حل المشاكل عندما تتغير البيئات

(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، سيقوم الطلاب بتصميم وبناء حل لمشكلة يتسبب فيها تشييد المباني في الأرض الرطبة لحيوان معين. يتم اقتراح بعض المشكلات أثناء قسم "المشاركة" ويتم توفير بعض الأمثلة للحلول كمصادر للإلهام. شجع الطلاب على تصميم وبناء حل للحيوان والمشكلة التي يختارونها.

• بناء المعرفة المسبقة - حل المشكلات الناجمة عن التغير البيئي: باستخدام المواد العلمية الأساسية، شارك المعلومات والصور والفيديوهات والتعريفات لبناء المعرفة المسبقة.
  • تتكون البيئة من جميع الكائنات الحية وغير الحية التي تحيط بالنبات أو الحيوان وتؤثر فيه.
  • الأراضي الرطبة هي بيئات حيث تكون التربة مغطاة بالمياه العذبة أو المياه المالحة أو خليط من الاثنين طوال العام أو في أجزاء منه.
  • الأراضي الرطبة هي موئل لمجموعة واسعة من الحياة الحيوانية والنباتية.
  • عندما يقوم الناس ببناء مبان في الأراضي الرطبة أو بالقرب منها، فإنهم غالبا ما يجففون الأراضي الرطبة أو يملؤون المنطقة بتربة إضافية. وهذا يمكن أن يغير البيئة بعدة طرق تؤثر على النباتات والحيوانات التي تعيش هناك.
  • 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 (إضافة التربة قد يتسبب في قتل النباتات التي تستخدمها الطيور لبناء الأعشاش؛ ويمكن للمبنى الشاهق أن يحجب الضوء الذي يحتاجه النبات).
  • المفردات الرئيسية: بيئة، أراضي رطبة، ادعاء، أدلة.
• خبرة البناء والبرمجة: راجع الاقتراحات الواردة في خطة الوحدة. في هذا الدرس، قد ترغب أيضًا في:
  • تعزيز التعلم باستخدام الدرس التعليمي "المحرك" من قائمة "ابدأ" في تطبيق SPIKE.
  • استخدم قسمي "المحرك" و"الصوت" من قائمة "التعليمات>قوالب الكلمات" في تطبيق SPIKE لمزيدٍ من الدعم.
  • استخدم درس "زورق المستنقع" لتعريف الطلاب بموضوع الأراضي الرطبة.
• المواد: إذا كنت ترغب في ذلك، حدد المعلومات والصور و/أو مقاطع الفيديو الخاصة بالأراضي الرطبة لاستخدامها أثناء الدرس. ابحث مصطلح الأراضي الرطبة واستخدم مواقع الويب من الوكالات الحكومية أو المنظمات الخاصة التي تستكشف البيئة وتحميها.

الجزء "أ" (45 دقيقة)

• قدِّم الشخصية (الشخصيات) الرئيسية بالقصة والتحدي الأول: علمت صوفي أن الناس سينشؤون مبنىً مرتفعًا في الأرض الرطبة بالقرب من منزلها، وهي قلقة من أنها ستؤذي الطيور وغيرها من الحيوانات التي تعيش فيها.

• التفكير - يسِّر مناقشة موجزة حول موضوع (مواضيع) الدرس، باستخدام الموارد المجمعة أو صورة القصة إن أردت.

  • ما هي الأراضي الرطبة؟ (الأهوار و/أو المستنقعات؛ البيئات التي تكون فيها التربة مغطاة بالمياه لبعض العام أو كله؛ يمكنك عرض الصور والفيديو حسب الحاجة.)
  • ما أنواع النباتات التي تعيش في الأراضي الرطبة؟ (نباتات طويلة تشبه العشب، نباتات خفيضة تشبه الطحالب، وأحيانا شجيرات وأشجار)
  • ما أنواع الحيوانات التي تعيش في الأراضي الرطبة؟ (الحيوانات من الأراضي الرطبة المحلية، والتي يمكن أن تشمل البط والطيور المائية الأخرى، والقنادس، وفئران المسك، والتماسيح، والضفادع، والسلاحف، والثعابين، والعديد من الحشرات المختلفة)
  • ما بعض الطرق التي تتغير بها الأراضي الرطبة بالبناء عليها؟ كيف ستجعل هذه التغييرات من الصعب على النباتات والحيوانات البقاء على قيد الحياة؟ (ضع قائمة بأفكار الطلاب، مثل أنه عندما يتم تصريف المياه أو إضافة التربة لتوفير مساحة للمبنى، يمكن أن يغير ذلك مستويات المياه. وهذا يمكن أن يجعل الأرض أكثر جفافًا أو يوفر كمية أقل من الماء للشرب. يمكن أن يؤدي تغير مستويات المياه والتربة أيضًا إلى تدمير مصادر الغذاء أو أماكن الاختباء أو موارد التعشيش (انظر نموذج الحل الخاص بموقع تعشيش الطيور). يمكن للمبنى نفسه تغيير مستويات الضوء عن طريق حجب أشعة الشمس.)
  • اختر واحدة من هذه المشاكل لحيوان واحد في الأراضي الرطبة لصوفي. فكر في كيفية حلها.

• وزِّع مجموعةَ SPIKE Essential، وجهازًا على كل مجموعة.

• أثناء عمل الطلاب،

  • ضع في اعتبارك مشاركة الأمثلة أدناه كدعم لعملية البناء أو البرمجة، مع توضيح أن الأمثلة تعرض حلًا واحدًا لاستبدال موارد التعشيش المفقودة. ويجب على الطلاب بناء حل للمشكلة التي يختارونها.
  • يسِّر جلسة عصف ذهني حول المشكلات التي اختاروها وطرق استخدام عناصر LEGO^® لعرض الحلول.

• اطلب من الطلاب:

  • ناقش المشكلة التي سيواجهها الحيوان الذي اختاروه بعد التغييرات بالأراضي الرطبة، بالإضافة إلى أفكارهم التصميمية لحل هذه المشكلة. ماذا سيحتاج الحيوان؟
  • استكشاف أفكارهم التصميمية بصريًا، كأن يكون ذلك عن طريق الرسم.
  • ابدأ في بناء وبرمجة نموذج يحل المشكلة أو يقللها، باستخدام النموذج الأساسي والبرنامج المقدمين كمصدر للإلهام

أفكار نموذجية

• اجمع الطلاب للمشاركة. 

• اطلب من كل مجموعة استخدام نموذجها غير المكتمل ورسوماتها التخطيطية لتطبيق وشرح:

  • ماهية المشكلة التي اختاروها، بما في ذلك ما قد يتغير في الأراضي الرطبة وما هي المشكلة التي قد يسببها هذا لحيوانهم.
  • كيف يقلل تصميمهم من التغيير في الأراضي الرطبة ومشكلة الحيوان.
  • أسبابهم لاختيار هذا التصميم لحل المشكلة.
  • 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.

الجزء "ب" (45 دقيقة)

• كرر الخطوات من "الجزء (أ) - الشرح" بهدف جعل مجموعات إضافية تطبق ما تعلمته وتشرحه.

• اطلب من الطلاب:

  • (10 دقائق) مواصلة البناء والبرمجة، مستعينين بمصادر الإلهام من المشاركة أثناء قسم "الشرح". على سبيل المثال، قد يحسنون حلهم ليناسب أحجام مختلفة من حيوانهم (على سبيل المثال، الطيور الصغيرة والكبيرة).
  • (10 دقائق) استخدام نماذجهم المكتملة لتقديم ادعاء حول دور حلهم التصميمي في مساعدة الحيوان على النجاة بعد بدء البناء في الأراضي الرطبة لصوفي، ودعمه بالأسباب والأدلة.

• (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).
• راجِع أهداف التعلم والسلوكيات عند مستويات مختلفة من الإتقان.
• استخدم قائمة الملاحظات لمراقبة تقدم الطلاب:
  • يصفون بدقة المشكلة التي تواجهها الحيوانات عندما يبني الناس على أرض رطبة، مثل فقدان الطعام أو أماكن الاختباء أو موارد التعشيش.
  • يعرض نموذجهم حلًا واحدًا للمشكلة.
  • يقدمون ادعاءً حول كيف سيقلل تصميمهم من المشكلة بالنسبة للحيوان.
  • يدعمون ادعائهم بأدلة حول المشاكل التي تسببها الأراضي الرطبة المتغيرة (على سبيل المثال، إضافة التربة تعني أن النباتات التي تستخدمها الطيور للأعشاش لن تنمو وأن الطيور تحتاج إلى مكان آخر للتعشيش) والأسباب التي تجعل تصميمهم يحل هذه المشكلة بالنسبة للحيوان (على سبيل المثال، بيت الطيور يعطي الطيور مكانا آخر للتعشيش فيه وتربية صغارها).

راجع قسم الموارد الإضافية: التقييم الذاتي وملاحظات الأقران، لمزيد من طرق التقييم.

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:

• مطالبة جميع الطلاب بتصميم حلول لنفس المشكلة، مثل استخدام نموذج بيت الطيور لحل مشكلة موارد التعشيش المفقودة.
  زِد الصعوبة عن طريق:
• جعل الطلاب يعالجون الاختلافات المحتملة في المشكلة التي يختارونها، مثل أن بعض الطيور تحب بناء أعشاش على الأرض والبعض الآخر يفضل البناء عاليًا في الأشجار، وصنع تصميم لحل كلتا المشكلتين.

• وفقًا لوزارة الزراعة الأمريكية، توفر الأراضي الرطبة موئلًا لحوالي نصف الأسماك، وثلث الطيور، وربع النباتات، وسدس الثدييات المهددة بالانقراض في الولايات المتحدة. اطلب من الطلاب تمثيل هذه الأجزاء الكسرية من الصحيحة ومقارنتها عن طريق تلوين المربعات أو تجميع وحدات البناء أو بعض الأنشطة المماثلة.

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