الحماية من الرياح

(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، يدور هدف التعلم الأساسي حول مقارنة الحلول المتعددة لمشكلة ما. ستقوم كل مجموعة طلابية بإنشاء وبناء حل تصميم لإبطاء أو منع الرياح من تغيير شكل الأرض (في الحديقة)، ثم ستقوم المجموعات بمقارنة حلول الفصل.
يقدم الدرس بعض الاقتراحات كمصادر للإلهام. شجع الطلاب على بناء أفكارهم الخاصة لمصدات الرياح أو غيرها من طرق الحماية من الرياح. أبلغهم أن النماذج الصحيحة قد تتعدد.

• الخلفية العلمية - الحماية من الرياح: في هذا الدرس، يمكن أن يتضمن نموذج مصدات الرياح حلولًا تصميمية مختلفة، منها خطوط الأشجار أو الشجيرات والجدران وما إلى ذلك. يجب أن تعمل النماذج كمصدات لرياح متولدة من مروحة.
• بناء المعرفة المسبقة - الحماية من الرياح: باستخدام المواد العلمية الأساسية، يمكنك تبادل المعلومات والصور والتعريفات.
  • تتسبب الرياح في تعرية سطح الأرض بنفخ الجزيئات ضد التضاريس مثل الصخور والمنحدرات. وهذا يؤدي إلى تآكل سطحها ببطء وانقسامها إلى قطع أصغر.
  • تؤدي الرياح إلى تآكل السطح عن طريق كنس جزيئات التربة الأخف وزنًا، مثل الطمي والرمل. وهذا يخلِّف الجزيئات الأثقل ويجعل سطح الأرض أخفَض وأكثر صخرية بمرور الوقت.
  • يستخدم الناس طرقًا مختلفة لإبطاء أو منع التغيرات في شكل الأرض التي تسببها الرياح أو المياه، بما في ذلك مصدات الرياح المصنوعة من الجدران أو الأشجار أو الشجيرات. وفي بعض الأحيان، يزرع المزارعون في المناطق العاصفة نباتات مثل الأعشاب لأنها تساعد في تثبيت التربة حتى لا تتطاير بفعل الرياح.
  • المفردات الرئيسية: التعرية، يعري، التجوية (اختياري - الجزيئات، الأشكال الأرضية)
• خبرة البناء والبرمجة: جرِّب الاقتراحات الواردة في خطة الوحدة. في هذا الدرس، قد ترغب أيضًا في
  • جرب درسًا واحدًا أو أكثر في وحدة حديقة الملاهي الرائعة لدعم الطلاب في بناء مهارات البرمجة وإعدادهم للتحديات في هذا الدرس.
• المواد
  • حدد الموارد المناسبة للعمر بشأن التجوية والتعرية الريحية من أجل "الملحق"، بالإضافة إلى المواد الحرفية التي قد يستخدمها الطلاب في نماذج الدروس الخاصة بهم. قرر كيف ستشاركها لوصول الطلاب.

الجزء "أ" (45 دقيقة)

• قدِّم الشخصية (الشخصيات) الرئيسية بالقصة والتحدي الأول: شعر دانيال وصوفي وليو وماريا برياح قوية في الحديقة، إلى درجة أن التربة تطايرت في جميع الاتجاهات. ماذا يمكن أن يحدث للحيوانات في الحديقة؟ هل يمكنك مساعدة الفريق في حماية التربة؟

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

  • ماذا يمكن أن يحدث للتربة في الحديقة إذا هبت الرياح كثيرًا بمرور الوقت؟ كيف سيغير هذا شكل الأرض؟ (يمكن أن تطير التربة. بمرور الوقت، ستؤدي الرياح إلى تآكل التربة، مما يجعل الحديقة أكثر صخريةً أو يتغير شكلها.)
  • ما التجوية؟ وما التعرية؟ وما هي أسبابهما؟ كيف يمكن أن يسببا مشكلة للحيوانات في الحديقة؟ (الإجابات المحتملة: التجوية تحدث عندما تكسِّر المياه أو الرياح التكوينات الأرضية الكبيرة أو الصخور إلى جزيئات أصغر وأصغر بمرور الوقت. وتحدث التعرية عندما تحمل الرياح أو المياه أخف الجزيئات وتجرفها من فوق سطح الأرض. ويمكن أن يحدث كلاهما بسبب الرياح والأمواج والأمطار والجليد. وكلاهما يغير شكل الأرض. عوامل التعرية التي تجرف التربة التي بالحديقة يمكن أن تسبب مشكلة للحيوانات من خلال التأثير على بيوتها أو إمداداتها الغذائية.)
  • ما هي بعض الطرق لحماية التربة في الحديقة من التعرية الريحية؟ (الإجابات المحتملة: قم ببناء مصدات واقية، مثل خط من الأشجار أو الشجيرات أو الجدران.)

• وزِّع مجموعةَ SPIKE^™ Essential، وجهازًا على كل مجموعة.

• أثناء عمل الطلاب، وضح أنه يمكنهم تصميم وبناء أي نموذج يرغبون فيه في درس المشروع المفتوح هذا. مصدات الرياح هي مجرد فكرة واحدة. ثمة مصدر إلهام آخر محتمل هو النموذج من درس التأهب للطقس. يمكن للطلاب أيضًا تحريك غطاء المجموعة يمينًا ويسارًا لإنتاج حركة رياح. أبلغهم أن النماذج الصحيحة قد تتعدد.

• اطلب من الطلاب:

  • تصميم حل لمنع الرياح من تغيير الحديقة. رسم أفكارهم.
  • تبادل الأفكار متبعين روتينًا معتادًا داخل الفصل، ومشاركة الميزات، ثم استلهام الأفكار من المشاركة لاختيار أفضل تصميم لتكراره وبنائه.
  • الشروع في بناء وبرمجة نموذج لمساعدة دانيال وصوفي وليو وماريا على حماية التربة في الحديقة من الرياح.

• يسِّر جلسة عصف ذهني حول طرق استخدام عناصر LEGO^® لبناء مصدات الرياح؛ على سبيل المثال، وحدات البناء الخضراء لتمثيل الأشجار؛ محرك للتحكم في مصدات الرياح، وغير ذلك.

• اجمع الطلاب للمشاركة. 

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

  • أي من أفكارهم التصميمية اختاروا بناءها؟ ولماذا؟
  • كيف يعمل تصميمهم لحماية الحديقة من التعرية الريحية؟ (يجب أن تمنع الريح.)
  • ما أوجه نجاح أو فشل النموذج أو البرنامج؟
  • ما هي التغييرات التي أجروها حتى يؤدي أداءً أفضل؟

• اطلب من الطلاب المراقبين تدوين ملاحظات حول التصميمات التي يعتقدون أنها ستعمل بشكل أفضل مع ذكر الأسباب. وسوف يقارنون التصاميم لاحقًا في الدرس.

• اطلب من الطلاب الحفاظ على نماذجهم المكتملة جزئيًا سليمة لاستخدامها في الجزء (ب) أو إتاحة الوقت لإعادة البناء.

الجزء "ب" (45 دقيقة)

• نظِّم طريقة مشاركة مألوفة، مثل جولة المعرض (يعرض أحد الشريكين في كل زوج التصميم بينما يتجول الآخر لرؤية تصميمات الزملاء. بعد نصف الوقت، يقوم الشريكين بتبادل الأدوار).

  • يجب على الطلاب تقييم كل تصميم وفقًا لاعتقادهم في أنه سيبطئ أو يمنع التربة من التطاير. (لتحقيق هذه النتائج، يُشترط في التصميم أن يحجب الرياح.)

• اطلب من الطلاب:

  • (10 دقائق) مواصلة بناء وبرمجة نموذجهم لحل غرضه حماية الأرض من الرياح.
  • (10 دقائق) استخدام نماذجهم المكتملة لمشاركة ما تعلموه حول طرق منع الرياح من تعرية التربة في الحديقة.
  • (10 دقائق) استخدام ملاحظاتهم من قسم "الشرح" لتقييم جميع النماذج والتصويت بنعم أو لا على ما إذا كان كل منها سيحجب الرياح من أجل حماية التربة من التطاير. إحصاء الأصوات وتحديد أفضل الحلول.

• (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:
  • تعرِض أفكارهم ورسوماتهم التصميمية حلولا مختلفة لإبطاء أو منع الرياح من تغيير شكل الأرض.
  • يعرض نموذجهم وبرنامجهم حلًا تصميميًا واحدًا (مثل مصدات الرياح الشجرية) لحماية تربة الحديقة من التعرية الريحية.
  • ملاحظاتهم وأصواتهم النهائية بشأن الحلول التصميمية المتعددة توحي بفهمهم أنّ مصدات الرياح يجب أن تحجب الرياح لتكون فعالة في منع التعرية الريحية.

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:

• تحديد حل تصميمي، مثل بناء الجدران أو زراعة الأشجار.

زِد الصعوبة عن طريق:

• تحدي الطلاب للتصميم وفق عوامل أكثر تحديدًا، مثل زيادة سرعة الرياح أو مدتها. أيها قد تكون أصعب في إبطائها أو منعها؟

• وفِّر مواد تعليمية حول الطرق التي تغير بها التعرية المائية شكل الأرض. اطلب من الطلاب التعرف على مثال واحد وتقديم حل شفهي لمنعه أو إبطائه.

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