يواجه العالم تحديات متزايدة تتعلق بارتفاع الطلب على الطاقة لتلبية متطلبات التنمية المستدامة، بالإضافة إلى الآثار البيئية والصحية الناجمة عن الانبعاثات الضارة؛ حيث يؤدي ارتفاع إنتاج الطاقة إلى زيادة الانبعاثات ما لم يتم تحسين كفاءة تحويل الطاقة، فمعظم الدول النامية تعتمد على الوقود الأحفوري، وهو مصدر رئيسي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الذي يعد المساهم الأكبر في الاحتباس الحراري، ومع كون قطاع النقل هو الثاني في استهلاك الطاقة بعد توليدها فإن الحاجة إلى تحسينات أو ابتكارات في محركات الاحتراق الداخلي باتت ضرورية لخفض الانبعاثات.

ومن المتوقع أن تشهد السنوات القادمة تطورات ملحوظة في وسائل النقل؛ حيث سيتم التركيز بشكل أكبر على زيادة الكفاءة وتقليل الانبعاثات الضارة؛ لذلك تحظى السيارات الكهربائية بتغطية إعلامية واسعة لأسباب عدة أبرزها: برامج الدعم الحكومي، وكفاءتها العالية، وقدرتها على خفض معدل الانبعاثات، لكن يُحتمل أن تُفهم بعض هذه المزايا بشكل غير دقيق، ولذلك فإن إنتاج الطاقة الكهربائية وكفاءة هذا النوع من المركبات لا يقتصران على الطاقة المتجددة وكفاءة المحرك الكهربائي فقط، بل هناك العديد من المتغيرات التي تؤثر بشكل مباشر عليهما: مثل سعر الكهرباء والوقود، وطريقة إنتاج كل منهما، فضلاً عن الموقع الجغرافي والظروف المناخية.

يعد الدعم الحكومي أحد أهم العوامل المحفزة لشراء السيارات الكهربائية، كما اتضح من التجربة الألمانية؛ حيث انخفضت المبيعات بنسبة 37% في يوليو 2024 بعد إلغاء الدعم في ديسمبر 2023، بالإضافة إلى ذلك تواجه السيارات الكهربائية عدة عقبات من بينها: نقص البنية التحتية لمحطات الشحن، وفترات الشحن الطويلة، وتكاليف استبدال البطاريات، وتأثر الأداء في الظروف المناخية القاسية، سواء كانت باردة أو حارة، كما أن مدى السير في السيارات الكهربائية عادةً ما يكون أقصر مقارنة بمركبات البنزين أو الديزل التقليدية.

عند مقارنة كفاءة محركات الاحتراق الداخلي التي تتراوح بين 25% و40% مع كفاءة المحركات الكهربائية التي تصل إلى 95% قد تكون هذه المقارنة غير منصفة إذا أغفلنا كفاءة إنتاج الكهرباء، ففي العديد من الدول النامية لا يعتمد إنتاج الكهرباء على الطاقة المتجددة، بل يعتمد بشكل أساسي على محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالوقود الأحفوري، ومن أفضل هذه المحطات كفاءةً التوربينات الغازية/البخارية المدمجة (combined-cycle gas/steam turbine) التي تبلغ حوالي 60%، إلى جانب ذلك تُضاف خسائر أخرى بنسبة تصل إلى 10% بسبب المحولات وشبكات نقل الكهرباء؛ لذلك يجب أخذ كل هذه المتغيرات بعين الاعتبار عند تقييم الكفاءة الإجمالية لإنتاج الطاقة الميكانيكية المستخدمة في وسائل النقل، بالإضافة إلى

ذلك تعاني العديد من الدول النامية من نقص في إنتاج الطاقة الكهربائية، مما يجعل من الصعب التخلي عن الوقود الأحفوري والاعتماد على الكهرباء كوسيلة رئيسية لتشغيل وسائل النقل؛ ولهذا من الواضح أن الاعتماد على السيارات الكهربائية كحل وحيد ليس واقعيًا في الوقت الراهن، بل إن الحل المقبول في الأوساط البحثية هو تطوير عدة أنظمة بشكل متوازي؛ بهدف زيادة الكفاءة وتقليل الانبعاثات الضارة.

من أبرز التقنيات المقترحة حاليًا في مجال أبحاث محركات الاحتراق الداخلي هو الاعتماد على الخليط الفقير بالوقود والمعروف ب (Lean burn combustion)؛ حيث يحقق هذا النوع كفاءة عالية ويقلل من فقد الطاقة الحرارية بسبب خصائصه، ومع ذلك فإن صعوبة إشعال الخليط وانخفاض سرعة اللهب هما أبرز عيوب هذا النظام، ولتقليل تأثير هذه العيوب توجه الباحثون إلى خيارات عديدة يمكن تلخيص بعضها فيما يلي:

1. الإشعال بواسطة الليزر مع استخدام غرفة احتراق ثانوية (Prechamber equipped laser ignition): في هذه التقنية، يتم إشعال خليط الوقود والهواء باستخدام الليزر، بينما يعزز تدفق الغازات المحترقة من غرفة الاحتراق الثانوية سرعة استهلاك الخليط

عناوين جانبية:

·        المطيري: المزاوجة بين الطاقة المتجددة والتقليدية للحصول على نتيجة أفضل

·        لبيئة أكثر صحة يجب علينا الاستثمار بالطاقة المتجددة.

·        برنامج تكنولوجيا كفاءة الطاقة نقلة متميزة للهيئة. 

يشهد العالم اليوم توجهاً ملحوظاً نحو الطاقة المتجددة بهدف المحافظة والوصول إلى بيئة أكثر أمان وصحة فاليوم يتم توليد جزء كبير من الغازات الدفينة التي تحيط بالأرض وتحبس حرارة الشمس عن طريق إنتاج الطاقة من خلال حرق الوقود الأحفوري الذي يعتبر أكبر مساهم في تغيير المناخ العالمي فهو يمثل أكثر من 75% من انبعاثات الغازات الدفينة العالمية وحوالي 90% من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

وللوصول إلى بيئة سليمة وصحية يجب علينا المحاولة تدريجياً الاستغناء عن مصادر الطاقة التقليدية والاستثمار في مصادر الطاقة المتجددة مثل (الشمس – الرياح – المياه – النفايات)، وللحديث بشكل مفصل ومفيد أكثر كان لنا هذا اللقاء مع الدكتور/ عبدالرحمن المطيري عضو هيئة التدريس في كلية الدراسات التكنولوجية بالهيئة العامة للتعليم التطبيقي والتدريب:  

1.      في البداية دكتور عبد الرحمن دعنا نتحدث عن: أهمية التنويع والتجديد في مصادر الطاقة، وكيف يمكننا من خلالها المساهمة في حماية البيئة؟

إجابة على السؤال فالطاقة المتجددة في وقتنا الراهن أخذت مساحة واسعة مقارنة في السنوات الماضية فهي طاقة مهمة ولكن لا تستطيع أن تلغي دور الطاقة التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري لذلك هي طاقة مكملة ولا تعتبر طاقة مستقلة عن مصادر الطاقة التقليدية، وبالنسبة لأهميتها للبيئة نلاحظ أن العالم اليوم أصبح لديه هاجس بالمواضيع التي تخص البيئة فاحتمال نضوب النفط بالمستقبل يعتبر هاجس أيضا ولذلك اتجه العالم للطاقة المتجددة لكي يحافظ في البداية على البيئة والأمر الآخر هو أنه يمكن الحصول على طاقة بتكلفة ماليه بسيطة ومحدودة والأمر الأخير يكمن في تأمين الأجيال المستقبلية لأن اليوم النفط موجود بوفرة ولكن على المدى البعيد يمكن أن يقل أو ينضب ولذلك الطاقة المتجددة تضمن لنا الاستدامة فهي تضمن لنا البعد الاقتصادي والبيئي وكذلك تحقق لنا البعد الاجتماعي.

2.      ماهي أنواع الطاقة المتجددة وأكثرها شيوعا ولها ناتج إيجابي فعال لتجديد الطاقة؟

الله سبحانه وتعالى مثلما وزع النفط في بلدان وأخرى لا كذلك بعض البلاد تناسبها بعض أنواع الطاقة المتجددة وهناك بلاد لا تناسبها ونحن بالكويت تعتبر أفضل طاقة متجددة لنا هي الطاقة الشمسية وللطاقة الشمسية نوعين :1. طاقة شمسية مركزة CSB  2. طاقة كهروضوئية، وهذان النوعان متواجدين في مشروع الشقايا المرحلة الأولى، بالإضافة إلى طاقة الرياح فهذي الأنواع الثلاثة من الطاقة هي القابلة للتطبيق في الكويت وهي في خطط الدولة المستقبلية. وهناك أيضا طاقة المد والجزر وهي قيد الدراسة في معهد الأبحاث والتي يمكن الاستفادة منها مستقبلاً.

3.      هل نواجه أي تحديات في وقتنا الحالي لتطبيق الطاقة المتجددة في المشروعات والمباني التي تكون قيد الإنشاء؟

نعم يوجد تحديات، فخطة الدولة الحالية هي أن تتوسع بنسبة عالية في قضية الطاقة المتجددة لتصل إلى 30% من إجمالي إنتاج الطاقة في البلاد وال 70% الأخرى تكون من الطاقة التقليدية لذلك نحن لا نستطيع الاستغناء بشكل كامل عن الطاقة التقليدية. ولنتجه بالحديث الآن من الناحية الإنتاجية عن ال 30% من الطاقة المتجددة فالدولة عن طريق وزارة الكهرباء والماء والطاقة المتجددة فرضت تشريعات معينة تلزم بها المشاريع الكبيرة باستخدام الطاقة الشمسية بالمباني لتقليل الضغط على الإنتاج بحيث يصبح لدينا إدارة طلب وإنتاج أكثر.

4.      كيف يمكننا الاستفادة من الطاقة المتجددة من الناحية الاقتصادية وتنويع مصادر الدخل للدولة؟

إذا تكلمنا عن الجانب الاقتصادي فقد وصلت تعريفة الطاقة المتجددة بالنسبة للكهرباء في دول الخليج إلى 4 فلس للكيلو واط بينما في الكويت ننتج بما يقارب 30 فلس للكيلو واط مع الأخذ بعين الاعتبار نوع التقنية المستخدمة للمحرك ونحن باستطاعتنا إذا دعمت الدولة إنتاج الطاقة المتجددة توفير الكثير  اقتصاديا والأمر الثاني المتعلق بالبيئة هو الحد من الإنبعاثات الكربونية والأمر الثالث هو تخفيف الضغط على الموارد الطبيعية فنستطيع الاستفادة منها بالصناعة التحويلية في البيتروكيميكال والمصافي لذلك الطاقة المتجددة هي ضرورة ملحة ولكنها لا تلغي دور الطاقة التقليدية وكلما تعمقنا أكثر بالطاقة المتجددة كلما وفرنا أكثر ولكن يجب أن لا نغفل أن مصادر إنتاج الطاقة المرتبطة بعوامل خارجية فالشمس لا تتوفر في فترة المساء والرياح ممكن أن لا تتوافر بشكل مستمر ولكنها تتميز باستدامتها وثباتها.

 

 

5.      على صعيد جودة الإنتاج من وجهة نظرك هل تفوقت الطاقة المتجددة على الوقود الأحفوري (الغاز - النفط – الفحم)؟ 

من حيث الإنتاج فلا يوجد أي فرق من ناحية جودة الإنتاج، ولكن تأتي العبرة في موثوقية التوافر فالطاقة التقليدية تفوقت على الطاقة المتجددة من ناحية ضمان وجودها في كل وقت ولا ترتبط بعوامل جوية أو بيئية وكمساحة تعطينا مساحة إنتاج أكبر وبالنهاية لا يوجد إجابة ثابتة فيجب علينا المزاوجة بين الاثنين للحصول على نتيجة مرضية.

6.      من جانب الهيئة العامة للتعليم التطبيقي والتدريب تحديدا كلية الدراسات التكنولوجية، كيف دعمت واستثمرت الكلية في طلبتها في موضوع تجديد الطاقة؟

دور الهيئة كمؤسسة تعليمية يأتي في مبادرتها لإنشاء قسم الطاقة المتجددة في قسم الهندسة الكهربائية التابع لكلية الدراسات التكنولوجية وكان لها الأسبقية في هذا المجال فالهيئة سخرت قدراتها في عمل برنامج أكاديمي بالتعاون مع وزارة الكهرباء والطاقة المتجددة لإنشاء دبلوم تكنولوجيا الطاقة المتجددة وهو فريد من نوعه وتخرجت منه دفعات عدة، وقفزت الهيئة إلى خطوة أخرى متقدمة فأنشأت برنامج تكنولوجيا كفاءة الطاقة فهو يعني بكيفية المحافظة على الطاقة في المباني وهذا العام الدراسي يعتبر الأول في تطبيقه وله مستقبل واعد في سوق العمل من حيث توافر الفرص الوظيفية ولا يوجد بالكويت برنامج مماثل له.

 

 

7.      هل هناك أي مشاريع أنجزت وطبقت بالفعل على أرض الواقع تخص الطاقة المتجددة من قبل طلبة الكلية؟

نعم يوجد العديد من مشاريع الطلبة المرتبطة بمشاريع كفاءة الطاقة أو الطاقة المتجددة فمنها ما يعتمد على استخدام الخلايا الكهروضوئية في عدة تطبيقات هندسية والمشروع الأخر مرتبط باستخدام مرشدات المياه وهناك مشاريع استفادوا فيها من الطاقة الشمسية في إنارة الشوارع وهناك أيضا الكثير من الأعمال المتميزة التي أنجزها طلبة الكلية لا نستطيع حصرها جميعاً في وقت واحد.

 

كلمة أخيرة تحب أن تضيفها قبل ختام اللقاء:

شاكر لكم اهتمامكم وزيارتكم ومجرد اللقاء كان مرتبط بكفاءة الطاقة أو الطاقة المتجددة فهو يعتبر حافز للمجتمع لكي يهتم بهذا المجال الذي لم يأخذ حقه من الناحية الاجتماعية.

تساهم عملية تدوير النفايات في حماية كوكب الأرض والبيئة عن طريق تقليل كمية النفايات التي تٌلقى في المكبات كما تحافظ على الموارد الطبيعية كالمعادن والأخشاب التي تقلل من الحاجة إلى استخراج المواد الخام وتدخل تأثيرها على الاقتصاد العالمي حيث يتم استخدام هذه الموارد المعاد تدويرها بشكل مٌجدول ومستدام وتعتبر خطوة حيوية نحو مستقبل أفضل لصحة كوكبنا.

وتبقى الهيئة العامة للتعليم التطبيقي والتدريب جزءاً من المجتمع الكويتي المهتم بموضوع عملية إعادة التدوير من خلال مجالها التعليمي والتدريبي إلا أنه يعتبر القطاع الخاص من أكثر الجهات المهتمة في هذه العمليات ويوجد العديد من الشركات والمبادرين ودورهم الفعال والمؤثر بالمجتمع في تحويل النفايات إلى مواد مفيدة واستثمارية ومن هنا دار حديثاً بين مجلة صناع المستقبل و وليد سبيته شريك إداري في شركة "تدويري" وهي مهتمة في إعادة التدوير الإلكتروني والنفايات والمعادن، وبين لنا أهمية إعادة تدوير النفايات الالكترونية للحد من التأثير السلبي على البيئة وخطوات المعالجة الكيميائية وكيفية الاستفادة منها استثمارياً.

يعتبر مفهوم التدوير واسعاً بمجالاته المختلفة فهي عملية تحويل المواد المستعملة أو النفايات إلى منتجات وموارد جديدة بدلاً من رميها في المرادم والمكبات يتم حرقها دون جدوى وبالتالي يتسبب بالعديد من العواقب كالتلوث الجوي والاحتباس الحراري الناتج عن صعوبة تحليلها على مر السنين، فهذا المفهوم المعتاد لدى الجميع، لكن في الواقع يجهل الأغلب بأهمية عملية التدوير ومفهومه الفعلي فهو لا يقتصر على جهد شخصي فحسب حيث يمكن لعمليات التدوير أن تؤثر بالاستثمار والاقتصاد العالمي وعلى مستوى الدولة كذلك، ويستفيد منها المؤسسات وذلك من خلال عمليات التدوير للمواد المستعملة مما يقلل من تكاليف استخراج واستخدام المواد الخام الجديدة، فإذا التزمت المؤسسات على هذا النهج  سيكون مردودها إيجابي على تحسين الاستدامة الاقتصادية ويمكن أن توفر التكاليف الصحية للأيدي العاملة وتحافظ على البيئة وتعمل على زيادة الابتكار والإنتاجية في العديد من الصناعات، حيث أن استخراج المواد الجديدة يتطلب تكاليف باهظة قد تصل إلى الملايين لكن في حال عملية إعادة التدوير يمكن أن ينخفض مؤشر التكاليف والميزانية بشكل ملحوظ، بسبب تأثيرها على أسعار المواد الخام في السوق، فبزيادة نسبة المواد المعاد تدويرها ينخفض مؤشر مواد الخام الجديدة وبالتالي يضطر المستثمرون بتوحيد أسعار مواد الخام الجديدة لكي يحافظوا على استقرارها وبذلك يتم تطبيق مفهوم الاستدامة الاقتصادية، على سبيل المثال، إذا ارتفعت نسبة النحاس المعاد تدويره في السوق فإن ذلك يؤثر على استقرارية النحاس المستخرج من المناجم، لذلك فإن التدوير يلعب دوراً مهماً في تشكيل أسعار مواد الخام لدى المستثمرون وينعكس ذلك على إستراتيجيات التدوير في الاقتصاد العالمي، وهذه العملية قد يراها بعض المستثمرين صفقة خاسرة لكن الأغلب يراها صفقة عادلة، ويمكن استخراج العديد من المواد الثمينة كالذهب والفضة والنحاس وغيرها من خلال عمليات تدوير النفايات "الإلكترونية" وتشمل الهواتف النقالة والحواسيب والشاشات والبطاريات وجميع الالكترونيات المستخدمة، وهذا المجال يعتبر من أكثر المجالات المربحة والتي لها دور فعال في الحفاظ على البيئة كونها تستغرف أكثر من ٥٠ عاماً إلى مليون عام حتى تتحلل الالكترونيات لذلك يمكن تحويل هذه المخلفات إلى كنزاً يمكن الاستثمار والربح فيه، ومؤخراً أصبحت العديد من الشركات والمؤسسات تهتم بمجال إعادة تدوير النفايات الالكترونية لما فيها من مردود ربحي وتطوعي تتماشى مع تطبيق التنمية المستدامة.

ومن هنا تحدثنا مع سبيته في هذا الموضوع وأبدى رأيه قائلاً "أن هذه العملية دقيقة جداً لأن المعادن التي تحتويها الأجهزة إما نافعة أو ضارة ولابد من الاهتمام بهذا الشأن بسبب وجود مواد خطرة على صحة الإنسان، وهذه السموم قد تصل إلى المياه الجوفية، ولكن في حال خضوعها لعملية إعادة التدوير يتم التخلص من السموم فوراً بدلاً من رميها في المكبات والمرادم ثم تتحول السموم في البيئة، ومع مرور الوقت يتضخم حجم هذه النفايات إلى ٥٪؜ تقريباً.

وتعتمد العديد من المصانع المحلية في الكويت في حصولها على مواد الزئبق والرصاص والزنك من عمليات إعادة تدوير النفايات الإلكترونية من خلال المواد الموجودة داخل البطاريات والأجهزة الإلكترونية، ويتطلب تدويرها العديد من المراحل الكيميائية لمعالجتها، موضحاً أن هذه العمليات تتم بطريقة مختصرة فالخطوة الأولى هي تجميع القطع الالكترونية المراد تدويرها ثم فرزها ومن ثم تكسيرها وفي النهاية يتم فصل المعادن الثمينة التي تكون داخل هذه الإلكترونات، ثم يتم تحديد القطع للتجارة بها وطرحها في الأسواق العالمية.

 وهنا ضرورة توضيح أن الأمر ليس معقداً لكن يتطلب الدقة في مرحلة المعالجة لاحتواء هذه المخلفات على العديد من قطع الذهب والفضة والبلاتينيوم والنحاس، التي تعتبر من أغلى المعادن بالعالم ويمكن الاستفادة منها في مجال الصناعة كصناعة المجوهرات وإنتاج الاستهلاكيات.

 وأكد سبيته على دور عملية تدوير النفايات الإلكترونية في الحد من التأثير السلبي على البيئة قائلاً "أن النفايات الإلكترونية مشكلة ملحة لكن لها حلول إيجابية، كتوقيع الصفقات مع بعض المؤسسات المحلية والبنوك  لإعادة تدوير النفايات الإلكترونية وحفظ الموارد الطبيعية والتقليل من الردم، فكل الإلكترونيات لها مصير في عمليات التدوير، كما أنه يمكن خلق العديد من فرص العمل الجديدة والمتنوعة لكن يحتاج الأمر إلى جهود بسيطة من المؤسسات لاستقطاب المستثمرين بمجال التدوير والأيدي العاملة، ويمكن الاستفادة من مجالات الهندسة والعلوم والمختبرات وغيرها من التخصصات لاستغلالها بمجال التدوير، لذلك من المهم جداً العمل على تعزيز الوعي لدى الفرد والمجتمع بأهمية التدوير ومفاهيمه وإدخالها في العملية التعليمية من خلال شملها في المناهج الدراسية لأن التغير يبدأ من التعليم لنشر أهميتها ومفهومها  في إستراتيجيات التنمية المستدامة

تعتبر المولدات الكهربائية من أهم مكونات المنظومة الكهربائية وتليها بالأهمية محولات القدرة الكهربائية حيث تعتبر من أكثر مكونات الشبكة الكهربائية انتشاراً وتنوعاً .وهي التي جعلت من الممكن نقل كميات كبيرة من القدرة الكهربائية لمسافات طويلة ممكناً عملياً حيث تنتج الطاقة الكهربائية في محطات التوليد بجهد كهربائي بحدود 20kv وإذا تمت عملية النقل بنفس قيمة جهد التوليد فإننا بحاجة إلى عدد هائل من الموصلات سواء في الخطوط الهوائية او الكابلات الأرضية وذلك بسبب قيمة التيار العالية حيث قد يصل عدد الكابلات لنقل الطاقة الكهربائية الناتجة من محطة التوليد إلى ما يقارب 200 كيبل من القياس الكبير ذات مقطع 2300 mm . ولحل هذه المشكلة يتم استخدام محولات القدرة الكهربائية وذلك لنقل نفس القدرة الكهربائية ولكن من خلال رفع الجهد الكهربائي إلى جهد النقل المناسب لكل شبكة ومن ثم خفض التيار فيصبح من السهل استخدام عدد مناسب من الكابلات الأرضية والخطوط الهوائية وذات مقطع مناسب للموصلات .

إن عملية رفع جهد التوليد 20 kv إلى قيم عالية للنقل في الشبكة المحلية 400 kv يجعل عملية النقل ممكنة وذات جدوى اقتصادية ويؤدي إلى استقرار المنظومة الكهربائية ويقلل من المفاقيد الكهربائية power losses ويحسن تنظيم الجهد voltage regulation وذلك من خلال خفض الهبوط في الجهد voltage drop في الخطوط الهوائية والكابلات الأرضية أثناء مرحلة النقل .

إن مبدأ عمل محولات القدرة الكهربائية مبني على قانوني فارادي الأول والثاني . فعند مرور تيار كهربائي متردد AC في ملف ينتج في محيط الملف فيض مغناطيسي متردد أيضاً . وعندما يقطع فيض مغناطيسي متردد ملف فإنه يولد جهد كهربائي مستحث induced voltage على

أطراف الملف تعتمد قيمته بشكل أساسي على عدد لفات الملف الابتدائي N1 وعلى عدد لفات الملف الثانوي N2 الشكل 1.

ويتركب محول القدرة الكهربائي أحادي الوجه single phase من ملف ابتدائي جهة المصدر عدد لفاته N1 وملف ثانوي جهة الحمل عدد لفاته N2 وقلب حديدي iron core يحمل الملفين وينقل الفيض المغناطيسي بينهما . بينما يتكون المحول ثلاثي الأوجه من ثلاثة ملفات ابتدائية وثلاثة ملفات ثانوية موصلة على شكل دلتا Δ أو نجمة Y أو زقزاق Zigzag.

وتصنف محولات القدرة الكهربائية ثلاثية الأوجه حسب مادة العزل كمحولات زيتية oil immersed او محولات جافة dry وعلى حسب طريقة توصيل الملفات على شكل دلتا Δ او نجمة Y او زقزاق Zigzag وحسب عدد الملفات الثانوية two winding transformer وذلك عند وجود ملف ابتدائي وملف ثانوي واحد أو three winding transformer (Tertiary ) في حال وجود ملفين ثانويين . وتصنف كذلك كمحولات قدرة power transformer وذلك للقدرات العالية ومحولات توزيع distribution transformer للقدرات الأقل . وتصنف كذلك حسب نظام التبريد فمنها من يستخدم الهواء الطبيعي للتبريد ONAN أو المراوح للتبريد ONAF وللمحولات الكبيرة تتم عملية تبريد الزيت من خلال سحب الزيت الحار من المحول خلال مضخات وسحب الزيت البارد

من نظام التبريد إلى داخل المحول OFAF . وفي الشبكة المحلية تصل قدرات محولات القدرة الكبيرة إلى 750 MVA .

ويتكون المحول من الجزء الفعال وهو الملفات الابتدائية والملفات الثانوية والقلب الحديدي بالإضافة لمكونات إضافية أخرى مثل الخزان الرئيسي المليء بالزيت ويحتوي المكونات الفعالة والخزان الاحتياطي ومغير الجهد tap-changer ومبين مستوى الزيت وقياس حرارة الزيت وحرارة الملفات ومراوح التبريد والمتنفس breather silica gel و صندوق نهاية الكابلات للجهد العالي وللجهد المنخفض أو عوازل الاختراق bushings وذلك حسب نوع المحول إذا كان داخلي أو خارجي الشكل 2. ويعتمد عدد هذه الأجهزة الإضافية على حجم المحول MVA وأهميته .

تعتمد الثورة الصناعية الخامسة المذهلة التي نعيشها اليوم على التصنيع الرقمي، والذي يعتمد بدوره على ثلاثة عناصر أساسية متداخلة ومترابطة فيما بينها: النمذجة ثلاثية الأبعاد (3D modeling) والإلكترونيات (Electronic) والبرمجة (Programming).

جمعت Autodesk هذه العناصر الثلاثة في أداة قويّة مجانية سهلة الاستخدام مبنية على الويب تسمى تنكركاد (Tinkercad)، فقد تم إطلاقها كأداة مجانية للنمذجة ثلاثية الأبعاد على الويب عام 2011، وبسبب شعبيتها الكبيرة استحوذت Autodesk عليها عام 2013، ثم في عام 2017، أضافت Autodesk إليها صفحة محاكاة الدوائر الإلكترونية، وفي وقت لاحق أضافت كتل البرمجة المرئية.

وترجع شعبية تنكركاد (Tinkercad) إلى عوامل عدة منها: uكونها مجانية تماماً، vوهي متاحة عبر أي متصفح ويب wولبساطتها وسهولة استخدامها xولخيار الوصول السهل إليها باستخدام الكمبيوتر الشخصي أو اللوحي yولأنها أداة هامّة للمدرسين في الفصول الدراسية، zولكونها تجمع مع النمذجة والإلكترونيات البرمجة الكتلية المرئية.

يستخدم تنكركاد (Tinkercad) من قبل الطلاب والهواة المبتدئين للدخول في عالم التصميم ثلاثي الأبعاد وتحويل أي فكرة يمكن تخيلها لواقع ملموس بطباعتها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أو عبر القطع بالليزر، كما تستخدمه العديد من المدارس في فصول بناء المشاريع الإبداعيّة، ويوفر تنكركاد (Tinkercad) خيارات كبيرة للتعديل على النماذج بسهولة.

تجمع تنكركاد ثلاثة أدوات للمحاكاة والنمذجة:

1. النمذجة ثلاثية الأبعاد (3D modeling).
2. الإلكترونيات (Electronics).
3. كتل التعليمات البرمجية المرئية (Visual Code Blocks).

يعد التصميم ثلاثي الأبعاد (3D Design) في Tinkercad طريقة رائعة لتعلم أسس النمذجة الصلبة والتي تعتمد على بناء الأشياء بأشكال بدائية عن طريق سحب وإفلات الأشكال المعدة مسبقًا في مساحة العمل، ومن خلال الجمع بين هذه التصميمات الصلبة والمعدة مسبقًا يمكن إنشاء تصميمات فريدة.

وكذلك بإمكانك محاكاة وتشغيل واختبار الدوائر الإلكترونية (Electronic circuits) وبنائها باستخدام Tinkercad والتي تحتوي على تشكيلة كبيرة من العناصر الإلكترونية الأساسية وأجهزة القياس والاختبار، وذلك قبل التطبيق العملي في الحياة الواقعية، فهي طريقة إبداعية رائعة لبناء الدوائر الافتراضية والتعلم والإصلاح.

كذلك ستجد في Tinkercad العديد من لوحات الميكروكنترولر الشهيرة مثل الأردوينو والبيك وغيرها، لذلك وفرت لك أداة محاكاة برمجية عبر كتل التعليمات البرمجة المرئية (Visual Code Blocks) أو عبر البرمجة باستخدام C++، كما أن تنكركاد تحوي الكثير من كتل التعليمات البرمجية الجاهزة.

ومن الرائع أن تنكركاد (Tinkercad) وفرت أدوات إدارة الفصول الافتراضية للمعلمين والتي تبسط عملية تسجيل دخول الطلاب، كما توفر توزيع الأدوار وتعيين الأنشطة الصفيّة ومراقبة التقدم وتقييمه، وهي أداة متوافقة مع Apple وGoogle Classrooms..

لذلك كله يمكن استخدام تنكركاد (Tinkercad) بأساليب مختلفة في الفصول الدراسية، إمّا بإنشاء تصميمات تعتمد على مفاهيم علمية أو أن يتم عرضها في الفصل الدراسي، ويمكن بها عمل المسابقات القائمة على التحدي بين الطلاب لتصميم وحل مشكلة حقيقية يتم منحهم بضعة أيام لإيجاد  الحلول واختبارها، كما يمكن إضفاء الحيوية على العلوم والرياضيات وحتى مفاهيم اللغة الأجنبية من خلال تصميم وطباعة كائنات حول محتوى الوحدة التعليمية.

بقلم م. عبدالغفار عبدالكريم إسماعيل

مقدمة:

أحدثت الثورة التكنولوجية الحديثة تغيرات كبيرة في الكثير من جوانب المجال التعليمي مثل بيئة التدريس، والمحتوى التعليمي، وطريقة التعلم، وغيرها من الجوانب. وبعد أن أثبتت العديد من الدراسات الحديثة الدور الكبير للتكنولوجيا الحديثة في تحسين نتائج عملية التعليم، بذلت الحكومات في جميع أنحاء العالم جهودها لدمج التكنولوجيا الحديثة في التعليم.

فبعد أن فرض التطور التكنولوجي الحديث الجارف نفسه مدعومًا بالدراسات التي أثبتت فوائده في التعليم، كان لا بد من دمج التكنولوجيا الحديثة في تعليم اللغة الإنجليزية للوصول إلى طريقة أكثر فاعلية في تدريس اللغة الإنجليزية وتعلّمها.

1. فوائد استخدام التكنولوجيا الحديثة في عملية تدريس اللغة الإنجليزية

عند البحث في طرق تدريس اللغة الإنجليزية المعتمدة في العديد من البلدان في السنوات السابقة، فإننا لن نجد إلا نمط التدريس التقليدي الذي يعتمد على تلقين المعلم المعلومات للطلاب في ظل غياب التدريس التفاعلي، وهو ما يُعرف "بطرق التدريس الموجهة نحو الاختبارات". تقوم طرق التدريس هذه على اعتماد الحفظ لتعليم الطلاب الكلمات، والتعابير، والتراكيب اللغوية، مما يؤخر عملية التعليم نتيجة الصعوبات التي يواجهها المتعلمون. حيث يفتقر الطلاب في هذا النمط التقليدي للتدريس، إلى بيئة حقيقية تفاعلية تتيح لهم التحدث باللغة الإنجليزية وهو عنصر أساسي لنجاح عملية التعلم اللغوي. أما في وقتنا الحاضر، فقد اعتمد المعلمون التكنولوجيا الحديثة لتسهيل تدريس اللغة الإنجليزية، فهي توفر مصادر غنية بالمعلومات للطلاب وتتيح لهم التعرّف على الثقافات الأجنبية؛ مما يحفز اهتمام الطلاب بتعلم اللغة الإنجليزية نتيجة إعجابهم بها.

عندما نتحدث عن التكنولوجيا الحديثة، فإننا نقصد التقنيات التي تعتمد على استخدام الحواسيب ووسائل الاتصال الحديثة للحصول على المعلومات، ونقلها، واستعادتها في أي وقت، ومعالجتها، وتوزيعها. وعندما يتم دمج هذه التكنولوجيا الحديثة في تعليم اللغة الإنجليزية، يتم استخدام التكنولوجيا الحديثة مثل الحواسيب والشبكات في الفصول الدراسية لتدريس جميع جوانب فنون اللغة كالتعبير الإنشائي، والأدب، وتفسير الرموز اللغوية، والفهم القرائي، والهجاء، والمفردات، والقواعد النحوية، وكيفية استخدام اللغة، والترقيم، وقواعد استخدام

الحروف الكبيرة، والتخطيط الفكري للتواصل اللغوي، والتفكير المنطقي، ووضع المخططات الكتابية، واستخدام المراجع، ومهارات الدراسة، والبلاغة، والخط اليدوي، والدراما وغيرها من الفنون اللغوية.

بكلمات أخرى، فقد أثبتت العديد من الدراسات خلال السنوات الأخيرة أن التكنولوجيا الحديثة يمكن أن تحسّن عملية تدريس اللغة الإنجليزية وتعلّمها وتعود بالفائدة عليها بعدة طرق إليكم أبرزها:

1.1 يتيح الإنترنت إمكانية الوصول إلى موارد تعليمية غنية

إن دمج التكنولوجيا الحديثة في عملية التعليم، يتيح للمعلمين والطلاب الوصول إلى العديد من المواد عبر الإنترنت مما يخدم عملية تدريس اللغة الإنجليزية وتعلّمها على حدٍ سواء؛ حيث يمكن للمعلمين اعتماد المعلومات الواردة في هذه المواد كمواد قيمة للتدريس، كما يمكنهم الاستفادة من الإنترنت في العثور على مواد للتدريس وتنزيلها من الجهاز التكنولوجي مباشرة. على سبيل المثال، تكون السبورات التفاعلية مزوّدة بمجموعة متنوعة من المواد التعليمية الرقمية، ويمكن للمعلمين استخدام هذه الموارد مباشرة أو الاستفادة منها لإعداد خطط تدريس فردية وتصميم برامج تعليمية. كما أن معظم السبورات التفاعلية مزوّدةٌ بكتب مدرسية تفاعلية تحتوي على مقاطع فيديو، وملفات صوتية، وروابط إلكترونية ومواد إضافية، مما يوفر وقت المعلمين الضائع في إعداد الدروس. أما بالنسبة للطلاب فيمكنهم الاستفادة من الدورات عبر الإنترنت لزيادة معلوماتهم وخوض تجربة التعرف على ثقافة اللغة الإنجليزية لتوسيع اطلاعهم عليها، وهو أمر ضروري لدراسة اللغة، وتعزيز مهارات الاستماع باللغة الإنجليزية.

1.2 زيادة تحفيز الطلاب ومشاركتهم في عملية تعلم اللغة الإنجليزية

بعد استعانة المعلمين والمربين بالتكنولوجيا الحديثة، تمكنوا من جذب المتعلمين لعملية التعلم وهو حلم لطالما سعوا لتحقيقه؛ حيث تمكنوا بمساعدة التكنولوجيا الحديثة، من دمج الرسومات البيانية، والصور، والرسوم المتحركة، ومقاطع الفيديو في المواد التعليمية؛ مما يجعل عملية التعلم أكثر متعةً وجذبًا للمتعلمين ويزيد من مشاركتهم أثناء تعلم اللغة الإنجليزية.

1.3 توفير تجربة تعلم أصيلة

أثبتت الدراسات الحديثة أن التكنولوجيا الحديثة هي أداة تعليمية فعالة، فمن خلال دمجها في عملية التعليم، يحصل الطلاب على فرصة لتجربة الأشياء افتراضيًا. فإذا أراد المعلمون أن يحاضروا في موضوع حول ديزني لاند على سبيل المثال، فيمكنهم عرض مقطع فيديو عن ديزني لاند لتعريف الطلاب بها في حال لم يسبق لهم معرفتها قبل المحاضرة. إن بيئة المحاكاة هذه توفر تجربة مشابهة للتجربة الحقيقية، والتي لا يمكن لوسائل التدريس التقليدية توفيرها. كما أن التكنولوجيا الحديثة تتيح للطلاب إمكانية الاستماع إلى اللغة الإنجليزية على لسان الناطقين الأصليين، أو حتى التواصل المباشر معهم. فمن خلال مشاهدة أفلام باللغة الإنجليزية على اليوتيوب مثلًا، يمكن للطلاب الاستماع إلى اللغة الإنجليزية من الناطقين الأصليين وتجربة التحدث بها. كما يمكن للمعلمين استخدام فيسبوك كأداة تعليمية في الفصول الدراسية، من خلال تشجيع الطلاب غير الناطقين باللغة الإنجليزية على التواصل مع الناطقين الأصليين باستخدامه.

1.4 دعم التعلم الفردي

تدعم التكنولوجيا الحديثة إمكانية التعلم الفردي. حيث تتيح للمعلمين في "الصف المقلوب" إمكانية إرسال مقاطع فيديو أو مواد تعليمية إلى الطلاب. باعتماد هذا الأسلوب، يمكن للطلاب مشاهدة الفيديوهات وتعلم المواد التعليمية بالوتيرة التي يختارونها، من خلال ضبط الفيديو على التقديم السريع، أو إرجاعه إلى الخلف، أو إعادة تشغيله كلما احتاجوا. إن هذه التقنيات مفيدة للطلاب الذين لا يستطيعون حضور الدروس والذين يتمتعون بمعرفة محدودة، فهي تزيد معرفتهم من خلال إمكانية الاستماع إلى محاضرة المعلم مرارًا وتكرارًا وإحاطة كل ما فيها من معلومات، وهو ما لا يمكن تحقيقه في الفصول التقليدية. كما تتوفر العديد من التطبيقات المخصصة للطلاب التي يمكن تنزيلها على هواتفهم المحمولة، لمساعدتهم على تعلم مفردات وقواعد اللغة الإنجليزية. وقد توفر بعض التطبيقات كتبًا إلكترونيةً مفيدةً لتحسين مهارات القراءة والاستماع. بكلمات أخرى إذا توفر اتصال بالإنترنت، سينعم الطلاب بفرصة مفتوحةً للدراسة دون أي قيود زمنية أو مكانية.

1.5 زيادة التفاعل والمشاركة في عملية التدريس

يمكن للتكنولوجيا الحديثة أن تساهم في زيادة عنصر التفاعل المتبادل في عملية التدريس، وهو عنصر مهم لتطوير مهارات التواصل اللغوي. فمن خلال استخدام السبورات التفاعلية على سبيل المثال، يزيد التفاعل بين المعلمين والطلاب وبين الطلاب أنفسهم، وهنا تبرز

الوظيفة الرئيسية للسبورة التفاعلية وهي زيادة التفاعل، مما يزيد من متعة الطلاب ورغبتهم في التعلم.

1.6 تحسين نتائج التعلم

أظهرت العديد من الدراسات أن التكنولوجيا الحديثة يمكن أن تحسن نتائج التعليم. فسواء كان استخدام التكنولوجيا الحديثة لزيادة تحفيز الطلاب للتعلم، أو لزيادة جاذبية عملية التعلم، أو لزيادة التفاعل أثناء التدريس في الفصول الدراسية؛ فإن الهدف الأساسي لدمج التكنولوجيا في التدريس هو تحسين نتائج التعلم.

2. كيفية دمج التكنولوجيا الحديثة في عملية التعلم بفعالية

أثبتت الدراسات قدرة التكنولوجيا الحديثة الكبيرة على تحسين كفاءة وفعالية تدريس اللغة الإنجليزية وتعلّمها؛ ونتيجة لذلك لجأت الكثير من الدول حول العالم إلى دمج التكنولوجيا الحديثة في التعليم كإستراتيجية وطنية للتعليم. وعلى الرغم من الدمج الناجح للتكنولوجيا في عملية التدريس، إلا أنه لا يعني بالضرورة نجاح استخدامه. فالاستخدام الفعال للتكنولوجيا الحديثة يتعدى مجرد إدخال التكنولوجيا في الفصل الدراسي وتسهيل الوصول إليها. فقد أظهرت الدراسات أنه على الرغم من امتلاك المدارس للتقنيات الحديثة، إلا أن أساليب التدريس التقليدية لا تزال تسيطر على عملية التعليم في معظم البلدان. فالتعليم في هذه البلدان أشبه برجل اعتاد على السير بطريقته القديمة على الرغم من ارتدائه لحذائه الجديد، إنه أمرٌ مؤسفٌ أليس كذلك؟ ولتوضيح هذا يمكن أن نذكر كمثال السبورات التفاعلية التي زوّدت بها المدارس في العديد من البلدان، فهي وسائل حديثة توفر للمعلمين عالمًا واسعًا من الإمكانات التي يغفل عنها العديد منهم، إنما يستخدمونها كأدوات عرض بسيطة تسهّل تقديم المنهج الدراسي فحسب. وبذلك يظل المعلم محور العملية التعليمية فهو الملقّن للمعلومات بدلًا من إشراك الطلاب في هذه العملية من خلال التكنولوجيا ليكونوا محورها. وما سبب هذا القصور في تحقيق الفائدة الحقيقية من التكنولوجيا برأيكم؟ أظهرت الأبحاث أن كفاءة المعلمين التكنولوجية هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على فعالية استخدام التكنولوجيا في التدريس في الفصول الدراسية، فالتكنولوجيا بحد ذاتها غير قادرة على التأثير على عملية التعليم، ولا يمكن لها أن تؤثر على التعليم إلا من خلال المعلم فهو المستخدم الحقيقي لهذه التكنولوجيا.

لذلك، يجب الاهتمام بكفاءة المعلمين التكنولوجية وقدرتهم على استخدامها بفعالية أثناء عملية التدريس، من خلال تدريب الهيئة التدريسية على الاستخدام الصحيح للتكنولوجيا الحديثة. إن

تحقيق هذا يتطلب جهودًا متضافرةً من واضعي السياسات التعليمية، ومديرين المدارس، والمعلمين، والمربين وغيرهم من عناصر العملية التعليمية. يجب على واضعي السياسات التعليمية ومديرين المدارس وضع خطط وتنفيذها لتدريب المعلمين على كيفية استخدام التكنولوجيا في التدريس لتحسين العملية التعليمية، بدلاً من اكتفائهم بمعرفة سطحية للبرامج والأجهزة التكنولوجية. يجب على المعلمين أن يدركوا الفعالية والكفاءة التي يمكن أن تجلبها التكنولوجيا لعملية التدريس والتعلم وأن يدمجوها في عملية التدريس بطريقة صحيحة. يجدر بالذكر أنه بإمكان المعلمين استخدام التكنولوجيا لإضفاء الرسوم البيانية، والصور، ومقاطع الصوت، والفيديو، والرسوم المتحركة وما إلى ذلك على عملية التدريس، مما يجعل التدريس في الفصول الدراسية أكثر جذبًا ومتعة وتلبية لاحتياجات التدريس؛ مما يساهم في تحسين نتائج التعلم. يجب على المعلم من خلال هذه الدورات التدريبية أن يفهم الهدف التعليمي وكيفية استخدام التكنولوجيا بأفضل طريقة ممكنة لتحقيق هذا الهدف.

3. الخاتمة

نظرًا للدور الكبير الإيجابي الذي يمكن للتكنولوجيا الحديثة أن تلعبه، لا بد من دمجها في عملية تعليم اللغة الإنجليزية وتعلّمها كجزء من الإصلاحات في أساليب التدريس التقليدية. وبعد أن أثبتت الدراسات قدرة التكنولوجيا على الزيادة الكبيرة في فعالية تعليم اللغة الإنجليزية إذا تم استخدامها بشكل صحيح، كان لا بد من إخضاع المعلمين لدورات تدريبية تعلّمهم كيفية استخدام التكنولوجيا الحديثة في التدريس بهدف الوصول إلى الاستخدام الفعال للتكنولوجيا الحديثة. وبعد تركيز الجهود على رفع كفاءة المعلمين التكنولوجية أثناء التدريس، يجب الانتباه إلى أن التكنولوجيا الحديثة هي سلاح ذو حدين؛ فعلى الرغم من أنها تسهّل وصول الطلاب إلى المعلومات، إلا أنه ليس كل هذه المعلومات مفيدة. وهنا يأتي دور المعلمين الذين يتحملون مسؤولية توجيه الطلاب ومساعدتهم في تمييز المعلومات القيمة واختيارها، وابتعادهم عن المعلومات الضارة.

ترجمة: د. ميسون عبدالرضا الزنكوي

مركز اللغات

الهيئة العامة للتعليم التطبيقي والتدريب

بفلم أ. حنان المطيري 

معهد التمريض

إن قطاع التعليم من القطاعات التي استخدمت الذكاء الاصطناعي وتأثرت بشكل مباشر وملموس بكل تقنيه من تقنيات الذكاء الاصطناعي خصوصاً في هذه الآونه حيث انتعاش الذكاء الاصطناعي بشكل ملحوظ ومتسارع هذا بالاضافه إلى تأثيره الذي يمتد على كافة عناصر العملية التعليمية من الطلاب، المعلمين ، الإدارات التعليمية، الممارسات التدريسية و حتى الإجراءات التقيمية. إن الهدف من استخدام تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي هو تمكين المعلمين و الطلاب من تطوير إنتاجيتهم و كذلك تقديم الحلول المستمرة لتطوير العملية التعليمية وزيادة فاعليتها لكن أولاً ماهو مفهوم الذكاء الاصطناعي في التعليم؟ يتمثل الذكاء الاصطناعي في إنشاء و تطوير أنظمة و برمجيات قادرة على محاكاة العقل البشري و تنفيذ مهام معقدة تكون قادرة على التعلم من التجارب و الاستنتاج والتنبؤ وحل المشكلات و غيرها من مهارات يتميز بها الانسان، يستخدم الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات التعليمية و توفير تجارب تعليمية مخصصة لكل طالب. إن استخدام الذكاء الاصطناعي في التعليم يتيح العديد من الفوائد. نذكر منها أولاً :تحسين تجربة التعلم حيث يمكن للذكاء الاصطناعي توفير تجربة تعليمية فردية و مخصصة لكل طالب مما يسمح بالتعلم بشكل أكثر فعالية و تحقيق أفضل النتائج .ثانياً :توفير ردود فعل فورية حيث يتم تحليل نتائج الطلاب وتقديم تغذية راجعة فورية. ثالثاً :توفير الوقت و الجهد مما يتيح لكلٍ من المعلمين و المتعلمين التركيز بشكل أكبر على جوانب التعليم. أما بالنسبة لإمكانيات الذكاء الاصطناعي في التعليم فهي عظيمة وغاية في الفاعلية منها على سبيل المثال تحليل البيانات والتنبؤات ، حيث يمكن تحليل كميات ضخمة من البيانات المتاحة من سجلات التعلم ونتائج الاختبارات والتي من خلالها يمكن تحديد نقاط القوة و الضعف و فهم نمط أداء الطلاب وتوقع المشكلات المستقبلية واقتراح استراتيجيات ملائمة لكل طالب. فالذكاء الاصطناعي يستطيع أن يحسن تجربه التعلم لكل طالب عن طريق تخصيص المحتوى والأسلوب التعليمي الملائم لاحتياجات الطالب الفردية، كما يوفر موارد تعليمية ملائمة و متجددة تحقق الاستفادة للطالب و تحفزه. كذلك من أهم إمكانيات الذكاء الاصطناعي قدرته على تحسين تفاعل المتعلمين مع المحتوى فهو يستخدم أساليب و تقنيات مبتكرة لزيادة تفاعل المتعلمين مع المحتوى كاستخدام الواقع الافتراضي لإنشاء تجارب تعليمية مثيرة للاهتمام كما يقدم تعليمات و إرشادات شخصية لكل طالب وتمنحه ردود فعل فورية مما يعزز من عملية التفاعل لتحقيق الاستفادة القصوى من المحتوى التعليمي. على الرغم من كل هذه المزايا و الفوائد الجلية إلا أن هناك عيوب و تحديات نواجهها عند استخدام الذكاء الاصطناعي في التعليم. هناك تأمين و حماية البيانات الشخصية لكل من الطلاب و المعلمين على حد السواء. التأثير السلبي على دور المعلم في حال الاعتماد الكلي على الذكاء الاصطناعي في التعليم. غياب التواصل الاجتماعي بين الطلاب والمعلمين والذي يتم في بيئة الفصول الدراسية وتلاشي قيم الإنسانية كالتعاون والتضامن بين الأفراد. كذلك تعزيز العزلة الاجتماعية وأثرها على التواصل بين الافراد وصعوبة الاندماج في المجتمع. هناك أيضاً الفجوة المعرفية وتباين قدرات المؤسسات التعليمية على تحمل التكلفة المادية المرتفعة لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي. لكن بالرغم من كل هذه التحديات و المصاعب الا إنه من المتوقع ان يزداد استخدام الذكاء الاصطناعي في التعليم في السنوات القادمة وهذا يحظى بشعبية متزايدة في الأوساط التعليمية ولضمان تحقيق الاستفادة القصوى من هذه التكنولوجيا التعليمية لابد من أن تضع المؤسسات التعليمية خطة تعليمية طويلة الأجل تركز فيها على تدريب المعلمين والمتعلمات على استخدامها بفعالية كما يجب تطوير بنية تحتية تقنية قوية قادرة على التغلب على عيوب وتحديات استخدام الذكاء الاصطناعي.

ازداد الاعتماد على الهاتف بشكل كبير وازدادت أهميته في حياتنا اليومية حيث يشغل أكثر من 88% من وقتنا، فأصبح الهاتف جزء لا يتجزأ من حياتنا اليومية حيث يتم استخدامه في المنزل، العمل، المستشفى، وحتى أثناء السير في الشارع، وذلك يفتح باب العديد من الفرص والربح لمنشئي ومطوري التطبيقات الهاتفية.

إن الصحة هي الأهم في حياة الإنسان ويجب المحافظة عليها من خلال اتباع أسلوب حياة صحي لتقليل أخطار الإصابة بالأمراض، من أهم التطبيقات التي تساهم في ذلك وتسهل الحياة اليومية هي فئة التطبيقات الصحية، التي تساهم في الحفاظ على صحة الإنسان من خلال المميزات العديدة التي توفرها. من التطبيقات الصحية التي نسلط الضوء عليها:

My Therapy تطبيق

يتيح التطبيق إمكانية حفظ وتسجيل الوصفات الطبية وتسجيل قياسات الفرد الطبية مثل معدل السكر وضغط الدم، يتميز التطبيق أيضاً بخاصية التذكير بموعد الأدوية وأيضاً تسجيل وحفظ الأعراض أو الانتكاسات التي تواجه الفرد في حياته اليومية.

Daily Workouts تطبيق

كلنا يعلم الفوائد العديدة للرياضة منها تقوية القلب وزيادة ضخ الدم في الجسم وذلك يعود بالفائدة على صحة الانسان وزيادة مقاومته للأمراض، يتيح هذا التطبيق العديد من التمارين الرياضية اليومية التي تحافظ على الصحة واللياقة البدنية.

Heartify تطبيق

يعتمد هذا التطبيق اعتماد كلي على الحساسات المتواجدة في الأجهزة الذكية ، يتم استخدام هذه الحساسات لقياس وقراءة نبضات القلب وعرضها للمستخدم، يتم أيضاً حفظ سجل بنبضات قلب المستخدم يومياً وأسبوعياً والمقارنة فيما بينها، وقياس نسبة التوتر والطاقة للمستخدم.

هل سيتغلب التعليم الإلكتروني على التعليم التقليدي؟

أجبرت جائحة كورونا العالم أجمع على التحول من الحياة الواقعية إلى الحياة الافتراضية في جميع مجالات الحياة بما في ذلك مجال التعليم، فأصبح التعليم التقليدي يُستبدل بالتعليم الإلكتروني حتى بعد الانتهاء من الجائحة، فهل سيتغلب التعليم الإلكتروني على التعليم التقليدي؟

التعليم التقليدي:

يعد التعليم التقليدي من أقدم طرق التعليم التي عرفها الإنسان، وهو أكثر أساليب التعليم انتشاراً في العالم ونرى ذلك في المدارس التي يذهب إليها أطفالنا يومياً، فهو عملية التعليم التي تتم بين المعلم والمتعلم من خلال تواصلهما مباشرةً وتواجدهما جسدياً في نفس المكان والزمان.

مميزات التعليم التقليدي:

·       التواصل الاجتماعي: حيث يسهم في تطوير شخصية الطالب وصقل مهاراته الاجتماعية.

·       تطوير العلاقات الشخصية: يساعد الطالب على إنشاء علاقات قد تمتد لأعوام عديدة.

·       تعزيز روح التعاون بين الطلبة: والذي يسهم في إعداد الطالب للحياة العلمية والعملية المستقبلية.

عيوب التعليم التقليدي:

·       يستوجب حضور المتعلم شخصياً

·       قد يتم الاستغناء عنه في الجائحات العالمية

·       قد يعوق من تطور المنظومات التعليمية

 التعليم الإلكتروني:

يشكل التعليم الإلكتروني أهمية كبيرة في العملية التعليمية الحديثة من خلال تطوير ومواكبة المنظومات التعليمية في الدول المتطورة، فهو التعليم الذي لا يستوجب وجود المعلم والمتعلم في نفس المكان والزمان، بل من الممكن أن يكون المعلم في مكان والمتعلم في مكان آخر وما يربطهم هو التطبيقات المختلفة المتخصصة في التعليم الإلكتروني.

مميزات التعليم الإلكتروني:

·       سهولة الوصول إلى المعلومات والدروس في أي مكان وزمان

·       إمكانية إعادة وتسجيل الدروس الفائتة

·       المساهمة في تطوير المنظومة التعليمية من خلال استخدام أحدث تقنيات التعليم.

عيوب التعليم الإلكتروني:

·       لا يمكن استخدام التعليم الإلكتروني في جميع التخصصات، معظم التخصصات تحتاج إلى تطبيق عملي وحضور شخصي مثل تخصصات الطب والهندسة.

·       قلة التركيز

·       أضرار صحية مثل ضعف النظر وآلام الجسد

من أشهر التطبيقات الإلكترونية التي تساهم في التعليم الإلكتروني:

·       Microsoft Teams

·       Baims

·       Uula

·       Coursera

·       Future Learn

·       Alison

بقلم : عبدربه محمد عبدربه عاشور

قسم الكهرباء – المعهد المهني

نظام سمارت هوم هو أحد تطبيقات (internet of things) IOT  الذي يسمح لنا بالتحكم في الإنارة المنزلية والأجهزة الكهربائية بشكل عام ومراقبتها عن بعد لاسلكياً من خلال الهواتف الذكية عبر شبكات الواي فاي المحلية وعبر الإنترنت، وبهذه الطريقة بمكننا التحكم

في المكونات الكهربية من خلال الهاتف المحمول الخاص.

ما هي مكونات نظام سمارت هوم؟

يعتمد نظام سمارت هوم بشكل رئيسي على موديول يقوم بالاتصال بشبكة الواي فاي ويحتوي على مجموعة من المفاتيح الالكترونية و يسمي ( المتحكم ).

وتختلف المتحكمات عن بعضها البعض بشكل عام من حيث عدد الخطوط التي تدعمها فهناك المتحكمات الكبيرة المركزية التي تدعم 12 خط أو أكثر وهناك المتحكمات الصغيرة اللامركزية التي تدعم خطين أو 4 خطوط.

ويتم توصيل تلك المتحكمات بطريقة معينة لتعمل بالتوازي مع مفاتيح الكهرباء ثلاثية الأطراف الخاصة بالإنارة أو الأجهزة الكهربائية.

كيف يعمل نظام سمارت هوم؟

يعمل نظام سمارت هوم عن طريق تطبيق يتم تحميله على الهاتف الذكي يقوم بربطه بالمتحكمات عبر شبكة الواي فاي لتتمكن من مراقبة الأجهزة المتصلة والتحكم بها بشكل لحظي.

و في المتحكمات الحديثة يتم الربط أيضا على مستوي شبكة الإنترنت حيث يُمكنك ذلك من مراقبة الأجهزة والتحكم بها بشكل لحظي من أي مكان بالعالم.

مبدأ عمل أي نظام سمارت هوم:

في أي نظام سمارت هوم هناك ثلاث عناصر رئيسية:

الهاتف الذكي ـ الشبكة ـ المتحكمات وبه مجموعة من المتحكمات متصلة بشبكة الواي فاي:

ـ المتحكمات المتصلة بمجموعة من الأجهزة ( الإنارة ـ التكييف ـ المروحة ـ التلفزيون )

ـ يتم إصدار الأوامر عن طريق الهاتف الذكي .

ـ الأوامر تنتقل عن طريقة الشبكة ( الواي فاي أو الإنترنت).

ـ تقوم المتحكمات بتنفيذ الأوامر في الأجهزة المتصلة بها .

في نفس الوقت المتحكمات تبث تقارير مثل ما هو واضح من البرنامج الموجود علي الهاتف الذكي ( التكييف لا يعمل و المراوح تعمل ـ و يوجد إنارة شغالة .... تقارير تصدرها المتحكمات وترسلها عن طريق شبكة الواي فاي ليتم عرضها على شاشة التليفون الذكي Smartphone

أنواع متحكمات سمارت هوم و الفرق بينها :

تختلف المتحكمات بشكل رئيسي من حيث:

• عدد الخطوط التي تدعمها .
• القدرة الكهربائية لكل خط.
• دعم نظام ديفاتير ( لتعمل بجانب المفاتيح التقليدية)
• إمكانية التحكم عبر شبكة الانترنت
• خاصية Self - Optimization
• درجة الحماية و الخصوصية.
• عدد المتحكمات التي يمكن توصيلها على نفس الشبكة.

1. عدد الخطوط التي تدعمها :  متحكمات تدعم (خط واحد ـ  متحكمات خطين ـ  متحكمات أربع خطوط  ـ متحكمات 6 خطوط ـ متحكمات 12 خط ـ ..... )

2. القدرة الكهربائية لكل خط:  كم واط يمكن تحميله على كل خط .

3. دعم نظام الديفاتير : حتى يعمل النظام بجانب المفاتيح التقليدية لأن المتحكم الذي لا يدعم نظام الديفاتير يتسبب بمشكلة كبيرة لأن التحكم يكون بالموبايل فقط.

4. إمكانية التحكم عبر شبكة الإنترنت.

5. خاصية Self – Optimization : هذا الجهاز متصل بشبكة الواي فاي فتكون الإشارة قوية أحياناً وضعيفة أحياناً، سرعة نقل البيانات تختلف من وقت لآخر فيجب أن يتوفر في المتحكمات هذه الخاصية تجنباً لمشاكل الشبكات.

6. درجة الحماية و الخصوصية.

7. عدد المتحكمات التي يمكن توصيلها على نفس الشبكة: وتتوفر في الأماكن الكبيرة والمتحكم الموجود بالصورة من النوع Axun Automationيدعم 4 خطوط ـ 2200 وات لكل خط ، ويمكن لهذه المتحكمات عن طريق مديولات رفع عدد الأحمال بشكل لا نهائي ـ يدعم نظام ديفاتير والتحكم عن طريق الإنترنت ـ بها خاصية Self Optimization ـ وهي مناسبة مناسب للأماكن الكبيرة.

تطبيقات عملية على نظام سمارت هوم:

1. التحكم في الإنارة عن طريق الهواتف الذكية.

2. التحكم في الأجهزة المنزلية عن طريق الأجهزة الذكية.

3. الإنارة التلقائية المعتمدة على مستشعرات الحركة أو الحرارة.

4. التحكم في درجة حرارة المكان بشكل آلي.

5. التحكم في مواتير ضخ المياه وأنظمة الري الحديثة.

6. أنظمة الحماية الحديثة وأجهزة الإنذار.

7. التحكم في محابس الغاز الطبيعي عن طريق الهواتف الذكية.

8. التحكم في الأبواب و الشبابيك والستائر عن طريق محركات سيرفو  وأي شيء تقريبأ.

و الكثير من التطبيقات الأخرى التي يمكن ابتكارها والإبداع فيها...

الطرق المختلفة لتركيب أنظمة سمارت هوم:

أ. التحكم التلقائي بناء على المستشعرات:  فيها يتم توصيل المستشعرات في المكان المناسب و ربطها مباشرة بالخطوط المراد التحكم بها.

ب ـ التحكم عن طريق الهواتف الذكية :

يوجد ثلاث أنظمة للتحكم ( أنظمة التحكم المركزية ـ أنظمة التحكم الشبة مركزية ـ أنظمة التحكم اللامركزية)

أولا أنظمة التحكم المركزية:

يعتمد نظام سمارت هوم المركزي على متحكم كبير ( 12 خط أو أكثر ) و يتم تركيبه بالقرب من لوحة التوزيع الرئيسية، ويتم توصيله بكل مفاتيح المنزل عن طريق مد ( سلكين لكل مفتاح ) بداخل الجدران، ويتميز هذا النظام بأعلى معدلات الاستقرار والسرعة  وتكون كل مكونات النظام مخفية بالكامل بداخل الجدران فلا يؤثر مطلقا على ديكور المكان، ويتم تنفيذه في حالة أن المكان المراد التركيب فيه تحت التأسيس.

ثانيا أنظمة التحكم  الشبه مركزية:

يعتمد نظام سمارت هوم الشبه مركزي على متحكمات متوسطة ( 6 خط مثلا) يتم تركيب متحكم بكل غرفة، و يتم توصيله بكل مفاتيح الغرفة عن طريق مد ( سلكين لكل مفتح) بداخل الجدران، ويتم تنفيذه في حالة أن المكان المراد التركيب فيه تحت التأسيس وعدم الرغبة في مد الكثير من الأسلاك عبر الجدران، كما يوجد لكل غرفه نظام تحكم مركزي مستقل بذاته في التركيب، وتتصل الغرف ببعضها لاسلكياً لتعمل كنظام متكامل يمكن التحكم به من الهاتف الذكي.

ثالثاً أنظمة التحكم اللامركزية:ـ

يعتمد نظام سمارت هوم اللامركزي على مجموعة من المتحكمات الصغيرة ( 2 خط أو 4 خط ) و يتم تركيبها مباشرة تحت مفاتيح الإنارة، وتوصيلها بالمفاتيح مباشرة دون الحاجة لمد أي أسلاك بداخل الجدران، كما يتميز هذا النظام بسهولة وسرعة تنفيذه حتى بعد التشطيب، وغالباً ما يتم تنفيذه في حالة إذا ما كان المكان المراد التركيب فيه قد تم تشطيبه بالفعل، وتتصل المتحكمات ببعضها لاسلكياً لتعمل كنظام متكامل يمكن التحكم به من الهاتف الذكي، ومن مميزاته كذلك تمتعه بالخصوصية أكثر بحيث يمكن للفرد التحكم بالغرف الخاصة به فقط دون الحاجة لرؤية الغرف الأخرى، ومكن تنفيذه بعد التشطيب.