Sau đó GV giới thiệu ứng dụng, kiến thức Vật lí, nguyên lí hoạt động của “Chai nước Mặt trời”. Hầu hết HS đều thắc mắc cơ chế hoạt động của sản phẩm “Vì sao ánh sáng có thể thắp sáng căn phòng?”. Ngoài ra, GV còn yêu cầu HS suy nghĩ ý tưởng về mô hình sản phẩm. Sau khi HS trao đổi với GV về ý tưởng mô hình, GV đặt vấn đề mới: “Đề xuất cải tiến để ánh sáng Mặt trời có thể lan rộng ra khắp căn phòng”. Lúc này HS thảo luận và đưa ra phương án khác nhau như: xây dựng thêm cửa, gắn thêm nhiều chai nước, … GV nhận xét đề xuất của HS.
Kế tiếp, GV đặt vấn đề về hạn sử dụng của mỗi chai nước: nước đựng trong chai nhựa lâu ngày chuyển sang màu xanh lục với tảo ảnh hưởng đến chất lượng ánh sáng thắp sáng căn phòng. Từ đó HS đề xuất các phương án khác nhau như thay chai nước mới, thay nước định kì, cho vài viên phèn chua nhỏ vào nước, pha thêm nước tẩy, …. GV nhận xét các đề xuất của HS. Ngoài ra, GV còn giới thiệu thêm về
chai nước, giữ cho nước trong suốt trong thời gian dài hơn (hạn sử dụng của chai nước có thể lên đến 5 năm).
Sau khi thảo luận về các giải pháp cải tiến sản phẩm, GV tổ chức cho HS đọc tài liệu hướng dẫn, thảo luận nhóm thiết kế bản vẽ cấu tạo, trình bày nguyên lí hoạt động, lên danh sách vật liệu lên giấy A4. Trong quá trình thảo luận, HS đưa ra các lựa chọn về vật liệu chế tạo ngôi nhà và dung tích chai nước sử dụng cho mô hình chủ đề “Chai nước Mặt trời”.
Nếu sử dụng thùng mút làm ngôi nhà, quá trình gia công đơn giản, mô hình không bị hư khi thấm nước nhưng chi phí cao. Khi sử dụng thùng mút, HS có thể chọn chai nhựa 450 ml hoặc 330 ml.
Nếu sử dụng giấy carton làm ngôi nhà, quá trình gia công sẽ phức tạp, khó khăn, dễ bị hư khi thấm nước hơn nhưng HS có thể dễ tìm và thoải mái trang trí ngôi nhà. Nếu ngôi nhà làm từ giấy carton thì chọn chai nước 330 ml là lựa chọn thích hợp vì chai nước quá nặng sẽ ảnh hưởng đến hình dạng của mô hình.
Sau đó GV tổ chức cho HS thuyết trình, các nhóm nhận xét và phản biện. Đồng thời, GV nhận xét phần thuyết trình của mỗi nhóm và rút ra những nguyên liệu cần thiết. Vì tiết học câu lạc bộ nên HS chuẩn bị được ngay nguyên vật liệu sau khi có danh sách những dụng cụ cần thiết.
Tiếp theo, HS bắt đầu gia công ngôi nhà theo bản vẽ thiết kế. Lúc này, HS tự trang trí mô hình ngôi nhà theo sở thích của nhóm. Sau khi hoàn thành ngôi nhà, HS tiến hành chuẩn bị chai nước và lắp chai nước vào mô hình ngôi nhà. Khi gia công, HS cắt một lỗ tròn trên một tờ giấy cứng rời, còn trên hộp giấy một hình vuông hoặc hình bất kì sẽ dễ cắt hơn khi cắt hình tròn. Sau khi dán cố định chai nhựa vào miếng bìa cứng rời sẽ gắn vào thùng sau đó dán kín. Điều này giúp quá trình gia công dễ dàng hơn và nhanh hơn.
Tiếp theo, GV sẽ tổ chức cho các nhóm thuyết trình sản phẩm. Để kiểm chứng kết quả đạt được, GV và HS di chuyển ra ngoài sân trường, HS đặt ngôi nhà giữa trời nắng để ánh sáng Mặt trời xuyên qua chai nước thắp sáng ngôi nhà, sau đó quan
sát ánh sáng bên trong ngôi nhà. Lúc này, HS rất háo hức quan sát ánh sáng trong hộp để kiểm chứng “Ánh sáng có lan tỏa khắp không gian trong mô hình nhà không?”. Trong quá trình thảo luận, để ngôi nhà sáng hơn HS đề xuất gắn thêm nhiều chai nước. Sau khi gia công 2 ngôi nhà cùng kích thước với 1 ngôi nhà gắn 1 chai nước và 1 ngôi nhà gắn 2 chai nước. HS cùng để 2 ngôi nhà ngoài nắng quan sát đối chiếu, rút ra kết luận. Sau khi quan sát sản phẩm, GV và HS di chuyển vào lớp học. Sau đó, GV nhận xét và chấm điểm bài thuyết trình và sản phẩm mỗi nhóm.
Hình 3.14. Sản phẩm của HS.
Tiếp theo, GV đặt vấn đề: “Ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường sẽ lệch ngẫu nhiên hay theo một nguyên tắc Vật lí nào?”. Lúc này, HS tiếp nhận vấn đề, thảo luận và đưa ra ý kiến. GV nhận xét ý kiến của HS sau đó giải thích thông qua kiến thức Vật lí: góc lệch của ánh sáng khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường phụ thuộc vào chiết suất của hai môi trường đó => Kiến thức chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối của môi trường truyền sáng.
GV tiến hành cho HS làm bài kiểm tra. Đề kiểm tra gồm 15 câu, thời gian làm bài 10 phút. Nội dung kiểm tra: các kiến thức Vật lí, Toán học, Công nghệ và Kỹ thuật trong chủ đề STEM: CHAI NƯỚC MẶT TRỜI.
Cuối cùng, GV thu bài kiểm tra, kết thúc buổi học.
3.5.2.2. Đối với lớp chính khóa
a. Giai đoạn 1: Chuẩn bị (giống như đối với lớp câu lạc bộ) b. Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học
Buổi 1
Vì lớp đã được chia nhóm sẵn nên khi tiết học bắt đầu, đại diện mỗi nhóm nhận tài liệu hướng dẫn, phiếu học tập, giấy A4 và màu vẽ. Sau khi nhận dụng cụ học tập, GV tổ chức cho HS xem video về khu nhà “ổ chuột” tối tăm, nhu cầu thắp sáng vào ban ngày ở những căn nhà này là cần thiết.
Hình 3.15. Một số hình ảnh giới thiệu cho HS biết về những căn nhà khu “ổ chuột”.
GV dẫn dắt HS qua các câu hỏi định hướng và câu 1 trong phiếu học tập giúp HS tự tính chi phí người dân cần chi trả cho việc thắp sáng đèn vào ban ngày trong một tháng. Qua đó, GV đặt vấn đề: Ở Việt Nam còn rất nhiều hộ gia đình nghèo nhưng vẫn phải chi khoản tiền điện khá lớn hàng tháng cho việc thắp sáng. Vấn đề đặt ra là tìm giải pháp giúp các hộ gia đình Việt tiết kiệm điện nhưng vẫn có ánh sáng. Chúng tôi nhận thấy HS quan tâm và đặt các câu hỏi thảo luận liên quan đến nhu cầu thắp sáng sinh hoạt của các hộ gia đình. Sau đó, HS xung phong đề xuất
các phương án khác nhau như: lắp đặt hệ thống pin Mặt trời, xây dựng giếng trời, sử dụng máy phát điện, nến, … Lúc này, các HS khác sẽ phản biện ý kiến của nhau và GV nhận xét các phương pháp HS đề xuất, khuyến khích HS đưa ra các phương pháp sử dụng năng lượng thiên nhiên như những phương pháp tận dụng ánh sáng Mặt trời. Sau khi HS trao đổi với GV, GV trình chiếu hình sản phẩm và giới thiệu chủ đề “CHAI NƯỚC MẶT TRỜI”.