الانزلاق على منحدر

1. الإعداد

• اقرأ المواد الطلابية في تطبيق EV3 Classroom.
• اجمع بعض المعلومات حول أنواع الاحتكاك بشكل عام والاحتكاك الساكن بشكل خاص.
• لكل فريق، قم بإعداد العديد من كائنات الاختبار ذات الاحتكاك الثابت المتباين، مثل عارضة LEGO^® Technic وممحاة وقطعة صغيرة من الورق.

2. المشاركة (5 دقائق)

• استعن بالأفكار الموجودة في قسم إثارة مناقشة أدناه لإشراك طلابك في نقاش متعلق بهذا الدرس.
• تقسيم الصف إلى أزواج.

3. الاستكشاف (20 دقيقة)

• اطلب من كل زوج من الطلاب بناء منصة إمالة.
• منحهم بعض الوقت لإجراء اختبار تشغيل لضمان بناء النموذج بشكل صحيح وعمله وفقًا لما هو متوقع.

4. الشرح (10 دقائق)

• اطلب من كل فريق إجراء التجربة ثلاث مرات على الأقل لكل كائن، وتسجيل نتائجه.
• تأكد أنهم يستطيعون إنشاء جداول الاختبار خاصتهم.

5. التوضيح (10 دقائق)

• اطلب من طلابك ترتيب الكائنات التي قاموا باختبارها وفقا لخصائصها الهيكلية.
• اطلب من كل فريق تلخيص نتائج تجاربه بإيجاز.
• لا تنسَ توفير بعض الوقت لإعادة ترتيب الأدوات.

6. التقييم

• قدم الملاحظات عن أداء كل طالب.
• يمكنك الاستعانة بنماذج التقييم المتوفرة لتبسيط العملية.

الاحتكاك ظاهرة عادية يمكن ملاحظتها يومياً إذا فركت يديك معًا بقوة، فيمكنك أن تشعر بحرارة ناتجة عن ذلك. يمكن تسخير قوى الاحتكاك للاستفادة منها كما في تصميم نعال الأحذية لمنع السقوط على الأسطح الزلقة. وتتجسد الفكرة الرئيسية وراء زلاجات الثلج في المحافظة على خفض الاحتكاك قدر الإمكان حتى تستمر الزلاجات في التزحلق على الثلج. كما أن سطح الاحتكاك على جانب علبة أعواد الثقاب مصمم كي تتولد حرارة لدرجة الاشتعال عند احتكاك رأس عود الثقاب بهذا السطح.

ابدأ مناقشة عن الاحتكاك بطرح أسئلة ذات صلة، مثل:

• ما يعني مصطلح احتكاك؟
• هل أنت على دراية بأي أجهزة تقنية تستفيد من خصائص الاحتكاك؟
• في أي الحالات يكون الاحتكاك مرغوبًا؟ ومتى لا يكون مرغوبًا؟
• كيف يمكن الحد من الاحتكاك؟

تعليمات البناء

• منصة الإمالة

مستخدمًا مستشعر الانعطاف
يجب أن يكون مستشعر الدوران ساكنًا تمامًا أثناء توصيله بوحدة البناء EV3 وأثناء بدء تشغيلها. وإذا تغيرت قراءات زاوية مستشعر الدوران أثناء ثبات المنحدر، فقم بفصل المستشعر ثم أعد توصيله.

استخدام النموذج
ضع النموذج على سطحٍ صلب ومستوٍ. وإذا لم يكن السطح مستويًا، فستكون الزوايا ومعامل الاحتكاك المرتبطة غير صحيحة. شغّل البرنامج وانتظر حتى يُعرض مستشعر اللمس على الشاشة. فسيؤدي ذلك إلى إعادة تعيين المنحدر على الوضع الأولي بحيث يمكن للبرنامج أن يحدد الزوايا الصحيحة ومعاملات الاحتكاك. ضع الجسم المراد دراسته في وسط نهاية المنحدر. اضغط على مستشعر اللمس بالمنفذ 1 لبدء الاختبار التجريبي. سيرتفع المنحدر ببطء. اضغط على مستشعر اللمس مرة أخرى حالما يبدأ الجسم في التزحلق. وهذا من شأنه أن يوقف الاختبار التجريبي. ستعرض الشاشة الزاوية ومعامل الاحتكاك المرتبط.

إجراء التجربة
أثناء إجراء تجاربهم، ذكّر طلابك بما يلي:

• يتم عرض زاوية المنحدر وكذلك معامل الاحتكاك على الشاشة.
• سجّل رقم التجربة والزاوية ومعامل الاحتكاك في جدول اختبار. وتأكد من ترك مساحة كافية لتسجيل ملاحظات أخرى.
• قم بإجراء التجربة ثلاث مرات على الأقل بكل جسم اختباري واستخدم القيم المتوسطة لضمان استخدام أكثر النتائج دقة.

البرنامج

قم بتبسيط هذا الدرس من خلال:

• العمل مع الطلاب على ترتيب أجسام الاختبار وفقًا لخصائصها الهيكلية

انتقل بهذا الدرس إلى المستوى التالي من خلال:

• استكشاف مخططات مكونات القوة، والقوى العادية، وكيفية استخدام الدوال المثلثية عند تحليل الظواهر على المستويات المائلة
• تحدي الطلاب لابتكار طرق لتحسين دقة تجاربهم

القائمة المرجعية لملاحظات المعلم
أنشيء مقياسًا يناسب احتياجاتك، على سبيل المثال:

1. منجز بصورة جزئية
2. منجز بالكامل
3. منجز بصورة تتجاوز الهدف المحدد

استعن بمعايير النجاح التالية لتقييم مدى تقدم طلابك:

• استخدم الطلاب الخصائص الهيكلية لكائنات الاختبار للمساعدة في ترتيب ملاحظاتهم.
• حدد الطلاب كيف أثرت الخصائص الهيكلية (على سبيل المثال، الشكل، التكوين، خصائص السطح) على وظيفة نموذجهم التجريبي أو لم تؤثر عليها.
• قام الطلاب بتقييم المعدات والإجراءات المستخدمة في تجاربهم وتحديد نقاط القوة والضعف.

التقييم الذاتي
اطلب من كل طالب اختيار المستوى الذي يشعر بأنه أفضل تمثيل للأداء.

• البرونزية: أجريتُ التجارب ولكنني لم أستعِن بالخصائص الهيكلية لأجسام الاختبار في ترتيب ملاحظاتي.
• الفضية: مع بعض المساعدة، استعنتُ بالخصائص الهيكيلية لأجسام الاختبار في ترتيب ملاحظاتي.
• الذهبية: استعنتُ بثلاث خصائص أو أكثر من الخصائص البنائية لأجسام الاختبار في ترتيب ملاحظاتي.
• البلاتينية: استعنتُ بثلاث خصائص أو أكثر من الخصائص البنائية لأجسام الاختبار في ترتيب ملاحظاتي. كما اقترحت فرضية عن الأجسام التي اختبرتها لشرح ملاحظاتي.

لدمج تنمية مهارات فنون اللغة، اطلب من طلابك:

• إنشاء تقرير موجز يركز على نتائج تجاربهم وكيف يمكن استخدامها في التطبيقات الواقعية
• إنشاء عرض تقديمي يشرح نتائج تجاربهم وما تعلموه

ملاحظة: سيصلح ذلك لدرس أطول.

قد يرغب الطلاب الذين استمتعوا بهذا الدرس في استكشاف هذه المسارات المهنية:

• التصنيع والهندسة (تكنولوجيا الآلات)
• العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (العلوم والرياضيات)