استكشاف مختبر العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات مفتوح النهاية: التصميم

• مخطط النشاط سيسمح
  هذا الاستكشاف للطلاب بتطبيق سلوكيات البرمجة الأساسية التي تعلموها لإنشاء سلوك معقد لقيادة مسار محدد. انقر فوق أحد الروابط التالية للحصول على مخطط تفصيلي لهذا النشاط (Google Doc/.docx/.pdf).

• أدوار الاستكشاف للطلاب
  تنظيم الطلاب في مجموعات قبل البدء في الاستكشاف. يمكن تنظيم الطلاب في مجموعات من طالبين إلى أربعة طلاب عند المشاركة في الاستكشاف. يجب أن يتولى كل طالب دورًا واحدًا (أو أكثر). أدوار تجارب السفر هي: الباني والمبرمج والسائق والمسجل. لمزيد من المعلومات حول الأدوار ونصائح التعاون ونماذج التقييم، انقر فوق أحد الروابط التالية (Google Doc/.docx/.pdf).

الهدف من مختبر العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات هذا هو تطبيق محرك الأقراص  وتشغيل الكتل لحل مشكلة العالم الحقيقي. لتحقيق هذا الهدف، يجب على الطلاب تصميم مسار للروبوت للسفر.

• قسّم الفصل إلى مجموعات - يجب على كل عضو في المجموعة اختيار دور واحد على الأقل للوفاء به لتجربة السفر.
• كصف، راجع بسرعة المشكلة والمتطلبات والإرشادات والوحدات التي حددتها معًا.
• امنح الطلاب 5–10 دقائق لرسم مسار مصمم للروبوت للسفر في دفاتر ملاحظاتهم الهندسية.
• عندما تكمل كل مجموعة تصميمًا، يجب عليك التحقق منه للتأكد من أنه يفي بالمتطلبات اللازمة وأنه جاهز للنقل إلى ورق كبير.
• انقل الخريطة إلى ورقة كبيرة ليسافر عليها الروبوت. (استخدم المساطر وتأكد من إجراء قياسات على الخريطة تتطابق مع الوحدات/المعلمات المتفق عليها.)
• عندما تكمل كل مجموعة الخريطة واسعة النطاق، يجب عليك التحقق منها للتأكد من أنها تفي بالمتطلبات وجاهزة للترميز.

قبل أن يبدأ الطلاب في البرمجة، سيحتاجون إلى اتخاذ قرار ورسم تصميم يلبي المتطلبات المذكورة أعلاه (وأي متطلبات إضافية للمعلم). خلال مرحلة التصميم، تجول للتأكد من مشاركة كل عضو في المجموعة في هذه العملية، والعمل ضمن الأدوار في المجموعة. لاحظ أي مشكلات تتعلق باستكشاف الأخطاء وإصلاحها أثناء عملية التصميم والتي يمكن إصلاحها مبكرًا، حتى يتمكن الطلاب من كتابة برنامج ناجح.

على سبيل المثال:

• كم تبعد هذه المسافة ؟-تحديد المسافات معًا
  إذا كنت تبحث عن طريقة لتبسيط عملية التصميم، فإن تحديد بعض المعلمات مع الطلاب يمكن أن يساعد.

  على سبيل المثال:

  • ادخل/اخرج من الفصل الدراسي = 8 بوصات/203 مم

  • رواق قصير = 12 بوصة/305 مم

  • رواق طويل = 24 بوصة/610 مم

  لن يعطي هذا مثالاً على نوع الخصوصية المطلوبة فحسب، بل سيساعد أيضًا في دفع مرحلة التصميم إلى الأمام بسهولة أكبر، وتجنب ارتباك الطلاب بشأن القياسات. يمكنك تبادل الأفكار في وقت مبكر، أو مع الفصل إذا سمح الوقت بذلك. (انقر فوق أحد الروابط التالية للحصول على مخطط "وحدات المعلمات المقترحة" (Google Doc/.docx/.pdf).) احتفظ بها مرئية لسهولة الرجوع إليها للطلاب أثناء عملهم.

• تسليط الضوء على الأدوار في العمل
  بينما يجب أن يشارك كل طالب في المجموعة في التخطيط، يجب أن يكون لدى المسجل المسودة النهائية لتصميم المجموعة. أثناء عمل الطلاب، قد ترغب في الإشارة إلى نقاط قوة المسجل في وضع خطط تصميم دقيقة، واسأل أعضاء الفريق الآخرين كيف يمكنهم المساعدة، ضمن أدوارهم. على سبيل المثال، قد يرغب المنشئ والمبرمج في تسمية وتتبع القياسات والخطوات التي رسمها المسجل، بينما سيفكر السائق في الاتجاهية وزوايا الدوران.

عندما يتحقق الطلاب معك بشأن خرائطهم، حاول تأطير ملاحظاتك في شكل سؤال، بدلاً من تقديم حل. إن طرح أشياء مثل، "لديك محطتان فقط، أين يمكنك إضافة محطة ثالثة ؟" أو" كيف يدور الروبوت الخاص بك حول العقبة ؟" أو "ما هو الاتجاه الذي يسافر فيه الروبوت هنا ؟" يمكّن الطلاب من ممارسة مهارات التفكير النقدي، والحفاظ على القوة على حل المشكلات. 

س: فكر في الخطة التي وضعتها، لماذا اخترت الانتقال إلى أماكن بهذا الترتيب ؟ ما هي العوامل التي أخذتها في الاعتبار أثناء اختيارك للمكان الذي ستذهب إليه ؟ (يمكن للطلاب الإجابة على هذا كتابيًا في دفتر ملاحظاتهم الهندسية، أو فقط في مناقشة شفهية، إذا سمح الوقت بذلك.)

ج: ستختلف الإجابات، ولكنها قد تتضمن أشياء مثل من سيكون لديه أكثر أو أقل لاستردادها، وكيفية تجنب العائق تمامًا، وما الذي سيجعل أقصر رمز، وما إلى ذلك.

س: لماذا تعتقد أن وجود مقياس ثابت أمر مهم لنقل خطتك من دفترك إلى ورقة أكبر ؟

ج: المقياس مهم من أجل أخذ خطة صغيرة ونقلها إلى مساحة أكبر. سيحافظ المقياس المتسق على وضع جميع المساحات بالتساوي فيما يتعلق ببعضها البعض.