Tia sáng “đi theo” dòng nước trong tiết học STEM tại THCS Ngọc Hà

Phản xạ toàn phần vốn là nội dung trừu tượng, khó hình dung khi ánh sáng luôn truyền theo đường thẳng. Thay vì giảng giải thuần túy, cô Dung đã đổi mới cách tổ chức: biến bài học thành một nhiệm vụ STEM thực tiễn, để học sinh vừa học, vừa làm, vừa khám phá. Tiết học được thiết kế theo năm hoạt động liên tiếp, dẫn dắt các em đi từ câu hỏi ban đầu đến sản phẩm do chính mình sáng tạo.

Mở đầu tiết học, cô giáo đặt ra một tình huống gây tò mò: ánh sáng chỉ truyền thẳng, vậy làm thế nào để tia sáng đi theo đường cong? Thử thách được giao cho các nhóm: chế tạo mô hình cáp quang thủy động từ chai nước PET và bút laser sao cho tia sáng uốn cong theo dòng nước. Câu hỏi bất ngờ ấy lập tức khơi dậy sự hào hứng, cả lớp xôn xao dự đoán và nóng lòng bắt tay vào việc.
 

Thử thách “làm ánh sáng uốn cong” khơi dậy sự tò mò của học sinh

Để giải quyết thử thách, các nhóm cùng tìm hiểu kiến thức nền: hiện tượng khúc xạ ánh sáng, góc giới hạn và điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần. Các em còn được khám phá nguyên lý truyền tin trong sợi cáp quang, nơi ánh sáng phản xạ toàn phần liên tiếp bên trong lõi sợi để đi được quãng đường rất xa. Nhiều học sinh thích thú khi biết rằng chính công nghệ này đang giúp Internet và các cuộc gọi video hằng ngày của chúng ta hoạt động. Từ đó, các em tự lý giải được vì sao tia laser có thể “đi theo” dòng nước: ánh sáng bị giữ lại trong tia nước nhờ phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa nước và không khí.
 

Các nhóm say sưa tìm hiểu kiến thức về phản xạ toàn phần và cáp quang

Từ kiến thức vừa khám phá, các nhóm sôi nổi bàn bạc phương án thiết kế riêng của mình: đục lỗ ở vị trí nào trên chai, đặt bút laser ra sao để chùm sáng đi vào đúng dòng nước, bố trí chai và nơi hứng nước thế nào cho hợp lí. Mỗi nhóm vẽ bản thiết kế, liệt kê vật liệu, dụng cụ và dự đoán hiện tượng sẽ quan sát được. Không có đáp án duy nhất, mỗi nhóm một cách làm, và đó chính là không gian để học sinh phát huy tư duy sáng tạo.
 

Học sinh thiết kế mô hình cáp quang thủy động theo ý tưởng của nhóm

Đây là hoạt động khiến cả lớp háo hức nhất. Các em chia việc trong nhóm: người đục lỗ chai, người cố định bút laser, người đổ nước, người quan sát và ghi chép. Khoảnh khắc dòng nước chảy ra và tia sáng bật lên, uốn cong theo dòng nước khiến nhiều nhóm reo lên thích thú. Có nhóm phải thử đi thử lại nhiều lần để tìm đúng vị trí lỗ và hướng chiếu laser. Qua đó, các em rèn kĩ năng thực hành, tính kiên trì và tinh thần hợp tác. Giáo viên luôn theo sát, nhắc nhở học sinh thực hiện đúng quy tắc an toàn, không chiếu laser vào mắt và dùng dụng cụ cẩn thận.

Kết thúc tiết học, các nhóm tự tin giới thiệu sản phẩm, trình bày quá trình thực hiện và dùng kiến thức phản xạ toàn phần để giải thích hiện tượng. Các em nhận xét lẫn nhau, đặt câu hỏi và cùng nêu những điểm có thể cải tiến, như vị trí lỗ, độ ổn định của dòng nước hay cách đặt bút laser, rồi điều chỉnh thiết kế để mô hình hoạt động tốt hơn. Cô Dung nhận xét, tổng kết và liên hệ ứng dụng của cáp quang trong đời sống, giúp học sinh thấy rõ kiến thức trên lớp gắn với thực tiễn.
 

Các nhóm tự tin chia sẻ sản phẩm và thảo luận cách cải tiến

Tiết học được các thầy cô đánh giá cao về hiệu quả đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực học sinh. Qua đó, học sinh không chỉ hiểu và vận dụng kiến thức về hiện tượng phản xạ toàn phần mà còn phát triển tư duy khoa học, khả năng sáng tạo, kỹ năng hợp tác, thuyết trình và giải quyết vấn đề, đồng thời khơi dậy niềm yêu thích môn học.
 

Các thầy cô giáo tổ KHTN chúc mừng tiết học thành công

Tập thể lớp và cô giáo Bùi Dung đã có một tiết học tuyệt vời

Chuyên đề cũng là dịp để các thầy cô trong tổ trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm tổ chức dạy học tích hợp STEM, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục của nhà trường. Với những tia sáng uốn cong trong tiết học hôm nay, hi vọng ngọn lửa đam mê khoa học sẽ tiếp tục được thắp lên trong mỗi học sinh THCS Ngọc Hà./.