình có.
  • Giúp các em động não về cách sử dụng Đèn ma trận. Màu vàng hoặc trắng sẽ giúp học sinh tiến hành một thử nghiệm tốt. Hỗ trợ các kế hoạch nghiên cứu với nhiều tùy chọn để xem xét và sắp xếp (Xem mục Chuẩn bị.)

• Làm tối căn phòng để chùm ánh sáng từ đèn ma trận hiển thị dễ dàng hơn. Yêu cầu học sinh làm việc độc lập để thử nghiệm các vật dụng mình đã chọn bằng cách sử dụng kế hoạch đã lập ra, bao gồm

  • Kiểm tra các vật dụng mình đã chọn.
  • Kiểm tra dự đoán của mình (trong phần Tham gia) về những gì sẽ xảy ra khi một chùm ánh sáng chiếu vào từng vật dụng.
  • Đặt từng vật dụng vào đường đi của chùm ánh sáng.
  • Mô tả lượng ánh sáng đi qua mỗi vật dụng, sử dụng các thuật ngữ "toàn bộ tia sáng", "một số tia sáng" hoặc "không có tia sáng".

• Khi được một nửa quá trình, hãy yêu cầu học sinh trao đổi ý tưởng thử nghiệm bằng cách sử dụng một quy trình quen thuộc trong lớp học rồi cập nhật vào kế hoạch những cảm hứng các em có được từ việc chia sẻ.

Ý tưởng mẫu

• Yêu cầu các em tập trung để chia sẻ.

• Yêu cầu mỗi nhóm sử dụng mô hình đèn và kế hoạch thử nghiệm để chứng minh và giải thích:

  • Các em đã kiểm tra những vật dụng nào và các vật dụng này được làm từ vật liệu gì?
  • Vật liệu nào cho phép tất cả tia sáng, một số tia sáng xuyên qua hoặc không có tia sáng đi qua?
  • Vật liệu nào sẽ hiệu quả nhất để tạo ra bóng râm trong một ngày trời nắng. (Vật liệu cho phép một số tia sáng xuyên qua hoặc không có tia sáng sẽ tạo ra tấm che nắng tốt nhất. Học sinh có thể lập luận rằng bóng râm không cho ánh sáng xuyên qua thì sẽ bị quá tối.)
  • Kế hoạch thử nghiệm có thành công không hay các em phải điều chỉnh thêm.

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 nền tảng để giúp học sinh Chế tạo: Vì sao một vật liệu để tạo bóng râm không nên cho tia sáng hoặc một số tia sáng xuyên qua? Thảo luận về cách sử dụng mô hình có thể giúp ích.

• (20 phút) Yêu cầu học sinh lắp ráp một mô hình hộp cát với phần khung có thể giữ một mảnh vật liệu trên hộp. Yêu cầu các em thử nghiệm các nhóm vật liệu dưới ánh sáng mặt trời (ngoài trời hoặc trên bậu cửa sổ) và quyết định xem liệu vật liệu trong suốt (tất cả tia sáng), trong mờ (một số tia sáng) hay đục (không có tia sáng) sẽ hiệu quả nhất.

• (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 công 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 chính (mục Hỗ trợ Giáo viên).
• Sử dụng danh sách kiểm tra để quan sát sự tiến bộ của học sinh:
  • Các em lắp ráp được một thiết bị ánh sáng để kiểm tra mức độ chùm ánh sáng xuyên qua các vật liệu.
  • Kế hoạch nghiên cứu của các em bao gồm cách để kiểm tra, thử nghiệm và phân loại các vật liệu.
  • Mô tả của các em sử dụng kết quả thử nghiệm để phân loại chính xác các vật liệu theo cách chúng ảnh hưởng đến chùm ánh sáng.
  • Các em sử dụng minh chứng từ nghiên cứu của mình để trả lời câu hỏi về việc tạo bóng râm trong một ngày trời nắng.

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:

• Giảm số lượng vật liệu thử nghiệm và rút gọn các phương pháp học sinh sử dụng để phân loại nếu cần.

Tăng độ khó bằng cách

• Yêu cầu học sinh thêm Bộ não và cảm biến hoặc động cơ vào các mô hình trong phần Chế tạo để thể hiện và sau đó kiểm tra chức năng mô hình của các em trong những điều kiện ánh sáng khác nhau (ví dụ: vào những ngày nhiều mây hoặc có mưa).

• Yêu cầu học sinh tạo một trang sách minh họa cách các em và gia đình mình sử dụng các vật dụng trong suốt hoặc trong mờ. Thu thập các trang thành một cuốn sách của cả lớp và nhờ học sinh hỗ trợ đếm và đánh số trang. Học sinh có thể
  đưa vào các Nhân vật LEGO^® nếu muốn.

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