كسوف الشمس الكلي 2024

في 8 أبريل 2024، سيحدث كسوف كلي للشمس في أمريكا الشمالية وسيكون مرئيًا على طول مسار يمتد عبر المكسيك وأجزاء من الولايات المتحدة والمقاطعات البحرية في كندا. في حين أن هناك العديد من الأنواع المختلفة من الكسوف، فإن الكسوف الكلي للشمس نادر الحدوث - لن يحدث الكسوف التالي في أمريكا الشمالية لمدة 20 عامًا أخرى! مثل العديد من الآخرين، فإن VEX Robotics متحمسة لهذه الظاهرة النادرة والرائعة! فيما يلي بعض الأنشطة الصفية الممتعة والجذابة التي يمكنك دمجها للتواصل مع الطلاب حول الكسوف القادم باستخدام VIX 123 و VIX GO و VIX IQ!

أنشطة لـ VEX 123

Mini Eclipse with VEX 123

هذا النشاط مستوحى من مراحل كسوف الشمس الكلي، المعروضة في الصورة أدناه. سيلعب روبوت VEX 123 دور القمر أثناء الكسوف! 

الإعداد بسيط - ضع "الشمس" في وسط بلاط 123. يجب أن تكون الشمس أكبر قليلاً من الروبوت نفسه. (يمكنك تتبع خاتم الفن وقطعه قليلاً خارج هذا الخط لصنع الشمس باستخدام ورق البناء الأصفر.) يمكنك أيضًا تضمين نسخة مطبوعة من القمر وإرفاقها بأعلى حلقة الفن على روبوت VEX 123 لجعل الروبوت يبدو قمريًا حقًا. 

قم بتشفير الروبوت 123 للسفر عبر الشمس لصنع أشكال الشمس/القمر الموضحة في المراحل أعلاه. شاهد الفيديو أدناه: 

لقد استخدمت VEXcode 123 لهذا المشروع لترميز الروبوت للتحرك بزيادات صغيرة حقًا، والانتظار بين كل حركة، وتحويل الزوايا الأصغر لإنشاء المسار المنحني. استغرق الأمر تفكيرًا وتصورًا دقيقين لتحديد الحركات والأنماط ومكان وضع الروبوت. إليك الرمز المستخدم في الفيديو أعلاه: 

يمكنك أيضًا إكمال النشاط باستخدام Touch أو المبرمج ؛ بدلاً من تحريك الروبوت في دورة مستمرة، اطلب من الطلاب تجربة موضع الروبوت لإعادة إنشاء كل مرحلة من مراحل الكسوف بشكل فردي. يمكنك تنفيذ Mini Eclipse VEX 123 كنشاط قائم بذاته أو تنفيذ كل مرحلة في الوقت الفعلي أثناء حدوث الكسوف. نظرًا لأن الإعداد بسيط، يمكن إكمال النشاط بسهولة في الهواء الطلق. 

عرض الكسوف عن قرب

ألقِ نظرة فاحصة على المراحل المختلفة لكسوف الشمس الكلي باستخدام روبوت VEX 123! سيقوم الطلاب بترميز روبوتاتهم لتحديد صور كل مرحلة من مراحل كسوف الشمس الكلي. 

قم بعمل قواطع لكل مرحلة من مراحل الكسوف الشمسي واربط القواطع بمربعات مختلفة من البلاط المكسور. بعد عرض صور للمراحل المختلفة للكسوف على الفصل، وشرح كل مرحلة من مراحل الكسوف، اطلب من الطلاب ترميز الروبوت لمتابعة مسار كل مرحلة من مراحل الكسوف. 

يمكنك اختيار سرد المراحل على البلاط بالتسلسل أو مزجها أثناء قيام طلابك بترميز روبوت VEX 123 للوصول إلى كل مرحلة من مراحل الكسوف بترتيب زمني. 

ضع في اعتبارك تضمين المراحل التالية:

المرحلة 1 (الكسوف الجزئي)

يصبح ظل القمر مرئيًا فوق قرص الشمس. يحدث الاتصال الأول عندما يلمس ظل القمر حافة الشمس. 

المرحلة 2 (الكسوف الكلي يبدأ)

خلال هذه المرحلة، يغطي القمر قرص الشمس بأكمله تقريبًا. 

في بداية هذه المرحلة، يبدو أن ضوء الشمس ينقسم إلى "خرز". تُعرف هذه باسم "خرز بيلي"، سميت على اسم العالم البريطاني فرانسيس بيلي، الذي اكتشف هذه الظاهرة في عام 1836. 

في نهاية المطاف، تختفي الخرزات وتشكل نقطة مضيئة واحدة من ضوء الشمس تشبه الماس في السماء، ويشكل الغلاف الجوي للشمس شريط الحلقة. ظهور الخاتم الماسي هو علامة على أن الكسوف قد وصل إلى مجمله تقريبًا.

المرحلة 3 (المجموع)

يغطي القمر قرص الشمس بالكامل. فقط هالة الشمس مرئية. السماء مظلمة، ودرجات الحرارة تنخفض، والحياة البرية غالبًا ما تكون هادئة.

المرحلة 4 (نهايات الكسوف الكلي)

المعروف أيضًا باسم الاتصال الثالث، يبدأ ظل القمر في الابتعاد وتعود الشمس. تظهر خرزات بيلي والخاتم الماسي مرة أخرى. 

المرحلة 5 (نهايات الكسوف الجزئي)

يتوقف القمر عن تداخل قرص الشمس. يصبح الظل على الشمس أصغر بشكل متزايد ويغادر الشمس في النهاية. يحدث التلامس الرابع عند النقطة التي يغادر فيها الظل الشمس. 

يمكنك إضافة صور أكثر أو أقل لتمثيل مراحل الكسوف بناءً على احتياجات طلابك. علاوة على ذلك، ضع في اعتبارك إضافة طوابع زمنية لكل مرحلة لتمثيل الوقت الذي ستشهد فيه منطقتك المحددة كل مرحلة من مراحل الكسوف الكلي. 

للحصول على دعم إضافي، زود الطلاب برسم تخطيطي للمراحل المختلفة لكسوف الشمس الكلي مثل الصورة أدناه: 

سيستمتع الطلاب بالتعلم عن الكسوف ومشاهدة الصور الحقيقية، خاصة في المناطق التي قد لا تشهد الكسوف بشكل مباشر. سيكون هذا النشاط فرصة رائعة لتعريف الطلاب بمفهوم الكسوف قبل حدوثه. 

أنشطة VIX GO و VIX IQ

Eclipse Pathfinder

مستوحاة من صور مسار الكسوف، قم بقيادة العقيد جو على قاعدة التعليمات البرمجية أو BaseBot، أو قم ببناء ودفع عربة القمر عبر خريطة كبيرة لتكرار مسار الكسوف الكلي! 

يمكنك حتى تدوير الروبوت في مواقع مختلفة لتقليد زاوية القمر! يمكن إكمال هذا النشاط كنشاط مستقل أو في الوقت الفعلي أثناء حدوث الكسوف. إن معرفة زيادات الحركة لقيادة الروبوت في مسار منحني محدد من شأنه أن يجعل الاستكشاف ممتعًا أيضًا! 

نموذج دوران القمر 

باستخدام VIX GO أو VIX IQ، اطلب من الطلاب بناء القمر الدوار الخاص بهم الذي يتتبع مسار الكسوف الكلي! للإعداد، اطبع خريطة لمسار المجموع مثل الصورة في نشاط Eclipse Pathfinder. قم بإرفاق الخريطة ببلاط GO مع دبابيس مثبتة عبر الورق. اطبع صورة مقطوعة للقمر وأرفقها بالبنية باستخدام دبوس، مثل هذا: 

النشاط مفتوح - اطلب من الطلاب تصميم وبناء نموذج دوران خاص بهم للقمر يتتبع مسار المجمل. هناك العديد من الطرق التي يمكن للطلاب من خلالها القيام بذلك، وسيكون هذا النشاط تمرينًا رائعًا في البناء التعاوني والإبداع! 

في هذا المثال، استخدمت عوارض الانزلاق في المجموعة حتى أتمكن من ضبط موضع القمر أثناء انتقاله في مسار منحني. شاهد الفيديو أدناه كمثال. بينما يستخدم المثال مجموعة GO، فإن النشاط سيعمل أيضًا مع GO أو IQ. 

مختبر الجذع النهاري والليلي: التكيف مع كسوف الشمس

قم بتكييف مختبر VEX GO الجذعي ليلاً ونهارًا للتركيز على كسوف الشمس مع VEX GO أو VEX IQ! في مختبر العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات النهاري والليليلي، يبحث الطلاب في دوران الأرض. فلماذا لا تضيف القمر إلى المزيج لعرض الكسوف ؟ في حين أن GO و IQ لديهما العديد من القطع المتشابهة، فقد اضطررت إلى إجراء بعض التعديلات لإنجاح البناء، واخترت استخدام قطع VIX IQ لبناء النموذج.  

قمت بتركيب الدماغ على جانبه بحيث يمكن أن يكون بمثابة منصة صغيرة للشمس، ثم قمت بإنشاء سلة صغيرة للمحرك لأن محرك الذكاء يحتوي فقط على ثقوب متزايدة على جانب واحد. ولكن بشكل عام، نجح هذا تمامًا مثل GO BUILD!

لإضافة القمر، استخدمت جزءًا من "سلة" المحرك هذه كطريقة لتركيب شعاع طويل آخر مع ترس أصغر ليكون بمثابة قمري.

مع دوران الأرض، يمكنني تحريك القمر يدويًا بين الأرض (كرة الستايروفوم) والشمس (LED على المستشعر البصري) لإنشاء الظل/الكسوف الخاص بي. يمكنك حتى طلاء كرة الستايروفوم لتبدو أشبه بالأرض. انظر الكسوف في الفيديو أدناه: 

يمكن للطلاب المرور بنفس العملية لإنشاء نماذجهم الخاصة لدوران الأرض وتجربة ارتفاعات مختلفة للشمس والقمر ومعرفة كيف يؤثر ذلك على الظلال أيضًا.

أيضًا في تطبيق موضوعي ممتع، عندما كنت أقوم بمشروع VEXcode الخاص بي، قمت بتسمية المحرك والمستشعر البصري بناءً على ما تم نمذجته (الأرض والشمس). يمكن أن يساعد ذلك الطلاب على إقامة تلك الروابط بين السلوكيات في نموذجهم والسلوكيات في VEXcode!

نموذج مقياس كسوف الشمس

قم بتوجيه طلابك لاستخدام قطع VIX GO لعمل نموذج مقياس بسيط لكسوف الشمس! سيحتاج طلابك إلى معرفة أن

• القمر هو ¼ حجم الأرض 
• هناك حوالي 30 قطر أرضي بين الأرض والقمر. 

ابدأ بجمع المواد التالية:

• مقياس واحد 
• عوارض GO الكبيرة (لجعل الطول الإجمالي لا يقل عن 33 بوصة بمجرد الاتصال)
• عوارض كبيرة حمراء ودبابيس حمراء لتوصيل العوارض الكبيرة
• شعاعين أخضرين
• 6 دبابيس حمراء
• موصلان أحمران
• 2 دبابيس صفراء
• الخرز أو بوم بوم أو غيرها من الأشياء المستديرة لتمثيل الأرض والقمر. يجب أن يكون جسم الأرض الخاص بك حوالي 1 بوصة، ويجب أن يكون جسم القمر الخاص بك حوالي 1/4 بوصة. لقد استخدمت POM POMS لنموذجي.
• نقاط لاصقة أو شريط لاصق على الوجهين

أولاً، قم بتوصيل العوارض الكبيرة معًا لصنع عارضة أطول يبلغ طولها حوالي 33 بوصة.

لقد استخدمت:

• 2 عارضة كبيرة رمادية
• 2 شعاع أسود كبير
• 1 شعاع أبيض كبير
• 1 شعاع أصفر كبير
• 5 عوارض مربعة حمراء
• 20 دبابيس حمراء

أكمل الخطوات التالية لإنشاء النموذج: 

الخطوة 1

استخدم العوارض والدبابيس المربعة الحمراء لتوصيل كل عارضة معًا لصنع عارضة قوية وطويلة. يجب أن يكون طول العارضة 33 بوصة على الأقل. كتحدي ممتع، شجع الطلاب على تحديد المجموعة الأكثر دقة من العوارض بشكل مستقل لإنشاء عارضة بطول 33 بوصة! يمكن للطلاب استخدام مقياس لقياس دقة شعاعهم الطويل.

الخطوة 2

قم بتوصيل كل موصل أحمر بطرف واحد من كل من الحزم الخضراء الخاصة بك وقم بتوصيل الموصل الأصفر بالموصل الأحمر. بعد ذلك، استخدم نقاطك اللاصقة لربط الأرض والقمر بالموصلات الصفراء. 

الخطوة 3

الآن، اربط الأرض والقمر بالشعاع الذي صنعته. نظرًا لأن قطر الأرض يبلغ 1 بوصة، يمكنك وضع القمر على بعد 30 بوصة منه على شعاعك، لذلك فإن النموذج الخاص بك هو في الأساس على نطاق واسع. يبلغ طول شعاعي 33 بوصة، لذلك قمت بتوصيل قمرتي على طرف واحد، ثم قمت بقياس 30 بوصة من النهاية لربط أرضي.

الخطوة 4

الآن أنت على استعداد لاختباره! من الناحية المثالية، لديك يوم مشمس جميل ويمكنك اصطحاب طلابك إلى الخارج واستخدام الشمس الفعلية لهذا الغرض. المصباح اليدوي في غرفة مظلمة يعمل بشكل جيد أيضًا.

امسك النموذج بحيث يكون القمر بين الشمس (أو مصدر الضوء الخاص بك) والأرض. سيلقي القمر بظلاله على الأرض، ويظهر ما يحدث أثناء الكسوف الشمسي! ستحتاج على الأرجح إلى اللعب بالزاوية التي تمسك بها النموذج للحصول على أفضل ظل ممكن. إذا كنت في الداخل وتستخدم مصباحًا يدويًا، فاجعل طالبًا يمسك المصباح اليدوي على مسافات مختلفة من جانب القمر من النموذج لاختبار أفضل ظل.

إذا قلبت النموذج بحيث تكون الأرض أقرب إليك (بين الشمس والقمر)، فسيكون لديك نموذج لخسوف القمر، حيث تلقي الأرض بظلالها على القمر!

ملاحظة: لا ينبغي إكمال هذا النشاط أثناء الكسوف. أثناء الكسوف الشمسي الجزئي أو الحلقي، ليس من الآمن أبدًا النظر مباشرة إلى الكسوف دون حماية العين المناسبة. عند مشاهدة كسوف شمسي جزئي أو حلقي مباشرة بعينيك، يجب أن تنظر من خلال نظارات الرؤية الشمسية الآمنة (" نظارات الكسوف ") أو عارض شمسي آمن محمول باليد في جميع الأوقات. نظارات الكسوف ليست نظارات شمسية عادية ؛ النظارات الشمسية العادية، بغض النظر عن مدى الظلام، ليست آمنة لمشاهدة الشمس. تعرف على السلامة الكاملة للكسوف من موارد ناسا.

هناك طرق لا حصر لها يمكنك من خلالها تنفيذ الروبوتات التعليمية لتعليم طلابك عن الكسوف! انشر أفكارك الخاصة في مجتمع PD+ لإلهام الآخرين، أو اشترك في جلسة فردية مع خبراء في VEX للمساعدة في تنفيذ أي من هذه الأنشطة. يسعدنا أن نرى كيف تدمج VEX Continuum للتواصل مع هذا الحدث التاريخي!