تأمين إمدادات الطاقة
تصميم وبناء وبرمجة روبوت قادر على الانتقال إلى لوحة الطاقة الشمسية وتدوير المقبض لفتحها.
خطة الدرس
1. الإعداد
- اقرأ المواد الطلابية في تطبيق EV3 Classroom.
- جمع بعض المعلومات حول الطاقة الشمسية وكيفية استخدامها في 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 لوحة الطاقة الشمسية ويقوم بتدوير المقبض.
الجزء B
5. التوضيح (45 دقيقة)
- اجعل كل فريق يتدرّب على اصطفاف الروبوت الخاص به وإرساله في مهمة لفتح الخلايا الشمسية.
- 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
تتكوّن مصفوفات الطاقة الشمسية من العديد من لوحات الطاقة الشمسية، وهي مفيدة باعتبارها مصدر طاقة لاستكشاف الفضاء. ينخفض مقدار ضوء الشمس على الكوكب كلما بعُدت المسافة عن الشمس. وهذا يعني أن كوكب المريخ يحصل على أقل من نصف مقدار ضوء الشمس الذي نحصل عليه نحن على كوكب الأرض. ومع ذلك، فإنه يمكن توليد مقدار وفير من الطاقة بواسطة مصفوفة طاقة شمسية كبيرة بما يكفي!
استخدم هذه الأسئلة لإشراك طلابك في مناقشة حول مزايا وعيوب الطاقة الشمسية في الفضاء:
- ما هي مصفوفة الألواح الشمسية؟
- ما هي نقاط القوة والضعف لاستخدام مصفوفات الطاقة الشمسية كمصدر للطاقة إلى محطة المريخ؟
هدف المهمة
أن ينتقل الروبوت إلى لوحة الطاقة الشمسية ويقوم بتدوير المقبض حتى يفتحها تمامًا وتظل في وضعية قائمة.
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 المهم ة.
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:
- اذكر بعض الطرق التي يمكن للروبوت استخدامها للوصول إلى الخلايا الشمسية؟
- ما نوع الآلية الميكانيكية التي يمكن استخدامها لتدوير المقبض؟
مثال لحل المهمة
يتكون مثال حل المهمة من ملحقات الحل التالية:
تنفيذ المهمة
إعادة ضبط لوحة الطاقة الشمسية، ضع نموذج مثال الحل في موضع البدء "1" على بساط التحدي، ثم ابدأ تنفيذ المهمة.
استكشاف أخطاء المهمة وإصلاحها
استخدم مستشعر الألوان في وضع "الألوان" لاكتشاف الخط الأخضر على بساط التحدي. واستخدم مستشعر الألوان في وضع "شدة الضوء المنعكس " لضبط وضعية الروبوت باستخدام التدرج في الألوان. وللحصول على نتائج متسقة، ابدأ بمعايرة مستشعر الألوان باستخدام خطوط الأبيض والأسود الموجودة خارج منطقة القاعدة مباشرة.
نصائح البرمجة
برنامج الحل
التمايز
قم بتبسيط هذا الدرس من خلال:
- العمل جنبا إلى جنب مع طلابك لمساعدتهم على معرفة كيفية تدوير مقبض لوحة الطاقة الشمسية
- إكمال طلابك درس الألوان والخطوط الدرس 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
- تحدي الطلاب لاستخدام مستشعر ألوان لحل هذه 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 يتمكّن الفريق من فتح لوحة الطاقة الشمسية بنجاح.
- الفضية: تمكّن الفريق من فتح لوحة الطاقة الشمسية ولكنها لم تثبت في وضعية قائمة.
- الذهبية: استطاع الفريق فتح لوحة الطاقة الشمسية وظلتْ في وضعية قائمة.
- البلاتينية: استطاع الفريق فتح لوحة الطاقة الشمسية وظلتْ في وضعية قائمة. كما أنهم تجاوزوا متطلبات المهمة وأضافوا 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 (العلوم المؤهلة للهندسة)
- العلوم وال تكنولوجيا 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.