Cách mắt nhìn thấy

(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 khám phá cách ánh sáng ảnh hưởng đến khả năng nhìn của chúng ta. Học sinh sẽ lắp ráp một chiếc đèn di động, sử dụng (các) hình ảnh ví dụ, hướng dẫn lắp ráp và ý tưởng lập trình để lấy cảm hứng. Hãy khuyến khích học sinh tự thiết kế và lắp ráp ý tưởng đèn di động của riêng mình nếu muốn.

• Xây dựng kiến thức tiền đề - Cách mắt nhìn thấy: Sử dụng các tài liệu khoa học cốt lõi của giáo viên, chia sẻ thông tin, hình ảnh và định nghĩa.
  • Ánh sáng sau khi phản chiếu (hắt vào) các vật thể sẽ đi vào mắt.
  • Võng mạc là bộ phận giúp mắt phát hiện ánh sáng và nhận diện màu sắc.
  • Mắt gửi tín hiệu về ánh sáng và màu sắc này đến não bộ, nơi sử dụng thông tin này để chúng ta nhìn thấy được các vật thể.
  • Từ vựng chính: ánh sáng phản chiếu, mắt, võng mạc
• 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 các hướng dẫn Động cơ và Ánh sáng trong menu Bắt đầu của ứng dụng SPIKE.
  • 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.
  • Thêm động cơ vào mô hình để xe có thể di chuyển đến một vị trí mới và LẬP TRÌNH mô hình ấy (Gợi ý: Xem mô hình mẫu trong bài học Chiếc xe buýt lớn ) để lấy cảm hứng và xây dựng nền tảng cho phần Chế tạo.
• Tài nguyên: Học sinh sẽ cần một không gian tương đối tối để nhìn thấy đèn ma trận. Cân nhắc việc đóng rèm cửa, giảm ánh sáng đèn trần hoặc cung cấp những hộp các tông lớn có lỗ nhìn qua để thử nghiệm mô hình.

PHẦN A (45 phút)

• Giới thiệu (các) nhân vật chính của câu chuyện và thử thách đầu tiên: Daniel tìm thấy thứ gì đó khi đang thám hiểm trong một hang động tối mịt. Em có thể giúp Daniel nhìn rõ hơn không?

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

  • Chúng ta nhìn thấy các vật thể trong một môi trường tối bằng cách nào? (Sử dụng đèn pin hoặc ánh sáng khác để chiếu lên vật thể.)
  • Nếu đường đi của ánh sáng đến một vật thể bị chặn, điều đó ảnh hưởng đến khả năng nhìn thấy vật thể của chúng ta ra sao? (Vì ánh sáng không thể đi qua nên vật thể sẽ không thể phản chiếu bất kỳ ánh sáng nào. Không có ánh sáng, mắt chúng ta không thể gửi tín hiệu về vật thể đến não bộ nên do đó chúng ta không thể nhìn thấy nó rõ ràng.)
  • Chúng ta có thể làm gì để nhìn thấy một vật thể nếu ánh sáng bị chặn mất? (Di chuyển ánh sáng, di chuyển thứ chặn ánh sáng hoặc di chuyển vật thể.)

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

• Khi học sinh thực hiện, hãy nhấn mạnh rằng (các) hình ảnh và hướng dẫn lắp ráp chỉ thể hiện một ý tưởng cho một chiếc xe và đèn. Học sinh có thể tự thiết kế và lắp ráp ý tưởng đèn di chuyển được của riêng mình.

• Yêu cầu học sinh:

  • Sử dụng mô hình cơ sở để lắp ráp một mô hình xe giúp Daniel nhìn thấy các vật thể trong hang động. Thêm đèn vào phía trước xe của Daniel.
  • LẬP TRÌNH mô hình để chỉ ra đường đi của ánh sáng cho phép ta nhìn thấy một vật thể như thế nào.
  • Thử nghiệm mô hình (sử dụng không gian tối mà giáo viên cung cấp - xem phần Chuẩn bị).

• Giúp các em động não về cách sử dụng những chi tiết LEGO^® để mô hình hóa vai trò của ánh sáng với tầm nhìn. Ví dụ, học sinh có thể sử dụng đèn ma trận thay cho đèn pin và một tấm LEGO làm "bức tường" để chặn ánh sáng đến một vật thể. Di chuyển các chi tiết này - ánh sáng và bức tường - sẽ giúp học sinh khám phá những thay đổi trong đường đi của ánh sáng ảnh hưởng ra sao đến khả năng nhìn thấy vật thể.

• 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 các em có được từ hoạt động chia sẻ.

Ý tưởng mẫu

• Yêu cầu học sinh tập trung để chia sẻ. 

• Yêu cầu mỗi nhóm sử dụng mô hình để chứng minh và giải thích:

  • Cách ánh sáng phản chiếu từ một vật thể vào mắt để chúng ta có thể nhìn thấy nó.
  • Lý do chúng ta không thể nhìn thấy một vật thể khi đường đi của ánh sáng đến vật thể bị chặn.

• Mời học sinh chia sẻ về những thay đổi các em đã thực hiện để cải thiện hiệu suất của mô hình.

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: Thảo luận về lý do tại sao di chuyển xe sẽ thay đổi đường đi của ánh sáng khi bức tường vẫn còn đó. (Đường đi của ánh sáng đã bị chặn bởi "bức tường", tức là tấm LEGO. Di chuyển xe sang trái hoặc phải cho phép ánh sáng tránh được bức tường.)

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

  • LẬP TRÌNH động cơ trong mô hình của em để xe có thể di chuyển đến một vị trí mới. (Gợi ý: Xem mô hình mẫu trong bài học Chiếc xe buýt lớn để lấy cảm hứng.)
  • Thể hiện cách vị trí của xe thay đổi đường đi của ánh sáng và ảnh hưởng đến khả năng nhìn thấy của Daniel. Giải thích xem liệu việc di chuyển chiếc xe có thể giúp Daniel nhìn thấy vật thể tốt hơn không, và nếu có thì bằng cách nào.

• (10 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:
  • Mô hình của các em có bao gồm một chiếc đèn di chuyển được đến các địa điểm mới.
  • Các em sử dụng được mô hình để mô tả việc mắt chúng ta cần ánh sáng phản chiếu từ một vật thể để có thể nhìn thấy vật thể đó.
  • Các em sử dụng được mô hình để giải thích rằng chặn đường đi của ánh sáng chiếu đến một vật thể đồng nghĩa với việc chúng ta không thể nhìn thấy vật thể.

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:

• Điều chỉnh thử thách đầu tiên: Yêu cầu học sinh lắp ráp và lập trình một chiếc đèn (sử dụng đèn ma trận) mà không cần xe. Yêu cầu học sinh thử nghiệm đèn với các vật thể khi có và không có tường chắn.

Tăng độ khó bằng cách:

• Mở rộng thử thách Chế tạo: Yêu cầu học sinh thay đổi mô hình Chế tạo của mình bằng cách lập trình độ sáng pixel của đèn ma trận từ 0%, 25%, 50%, 75% đến 100%. Yêu cầu các em theo dõi khả năng nhìn thấy một vật thể thay đổi ra sao với các mức độ sáng khác nhau.

• Cung cấp tài liệu học tập về loài động vật (khác con người) có thể nhìn rất rõ trong bóng tối. Yêu cầu học sinh chọn một trong những loài vật này và viết một bài báo ngắn mô tả cách thức và khoảng cách nó nhìn được trong bóng tối.

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