الاستعداد للطقس

(ملاحظة: يتألف هذا الدرس من جزأين (أ) و(ب)، وكلاهما مهم لتعلم المعيار بشكل كامل. إذا كان الوقت محدودًا، فراجع كلا الجزأين لاختيار العناصر التي تلبي احتياجات طلابك.)

في هذا الدرس، يكمن هدف التعلم الأساسي في استخدام نموذج لدعم الادعاء القائل بأن تصميم بيت حيوانهم الأليف يحل مشكلة معينة. سيقوم الطلاب بتصميم وبناء بيت الحيوان الأليف هذا مستعينين بالصور النموذجية كمصادر للإلهام. شجعهم على تصميم وبناء فكرتهم الخاصة عن بيت حيوان أليف.

• الخلفية العلمية - التأهب للطقس: إنّ الحلول التي تُصنع لمواجهة المخاطر الهيكلية المتعلقة بالطقس تنظر بعين الاعتبار إلى الطرق المختلفة التي يخلق بها الطقس المخاطر:
  • تؤثر سرعة الرياح واتجاهها، وكذلك شكلها، على استقرار المبنى. تساعد التوصيلات الآمنة المباني على تحمل الرياح العاتية، كما هو الحال مع وضع المبنى خلف ساتر لإعادة توجيه الرياح (على سبيل المثال، صف من الأشجار).
  • الثلوج المتراكمة ثقيلة جدا ويمكن توزيعها بشكل غير متساو، مما قد يتسبب في انهيار السقف. تضيف الدعامة الإضافية قوة إلى الهيكل؛ ويسمح الميل للثلج بالانزلاق.
  • يمكن تقليل أضرار الفيضانات عن طريق رفع منسوب المباني، واستخدام المواد التي لا تضرر من البلل، وجعل في الأرض منحدرة لتصريف المياه بعيدًا.
  • قد تحتوي العواصف الرعدية على البرق، والذي يمكن أن يضرب المبنى مباشرة أو يضرب الأشجار فتسقط على المبنى.
• بناء المعرفة المسبقة - التأهب للطقس: باستخدام المواد العلمية الأساسية، يمكنك تبادل المعلومات والصور والتعريفات.
  • تشمل المخاطر المرتبطة بالطقس الأضرار الناجمة عن الرياح العاتية أو الفيضانات أو البرق أو الثلوج.
  • اختيار أماكن وأوقات تشييد المباني ونصبها على الأرض يمكن أن يقلل من تأثير أضرار العاصفة.
  • ادعاء يجيب على سؤال حول مشكلة ما ويدعمه حجة تستخدم الأدلة والمنطق لتوضيح سبب استجابة الحل للمشكلة. قد تتضمن الأدلة الأسباب والحقائق والعلاقات المنطقية بين السبب والنتيجة (الأمطار الغزيرة تسبب الفيضانات؛ البرق يسبب الحرائق).
  • المفردات الرئيسية: خطر، ادعاء، دليل
• خبرة البناء والبرمجة: راجع الاقتراحات الواردة في خطة الوحدة. في هذا الدرس، قد ترغب أيضًا في
  • تعزيز التعلم باستخدام الدرسين التعليميين "مستشعر الدوران" و"الضوء" من قائمة "ابدأ" في تطبيق SPIKE.
  • استخدام أقسام قوالب "المستشعر" و"الصوت" و"الضوء" من قائمة "التعليمات>قوالب الأيقونات" في تطبيق SPIKE لمزيدٍ من الدعم حول استخدام وبرمجة مستشعر الدوران ومصفوفة الضوء وخيارات الصوت بطرق مختلفة لمحاكاة ظروف العاصفة.
  • استخدم درس المروحية المحلّقة لبناء الخبرة باستخدام مستشعر الإمالة.

الجزء "أ" (45 دقيقة)

قدِّم الشخصية (الشخصيات) الرئيسية بالقصة والتحدي الأول: تعلم دانيال أن العواصف القوية يمكن أن تلحق الضرر ببيوت الحيوانات الأليفة. ساعده في تصميم بيت للحيوانات الأليفة يحافظ على سلامة الحيوانات في العواصف.

• التفكير—يسِّر مناقشة موجزة حول موضوع (مواضيع) الدرس، باستخدام صورة القصة إن أردت.

  • ما هي بعض المخاطر التي يمكن أن تسببها ظروف الطقس كالعواصف؟ (الفيضانات والثلوج الكثيفة والرياح العاتية والبرق والأعاصير)
  • كيف يصمم الناس المباني للحد من هذه المخاطر؟ (تشمل الإجابات المحتملة وضع البُنى على ركائز متينة فوق مياه الفيضانات باستخدام مواد تتحمل الرطوبة، وبناء أسقف قوية بما يكفي لتحمل الثلوج الكثيفة وإمالتها حتى ينزلق الثلج، وتجنب الأسطح المسطحة الكبيرة التي يمكن أن تتطاير، واستخدام النباتات لتشتيت الرياح، وإضافة قضبان تشتيت الصواعق، وبناء أقبية العواصف لمكافحة الأعاصير.)
  • اختر نوعًا واحدًا من مخاطر العواصف لتصميم وبناء بيت نموذجي لحيوان أليف.

• وزِّع مجموعةَ SPIKE Essential، وجهازًا على كل مجموعة.

• أثناء عمل الطلاب، حاوِل مشاركة الأمثلة أدناه كوسيلة دعم للبناء أو البرمجة. وضح أنه يجب عليهم عرض بيت للحيوانات الأليفة مزود بمصد رياح آلي. يُشترط في نماذج الطلاب عرض أضرار العاصفة التي اختاروها وفكرتهم التصميمية للحماية منها.

• اطلب من الطلاب:

  • الشروع في بناء وبرمجة بيت للحيوانات الأليفة من أجل دانيال يتضمن ميزة تصميمية واحدة للحماية من مخاطر العاصفة التي اختاروها، مستخدمين النموذج الأساسي والبرنامج المقدمين كمصدر للإلهام إن رغبوا في ذلك.

• يسِّر جلسة عصف ذهني حول طرق برمجة ظروف العاصفة والنماذج للحفاظ على سلامة الحيوانات الأليفة أثناء العاصفة، مثل كيفية استخدام مصفوفة الضوء وتأثير صوت العواصف الرعدية لمحاكاة الرعد والبرق، أو استخدام مستشعر الإمالة لاكتشاف ما إذا كان المنزل ينقلب، أو إضافة مصدات رياح آلية كتلك الموجودة في المثال.

• اجمع الطلاب للمشاركة. 

• اطلب من كل مجموعة استخدام نماذجهم غير المكتملة لتطبيق وشرح:

  • ما هي مشاكل مخاطر العاصفة (مع الأدلة) التي يعالجها تصميمهم.
  • كيف يقلل تصميمهم من تأثير الخطر، مع سرد الأدلة.
  • أسبابهم لاختيار هذا التصميم لحل المشكلة، مع سرد الأدلة.
  • ماذا يفعل برنامجهم.

• استثر المشاركة حول عمل الطلاب قيد التنفيذ، وشجِّع الطلاب على الاستلهام من الأفكار التي تمت مشاركتها.

• اطلب من الطلاب الحفاظ على نماذجهم المكتملة جزئيًا سليمة لاستخدامها في الجزء (ب)، حيث سيكملون البناء والبرمجة والشرح. وإلا، امنحهم وقتًا إضافيًا لإعادة البناء.

الجزء "ب" (45 دقيقة)

• كرر الخطوات من الجزء "(أ) - الشرح" لدعم المشاركة الإضافية والعصف الذهني والإلهام لمواصلة بناء النموذج وبرمجته.

• اطلب من الطلاب:

  • (10 دقائق) مواصلة البناء والبرمجة، مستعينين بمصادر الإلهام من المشاركة أثناء قسم "الشرح". على سبيل المثال، يمكنهم إضافة مستشعرات إضافية وبرمجتها لتحسين تصميمهم.
  • (10 دقائق) استخدام نماذجهم المكتملة لطرح ادعاء حول كيفية حماية تصميمهم للحيوانات الأليفة، وإضافة أو توضيح أي دليل وأسباب من شرح نموذجهم غير المكتمل.

• (5 دقائق) ادعُ الطلاب إلى مشاركة المعرفة أو الأفكار أو المهارات التي:

  • ساعدتهم على إكمال التحدي.
  • تعلموها أثناء البناء.

• اطلب من الطلاب تنظيف مجموعات الألعاب ومناطق العمل.

• اطرح أسئلة إرشادية لاستثارة فكر الطلاب وقراراتهم أثناء المفاكرة والبناء والبرمجة.

قائمة الملاحظات

• راجِع أهداف التعلم (مربع دعم المعلم).
• استخدم قائمة الملاحظات لمراقبة تقدم الطلاب:
  • يحتوي نموذجهم على ميزة تهدف إلى تقليل تأثير خطر معين متعلق بالطقس.
  • يقدمون ادعاءً حول تصميم سيبقي حيوانًا أليفًا في مأمن من مصدر الخطر.
  • يدعمون ادعائهم بأدلة حول المشكلات التي يسببها مصدر الخطر (على سبيل المثال، تترك العواصف الشتوية ثلجًا كثيفًا على سطح بيت الحيوان الأليف، مما قد يؤدي إلى انهياره) والأسباب التي تجعل تصميمهم يحل هذه المشكلة لبيت الحيوان الأليف (على سبيل المثال، يسمح السقف المائل للثلج الكثيف بالانزلاق حتى لا ينكسر السقف.)

التقييم الذاتي

اطلب من كل طالب اختيار وحدة البناء التي يشعر أنها تصف أداءه الوصف الأفضل.

• وحدة البناء الزرقاء: أعتقد أنه يمكنني اتباع التعليمات لإنشاء برنامج.
• وحدة البناء الصفراء: يمكنني اتباع التعليمات لإنشاء برنامج.
• وحدة البناء الخضراء: يمكنني اتباع التعليمات لإنشاء برنامج، بل وأستطيع مساعدة صديق في القيام بذلك أيضًا.

ملاحظات الأقران

اطلب من الطلاب، ضمن مجموعاتهم الصغيرة، مناقشة تجاربهم في العمل الجماعي.
شجّعهم على استخدام عبارات كهذه:

• أعجبني عندما...
• أود أن أسمع المزيد عن طريقتك في....

بسِّط هذا الدرس عن طريق:

• قصر المخاطر المحتملة المتعلقة بالعواصف التي يجب معالجتها إلى خيار واحد أو خيارين، مثل مصدات الرياح التي اقترحها النموذج الأساسي/البرنامج المقدمين. اسأل الطلاب أسئلة نعم/لا للحصول على تفسيرهم.
  زِد الصعوبة عن طريق:
• مطالبة الطلاب بالتصدي لاثنين أو أكثر من المخاطر المتعلقة بالطقس في تصميماتهم.

اطلب من الطلاب البحث في كيفية تصميم المباني في منطقتهم المحلية لتقليل تأثير المخاطر المرتبطة بالطقس. دعوة الطلاب لمشاركة البحث عن طريق وسيلتهم المفضلة، على سبيل المثال، كتابيًا أو شفهيًا أو عبر الفيديو.

في حالة تيسيره من قبل المعلم، فسيتجاوز مدة الدرس البالغة 45 دقيقة.