مهندس · شخص يخطط ويبني أشياء ليحل مشكلاتنموذج · نسخة صغيرة للتجربة من تصميممزلاج · قطعة تُبقي البوابة أو الباب مغلقًاتكلفة · المال اللازم لشراء شيء
الشرح
يترك مزارع أبقاره وثيرانه ترعى في حقل كبير في النهار. وفي الليل يجب أن تكون في الحظيرة حيث تكون آمنة. لكن بوابة الحظيرة تُفتح مثل الباب، وقد تعلمت الحيوانات أن تدفعها لتفتحها. كيف نصلحها؟ يتبع المهندسون ست خطوات: يسألون، ويتخيلون، ويخططون، ويبنون، ويختبرون، ويحسّنون. نسأل أولًا ما المشكلة: يجب أن تبقى البوابة مغلقة عندما تدفعها الحيوانات، ويجب أن يفتحها المزارع بسهولة. ثم يتخيل كل شخص ثلاث أفكار، مثل مزلاج ثقيل، أو مزلاج فيه مغناطيس على البوابة ولوح فولاذي على العمود، أو بوابة تُفتح إلى الداخل فقط، أي نحو الحظيرة، فيضغطها الدفع من الداخل على العمود. يختار الفريق فكرة واحدة ويخطط المهام ومن يقوم بكل منها، ويضع علامة عندما تنتهي. وللحصول على أفكار جديدة قد يفكك الفريق لعبة بمساعدة شخص بالغ، وينظر إلى كل قطعة وما تفعله، ثم يركّب القطع معًا بطريقة جديدة. بعد ذلك يبنون نموذجًا. ويختبره فريق آخر ويعطي رأيه: ما الذي ينجح، وما الذي يحتاج إلى تحسين. المزلاج المغناطيسي يسحب البوابة فتغلق، لكن حيوانًا قويًّا قد يدفعها ويفتحها، فيحسّنه الفريق بمغناطيس ثانٍ أو بخطّاف. وفي النهاية يجمعون تكلفة المواد بالضرب.
أسأل→أتخيل→أخطط→أبني→أختبر→أحسّن
أمثلة محلولة
القطعة
ماذا تفعل
سؤال عندي
عجلة
تتدحرج على الأرض
لماذا هي مستديرة؟
قضيب
يصل عجلتين
هل يمكن أن ينثني؟
هيكل
يحمل كل القطع
مم هو مصنوع؟
تفكيك جرار لعبة (بمساعدة شخص بالغ) وطرح أسئلة عن كل قطعة.
المهمة
من
هل انتهت؟
رسم الخطة
سلمى
نعم
قص الورق المقوى
شخص بالغ
نعم
تثبيت المزلاج المغناطيسي
يوسف
ليس بعد
جدول مهام لفريق البوابة. يضع الفريق علامة عند كل مهمة تنتهي.
نصلح البوابة. اعمل في فريق من ثلاثة أو أربعة. أسأل: اكتب المشكلة في جملة واحدة. أتخيل: يرسم كل شخص ثلاث أفكار لبوابة لا تستطيع الأبقار دفعها، ثم يعرضها. أخطط: اختاروا فكرة واحدة واصنعوا جدول مهام فيه المهمة ومن يقوم بها وهل انتهت. أبني: اصنعوا نموذجًا من الورق المقوى والأعواد والخيط والشريط اللاصق وبعض المغانط. ويقوم الشخص البالغ بالقص. تناوبوا في إضافة قطعة واحدة لكل منكم، وارسموا كل خطوة بالترتيب. أختبر: اعرضوا نموذجكم على فريق آخر، وادفعوه برفق كما تفعل البقرة، واكتبوا ما ينجح وما يحتاج إلى تحسين. أحسّن: غيّروا شيئًا واحدًا واختبروا من جديد. ثم أكملوا جدول التكلفة مستخدمين الضرب. وإن أمكن فككوا مع شخص بالغ لعبة تتركب قطعها ببعض وأعيدوا تركيبها بطريقة جديدة. لا تفككوا أي شيء فيه بطاريات.
تدرّب
1
اذكر خطوات التصميم الست بالترتيب.
أسأل، أتخيل، أخطط، أبني، أختبر، أحسّن.
2
لماذا يطلب الفريق رأي مجموعة أخرى؟
قد ترى مجموعة أخرى ما ينجح وما يجب تحسينه.
3
يستخدم فريق ٤ أعواد بسعر ٣ جنيهات للواحد، ومغناطيسين بسعر ٥ جنيهات للواحد. احسب التكلفة الكلية.
القطعة
العدد
تكلفة الواحدة (جنيه)
المجموع (جنيه)
عود
٤
٣
?
مغناطيس
٢
٥
?
التكلفة الكلية
?
٤ × ٣ = ١٢ و٢ × ٥ = ١٠. ١٢ + ١٠ = ٢٢ جنيهًا.
4
بقي نموذج البوابة مغلقًا عند دفعه برفق، لكنه انفتح عند دفعه بقوة. ماذا يفعل الفريق؟
يحسّنه: يضيف مغناطيسًا ثانيًا أو خطّافًا، ثم يختبر من جديد.