מיועד לכיתות ג' - ד'

מבנים בונים על מנת להגדיר חלל (בנינים), כדי לחבר נקודות (גשרים) וכדי לתחום חומרים (מאגרים). מפגש מדע זה העוסק במבנים וכוחות הוא בעל אורינטציה הנדסית - טכנולוגית אך בהחלט מתייחס גם לאינטואיציה הבסיסית שלנו בנושא. המפגש משלב התנסות רבה בדגמים של מבנים מסוגים שונים.

בעת הביקור במוזיאון המדע

במהלך המפגש, התלמידים יצפו וישתתפו באופן פעיל בהדגמה המתמקדת בשאלה מהו מבנה, יגלו במה תלוי חוזקו של מבנה ואיזו צורה עדיפה להקניית יציבות.

הם ישתתפו בסדנה פעילה העוסקת בשאלה מה הגורמים שנותנים למבנה יציבות, יבנו מבנים מנייר בצורות שונות ויגלו שיציבות של מבנה תלויה בצורת המבנה, בגודל הבסיס שלו ובחומרים מהם הוא בנוי.

התלמידים יתבוננו במבנה המוזיאון וינסו לזהות אלמנטים מבניים וכמובן יפעלו בהנחיית מדריך בתערוכה "למה בנינים לא נופלים?". כמו כן יזכו גם לזמן פנוי במהלכו יוכלו לבקר במוצגים המעניינים אותם בתערוכות נוספות במוזיאון.

מטרות הפעילות

• התלמידים יכירו אלמנטים מבניים בסיסיים כמו קשת וכיפה וידעו לזהותם אותם.
• התלמידים יכירו כוחות מסוגים שונים: לחיצה, מתיחה.
• התלמידים יתנסו בהפעלת כוחות על אלמנטים מבניים שונים ויבדקו יציבות וחוזק של מבנים.

 מסרים מרכזיים

• חוזק של מבנה (עמידות בפני הפעלת כוח) תלוי בחומר ובצורה (ארגון החומר בחלל).
• הגליל, הקשת והכיפה הן צורות הנותנות למבנה חוזק לכוחות לחיצה.
• כאשר כוח לחיצה מופעל על משטח הוא מתחלק על פניו וכל נקודה נלחצת בכוח קטן יחסית.

מושגים מרכזיים

עומס, חוזק לכוחות לחיצה, יציבות, גליל, קשת, כיפה, בסיס.

מיומנויות

התלמידים יכירו ויתנסו, כיחידים ובעבודת צוות, במיומנות חקר ופתרון בעיות תוך הפעלה של חשיבה ביקורתית, יצירתית, מערכתית ולוגית.
(סטנדרט משנה 1.1.ב. תחום תוכן: מיומנויות. מתוך: "סטנדרטים וציוני דרך במדע וטכנולוגיה לביה"ס היסודי").

לפני הביקור

על מנת שהתלמידים יפיקו את מרב התועלת מן הביקור, ויקבלו תמונה רחבה יותר על הנושא, אנו ממליצים על הכנה מוקדמת של התלמידים בכיתה.
ניתן להעלות את השאלה מהו מבנה ולנסות, בעזרת התלמידים, למצוא מספר רב ככל האפשר של תחומים בהם יש שימוש במושג מבנה. במוזיאון נעסוק במבנים חומריים אך אפשר להרחיב את הדיון לעבר מבנים בכלל, שחלקם בעצם מבנים מושגיים לדוגמה: מבנים בגאומטריה, מבנים בשירה, מבנים בגוף האדם, מבנה הדנ"א, מבנים בלשון ומבנה ארגוני. כמו כן ניתן לשאול את התלמידים אילו מבנים מפורסמים בעולם הם מכירים (פירמידות, מגדל אייפל, מגדל פיזה…) ואולי אף לבקש מהם שיביאו תמונות, אותן ניתן יהיה לתלות על לוח קיר.

אחרי הביקור

אנחנו מציעים לכם כמה כיוונים להרחבת העיסוק במבנים במסגרת ביה"ס, כהמשך למפגש במוזיאון.

• סיור בסביבה הקרובה לביה"ס, בה קיימים אלמנטים מבניים אותם הכירו התלמידים במפגש במוזיאון (כיפות, קשתות, גשרים שונים..). ניתן לצלם וליצור תערוכה קטנה בכיתה, וכן לנסות לבדוק אם האלמנט שמופיע במבנה הוא אלמנט קישוטי או אלמנט מבני.
• הרחבת הנושא לעבר מבנים בטבע: מבנים בגופם של בע"ח כמו שריון של צב או שבלולים בצורות שונות וכן בתים של בע"ח כמו קיני צרעות (ניתן להקים מיני תערוכה).
• עיסוק בנושא חומרים המשמשים בבנייה ובכלל כמו בטון, אלומיניום, פלסטיק.
• ועוד בנושא חומרים, הכנת תואם סיליפוטי והתיחסות לתכונותיו.
• בניית גשר לאונרדו.

רשימת ספרים מומלצת להעשרה בנושא מבנים

• גיליון "מבנים", כתב העת כמעט אלפיים, גיליון מס' 8.
• פלאי ההנדסה. הוצאת ספרית מעריב.
• ג'ובאני קאסלי - פלאי העולם. הוצאת כתר ירושלים.
• גיליון "פלאי תבל", כתב העת מסע אחר, מארס 97'.
• כתבות על מבנים בגיליונות נוספים של מסע אחר, טבע הדברים ונשיונל ג'אוגרפיק.
• רון ואן דר מיר ודיאן סודג'יק, ארכיטקטורה בתלת ממד. כנרת בית הוצאה לאור.

קישורים

• באקמינסטר פולר - האיש של הכיפות הגיאודזיות - המבנים החזקים, הקלים והחסכוניים ביותר שתוכננו מעולם.
• Big Building- אתר מבית היוצר של ערוץ הטלויזיה PBS ובו חשיפה של בניינים גדולים ומעניינים, פגישה עם 10 מנדסים ומעבדה וירטואלית ללמוד והבנת המושגים הקשורים בנושא.
• Art of the Architect- תערוכה המציגה עבודות נבחרות של חמישה אדריכלים מודרניים. העבודות הוצגו גם במוזיאון לאומנות שבאטלנטה.

משדרים של הטלוויזיה החינוכית

• "מבנה חזק, מבנה חלש" מהסדרה- עין חוקרת.
• "גופינו בהפעלה 1+2" מהסדרה- גוף האדם.

קשר לתכנית הלימודים

• מתאים לתוכנית הלימודים בתחום תוכן: טכנולוגיה, "עולם מעשה ידי אדם" ומהווה העשרה רב תחומית.