לחיות במאדים - פרויקט STEAM (יסודי)
- מערכת EduMake-TLV
- לפני יומיים
- זמן קריאה 4 דקות
לחיות במאדים הוא פרויקט אקו-סיסטם קלאסי של למידה מבוססת פתרון בעיות (PBL)
אז ברוכים הבאים למושבה האנושית הראשונה על מאדים. זהו אינו פרויקט חד-פעמי, אלא "עולם מתמשך" המזמן ללומדים שרשרת של אתגרים קיומיים, טכנולוגיים וסביבתיים.
איך זה עובד בכיתה? (שגרת העבודה)
מבנה הלמידה זהה בכל משימה, רק תוכן האתגר משתנה. כל משבר מחולק ל-4 שלבים:
קריאת חירום: קבלת "בריף" שמגדיר את האתגר החדש במושבה - כולל גישה למרכז מידע*.
חדר מצב (חקר ותכנון): איסוף נתונים ושרטוט רעיונות לפתרון בעזרת יומן מהנדסים**.
המעבדה (בנייה): שימוש ב"עגלת המייקרים" לבניית הפתרון הפיזי.
שידור לכדור הארץ (הערכה ורפלקציה): הצגת הדגם ובחינת השפעתו על שאר מערכות המושבה.
מיומנויות הליבה של צוות המושבה
בכל אחד מהאתגרים (ה"משברים") שהמורה יבחר להפעיל, התלמידים יתרגלו את ארבעת עמודי התווך של למידת המאה ה-21:
א. חקר ומידענות (Inquiry): התלמידים אינם מקבלים את התשובות. עליהם לאתר מידע (ברשת, בספרים, או ממומחים), לברור מקורות אמינים, ולהבין כיצד עובדים מנגנונים דומים בכדור הארץ לפני שהם מיישמים אותם במאדים.
ב. תכן הנדסי ובנייה (Maker/Engineering Process): מעבר מחשיבה לעשייה. התלמידים מתכננים מודל רעיוני, משרטטים סקיצות, ומשתמשים בידיים כדי לבנות אב-טיפוס מחומרים זמינים ("פסולת המושבה"). הם מתנסים בדיבגינג (Debugging) – התיקון והשיפור שמגיעים אחרי הכישלון הראשון.
ג. עבודת צוות (Collaboration): במושבה אי אפשר לשרוד לבד. הלומדים מתנסים בחלוקת תפקידים (מהנדס ראשי, חוקר, מעצב, מנהל משאבים), בניהול קונפליקטים ובקבלת החלטות משותפת תחת אילוצי זמן ומשאבים.
ד. פרזנטציה ותקשורת (Presentation): בסיום כל משבר, הצוות נדרש לתקשר את הפתרון ל"תחנת החלל בכדור הארץ" (הכיתה והמורה). עליהם לנמק את הבחירות הטכנולוגיות שלהם, להציג את אב-הטיפוס בפעולה, ולהסביר כיצד הפתרון משרת את הקיימות של המושבה.
משאבים לניהול למידה
דשבורד מידע לתלמיד | יומן מהנדסים לניהול פרויקט
* מרכז מידע לתלמיד
** יומן מהנדסים לניהול פרויקט
כרטיסי אתגר
חקלאות בסביבה עוינת
סימוכין קוריקולרי
נושאי הליבה (מדע וטכנולוגיה ד'-ו'): הפרויקט מכסה את פרק "מערכות ותהליכים ביצורים חיים" (צורכי קיום, הזנה ופוטוסינתזה), ואת פרק "השפעת האדם על הסביבה" (קיימות ומחזור משאבים).
תהליך התכן ההנדסי: התלמידים מיישמים את תהליך התיכון ההנדסי כדי לפתור בעיה מורכבת בתנאי אל-כבידה/סביבה עוינת, תוך פיתוח מיומנויות של חשיבה מערכתית (Systems Thinking) - כיצד פלט של מערכת אחת (פד"ז של האדם) הופך לקלט של מערכת אחרת (הצמח).
הנחיה לפעולה: צוות יקר, כדי להביא את המושבה למצב של קיימות ועצמאות, עלינו לבסס מקור מזון טרי. נתוני הפתיחה שלנו מוגבלים: הקצינו למערכת החקלאית בדיוק מטר רבוע אחד של שטח רצפה, ומכסת מים יומית קבועה ומצומצמת. עליכם לחקור, לתכנן ולבנות אב-טיפוס למערכת גידול שממקסמת את כמות המזון שאפשר להפיק בנפח הנתון ובמינימום משאבים. |
פסולת כמשאב
ניהול משאבים במערכת סגורה
סימוכין קוריקולרי:
נושאי הליבה (מדע וטכנולוגיה ד'-ו'): חומרים - תכונות, שימושים ותהליכי ייצור. השפעת האדם על הסביבה (משאבי טבע, צמצום צריכה, שימוש חוזר ומחזור).
העיקרון המדעי: הבנת המושג "מערכת סגורה" – חומר אינו נעלם, הוא רק משנה צורה או מיקום (מבוא רעיוני לחוק שימור החומר).
תהליך התכן ההנדסי: Circular Design (עיצוב מעגלי) ואופטימיזציה של משאבים. התלמידים נדרשים לפתור בעיית אילוצי חומר ללא אספקה חיצונית, תוך הבחנה בין "שימוש חוזר" (שימוש באותו חומר למטרה חדשה ללא שינוי הרכבו) לבין "מחזור" (פירוק החומר והרכבתו מחדש).
הנחיה לפעולה : צוות יקר, המושבה שלנו פועלת כמערכת סגורה לחלוטין, וחלליות אספקה לא צפויות להגיע מכדור הארץ. כרגע אנחנו מתמודדים עם שתי בעיות מקבילות: שטחי האחסון שלנו מתמלאים בפסולת (אריזות, מים משומשים, חומר אורגני), ובמקביל – חומרי הגלם לתחזוקת המושבה הולכים ואוזלים. עליכם לנתח את זרם הפסולת שאנחנו מייצרים, ולתכנן תהליך או מתקן שממיר לפחות סוג אחד של פסולת בחזרה לחומר גלם זמין ושימושי עבור אחת המערכות האחרות במושבה. |
הפקה והמרת אנרגיה בתנאי קיצון
סימוכין קוריקולרי:
נושאי הליבה (מדע וטכנולוגיה ד'-ו' ושילוב מתמטיקה): סוגי אנרגיה והמרות אנרגיה (אנרגיית תנועה לחשמלית, אנרגיית קרינה לחשמלית). משאבי אנרגיה (מתחדשים לעומת מתכלים). חישובי שטח ויעילות.
העיקרון המדעי: הבנת היתרונות והחסרונות של מקורות אנרגיה שונים בתנאי סביבה ספציפיים (אטמוספירה דלילה, קרינה מופחתת, אבק).
תהליך התכן ההנדסי: ביצוע פשרות הנדסיות (Trade-offs). התלמידים צריכים לבחור בין חלופות סותרות (רוח מול שמש), להתמודד עם מגבלות שטח פריסה, ולתכנן פתרון טכני לבעיות סביבתיות (למשל: מנגנון לניקוי אבק מפאנל סולארי).
הנחיה לפעולה (הטריגר): צוות יקר, המערכות תומכות החיים של המושבה (חממת הגידול ומתקן מחזור המים) זקוקות למקור חשמל עצמאי ואמין. עליכם לתכנן ולבנות אב-טיפוס למערכת הפקת אנרגיה מתחדשת. עומדות בפניכם שתי מגבלות סביבתיות: קרינת השמש במאדים חלשה יותר וישנן סופות אבק תדירות, ומנגד - האטמוספירה דלילה מאוד ולכן הרוח חלשה ביחס לכדור הארץ. בנוסף, שטח הפריסה החיצוני המוקצה לכם מוגבל. עליכם לחקור את הנתונים, לבחור את שיטת הפקת האנרגיה היעילה ביותר (או שילוב ביניהן), ולתכנן את המערכת כך שתמקסם את ייצור החשמל בתנאים אלו. |
הנדסת מבנים - כיפת התצפית של המושבה
סימוכין קוריקולרי:
נושאי הליבה (מדע וטכנולוגיה ד'-ו'): מדעי החומר – תכונות חומרים (שקיפות, חוזק, קשיות, גמישות). התאמת תכונות החומר לשימוש המוצר. מבנה וצורה (מורפולוגיה) והשפעתם על יציבות.
העיקרון המדעי: חלוקת עומסים. הבנה שחוזק של מבנה לא מגיע רק מסוג החומר, אלא מהצורה הגיאומטרית שלו (הכוח של משולשים לעומת מרובעים).
תהליך התכן ההנדסי: פשרות הנדסיות (Trade-offs) ואופטימיזציה. מציאת האיזון המדויק שבין מקסום שטח הפנים השקוף לבין עמידה בעומס מכני (משקל של סופת אבק).
הנחיה לפעולה (הטריגר): צוות יקר, המורל במושבה יורד כי אנחנו חיים בתוך מבנים אטומים, וצוות החקלאות דורש אור שמש טבעי. המשימה שלכם היא לתכנן ולבנות מודל ל'כיפת תצפית' מרכזית. עומד בפניכם אילוץ קריטי: הכיפה חייבת להיות בעלת שטח פנים שקוף גדול ככל האפשר כדי להכניס אור ונוף, אך במאדים משתוללות סופות אבק אלימות שמפעילות לחץ פיזי כבד על המבנים. עליכם לתכנן מבנה שממקסם את אזורי הצפייה (שקיפות), אבל יעמוד ב'מבחן סופת האבק' (נשיאת משקולת של 1 ק"ג על קודקוד הכיפה) מבלי לקרוס. |
תגובות