تحرير روبوت مختبر علوم كوكب المريخ
تصميم وبناء وبرمجة روبوت قادر على الانتقال إلى الفوهة وتحرير روبوت مختبر علوم كوكب المريخ حتى تصبح جميع عجلاته الست على سطح كوكب المريخ مرة أخرى.
خطة الدرس
1. الإعداد
- اقرأ المواد الطلابية في تطبيق EV3 Classroom.
- اجمع بعض المعلومات حول المسبارين الكوكبيين وكيفية استخدامها في استكشاف الفضاء.
- إذا كنت تشعر أن هناك حاجة إليها، ضع خطة لبعض الدروس لدراسة وحدة مدرب الروبوت في التطبيق. وسيساعد ذلك على إلمام طلابك بمجموعة LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.
- لإكمال هذا الدرس، يجب على طلابك بناء نماذج تحدي الفضاء الثمانية وإعداد بساط التحدي.
- 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.
- شرح الهدف والقواعد وشارات الإنجاز لهذه المهمة.
- تقسيم الصف إلى أزواج.
3. الاستكشاف (25 دقيقة)
- اطلب من طلابك التفكير طرح أفكار لحل هذه المهمة.
- تشجيعهم على إنشاء نماذج أولية متعددة، واستكشاف كل من البناء والبرمجة.
- امنح بعض الوقت للفرق للعمل بشكل مستقل على بناء واختبار حلولها.
4. الشرح (10 دقائق)
- قم بعمل مناقشة عن الوظائف الرئيسية التي يجب أن تكون لدى الروبوت كي ينتقل إلى الفوهة ويحرّر روبوت مختبر علوم كوكب المريخ.
الجزء B
5. التوضيح (45 دقيقة)
- اجعل كل فريق يتدرّب على اصطفاف الروبوت الخاص به وإرساله في مهمة لتحرير روبوت مختبر علوم كوكب المريخ.
- اسمح لهم بمواصلة العمل على أجهزة الروبوت خاصتهم حتى يكونوا على استعداد لخوض محاولة خاضعة للتحكيم.
- لا تنسَ توفير بعض الوقت لإعادة ترتيب الأدوات.
6. التقييم
- امنح شارات الإنجاز بناءً على مدة كفاءة كل فريق في حل المهمة.
- تقييم مدى إبداع حل كل فريق ومدى كفاءة فريقهم في العمل معاً.
- يمكنك الاستعانة بنماذج التقييم المتوفرة لتبسيط العملية.
إثارة مناقشة
روبوت مختبر علوم كوكب المريخ (MSL) عبارة عن مركبة رحالة تعمل بالنظائر المشعة الحرارية، وتستكشف سطح المريخ منذ عام 2012. وباستخدام أنواعٍ مختلفة من المثاقب والمجارف والمعدات الأخرى، يمكن لهذا الروبوت أن يدرس مناخ وجيولوجيا المريخ.
استخدم هذه الأسئلة لإشراك طلابك في مناقشة حول دور المسبارين الكوكبيين في استكشاف الفضاء:
- ما هي المسبارات الكوكبية؟
- كيف يمكن أن تساعد البشر على استكشاف الفضاء؟
هدف المهمة
أن ينتقل الروبوت إلى الفوهة ويحرّر روبوت مختبر علوم كوكب المريخ حتى تصبح جميع عجلاته الست على سطح كوكب المريخ مرة أخرى.
فيما يلي مثال لحل مهمة ينجز هذه المهمة:
قواعد المهمة
هناك خمس قواعد تنطبق على جميع مهام تحدي الفضاء. تأكد من أن طلابك يعرفونها جميعًا قبل أن يبدأوا:
- يجب أن يبدأ الروبوت الخاص بك مهمته من منطقة القاعدة.
- يجب أن يغادر الربوت الخاص بك منطقة القاعدة قبل تنفيذ المهمة.
- تتم "العودة الناجحة للروبوت" بعد عبور كل أجزاء الروبوت لكافة أجزاء خط منطقة القاعدة.
- لا يسمح لك بلمس الروبوت خارج منطقة القاعدة.
- في حالة لمس الروبوت وهو خارج منطقة القاعدة بالكامل ممسكًا بعنصر ما، يجب إعادة العنصر إلى موضعه الأصلي وبدء المهمة من جديد.
شارات إنجاز المهمة
هناك أربعة مستويات لشارات الإنجاز. اشرح لهم أن كل فريق سيحصل على شارة إنجاز استنادًا إلى جودة الأداء في إنجاز المهمة. راجع قسم فرص التقييم في الأسفل للاطلاع على وصف شارات الإنجاز لهذه المهمة.
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 هذه المهمة:
- هل يمكنك التفكير في بعض الطرق التي يمكن للروبوت أن ينتقل بها إلى الفوهة؟
- ما نوع الآلية الميكانيكية التي يمكن استخدامها لتحرير روبوت مختبر علوم كوكب المريخ؟
مثال لحل المهمة
يتكون مثال حل المهمة من ملحقات الحل التالية:
تنفيذ المهمة
ضع نموذج مثال الحل في موضع البدء "1" على بساط التحدي، ثم ابدأ تنفيذ المهمة. تأكد من أن وحدة المجمِّع في الموضع الموضح في الفيديو.
استكشاف أخطاء المهمة وإصلاحها
إذا وجد الطلاب عينة صخور أمام الفوهة، اقترح عليهم أن يكملوا مهمة إعادة عينات الصخور أولًا.
نصائح البرمجة
برنامج الحل
التمايز
قم بتبسيط هذا الدرس من خلال:
- إزالة عينة الصخور التي هي أمام فوهة البركان
- العمل جنبا إلى جنب مع طلابك لمساعدتهم على معرفة كيفية تحرير روبوت مختبر علوم كوكب المريخ فور وصول الروبوت إلى أعلى الفوهة
- إكمال طلابك درس الإمساك والإفلات في وحدة مدرب الروبوت قبل محاولة القيام بهذه المهمة
- تشجيع التدريب والتعلّم بين الأقران
انتقل بهذا الدرس إلى المستوى التالي من خلال:
- تحديد الوقت المتاح للطلاب لحل المهمة
- إضافة قيود تصميمية عبر الحد من عدد عناصر LEGO® المتاحة أو تعيين "سعر" لكل نوع من عناصر LEGO و"تكلفة" قصوى لكل روبوت.
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.
- ابتكر الطلاب حلولاً إبداعية واستخدموا حلولاً متعددة.
- طلاب عملوا معًا كفريق لإكمال المهمة.
شارات الإنجاز
امنح شارة إنجاز وفقًا لجودة أداء الفريق في حل مهمة التحدي.
- البرونزية: لم يقم الفريق بإخراج الروبوت من الفوهة ولكنه قام بمحاولة واضحة.
- الفضية: حرّك الفريق الروبوت من موضعه الأصلي ولكنه ما زال يلامس الفوهة أو ما زالت بعض عجلاته لا تلمس سطح المريخ.
- الذهبية: أنقذ الفريق الروبوت من الفوهة وعادت جميع عجلاته الست على سطح المريخ.
- البلاتينية: أنقذ الفريق الروبوت من الفوهة وعادت جميع عجلاته الست على سطح المريخ. كما أن الفريق تجاوز متطلبات المهمة وأضاف ميزات أخرى إلى التصميم.
التقييم الذاتي
اجعل كل طالب يختار شارة الإنجاز التي يرى أنها تمثل الأداء الذي قدمه.
- البرونزية: لقد فعلنا ما بوسعنا في ظل ظروف صعبة.
- الفضية: واجهنا بضعة حوادث طوال الطريق ولكننا بالرغم من ذلك ناضلنا حتى بلغنا نهاية المهمة.
- الذهبية: لقد أنهينا المهمة وحققنا نتائج ممتازة.
- البلاتينية: لم نكتفِ بإنجاز المهمة فحسب، بل أضفنا أيضًا ميزات أصلية وفعالة إلى تصميمنا.
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 (الع لوم المؤهلة للهندسة)
- العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (الهندسة والتكنولوجيا)
دعم المعلم
سيقوم الطلاب بما يلي:
- إظهار مهاراتهم في حل مهمة ما
UAE MOE DTI Standards – DAA- G8:
Develop understanding of quality, accuracy and the role of specialist tools and equipment.
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 – AND - (G6 2.3.1):
Apply several techniques in generating appealing and functional ideas and creates a graphic of the way the idea was generated (e.g. a storyboard or flow-chart).
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)
G6.10.1.2.2 :علوم
یُحدّد مكونات النظام الشمسي، بما فیھا الشمس والأرض والكواكب الأخرى والأقمار الطبیعیة
مادة الطالب
ورقة عمل الطالب
قم بالتنزيل أو العرض أو المشاركة كصفحة HTML عبر الويب أو كملف PDF قابل للطباعة.