منهج مقترح فى نظام الأرض فى ضوء مدخل (STEM)

 منهج نظام الأرض

    موضوع نظام الأرض يهدف إلى تشجيع الطلاب على التفكير فى البيئة والأرض التى يعيشوا عليها ليساهموا فى حل مشكلاتها فى الوقت الحاضر؛ حيث يتم إدماج مفاهيم وتطبيقات وعمليات العلوم، والتكنولوجيا، والتصميم الهندسى، والرياضيات المتصلة به بطريقة بينية تتناسب مع طبيعة مدخل ((STEM، ووفقاً لأهداف وأسس التصميم المقترح. كما يهدف إلى تنمية مهارات التفكير فى الأنظمة لدى طلاب المرحلة الثانوية لارتباطها بموضوع نظام الأرض حيث طبيعة الموضوع تعتمد على دراسة الأنظمة، ولصلتها الوثيقة بالمناهج البينية، وإمكانية تنميتها فى إطار تصميم المناهج القائمة على مدخل ((STEM. 

 1- الأهداف العامة لمنهج نظام الأرض:

      يهدف المنهج إلى ما يلى:

·     اكتساب المفاهيم العلمية المتعلقة بنظام الأرض.

·     فهم العلاقات والتفاعلات بين مكونات وعمليات نظام الأرض.

·     معرفة المفاهيم الأساسية فى علم التصميم الهندسى.

·     اكتساب مهارات التفكير فى الأنظمة.

·     اكتساب مهارات البحث والاستقصاء.

·     اكتساب مهارات حل المشكلات الواقعية.

·     اكتساب مهارات الرياضيات الأساسية وحل المشكلات الرياضية.

·     اكتساب مهارات التصميمات الهندسية والتفكير التصميمى.

·     اكتساب الميول نحو دراسة علم نظام الأرض.

·     اكتساب الاتجاهات نحو نظام الأرض.

·     تقدير جهود العلماء فى حل مشكلات نظام الأرض بطريقة علمية.

2- محتوى منهج نظام الأرض:

     يتضمن محتوى المنهج ست وحدات دراسية تدرس فى فصلين دراسيين كما هو موضح فى جدول (1)، وتتكامل فى المحتوى المفاهيم والتطبيقات العلمية، والتكنولوجية، والتصميم الهندسى، والرياضيات، ويتطلب دراسة المحتوى القيام بأبحاث تطبيقية، وتنفيذ أحد المشروعات فى فريق.

 جدول (1) 

محتوى منهج نظام الأرض  فى المرحلة الثانوية

الفصل الدراسى الأول	الفصل الدراسى الثانى
الوحدة الأولى: الأغلفة المكونة لنظام الأرض	الوحدة الرابعة: سريان الطاقة فى نظام الأرض
الدرس الأول: الغلاف الصخرى فى نظام الأرض. الدرس الثانى: الغلاف المائى فى نظام الأرض. الدرس الثالث: الغلاف الجوى فى نظام الأرض. الدرس الرابع: الغلاف الحيوى فى نظام الأرض.	الدرس الأول: سريان طاقة الشمس وعمليات الغلاف الجوى. الدرس الثانى: سريان الطاقة بين الكائنات الحية  فى سلاسل وشبكات الغذاء.
الوحدة الثانية: التفاعل بين أغلفة نظام الأرض	الوحدة الخامسة: الكائنات الحية ونظام الأرض
الدرس الأول: العمليات والعلاقات بين الأغلفة المكونة لنظام الأرض. الدرس الثانى: دورة الماء  الدرس الثالث: الدورات البيوجيوكيميائية	الدرس الأول: أثر الكائنات الحية فى نظام الأرض الدرس الثانى: أثر الدورات الطبيعية فى الكائنات الحية. الدرس الثالث: أثر الكوارث الطبيعية على الكائنات الحية. الدرس الرابع: أثر الإنسان على نظام الأرض.
الوحدة الثالثة: التكنولوجيا الهندسية	الوحدة السادسة: هندسة الأرض والنظم البيئية
الدرس الأول: مقدمة فى عملية التصميم الهندسى. الدرس الثانى: مقدمة فى التكنولوجيا الهندسية. الدرس الثالث: تطبيقات التكنولوجيا الهندسية فى نظام الأرض.	الدرس الأول: أجهزة قياس التغيرات فى نظام الأرض. الدرس الثانى: مقدمة فى هندسة نظام الأرض. الدرس الثالث:هندسة النظم البيئية.
التطبيق البحثى الفردى: إعداد تقرير بحثى عن تأثير الأنشطة السكانية وتأثيرها على نظام الأرض تتضمن المحاور التالية: ·     ما أثر التفاعل بين نظام الأرض والإنسان؟ ·     ما تأثير الكثافة السكانية على نظام الأرض؟ ·     ما الفروق بين تأثيرها على المناطق مرتفعة الكثافة، ومنخفضة  الكثافة، ونادرة الكثافة؟	مشروع الفريق الختامى Capstone (الإنجاز الكبير) العمل فى فريق لتحديد منظومة مبتكرة لحل مشكلة  التغير المناخى فى مصر تهدف إلى وضع تصميم مقترح فى هندسة النظام البيئى فى مصر لحل المشكلات المتعلقة بالتغير المناخى وتصميم وسائل تكنولوجية لتحقيق أبعاد المنظومة الهندسية المقترحة

3- استراتيجية التدريس المتضمنة فى منهج نظام الأرض:

      يعتمد منهج نظام الأرض على استراتيجية التفكير فى الأنظمة: وتتكون استراتيجية التدريس من خطوات محددة لتنمية التفكير فى الأنظمة، وتتضمن الخطوات التالية:

أ- إدراك العلاقات البينية:

·       تقديم النظام بصورة كلية.

·       استكشاف تركيب النظام ومكوناته.

·       تعريف خصائص النظام.

ب- تعريف التغذية الراجعة:

·       إدراك وتحديد علاقة التغذية الراجعة والعلاقات البينية داخل النظام.

 ﺠ- فهم السلوك الدينامى:

·       فهم العلاقة بين التغذية الراجعة فى النظام والسلوك عبر الزمن.

د- التمييز بين المكونات والمتغيرات داخل النظام

·       تحديد المعلومات والمواد والمعدلات والمستويات فى النظام.

·       فهم كيفية عمل العوامل المختلفة فى النظام.

ﻫ- استخدام النماذج المفاهيمية:

·       وصف الملاحظات باستخدام مبادئ التفكير العام.

و- إنتاج نماذج المحاكاة:

·       وصف العلاقات بصورة رياضية باستخدام العوامل الكمية والكيفية.

ز- اختبار الفروض ووضع تعميمات:

·       استخدام المحاكاة لاختبار الفروض، ووضع تعميمات.

وتتكون استراتيجية التدريس من أساليب التدريس التالية:

·     خرائط المفاهيم.

·      أسلوب حل المشكلات المعقدة.

·     الدراسات الحقلية.

·      دراسة الحالة.

·      النمذجة باستخدام الكمبيوتر.

 4- الأنشطة التعليمية المتضمنة فى منهج نظام الأرض:

·     بحث البيانات العالمية لدراسة نظام الأرض من الشبكة الدولية للمعلومات.

·     استخدام برامج  قياسات نظام الأرض الرقمية.

·     استخدام برامج الجرافيك لرسم الأشكال البيانية الخاصة بنظام الأرض.

·     استخدام أدوات الصور المتعلقة بنظام الأرض.

5- المصادر التعليمية المتضمنة فى منهج نظام الأرض: تعتمد المصادر التعليمية فى المنهج على المصادر التكنولوجية كما يلى:

·     الإنترنت: يعتمد على الإنترنت فى بحث المعلومات والصور، والبحث فى قواعد البيانات الإلكترونية، والاتصال بالخبراء وفريق العمل.

·     البرامج الحاسوبيه: مجموعة من البرامج العلمية فى مختلف مجالات العلوم والرياضيات، وبرامج التصميم الهندسى، وبرامج الرسوم، والأشكال الإلكترونية.

·     الخبراء: الاتصال بالخبراء فى المجالات العلمية والتكنولوجية والهندسية.

6- طرق التقويم المتضمنة فى منهج نظام الأرض: تتضمن طرق التقويم طرق تقويمية متنوعة وفعالة كما يلى: التقويم الشامل والتقويم الواقعى، والتقويم الذاتى، والمراجعة والتغذية الراجعة، والملاحظة، وتقويم الأداء، والتقويم المستمر، وتتضمن ما يلى:

·     اختبارات المفاهيم.

·     خرائط المفاهيم.

·     مقاييس التفكير.

·     مقاييس حل المشكلات المعقدة.

·     استبيانات الاتجاه والميول.

·     مقاييس الوعى.

·     المقابلة الشخصية.

·     ملفات الإنجاز.

7- البرنامج الزمنى للمنهج: يتضمن المنهج ستة وحدات دراسية ويدرس المنهج فى الصف الثانى الثانوى فى فصلين دراسيين بحيث تدرس ثلاث وحدات دراسية من المنهج فى كل فصل دراسى.

وحدة مقترحة فى التكنولوجيا الخضراء فى ضوء مدخل STEM

أهداف وحدة التكنولوجيا الخضراء:

الأهداف العامة:

1.    اكتساب المفاهيم العلمية الأساسية المتعلقة بموضوع الطاقة الخضراء.

2.    اكتساب القدرة على حل المشكلات.

3.    اكتساب مهارات التصميمات الخضراء.

4.    اكتساب الاتجاه نحو استخدام، وتفضيل الطاقة الخضراء.

الأهداف الإجرائية:

·       معرفة موارد الطاقة المتجددة.

·       معرفة خصائص موارد الطاقة المتجددة.

·       فهم إمكانيات الطاقة الخضراء، وفوائدها.

·       تحديد طريقة عمل أدوات، وأجهزة الطاقة الخضراء.

·       معرفة استخدامات، وسائل الطاقة الخضراء.

·       إدراك أنواع محطات الطاقة الخضراء.

·       اكتساب القدرة على حل المشكلات.

·       اكتساب القدرة على الابتكار التكنولوجى.

·       تكوين رؤية عن نموذج التصميم التكنولوجى.

·       وصف نموذج التصميم التكنولوجى.

·       صنع نموذج التصميم التكنولوجى.

·       اختبار نموذج التصميم التكنولوجى ، وتعديله.

·       إعداد قائمة بجميع الاحتمالات الممكنة لمشكلة تتعلق بالطاقة الخضراء.

·       تحديد المدى الزمنى لمسئولية القرار حول المشكلة.

·       جمع المعلومات عن المشكلة.

·       تقدير المخاطر فى أبعاد المشكلة وتفصيلاتها.

·       تقدير القيمة، والأهمية لكل الحلول.

·       تحديد الإيجابيات، والسلبيات لحلول المشكلة.

·       صنع القرار، واختيار الحلول المناسبة.

محتوى وحدة التكنولوجيا الخضراء:

موضوعات الوحدة الدراسية فى التكنولوجيا الخضراء

رقم	الموضوعات الفرعية فى الطاقة الخضراء المتجددة
1	مفهوم الطاقة الخضراء  المتجددة		تعريف الطاقة المتجددة
2			مصادر الطاقة المتجددة
3			خصائص الطاقة المتجددة
4			استخدامات الطاقة المتجددة
5	الطاقة الشمسية		نشأة استخدام الطاقة الشمسية وتطورها
6			مكونات محطات الطاقة الشمسية
7			‏صوامع الطاقة الشمسية بالمرايا ذات المركز البؤري
8			مجمعات الطاقة الشمسية المرتبطة بمحرك سترلينج
9			تركيب محرك سترلينج
10			طريقة عمل محرك سترلينج
11			الموتورات الشمسية
12			البطاريات الشمسية
13			أنواع البطاريات الشمسية
14			الألواح الشمسية
15			الخلايا الشمسية
16			تركيب الألواح الشمسية
17			أنواع الخلايا الشمسية
18			استخدام الطاقة الشمسية لتبريد المباني
19			محطات تنقية المياه بالطاقة الشمسية
20			حاوية فصل نفايات تعمل بالطاقة الشمسية
21			تسخين المياه بالطاقة الشمسية
22			فوائد الطاقة الشمسية
23	طاقة الرياح		تسخير الرياح
24			التوربين وأنواعه
25			مكونات توربينات الهواء
26			طريقة عمل توربينات الهواء
27			أنواع التوربينات الهوائية
28			توصيل توربين رياح بمولد كهربى
29			الصعوبات التي تواجه استخدام طاقة الرياح
30			اقتصاديات طاقة الريح، وبرامج بعض الدول من أجل استغلالها
31			المزج بين الكهرباء المولدة بالرياح والشبكة المركزية للكهرباء
32			تطور الاستخدام الرياح
33	الطاقة المائية	طاقة المساقط المائية	قدرة الطاقة المائية فى توليد الكهرباء
34			مكونات محطة الطاقة المائية
35			آلية عمل محطات الطاقة المائية
36			مميزات استخدام محطات توليد الطاقة الكهربية المائية
37			السد العالى
38		طاقة المد والجزر	تعريف ظاهرة المد والجزر
39			أنواع المد والجزر
40			استخدام طاقة المد في توليد الكهرباء
41			طرق الحصول على طاقة كهربية من المد والجزر

المفاهيم الرئيسة فى الوحدة التعليمية:

·     الطاقة الخضراء المتجددة

·     الطاقة الشمسية.

·     محطات الطاقة الشمسية.

·     الموتورات الشمسى.

·     البطاريات الشمسية.

·     الألواح الشمسية.

·     الخلايا الشمسية.

·     محرك سترلنج.

·     طاقة الرياح.

·     التوربينات الهوائية.

·     الشبكة المركزية للكهرباء.

·     الطاقة المائية.

·     التوربينات المائية.

·     محطة التوليد المائية.

·     السد العالى.

·     ظاهرة المد، والجزر.

·     محطات المد الجذرية.

المشكلة الرئيسة فى الوحدة الدراسية:

كيف يمكن توليد الكهرباء من مصادر بديلة للطاقة تعتمد على تطبيقات التكنولوجيا الخضراء؟

المشكلات الفرعية فى الوحدة:

·     كيفية توليد الطاقة الكهربية باستخدام الطاقة الشمسية.

·     كيفية تسخين المياه باستخدام الطاقة الشمسية.

·     كيفية توليد الطاقة الكهربية باستخدام طاقة الرياح.

·     كيفية تشغيل الأجهزة المنزلية باستخدام التوربين الهوائى.

·     كيفية توليد الكهرباء باستخدام الطاقة المائية.

المهارات الرئيسة فى الوحدة:

المهارات الرئيسة	المهارات الفرعية
مهارات تصميم النموذج التكنولوجى	تكوين رؤية عن نموذج التصميم.
	وصف نموذج التصميم.
	صنع نموذج التصميم.
	اختبار نموذج التصميم.
	تقويم نموذج التصميم، وتعديله.
مهارات إتخاذ القرار	إعداد قائمة بجميع الاحتمالات الممكنة.
	تحديد المدى الزمنى لمسئولية القرار.
	جمع المعلومات.
	تقدير المخاطر.
	تقدير القيمة، والأهمية.
	تحديد الإيجابيات، والسلبيات.
	صنع القرار.

 طريقة التدريس فى الوحدة الدراسية

تعريف عملية التصميم التكنولوجى:

        مجموعة من خطوات تعليمية محددة يقوم بها الطلاب تحت إشراف المعلم لحل مشكلة تتعلق بتصميم نظام، أومنتج تكنولوجى ما؛ يساهم فى تقليل المخاطر البيئية، ويراعى تحقيق التنمية المستدامة فى البيئة، والتى يعمل خلالها الطلاب على: تحديد المشكلة، وبحث الخلفية المعرفية المتعلقة بها، وتحديد الاحتياجات، والعصف الذهنى للحلول، واختيار أفضل الحلول، وتطوير العمل، وصنع نموذج مبدئى، واختبار النموذج، وإعادة التصميم.

خطوات عملية التصميم التكنولوجى:

   تتكون عملية التصميم التكنولوجى من الخطوات التالية:

1- تعريف الاحتياجات.

2- تحديد المشكلة، وتفصيلاتها.

3- البحث.

4- تطوير التصميم المبدئى.

5-  تحليل، وتقويم التصميم.

6- إتخاذ القرار.

7- اختبارالتصميم والتحقق من الحل.

8- الاتصال حول النموذج.

طريقة التدريس (عملية التصميم التكنولوجى):

     تعتمد طريقة التدريس على خطوات عملية التصميم التكنولوجى، والإجراءات التدريسية تمر بالمراحل التالية:

·     أسأل: ما المشكلة؟ ما الخلفية المعرفية عن المشكلة؟ ما القيود التى تواجهك فى المشكلة؟

·     تخيل: ما الحلول المقترحة؟ العصف الذهنى للأفكار. اختر أفضل اقتراح أوفكرة.

·     خطط: ارسم شكل التصميم. اكتب الأدوات، والمواد اللازمة للتصميم.

·     صمم: نفذ الخطة، وابتكر شيئاً. اختبر المنتج.

·     طور: قوم التصميم، وحدد مميزاته، وعيوبه. ما الإضافة التى تجعل التصميم يعمل بشكل أفضل. عدل التصميم للأفضل. اختبره مرة أخرى.

إجراءات التدريس فى ضوء عملية التصميم التكنولوجى:

         تعتمد طريقة التدريس على خطوات عملية التصميم التكنولوجى، وتتمثل فى الإجراءات التدريسية التالية:

·     مرحلة الأسئلة: تقديم المشكلة، وجمع المعلومات عن المشكلة، وتحديد تفصيلاتها، وشرح المفاهيم المتعلقة، وتكوين خلفية معرفية عن موضوع المشكلة.

·     مرحلة التخيل: طرح الأفكار بالعصف الذهنى، واقتراح الحلول، واختيار أفضل الأفكار.

·     مرحلة التخطيط: ورسم شكل تخطيطى للنموذج التكنولوجى، وتحديد الأدوات، والمواد اللازمة للتصميم.

·     مرحلة التصميم: تنفيذ وصنع النموذج، واختباره.

·     مرحلة التطوير: تقويم التصميم، وتحديد مميزاته، وعيوبه، واقتراح التعديلات، وتعديل التصميم للأفضل، وإعادة الاختبار.

طريقة السير فى الدرس:

      ينقسم كل درس إلى أربع حصص دراسية، كما يلى:

·     تحضير الدرس:  يسبق الحصص الدراسية لكل درس، ويمهد المعلم فيه للدرس عن طريق تكليف الطلاب ببحث موضوع الدرس، وجمع المعلومات عنه من بحث شبكة الإنترنت، وقراءة المراجع العلمية، وجمع صور، وبيانات، وكتابة الأسئلة التى تطرأ على ذهنهم من بحث أبعاد الموضوع.

·     الحصة الأولى من الدرس: يوضح المعلم المفاهيم الأساسية، والقوانين، والمبادئ العلمية، ويشرح العمليات الرياضية، والإحصائية الأساسية المتعلقة بالموضوع، ويناقش الطلاب فى المعلومات التى توصلوا إليها فى تحضير الدرس، ويمهد لتقديم بعض المشكلات المتعلقة بالموضوع.

·     الحصة الثانية من الدرس: يوزع المعلم مجموعات، أوفرق العمل، ثم يحفز المعلم الطلاب على تحديد المشكلة موضع اهتمامهم، وتحديد تفصيلات المشكلة من عدة جوانب من حيث الإمكانيات، والمعوقات، وعقد جلسة عصف ذهنى لطرح الأفكار، واقتراح حلول للمشكلة، واختيار أنسب الحلول فى كل مجموعة.

·     الحصة الثالثة من الدرس: يوجه المعلم الطلاب إلى ابتكار التصميم، وإعداد مخطط للتصميم المقترح من حيث رسم شكل التصميم، وكتابة الأدوات، والمواد اللازمة للتصميم، وتوجيه الطلاب لتوزيع مهام العمل داخل المجموعات، أوالفرق لتحضير الأدوات، وتنفيذ كل جزء من التصميم.

·     الحصة الرابعة من الدرس: يلاحظ المعلم الطلاب أثناء تنفيذ الخطة، وتجهيز التصميم، واختباره، وتقويمه، وتحديد مميزاته، وعيوبه، واقتراح الإضافة التى تجعل التصميم يعمل بشكل أفضل، ثم تعديل التصميم للأفضل، واختباره مرة أخرى، وتعرض كل مجموعة، أو فريق عمل المنتج النهائى أمام باقى المجموعات، أو الفرق، ثم تكتب التقرير النهائى عن خطة العمل، وتنفيذها، وتقويمها.

·     تقويم الدرس: يطبق المعلم استرتيجية التقويم المستمر الواقعى من خلال تقويم أداء الطلاب فى كل مراحل حل المشكلة؛ ويشمل التقويم البنائى للدرس: استخدام اختبارات المفاهيم العلمية، ومقاييس مهارات التصميمات التكنولوجية الخضراء، وبطاقات ملاحظة الأداء، ويشمل التقويم النهائى للدرس: استخدام  مقاييس الاتجاه نحو التكنولوجيا الخضراء، وملفات الإنجاز، والمقابلات الشخصية، أو الجماعية لمناقشة المجموعة، أوفريق العمل فى التصميم النهائى، وتقويم عرض الطلاب للتصميم.

الأنشطة التعليمية: يوجه المعلم الطلاب للاندماج فى مجموعة من الأنشطة التعليمية، وهى من نوع: أنشطة استقصائية، وأنشطة حل المشكلات، وأنشطة تصميم النموذج التكنولوجى، وأنشطة إتخاذ القرار. وتتوافق الأنشطة التعليمية فى كل درس مع مراحل إجراءات التدريس، كما هو موضح فى جدول المهام، وتترتب على النحو التالى:

أ- مرحلة الأسئلة:

·     نشاط تمهيدى: جمع المعلومات.

·     نشاط تكوين إطار مفاهيمى عن الموضوع.

·     نشاط تحديد المشكلة.

ب- مرحلة التخيل:

·     نشاط العصف الذهنى، وإتخاذ القرار.

ﺠ- مرحلة التخطيط:

·     نشاط تصميم النموذج التكنولوجى.

د- مرحلة التصميم:

·     نشاط تنفيذ النموذج التكنولوجى.

ﻫ- مرحلة التطوير:

·     نشاط تقويم نموذج التصميم التكنولوجى.

·     نشاط الاتصال.

·     نشاط تقويم الدرس

قائمة الأنشطة التعليمية:

1- نشاط تمهيدى: جمع المعلومات:

*** أبحث، واجمع معلومات عن الطاقة المتجددة (الخضراء) من شبكة الإنترنت، والكتب، والمراجع، والأفلام الوثائقية، وأجب عن الأسئلة.

2- نشاط تكوين إطار مفاهيمى عن الموضوع:

 *** توضيح المفاهيم العلمية، والقوانين، والمبادئ العلمية.

 *** دمج المفاهيم العلمية بالتطبيقات التكنولوجية.

 *** شرح العمليات الرياضية، والإحصائية الأساسية.

*** مناقشة الطلاب فى المعلومات التى توصلوا إليها فى تحضير الدرس.

 *** تقديم بعض المشكلات المتعلقة بالموضوع.

3- نشاط تحديد المشكلة:

*** توزيع مجموعات، أوفرق العمل.

*** تحديد المشكلة موضع الاهتمام.

*** تحديد تفصيلات المشكلة من عدة جوانب من حيث الإمكانيات، والمعوقات.

4- نشاط العصف الذهنى، وإتخاذ القرار:

*** عقد جلسة عصف ذهنى لطرح الأفكار.

*** اقتراح حلول للمشكلة.

*** اختيار أنسب الحلول فى كل مجموعة.

*** إعداد قائمة بجميع الاحتمالات الممكنة لمشكلة تتعلق بالطاقة الخضراء.

*** تحديد المدى الزمنى لمسئولية القرار حول المشكلة.

*** جمع المعلومات عن المشكلة.

*** تقدير المخاطر فى أبعاد المشكلة، وتفصيلاتها.

*** تقدير القيمة، والأهمية لكل الحلول.

*** تحديد الإيجابيات، والسلبيات لحلول المشكلة.

*** صنع القرار، واختيار الحلول المناسبة.

 5- نشاط تصميم النموذج التكنولوجى:

*** ابتكار نموذج التصميم.

*** إعداد مخطط نموذج التصميم المقترح من حيث:

- رسم شكل التصميم.

- كتابة قائمة الأدوات. والمواد اللازمة لنموذج التصميم.

- تجهيز، وتحضير الأدوات.

6- نشاط تنفيذ التصميم:

*** توزيع مهام العمل داخل المجموعات، أوالفرق.

*** تنفيذ كل جزء من نموذج التصميم.

*** ملاحظة الطلاب أثناء تنفيذ الخطة.

 *** تجهيز نموذج التصميم.

*** اختبار نموذج التصميم.

7- نشاط تقويم نموذج التصميم التكنولوجى:

*** تحديد مميزات، وعيوب نموذج التصميم.

*** اقتراح الإضافات التى تجعل نموذج التصميم يعمل بشكل أفضل.

*** تعديل نموذج التصميم للأفضل.

*** اختبار نموذج التصميم مرة أخرى.

8- نشاط الاتصال:

*** عرض المنتج النهائى أمام باقى المجموعات، أو الفرق.

*** كتابة الطلاب التقرير النهائى عن خطة العمل، وتنفيذها، وتقويمها.

جدول مهام المعلم، ومهام الطلاب فى تنفيذ أنشطة الدروس

إجراءات التدريس والأنشطة التعليمية	مهام المعلم	مهام الطلاب
أ- مرحلة الأسئلة
1- نشاط تمهيدى: إعداد الدرس، وجمع المعلومات	* يحدد أهداف الدرس. يتمكن من المفاهيم الرئيسة بالدرس. * يعد الأنشطة التعليمية. * ينوع المصادر التعليمية.  * يعد أساليب التقويم. * يمهد للدرس بطرح أسئلة عن الموضوع الرئيسى. * يقدم مصادر التعلم المتنوعة. * يوجه لتحضير الدرس، وجمع المعلومات، والإجابة على الأسئلة.	* بحث، وجمع معلومات عن موضوع الطاقة المتجددة (الخضراء) من شبكة الإنترنت، والكتب، والمراجع، والأفلام الوثائقية، والأجابة عن الأسئلة.
2- نشاط تكوين إطار مفاهيمى عن الموضوع	* يوضح المفاهيم العلمية، والقوانين، والمبادئ العلمية. * يدمج المفاهيم العلمية بالتطبيقات التكنولوجية. * يشرح العمليات الرياضية، والإحصائية الأساسية المتعلقة بالموضوع. * يناقش المعلومات التى تم التوصل إليها فى تحضير الدرس. * يقدم الموضوعات، والمشكلات المتعلقة بالطاقة الخضراء.	* فهم المفاهيم العلمية، والقوانين، والمبادئ العلمية. * فهم التطبيقات التكنولوجية للعلوم. * فهم العمليات الرياضية، والإحصائية الأساسية المتعلقة بالموضوع. * إدراك المشكلات المتعلقة بموضوع الدرس.
3- نشاط تحديد المشكلة	* يوزع مجموعات، أوفرق العمل. * يشجع جمع مزيد من المعلومات، وتفصيل أبعاد المشكلة.	* الاشتراك فى مجموعات، أوفرق عمل. * تحديد المهام داخل مجموعات العمل. * تحديد المشكلة. * جمع المعلومات عن المشكلة. * تقدير المخاطر فى أبعاد المشكلة، وتفصيلاتها. * تحديد الإمكانيات، والمعوقات.
ب- مرحلة التخيل
4- نشاط العصف الذهنى، وإتخاذ القرار	* يعقد مناقشات جماعية. * يعقد جلسة عصف ذهنى لطرح الأفكار. * يدير جلسات العصف الذهنى. * يحفز التفكير فى الحلول المناسبة. * يشجع اختيار أفضل الحلول.	* اقتراح حلول للمشكلة. * اختيار أنسب الحلول فى كل مجموعة. * إعداد قائمة بجميع الاحتمالات الممكنة للمشكلة. * تحديد المدى الزمنى لمسئولية القرار حول المشكلة. * تقدير القيمة والأهمية لكل الحلول. * تحديد الإيجابيات والسلبيات لحلول المشكلة. * صنع القرار، واختيار الحلول المناسبة.
ﺠ- مرحلة التخطيط
5- نشاط تخطيط النموذج التكنولوجى	* يوجه لخطوات التصميم التكنولوجى. * يوجه مجموعات العمل لتحديد المهام. * يوفرالإمكانات، والأدوات اللازمة للتصميم.	*ابتكار نموذج التصميم. * إعداد مخطط نموذج التصميم. * رسم شكل التصميم. * كتابة قائمة الأدوات والمواد اللازمة لنموذج التصميم. *  تجهيز، وتحضير الأدوات.
د- مرحلة التصميم
6- نشاط تنفيذ النموذج التكنولوجى.	* يلاحظ خطوات تكوين التصميم. * يطبق بطاقات ملاحظة مهارات تصميم النموذج التكنولوجى. * يلاحظ عملية اختبار التصميم.	* توزيع مهام العمل داخل المجموعات، أوالفرق. * تنفيذ كل جزء من نموذج التصميم. *  تجهيز وصنع نموذج التصميم. اختبار نموذج التصميم.
ﻫ- مرحلة التطوير
7- نشاط تقويم نموذج التصميم التكنولوجى	* يناقش إيجابيات، وسلبيات التصميم. * يوجه خطوات تعديل التصميم. * يلاحظ عملية إعادة اختبار النموذج. * يقبل التصميم النهائى المعدل.	* * تحديد مميزات وعيوب نموذج التصميم. * اقتراح الإضافات التى تجعل نموذج التصميم يعمل بشكل أفضل. * تعديل نموذج التصميم للأفضل، ومعالجة العيوب، وتحسين مميزاته. * اختبار نموذج التصميم مرة أخرى.
8-نشاط الاتصال	* يوجه لعرض نواتج التعلم باستخدام وسائل مختلفة. * يوجه لكتابة تقرير عن نواتج العمل فى كل مجموعة.	* عرض نواتج العمل أمام باقى المجموعات. * كتابة تقرير عن نواتج العمل.
9- نشاط تقويم الدرس	* يقوم الأداء، وتطور خبرات التعلم. * يقوم أهداف التعلم، وتحديد مدى تحققها. * يشجع على الاستمرار فى البحث، والتفكير، والتصميم. * يعد، ويطبق قائمة التقويم الذاتى للأداء. يعد، ويطبق اختبارات المفاهيم العلمية.  * يعد، ويطبق مقايس مهارات التصميمات التكنولوجية الخضراء. * يعد، ويطبق بطاقات ملاحظة الأداء. * يعد، ويطبق مقاييس الاتجاه نحو التكنولوجيا الخضراء. يقيم ملفات الإنجاز. * يعقد المقابلات الشخصية، والجماعية لتوضيح مستوى كل طالب، وكل مجموعة عمل.	* يؤدى الاختبارات، والمقاييس  اللازمة. * يتمم أوراق العمل. * يكتب تقارير نواتج التعلم بعد كل نشاط. * ينهى نواتج أعمال الأنشطة الإضافية. * يشترك فى جلسات المقابلة الشخصية، أوفى مجموعة العمل لمناقشة نواتج التعلم مع المعلم، والزملاء.

المصادر التعليمية: ويستخدم المعلم، والطلاب مجموعة متنوعة من المصادر التعليمية الإلكترونية من برامج، ومواقع؛ والمصادر التعليمية غير الإلكترونية من مجلات علمية، ومراجع، وأدوات تنفيذ نموذج التصميم التكنولوجى، وأدوات التجريب.

قائمة المصادر التعليمية:

1. الكتب، والمراجع المتوفرة فى مكتبة المدرسة عن موضوع الطاقة المتجددة.

2. قطع الفيديو المتوفرة عن موضوعات الطاقة المتجددة.

3. الأفلام الوثائقية المتوفرة من القنوات التعليمية عن موضوعات الطاقة المتجددة.

4. مواقع الإنترنت التالية:

1.  المنظمة العالمية للملكية الفكرية

http://www.wipo.int/portal/en/index.html

http://www.wipo.int/portal/ar/

2.  National Renewable Energy Laboratories (NREL)
http://www.nrel.gov
Rocky Mountain Institute 
http://www.rmi.org

3.  Lawrence Berkeley National Laboratory
http://www.lbl.gov/Publications/annual-report/2005-2006/files/01-energy-tech-1.html

4.  National Energy Research Scientific Computing Center
http://www.nersc.gov/

5.  Energy Star
http://www.energystar.gov/

6.  Green Power Network
http://www.eere.energy.gov/greenpower/

7.  American Council on Renewable Energy (ACORE)
http://www.acore.org

8.  Oak National Laboratory Energy Efficiency and Renewable Energy Program
http://www.ornl.gov/sci/eere/

9.  Sandia National Laboratory - Renewable Energy Office
http://www.sandia.gov/Renewable_Energy/renewable.htm

10.   Renewable and Appropriate Energy Laboratory (UC Berkeley)
http://rael.berkeley.edu/aboutrael.html

11.Renewable Energy Research Laboratory (University of Massachusetts) http://www.ceere.org/rerl/

12.Idaho National Laboratory
http://www.inl.gov/renewableenergy/

13.   Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority
http://www.nelha.org/about/gateway.html

14.   Renewable Energy Access
http://www.renewableenergyaccess.com

15.   National Association of Energy Service Companies
http://www.naesco.org/

طرق التقويم: يستخدم المعلم التقويم الواقعى الأصيل، والتقويم الذاتى باستخدام اختبارات المفاهيم العلمية، ومقايس مهارات التصميمات التكنولوجية الخضراء، وبطاقات ملاحظة الأداء، ومقاييس الاتجاه نحو التكنولوجيا الخضراء، وملفات الإنجاز، والمقابلات الشخصية.

البرنامج الزمنى للوحدة: يستغرق تدريس الوحدة الدراسية ستة أسابيع لتدريس ثلاثة دروس رئيسة؛ وينقسم كل درس إلى أربع حصص دراسية، وأسبوعان من الدراسة، والبحث، والتطبيق العملى للتصميمات.