جسر من خشب البلسا

يستخدم المعلمون بناء جسور من خشب البلسا كجزء من وحدة دراسية حول علم السكون ، أو الهياكل، أو القوى، أو مهن البناء، لجعل بيئة التعلم عملية ولإعطاء الطلاب مثالاً واقعياً للمادة التي يتم تغطيتها في الفصل الدراسي

كثيراً ما يُستخدم بناء الجسور المصنوعة من خشب البلسا كتقنية تعليمية . وقد يصاحب ذلك مشروع أكبر يشمل مجالات دراسية متنوعة.

عادةً ما تشمل الدروس التي تتضمن بناء جسر من خشب البلسا مجالات الفيزياء والهندسة والاتزان السكوني أو البناء، مع إمكانية تنفيذه بشكل مستقل عن أي من هذه المجالات. يمكن بناء جسر من خشب البلسا بعد إتمام قسم أو وحدة دراسية تتناول موضوعًا ذا صلة ، أو يمكن استخدام عملية التصميم والبناء لتوجيه الطلاب نحو فهم أفضل للمجال المطلوب.

متطلبات

على الرغم من وجود تنوع كبير بين مشاريع جسور خشب البلسا المختلفة، إلا أن الطلاب يسعون عمومًا إلى بناء جسر يتحمل أكبر وزن ممكن قبل أن ينهار. غالبًا ما تُطبق قيود أخرى، لكنها تختلف اختلافًا كبيرًا من مسابقة إلى أخرى. ومن أمثلة المتطلبات:

  • تقييد الحد الأقصى لكتلة الجسر
  • يتطلب حدًا أدنى من الامتداد
  • يتطلب ذلك حداً أدنى لارتفاع الطريق
  • تقييد الأبعاد المادية للجسر
  • تقييد حجم القطع الفردية من خشب البلسا
  • الحد من كمية الغراء أو خشب البلسا التي يمكن استخدامها
  • يتطلب ذلك طريقًا صالحًا للقيادة يسمح بمرور مركبة ذات حجم محدد
  • تقييد طريقة وضع القطع على الجسر (على سبيل المثال، عدم توصيل القطع بشكل متوازٍ)

الاختبار

انهار جسر من خشب البلسا بعد أن تحمل كتلة قدرها 40.4 كيلوغرام (89 رطلاً) . وكان انهيار الجسر بأكمله نتيجة انهيار الطريق فقط .  

تُختبر الجسور عادةً بتطبيق قوة لأسفل عليها. وتختلف طريقة ومكان تطبيق هذه القوة من مسابقة لأخرى. وهناك طريقتان شائعتان لتطبيق قوة الاختبار على الجسر:

  • عن طريق تعليق وعاء (مثل سلة المهملات ) من الجسر ووضع أوزان معلومة فيه حتى ينكسر الجسر. يمكن للمختبِر أيضًا إضافة الماء أو الرمل ببطء إلى الوعاء حتى ينكسر الجسر، ثم وزن الوعاء، مما يوفر طريقة أكثر دقة لتحديد قوة الكسر.
  • باستخدام جهاز اختبار ميكانيكي أو هوائي يضغط على الجسر بقوة متزايدة حتى ينهار. غالباً ما يكون هذا الجهاز مزوداً بنظام لجمع بيانات القوة تلقائياً، مثل مستشعر ضغط أو خلية قياس حمولة متصلة بجهاز كمبيوتر. يُعد هذا الأسلوب أكثر دقة في قياس الجسور ذات البنية الثانوية التي تكون أقوى من البنية الأساسية. كما أنه أقل ضرراً على الجسر، حيث تبقى بنيته سليمة عادةً لأن الحمل يُخفف تلقائياً عند الانهيار.

من بين الطريقتين، توفر طريقة الحاوية المعلقة تأثيرًا دراميًا أكبر بكثير. غالبًا ما يكتمل الاختبار باستخدام مكبس هوائي أو مكبس ضغط في غضون ثوانٍ. قد يستغرق اختبار الجسور شديدة المتانة ما يصل إلى ثلاثين دقيقة، حيث تتم إضافة وزن (غالبًا ما يُستخدم مزيج من أوزان فولاذية ورمل) إلى الحاوية المعلقة. [ 1 ]

التقييم والدرجات

التسجيل

هناك طريقتان رئيسيتان لتقييم مسابقات بناء الجسور الخشبية المصنوعة من خشب البلسا. الأولى هي قياس الوزن الذي يتحمله كل جسر. أما الثانية فهي الكفاءة الهيكلية، والتي تُعبّر عنها عادةً بنسبة القوة إلى الوزن. تُعدّ طريقة الوزن فقط أكثر فعالية عندما يبني المتنافسون جسورهم من مجموعة محددة من المواد، ويُتوقع منهم استخدام جميع المواد المتاحة. بينما تُعدّ طريقة نسبة القوة إلى الوزن أفضل عندما يُتوقع من المتنافسين استخدام موادهم بأقصى كفاءة ممكنة.

التقييم التنافسي

تعتمد عملية التقييم التنافسي على مقارنة أداء كل جسر مع أداء الجسور التي بناها المشاركون الآخرون لتحديد درجة التقييم. يُمنح الجسر الحاصل على أعلى درجة أعلى قيمة رقمية (مثلاً 100%)، بينما يُمنح الجسر الحاصل على أقل درجة والذي لا يزال يستوفي جميع المواصفات الأساسية درجة أدنى (مثلاً 70%). [ 2 ]

تضمن هذه الطريقة أن تكون بعض الدرجات عالية حتى لو كانت الجودة الإجمالية للجسور منخفضة. وعلى العكس من ذلك، فهي تضمن أيضاً أن تكون بعض الدرجات منخفضة، حتى في الحالات التي تكون فيها جميع الجسور ذات جودة عالية.

التقييم القائم على المعايير

يحدد نظام التقييم القائم على المعايير معايير محددة يجب استيفاؤها للحصول على درجة معينة. على سبيل المثال، يُمنح كل جسر يتحمل وزن 50 كيلوغرامًا (110 أرطال) العلامة الكاملة، والجسور التي تتحمل وزن 25 كيلوغرامًا (55 أرطال) تحصل على نصف العلامة، أما الجسور التي تتحمل وزنًا أقل من 10 كيلوغرامات (22 أرطال) فلا تحصل على أي علامة.   

تتيح هذه الطريقة لكل جسر فرصة الحصول على العلامة الكاملة إذا استوفى المعايير. أما في حال ضعف المنافسة، فإن هذه الطريقة تنطوي على خطر عدم حصول العديد من المتنافسين على أي علامة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. مسابقة بناء جسر من خشب البلسا في الفيزياء
  2. "مسابقة جسر البلسا في مدرسة كانيون الثانوية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18-05-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-05-2008 .
  • بارون، بي جيه، شوارتز، دي إل، فاي، إن جيه، مور، إيه، بيتروسينو، إيه، زيك، إل، وآخرون (1998). العمل بفهم: دروس مستفادة من أبحاث التعلم القائم على حل المشكلات والمشاريع. مجلة علوم التعلم، 7، 271-311.
  • دودز، آر إف (1997). دراسة بحثية تطبيقية حول فعالية التعلم القائم على حل المشكلات في تعزيز اكتساب المعرفة والاحتفاظ بها. مجلة تعليم الموهوبين، 20(4)، 423-437.
  • شنايدر، آر إم، كراجيك، جيه، ماركس، آر، وسولواي، إي. (2002). أداء الطلاب في فصول العلوم القائمة على المشاريع وفقًا لمقياس وطني للإنجاز العلمي. مجلة البحوث في تدريس العلوم، 39(5)، 410-422.
  • موقع BalsaBridge.com: صور، سجلات، ونصائح من المسابقة التي تُقام سنوياً منذ عام 1980 في مدرسة نوتردام الإقليمية الثانوية في فانكوفر، كولومبيا البريطانية