التحرك صعودًا

• موضوع هذا الدرس هو نقل الطاقة. سيتعلم الطلاب أنه بغية حفاظ السائق على سرعة ثابتة (أي طاقة حركة ثابتة) عند صعود التل (للحصول على طاقة كامنة)، يحتاج إلى إدخال طاقة. يستخدم هذا الدرس نموذجًا لدراجة كهربائية. وتأتي طاقته من زيادة في استهلاك القوة في المحرك. في الواقع، هذه الطاقة تأتي من جهد إضافي من راكب الدراجة.
• استعن بمواد مختلفة لإشراك الطلاب في موضوع نقل الطاقة.

إثارة مناقشة

ابدأ مناقشة بطرح الأسئلة المتعلقة بالدرس. فيما يلي بعض الاقتراحات:

• ماذا سيحدث لسرعتك عندما تتحرك صعودًا؟
• ما نوع الطاقة التي تكتسبها وأنت تصعد؟
• ما الذي ينبغي لك فعله للحفاظ على مستوى طاقة ثابت أثناء ركوب دراجة (نظامك)؟
• لماذا تعتقد أن هذا هو الإجراء المناسب؟

اطلب من الطلاب تدوين أفكارهم كفرضية.

• اطلب من الطلاب بناء دراجة ذكية تستطيع تسجيل استهلاك القوة في المحرك وزاوية المنحدر. يمكنهم إنشاء نماذج خاصة بهم أو اتباع تعليمات البناء في التطبيق لبناء نموذج "الدراجة الذكية".
• اطلب من الطلاب تجربة نماذجهم على سطح مستوٍ باستخدام البرنامج المقترح في تطبيق SPIKE.
• اطلب منهم النظر إلى الرسم البياني وتوثيق ما يرونه:
  • لماذا يبدو الخطان المرسومان بهذا الشكل؟

• اطلب من الطلاب تكرار التجربة باستخدام منحدر، والذي يمكنهم إنشاؤه باستخدام صندوق SPIKE Prime ولوح.
• اطلب من الطلاب شرح كيفية إضافة محرك الدراجة الذكية للطاقة وذلك للحفاظ على سرعة ثابتة.
• اطلب منهم شرح العلاقة بين استهلاك القوة في المحرك وزاوية المنحدر.
• اطلب منهم حفظ بياناتهم كملف CSV، حتى يتمكنوا من استخدامها في برامج أخرى إذا رغبوا في ذلك.

• إذا كان الطلاب لا يزال بإمكانهم استخدام مجموعات SPIKE Prime، اطلب منهم إكمال المهام من تطبيق SPIKE، لتطبيق ما تعلموه من التعلّم العملي، على سبيل المثال:
  • تحدَّ الطلاب لإنشاء مساراتهم الخاصة. اطلب منهم إنشاء مسارات تتضمن سطحًا مستويًا ومنحدرات صاعدة وهابطة.
  • اطلب منهم تتبع ما يعتقدونه أن الرسم البياني لاستهلاك قوة المحرك سيبدو عليه. ثم اطلب منهم تسيير دراجتهم على طول المسار لمعرفة ما إذا كانوا على حق.
• إذا لم يكن لدى الطلاب إمكانية وصول إلى مجموعاتهم، اطلب منهم استيفاء مفكرة المبتكر الخاصة بالطالب أو كلفهم بأحد الأنشطة الإضافية المقترحة أدناه. يمكن القيام بمعظم الأنشطة الإضافية باستخدام البيانات التي تم جمعها خلال جلسة التدريب العملي
• قم بتيسير جلسة مشاركة يقوم فيها الطلاب بتبادل أفكارهم ونتائجهم في هذه التجربة. يمكن القيام بذلك باستخدام أي أداة/أسلوب يعتبر الأكثر كفاءة (أي شخصيًا أو عبر الإنترنت).

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

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

منجز بصورةٍ جزئية
منجز بالكامل
منجز بصورةٍ تتجاوز الهدف المحدد

استعن بمعايير النجاح التالية لتقييم مدى تقدم الطلاب:

• يمكن للطلاب برمجة جهاز لتسجيل البيانات على خط بياني.
• يستطيع الطلاب تفسير القيم الواردة من الخط البياني.
• يمكن للطلاب شرح نقل الطاقة باستخدام المصطلحات المناسبة.

التقييم الذاتي
اطلب من كل طالب اختيار وحدة البناء التي يشعر أنها أفضل تمثيل لأدائه.

• أزرق: أستطيع رسم البيانات باستخدام البرنامج المتوفر في التطبيق.
• أصفر: أستطيع إنشاء خط بياني خاص بي وشرح نتائجي.
• بنفسجي: صنعت تجارب جديدة بمفردي.

تقييم الأقران

شجّع الطلاب علي إبداء الملاحظات للآخرين عن طريق:

• حث كل طالب على تقييم أداء الآخر باستخدام مقياس "وحدات البناء الملونة" المشار إليه أعلاه.
• اطلب منهم تقديم ملاحظات بناءة لبعضهم بعضًا حتى يتمكنوا من تحسين أدائهم أثناء الدرس القادم. تلك فرصة عظيمة لاستخدام أدوات التواصل عبر الفيديو أو نشر المدونات في سيناريو التعلّم المدمج.

بسِّط هذا الدرس عن طريق:

• استغراق الوقت الكافي لوصف ماهية "التناسب الطردي" مع الطلاب.
• مطالبة الطلاب بإعطاء أمثلة من حياتهم اليومية على التناسب الطردي.

انتقل بهذا الدرس إلى المستوى التالي عن طريق:

• مطالبة الطلاب ببناء الدراجات الذكية الخاصة بهم
• تحدي الطلاب لإنشاء بروتوكولات علمية خاصة بهم وتحديد القيمة (القيم) التي سيتتبعونها وكيف سيفعلون ذلك

نصائح البناء

نصائح البرمجة

تم تصميم هذا الدرس ليتم تشغيله أثناء توصيل الموزع من خلال USB أو Bluetooth. في هذا الوضع، يتم بث البيانات التي تم جمعها بواسطة وحدة التحكم الرئيسية إلى جهازك مباشرةً، ومن ثم تتبعها في الوقت الفعلي على الخط البياني.

البرنامج الرئيسي

نصائح البيانات العلمية

هنا مثال على البيانات التي يمكن للطلاب توقعها من هذه التجربة.

ملحق الرياضيات

لإدماج تنمية المهارات الحسابية:

• اطلب من الطلاب إدراك أن القيمتين اللتين تم رسمهما بيانيًا خلال هذا الدرس تم تسجيلهما مقابل الوقت (أي الزاوية مقابل الوقت وقوة المحرك مقابل الوقت)
• اطلب من الطلاب إجراء معالجة للبيانات وذلك لتتبع الرسم البياني لقوة المحرك مقابل زاوية المنحدر، يدويًا و باستخدام أدوات عبر الإنترنت.

ملاحظة: يتطلب هذا وقتًا إضافيًا.*

ملحق فنون اللغة

لإدماج تنمية مهارات فنون اللغة:

• اطلب من كل طالب تحرير مجلة أبحاث علمية وتوثيق فرضيته واستنتاجاته كما يفعل العلماء.
• اطلب من كل طالب كتابة مقالاً صحفيًا ينقل خبر اكتشاف علمي جديد كبير. اطلب منهم توثيق البروتوكولات العلمية المستخدمة، كما يفعل الصحفيون.
• قدم أمثلة من مقالات علمية صحفية ومجلات الأبحاث العلمية. اطلب من الطلاب مقارنة الاثنين وتوثيق ملاحظاتهم.

ملاحظة: يتطلب هذا وقتًا إضافيًا.*

الروابط المهنية

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

• العلوم الصحية
• التعليم والتدريب
• العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات
• النقل والتوزيع والخدمات اللوجستية