السحب

• اقرأ الإعداد العام في فصل "إدارة الفصل الدراسي".
• اقرأ عن المشروع لتكون على دراية جيدة بما ينبغي فعله.
• حدد الطريقة التي تريد من خلالها تقديم هذا المشروع: استخدم الفيديو المُرفق في المشروع في برنامج WeDo 2.0، أو استخدم مادة من اختيارك.
• حدد النتيجة النهائية لهذا المشروع: معايير عرض وتقديم المستند.
• تأكَّد أن الوقت يسمح للوفاء بالتوقعات.

قد يمهدّ الفيديو التمهيدي السبيل لاستعراض الأفكار التالية ومناقشتها مع الطلاب من أجل المشروع الحالي.

الفيديو التمهيدي
لقد مضى وقت طويل منذ أن حاول البشر لأول مرة تحريك الأجسام الكبيرة من مكان لآخر. فابتداءً من الحضارات القديمة وحتى العصر الحديث، استخدمت أدوات مختلفة لدفع أو سحب الأجسام.

1. عندما يتعذر عليك سحب شيء ما، فذلك لأنه يجري سحبه في الاتجاه المعاكس بنفس القوة أو بقوة أكبر
2. عندما يبدأ جسم في التحرك، فهذا يعني أن وجود قوة أكبر في اتجاه الحركة
3. على وجه الأرض، يلعب الاحتكاك دورًا في هذا النظام
4. فسحب وزن على سطح قليل الاحتكاك أسهل من سحبه على سطح خشن.

وقد تناول السير إسحاق نيوتن موضوع القوة والحركة وشرحه بالتفصيل في القرن السابع عشر. وتصادف قوانين الفيزياء التي وضعها في حياتك اليومية.

أسئلة للمناقشة

1. ما هي بعض الطرق التي يمكنك استخدامها في تحريك جسم ما؟
   لجعل جسم يتحرك، اسحبه أو ادفعه؛ أو بصورة أعم استخدم قوة معه.
2. هل يمكنك شرح الاحتكاك؟  هل سحب جسم على سطح عادي أسهل من سحبه على آخر زلِق؟
   تحريك جسم على سطح زلِق أسهل من تحريكه على آخر خشن.
   تبعاً لكتلة الجسم، فقد يكون تحريك الجسم على سطح زلق أكثر صعوبة نظرًا لقلة التحكم في الدفع أو السحب.
   3.توقع ما سيحدث إذا ما كانت قوة السحب أكبر في أحد الاتجاهين مقارنة بالآخر. 
   توقع ما سيحدث إذا ما كانت قوة السحب أكبر في أحد الاتجاهين مقارنة بالآخرتستند الإجابة إلى توقعات الطلاب في البداية.
   تستند الإجابة إلى توقعات الطلاب في البداية.
   ويعني ذلك أنّه في هذه النقطة، يمكن أن تكون إجابات الطلاب غير صحيحة.
   بعد الدرس، ينبغي أن يتمكن الطلاب من مناقشة حقيقة مفادها أن حركة الجسم تكون في اتجاه قوة الدفع أو السحب الكبرى.
3. هل يمكنك استنتاج العلاقة بين القوى المتوازنة وقدرة الأجسام على التحرك؟
   يمكن للقوى غير المتوازنة أن تُحدِث تغييرًا في حركة الأجسام (الإسراع أو الإبطاء أو غير ذلك).

حث الطلاب على جمع إجاباتهم مزودة بنص وصور في أداة التوثيق.

بناء وبرمجة روبوت سحب
يتبع الطلاب إرشادات البناء اللازمة لإنشاء روبوت سحب. ويقوم هذا الروبوت بسحب بعض من الأجسام الموضوعة في سلته. يمكن عمل هذا البحث على أنواع مختلفة من الأسطح، مثل الخشب أو السجاد. استخدم السطح ذاته أثناء المشروع بأكمله.

1. بناء روبوت سحب.
تستخدم وحدة التذبذب الموجودة في المشروع ترسًا مخروطيًا. يغيِّر الترس المخروطي محور الدوران، من رأسي إلى أفقي، ما ينقل الحركة من المحرك للعجلات. تحوي السلة بعض المكعبات الزلقة لتقليل الاحتكاك.

2. برمجة روبوت السحب
يعرض هذا البرنامج أرقام 3، 2، 1 قبل تشغيل المحرك لمدة 2 ثانية؛ بقدرة 10.

اقتراح
قبل أن يبدأ الطلاب بحثهم، احملهم على تغيير معلمات البرنامج كي يستوعبوها تماماً.

اختبار روبوت السحب
باستخدام هذا النموذج، ينبغي أن يتمكن الطلاب من إجراء بحث عن قوى السحب.

1. ابحث بإضافة أجسام صغيرة يليها أجسام ثقيلة في السلة حتى يتوقف الجهاز عن الحركة
يتطلب وقف روبوت السحب عن الحركة على سطح عادي نحو 11 أونصة (300 جم). يُتاح للطلاب استخدام أي جسم مع مراعاة ألا يكون ثقيلًا للغاية حيث إن الهدف من هذا الجزء هو تحقيق التوازن. وعند هذه النقطة، يكون أمام الطلاب قوى متوازنة. ويمكنك استخدام سهم للإشارة إلى اتجاه القوة.

يمكنك أيضًا استخدام الإطارات الصغيرة كأجسام لوضعها في السلة. وتزيد الإطارات الاحتكاك على جانب السلة.

2. باستخدام نفس عدد المكعبات، ضع الإطارات الكبيرة على النموذج واختبر ما سيحدث.
يضع الطلاب الإطارات على روبوت السحب. هذا يضاعف الاحتكاك بين العجلات والسطح على جانب روبوت السحب، ما يؤدي بدوره إلى زيادة قوة السحب في ذاك الاتجاه. يصبح النظام فجأة غير متوازن.

يؤيد هذا الدليل الفكرة القائلة إن الأجسام ينبغي أن تتحرك، عندما تكون قوة السحب أكبر من القوة المضادة لها.

3. جِدْ أثقل جسم يمكنك سحبه باستخدام النموذج عند تجهيزه بالإطارات.
تعتمد هذه الخطوة الأخيرة على احتكاك السطح الذي يستخدمه الطلاب.

ابحث أكثر (اختياري, 45-60 دقيقة)
استخدم قسم "ابحث أكثر" بمشروع الطالب كملحق إضافي. تذكر أن هذه المهام تزيد تبعًا لتلك الواردة بقسم "البحث" وأنها مصممة للطلاب الأكبر سنًا والأكثر تقدمًا.

يوظف روبوت السحب الذي يستخدمه الطلاب آلية ترس مخروطي لتغيير اتجاه دوران المحرك. ولا تزيد قوة الحركة كثيراً.

1. بناء روبوت سحب آخر
دع الطلاب يستكشفون تصميمات جديدة لآلة سحب. وبعد ذلكالنتائج المتأتية من عمليتي البحث.، دعهم يبنون نماذجهم الخاصة، ويجرون الاختبارات ذاتها التي سبق لهم إجراؤها على ربوت السحب الأصلي، ويقارنون وكمصدر للإلهام، ابحث في مكتبة التصميم.

اقتراح تعاوني
جِدْ أقوى آلة في الفصل الدراسي عندما يخطر ببالك أن الفرق أنجزت الاختبار، نظِّم مسابقة لشد الحبل:

• أقرن فريقين.
• اربط جهازا الروبوت ظهرًا لظهر باستخدام سلسلة LEGO{2>^®<2}.
• حث الفرق على وضع أوزان وكتل متساوية في السلة قبل المسابقة.
• حضهم على تشغيل المحرك بإشارة منك، بحيث يبتعدان عن بعضهما البعض. أي منهما أقوى؟

إكمال المُستند
حث الطلاب على توثيق مشروعهم بعدة طرق (لعل منها الاقتراحات):

• اطلب منهم التقاط صورة شاشة لنتائجهم.
• }حثهم على مقارنة هذه الصور مع أخرى واقعية.
• ادعُ الطلاب إلى تسجيل مقطع فيديو لهم أثناء وصف مشروعهم أمام الفصل.

اقتراحات
قد يجمع الطلاب البيانات في شكل رسم بياني أو في جدول بيانات.
قد يقدّم الطلاب أيضاً نتائج اختباراتهم في رسم بياني.

عرض النتائج
في نهاية المشروع، ينبغي أن يعرض الطلاب نتائج بحثهم.

لتحسين عروض الطلاب:

• تأكد أنَّ الطلاب يستخدمون كلمات مثل القوة المتوازنة وغير المتوازنة، والدفع، والسحب، والاحتكاك، والوزن.
• }اطلب منهم استخدام أسهم لتمثيل القوة.
• اطلب منهم وضع تفسيرهم في سياق.
• اطلب منهم تحليل مشاريعهم من حيث الحالات الواقعية التي لاحظوا فيها القوى المتوازنة أو غير المتوازنة.
• ناقش الصلة بين نتائجهم وهذه الحالات المحددة.

نماذج تقييم المشروع في ضوء معايير NGSS
يمكنك استخدام نماذج التقييم الحالية إلى جانب شبكة نماذج تقييم الملاحظات، والتي تجدها في فصل "التقييم باستخدام WeDo 2.0".
مرحلة الاستكشاف
خلال مرحلة الاستكشاف؛ تأكد من مشاركة الطالب بفعالية في المناقشة، وطرحه أسئلة والإجابة عن أخرى، واستخدامه مصطلحات السحب والدفع والقوى والاحتكاك بصورة صحيحة.

1. لا يستطيع الطالب تقديم إجابات عن الأسئلة أو المشاركة في المناقشات بشكل كافٍ أو وصف فكرتي الدفع والسحب أو توضيح أنهما يمثلان قوى.
2. يستطيع الطالب، مع التشجيع، تقديم إجابات عن الأسئلة أو المشاركة في المناقشات بصورة كافية أو بمساعدة، ووصف الدفع والسحب كمثالين للقوة.
3. يستطيع الطالب تقديم إجابات وافية عن الأسئلة والمشاركة في مناقشات الفصل، أو وصف الدفع والسحب كمثالين للقوة
4. يستطيع الطالب الاستفاضة في الشروح أثناء المناقشة أو وصف مفهوم القوة بالتفصيل مستعينًا بالدفع والسحب.

مرحلة الإنشاء
خلال مرحلة الإنشاء، تأكد من أن الطالب يعمل كجزء من فريق، ويمكنه توقّع ما ينبغي أن يحدث، ويمكنه استخدام المعلومات التي جُمعت في مرحلة الاستكشاف.

1. لا يستطيع الطالب العمل جيداً في فريق، أو توقّع ما ينبغي أن يحدث، أو استخدام المعلومات المجمعة.
2. يستطيع الطالب العمل في فريق، وتوقّع، لدى مساعدته، ما قد يحدث في البحث.
3. يستطيع الطالب مع التوجيه جمع المعلومات واستخدامها، والعمل في فريق والمساهمة في مناقشات الفريق، وتقديم توّقعات، وجمع معلومات لاستخدامها في أحد العروض لشرح المحتوى
4. الطالب العمل في فريق، والقيام بدوريستطيع القائد، وتبرير التوقّعات لشرح قوى الدفع والسحب مستخدمًا المعلومات.<1}

مرحلة المشاركة
خلال مرحلة المشاركة، تأكد أنه يمكن للطالب شرح ما يحدث في النموذج من حيث القوة، ومن اختباره مجموعات مختلفة ومن قدرته على توقّع أخرى، وقدرته على استخدام معلومات هامة من مشروعه لإعداد تقرير نهائي.

1. لا يستطيع الطالب المشاركة في المناقشة الدائرة حول البحث، أو شرح النموذج باستخدام مفهوم القوة، أو استخدام المعلومات لإنشاء مشروع نهائي.
2. يستطيع الطالب، مع التشجيع، المشاركة في المناقشة الدائرة حول القوى، وإكمال سيناريوهات اختبارات متعددة لتقديم توقعات، واستخدام معلومات محدودة لإنشاء مشروع نهائي.
3. يستطيع الطالب المشاركة في المناقشات المتعلقة بالبحث واستخدام المعلومات لإعداد مشروع نهائي.
4. يستطيع الطالب المشاركة بتوسع في مناقشات الفصل حول الموضوع واستخدام المعلومات المُجمعّة في إنشاء مشروع نهائي يتضمن العناصر الإضافية المطلوبة.

نماذج تقييم المشروع في ضوء معايير ELA

مرحلة الاستكشاف
خلال مرحلة الاستكشاف، تأكد أنه يمكن للطالب شرح أفكاره واستيعابه بفعالية في ضوء الأسئلة المطروحة.

1. لا يستطيع الطالب مشاركة أفكاره فيما يتعلق بالأسئلة المطروحة خلال مرحلة الاستكشاف.
2. يستطيع الطالب، مع التشجيع، مشاركة أفكاره المتعلقة بالأسئلة المطروحة خلال مرحلة الاستكشاف.
3. يعبِّر الطالب عن أفكاره فيما يتعلق بالأسئلة المطروحة خلال مرحلة الاستكشاف.
4. يستخدم الطالب التفاصيل للاستفاضة في شرح أفكاره المتعلقة بالأسئلة المطروحة خلال مرحلة الاستكشاف.

مرحلة الإنشاء
خلال مرحلة الإنشاء، تأكد أن الطالب يتخذ خيارات مناسبة (أي، التقاط صورة شاشة، صورة، فيديو، نص) ويتبع التوقعات المُقررة لتوثيق النتائج.

1. لم يوّثق الطالب النتائج طوال البحث.
2. يجمع الطالب المستندات الخاصة بنتائجه، لكن المستندات غير كاملة ولا تتبع جميع التوقعات المُقررة.
3. يوثِّق الطالب النتائج بشكل كافٍ لكل عناصر البحث ويحدّد خيارات مناسبة.
4. يستخدم الطالب مجموعة متنوعة من الأساليب المناسبة للتوثيق ويتجاوز التوقعات المقررة.

مرحلة المشاركة
خلال مرحلة المشاركة، تأكد أنّ الطالب يستخدم أدلة النتائج الخاصة به أثناء البحث لتبرير حججه ويلتزم بالإرشادات المقررة لعرض النتائج على الجمهور.

1. لا يستخدم الطالب الأدلة المستمدة من نتائجه المتعلقة بالأفكار التي تمت مشاركتها خلال العرض. ولا يتبع الإرشادات المقررة.
2. يستخدم الطالب بعض أدلة نتائجه ولكن المبرر محدود. وتتُبع عادة الإرشادات المقررة، ولكن قد يفتقر إليها في واحد أو أكثر من المجالات.
3. يقدِّم الطالب أدلة كافية لتبرير نتائجه ويتبع الإرشادات المُقررة للعرض.
4. يناقش الطالب نتائجه بشكل كامل، ويستخدم تماماً أدلة مناسبة لتبرير حججه متبعًا الإرشادات المُقررة كافة.

لضمان النجاح، فكر في إعطاء توجيهات أكثر عن البناء والبرمجة، مثل:

• شرح استخدام المحركات.
• شرح سلاسل البرنامج البسيطة.
• وضِّح كيف تجري بحثًا.
• تحديد عوامل للتركيز عليها، مثل قوى السحب والاحتكاك.

كن محدداً كذلك بشأن الطريقة التي تريد منهم استخدامها في عرض وتوثيق نتائجهم (فكر في عقد جلسة مشاركة بين الفرق، مثلاً).

ابحث أكثر
كتحدٍ إضافي، أتِح وقتاً إضافياً لتجريب تصميم وضعه الطلاب والبناء والبرمجة. وهذا يتيح لهم استكشاف قوانين إضافية تتعلق بالدفع والسحب. للبحث أيضاً أكثر، اطلب من طلابك مقارنة قوة أجهزة الروبوت الخاصة بهم بجمعها في مسابقة شد حبل. استعد للإثارة!

المفاهيم الخاطئة لدى الطلاب
من المرجح أن يرى الطلاب أنه إذ لم يتحرك شيء ما، فلا توجد قوى تؤثر فيه. وخير مثال يمكن ضربه هو عندما تحاول تحريك سيارة وفرامل اليد تعمل. لأن السيارة لا تتحرك، فيرى الطلاب أنه لا توجد قوة مستخدمة ومع ذلك فهناك قوة. ومن المفهوم علمياً أنه تستخدم العديد من القوى المتوازنة.