مهام التنور العلمي

مهام تقييم موسعة

أ‌.        مهام  تنور علمي

ب‌.     قراءة وتحليل مقالات علمية

ت‌.     اقتراح أبحاث صغيرة

أمامكم أمثله لمهام موسعة، وهي تشتمل علىإرشادات ودليل لتقييمها. يحتاج تنفيذ المهام إلى زمنأطول من أسئلة التقييم، وتتيح تقييم المهارات التفكيرية والتعلمية.

أ‌-       مهام تنور علمي في موضوع الطاقة

اسم المهمة	تصنيف	موضوع	فعالية وساطة
البرج الشمسي في معهد وازمان	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف التاسع	مصادر الطاقة	دليل مفصل للمهمة، مرفق في الملحق ت
محطة الفضاء العالمية	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف التاسع	مصادر الطاقة
الفرنالشمسي	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف التاسع	مصادر الطاقة	1.    استخراج معلومات من الرسم التخطيطي 2.    تبرير 3.     بناء نموذج
فاتورة الكهرباء البيتية	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف التاسع	طاقة كهربائية
استهلاك الطاقة في العالم	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف التاسع	استهلاك الطاقة	مهارات الجدول
مشروع السلام	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف العاشر	مصادر الطاقة
مداخن الأمواج الحرارية	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف العاشر	مصادر الطاقة
الاستهلاك الكهربائي في الأجهزة الكهربائية البيتية	فيزياء وعلوم البيئة المحيطة، الصف العاشر	استهلاك الكهرباء	دليل مفصل للمهمة، مرفق في الملحق ب. فعالية حول استعمال الأجهزة الكهربائية البيتية.
وقود أُحفوري	علم الكرة الأرضيةالصف التاسع	مصادر الطاقة
الاحتباس الحراري على الكرة الأرضية	علوم الكرة الأرضية	الاحتباس الحراري العالمي	1.     تصنيف المعرفة 2.     قراءة رسوم بيانية
تناقصالموارد الطبيعية	علوم الكرة الأرضية	مصادر الطاقة
الوقود الأحفوري	علوم الكرة الأرضية	مصادر الطاقة
خلايا وقود*	علوم الكرة الأرضية	مصادر الطاقة
مفاعلات انشطار نووية	علوم الكرة الأرضية	مصادر الطاقة
بركة شمسية*	علوم الكرة الأرضية	مصادر الطاقة

·         ملاحظة: رابط المهام وفعاليات الوساطة في موقع מו"ט-נט، يعمل بواسطة المستكشف (اكسبلورير)

·         فيما بعد، يتم ربط هذه المهامبالموقع (يمكن العثور عليها في موقع מו"ט-נט).

أ‌-       قراء ة مقالات علمية في موضوع الطاقة

اسم المقال	المصدر	فعالية الوساطة
הדרך לאנרגיה בת קיימה עד 2030* الطريق إلى الطاقة المستديمة حتى 2030*	סיינטיפיק אמריקן ישראל, 2009	أسئلة إرشاد وتوجيه
התוכנית הסולרית הגדולה* مشروع الطاقة الشمسية الكبير*	סיינטיפיק אמריקן ישראל, 2008	أسئلة ارشاد، تعمق وتطبيق

·         نضيف الرابط لهذه المقالات بعد الحصول على موافقة أصحاب حقوق الطبع النشر

مثال لتحليل مقال علمي:

النسخة الأصلية للمقال باللغة الانجليزية هي:

"A Path to Sustainable Energy", Scientific American, pp. 38-45, Nov. 2009.

تُرجم إلى اللغة العبريةفي سايانتفيك اميريكان في اسرائيل " "הדרך לאנרגיה בת קיימא עד 2030",

يبحث هذا المقال بالأساس تنبؤ إمكانية استخدام مصادر طاقة متجددة ( بدائل وقود) من أجل حل :

1.      مشكلة مصادر الطاقة المتوافرة في جميع العالَم، لكل هدف، حتى 2030.

2.      مشكلة انبعاث غاز الدفيئة بسبب حرق الوقود الأحفورية.

يتمحور العلماء في المصادر المتجددة، مثل: الرياح, الماء, الشمس(WWS= Wind, Water, Sunlight

أمثلة لأسئلة حول إرشاد التلاميذ للاستعدادولقراءة المقال:

1.ما هو طلب الباحثون بخصوص مصادر الطاقة المتجددة، على مدار حياتها (يشمل بناء،تفعيل وتحليل)؟

2. لماذا لميذكر العلماء الطاقة النووية في اقتراحهم؟

3. كيف تتوزع مصادر الطاقة المتجددة المتوافرة؟

4. ما هو مقدار القدرة المستهلكه في العالَم، في كل لحظة، سنة 2009؟

 5. ما هو مقدار القدرة المستهلكه في العالَم، في كل لحظة، سنة2030؟

6. ما هو مقدار القدرة النااتجة في العالم من مصادر الطاقة المتجددة، في كل لحظة، سنة 2009؟

7. ما هو عدد محطات إنتاج الطاقة بواسطة الرياح التي يتمإنشائها وفقًا للمشروع حتى 2030 (تُنْتِج كل محطة 5 ميجاواط).

8. ما هو عدد محطات إنتاج الطاقة بواسطة الشمس التي يتم إنشائها وفقًا للمشروع حتى 2030، ما هو معدل قدرتها؟

9. ما هي النسبة الزمنية التي لا تَنْتُجفيها طاقة بواسطة الفحم الحجري (تصليح وصيانة)؟

10. ما هي النسبة الزمنية التي لا تَنْتُجفيها طاقة بواسطة الخلايا الشمسية، أو الرياح (تصليح وصيانة)؟

11. .................

يجب أن يضيف التلاميذ أسئلة !

مثال لفعالية تحليل مقال علمي، المقال العلمي:

"Solar Grand Plan", Scientific American, pp. 48-57, Jan. 2008.

تُرجم المقال إلى العبرية على يدأورط إسرائيل، " مشروع الطاقة الشمسية الكبير" ونُشر في المجلة:

",نيسان- أيار, الصفحات: 23-31.

يبحث هذا المقال بالأساس تنبؤ إمكانية استخدام الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة الامريكية، من أجل حل:

1.      مشكلة  اعتماد  الولايات المتحدة على النفط المستورد.

2.      مشكلة انبعاث غاز الدفيئة بسبب حرق الوقود الأحفورية.

امثلة لأسئلة تلاميذ:

1. ما هو استهلاك الكهرباء في الولايات المتحدة؟

2. ما هي مساحة الارض في الولايات المتحدة المناسبةلبناء محطات لإنتاج الطاقة الشمسية؟

3. ما معدل سعر الكيلواط /ساعة للمستهلك الامريكي في سنة 2008؟

4. ما هو معدل نجاعة الخلايا الشمسية التجارية في سنة 2008؟ وما هي تكلفة إنتاج 1 واط كهرباء بواسطة الخلايا الشمسية؟

5. ما هي القدرة الكهربائية التي يمكنإنتاجها في الولايات المتحدة بواسطة الخلايا الشمسية في سنة 2050، وفقًا للمشروع المقترح؟ ما هي المساحة المغطاة بالخلايا الشمسية؟

6. كيف تتغير هذه الوتيرة  في السنوات الخمس القادمة؟

7. كيف يتم تزويد الطاقة الكهربائية في سنة 2050 في الولايات المتحدة؟ (التوزيع وفقًا لمصادر التزويد)

أمثلة لأسئلة إرشاد للمناقشة الصفية، بعد أن قرأ التلاميذ المقال بتمعن:

1.      ما هي إمكانيات استخدام الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة وعلى الكرة الارضية؟

2.      ما هو مقدار الطاقة الشمسية التي تسقط على اللاقطات للمتر المربع الواحد عند  ساعات الظهيرة؟

3.      ما الذي لا يتوفر من أجل استخدام الطاقة الشمسية بدلاً من حرق الوقود؟

4.      من أين نحصل على الدعم المادي لتنفيذ المشروع (حسابات واعتبارات اقتصادية)؟

5.      كيف يتم دمج الخلايا الشمسية في المشروع ((Solar Cells؟

6.      ما هي نجاعة الخلايا الشمسة التجارية؟

7.      ما هي أعلى نجاعة توصلنا اليها في الخلايا الشمسية التي يتم تطويرها علميًّا حتى الآن؟

8.      كيف يخططمقترحي المشروع تخزين الطاقة  لاستخدامها عند غياب الشمس؟

9.      كيف تندمج المراكز التي تستخدم الطاقة المخزونة من الشمس في المشروع؟

10.  ما هي مشاكل شبكة التوصيل الكهربائي في الولايات المتحدة؟ وما هو الاقتراح لحلها؟

11.  ما هي مراحل تنفيذالمشروع؟

12.  ما هي المساحة اللازمة لتنفيذ المشروع؟ يجب أن شرح، كيف يتم حسابه؟

13.  ما هي الافتراضات التي يعتمد عليها الباحثون عند تنفيذ العمليات الحسابية؟

14.  لماذا يظهر، في المقال، استهلاك كهربائي أقل في سنة 2050 بالقارنة مع الاستهلاك الحالي، اذا طبقنا المشروع المقترح؟

15. ما هي سيئات وحسنات خطوط الجهد الكهربائي العالي في التيار المباشر،بالمقارنة معخطوط الجهد الكهربائي العالي في التيار المتغير؟

اسئلة بحث،إجاباتها لا تظهر في المقال

1. في بداية الفقرة الثالثة للمقال (المقدمة)، يظهر إدعاء بأنه لا توجد منافس للإمكانيات الكامنة في الطاقة الشمسة. هلهذا التحديد صحيح علميا؟ ماذا بخصوص الدمج النووي ؟

أسئلة تطبيقية، بعد قراءة المقال وفهمه:

§      ما هي الأسئلة التي يجب أن نسألها لملاءمة المقال لدولة اسرائيل؟

§      أي معطيات في المقال من شأنها أن تُستخدم لإجراء العمليات الحسابية بالنسبة لإسرائيل؟

§      كيف نستطيع اجراء الحسابات (مقادير)؟ ترتيب الأسئلة التي يجب الإجابة عليها.

§      هل يمكن العثور على مساحة كافية في منطقة النقب، في إسرائيل لتنفيذ المشروع؟

§      لماذا،بحسب رأيكم،إسرائيل مستمرة في بناء محطات توليد تعمل بالفحم الحجري؟

§      هل،بحسب رأيكم، الطاقة النووية بإمكانها أن تكون بديلاً  لحل مشكلة إنتاج طاقة بوفرة وبسعر منخفض؟

ت. مشاريع صغيرة

1.  مشروع استفتاء الطاقة [1]

اسم المشروع
أهداف المشروع	اختيار مصدر الطاقة المفضل وتسويقه
مراحل المشروع	المرحلة I: التحفيز والتعرف على الموضوع المرحلةII: اكتساب معلومات عن الموضوع المرحلة III: عرض معلومات عن الموضوع بواسطة التلاميذ المرحلة IV: "احتفال بطاقة"

مراحل المشروه:

المرحلة I: التحفيز والتعرف على الموضوع(4-5 ساعات)

• عرض أمثلة عن تحولات الطاقة
• مشاهدة فيلم, مع ارشاد (فيلم من السلسلة " عين باحثة" – طاقة )

نهاية المرحلة I: تختار كل مجموعة أن تعالج نوع طاقة واحد من القائمة التالية:

1. الكتلة الأحيائية ( استغلال الطاقة من المواد العضوية).
2. طاقة حركة الرياح
3. الطاقة الشمسية (الشمس)
4. طاقة الماء ( حركة الماء، ارتفاع الماء)
5. الطاقة الآلية

المرحلةII: اكتساب معلومات عن الموضوع المختار(4-5 ساعات)

العمل في الصف

• تنقسم كل مجموعة إلى أزواج من التلاميذ، حيث يحصل  كل زوج على مقال. نطلب من الطلاب قراءة المقال، واستخراج من 2-5 حقائق عن الموضوع  الذي يتم مناقشته.
• يتجمع الطلاب في مجموعات، في كل منها 4 تلاميذ، حيث تقرأ كل مجموعة بتعمق من 2-3 مقالات.

مهمة المجموعةأن تطرح الحقائق على شريحة عرض، وعرض المقالات التي اختصوا بها أمام طلاب الصف.

نهاية المرحلةII:انشاء مجمَّع معلومات للحقائق التي جمعها الصف في الموضوع الذي اختص به: في هذه المرحلة،يعرض الطلاب الشرائح التي حضروهاأمام طلاب الصف. ويقوم طلاب الصف في تصنيف الحقائق وفقًا للاعتبارات التالية: تطبيقية، اجتماعية، بيولوجية/كيميائية، فيزيائية، بيئية محيطة، تكنولوجية، تكلفة مقابل الاستفادة.

المرحلة III: عرض معلومات عن الموضوع بواسطة التلاميذ في الصف(4-5 ساعات + إرشاد بعد الظهر)

تنظيم جديد في الصف، مجموعات مكونة كل منها من 2-4 تلاميذ .

المهمة: تختار كل مجموعة طريقة عرض واحدة لعرض المعلومات، من الطرق الآتية:

1. نموذج.
2. شريحة.
3. تجربة.
4. لعبة تعليمية.
5. فيلم.
6. محاضرة.
7. لوحة (بوستر).

نهاية المرحلةIII: كل ما في الأمر،  يعرض الصف الموضوع الذي اختص به بالطرق السبع المقترحة.

مرحلةIV: "احتفال طاقة" (5 – 4ساعات – يوم فعاليات)

• من الأفضلإقامة معرض، حيث يعرض كل صف الفعاليات التي قام بها في الموضوع الذي اختاره. يتجول التلاميذ في المعرض وهم يحملون استمارات تتطرق إلى ما عُرض في المعرض.
• "استفتاء شعبي"،  يحصل الطلاب على الورقة المرفقة،  ونطلب منهمأن يقدموا توصية خول اتجاهاتالاستثمار في تطوير طرق لاستغلال نوع معين من الطاقة.
• في نهاية المرحلة IV، يضع التلميذ الورقة التي سجَّل عليها قرارهداخل الصندوق، وهذا يعني،أي نوع طاقة يفضل استثمارها؟

"استفتاء شعبي" حول استثمار مصادر طاقة بديلة

§      يزداد التعداد البشري في العالَم، وكذلك مستوى الحياة لكل فرد يرتفع. نتيجة لهذين العاملين، يزداد استهلاك الإنسانللطاقة بشكل كبير جدًا.

§      تؤثر "أزمة مصادر الطاقة المتوافرة"  على البشرية – مصادر الطاقة الاحفورية، مثل: النفط، الفحم الحجري والغاز في العالم هي مصادر محدودة، ولا تستطيع أن تزوِّد البشرية بالطاقة في المستقبل. 

§      يؤدي الاستهلاك المكثف لمصادر الطاقة الاحفوريةإلى تأثيرات سلبية على البيئة المحيطة.

قرر العالَم إيجاد حلاً لهذه المشاكل، وتقرر رصد  ميزانيات لايجاد مصادر طاقة بديلة.

فحصت مجموعات "باحثين" مختلفة في المدارس، هل استخدام هذه المصادر مجدي؟ , وعرضوا أمامكم حسنات وسيئات كل منها، من جوانب مختلفة،هناك انعكاسات مختلفة، ابتداءً من تكلفة التطوير التكنولوجي، وتكلفة الإنتاج للطاقة من مصدر معين، بعد الإنتهاء من التطوير التكنولوجي اللازم وحتى تأثير مخلفات استخدام هذا المصدر على البيئة المحيطة الخ.

تتعلق أرباح استخدام مصدر معين بعدة عوامل في نفس الوقت. وذلك يعني أنه يجب أن نُجمل حسنات وسيئات كل مصدر من مصادر الطاقة من جميع الجوانب، وأن نحدد أرباح الاستخدام.

يجب عليك ترتيب مصادر الطاقة المختلفة في الاستمارة التي حصلت عليها،بحيث يساعدك الاستفتاء الشعبي الذي أجريته في اتخاذ القرار. بخصوص استثمارالموارد التي حُدِّدت لذلك.

الصف___,                                   المدرسة __________________

مصدر الطاقة			منخفض					عال
			1	2	3	4		5
احفوريات: فحم حجري،نفط،غاز،كاز		تكلفة التطوير التكنولوجي
((مصادر غير متجددة)		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
مفاعل نووي (انشطار)		تكلفة التطوير التكنولوجي
		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
مفاعل نووي (دمج)		تكلفة التطوير التكنولوجي
		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
الكتلة الأحيائية		تكلفة التطوير التكنولوجي
		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		ربحية التطوير (حسب رأيك)
الريح		تكلفة التطوير التكنولوجي
		تكلفة إنتاج الطاقة في هذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
حرارة الارض الباطنية		تكلفة التطوير التكنولوجي
(يشمل فروق درجات الحرارة في المحيطات)		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
خلايا وقود، هيدروجين		تكلفة التطوير التكنولوجي
		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
هيدروكهربائية		تكلفة التطوير التكنولوجي
(يشمل المد والجزر)		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
الطاقة الشمسية
خلايا شمسية كهربائية		تكلفة التطوير التكنولوجي
		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
		الضرر للبيئة المحيطة
		أرباح التطوير (بحسب رأيك)
التسخين بواسطة الشمس		تكلفة التطوير التكنولوجي
سخان شمسي،برج شمسي،		تكلفة إنتاج الطاقة بهذه الطريقة
فرن شمسي		الضرر للبيئة المحيطة
بِرك شمسية، ...		أرباح التطوير (بحسب رأيك)

---

[1]פותח ע"י ד"ר רמי אריאלי במסגרת השתלמות מורי חט"ב ברחובות.