الموضوع الثالث: الطبيعة أكثر من يعلم استنسخ

2021/09/02

أهداف الورشة

(الموضوع الثالث من أربعة من محتوى أساسيات علوم البيئة: تطبيق الأنشطة مختلفة)
يقوم هذا الدليل بتطبيق مفاهيم البيئة الرئيسية من خلال أربع موضوعات مختلفة تضم التحديات الحالية البيئية و مفاهيم علمية تقدم من خلال الانشطة التفاعلية. هذه المواضيع هي )كل شيء مرتبط بكل شئ آخر، كل شئ يذهب الى مكان ما، الطبيعة تعرف الافضل و لا يوجد شئ اسمه وجبة غذائية مجانية(. من خلال هذه الرحلة سيكون على المعلم الإلمام بمفاهيم تدعم رؤيته للبيئة و تغير منظور رؤيته لما يحدث حولنا و كيف يمكن مواجهة التحديات الكبيرة عالميا بتفكير على نطاق محلي وتطبيق خطوات بسيطة لإحداث تغييرات عالمية كبيرة.

المواد المطلوبة

البند العدد
1بطاقات الحيوانات والنباتات المطبوعة سابقا من موضوع )كل شيء مرتبط بكل شيء(.0
2بطاقات الحيوانات والنباتات المطبوعة سابقا من موضوع )كل شيء مرتبط بكل شيء(.0
3ورق A40

مناقشة

الوقت الوصف ملاحظات
الجلسة الأولى ما هو علم محاكاة الطبيعة؟ 40 السياق العام للجلسة: يطرح الميسر سؤال عن العلاقة بين سمكة القرش وزي الغواصين؟ وما هي العلاقة بين الخفاش والعصا التي يستخدمها الكفيف؟ وبين فلتر المياه وشجر المانجروف )الشجر الذي ينمو في الإجابة موضحة « ؟) المياه المالحة .» لاحقًا ويبدأ بذكر مفهوم محاكاة الطبيعة الذي يشرح لنا العلاقات التي تساءلنا عنها أعلاه، فالكلمة باللغة الانجليزية اسمها BI-O-MIM-IC-RY و Biomimicry From the Greek bios, life, and يعني المصطلح mimesis, imitation الأقرب إليها باللغة العربية هو محاكاة الطبيعة. خلينا نتفق اننا بنعمل ده من زمان جدًا وبنحاكي الطبيعة من حوالينا بأشكال مختلفة بس دلوقتي الوضع أصبح بطرق علمية أكتر كالآتي: الطبيعة نموذج: بنستخدم شكل مصمم من الطبيعة مثل صنع خلايا الطاقة الشمسية اللي استوحاه العلماء من تصميم ورق الشجر. الطبيعة مقياس: علم المحاكاة بيتشغل على فكرة المعايير البيئية للقياس من خلال إيه الحاجات اللي بتشتغل والحاجات المناسبة والحاجات المستدامة. الطبيعة مرشد: من محاكاة الطبيعة مش بس بنستخرج موارد من الأرض ونستغلها، احنا بنمر بمرحلة تعلم من الطبيعة وقوانينها. احنا لما بنعمل الحاجة بالطريقة اللي بتتبعها الطبيعة هيبقى عندنا احتمالية أكبر نغير طريقة إنتاج غذائنا وطريقة صناعتنا والعلاج بتاعنا وحفظ المعلومات وإدارة الأعمال. الهدف: معرفة أصل كلمة محاكاة الطبيعة وعناصرها وتمهيد لمعرفة أسرار الكائنات في الطبيعة وقواها المختلفة.
0 يمكن للميسر مشاهدة هذه الفيديوهات مع المشاركين: https://www.youtube.com/ watch?v=V2GvQXvjhLA https://www.youtube.com/ watch?v=iMtXqTmfta0 https://www.youtube.com/ watch?v=coEwQRba_2o https://www.youtube.com/ watch?v=sf4oW8OtaPY

نشاط

الوقت الوصف ملاحظات
من أنا؟!( 10 يختار الميسر أنواع مختلفة من الحيوانات والنباتات المنتشرة في بيئتهم المحيطة )بطاقات مطبوعة بصور الكائنات المختارة(. يقسم الميسر المشاركين إلى خمس مجموعات. يطلب من كل فريق اختيار قائد للمجموعة يعطيهم ظهره ويقوم الميسر بعرض البطاقة على المجموعة دون أن يراه القائد. يسمح الميسر للقائد بأن يسأل مجموعته خمسة أسئلة لمعرفة اسم الكائن الحي الموجود بالبطاقة ماعدا السؤال عن اسم الكائن الحي )قطة أو كلب أو زهرة أو هكذا(. يفوز الفريق الذي التزم بقواعد النشاط وطرح عدد أسئلة أقل من الفرق الأخرى. مخرجات النشاط: بعد الانتهاء من النشاط يصبح المشارك مُلِمًا بالنقاط التالية: معرفة الكائنات ووصفهم. استخراج الصفات المميزة فى تكوين الكائنات للتعرف على كيفية استخدامها. الهدف: لعبه إحماء للتعرف على مميزات الكائنات الحية وطبيعة معيشتها.*** ملاحظات: يفضل اختيار مجموعة من الكائنات الحية المستخدمة في علم المحاكاة الطبيعية مثل: العنكبوت - سمك القرش - النمل - الخفاش - بلح البحر. أمثلة للأسئلة التي يوجهها قائد المجموعة إلى زملائه )نوع الكائن / البيئة التي يعيش فيها / غذائه / شكله البيولوجي / علامة مميزة في تكوينه / إمكانيه الاستفاده منه في الطبيعة(.
القوة الخارقة 15 شرح النشاط: يقسم الميسر المشاركين إلى خمس فرق. يُعِد الميسر أمثلة لنماذج كائنات حية في البطاقات. يراعي الميسر أن يكون لكل كائن حي خاصية معينة مميزة سواء بيولوجية - فسيولوجية - فيزيائية. يطلب من كل فريق اكتشاف نقاط القوة في البطاقات المعطاة لهم. يُفضَل إعطاء كل فريق خمسة بطاقات وكل بطاقة به نقطه قوة يمكن محاكاتها للاستفادة منها في حل مشاكل تواجهنا في الصوت الصوت أو المياه أو الطاقة أو الضوء أو الهواء. مخرجات النشاط: بعد الانتهاء من النشاط يصبح المشارك مُلِمًا بالنقاط التالية: تصنيف مزايا الكائنات البيولوجية لمعرفة كيفية استخدامها فى أعمالها الحيوية. ربط الخواص المميزة بأشكال نقاط القوة فى حياتنا الهدف: أن يتعلم المشارك النظر بدقة في قدرة الكائنات الحية على التأقلم مع الطبيعة والبيئة المحيطة بها .
ابحث عن شبيهك 20 شرح النشاط: يوزع الميسر البطاقات على المشاركين بشكل عشوائي. يطلب الميسر من كل مشارك أن يجد شبيهه في البطاقات. بعد الأنتهاء من هذه الخطوة يطلب الميسر من كل مشارك على حدة مناقشة سبب اختيار هذا الشبيه ومحاولة التفكير في أوجه التشابه بينهم )سواء خصائص في الشكل - أسلوب الحركة - الخواص البيولوجية(. بعد الانتهاء من تحليل المشاركين يقوم الميسر بتفسير وجه محاكاه كل نموذج. مخرجات النشاط من النشاط: بعد الانتهاء من النشاط يصبح المشارك مُلِمًا بالنقاط التالية: الربط بين أوجه الشبه بين الكائنات و نماذج المحاكاة فى الصناعات. الهدف: التعرف على أوجه الشبه بين الأنظمة التي صنعها الإنسان والأنظمة البيئية.

مناقشة

الوقت الوصف ملاحظات
الجلسة الثانية التعلم من الطبيعة 40 السياق العام للجلسة: يبدأ الميسر بالإجابة عن الأسئلة التي ذكرها في البداية وهي أن العلاقة بين سمكة القرش وبدلة الغواصين هي جلد القرش كمادة عازلة لدرجة الحرارة، فتم تصنيع البدلة بهذه الطريقة المستوحاة من الطبيعة. أما العلاقة بين الخفاش وعصا المكفوفين هى فكرة صدى الصوت المنبعث من الخفاش الذي يساعده في معرفة مكان فريسته. يبدأ باستعراض النقاط التي من شأنها تقديم حلولًا أكثر استدامة )الغذاء - التصنيع - مصادر الطاقة - تصنيع العلاج - حفظ المعلومات وإدارة الأعمال(. محاكاة الطبيعة هي عملية خلق ابتكارات من الطبيعة من خلال تدقيق النظر في إزاي العمليات الطبيعية بتحصل، بداية من عملية الطيران وإزاي اشتغلت الطيارات، بعدها بدأ الإنسان يشتغل على فكرة تصنيع مواد تتحلل في التربة زي أجسام الحيوانات والنباتات، وعمليات تصنيع الأدوية اللي بدأ العلماء يشوفوا إزاي الحيوانات والحشرات بتحافظ على أجسامها من الأمراض وبتتعامل معاها، وصناعة السيراميك اللي اتعلمناها من شكل صدفة اللؤلؤ. العمليات دي بتبدأ بالتعرف على رؤية الطبيعة ومشاهدتها بصفة دائمة وتأملها، وبعدها معرفة الأشياء من حولنا ودراسة إزاي بتتعامل وطريقة تأثرها وكيف يعمل النظام البيئي المحيط بها. الهدف: التعرف على قوى الكائنات الحية التي تم استغلالها في تطبيقات الحياة والتعرف على أهم قوانين الطبيعة والنظام البيئي لتحقيق الاستدامة من الموارد.

نشاط

الوقت الوصف ملاحظات
المزرعة السعيدة 30 شرح النشاط: يشرح الميسر قصة المزرعه )مثال(: على الرغم من أن مساحة المزرعة 2 فدان إلا أنها تنتج حوالي 10 محاصيل مختلفة وتحتوي على 14 عشب طبي و 10 أنواع من الشجر المثمر وربي صاحبها الدجاج والأبقار ولديه خلية نحل ويربي سمك البلطي ولا تحتاج إلى أي موارد خارجية. يقسم الميسر المشاركين إلى فريقين ويطلب منهم شرح النظام البيئي في المزرعة وتفسير أنها لا تحتاج إلى أي موارد خارجية ومستدامة تكفي نفسها بنفسها. ملاحظات : يركز المدرب في المثال الذي يذكره على استنتاج قوانين النظام البيئي المستدام وهي: 1تعمل الطبيعة على ضوء الشمس. . 2 ستخدم الطبيعة الطاقة التي . تحتاجها فقط. 3تناسب الطبيعة شكل العمل. . 4تعيد الطبيعة تدوير كل شيء. . 5تكافئ الطبيعة التعاون. . 6 بنوك الطبيعة على التنوع. . 7تتطلب الطبيعة خبرة محلية. . 8تكبح الطبيعة التجاوزات من . الداخل. تستغل الطبيعة قوة الحدود. مخرجات النشاط: بعد الانتهاء من النشاط يصبح المشارك مُلِمًا بالنقاط التالية: معرفة قوانين الطبيعة. تطبيق مبادئ الاستدامة و إدراج العنصر الاقتصادي لتحقيق منافع مادية. بناء برهان على أن مبادئ الاستدامة قابلة للتحقيق. تصميم شكل لكيفية استغلال كل العناصر في بيئة المزرعة. الهدف: التعرف على أهم قوانين الطبيعة والنظام البيئي لتحقيق الاستدامة من الموارد.

مناقشة

الوقت الوصف ملاحظات
الجلسة الثالثة عملية تصميم محاكاة الطبيعة 60 السياق العام للجلسة: تهيئة المشاركين لإقامة حلقة نقاشية عن طرق المقاومة الطبيعية وذكر أمثلة على فكرة المرونة في الطبيعة، وهي قدرة النظام – سواء فرد أو غابة أو مدينة أو اقتصاد – على التعامل مع التغيير والاستمرار في التطور، ويتعلق الأمر بالقدرة على استخدام الصدمات والاضطرابات مثل الأزمات المالية أو تغير المناخ لتحفيز التجديد والتفكير المبتكر. ويتطلب التفكير المرن التعلم والتنوع والإيمان بأن البشر والطبيعة مرتبطان بقوة لدرجة أنه ينبغي تصورهما كنظام إيكولوجي اجتماعي واحد. ويعرض الميسر مقدمة عن فكرة التأقلم التي تقوم بها الكائنات وأنها وسيلة لتواكب الحيوانات التغيرات المناخية والبيئية التي تتعرض لها حتى لا تنقرض. الهدف: كيفية استخدام مبادئ محاكاة الطبيعة لتطبيق مبادئ الاستدامة.

نشاط

الوقت الوصف ملاحظات
صمم كائن( راقب كائن 30 يقسم الميسر المشاركين إلى أربع مجموعات. يعطي كل مجموعة بيئة مختلفة )غابات، صحراء، مياه عذبة ومياه مالحة( وصورة الحيوان المفترس الذي يترأس النظام البيئي في هذا المكان. يطلب الميسر من كل مجموعة ذكر الكائنات التي تعيش في هذه البيئات والتحديات الطبيعية والبشرية التي تتعرض لها )مثل: تغير المناخ، تدمير بيوتهم.( يذكر الميسر مثال على الدب القطبي الذي يستخدم أظافره وكفوفه للتأقلم على الحياة في الجليد واستخدام أنيابه لصيد الفرائس. يطلب الميسر من المشاركين ذكر صفات كائن من الكائنات التي يتم افتراسها في البيئات وكيف تحمي نفسها وتحافظ على ذريتها. يطرح الميسر على المشاركين الأسئلة التالية: ماذا تأكل هذه الكائنات؟ ما لون هذه الكائنات أم هي متغيرة الألوان؟ كيف تتحرك هذه الكائنات؟ هل تعيش هذه الكائنات في مجموعات أم فردية؟ كيف تحافظ هذه الكائنات على درجة حرارة جسدها؟ أين تعيش هذه الكائنات؟ ما حجم هذه الكائنات؟ بعد الانتهاء من النشاط يذكر الميسر كيفية الاستفادة من طريقة الكائن في حياته وبيئته وتطبيق هذا في حياتنا على نظام معين . مخرجات النشاط: بعد الانتهاء من النشاط يصبح المشارك مُلِمًا بالنقاط التالية: تصميم لكيفية قيام الكائنات بعمليات التأقلم فى الطبيعة. مراقبة الكائنات ورؤية كيفية قيامهم بعملياتهم البيولوجية. الهدف: التعرف على كيف يعيش الكائنات في بيئاتهم المختلفة والتأقلم معها .
قاوم مثل الطبيعة 20 شرح النشاط: بعد النشاط السابق، يتحدث الميسر مع المشاركين ويطرح عليهم أسئلة عصف ذهني مثل: كيف نحافظ على هذه المزرعة من الكوارث الطبيعية وكيف تحمي نفسها؟ كيف نصممها لتقاوم الكوارث الطبيعية والملوثات؟ بعد الاستماع إلى الآراء يرضع الميسر فيديوهات لاستكشاف مقاومة الطبيعة للكوارث الطبيعية التي تتعرض لها وتظل محتفظة بهذا النظام البيئي الثابت على مدار ملايين السنين. يُعَرِف الميسر بعد ذلك مقاومة الطبيعة ويذكر أمثلة عليها. ثم يطلب من المشاركين الانقسام إلى ثلاث مجموعات واختيار مكان لتنفيذ مشروع استثماري )مصنع - منتجع سياحي - هايبر( ويطلب منهم الآتي: ذكر أهم الكوارث الطبيعية الممكنة حدوثها في المشروع. طرق التصميم واتخاذ إجراءات السلامة اللازمة والحفاظ على المشروع من الهلاك بالاستناد إلى ما تعلموه عن مقاومة الطبيعة للكوارث. مخرجات النشاط: بعد الانتهاء من النشاط يصبح المشارك مُلِمًا بالنقاط التالية: تصميم إجراءات لتحقيق الاستدامة فى المشاريع الاقتصادية. تطبيق مبادئ المحاكاة البيولوجية فى مقاومة الكوارث. الهدف: كيفية تحقيق نظام بيئي مستدام من خلال الاستعانة بعلم محاكاة الطبيعة

مناقشة

الوقت الوصف ملاحظات
الجلسة الرابعة محاكاة الطبيعة والاستدامة 45 الجلسة الختامية في علم محاكاة الطبيعة، وفيها يعرض الميسر نماذج لتعلم تطبيق فكرة المحاكاة من خلال اتباع الخطوات الآتية: يجلس المبتكرون مع علماء البيولوجيا على مكتب التصميم، ويناقشون الوظائف التي يجب ما هي « : أن يؤديها، ثمّ يسألون الأنظمة البيئيّة أو الكائنات التي »؟ تعتمد على هذه الوظائف لتحيا وتمتلئ القائمة بالأمثلة التي يُختار منها الأصلح للتصميم المطلوب. ويحاول المهندسون عندها محاكاة هذه الوظائف بما تخوّل لهم تقنيّاتهم من تقريب نماذجهم إلى النموذج الأم؛ فيختارون المواد والشكل وطريقة التصنيع، وقد يبتكرون الجديد منها لتحسين نموذجهم ليضيفوا إلى عالم التقنيّة البشريّة منتجات ووظائف ومواد وطرق جديدة . والمحاكاة ليست مجرد تقليد عادي، بل هي تقليد واعي لعبقرية الحياة، فلا يكفي تصميم منتج يشبه أمرًاً طبيعيًا دون الإستناد إلى الطبيعة، فالمحاكاة هي التفكر الواعي الإرادي بالطبيعة، والبحث الهادف عن نصيحتها لنا أثناء إعداد تصميمنا. ولا تمكن المسألة في اكتشاف خلطات الطبيعة فقط، فالتوجه لاختراع منتج أو عملية إنتاجية تتلاءم مع النظام البيئي الواسع هو الدليل على تنفيذ )محاكاة الطبيعة( بصورة فعليّة وعميقة. كما أنّ المحاكاة لا تعني إعادة اختراع الكائن الذي ندرسه، بل هي تقليد لمبادئ تصميمه ودروس حياته، فلا تقتصر على معرفة كيف ينسج هذا الكائن خيوطه وحسب، بل كيف يؤمن هذا الكائن حاجاته وفي نفس الوقت يحسن موطنه الخارجيّ ومحيطه. ووضعُ هذه المعايير ضمن حساباتنا لا يقتصر على تسجيل وحساب أحجام عناصر الطبيعة وأشكالها، بل يتطلب أيضًا التأمل الدائم للمسيرة الكاملة لحياتها وكيفيّة انسجامها وتأثيرها في موطنها . فالمحاكاة العميقة تتطلب )مخاطبة المخلوقات( لتقليدها على ثلاثة مستويات : تقليد الشكل الذي يؤدي الوظيفة المطلوبة: )تقليد منقار العصفور لصنع مقدّمة قطار(. تقليد العملية الطبيعية وكيفية تشكيل هذا التصميم: )محاكاة كيفية بناء أذن البحر لقشرته القاسية(. تقليد الأنظمة البيئيّة الطبيعيّة: )الالتفات إلى أن منقار العصفور المراد تقليده جزء من العصفور، وهو جزء من غابة، وكذا منتجنا جزء من اقتصاد يؤثر على البشر والأرض؛ فإذا حاكيت الشكل المناسب لك لكن باستعمال حرارة عالية أو بمخلّفات ملوثة لم تقم بالمحاكاة الحقيقية( . بهذه المستويات يسعى المحاكون لخلق الظروف الملائمة والمجدِّدة للحياة. وبهذه النظرة تصبح الطبيعة ليست مجرّد مثال بل مقياس ناصح. ولتكون محاكياً عليك أن تسأل : ماذا تفعل الطبيعة في هذه حالة؟ الطبيعة كمثال. ما الذي تمتنع عنه الطبيعة هنا؟ الطبيعة كمقياس. لِم هكذا وليس كذلك؟ الطبيعة كمُرشد . باختصار تطلب الطبيعة منك أن: تصمت- تنصِت- تحاكي- تراقب- تواظب. الهدف: التعرف على خطوات حل المشكلات بعلم محاكاة الطبيعة وإعداد نموذج عملي لحل مشكلة في البيئة المحيطة المشاركين )المنطقة الخاصه بهم( بمبدأ )اسأل الطبيعة( .

نشاط

الوقت الوصف ملاحظات
اسأل الطبيعة 40 شرح النشاط: يسأل الميسر المشاركيينعلى أهم المشاكل البيئية التي تواجههم في المجتمع المحيط )نقاش مفتوح(، ومن أبرز المشاكل التي يمكن أن يستعين بها الميسر: مشكلة الرطوبة العالية في المنازل واستخدام المبردات )زيادة استهلاك للطاقة(، ومشكلة المواصلات وسرعة القطارات، ونقص موارد المياه العذبة واستخدام طرق لتحلية المياه، والحرائق التي تشتعل في المباني. يجب على الميسر تحديد مشكلة واضحة حتى يتمكن من عرض حلول متوافقة باستخدام مبدأ )اسأل الطبيعة( . يتفق معهم على اختيار أهم ثلاث مشكلات بيئية في مجتمعهم ويقسم بالمشاركين إلى ثلاث فرق بشكل عشوائي. يعطي كل فريق مشكلة بيئية محددة واختيارات لعناصر في الطبيعة تصلح لحل المشكلة. يطلب الميسر من الفريق الواحد الانقسام إلى فرق أصغر للتعامل مع المشكلة. في وسط النشاط يمر الميسر على الفرق ويبدأ في إعطاء معلومات عن خطوات تحليل المشكلة وكيفية تقسيم الفريق . يذكر الميسر نماذج مختلفة لحل المشكلات البيئية المذكورة: نماذج عن محاكاة الطبيعة )ضمن عدة مجالات( . المياه: تحلية المياه عبر التناضح الأمامي مستلهمة – forward osmosis من الخلايا. تقليد طريقة الخنفساء في استخراج المياه من الضباب، وهي عمليّة فعّالة أكثر بعشر مرات من الطريقة البشرية )العملية تسمى التقاط الضباب( . المواد: أسمنت ذاتي التصليح عبر تقليد العظام. صناعة السيراميك بعمليّة التركيب .» أذن البحر « الذاتي بتقليد حيوان بلاستيك يلصق صدوعه بنفسه بتقليد الجِلد . الصناعة: التركيب الذاتي للمواد في حرارة معتدلة وعمليّات منخفضة التلوث مستلهمة من الصدف البحري. صناعة ألياف قاسية ومطاطة بمحاكاة خيوط العنكبوت . المواصلات: طائرات وقوارب تستخدم تقنيّات منخفضة السحب لتوفير الطاقة بتقليد بعض أنواع الطيور والأسماك. مقدمة قطار ياباني سريع وهادئ استُلهِم تصميمه من منقار طائر الرفراف. تصميم لسيارة مرسيدس بينز تصل إلى 70 ميل للجالون الواحد مستَلهَم من شكل سمكة بوكس فيش . المباني: مبنى في زيمبابوي لا يحتاج للتكييف ويكتفي بحركة الهواء الطبيعية – مستلهَم من بيوت النمل الأبيض. تقنيّة إزالة الرطوبة في أنظمة التهوية والتكييف مستوحاة من الحشرات . أجهزة الاستشعار: استشعار الحرائق بتقليد أحد أنواع الخنافس. تقنيّة تجنب حوادث السيارات مستوحاة من الجَراد. عصا للمكفوفين مستلهمة من الوطواط. حسّاسات لتحديد مصدر التلوث الكيميائي في الماء مستلهمة من الكركند . الذكاء الاصطناعي: الخوارزميّات الجينيّة التي تبحث عن اﻞﺤﻠّ اﺜﻣﻷل وتحاكي ﻞﻤﻋ اﺎﻨﻴﺠﻟت اﻮﻟراﺔﻴﺛ )في هذا العدد مقال عن الموضوع(. مخرجات النشاط: بعد الانتهاء من النشاط يصبح المشارك مُلِمًا بالنقاط التالية: رؤية دقيقة لكيفية عمل الأشياء ومبادئ المحاكاة الأساسية. استخراج أمثلة لأشكال محاكاة غير الأمثلة التي ذٌكرت. تطبيق استخدام موقع اسأل لوضع حلول ask nature الطبيعة لمشكلات بيئية باستخدام مبادئ المحاكاة البيولوجية. الهدف: إعداد نموذج لحل المشاكل في البيئة المحيطة بالمشاركيين )المنطقه الخاصه بهم( بمبدأ )أسأل الطبيعة(.
التعليقات
المزيد