صعود المنحدر
قم بتصميم وبناء وبرمجة روبوت قادر على صعود أشد انحدارٍ ممكن.
خطة الدرس
1. الإعداد
- اقرأ المواد الطلابية في تطبيق EV3 Classroom.
- ستحتاج إلى لوح طويل أو لوح فلين لبناء المنحدر؛ وكذلك كتب، ومكعبات، أو غيرها من الأشياء لضبط المنحدر لهذا الدرس.
- استخدام منقلة لقياس الانحدار بالدرجات، أو شريط قياس لقياس المنحدر عن طريق الارتفاع عن المسار.
- لضمان منافسة عادلة، تأكد من أن كل من مكعبات EV3 تشتمل على بطارية EV3 القابلة لإعادة الشحن أو بطاريات جديدة مشحونة بالكامل.
- إذا لم يكن لديك وقت لحصتين متعاقبتين، فيمكنك التخطيط لاستكمال هذا الدرس على جلسات متعددة.
الجزء A
2. المشاركة (10 دقائق)
- استعن بالأفكار الموجودة في قسم إثارة مناقشة أدناه لإشراك طلابك في نقاش متعلق بهذا الدرس.
- اشرح موجز المشروع.
- تقسيم الصف إلى أزواج.
3. الاستكشاف (35 دقيقة)
- اطلب من كل زوج من الطلاب طرح أفكار لتصميم روبوت يمكنه صعود منحدر قوي.
- تشجيعهم على إنشاء نماذج أولية متعددة، واستكشاف كل من البناء والبرمجة.
الجزء B
4. الشرح (15 دقيقة)
- اطلب من كل فريق محاوله تسيير الروبوت فوق المنحدر ثلاث مرات على الأقل، وتسجيل النتائج.
- تأكد أنهم يستطيعون إنشاء جداول الاختبار خاصتهم.
5. التوضيح (30 دقيقة)
- هل استخدم طلابك بياناتهم المسجلة لحساب متوسط السرعة وثابت الجاذبية باستخدام قانون الأجسام الساقطة.
- اطلب من كل فريق تلخيص نتائج تجاربه بإيجاز.
- لا تنسَ توفير بعض الوقت لإعادة ترتيب الأدوات.
6. التقييم
- قدم الملاحظات عن أداء كل طالب.
- تقييم مدى إبداع حلهم ومدى كفاءة فريقهم في العمل معاً.
- يمكنك الاستعانة بنماذج التقييم المتوفرة لتبسيط العملية.
إثارة مناقشة
فورمولا أوف رود هي سباق يتنافس فيه السائقون على أراضٍ شديدة الوعورة، تتضمن التلال بالغة الانحدار. وقد تبدو القيادة صعودًا على انحدارٍ حاد أمرًا بسيطاً، ولكن بناء مركبة قادرة على الوصول إلى القمة يتطلب بعض المعرفة الجادة بأمورٍ كعزم الدوران والتروس والاحتكاك. وقد ابتُكِرت هذه المسابقة في آيسلندا لجمع الأموال والتوعية بجهود فرق الإنقاذ التي يجب عليها التغلب على طبيعة الأراضي الوعرة لإنقاذ الأرواح.
استخدم هذه الأسئلة لإشراك طلابك في مناقشة حول السير على المنحدر:
- كيف تُعرّف منحدر حاد؟
- هل يمكنك التفكير في أي مواقف تتطلب القدرة على القيادة صعودًا على انحدارٍ حاد؟
موجز المشروع
قم بتصميم وبناء وبرمجة روبوت قادر على صعود أشد انحدارٍ ممكن.
فيما يلي مثال لحل يستوفي معايير موجز المشروع:
نصائح البناء
الحلول المفتوحة
تم تصميم هذا المشروع بحيث يمكن لكل طالب أو فريق أن يأتي بحل فريد. استخدم هذه الأسئلة لمساعدة الفرق على طرح الأفكار لحل موجز المشروع:
- كيف يمكن استخدام التروس لزيادة قدرة المحرك؟
- كيف تؤثر الحاجة إلى صعود منحدر على تصميم الروبوت؟
إعداد المنحدر القابل للتعديل
لإنشاء منحدر قابل للتعديل، استخدم لوحًا طويلاً أو لوح من الفلين يبلغ طولها حوالي متر واحد. استخدم الكتب أو القوالب أو الأجسام الأخرى لضبط الانحدار.
تشغيل الاختبار
أثناء اختبارهم لحلولهم، ذكّر طلابك بما يلي:
- سجّل رقم المحاولة وزاوية الانحدار ونسبة التروس وقدرة المحرك وذلك في جدول اختبار. وتأكد من ترك مساحة كافية لتسجيل ملاحظات أخرى.
- اختبر الروبوت الخاص بك على ثلاثة منحدرات مختلفة على الأقل.
- واختبره بعد كل تعديل لتحديد أثر التعديل.
مثال لحل
يفي هذا الحل النموذجي بمعايير موجز المشروع:
نصائح البرمجة
برنامج الحل
التمايز
قم بتبسيط هذا الدرس من خلال:
- العمل مع طلابك لمساعدتهم على معرفة كيفية خفض التروس لرفع الكفاءة الميكانيكية للمحركات.
- تشجيع التدريب والتعلّم بين الأقران
انتقل بهذا الدرس إلى المستوى التالي من خلال:
- تحدي طلابك لمعرفة أي فريق يمكنه قيادة الروبوت أعلى منحدر حاد بسرعة أكبر
- إنشاء منحدر باستخدام لوح صلب ذي سطح زلق قليلاً
فرص التقييم
القائمة المرجعية لملاحظات المعلم
أنشيء مقياسًا يناسب احتياجاتك، على سبيل المثال:
- منجز بصورة جزئية
- منجز بالكامل
- منجز بصورة تتجاوز الهدف المحدد
استعن بمعايير النجاح التالية لتقييم مدى تقدم طلابك:
- طلاب صمموا روبوتاً يلبي متطلبات المهمة.
- فهم الطلاب كيفية استخدام التروس لزيادة عزم الروبوت.
- ابتكر الطلاب حلولاً إبداعية واستخدموا حلولاً متعددة.
التقييم الذاتي
اطلب من كل طالب اختيار المستوى الذي يشعر بأنه أفضل تمثيل للأداء.
- البرونزية: بنيت روبوتًا قادرًا على التحرّك فوق سطحٍ مستوٍ.
- الفضية: بنيت روبوتًا قادرًا على صعود انحدارٍ بسيط (15 درجة).
- الذهبية: بنيت روبوتًا قادرًا على صعود انحدارٍ شديد (30 درجة).
- البلاتينية: أنشأتُ روبوتًا قادرًا على صعود انحدارٍ حادٍ جدًا (45 درجة).
ملحق فنون اللغة
لدمج تنمية مهارات فنون اللغة، اطلب من طلابك:
- إنشاء عرض تقديمي أو فيديو يسلط الضوء على أداء الروبوت وميزاته.
- إنشاء عرض تقديمي يشرح بعض الميزات الهامة لبرنامجهم
ملاحظة: سيصلح ذلك لدرس أطول.
الروابط المهنية
قد يرغب الطلاب الذين استمتعوا بهذا الدرس في استكشاف هذه المسارات المهنية:
- تكنولوجيا المعلومات (برمجة الحاسوب)
- التصنيع والهندسة (العلوم المؤهلة للهندسة)
- العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (الهندسة والتكنولوجيا)
دعم المعلم
سيقوم الطلاب بما يلي:
- بناء وبرمجة الروبوت الخاص بهم ليصعد أشد انحدار ممكن.
- · إدراك أنه يمكن تغيير سرعة الآلة وقدرتها باستخدام الطاقة الميكانيكية والكهربائية.
مجموعة LEGO®® MINDSTORMS®® Education EV3 الأساسية
تطبيق EV3 Classroom
لوحة طويلة (أو لوح فلين) لبناء المنحدر
استخدم المكعبات أو الكتب أو الأجسام الأخرى لضبط الانحدار.
منقلة أو شريط قياس
UAE MOE DTI Standards – AND - (G8 2.1.2) - (G6 2.1.2):
Explain the importance of meeting the expectations of the users
UAE MOE DTI Standards – AND (G7 2.3.2) - (G6 2.3.2):
Generate ideas that are fit for purpose and recognize constraints in designs.
UAE MOE DTI Standards – DAA- G7:
Act confidently through using materials and equipment to make products.
UAE MOE DTI Standards – AND - (G6 2.4.1):
Generate and communicate their design through discussion, annotated sketches, pattern pieces, a story board and computer-aided design
UAE MOE DTI Standards – Implementation – G6 - Planning:
Demonstrate confidence in developing, modifying, and evaluating implementation plans.
UAE MOE DTI Standards – AND - (G7 2.4.2):
Explain the interrelationships of parts in their designs and models.
Exploration (G6.4.1), (G7.4.1), (G8.4.1)
Assessment (G6.4.2), (G7.4.2), (G8.4.2) – Enhancement (G6.4.3), (G7.4.3), (G8.4.3) – Documentation (G6.4.4), (G7.4.4), (G8.4.4)
مادة الطالب
ورقة عمل الطالب
قم بالتنزيل أو العرض أو المشاركة كصفحة HTML عبر الويب أو كملف PDF قابل للطباعة.