علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
5children’s books that teach valuable engineering lessons
(بقلم: ميشيل فورسيث – Michelle Forsythe)
يعتقد معظم الناس أن رواية شبكة شارلوت (Charlotte’s Web) التقليدية للأطفال (1، 2) هي قصة صداقة صادقة بين عنكبوت [اسمها شارلوت] وخنزير [اسمه ويبور]. ولكن يمكن أيضًا أن تُقرأ كقصة لمهندسة صاعدة – شارلوت – تصمم وتبني وتختبر وتنقح شبكتها لحل مشكلة ما.
بصفتنا معلمين تربويين (3)، نستخدم كتب الأطفال لنجعل دروس العلوم (4) والهندسة (5) في متناول [مناسبة ل] الأطفال من جميع الأعمار.
من خلال الكتب، يمكن للأطفال الشعور بكيف يستخدم المهندسون التفكير التصميمي (design-based thinking) (انظر 6)، والذي يركز على الحلول الإبداعية والمبتكرة لحل المشكلات. يمكنهم أيضًا استكشاف تاريخ الأشياء التي يستخدمونها كل يوم، كأقلام التلوين والجسور والسيارات. وبهذا يمكن للأطفال أن يوسعوا من تصورهم عمن يمكن أن يكون مهندسًا أو مخترعًا.
تشير دراستنا المنشورة (7) إلى أن الكتب المصورة وكتب السير الذاتية للقراء الشباب [14 سنة أو أكبر، بحسب 8] يمكن أن تكون فعالة بشكل خاص في تعريف الأطفال بعملية التصميم الهندسي. و هي الإجراءات التي يتخذها المهندسون لتصميم حل لمشكلة ما (9) – تنطوي على التالي: اسأل، تخيل، خطط، ابتكر، اختبر، وحسِّن. كما أنها تساعد الأطفال على فهم عادات العقل الهندسية (10)، كما أن هناك معلومات تفصيلية عن عادات العقل في 11 و 12 ومعلومات تطبيقية في 13). وهذه السمات، كالإبداع والمثابرة، تساعد المهندسين على حل المشكلات بنجاعة.
فيما يلي خمسة من كتب العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) المفضلة لدينا للأطفال، وبعض دروس الهندسة التي تعلمها هذه الكتب:
1- ووش! (Whoosh) سلسلة لاختراعات فائقة الامتصاص ل لوني جونسون (14)
لوني جونسون (Lonnie Johnson) (انظر 15) كان دائمًا فضوليًا بشأن كيف تعمل الأشياء. في أحد الأيام، أثناء محاولته اكتشاف طريقة لاستبدال المواد الكيميائية الضارة في الثلاجات ومكيفات الهواء، قام بتوصيل مضخة بمنفث (nozzle) إلى الحمام. عندما فتح الصنبور، اندفع الماء في كل أرجاء الغرفة. اخترع جونسون مدفع ماء! اختبر جونسون اختراعه الجديد وأعاد تصميمه حتى أصبح لعبة الصيف المثالية للأطفال – سماها سوبر سوكر (Super Soaker).
كتاب السيرة المصور هذا يقدم للقراء الشباب عملية إعادة تصميم النموذج الأولي للاختبار والتي تعتبر أساسية للهندسة (engineering).
2- “بالونات فوق برودواي (Broadway) [شارع تجاري في نيويورك] القصة الحقيقية لمحرك الدمى في مهرجان (Macy’s) [شركة ملابس واكسسوارات معروفة في أمريكا]” (16 و 17)
لاحظ بشكل وثيق قصة كيف أنشأ توني سارغ (Tony Sarg)، وهو مهاجر من أوروبا الغربية، أحد أكثر تقاليد العطلات شهرة في أمريكا – البالونات العملاقة في مهرجان عيد الشكر التي تنظمه شركة (Macy’s) [لتاريخ هذا المهرجان انظر 17].
يسلط كتاب السيرة المصورة هذا الضوء على كيف يعتمد المهندسون على الخيال والإستلهام لتحسين تصاميهم. بعد القراءة ، يمكن للأطفال استخدام هذه السمات نفسها لصنع دمى المسرح الإندونيسية (18 و 19) الخاصة بهم. ألهمت هذه الدمى سارغ لقلب خيوط الدمى المتحركة رأسًا على عقب حتى ترتفع بالوناته الشهيرة في الهواء.
3- “خشب وسلك وأجنحة: إيما ليليان تود تخترع طائرة (20)”
ليليان تود (21) – مخترعة عصامية ومهندسة وكانت معاصرة للأخوين رايت – عملت على تحسين تصميمات الطائرات في أوائل القرن العشرين. توضح سيرة حياتها في كتاب مصور كيف تفشل تصميمات المهندس كثيرًا. ويستخدم الكتاب اقتباسات من منظور تود – “لا يوجد عمل محبط للغاية ومثير للسخط ومبهج للغاية … ومثير للاهتمام للغاية كبناء الطائرات” – لتلفت الانتباه لقدرتها على الصمود في التغلب على هذه التحديات.
نظرًا لأن الأطفال غالبًا ما يواجهون عقبات مماثلة في رحلاتهم المتعلقة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، تقدم قصة تود نموذجًا لكيف يستعد الأطفال للحظات الاخفاق ويتأملون فيها ويمضون قدمًا منها.
4- “ميلتون هيرشي: صانع الشوكولاتة الشاب” (22)
لقد أكلنا جميعًا شوكولاتة من هيرشي (Hershey) (انظر 23). ومع ذلك، كان طريق النجاح التجاري لميلتون هيرشي غير مباشر، وقد أخفق عدة مرات قبل أن ينجح.
يسلط كتاب السيرة الذاتية هذا، المكتوب للأطفال من عمر 8 إلى 12 سنة، الضوء على قوة المثابرة وبديهيات التصميم: “كلما كَثُرت اخفاقاتك قرب نجاحك” (Fail often so you can succeed sooner) (انظر 24).
5- “الصبي الذي سخر الريح” (25)
تروي هذه السيرة الذاتية، المكتوبة لأطفال من عمر 10 إلى 13 سنة، كيف بنى المراهق ويليام كامكوامبا (William Kamkwamba) طواحين هوائية (توربينات تعمل على الرياح) لتوليد الكهرباء لعائلته في ملاوي (26). توضح القصة كيف يمكن لأي شخص، من أي عمر وفي أي مكان في العالم ، أن يصبح مهندسًا.
يعد هذا الكتاب خيارًا رائعًا لعائلة أو نادي كتب لأشخاص من أعمار مختلفة حيث أنه متاح أيضًا ككتاب مصور (27) وكتاب سيرة ذاتية للكبار (28) وحتى فيلم (انظر رابط الڤيديو أدناه). يمكن لكل شخص اختيار نوع الإصدار الملائم له والتجمع حضوريًا معًا أو عبر دردشات الڤيديو للتحدث عن الدروس المستفادة من حلم كامكوامبا وعزمه وتصميمه للطاحونة الهوائية (التوربينة الهوائية) .
شاهد الڤيديو:
كتب اخرى
يمكن أيضًا استخدام العديد من الكتب الموجودة بالفعل في المنازل والمدارس والمكتبات المحلية للتعريف بعملية التصميم الهندسي وعادات العقل. نوصي بالبحث عن الشروط التالية التي لا بد أن تمتاز بها القصة عند اختيار كتاب لاستكشاف التفكير التصميمي مع الأطفال (29):
1- أن تقدم القصة مشكلة من مشكلات الحياة الواقعية.
2- أن تصف القصة خطة تصميم أو طريقة حل للمشكلة.
3- ، أن تقوم شخصية القصة بصنع نموذج أولي لهذا التصميم وتختبره وتقيمه.
4- أن تعمل هذه الشخصية على تحسين التصميم وتطبق الحل المنقح.
يمكن لأولياء الأمور والمعلمين أن يبحثوا عن المزيد من كتب العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات عالية الجودة في أفضل كتب العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) من مستوى الروضة حتى الصف 12 في جمعية تعليم العلوم الوطنية (30) أو الكتب الخاصة بنا. قائمة مطولة بهذه الكتب موجوده علي الرابط في (31).
مصادر من داخل وخارج النص:
1- “شبكة شارلوت (Charlotte’s Web) هي رواية للأطفال للكاتب الأمريكي الشهير إلوين برووكس وايت “E. B. White“. طبع للمرة الأولي في العام 1952، ويحكي قصة خنزيراسمه ويبور وصداقته بأنثى العنكبوت والتي اسمها شارلوت. سبق للكتاب أن صنف كونه من أفضل كتب الأطفال مبيعا على الإطلاق وذلك في العام 2000. كتب الفيلم بطريقة وايت المبسطة كما اعتبر كتاب شبكة شارلوت من كلاسيكيات أدب الأطفال، والتي يتمتع بها البالغون أيضا” K مقتبس من نص ورد على هذا العنوان:
https://ar.wikipedia.org/wiki/شبكة_شارلوت
2- https://www.harpercollins.com/products/charlottes-web-e-b-whitekate-dicamillo?variant=32153972277282
3- https://scholar.google.com/citations?user=vA_66SsAAAAJ&hl=en
4- https://my.nsta.org/resource/115145/methods-and-strategies-hiding-in-plain-sight
5- https://www.nsta.org/science-scope/science-scope-novemberdecember-2020/using-trade-books-and-biographies-bring-practices
6- “يشير مصطلح التفكير التصميمي (Design Thinking) إلى الأساليب والعمليات المستخدمَة لبحث المشاكل الغامضة، واكتساب المعلومات، وتحليل المعارف، وطرح الحلول، في مجالَي التصميم والتخطيط. وبعبارة أخرى، فهو يشير إلى النّشاطات المعرفية الخاصّة بالتصميم، التي يطبّقها المصمّمون أثناء عملية التصميم. يتميّز هذا الأسلوبُ بالقدرةَ على الجمع بين: التعاطفِ مع ظروف مشكلة ما، والإبداعِ في توليد رؤىً وحلول منطقيّةِ لها، وفي تحليل وتكييف هذه الحلول تبعا لظروف المشكلة. وفي الوقت الذي صار فيه مصطلح التفكير التصميمي جزءً من المفردات الشّائعة في التصميم المعاصر والتطبيق الهندسي، وفي مجالَي الأعمال والإدارة أيضا، فإنّ استخدامَه الواسع في وصف نمط معيّن من التفكير التطبيقي الإبداعي، يتزايد تأثيرُه على ثقافة القرن الحادي والعشرين، في مختلَف فروع المعرفة. ومن هذه الناحية، فهو يشبه نُظُم التفكير في تحديد منهج معيّن لفهم المشاكل وحلّها. وحاليا، هناك توجّه نحو توعية المصمّمين وغيرهم من المهنيين بالتفكير التصميمي، عن طريق تدريس التفكير التصميمي في التعليم العالي، وذلك من منطلق أنّ معرفةَ العمليات والأساليب التي يستخدمها المصممون في التصميم، وفهمَ كيفيّة تعامل المصمّمين مع المشاكل عند محاولة حلّها، سيعزّز قدرةَ الأفراد والمؤسسات التجارية على التوصّل إلى عملياتهم الابتكارية وتنشيطها، للرقيّ بالابتكار إلى مستوى أعلى، وهناك أمل في خلق تقدّم تنافسيّ في الاقتصاد العالمي الحالي”، مقتبس من نص ورد على هذا العنوان:
https://ar.wikipedia.org/wiki/تفكير_تصميمي
7- https://journals.ala.org/index.php/cal/article/view/6894
8- https://www.theguardian.com/books/booksblog/2014/jul/31/ya-books-reads-young-adult-teen-new-adult-books
9- https://www.nasa.gov/audience/foreducators/best/edp.html
10- https://www.linkengineering.org/Explore/what-is-engineering/5808.aspx
11- https://www.new-educ.com/عادات-العقل-تعليم-و-تعلم-الرياضيات
12- https://ar.wikipedia.org/wiki/عادات_العقل
13- http://search.shamaa.org/PDF/Articles/AeJpes/JpesVol2No1Y2016/jpes_2016-v2-n1_301-328.pdf
14- https://chrisbarton.info/books/whoosh.html
15- http://lonniejohnson.com/
16- https://www.melissasweet.net/balloons-over-broadway
17- https://en.wikipedia.org/wiki/Macy%27s_Thanksgiving_Day_Parade
18- https://ar.wikipedia.org/wiki/وايانج
19- https://www.asiaeducation.edu.au/curriculum/the-arts/details/wayang-puppet-plays
20- https://kirsten-w-larson.com/wood-wire-wings-emma-lilian-todd-invents-an-airplane/
21- https://ar.wikipedia.org/wiki/إي._ليليان_تود
22- https://www.simonandschuster.com/books/Milton-Hershey/M-M-Eboch/Childhood-of-Famous-Americans/9781416955696
23- https://www.thehersheycompany.com/en_us/our-story/milton-hershey.html
24- https://static1.squarespace.com/static/57be4ff3893fc0b6f35a64c4/t/59a5f87512abd9d5f9884c45/1504049273548/annotated-file.pdf
25- https://clubs.scholastic.com/home
26- https://www.fushaar.com/movie/the-boy-who-harnessed-the-wind/
27- https://www.penguinrandomhouse.com/books/307402/the-boy-who-harnessed-the-wind-by-william-kamkwamba-and-bryan-mealer-illustrated-by-elizabeth-zunon/
28- https://www.harpercollins.com/products/the-boy-who-harnessed-the-wind-william-kamkwambabryan-mealer?variant=32128262242338
29- https://www.nsta.org/science-and-children/science-and-children-januaryfebruary-2021/innovation-and-design
30- https://www.nsta.org/best-stem-books-k-12
31- https://drive.google.com/file/d/18pmSBBZx7f676earUpfKxdjtAI51GxbW/view
المصدر الرئيس:
https://theconversation.com/5-childrens-books-that-teach-valuable-engineering-lessons-162583
