حل وحدة كن عالما علوم صف 4

حل وحدة كن عالما علوم صف رابع 

الطريقة العلمية 

الهدف 

• تحديدالخطوات المتبعة في الططريقة العلمية 
• تعلم كيف يضع العلماء الفرضية وكيف يختبرونها 

مقدمة 

تقويم المعرفة السابقة 

اسأل الطلاب ها رأو بركانا من قبل وإذا لم يكن الطلاب رأو بركانا في الواقع فاطلب منهم أن يتبادلو مايعرفونه عن البراكين من خلال القراءة أو مشاهدة البراكين في الأفلام او التلفاز .اسأل : 

• ما الذي يحدث عندما يثور البركان؟الأجابات المحتملة : يتم أطلاق دخان ورماد في الهواء تتدفق الحمم أسفل جوانب البركان وتهتز الأرض .
• برأيك كيف يدرس العلماء البراكين ؟الأجابة المحتملة : يزوزون الأماكن التي تحدث فيها براكين مختلفة ويجمعون عينات من الحمم ويشاهدون البراكين التي تثور ويحاكون الثورانات البركانية في المختبر .

انظر وتساءل 

• ماذا يحدث في باطن الأرض لتطلق هذه السحب الممتلئة بالرماد والغاز إلى السماء ؟الأجابة المحتملة :حدث انفجار تفاعلت المواد الكيميائية داخل البركان مع بعضها البعض لتحدث الأنفجار .
• ما الذي يكون بعض الجبال من البراكين ؟الأجابة المحتملة : تكونت بعض الجبال من تراكم الحمم والرماد التي يتم أطلاقها عند ثوران البركان .
• ماذا يسبب الثوران البركاني ؟ الأجابة المحتملة : تراكم الصهارة في أعماق القشرة الأرضية يجعلها تصعد إلى السطح حيث تفور عبر فوهة بركانية .
• لماذا تنفجر بعض البراكين بشكل أكثر أعنفا من غيرها ؟ستختلف الأجابات تحتوي الصهارة على غازات ,ينخفض الضغط في الصهارة بالقرب من  السطح الأمر الذي يسمح بتمدد الغازات يعد بخار الماء في الصهارة والماء السائل في القشرة المجاورة مساهميت رئيسيين للثورانات العنيفة .

ماذا يفعل العلماء 

مناقشة الفكرة الرئيسية 

وضح أن العلماء يستخدمون أيضا طريقة طريقة معينة عند أجراء أبحاثهم وجه الطلاب إلى المخطط الذي يبين الطريقة العلمية اسأل :

• لماذا يدرس جيم والأخرون براكين مثل فيزوف ؟لأنهم يريدون أن يعرفوا ما الذي يجعل البراكين تثور بشكل منفجر لماذا يعد استخدام الطريقة العلمية مهما لإجراء أبحاثهم ؟الأجابات المحتملة : توفر الطريقة العلمية  طريقة للعلماء الأخرين لتكرار التجربة بالضبط ليروا ما إذا كانت النتيجة هي نفسها دائما توجه الخطوات المتبعة في الطريقة العلمية عمليات تحقيق العلماء تساعد العلماء على أيجاد أجابات لهذه الأسئلة مثل لماذا تثور البراكين .

الطريقة العلمية : يريد راشد وغيره من العلماء معرفة سبب ثوران البراكين مثل بركان جبل فيزوف لاكتشاف ذلك استخدم الطريقة العلمية ,الطريقة العلمية هي عملية يستخدمها العلماء للأجابة عن الأسئلة تساعدهم هذه الطريقة على تفسير العالم الطبيعي توجه خطوات الطريقة العلمية عمليات التحقق التي يقومون بها لا يلزم اتباع كل خطوة بالترتيب في كل مرة .

أسئلة 

• من يستطيع أن يخبرني بأسلوبه الخاص ما الفرضية ؟الأجابات المحتملة :تفسير جيد أو توقع أو أجابة عن سؤال .
• ما سؤال “لماذا” الذي يريد جيم والأخرون الأجابة عنه ؟لماذا تثور بعض البراكين بشكل منفجر أكثر من غيرها .
• ما الفرضية التي صاغها جيم و الأخرون للأجابة عن سؤالهم ؟إذا كانت الصهارة تحتوي على غاو غني بالكلور فأن انفجارات البركان ستكون أكثر .

كيف يختبر العلماء فرضيتهم 

مناقشة الفكرة الرئيسية

• ما الأستراتيجية التي يستخدمها جيم و الأخرون لجمع بيانات لاختبار فرضيتهم ؟يصممون تجربة يمكنهم أجراءها في المختبر .
• ما الاستراتيجيات الأخرى التي يمكن أن يستخدمها العلماء لاختبار فرضية ؟الأجابات المحتملة : أن يذهبوا إلى زيارة مبدئية لملاحظة العالم الطبيعي أن يصممو نموذجا حاسوبيا .
• لماذا لم يتمكن جيم والأخرون من جمع بيانات مباشرة من بركان نشط؟الأجابات المحتملة : لأن الذهاب على منطقة البركان النشط أمر خطير لم يستطسعون ملاحظة الصهارة بشكل مباشر عندما تكون تحت سطح الأرض وذلك لأنها عميقة وساخنة جدا لم يصبحوا قادرين على اختيار متغيرهم الذي يتمثل في الكلور بطريقة مضيوطة لأنهم لا يعرفون الغازات الأخرى التي قد تكون موجودة أو غير موجودة .

اختيار استراتيجية:لاختبار الفرضية يحتاج راشد والأخرون إلى جمع الأدلة ويقررون تنفيذ مجموعة من التجارب التجربة هي اختبار علمي يمكن استخدامه لدعم فرضية أو تنفيذها تصمم المجموعة الثنائية مجموعة من التجارب لاختبار أثار الكلور .

التخطيط للأجراء :يكتب راشد والأخرون خطوات الأجراء بدقة بهذه الطريقة يمكنه هو والأخرون تكرار تجاربهم لماذا ؟التجارب الجيدة تجري عدة مرات إذا كانت التجارب متشابهة يكون الدليل قويا .الخطة هي أضافة كميات معروفة من الكلور إلى عينات الصخر البركاني الكلور هو المتغير الوحيد الذي سيتغير المتغير الذي يتغير في التجربة يسمى المتغير المستقل تختبر معظم التجارب متغيرا واحدا مستقلا في المرة الواحدة .

مراجعة سريعة 

• لماذا يتعذر على راشد وغيره من العلماء جمع البيانات مباشرة منبركان نشط ؟الأجابة المحتملة : البراكين النشطة  يمكن أن تثور .
• كيف جمع جيم والأخرون البيانات ؟أضافوا الكلور إلى الصخر والماء ثم وضعوا الخليط في كبسولات وعرضوا هذا الخليط للضغط والحرارة الشديدة لنمذجة الحرارة والضغط في باطن الأرض ولاحظو النتيجة بعناية .
• برأيك لماذا اختبر جيم والأخرون تأثير اضافة غاز الكلور فقط وليس غازات أخرى في الوقت نفسه إلى بخار الماء؟أرادوا أن تكون تجاربهم مضبوطة وإذا اختبر عدة غازات مختلفة في الوقت نفسه فسينتهي الأمر بمجموعة من كبيرة من البيانات التي قد تكون غير قابلة للتحليل .

جمع البيانات 

يتبع راشد والأخرون خطتهم حيث يسكبون الصخور المطحونة والماء في كبسولات معدنية دقيقة ويضيفون كميات مختلفة من الكلور بينما توجد كبسولة واحدة ليس بها كلور .يضع عالم جيولوجي أخر الكبسولات المغلفة داخل اسطوانة قوية من الفولاذ ثم يزيد راشد الضغط داخل الأسطوانة ويزيد أيضا درجة الحرارة حتى تصل إلى مايقارب عشرة أضعاف حرارة فرن البيتزا بعد أسبوع واحد يحين الوقت لتبريد الأسطوانه وفتحها يفتح راشد والأخرون الكبسولات ويلاحظون الصخور المبردة تحت المجهر .

مراجعة سريعة 

• ما الخطة التي سيستخدمها جيم والجيولوجيون والأخرون لجمع البيانات ؟الأجابة المحتملة :سيضيفون كميات متفاوته من غاز الكلور إلى الصخر والماء ثم سيعرضون مقادير الخليط للحرارة والضغط الشديد.
• ما التغيرات المتحكم فيها في تجربتك ؟مقدار الحرارة والضغط المطبق على المتغيرات المتحكم فيها .
• ما المتغير المستقل في تجربتك ؟المتغير المستقل كمية الكلور المضافة إلى كل الكبسولة .
• ما المتغيرات المضبوطة في تجربتك ؟الحرارة والضغط المستخدمين هما المتغيران المضبوطان .

كيف يحلل العلماء البيانات 

مناقشة الفكرة الرئيسية

1. كيف يسجل جيم والأخرون البيانات التي جمعوها ؟الأجابة المحتلمة :يصفون ما يلاحظون يدونون كمية الكلور الموجودة في كل كبسولة يصفون كل قطعة ضئيلة من الصخر يحسبون عدد الثقوب في كل قطعة من الصخر .
2. برأيك لماذا كان لازما عليهم أن يكونوا حريصين جدا عند تسجيل بياناتهم ؟الأجابة المحتملة : إذا لم يسجلو كل المعلومات بشكل صحيح فستكون بياناتهم غير كاكلة ولن يحصلوا على نتائج موثوقة من تحليلهم .
3. ماذا أظهرت البيانات عندما أضيف الكلور إلى الصخر والماء ؟أظهرت أن الكلور تسبب في وجود ثقوب في الصخور .
4. لماذا من المهم للعلماء أن يحتفظوا بسجل الأجراءات الصحيحة التي اتبعوها والبيانات الدقيقة التي جمعوها؟الاجابة المحتملة : إذا لم تكن نتيجة البحث حاسمة فيمكن للعالم أن يراجع الإجراء ويحدد الخطأ الذي حدث ويكون سجل الأجراءات الصحيحة ضروريا بحيث يتمكن العلماء الاخرون من تكرار البحث عند الضرورة وهذا يمكنهم من تقويم ما اذا كان البحث صحيحا والنتائج دقيقة أم لا وبعد ذلك يمكن أن يستخدم العلماء النتائج بثقة في أبحاثهم .
5. ما بعض طرق تنظيم البيانات بحيث يمكن تحليلها ؟الأجابات المحتملة : يمكن تنظيم البيانات في جدول أو رسم بياني او رسم تخطيطي أو خريطة أو نموذج أو مجموعة صور .