Untitled-2-01.png

שיעור לדוגמא - אתגר המרשמלו

מטרות

  1. עידוד התלמידים להמציא וליזום רעיונות מקוריים

  2. התלמידים יתנסו בפתרון בעיות הנדסיות והתמודדות עם אתגרים

  3. התלמידים יתנסו בעבודת צוות

 

הכנה

  • עזרים לאתגר המשמלו: 20 מקלות של ספגטי (לא מבושל) + 1 מטר של נייר דבק + 1 מטר של חוט או צמר שניתן לגזור + 1 מרשמלו

  • מטר כדי לבחון את גובה המגדלים

  • לשיעור מצגת נלוות - יש לדאוג מראש למקרן ומחשב

רקע

מערך שיעור זה מתבסס על אתגר המרשמלו אשר הוצג בTED על ידי פיטר סקילמן [מומלץ לצפות בהרצאה].

האתגר הוא לבנות ב18 דקות את המבנה הגבוה ביותר מ- 20 מקלות ספגטי, מטר של נייר דבק, מטר של חוט ומרשמלו. המרשמלו חייב להיות בפסגה. למרות שזה נראה מאוד פשוט, למעשה, זה מאוד קשה, מכיוון שזה מכריח אנשים לשתף פעולה במהירות. ומחצית מהקבוצות לא מצליחות עמוד באתגר בין הקבוצות הגרועות ביותר נמצאים בוגרי בתי ספר למנהל עסקים הם משקרים, מרמים ודעתם מוסחת, והם מייצרים מבנים שלא מצליחים לעמוד. בין הצוותים הטובים ביותר נמצאים ילדי גן הילדים, לא רק שהם בונים את המבנים הגבוהים ביותר, אלא גם את המבנים המעניינים ביותר.הסיבה לכך היא  שילדי הגן לא מבזבזים זמן על מאבקי שליטה וכוח. וסיבה נוספת היא שתלמידי מנהל עסקים מאומנים למצוא דרך אחת נכונה ואז הם מוציאים אותה לפועל ורק בסוף בודקים אם המגדל יחזיק את המרשמלו. מה שילדי הגן עושים אחרת זה שהם מתחילים עם המרשמלו, והם בונים אבות-טיפוס, הנבנים אחד על השני, כל הזמן משאירים את המרשמלו בפסגה, וכך יש להם, לאורך הדרך, מספר רב של אפשרויות לתקן אבות-טיפוס לקויים. אתגר המרשמלו עוזר לאנשים לזהות הנחות-מוצא סמויות הוא מספק חוויה משותפת, שפה משותפת, עמדה משותפת לבניית אב-טיפוס נכון.

 

מהלך השיעור

א. פתיחה [5 דקות]

הציגו את עצמכם ומה אתם עושים. מומלץ לספר מעט על עצמכם, מהיכן הגעתם, אילו תלמידים הייתם, כיצד הגעתם לעבודה שלכם כיום.

ספרו על התפקיד שלכם בחברה ומה למדתם כדי להגיע אליו.  הסבירו לתלמידים ביום יום בעבודה שלכם, אתם נדרשים לא רק לידע טוב במתמטיקה ובמחשבים, אלא גם ליכולת פתרון בעיות, חשיבה יצירתית, תכנון והכי חשוב יכולת עבודה בצוות ושיתוף פעולה [אם ניתן המחישו לתלמידים דוגמאות מהעבודה בהם נדרשתם לפתרונות יצירתיים].

הסבירו לתלמידים כי הכנתם עבורם תרגיל נחמד, שימחיש את העבודה שלכם:

הם עומדים לחוות אתגר הנדסי הנקרא אתגר המרשמלו, זהו אתגר מאוד מפורסם שנעשה בכל העולם, השתתפו בו ילדים בגיל הגן וגם מנכלי"ם מחברות הכי בחירות במשק. תהליך פתרון המשימה נעשה באופן שבו פותרים מהנדסים בעיות או אתגרים מתחומים שונים.

 

ב. אתגר המרשמלו [30 דקות]

1. חלקו את התלמידים לקבוצות של 4 משתתפים והסבירו את הנחיות המשימה (ניתן להעזר במצגת המצורפת):

לבנות את המגדל הגבוה ביותר, כשהמרשמלו בפסגה

18 דקות בדיוק

20 מקלות של ספגטי (לא מבושל) + 1 מטר של נייר דבק + 1 מטר של חוט או צמר שניתן לגזור + 1 מרשמלו

2. לפני תחילת המשימה סייעו לתלמידים בהגדרת תהליך התכנון והסבירו על תכונות הנדסיות שמסייעות ליציבות:

הפעילות כוללת 5 שלבים מרכזיים:

  • שאילת שאלות ואיסוף מידע

  • העלאת פתרונות שונים ובחירת הפתרון המתאים ביותר

  • פיתוח ותכנון הפתרון (שרטוט, בניית דגם וכו')

  • בניית המגדל

  • הערכה ושיפור של התוצר הסופי

יציבות מבנית:

מבנית היא תכונה גיאומטרית של מבנה והיא תלויה גם בצורת המבנה ולא רק בסוג החומרים שמהם הוא בנוי. מבנה יכול להיות באחד משני מצבים: יציב או בלתי יציב. על מידת היציבות משפיע גם מיקומו של מרכז הכובד:  גוף שמרכז הכובד שלו חורג מחוץ לשטח הבסיס שעליו הוא נשען – ייצא ממצב של שיווי-משקל ויתהפך. כך לעיתים מבנה הספגטי יטה לצד אחד והמרשמלו בקצה יסיט את הבניין הצידה עד שהוא יפול. במקרים כאלה בסיס רחב יכול לתרום ליציבות

חוזק:

הוא תכונה פיזיקלית של מבנה. ישנן דרגות שונות של חוזק מבנה. הדרישה לחוזק של מבנה חלה הן על המכלול והן על כל חלק בנפרד, בהתאם לתנאי העומס הצפויים. בשלב התכנון נבחר פתרון מבני ראשוני, והוא נבחן ביחס לעומסים הסבירים. בדרך זו ניתן לאתר חולשות ופגמים מבניים. נקודות חלשות עלולות לעיתים לגרום נזק קטן אך לפעמים גם להתמוטטות המבנה כולו.

שלנו גם כשהחומרים מהם מורכב המגדל שבירים במיוחד, חלוקת משקל שתמנע כוחות כיפוף לעומת כוחות דחיסה, תתרום לחוזק מגדל הספגטי.

הערות למנחה:

  • חזרו על ההוראות מספר פעמים וודאו שהתלמידים הבינו אותן. תלמידים צריכים לשמוע את אותו הסבר בדרך קצת אחרת. רצוי תמיד להסביר לפחות פעמיים את ההנחיות למשימה כלשהי (אפשר גם לכתוב את הנחיות על הלוח) ואז לעבור בין התלמידים כדי לוודא הבנה.

  • עברו בין התלמידים ושבחו אותם על המאמץ, הדבר עשוי לעשות הרבה מאוד לתלמידים שלא מורגלים בשבחים בשיעורים הרגילים. השיעורים שלנו אחרים, מאפשרים לתלמידים שאינם רגילים לקחת חלק בשיעור להתבטא ולפרוח. שבחים מעצימים את החוויה, בעיקר כשמגיעים מדמויות משמעותיות ו"אחרות".

3. בתום הזמן בקשו מהתלמידים לשבת במעגל וערכו עיבוד של הפעילות:

איך הייתם מתאר את התרגיל בשתי מילים?

מה התרחש בתרגיל? מדוע?

מה עזר/קדם את פתרון התרגיל?

מה הפריע/עיכב את פתרון המשימה?

האם ניתן היה לפעול אחרת?

מה החשיבות של מה שקרה?

מה למדתם על עצמך?

מה למדתם על הקבוצה?

נציג מכל קבוצה יציג את המגדל שלו, עברו עם מטר והכריזו על המגדל הגבוה ביותר.

 

4. מגדלים מהעולם – הראו לתלמידים תמונות של מגדלים מקבוצות שונות שהשתתפו באתגר המרשמלו (במצגת)

 

ג.  סיכום [10 דקות]

שאלו את התלמידים:

האם מה שקרה בתרגיל מזכיר מצבים אחרים מן החיים?

אילו הקבלות אתם רואים בין התרגיל לעולם האמיתי?

מה אתם/אתן רוצים לקחת מהפעילות?

מה תעשו אחרת בפעם הבאה?

 

__________________________________

תודתנו לאלית נוריאל מחברת מיקרוסופט על פיתוח מערך השיעור