משך היחידה: 12 שיעורים
קהל יעד: תלמידי כיתות ז’
תקציר: ביחידה זו התלמידים ילמדו לעבוד כמו מהנדסי חומרים כדי למצוא פתרון למשימת האתגר. משימת האתגר היא לתכנן ולבנות סוליות נעליים השומרות על כפות הרגליים מפני רטיבות ומפני ירידה בטמפרטורה הגוף. המשימה מציגה בפני התלמידים, מצב בו קבוצת תלמידים ותלמידות רקדנים, שהגיעה לירושלים לסדנת ריקודי עם. קבוצת הרקדנים נקלעה ביום מושלג, ללא נעלים המותאמות לצעידה בשלג. הרקדנים נדרשים להגיע למקום הסדנה בהליכה, ולכן עליהם לתכנן ולבנות סוליות נעלים מבודדות חום בכדי לשמור על טמפרטורת כפות הרגליים.
בנוסף להוראת נושא תהליך התיכון ההנדסי, תשמש יחידה זו גם להוראת ציוני הדרך: מעבר חום מגוף לגוף ודרכים למעבר חום מתוך הנושא המרכזי, “אנרגיה”.
ידע קודם – התלמידים יכירו את מודל החלקיקים כמסביר תופעות ושינויים פיזיקליים.
ציוני הדרך מתכנית הלימודים במדע וטכנולוגיה:
– הקשר בין תכונות חומר לבין השימושים בו.
– כל חומר מאופיין על ידי צירוף תכונותיו.
– מעברי חום בין גופים יכולים להתרחש בדרכים שונות: הסעה, הולכה וקרינה.
– הולכה כמעבר חום בין גופים הנמצאים במגע באמצעות תנודת החלקיקים.
– כאשר גופים בעלי טמפרטורות שונות נמצאים במגע, עוברת אנרגיה (חום) מהגוף בעל הטמפרטורה הגבוהה לגוף בעל הטמפרטורה הנמוכה. תהליך זה יימשך עד למצב יציב שבו הטמפרטורה של הגופים שווה.
– יישום מיומנויות חקר מדעיות בתהליך התיכון ופתרון בעיות.
מטרות:
– לאפשר לתלמידים להתנסות בתהליך פתרון בעיות מחיי היומיום באמצעות תהליך התיכון ההנדסי בשילוב מיומנויות החקר המדעי.
– להכיר חומרים שונים היכולים לשמש כחומרים מבודדים.
– להכיר את עקרונות בידוד החום.
– ליישם את הידע על בידוד חום וחומרים מבודדים בתכנון ובניית סוליות נעלים מבודדות חום.