الشفافية

(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، يتحقق هدف التعلم الأساسي من خلال التخطيط والتحقيق في كيفية تأثير المواد المختلفة على شعاع الضوء. يقوم الطلاب ببناء مصدر ضوء نموذجي للحصول على طريقة عملية ممتعة لاختبار المواد وتدوين الملاحظات. يتم توفير أمثلة كمصادر للإلهام. شجع الطلاب على بناء أفكارهم الخاصة لنموذج مصدر الضوء.

• الخلفية العلمية - الضوء:
  • ينتقل الضوء في خطوط مستقيمة تعرف باسم أشعة الضوء.
  • المواد التي تسمح بمرور معظم الضوء في شعاع الضوء (مثل البلاستيك أو الزجاج غير الملون) تسمى شفافة.
  • المواد التي تسمح بمرور بعض الضوء (مثل المناديل الورقية) تسمى شبه شفافة.
  • المواد التي لا تسمح بمرور أي ضوء (مثل قطعة الخشب) تسمى معتمة.
  • إن أردت، اشرح هذه المصطلحات مستخدمًا بعض عناصر الفصل أثناء قسم "المشاركة".
• بناء المعرفة المسبقة - الضوء: باستخدام المواد العلمية الأساسية، يمكنك تبادل المعلومات والصور والتعريفات.
  • يحتاج البشر إلى الضوء لرؤية الأجسام.
  • بعض الأشياء (الشمس والبرق والمصابيح الكهربائية) تصنع ضوءها الخاص، والبعض الآخر (الكراسي والأشجار والطاولات الخشبية) لا يستطيع ذلك.
  • تُصنع الأشياء من أنواع كثيرة من المواد، وكل مادة تؤثر على شعاع الضوء بشكل مختلف.
  • المفردات الرئيسية: مصدر الضوء، شعاع الضوء، المادة
• خبرة البناء والبرمجة: راجع الاقتراحات الواردة في خطة الوحدة. في هذا الدرس، قد ترغب أيضًا في
  • استخدام أقسام قوالب "الحدث" و"الضوء" من قائمة "التعليمات>قوالب الأيقونات" في تطبيق SPIKE لمزيدٍ من الدعم.
• المواد:
  • حدد عناصر الفصل القابلة للفرز المصنوعة من مواد ذات قدرة متفاوتة على تمرير الضوء من خلالها، مثل المعدن أو الخشب أو البلاستيك أو الزجاج أو القطن أو أي نسيج شبه شفاف آخر.
  • اجمع مجموعة من المواد القابلة للفرز ذات الخصائص المتنوعة، منها الشفافة (غلاف بلاستيكي، سيلوفان)، وشبه الشفافة (ورق الشمع، ورق الزبدة، المناديل الورقية)، والمعتمة (الكرتون، الرقائق المعدنية)، وحدد كيف سيعرضها الطلاب (في صندوق، على محطات، على طاولة عرض، أخرى.)
  • ضع في اعتبارك استخدام كلمات أو صور المصابيح الكهربائية لتسمية الصناديق أو المخططات الجدارية أو غيرها من الأدوات لدعم الطلاب في الفرز، أو يمكنك تسمية زوايا الغرفة وجعل الطلاب يقومون بفرز المواد إلى أكوام في كل زاوية.
  • خطط لطريقة من أجل تعتيم الغرفة بحيث يسهل رؤية مصدر الضوء وحجبه.

الجزء "أ" (45 دقيقة)

• قدِّم الشخصية (الشخصيات) الرئيسية بالقصة والتحدي الأول: يريد ليو أن يصنع بعض الظل في يوم مشمس. ما المواد التي يجب أن يستخدمها؟ ساعده في معرفة ذلك.

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

  • أشِر إلى بعض عناصر الفصل واسأل: ما مواد صنعها؟ (البلاستيك والزجاج والقطن والمعدن والخشب)
  • ماذا يحدث لشعاع الضوء عندما يصطدم بهذه المواد المختلفة؟ هل يمر من خلالها؟ (في بعض الأحيان، يمر الشعاع عبر العنصر، كما هو الحال مع البلاستيك أو الزجاج، لإضاءة شيء ما خارج العنصر. وأحيانًا، يمر بعض الضوء فقط، كما هو الحال مع القماش أو المناديل الورقية، لذلك لا يمكنك الرؤية بوضوح خارج العنصر. وأحيان أخرى، لا يمر الضوء على الإطلاق، كما هو الحال مع المعدن أو الخشب، بل يخلق ظلًا على الجانب الآخر من العنصر.)
  • كيف يمكنك مساعدة ليو في العثور على مادة من شأنها أن تصنع ظلًا جيدًا؟ ما بعض الطرق التي يمكنك من خلالها اختبار المواد؟ اذهب إلى جارك وشارك الأفكار. (يمكننا تسليط شعاع الضوء على مواد مختلفة ومعرفة المواد التي توفر مقدار الظل الذي نريده. استثِر أفكار الاختبار، والتي يجب أن تشمل فحص عناصر الفصل، والتنبؤ بمستوى الشفافية/التعتيم، واستخدام مصدر ضوء لاختبار تنبؤهم.)
  • أحِل إلى العناصر التي جمعتها وقل: اختر بعض العناصر المصنوعة من مواد مختلفة. ماذا تعتقد أنه سيحدث للضوء؟ دعنا نستخدم التسميات "كل الضوء" أو "بعض الضوء" أو "لا ضوء". (راجع مكان العناصر وكيفية وصول الطلاب إليها.)

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

• أثناء عمل الطلاب، حاوِل مشاركة الأمثلة أدناه كوسيلة دعم للبناء أو البرمجة.

• وضح أن الصورة (الصور) تعرض بعض الحلول المحتملة، ويجب على الطلاب بناء فكرتهم الخاصة لمصدر الضوء.

• اطلب من الطلاب العمل في أزواج من أجل:

  • استخدم النموذج الأساسي لبناء مصدر ضوء لمساعدة ليو في اختبار العناصر المصنوعة من مواد مختلفة.
  • برمِج النموذج حتى تضيء.
  • خطط لطريقة لاختبار مقدار الضوء الذي يسطع من خلال مجموعتهم من العناصر.
  • يسِّر جلسة عصف ذهني حول طرق استخدام مصفوفة الضوء. سيساعد اللون الأصفر أو الأبيض الطلاب على إجراء اختبار جيد. ادعم خطط البحث بخيارات للمراجعة والفرز (راجع قسم "الإعداد".)

• عتِّم الغرفة لإظهار شعاع الضوء من مصفوفة الضوء بسهولة أكبر. اطلب من الطلاب العمل بشكل فردي لاختبار العناصر التي اختاروها باستخدام الخطة التي وضعوها، بما في ذلك

  • فحص العناصر المختارة.
  • التحقق من تنبؤهم (من قسم "المشاركة") بما سيحدث عندما يضرب شعاع ضوئي كل عنصر.
  • وضع كل عنصر في مسار شعاع الضوء.
  • وصف مقدار الضوء الذي يمر عبر كل عنصر، باستخدام مصطلحات "كل الضوء" أو "بعض الضوء" أو "لا ضوء".

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

أفكار نموذجية

• اجمع الطلاب للمشاركة.

• اطلب من كل مجموعة استخدام نموذج الضوء وخطة الاختبار الخاصة بها لتطبيق وشرح:

  • ما العناصر التي اختبروها، وما المواد التي صُنِعَت منها العناصر؟
  • ما المواد التي تسمح بمرور كل الضوء أو بعض الضوء أو لا ضوء؟
  • ما المواد التي ستعمل بشكل أفضل لإنشاء ظل في يوم مشمس. (المواد التي تسمح بمرور بعض الضوء أو لا ضوء في الأفضل في صنع ظلة شمسية. قد يجادل الطلاب بأن الظُلَل التي لا تسمح بمرور أي ضوء ستجعل البقعة تحت الظُلة معتمة جدًا.)
  • هل نجحت خطة الاختبار أم اضطروا إلى تغييرها.

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: كيف يمكنك أن تقرر ما إذا كانت المادة التي تصنع الظل يجب ألا تسمح بمرور أي ضوء أو بعض الضوء؟ ناقش كيف يمكن أن يساعد استخدام نموذج.

• (20 دقيقة) اطلب من الطلاب بناء نموذج لصندوق اختبار بإطار يمكنه حمل قطعة من المادة فوق الصندوق. اطلب منهم اختبار مجموعات من المواد في ضوء الشمس (في الهواء الطلق أو على حافة النافذة) وتحديد ما إذا كانت المواد الشفافة (كل الضوء) أو شبه الشفافة (بعض الضوء) أو المعتمة (لا ضوء) ستعمل بشكل أفضل.

• (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

• راجع الأهداف الرئيسية (مربع دعم المعلم).
• استخدم قائمة الملاحظات لمراقبة تقدم الطلاب:
  • يبنون جهازًا ضوئيًا لاختبار مدى جودة مرور شعاع الضوء عبر مواد مختلفة.
  • تتضمن خطة البحث خاصتهم طريقة لفحص المواد واختبارها وتصنيفها.
  • يستخدم وصفهم نتائج الاختبار لتصنيف المواد بدقة من خلال كيفية تأثيرها على أشعة الضوء.
  • يستخدمون أدلة من تحقيقهم للإجابة على سؤال حول خلق الظل في يوم مشمس.

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

• تقليل عدد المواد المراد اختبارها، ودعم الطرق التي يستخدمها الطلاب للفرز حسب الحاجة.

زِد الصعوبة عن طريق

• جعل الطلاب يضيفون وحدة التحكم الرئيسية والمستشعرات أو المحركات إلى نماذجهم من قسم "التطبيق العملي" لعرض وظائف نماذجهم ثم اختبارها في ظل ظروف إضاءة مختلفة (على سبيل المثال، في الأيام الملبدة بالغيوم أو الممطرة).

• اطلب من الطلاب إنشاء صفحة واحدة من كتاب مصور حول كيفية استخدامهم هم وعائلاتهم لعناصر شفافة أو شبه شفافة. اجمع الصفحات في كتاب الفصل واطلب من الطلاب التعاون لإحصاء الصفحات وترقيمها. يمكن للطلاب
  تضمين شخصيات LEGO^® المصغرة إذا رغبوا في ذلك.

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