Ban ngày và ban đêm

(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 vẽ đồ thị lượng bóng tối và ánh sáng trong một tháng cụ thể. Lập trình một chiếc đèn bật khi trời tối và tắt khi trời sáng là cơ hội để thể hiện hiểu biết đó một cách thú vị, trực quan. Hãy khuyến khích học sinh sử dụng (các) hình ảnh ví dụ để lấy cảm hứng hoặc thiết kế và lắp ráp bất kỳ kiểu đèn lập trình nào các em muốn.

• Hãy cân nhắc việc chỉ định mỗi nhóm phụ trách lập trình một tháng khác nhau.

• Nền tảng khoa học - Ban ngày và ban đêm:

  • Biến số quan trọng trong bài học này là bóng tối, không phải thời gian trong ngày.
  • Biểu đồ đường hoặc tròn sẽ phù hợp nhất với dữ liệu, cho phép học sinh thể hiện 1) số giờ sáng ban ngày mỗi tháng trong một năm trên biểu đồ đường hoặc 2) tỷ lệ phần trăm ánh sáng và bóng tối của mỗi tháng trên một loạt biểu đồ tròn.
  • Học sinh có thể sử dụng phân chia thời gian ban ngày/ban đêm trung bình của tháng đó (ví dụ như dữ liệu cho ngày 15 hàng tháng) và không cần thể hiện các thay đổi hàng ngày trong tháng hoặc thay đổi theo thời gian một trong ngày.
  • Lựa chọn và xem xét các loại biểu đồ phù hợp cho học sinh.

• Xây dựng kiến thức tiền đề - Ban ngày và ban đêm: Sử dụng các tài liệu khoa học cốt lõi của giáo viên, chia sẻ thông tin, hình ảnh và định nghĩa.

  • Mặt trời mọc và lặn vào những thời điểm có thể dự đoán được mỗi ngày.
  • Độ dài của ban ngày và ban đêm thay đổi theo tháng và mùa.
  • Dữ liệu khác nhau được thể hiện tốt nhất theo nhiều cách nhất định, bao gồm biểu đồ đường thẳng và biểu đồ tròn.
  • Từ vựng chính: mặt trời mọc, mặt trời lặn

• Kinh nghiệm xây dựng 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 Đèn trong menu Bắt đầu của ứng dụng SPIKE.
  • Sử dụng các mục Khối Điều khiển và Ánh sáng ở menu Trợ giúp>Khối hình chữ trong Ứng dụng SPIKE để hỗ trợ thêm.
  • Sử dụng bài học Thiết bị chọn ngẫu nhiên để bồi đắp kinh nghiệm sử dụng đèn ma trận.

• Tài nguyên: Tìm dữ liệu phù hợp với lứa tuổi học sinh về giờ địa phương của ánh sáng ban ngày: thời gian mặt trời mọc/lặn hàng tháng và tổng thời gian chiếu sáng ban ngày trung bình theo tháng. Tìm kiếm "độ dài trung bình của ngày theo tháng" + tên của một thành phố gần đó, chọn các cơ quan chính phủ và những nguồn đáng tin cậy khác. Cung cấp giấy vẽ đồ thị và bút chì/bút dạ để vẽ đồ thị. Nếu cần, hãy tạo mẫu sẵn cho biểu đồ đường hoặc biểu đồ tròn và xem xét việc sử dụng chúng.

PHẦN A (45 phút)

• Giới thiệu (các) nhân vật chính của câu chuyện và thử thách đầu tiên: Sofie muốn thắp sáng con đường gần khu cắm trại của mình để đảm bảo an toàn. Hãy giúp Sofie lắp đèn trên cao để bật vào ban đêm khi trời tối.

• SUY NGHĨ - Triển khai một thảo luận ngắn gọn về (các) chủ đề bài học:

  • Hôm qua mặt trời mọc và lặn vào khoảng mấy giờ? Tháng này chúng ta có bao nhiêu giờ nhận được ánh sáng ban ngày? (Sẽ có rất nhiều câu trả lời khác nhau. Học sinh cần ước tính được số giờ có ánh sáng ban ngày ở hiện tại và thời gian mặt trời mọc/lặn gần đúng.)
  • Mùa nào có thời gian ban ngày ngắn nhất? Mùa nào có thời gian ban ngày dài nhất? (Ở bán cầu Bắc, mùa đông có thời gian ban ngày ngắn nhất và mùa hè có thời gian ban ngày dài nhất.)

• Phát một Bộ 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 và lập trình. Hãy làm rõ rằng các hình ảnh chỉ thể hiện một ý tưởng và học sinh nên tự thiết kế và xây dựng ý tưởng của riêng mình về một chiếc đèn lập trình được.
• Yêu cầu học sinh:
  • Sử dụng mô hình cơ sở để LẮP RÁP một chiếc đèn trên cao giúp chiếu sáng con đường trong khu cắm trại của Sofie vào ban đêm khi trời tối rồi quyết định xem đèn sẽ được bật trong bao lâu. (Các em có thể mở rộng mô hình khu cắm trại ở phần sau của tiết học.)
  • Sử dụng dữ liệu được cung cấp để 1) thể hiện số giờ ban ngày và/hoặc ban đêm trung bình tại địa phương mỗi tháng bằng biểu đồ đường hoặc một loạt biểu đồ tròn và 2) xác định số giờ ban đêm (buổi tối) trong tháng mà giáo viên đã chỉ định cho học sinh. Xem Chuẩn bị để biết thêm về dữ liệu.
  • Sử dụng dữ liệu được vẽ đồ thị về tháng được phân công để LẬP TRÌNH đèn trên cao thắp sáng đường đi vào ban đêm khi trời tối.
• Giúp các em động não về những cách lập trình đèn, ví dụ, **bằng cách thể hiện mỗi giờ thời gian ban đêm tương ứng với một giây ánh sáng đèn. Điều này sẽ cho phép các em có cái nhìn về một "đêm" mà không cần chờ đến lúc trời tối thật. **
• 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 sản phẩm của mình những cảm hứng các em có được từ hoạt động chia sẻ.

Ý tưởng mẫu
Yêu cầu học sinh giữ nguyên mô hình của mình để sử dụng trong Phần B. Nếu muốn, hãy yêu cầu học sinh Giải thích ngay sau khi lắp ráp, tiếp đó lập trình và Giải thích thêm trong Phần B.

PHẦN B (45 phút)

• Yêu cầu học sinh tập trung để chia sẻ. 

• Yêu cầu mỗi nhóm sử dụng mô hình và đồ thị đã hoàn thiện để chứng minh và giải thích:

  • Cách các em tạo mô hình cho đèn trên cao của một khu cắm trại.
  • Cách biểu đồ thể hiện dữ liệu được cung cấp và những quy tắc mà các em phát hiện ra.
  • Có bao nhiêu giờ ban ngày và ban đêm (bóng tối) trong tháng mà các em được phân công.

• (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: Thêm một con đường và các cây xanh để mở rộng khu cắm trại của Sofie. Sau đó thử nghiệm mô hình và lập trình để đảm bảo đèn chiếu sáng con đường vào ban đêm khi trời tối. Thay đổi mô hình để cải thiện cách đèn hoạt động và tiến hành thử nghiệm lại.

• Nếu thời gian cho phép, hãy yêu cầu học sinh mở rộng mô hình khu cắm trại của mình để bao gồm nhiều chi tiết hơn (ví dụ: lều trại hoặc cây cối) hoặc thêm cảm biến màu sắc cho Sofie để điều khiển đèn.

• (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 vẽ đồ thị, lắp ráp và lập trình.

• 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 giải thích cách dữ liệu được cung cấp thể hiện các quy tắc hàng tháng về số giờ của ánh sáng ban ngày và ban đêm (bóng tối).
  • Biểu đồ của các em trình bày dữ liệu một cách chính xác và rõ ràng.
  • Mô hình đèn khu cắm trại bật và tắt trong khoảng thời gian phù hợp tương ứng với thời gian ban đêm (bóng tối) của tháng các em được phân công.

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:

• Hỗ trợ học sinh sử dụng các mẫu đồ thị in sẵn hoặc các loại thích hợp khác và dụng cụ cần dùng.

Tăng độ khó bằng cách:

• Yêu cầu học sinh sử dụng Khối “Phát thông báo” và “Chờ” kết hợp với Khối “Khi tôi nhận được thông báo” để viết mã điều khiển đèn trên cao cho nhiều tháng.
• Đoạn lệnh ví dụ:

• Yêu cầu học sinh vẽ đồ thị dữ liệu ban ngày và ban đêm cho một thành phố khác gần xích đạo hoặc khu vực gần các cực của trái đất, sau đó so sánh vị trí mới này với dữ liệu địa phương được cung cấp.

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