שששקט בבקשה - פרויקט STEAM (חט״ב)
- מערכת EduMake-TLV
- לפני 5 שעות
- זמן קריאה 3 דקות
The Silence Box Project - תכנון תא בידוד אקוסטי
נושא לימוד: אנרגיה (גלי קול), אינטראקציה | שכבה: ח'-ט' | היקף: קצר-בינוני (2-3 שיעורים)
העוגן בתוכנית הלימודים
אנרגיה ואינטראקציה (כיתה ח'-ט')
הנושא "גלי קול" נלמד תחת המטריה של סוגי אנרגיה ומעברי אנרגיה.
הרעיון המדעי: קול הוא אנרגיה העוברת בתווך (חומר). כאשר גל קול פוגע בחומר, מתרחשת אינטראקציה: חלק מהאנרגיה מוחזר, חלק עובר, וחלק נבלע (הופך לחום).
ציון הדרך בתוכנית (מתוך המסמך):
אנרגיה: זיהוי סוגי אנרגיה והמרות אנרגיה. (בפרויקט: המרה של אנרגיית קול לאנרגיית חום בתוך הספוג/הבידוד).
אינטראקציה: יחסי גומלין בין קרינה (או גלים) לחומר. (בפרויקט: כיצד חומרים שונים מגיבים לגלי קול – בליעה vs החזרה).
העוגן הטכנולוגי: תכונות חומרים ותהליך התכן (כיתה ז'-ט')
זהו הלב של תחום "מדעי החומר" - ההבנה שאין "חומר טוב", יש "חומר מתאים".
ציון הדרך בתוכנית: "הקשר בין תכונות החומר לבין השימושים בו".
היישום בפרויקט: התלמיד חייב להבין שתכונה כמו "צפיפות" (Density) או "אלסטיות" היא שקובעת אם החומר יבודד רעש או יעביר אותו. הבחירה בספוג (הרבה אוויר) לעומת פלסטלינה (מסה כבדה) היא יישום ישיר של סעיף זה.
מיומנויות החקר והטכנולוגיה (כל השכבות)
התוכנית מדגישה מאוד את "אוריינות טכנולוגית-דיגיטלית".
ציון הדרך: ביצוע מדידות באמצעות חיישנים ועיבוד נתונים.
היישום בפרויקט: השימוש בסמארטפון לא כ"משחק" אלא ככלי מעבדה (Lab Tool) למדידה כמותית של עוצמת קול (דציבלים), ויצירת גרף השוואתי.
1. האתגר - שששקט בבקשה
הצורך האמיתי: "זיהום רעש" הוא מפגע סביבתי מוכר. בעולם של Open Space, יוטיוברים שצריכים להקליט בבית, או בני נוער שרוצים פרטיות - היכולת ליצור "בועה שקטה" היא קריטית אז בוא נעשה שששקט בבקשה.
המשימה: עליכם לתכנן ולבנות דגם של חדר (קופסה) שמצליח להפחית את עוצמת הרעש החודרת אליו ב-20 דציבלים לפחות (ההבדל בין צעקה לדיבור רגיל), תוך שימוש בנפח/עובי קיר מינימלי. חומרים (Low Tech):
אילוצים:
|
2. מפרט STEAM
האינטגרציה
התלמידים משתמשים במדידה דיגיטלית כדי לבדוק כיצד שכבות חומר שונות משפיעות על מעבר אנרגיית הקול דרך התווך.
מדע S
בליעה (Absorption): המרת אנרגיית הקול לחום (חומרים רכים ואווריריים כמו ספוג).
החזרה (Reflection): החזרת הקול החוצה (חומרים קשיחים וצפופים).
שיכוך (Damping): מניעת רעידות של הקיר עצמו.
טכנולוגיה T
החיישן (בפנים): מריץ אפליקציית מד רעש (כגון Sound Meter או Phyphox).
חיישן רעש על מיני בקר micro:bit
הנדסה E
בניית "חומר מרוכב" (Sandwich): שילוב של חומר כבד (לחסימה) וחומר רך (לבידוד).
טיפול ב"גשרי קול": איטום חריצים (קול מתנהג כמו מים, דולף מכל חור קטן).
אומנות A
הקונפליקט (חשיבה ביקורתית): "חדר שקט" הוא מצד אחד מקום מפלט, ומצד שני יכול להרגיש כמו צינוק או תא מעצר.
המשימה העיצובית: עליכם לעצב את פנים הקופסה כך שהמשתמש ירגיש בה רגוע ולא לכוד. איך משתמשים בטקסטורה ובצבע כדי ליצור תחושת מרחב בתוך מקום צפוף?
ההקשר החברתי: דיון כיתתי – למי יש "פריווילגיה של שקט" בחברה שלנו? (מי גר ליד כביש סואן ומי בפרבר שקט?).
מתמטיקה M
חישוב הדלתא: עוצמה בחוץ פחות עוצמה בפנים.
הבנת הסקאלה הלוגריתמית: הפחתה של 10dB משמעותה הפחתת הרעש פי 10!
3. תהליך הגילוי
בניגוד לפרויקט הבלימה, כאן הפיגומים הם חומריים:
מדידת ה-Baseline: כולם מודדים כמה רעש נכנס לקופסה ריקה. (נניח: בחוץ 80dB, בפנים 75dB. מסקנה: קרטון לבד לא עוזר).
שלב הניפוץ מיתוסים (MythBusters):
שאלה לכיתה: "מה הכי מבודד? תבניות ביצים או פלסטלינה?"
רוב התלמידים יגידו תבניות ביצים.
ניסוי מהיר יראה שתבניות ביצים כמעט לא חוסמות רעש (הן רק מונעות הד), בעוד שפלסטלינה (מסה) חוסמת מצוין. זה רגע של גילוי מדעי טהור.
האתגר ההנדסי: איך משלבים? (למשל: שכבת פלסטלינה לחסימה + שכבת ספוג לנתק מגע).
4. הערכה ומיומנויות
מדדי הצלחה לתוצר: הגרף באפליקציה. המטרה להגיע למספר ה-dB הנמוך ביותר בתוך הקופסה.
מדדי הצלחה לתהליך:
האם הקבוצה ביצעה בדיקות ביניים (Iterative Design)? "שמנו ספוג, מדדנו, ראינו שזה לא מספיק, הוספנו קרטון".
הסבר הבחירה: "בחרנו בצמר גפן כדי לכלוא אוויר, ובקרטון כדי להחזיר את הגל".
5. אבולוציה של הפרויקט
שלב 1 (Low Tech): בידוד אקוסטי פסיבי (חומרים).
שלב 2 (Digital Analysis): חקר ספקטרלי (Spectral Analysis). משתמשים באפליקציית Spectroid. בודקים: האם הקופסה שלי חוסמת צלילים גבוהים (צפצוף) טוב יותר מאשר צלילים נמוכים (בס)? (רמז: נמוכים קשה מאוד לחסום).
שלב 3 (Real World): תכנון "פינת שקט" אמיתית בבית הספר (שרטוט אדריכלי) או בניית תיבה להשתקת הבלנדר במטבח.
תגובות