تحلية مياه البحر - العلوم 2 - خامس ابتدائي

المشروع بيني التخصصات المشروع بيني التخصصات: تحلية مياه البحر في هذا المشروع بيني التخصصات، ستستخدم مهاراتك في العلوم والرياضيات لايجاد حل لمشكلة في الواقع . أولا ، ستقرأ قصة عن شخصيات خيالية تسعى لإيجاد الحلول باستخدام العلوم والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات. وبعد ذلك، ستكوّن خلفية عن المشكلة وتصمم حلولا وتختبرها وتحسنها لتصل إلى أفضل النتائج. ستمر بخطوات عملية التصميم الهندسي كما هو موضح في المخطط البياني. وتمارس بعض الأنشطة الإضافية المتعلقة بهذه المشكلة في حصة الرياضيات. الفكرة المواد التحسين عملية التصميم الهندسي الخطة الاختبار التنفيذ فيما تعرفه عن عملية تحلية مياه البحر. يتطلب منك مشروع تحلية مياه البحر، تصميم مقطر شمسي يزيل الملح من المياه المالحة لجعلها عذبة وصالحة للشرب. الوحدة الثالثة: الموارد الطبيعية على سطح الأرض | 39

| 40 المشروع بيني التخصصات تحلية مياه البحر يقوم الباحثون عن حلول العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ( (STEM)، وهم جابر وأحمد ومايسة، ببناء قلعة رملية على الشاطئ. قال أحمد «أنا عطشان» وهو يبحث عن زجاجة ماء في حقيبة الشاطئ إنه يحمل زجاجة ماء فارغة. «لا يوجد ماء في الحقيبة». يقول جابر «وأنا عطشان كذلك». قالت مايسة: «لا يمكنك الشرب من ماء البحر» «إنها مياه مالحة، طعمها سيّئ». قرر جابر وأحمد أن يجربا الشرب من ماء البحر أيًا كانت النتيجة . بمجرد تذوقهما طعم الماء، أخرجوها على الفور وقالا، وقالوا إن طعمها سئ فعلا قالت مايسة: «ألم أخبركم بذلك». «لقد أخبرتني أمي أن الشرب من ماء البحار قد يتسبب في إعيائك ويزيد من شعورك بالعطش». قال أحمد : «أنا عطشان الآن أتساءل هل هناك طريقة لفصل الملح عن الماء». فكّرت ت مايسة مليًا . «لقد تعلمنا عن عملية التبخر في المدرسة . فعندما تجف مياه البحر، تتبخر مياهه في الهواء ويتبقى الملح. قالت: « لهذا السبب، توجد مسطحات المياه المالحة في مصر» قال أحمد: «هذا رائع». ولكننا بحاجة إلى فصل الملح عن الماء بطريقة يظل الماء في النهاية بدون ملح؛ لأن مسطحات المياه المالحة تحتوي على ملح فقط بدون ماء». قال جابر «دعونا نأخذ بعضًا من ماء البحر إلى مختبر الدكتورة جميلة». أحضرت مايسة زجاجة فارغة وقالت : « سأضع بعضًا من الماء هنا». قال أحمد : «تحتوي هذه المياه على نوع من الأعشاب البحرية» أخذ الفريق الماء إلى معمل الدكتورة جميلة. وسألت: «ما الذي في الزجاجة أيها الباحثون الصغار؟».

ذهب إلى جهاز الكمبيوتر الخاص به وكتب سؤاله عن فصل الملح عن ماء البحر. قالت مايسة: «أنا أفكر في عملية التبخر، لكن يجب أن نجد طريقة للاحتفاظ بالماء بعد فصل الملح عنه؟». جلس الفريق على الأرض ومعه زجاجة من ماء البحر وبعض الأنابيب والحاويات البلاستيكية. قالت مايسة: «حسنًا » « أتساءل ما إذا كان بإمكاننا تصميم نوع من المرشحات لفصل الملح». قال أحمد : يجب أن نضع خطة وأن نعمل على تصميمها ». التحلية لا يمكن للإنسان شرب الماء المالح لأنه قد يؤدي إلى اختلال الاتزان الداخلي للجسم وإلى خلل وظيفي في الأعضاء، وقد يودي بحياة الإنسان في النهاية. تعد تحلية المياه هي عملية إزالة الأملاح والمعادن الذائبة من المياه. تتضمن هذه العملية تسخين المياه المالحة للحصول على بخار الماء الذي يتكثف بعد ذلك ويتم جمعه كمياه عذبة. دورة الماء كما يحدث فى الطبيعة فى دورة المياه حيث توفر الشمس الطاقة اللازمة لتبخر المياه من المصادر السطحية مثل المحيطات والبحيرات يرتفع وينتشر بخار الماء في الهواء حيث تتسبب درجات الحرارة المنخفضة في تكثيفه في السحب وسقوطه مرة أخرى على الأرض في شكل أمطار. الوحدة الثالثة: الموارد الطبيعية على سطح الأرض | 41

| 42 المشروع بيني التخصصات المقطرات الشمسية عند تسخين الماء وتبخره ثم جمعه مرة أخرى كسائل، يطلق على هذه العملية اسم التقطير. يطلق على الجهاز الذي يقوم بذلك اسم المقطر الشمسي. يعتمد العديد من المقطرات على الحرارة والطاقة التي تأتي من الشمس. وهذا ما يُطلق عليه المقطرات الشمسية. سيتعلم فريقك المزيد عن المقطرات الشمسية، ثم ستقوم بتصميم مقطر شمسي خاص بك. -1 -3 ثلاثة مخططات للمقطرات الشمسية -2 تحدث إلى زميلك عن أوجه التشابه والاختلاف بين المقطرات الشمسية الثلاثة؟ هل يمكنك أنت وزملاؤك تصميم مقطر شمسي؟

المشكلة البحث العملي التنفيذ الهندسي للحل إن التحدي هو تصميم وبناء مقطر شمس يسخن المياه المالحة إلى أن تتبخر، ثم يجمع ما تم تكثيفه كمياه عذبة. الأهداف في هذا النشاط، سوف تقوم بما يلي: رسم نموذجًا أوليًا لتصميم المقطر الشمسي. الاستعانة بما تعرفه عن عمليتي التبخر والتكثيف. تصميم نموذج خاص بك ووضع قائمة من المواد التي استخدمتها مع مجموعتك. اختبار المقطر الشمسي الخاص بك، ثم حدد هل هذا النموذج الأولي ناجح أم لا. وصف أي مشاكل واجهتها أثناء التصميم وما الحلول التي اتبعتها . ما المواد التي ستحتاج إليها ؟ لكل مجموعة) ماء مالح 1 لتر أوعية خلط ورق ألومنيوم أكواب من البلاستيك أو الورق عصي خشبية المساطر صينية معدنية شريط لاصق دلو شريط لحام ورق مشمع أشرطة مطاطية البحر بكرة بلاستيك شفاف صمغ ورق مقوى العملى المهارات الحياتية أستطيع اختيار الحل الأفضل للمشكلة. الوحدة الثالثة: الموارد الطبيعية على سطح الأرض | 43

| 44 المشروع بيني التخصصات الإجراء 1 استعراض المشكلات استعرض المشكلات وقم بتحديد المتطلبات اللازمة للمشروع. 2 توزيع الأدوار وزّع الأدوار على كل فرد في مجموعتك وسجل أسماءهم بجانب الأدوار المكلفين بها. .3 تخطيط الأفكار استعرض المواد المتاحة مع زملائك وابدأ عملية العصف الذهني. يجب أن يتولى كل عضو في المجموعة عمل مخطط له. استعرض المخططات مع مجموعتك لاختيار تصميم واحد لتطويره بشكل كامل. أضف المزيد من التفاصيل إلى التصميم، لتجعله النموذج النهائي الذي ستستخدمه ليساعدك في الوصول إلى حل. .4 التخطيط والتنفيذ، والاختبار قم بجمع المواد بالتعاون مع زملائك ، ثم ابدأ في تصميم المقطر الشمسي. تأكد من اتباع الخطوات وتنفيذ العملية بشكل صحيح. التزم بدورك كعضو في المجموعة مع التعاون مع باقي أعضاء المجموعة. قد تواجه مشكلات أو تحديات أثناء العمل لم تكن تتوقعها، حاول أن تتجاوز هذه التحديات بطريقة لا تعطلك عن العمل. حاول أن تجد حلا للمشكلة، بالتعاون مع مجموعتك واستخدام مهارات إبداع أعضاء المجموعة. حاول أن تجرب العديد من الحلول، ثم تتبنى أفضل حل. .5 التأمل والعرض بعد الانتهاء من تصميم المشروع، تأمل طريقة سير العملية والمنتج النهائي. أكمل التحليل والاستنتاج. حدد طرق التحسين الممكنة. استعد للمشاركة مع زملائك في الفصل. أدوار المجموعة قائد المجموعة الأدوار يقدم التشجيع والدعم. ويساعد باقي أعضاء المجموعة في أداء أدوارهم، مع الالتزام بالجدول الزمني المحدد مسؤول الموارد يقوم بجمع وتنظيم المواد. يطلب مواد إضافية إذا لزم الأمر. يقوم ببعض الأمور تتعلق بقص بعض المواد، وثنيها ، وطيها، وضبط حجمها ، وغير ذلك عند الحاجة. المهندس ينسق عملية تنفيذ النموذج . كما يقترح الوقت اللازم لإجراء اختبار ويتأكد من تنفيذ المجموعة للعملية بشكل آمن. مراسل المجموعة يسجل كل خطوات العملية. بالإضافة إلى مشاركة العملية التي تنفذها المجموعة لإنجاز التحدي. اسم التلميذ

متطلبات التصميم 0 يجب أن يكون النموذج الذي ستصممه فيه مكان يتم فيه الاحتفاظ بالمياه المالحة، حيث تحدث عمليتا التبخر والتكثيف، وحيث يتم جمع المياه العذبة. يجب أن يذكر أعضاء المجموعة في المخطط النهائي المواد اللازمة لتنفيذ المشروع وطريقة التصميم. يجب أن يتعاون أعضاء المجموعة أثناء العمل وأن يستخدموا المواد المذكورة في لتصميم مقطر شمسي. القائمة رسم التصميم ارسم فكرتك الأولية للنموذج الأولي الخاص بالمقطر الشمسي، ثم خذ دورك في مشاركة أفكارك مع زملائك في المجموعة. بعد أن يشارك كل أعضاء المجموعة أفكارهم، قم بعمل تصويت للاتفاق على تصميم نهائي واحد . قم بتسمية المواد اللازمة ثم قم بكتابة فقرة قصيرة أسفل مخططك توضح بها كيف يعمل هذا النموذج الأولي. ناقش هذين السؤالين مع مجموعتك . ما الذي يعجبك في هذه الأفكار؟ كيف تستطيع إدخال بعض التحسينات على هذا التصميم؟ الوحدة الثالثة: الموارد الطبيعية على سطح الأرض | 45

| 46 المشروع بيني التخصصات ابتكار نموذج، وتصميمه، واختباره الخطوة 1 والآن، بعد أن قمت باختيار فكرة تصميم واحدة، قم بعمل مخطط منفصل فيه تفاصيل إضافية لتشاركها أثناء العرض التقديمي. هذا المخطط التفصيلي هو المخطط النهائي للنموذج الأولي. قم بتحديد أي مواد ستستخدمها في المخطط التفصيلي. وبجانب كل عنصر، اكتب وظيفته في المقطر الشمسي. تذكر أن المقطر الشمسي الخاص بك يجب أن يكون قادرًا على القيام بعمليات ثلاث حمل المياه المالحة، وفيه مكان لإجراء عمليتي التبخر والتكثيف، وجمع المياه العذبة. الخطوة 2 قم بجمع المواد المحددة في النموذج التجريبي. قد تحتاج إلى إجراء بعض التعديلات على هذه المواد أثناء تنفيذ العملية انتبه لكل المواد التي تستخدمها بالفعل وسجلها . اطلب من معلمك أن يذكر لك المواد الأخرى المتاح استخدامها في الفصل. أعضاء الخطوة 3 ابدأ بتصميم مشروع المقطر الشمسي المعاد استخدامه بالتعاون مع المجموعة. قد تواجهك مشكلات أو تحديات أثناء العمل. قم بالتركيز على مشكلة واحدة واستعن بمهارات أعضاء مجموعتك الإبداعية إلى جانب مهارات التعاون لإيجاد حل. يستخدم المهندسون دفاتر الملاحظات وعملية التوثيق لاكتشاف المشكلات عندما حتى يتمكنوا من البحث عن المواضع التي تحتاج إلى تحسينات. الخطوة 4 لأسباب تتعلق بالسلامة، يجب أن تختبر المجموعات المياه بطريقة أخرى غير شربها. وبدلا من ذلك استخدم الأسئلة التالية لاختبار فعالية المقطر الشمسي لمجموعتك: هل حدثت عملية التكثيف؟ هل تم حصر الماء المتكثف داخل المقطر الشمسي؟ هل يمكنك جمع المياه المياه المتبقية؟ الخطوة 5 بمجرد الانتهاء من المشروع، قم بالتعاون مع باقي أعضاء المجموعة لعمل عرض تقديمي لمشاركة المنتج وطريقة التنفيذ . شارك أفكارك عن دور الطاقة الشمسية في مساعدة الآخرين على جمع المياه العذبة من المياه المالحة. كن مستعدًا كذلك لمشاركة الطريقة التي اتبعتها مجموعتك في التعاون معًا، في مواجهة أي مشكلات وكيف شاركتم في حلها ، وأجريتم بعض التحسينات. ملاحظات عن العرض التقديمي

التحليل والاستنتاج تأمل في الأسئلة التالية .1 كيف تأكدت أن أفراد مجموعتك تعاونوا في تصميم المقطر الشمسي؟ .2 ما المواد التي استخدمتها؟ .3 ما التحديات التي واجهتها؟ اذكر مشكلتين على الأقل وطرق حلهما. 4. هل نجح التصميم الخاص بك؟ كيف قررت مدى نجاح وفعالية النموذج الخاص بك؟ الوحدة الثالثة: الموارد الطبيعية على سطح الأرض | 47