التفكير المنطقي

قبل أن تبدؤوا

• استخدموا قائمة فحص السلامة لمساعدتكم في التخطيط وتقييم المخاطر الخاصة بنشاطكم. يمكن العثور على مساعدة إضافية لتنفيذ تقييم المخاطر، بما في ذلك الأمثلة هنا. لا تنسوا التأكد من معرفة جميع الأعضاء الصغار والكبار المشاركين في النشاط كيفية المشاركة بأمان.
• تأكدوا من توفر أقلام أو أقلام رصاص وبعض الأوراق، لمن يفضلون كتابة الأمور.

تنفيذ النشاط

1. اشرحوا الفرق بين الإلكترونيات التناظرية والإلكترونيات الرقمية. إذا كنتم في حيرة، استخدموا هذه التعريفات:

2. وزّعوا نسخاً من “دليل أبواب المنطق”. يجب أن يكون هناك نسخة بين اثنين أو ثلاثة. تعمل الأبواب مثل بوابات الحدائق، فتحها لدخول الحديقة، وإغلاقها لمنع المتطفلين. أشاروا إلى أن أبسط “الأبواب” لها أسماء تصف ما تفعله: ‘و،’ ‘أو’ و ‘لا’.

3. اشرحوا ما تفعله أبواب “و، أو، لا”. إذا كنتم في حيرة، استخدموا هذه التعريفات:

4. اشرحوا أن بوابات المنطق تتكون من الترانزستورات، المقاومات، الثنائيات، وفي الوسط، شريحة الدائرة المتكاملة. إنها أساس جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة. إليكم بعض الأمثلة التي يمكن مشاركتها عن بوابتي «و» و«أو» في التطبيق العملي:

5. اطلبوا من الجميع صنع بوابات منطقية خاصة بهم. ينبغي على الجميع الانقسام إلى مجموعات من ثلاثة واختيار رقم: واحد، اثنان أو ثلاثة.
6. أعطوا كل مجموعة حبلاً. يجب أن يمسك الرقم واحد وسط الحبل، بينما يمسك الرقمان اثنان وثلاثة نهايتيه، مكوّنين شكل مثلث.
7. اشرحوا أن الرقمين اثنان وثلاثة في هذه اللعبة هما مدخلات، بينما الرقم واحد هو المخرج. ينبغي على الرقم واحد ابتكار إشارة إخراج سيقوم بها عندما يفتح البوابة. على سبيل المثال، يمكنه رفع يده أو نفخ ريشة.
8. ابدأوا ببوابة «و». يحتاج كلا المدخلين إلى إرسال إشارة حتى يكون هناك مخرج. يجب أن يشد الرقمان اثنان وثلاثة الحبل في نفس الوقت إذا أرادا فتح البوابة. إذا شد أحدهما فقط أو لم يشد أي منهما، لا تفتح البوابة.
9. حاولوا الآن بوابة «أو». يمكن لأي من المدخلين إرسال إشارة وإنتاج مخرج. يمكن للرقمين اثنان أو ثلاثة شد نهايتي الحبل، ويفتح البوابة. إذا لم يشد أي منهما، لا تفتح البوابة.
10. وزّعوا نسخاً من الرسم البياني المرفق. حاولوا تشكيل بعض المجموعات الكبيرة من البوابات من الرسم البياني. التزموا ببوابات «أو» الآن، بحيث يكون لكل المدخلات مخرج.
11. المخرج للجميع باستثناء الرقم واحد، والرقمين سبعة و11 هو سحب الحبل وإرسال الإشارة إلى البوابة التالية. إذا كان أي شخص يمسك أكثر من حبل واحد، يجب أن يسحب كلاهما في نفس الوقت. ابدأوا بمحاولة تنشيط الرقم واحد، ولكن ليس الرقمين سبعة و11.

12. قدموا بوابات «و» لمساعدة المجموعة على تنشيط المخرجات التي يريدونها. يجب وضع بوابات «و» في مناطق يحتاج فيها كلا المدخلين إلى التشغيل للحصول على المخرج. قد تحتاجون إلى تحريك بوابات «و» لتنشيط أشخاص مختلفين في المجموعة.

13. اجمعوا الجميع معاً مرة أخرى وارجعوا إلى الفرق بين الإلكترونيات الرقمية والإلكترونيات التناظرية. اشرحوا الفرق بين الإشارات المتغيرة (التناظرية) والمحدودة (الرقمية). يمكنكم استخدام الأمثلة التالية:

14. شاركوا المزيد من الحقائق حول سبب استخدامنا للدوائر الرقمية:

خطوة صغيرة من الدوائر الرقمية إلى عالم برمجة الكمبيوتر. لماذا تعتقدون أن الكمبيوتر يحتاج إلى دوائر رقمية ليعمل؟ لماذا لا يمكنه العمل بدوائر تناظرية؟ قد تكون بعض الأسباب هي استقرار الدوائر الرقمية، وموثوقيتها، وحجمها وطريقة عملها.

لتحديد مسارات الإشارات المطلوبة عليكم التفكير بعناية والتخطيط مسبقاً. أين قد تكون هذه المهارة مفيدة أيضاً؟ تخيلوا أنكم تخططون لرحلة مشي أو خبز كعكة.

يجب أن تكون منطقة اللعب خالية من المخاطر. اشرحوا قواعد اللعبة بوضوح وكونوا على تواصل واضح بأن اللعبة يجب أن تتوقف عند الحاجة. راجعوا إرشاداتنا حول تنفيذ الألعاب النشطة بأمان.

أزيلوا أي معدات تعملون عليها من مصدر الطاقة قبل البدء. لا تفترضوا أن الدائرة الكهربائية مغلقة - اختبروها بمقياس الفولت (ثم اختبروها مرة أخرى للتأكد). لا تقوموا بتوصيل الطاقة بدائرة ما إلا بعد الانتهاء من العمل عليها والتحقق من عملكم. تأكدوا من عدم تحميل الدائرة أكثر من طاقتها، وأعيدوا أي أغطية أزلتموها.

تأكدوا من أن جميع المعدات الإلكترونية موصولة بشكل صحيح. استخدموا الأدوات الإلكترونية المناسبة، واستبدلوا دائماً المعدات التالفة (على سبيل المثال، استبدلوا الكابلات بدلاً من إصلاحها بشريط عازل). احتفظوا دائماً بمعدات السلامة بما في ذلك طفاية الحريق، وحقيبة الإسعافات الأولية، والهاتف المحمول بالقرب منكم.

اعتماداً على عدد بوابات المنطق التي تمت تغطيتها، وتعقيد تركيبات البوابة التي تم صنعها، وعدد تركيبات البوابات، يمكن جعل هذا النشاط أكثر أو أقل صعوبة.

قد يُدرك بعض الأشخاص المفهوم الرقمي فوراً، بينما قد يحتاج آخرون إلى وقت أطول. تأكدوا من عدم تخلف أحد عن الركب ببطء النشاط، وشجعوا الجميع على طرح الأسئلة وشرح الأمثلة بعناية.