دليل المعلم وحدة العلوم والتكنولوجيا والهندسة العلوم الصف الرابع
نظام تعلم المفردات
استخدم النظام المبين أدناه لمناقشة معنى كل كلمة موجودة بمخطط المفردات. استخدم الإيماءات والوسائل البصرية لتمثيل جميع الكلمات.
الاحتكاك هو القوة التي يحك بها جسم جسما آخر. المثال عندما تحك يديك معا بسرعة. ستشعر بأنهما دافئتين. وذلك هو الاحتكاك.
اطرح السؤال التالي: هل يمكن أن تفكر بمثال آخر عن الاحتكاك ؟ يمكن أن يجيب الطلاب على الأسئلة تبعا لمستوى الكفاءة مستخدمين الإيماءات أو الإجابات بكلمة واحدة أو عبارات.
أنشطة المفردات
ساعد الطلاب على وصف خواص الأجسام. تصبحان دافئتين ودع الطلاب يقلدوك. ثم قم بفرك يديك مغا بقوة حتى قل الاحتكاك واكتبها على اللوحة. ولعرض مثال عن نقص الاحتكاك. ضع على يدك سائلا معقما لتبين كيف أن مقاومة الاحتكاك تتغير. دع الطلاب ينظروا إلى مثال الاحتكاك في الدرس واستخدم جملا قصيرة لشرح ما يحدث. لاحظ العناصر الموجودة في الصف الدراسي التي تبين أمثلة عن مستويات مختلفة من الاحتكاك. تستخدم الممحاة الاحتكاك لإزالة خطوط الرصاص. وهي تستخدم مستوى عاليا من الاحتكاك كي تعمل. الأبواب تتطلب قدرا ضئيلا من الاحتكاك لتفتح وتغلق.
باستخدام كرة وكتاب ثقيل. راقب كيف أن الاحتكاك يؤثر على المسافة التي ينزلق بها شيء ما على منحدر ينزل إلى الأرض. دع الطلاب يصفوا كيف أن الكرة كانت ستقطع مسافة أطول بالمقارنة مع الكتاب. تحد الطلاب في شرح كيفية زيادة أو تقليل المسافة التي تقطعها الأشياء باستخدام الاحتكاك..
2 التدريس
اقرأ وأجب
الأفكار الأساسية اطلب من الطلاب استخدام العناوين الفرعية ووسائل المساعدة البصرية لمحاولة إجابة السؤال المطروح في العنوان الرئيسي بكل مطوية مكونة من المفردات اطلب من الطلاب تصميم خريطة مفاهيم تبين ارتباط كلمات المفرادات ببعضها البعض.
مهارة القراءة
منظم البيانات كلف الطلاب بملء منظم بيانات الاستدلال خلال قراءتهم الدرس. ويمكنهم استخدام أسئلة التدريب السريع لتحديد كل استدلال.
ما المقصود بالحركة؟
مناقشة الفكرة الأساسية
ناقش ماهية الحركة والطرق المختلفة لوصفها. اطرح السؤال التالي،
■ كيف تعرف أن جسما قد تحرك ؟
يمكنك مقارنة الموضع الجديد للأجسام بموضعه الأصلي.
■ ما السرعة ؟
المسافة التي يتحركها الجسم في مقدار معين من الزمن.
■ كيف تختلف السرعة عن السرعة المتجهة ؟
تتضمن السرعة بين مسافة الحركة ومقدار الزمن. بينما تتضمن السرعة المتجهة كلا من السرعة والاتجاه. ومقدار الزمن.
ضع خطا تحت المصطلح الذي يصف المسافة التي تبعدها نقطتان أو مكانان عن بعضهما.
ما المقصود بالحركة؟
عندما تتدحرج الكرة الزجاجية لأسفل أنبوب. فهي تغير موقعها. ويكون موقع البدء، في قمة الأنبوب. وموقع الانتهاء عند القاع. يكون الجسم في حركة إذا كان موقعه يتغير باستمرار.
الموقع كيف يمكنك معرفة ما إذا كان شيء ما في حركة ؟ تنظر إلى موقعه. والموقع هو مكان الجسم. ومن ثم يمكنك أن تعرف أن شيئا ما تحرك عندما يتغير موقعه.
كلمات مثل يسار ويمين. وأعلى وأسفل. وشرق وغرب تعطي دلائل حول الموقع. عندما نصف موقع الجسم. فنحن نقارنه بالنسبة للأجسام المحيطة. ويطلق على الأجسام المستخدمة في عمل المقارنة. اسم مناط الاستناد.
توجد طريقة أخرى للتحدث بها عن الموقع وهي وصف المسافة. وتعني المسافة مقدار بعد نقطتين أو مكانين عن بعضهما. ويمكننا إعطاء قياس للمسافة. على سبيل المثال، تبعد مدينة دبي حوالي km 150 عن أبو ظبي العاصمة.
الحصان عداء سريع، ولكن الفهد أسرع! ما سرعتهما؟
خلفية عن العلوم
ما قوانين نيوتن للحركة؟
ينص قانون إسحاق نيوتن الأول للحركة على أن الجسم المتحرك يظل متحركا بنفس السرعة وفي نفس الاتجاه ويبقى الجسم الساكن ساكنا ما لم تؤثر قوة خارجية غير متوازنة. وينص قانونه الثاني على أن مجموع القوى المؤثرة على جسم تساوي كتلته مضروبة في تسارعه. وينص قانونه الثالث أن لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومضاد له في الاتجاه.
السرعة كل الأجسام التي تتحرك لها سرعة. السرعة هي المسافة التي بتحركها الجسم في مقدار معين من الزمن. يستطيع الفهد أن يركض حوالي 112 كيلومترا في الساعة. يمكنك كتابة هذه القيمة في الصورة km (h 112 و mph 70. ويمكن أن تصل سرعة حصان السباق km/h 76.
كيف يمكنك إيجاد سرعة جسم ما ؟ أولا. اكتشف المسافة التي تحركها الجسم. بعد ذلك. اكتشف كم استغرق الجسم ليقطع هذه المسافة. ثم، اقسم المسافة المقطوعة على الزمن المنقضي في التحرك.
افترض أنك تقود دراجتك مسافة km 12 في ساعة واحدة. فتكون سرعتك إذن km/h 12.
السرعة المتجهة
في بعض الأحيان. يخلط البعض بين السرعة المتجهة والسرعة. فالسرعة تبين لك مقدار السرعة التي يتحرك بها جسم ما. والسرعة المتجهة تصف سرعة الجسم واتجاه حركته. قد تكون سرعة سائق دراجة السباق km/h 50. فإذا قطع السائق km/h 50 في اتجاه الغرب، تكون هذه هي سرعته المتجهة.
البندول عبارة عن كتلة متصلة بطرف قضيب. بعد الدفعة الأولى. يتأرجح البندول ذهابا وإيابا. وتتغير
سرعته المتجهة في كل تأرجح.
اذا كانت سرعة هذا القطار km; 3OO. فإن سرعته المتجهة هي km/h 300 في اتجاه الغرب.
1. لاعبة رياضية تركض غربا متجاوزة خط النهاية في السباق. كيف يمكنك معرفة ما إذا كانت تحركت ؟
حركت اللاعبة الرياضية من الجانب الشرقي للخط إلى الجانب الغربي للخط.
الاحتكاك
يتزحلق لاعب هوكي الجليد على الجليد. وهو يبطئ من حركته ويتوقف. كيف يحدث هذا ؟ القوة التي تؤثر عليه اسمها الاحتكاك. والاحتكاك هو قوة تحدث عندما يحتك جسم ما بأخر. وهو يدفع في الاتجاه المعاكس للأجسام المتحركة مما يسبب إبطاءها.
تنتج الأسطح المختلفة مقادير مختلفة من الاحتكاك. فالأسطح الخشنة. مثل ورق السنفرة. عادة ما ينتج قدرا كبيرا من الاحتكاك. في حين الأسطح الملساء. مثل الثلج. تنتج قدرا أقل من الاحتكاك. لماذا تحتاج إلى وضع زيت على الأجزاء المتحركة في الدراجة ؟ لأن الزيت يحد من الاحتكاك. وهو يساعد على عمل الأجزاء بسلاسة معا.
ما المقصود بالقوى؟
لا تتحرك الأجسام من تلقاء نفسها. ويجب عليك إحداث قوة لجعلها تبدأ التحرك. القوة هي حركة دفع أو سحب. وأنت تستخدم القوى لتحريك الأشياء طوال الوقت. فعندما تجذب مقبض الباب أو تدفع عربة نقل. فأنت تطبق قوة لجعل شيء ما يتحرك.
يمكن أن تكون القوى كبيرة أو صغيرة. فالقوة التي تستخدمها الرافعة لرفع شاحنة. هائلة. والقوة التي تستخدمها يدك لرفع ريشة. ضئيلة. ويتطلب تحريك الأجسام الثقيلة قوة أكبر مقارنة بالأجسام الخفيفة. وتؤثر القوى أيضا على سرعة الجسم. فكلما زادت القوة التي تستخدمها، زادت سرعة تحرك الجسم.
تحد الشفرات المعدنية الحادة الموجودة في حذاء والتزلج للاعب الهوكي، من الاحتكاك على الجليد.
تجربة سريعة 8.
الاحتكاك والحركة
الهدف ملاحظة آثار الاحتكاك.
المواد كتابان أو ثلاثة كتب. خيط. الميزان الزنبركي
اطلب من الطلاب ربط حبل على شكل حلقة كبيرة. افتح الكتاب بالمنتصف وضع نصف الكتاب في الخيط الحلقي. أغلق الكتاب و سحب الخيط الحلقي كما هو مبين في الصورة.
تأكد من وجود مساحة كافية للطلاب ليروا القياس عند الشد. نبه الطلاب للتوقف عن شد قبل أن يصلوا إلى نهاية الطاولة.
معالجة المفاهيم الخاطئة
تكون قوة احتكاك الجسم الساكن أكبر.
من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الجاذبية توجد بين الأجسام الكبيرة للغاية والأجسام الأصغر.
أخبر الطلاب أن الجاذبية توجد بين الطلاب الذين يجلسون في اتجاهين مختلفين في الغرفة. ولكن لا يشعر أي من الطالبين بأثرها لإن قوة الجاذبية الأرضية أكبر منها بكثير. وينتج عن كتلة الطلاب الصغيرة نسبيا مقدارا ضئيلا من قوة الجاذبية بينهم.
يحدث في الصورة الثالثة ؟ كما ذكرنا سابقا. يقوم شخص واحد بالسحب. ولكن، في هذه المرة، تزن العربة الضعف. السرعة الموضحة وتتسارع العربة بنصف في الصورة الأولى.
2. تكون لكرات البولينج وكرات كرة القدم نفس الشكل تقريبا. لماذا يكون في إلقاء كرة البولينج صعوبة أكبر ؟
حجم القوة يؤثر على تسارع الجسم. إذا طبقت القوة ذاتها على جسم وزنه أكبر. فإن تسارع هذا الجسم سيكون أبطأ.
ما المقصود بالتسارع ؟
تتسارع سيارات السباق وهي تتسابق حول المضمار. التسارع هو أي تغير في سرعة الجسم أو اتجاهه.
يؤثر حجم القوة على تسارع الجسم. مزيدا من التسارع. القوة الكبيرة كذلك وزن الجسم ذاته. فإذا كنت تطبق القوة نفسها على جسم ذي وزن أكبر. فإن تسارع هذا الجسم سيكون أبطأ.
انظر إلى الرسم التخطيطي - أعلاه - الذي يوضح العلاقة بين القوة والتسارع.
عندما يسحب شخص واحد العربة. فهي تتسارع. وعندما يسحب العربة، فهي تتسارع بمعدل الضعف.
دعم التحصيل اللغوي
المفردات/ إجابة الأسئلة اكتب الكلمات التسارع والقوة والا حتكاك على اللوحة. اطلب من الطلاب ترديد الكلمات خلفك. راجع معاني الكلمات الثلاث. اسأل الطلاب أى الكلمات تعني حك. الاحتكاك اسأل الطلاب أي الكلمات تعني "قوي. القوة اسأل الطلاب أي الكلمات تعني "تغيرا في السرعة أو الاتجاه" . التسارع
اطلب من الطلاب حك أيديهم معا وذكر القوة التي تقاوم الحركة بين أيديهم. اطلب من الطلب استخدام العبارات لوصف التسارع والقوة والاحتكاك.
اطلب من الطلاب استخدام الجمل الكاملة لشرح كيف قد تسبب القوى، بما في ذلك الاحتكاك، في التسارع.
التركيز على المهارات
الهدف تحليل البيانات الرقمية لتحديد العلاقات بين الجاذبية والتسارع.
المواد طاولة طويلة، مسطرة، شريط لاصق. 4 كتب. ساعة إيقاف علبة حساء، ورق تمثيل بياني
التخطيط المسبق أحضر علب حساء. افحص كل علبة مسبقا لتتأكد من أنها تتدحرج في خط مستقيم. اجمع كتب سترفع سيقان الطاولة لنفس الارتفاع. أي حوال 10 إلى 20 درجة.
التوسع سيساعدك هذا النشاط الطلاب على جمع وتسجيل البيانات الرقمية وتحليل البيانات واستنتاج الخلاصات حول كيفية تأثير الجاذبية على التسارع.
مهارة الاستقصاء: استخدام الأعداد
اكتسب هذا المفهوم
اشرح للطلاب أنه مخططاتهم وتمثيلاتهم البيانية الخطية ستحتوي على نفس المعلومات. ولأن التمثيلات البيانية تعرض البيانات على نحو بصري. فسيكون من الأسهل للطلاب رؤية الاتجاهات في التمثيل البياني.
■ هل يمكن استخدام تمثيل بياني بالأعمدة بدلا من نعم. لأن التمثيل تمثيل بياني خطي لتوضيح البيانات ؟
التمثيل البياني بالأعمدة عبارة عن طريقة أخرى لعرض نفس البيانات. الا أن التمثيلات البيانية الخطية تستخدم عادة لتبين كيف تتغير السرعة أو القيم الأخرى بمرور الوقت.
2 التدريس
اقرأ وأجب
الفكرة الأساسية اقرأ السؤال الموجود أعلى كل زوجية العدد في الدرس. اطلب من الطلاب استخدام الأسئلة لتوقع ما سيتناوله الدرس.
المفردات اطلب من الطلاب تحديد مصطلحات المفردات في وسائل المساعدة البصرية بجميع أجزاء الدرس. تستخدم الأسهم لتمثيل كل منها. اشرح أن الدفع والسحب مختلفة متشابهة مختلفة والرفع والطفو جميهم قوى.
مهارة القراءة
المقارنة والمقابلة
منظم البيانات اطلب من الطلاب ملء، منتظم بيانات المقارنة والمقابلة خلال قيامهم
كيف تطير الصواريخ في الفضاء؟
مناقشة الفكرة الأساسية
اقرأ الصفحة مع الطلاب بصوت عال. اطرح الأسئلة التالية،
■ ما الذي سيحدث إذا كان الدفع أصغر من قوة
الجاذبية المؤثرة على الصاروخ ؟ لن يتمكن الصاروخ من الارتفاع عن الأرض.
■ ما أوجه الشبه بين الصاروخ والبالون المستخدم في النشاط الاستكشافي ؟ تدفع قوة الدفع كلا من البالون والصاروخ للأمام ؟ ويعمل السحب ضد حركة كيلهما.
■ ما أوجه الاختلاف بينهما ؟ الإجابة المحتملة: إن دفع البالون يأتي من الهواء المتحركة الذي يخرج بالقوة من البالون المطاطي. ويأتي دفع الصاروخ من قوة أكبر تنتج عن احتراق وقود الصاروخ.
استخدام وسائل المساعدة البصرية
اطلب من الطلاب الرجوع إلى وسائل المساعدة البصرية. بين أن الأسهم الحمراء تمثل القوى المبذولة على الصاروخ. واطرح الأسئلة التالية:
■ أي القوى تحرك الصاروخ للأمام ؟ الدفع
■ أي القوى تعمل ضد حركة الصاروخ ؟ أنه طويل ورفيع ومدبب.
■ لماذا يصمم الصاروخ بهذا الشكل ؟ يساعد الشكل المدبب في تقليل السحب. وبالتالي يحتاج إلى قوة دفع أقل للتحرك للأمام.
تنمية المفردات
الدفع الاستخدام العلمي مقابل الاستخدام العام حر الطلاب أنه يمكن استخدام الفعل من كلمة الدفع بمعنى "دفع أو إزاحة شيء بالقوة". اشرح ان هذه المعاني متقاربة وتعني تحريك جسم إلى الأمام.
السحب الاستخدام العلمي مقابل الاستخدام العام اشرح سحب تعني أحيانا "سحب شيء أنه في الاستخدام العام لكلمة ثقيل على الأرض". واستخدم حقيبة ظهر ثقيلة لتمثيل معنى الكلمة. اطلب من الطلاب مقارنة ذلك بالاستخدام العلمي. واشرح أن كلا المعنين يتعلقان بالقوى التي تقاوم الحركة.
كيف نستخدم الاحتكاك للتوقف والانطلاق؟
مناقشة الفكرة الأساسية
ذكر الطلاب أن الاحتكاك يساعد. اطرح الأسئلة التالية، هل يمكنك التفكير في موقف يكون من الضار فيه وجود قوة احتكاك قليلة ؟
الإجابات المحتملة: السير على أرض مبتلة متزلقة: إيقاف سيارة في الجليد
اقرأ الصفحة مع الطلاب. اطرح الأسئلة التالية؛
■ ما الذي سيحدث إذا توقف محرك القطار على مسار مستقيم ؟ ستعمل قوة الاحتكاك على إبطاء القطار حتى يتوقف.
■ هل تحتاج إلى الجر لقيادة دراجتك ؟ نعم لماذا ؟ بدون الجر. ستدور الإطارات بدون أن تتحرك
■ ما أنواع المركبات الأخرى التي تحتاج إلى الاحتكاك لتبدأ التحرك ؟ الإجابات المحتملة: الدراجات. السيارات. الدراجات النارية. الطائرات عند الهبوط والإقلاع
تنمية المفردات
ذكر الطلاب بأن الاحتكاك هو قوة تنشأ عند احتكاك الأجسام ببعضها البعض. وتعلم الطلاب أن الاحتكاك يدفع الأجسام متسببا في تباطؤ حركتهم. اطلب من الطلاب إضافة معلومات جديدة حول الجر لهذا التعريف.
اقرأ وأجب
ما المقصود بالتكنولوجيا؟
عندما يواجه الإنسان مشكلة يريد حلها، فهو غالبا ما يستخدم التكنولوجيا. والتكنولوجيا هي كل شيء نصممه، ونصنعه. ونستخدمه لحل مشكلات. يمكن أن نجد التكنولوجيا في أشياء بسيطة مثل القلم الرصاص أو مفك البراغي. ويمكن أن تكون في مثل تعقيد الخلية الشمسية. تحول الخلية الشمسية أشعة الشمس إلى كهرباء. ويمكن استخدام هذه الكهرباء لتزويد الة حاسبة بالطاقة. أو حتى سيارة أو طائرة.
يبدو أن الماء يختفي عندما يتبخر. يحدث التبخر عندما يتحول السائل ببطء إلى غاز. ولكن الماء السائل لا يختفي حقا. فهو يتحول إلى غاز.
بخار الماء هو الماء في حالة الغاز. ولا يمكنك رؤية بخار الماء. ولكنه جزء من الهواء الهحيط بك.
يتبخر الماء دائما من المحيطات والجداول والبحيرات والبرك. وتسبب حرارة الشمس تحرك جزيئات الماء على السطح بوتيرة سريعة. وكلها زادت الحرارة المكتسبة، زادت سرعة حركتيا وابتعادها عن بعضها. وترتفع بعض الجزيئات إلى الجو في صورة غاز؛ بخار ماء.
صمم هذا الفريق سيارة تعمل بالطاقة الشمسية.
خلفية عن العلوم
ما يقوم به المهندسون يعمل المهندسون في جميع مجالات العلوم. على سبيل المثال، يعمل المهندس الطبي البيولوجي على حل المشكلات في مجالات علم الحياة والطب. وقد يصممون معدات طبية جديدة أو يحسنون من المفاصل الصناعية. ويعمل المهندسون المدنيون بشكل أساسي على مشروعات الأعمال العامة مثل الطرق والجسور والسدود ومحطات معالجة المياه. ويعمل المهندسون الميكانيكيون على تصميم وإنتاج واختبار المعدات الميكانيكية. وقد يعملون على المحركات والإنسان الآلي أو الماكينات . ويتضمن المهندسون الآخرين مهندسي الكهرباء والكيمياء والبيئة والطاقة النووية والطيران والصناعة.