المادة

*(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 ببناء مروحة، باستخدام الصورة (الصور) النموذجية كمصدر للإلهام. شجعهم على تصميم وبناء فكرتهم الخاصة عن المروحة.

• الخلفية العلمية - المادة:
  • المادة مفهوم يشير إلى الجزيئات التي يتم إنشاء الأجسام منها.
  • المادة لها كتلة وتشغل مساحة وتكون في صورة صلبة أو سائلة أو غازية.
• بناء المعرفة السابقة للطلاب - المادة: باستخدام المواد العلمية الأساسية، يمكنك تبادل المعلومات والصور والتعريفات.
  • الرياح تحرك الهواء. يتكون الهواء، مثل كل المواد، من جزيئات مادية صغيرة جدًا بحيث يتعذر رؤيتها. (لاحظ أن الطلاب لا يحتاجون إلى معرفة الجزيئات أو أنواع الغازات التي تشكل الهواء.)
  • المفردات الرئيسية: مادة، هواء، جسيمات
• 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.
  • استخدام أقسام قوالب "الحدث" و"المستشعر" من قائمة "التعليمات>قوالب الكلمات" في تطبيق SPIKE لمزيدٍ من الدعم.
• المواد: اصنع أبراجًا ورقية باتباع الخطوات التالية: 1) قص كل ورقة من ورق الطباعة بالطول إلى ثلاثة أثلاث. 2) لكل ثلث ورقة تم إنشاؤه، قم بطي كلا الجانبين الطويلين لتشكيل شكل قوس. 3) تأكد من أن الورقة تقف في وضع مستقيم عند عدم التأثير عليها وتسقط بفعل النسيم الخفيف (انظر النموذج). إن أردت، اطلب من الطلاب إنشاء أبراجهم الورقية الخاصة أثناء الدرس.

الجزء "أ" (45 دقيقة)

• قدِّم الشخصية (الشخصيات) الرئيسية بالقصة والتحدي الأول: لاحظت ماريا أنها عندما تفتح النافذة، تتبعثر أوراقها في جميع أنحاء الغرفة. فكيف يحدث ذلك؟

• التفكير - اعقد مناقشة موجزة عن موضوع (مواضيع) الدرس:

  • ما الهواء؟ هل هو مجرد فضاء فارغ؟ (لا، يتكون الهواء من جزيئات صغيرة جدًا بحيث يتعذر رؤيتها.)
  • ما الدليل الذي لديك من الواقع اليومي على أن الهواء ليس مجرد فضاء فارغ؟ (ستختلف الأمثلة. قد يذكر الطلاب نفخ البالونات أو الإطارات، والشهيق والزفير، والشعور بنفخ الرياح، وما إلى ذلك)

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

• أثناء عمل الطلاب، حاوِل مشاركة الأمثلة أدناه كوسيلة دعم للبناء والبرمجة. وضح أن الصور تعرض فكرة واحدة، ويجب على الطلاب تصميم وبناء فكرتهم الخاصة عن المروحة.

• اطلب من الطلاب:

  • استخدام النموذج الأساسي لبناء مروحة يمكنها أن تصنع نسيم قادر على إيقاع برج ورقي.
  • برمجة نموذجهم لجعل شفرات المروحة تدور، بدءًا من سرعة 100٪. يمكنهم اختبار ومراقبة تأثير أداء المراوح عن طريق وضع البرج الورقي 1) في المقدمة، 2) في جانب واحد، أو 3) على مسافات مختلفة من المروحة.
  • اختبار ما إذا كان نموذجهم يمكن أن يطرح البرج الورقي.
  • إعادة التصميم وإعادة الاختبار حسب الضرورة.

• يسِّر جلسة عصف ذهني حول طرق استخدام عناصر LEGO لإنشاء شفرات مروحة قادرة على إيقاع البرج الورقي.

• 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 لتطبيق وشرح كيف أنّ مروحتها:

  • تستطيع تحريك جزيئات الهواء.
  • تستطيع أن توقِع برجًا ورقيًا دون لمسه.

• ادعُ الطلاب إلى مشاركة التحديثات التي أدخلوها على نماذجهم من أجل تحسين أدائها.

• 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: قد يكون الورق المقوى أو المواد الأخرى أفضل في صنع شفرات مروحة أكثر فعالية من قطع LEGO لأنها يمكن أن تدفع المزيد من الهواء.

• (20 دقيقة) اطلب من طلابك تكرار نماذجهم واختبارها لإكمال التحدي التالي في التطبيق: استخدم الورق المقوى أو مواد أخرى لتصميم شفرة مروحة أفضل. أعِد اختبار مروحتك. ماذا يحدث؟

• (5 دقائق) ادعُ الطلاب إلى مشاركة المعرفة أو الأفكار أو المهارات التي:
  • ساعدتهم على إكمال التحدي أو ما تعلموه 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:
  • تستطيع مروحتهم أن توقِع برج ورقي على بعد مسافة قصيرة.
  • يوضح شرحهم أن جزيئات الهواء المنفوخة بواسطة المروحة أوقعت البرج الورقي، على الرغم من أن الجسيمات صغيرة جدًا بحيث يتعذر رؤيتها.

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:

• التوقف بعد التحدي الأول: بناء نموذج مروحة يوضح أن جزيئات الهواء يمكن أن توقِع برجًا ورقيًا. اسأل الطلاب أسئلة نعم/لا للحصول على تفسيرهم.
  زِد الصعوبة عن طريق:
• جعل الطلاب يبحثون ويقارنون تأثيرات سرعات المحرك المختلفة، على سبيل المثال، السرعة الافتراضية بنسبة 75٪ مقابل السرعة القصوى بنسبة 100٪. اطلب منهم رسم مخطط وتسميته لشرح كيفية تأثر الهواء وجزيئات المادة الأخرى.

• وفِّر مواد تعليمية بشأن مقياس بوفورت، والذي يستخدم لقياس قوة الرياح. اطلب من الطلاب إنتاج افتتاحية أو إعلان لمقياس بوفورت يشرح لماذا من المفيد أن يكون لديك مقياس لقياس الرياح بدلًا من استخدام الانطباعات الذاتية للناس.

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