التواصل بواسطة الضوء والصوت

(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.)

هدف التعلم الأساسي في هذا الدرس هو تصميم وبناء جهاز مراسلة يستخدم الضوء أو الصوت للتواصل عبر المسافة. سيقوم الطلاب بتصميم أكوادهم الخاصة للرسائل الضوئية أو الصوتية ثم إنشاء جهاز نموذجي كطريقة ممتعة وعملية لاختبار هذه الأكواد. يقدم الدرس كلا من اقتراحات بشأن الأكواد وأمثلة للبناء/البرمجة كمصادر للإلهام. شجع الطلاب على تصميم أكواد خاصة بهم للرسائل والأجهزة.

• الخلفية العلمية - التواصل بواسطة الضوء والصوت: حلول الاتصالات بعيدة المدى قديمة قدم تاريخ البشرية.
  • فلقد استخدمت الثقافات القديمة الطبول، والرسل المحملين بالرسائل الشفهية أو الرسائل المسجلة في الطين أو على ورق البردي، وإشارات الدخان.
  • وفي وقت لاحق، استُخدمت الأعلام والمرايا والإشارات للتواصل بواسطة الرموز.
  • ومنذ القرن التاسع عشر، وسعت الأجهزة الكهربائية (التلغراف والهاتف والراديو والأقمار الصناعية والإنترنت) نطاق إرسال الرسائل واستقبالها حتى شمل العالم كله وأعماق الفضاء السحيق.
• بناء المعرفة المسبقة - التواصل بواسطة الضوء أو الصوت: باستخدام المواد العلمية والرياضية الأساسية، يمكنك تبادل المعلومات والصور والتعريفات.
  • تمثل الأرقام (مثل 1 إلى 20) الكميات التي يمكن عدها.
  • يستخدم الناس الصوت والضوء في حياتهم اليومية عندما يتحدثون، ويستخدمون الأجهزة الرقمية، ويستخدمون المنبهات الإلكترونية، ويشغلون المصابيح ويطفئونها، وما إلى ذلك.
  • المفردات الرئيسية: رمز/كود، تواصل.
• خبرة البناء والبرمجة: راجع الاقتراحات الواردة في خطة الوحدة. في هذا الدرس، قد ترغب أيضًا في
  • تعزيز التعلم باستخدام الدرس التعليمي "الضوء" من قائمة "ابدأ" في تطبيق SPIKE.
  • استخدام أقسام قوالب "الحدث" و"الصوت" و"الضوء" من قائمة "التعليمات>قوالب الأيقونات" في تطبيق SPIKE لبناء المعرفة بطرق برمجة الصوت والضوء لإرسال الرسائل.
  • استخدام درس الاهتزازات الموسيقية لبناء خبرة في تصميم الأجهزة التي تصدر صوتًا.
• المواد: حدد صور المنارات وإشارات المرور -عند اللزوم- لدعم بناء الخلفية العلمية لدى الطلاب.

الجزء "أ" (45 دقيقة)

• قدِّم الشخصية (الشخصيات) الرئيسية بالقصة والتحدي الأول: يعيش دانيال في المنزل المقابل لمنزل صوفي. ما الذي يمكن أن يبنيه لإرسال رسائل إليها؟

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

  • افترض أنك تريد التحدث إلى شخص ليس قريبًا منك، كأن تحاول إرسال رسالة إلى شخص ما عبر الغرفة لكن دون أن تتكلم. (وجِّه الطلاب نحو التفكير في حقيقة أننا قد نحتاج إلى التواصل باستخدام مؤثر ضوئي أو صوتي.)
  • ماذا لو لم يكن هذا الشخص بالغرفة؟ ماذا يمكنك أن تفعل عندئذٍ؟ (الهاتف، مكالمة الفيديو، رسائل البريد الإلكتروني)
  • ما بعض الطرق التي يستخدم بها الأشخاص الضوء لإرسال الرسائل؟ (قد ترغب في عرض صور لدعم بناء المعرفة، كصور إشارات المرور التي تومض لإخبار السائقين بالتوقف والانطلاق، والمنارات التي تومض لتوجيه الناس على متن السفن بعيدًا عن مصادر الخطر، والأشخاص الذين يمضون المصابيح الأمامية لسياراتهم لإرسال إشارات).
  • هيا نفكر في المشكلة التي يواجهها دانيال. ما الأسئلة التي لديك بشأن هذه المشكلة؟ كيف يمكننا مساعدته في حل مشكلته؟ (قد يكون لدى الطلاب أسئلة حول ما إذا كانت نافذتا دانيال وصوفي مفتوحتين أم مغلقتين، وما إذا كان التواصل سيتم في النهار أم الليل، وما إلى ذلك)

• وزِّع مجموعة SPIKE^™ Essential من LEGO^® Education وجهازًا على كل مجموعة.

• أثناء عمل الطلاب، حاوِل مشاركة الأفكار النموذجية أدناه كوسيلة دعم للبناء أو البرمجة. ووضح أنها فكرة نموذجية. يجب على الطلاب بناء وبرمجة الجهاز الذي صمموه.

• اطلب من الطلاب:

  • مناقشة مشكلة دانيال وطرق حلها.
  • تخطيط بعض الطرق لاستخدام الضوء ككود للرسائل. تدوين هذا الكود (دعم الطلاب بأمثلة، مثل ومضة واحدة = نعم؛ ومضتين = لا؛ ثلاث ومضات = لا أعرف).
  • استخدام النموذج الأساسي لتصميم وبناء جهاز يمكنه التواصل عن طريق الأضواء الوامضة، بدءًا من الرسم لاستكشاف أفكارهم.
  • برمجة الجهاز حتى يتمكن من إرسال رسائل بأكواد الضوء التي خططوا لها.

• تيسير جلسة عصف ذهني بشأن طرق استخدام مجموعة SPIKE Essential لدعم أفكار التصميم، مثل:

  • من خلال جعل الطلاب يختارون العناصر المحددة الأكثر أهمية للتواصل بواسطة الضوء (مصفوفة الضوء والمستشعرات).
  • كيفية برمجة الضوء لتغيير الألوان لإنشاء أكواد أكثر إثارة للاهتمام (على سبيل المثال، ومضة حمراء واحدة = سعيد؛ ومضة زرقاء واحدة = حزين).

• شجع الطلاب على تكرار النموذج حتى يعمل كما يتوقعون.

• في منتصف زمن العمل، اطلب من الطلاب تبادل الأفكار متبعين روتينًا معتادًا داخل الفصل، ثم تحديث نماذجهم مستلهمين من الأفكار التي تبادلوها.

أفكار نموذجية

• اجمع الطلاب للمشاركة.

• اطلب من كل مجموعة استخدام نموذجها وخطط التصميم الخاصة بها لتطبيق وشرح:

  • فكرة التصميم وسبب اختيارهم لها.
  • كيف يساعد جهازهم في التواصل عبر المسافات.
  • أصعب جزء في حل المشكلة.
  • هل نجح تصميمهم أم اضطروا إلى تغييره.
  • ما الكود الذي أنشأوه.

إن أردت المتابعة إلى "الجزء (ب) - الشرح"، فاطلب من الطلاب أن يحافظوا على نماذجهم سليمة أو امنحهم بعض الوقت لإعادة البناء.

الجزء "ب" (45 دقيقة)

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

• (5 دقائق) شارك الخلفية العلمية لمساعدة الطلاب على تطبيق ما يلي عمليًا:

  • بالإضافة إلى الضوء، يستخدم الناس الصوت لإرسال الإشارات في الحياة اليومية.
  • ما بعض الأمثلة عليها. ما الرسائل التي يرسلونها؟ (أجهزة إنذار الحريق، وصفارات الإنذار من سيارات الشرطة أو سيارات الإسعاف، ونغمات الرنين من الهواتف، وأجراس الأبواب؛ هذه الأصوات تلفت انتباه الناس غالبًا وتحذرهم من موقف خطير أحيانًا).
  • شجع الطلاب على شرح المزيد من الإشارات الصوتية المستخدمة في الحياة اليومية. ثم يسِّر جلسة عصف ذهني لمدة وجيزة بشأن طرق استخدام قوالب الصوت الثلاثة في تطبيق SPIKE.
  • اسأل: ما الأصوات التي يمكنك استخدامها؟ (انظر تطبيق SPIKE>قائمة التعليمات>قوالب الأيقونات للحصول على إجابات.)

• (15 دقيقة) اطلب من طلابك تكرار نماذجهم واختبارها لإكمال التحدي التالي في التطبيق:

  • خطط بعض الطرق لاستخدام الصوت ككود للرسائل. دوِّن هذا الكود. (ادعم الطلاب بنماذج مثل صوت تصفيق باليدين = سعيد؛ نباح الكلب = يرغب في اللعب).
  • قم بتصميم وبناء جهاز يصدر أصواتًا. قم ببرمجته لاستخدام الأصوات لإرسال رسائل مشفرة. (انظر "الإعداد" للإحالة إلى درس الاهتزازات الموسيقية، والذي قد يدعم الطلاب.)

• (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:
  • يمكنهم تطوير أكوادهم الخاصة باستخدام الصوت والضوء.
  • يمكنهم تصميم وبناء ووصف ميزات الأجهزة التي تستخدم الضوء والصوت (الأكواد) لحل مشكلة التواصل عبر المسافة.
  • يمكنهم تكرار أجهزتهم حتى تعمل كما يتوقعون.

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:

• اقتراح كود بسيط (على سبيل المثال، ومضة واحدة = نعم؛ ومضتين = لا؛ ثلاث ومضات = لا أعرف؛ أ = 1، ب = 2؛ صوت التصفيق بالأيدي = سعيد؛ نباح الكلب = يرغب في اللعب) لمساعدة الطلاب على التحرك بسرعة لتصميم أجهزتهم. إذا تعثر الطلاب، استخدم الأمثلة المتوفرة ضمن قسم "الاستكشاف" لتحفيز التفكير.

زِد الصعوبة عن طريق:

• تنظيم مجموعات من أربعة أشخاص وتحديهم لتصميم أجهزة تجمع بين الضوء والصوت للتواصل عبر مسافة.

• اطلب من الطلاب تدوين ورسم الأكواد التي أنشؤوها في قسمي "الاستكشاف" و"التطبيق العملي" على بطاقات تعليمية. اطلب منهم استخدام الألوان والأرقام والصور والكلمات الصوتية (على سبيل المثال، "النباح") لعمل البطاقات التعليمية. شجعهم على مشاركة البطاقات التعليمية مع أصدقائهم وعائلاتهم لشرح كيفية استخدام أكوادهم للتواصل.

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