كيف نتناول وظيفة التنفس بالصف الثالث الابتدائي وما هي المواقف الإشكالية التي يمكن البدء بها؟

يبدو لي أن المهم بالصف الثالث الابتدائي  هو توصيل هاتين الفكرتين:
*التهوية يدخل الهواء عن طريق الأنف (الفم، البلعوم) عندما تمتلئ الرئة، يخرج عندما تفرغ من الهواء. العقبة (المتعلقة بالبحث العلمي) هنا مرتبطة بالترتيب الصحيح لحركة الهواء، ففي الأساس ليس الهواء هو الذي يدخل بل إنه الأمر العضلي الإرادي (نفخ الصدر ومن السهل التحقق منه)، أو اللاإرادي (عن طريق الحجاب الحاجز الذي هو عبارة عن عضلة، وهذا من الصعب إدراكه أو الإحساس به) هو الذي يتسبب في دخول وخروج الهواء. يمكن تجربة ذلك بنفسي بالامتناع عن التنفس، ثم أقرر التنفس بعمق وعلى ذلك فإن حركة الهواء الخارج أو الداخل تتبع قراري. بالنسبة للحجاب الحاجز والتنفس الأقل ارادية ، من الصعب إدراك دورهما، ولكننا نستطيع إعداد نموذج مبسط لها، على سبيل المثال، زجاجة بلاستيك (تمثل قفصنا الصدري، الذي يتصلب بحركة التنفس الروتينية)، والتي نستبدل بقعرها رقاقة مطاطية (مثل جزء من بالون قابل للنفخ، يمثل الحجاب الحاجز)، إذا قمت بدفع هذه الرقاقة سيخرج الهواء من عنق الزجاجة (يمكن وضع غطاء مثقوب ممرر من خلاله شفاطة حتى يصبح خروج الهواء محسوساً بصورة أفضل)؛ أما إذا قمت بجذب هذه الرقاقة إلى أسفل سيدخل الهواء (يمكن تصور ذلك عن طريق الدخان المخرج والذي يدخل إلى الرئة، ونراه بعد ذلك خارجا مع الحركة العكسية). كما يجب التوضيح جيدا، أن عند الإنسان، الحجاب الحاجز وهو عبارة عن عضلة، هو الذي يتسبب في حركته الذاتية إلى أعلى أو إلى أسفل (غير ما عليه بالنموذج، فإن قوة أيدينا العضلية هي التي تحل محل قوة الحجاب الحاجز)... هكذا، العقبة التعليمية الأخرى التي نواجهها هي تصغير حجم الرئة حتى تصل إلى مجرد جيب أو كيس (نجد هذا المفهوم عند التلاميذ). لمحاولة تفادي هذه الفكرة يمكننا إحضار رئتين حقيقيتين (حتى ولو كان هذا غير مستحب، فإنه لا يوسخ كثيرا، رئة خروف، أرنب، الخ) وعرضها على التلاميذ حتى نبين لهم أن الرئة جسم طري وليس مجرد كيس أو جيب. بل إنها عبارة عن تجمع من حويصلات صغيرة جدا؛ نستطيع القيام بنفخها أو تفريغها. ولكن من المحتمل أن القيام بالنفخ بقوة (داخل أنبوب متصل بالقصبة الهوائية أو الشعب) يقوي مفهوم العقبة الأولى التي تم ذكرها بأعلى. بعبارة أخري، الاستعانة برئة ميتة، تجعل الهواء الذي يدخل داخل الرئة هو، في الواقع، الذي يقوم بنفخها؛ وأنه ليس من البديهي أن نشرح للتلاميذ أنه نحن، عن طريق القوة التي نبذلها في أثناء النفخ، نأخذ مكان عضلات الحجاب الحاجز والقفص الصدري ولكنه من الضروري توضيح ذلك أو عدم تطبيق هذا النشاط على الرغم من يستحق بالفعل القيام به واستخدام رئة حقيقية...
العلاقة بين التنفس، الدورة الدموية، والمجهود العضلي: الموقف الإشكالي الفعال الممكن القيام به هو قياس معدل التنفس ومعدل ضربات القلب، قبل وبعد بذل مجهود عضلي (سباق على سبيل المثال)، فنلاحظ زيادة المعدلين معا في نفس الوقت(يمكن قياس تنفس و ضربات القلب و يمكن مناقشته و يمكن أيضا ذكر احتياج الفرد الي قطعة سكر لتعويض المجهود الكبير المبذول). الأهداف الأساسية هنا هي جعل التلاميذ يستوعبون فكرة أن ما نقوم بتنفسه يمر بالدم، وأنه لذلك نحن نتنفس! لأن الدم يمر داخل العضلات حتى ينقل لها الأكسيجين المستمد من الهواء عن طريق الرئتين ومن خلال الدم. ولكن هذا صعبا لأنه يوجد عواقب أخرى متعلقة بالبحث العلمي:١. أول اختراق الهواء (أو جزء منه) لجدار الحويصلات الرئوية. ٢. ثم ذوبان هذا الهواء داخل الدم: مفاهيم الغازات، السائل، والتحول من هذا إلى ذاك (ماء) واحتمال ذوبان الواحد داخل الآخر... ليس من المهم فهمه بالمرحلة الابتدائية! ولكن من الأساسي قوله والتلميح إليه. لا يوجد فقعات هواء بالدم (وإلا، سيكون انسداد). ٣. وأخيرا الدورة الدموية ودور القلب بها. فضربات القلب هي إشارة إلى سرعة الدورة الدموية! ٤. وبالتأكيد، فائدة وهدف هذه الدورة، التي أحيانا يتم تناوله بشكل سريع، فالذي يحتوي عليه الدم (الأكسيجين) يذهب إلى جميع أجزاء الجسم، وخاصة العضلات عندما نقوم بمجهود بدني. فإنه يجب أن نصل إلى هذا التفسير! فيجب على التلاميذ، من أول مرة يفكرون فيها بالتنفس، أن يفهموا فائدته، وهى نقل الأكسيجين إلى كل الجسم وخاصة العضلات التي تحتاج هذا الأكسيجين لكي تعمل، وهذا ما سيتم دراسته فيما بعد ولكن لا يجب إخفاؤه منذ البداية. جميع الأبحاث في مجال طرق التعليم أثبتت أن  عدم الاشارة و لو حتي سريعا لمضمون الدرس بسبب صعوبة توصيله للتلاميذ، يعقد من الأمر ويسبب عواقب لا يمكن تعديها (أنظر الأعمال المنفذة على الهضم/ الإفراز: حقيقة مرور الأطعمة داخل الدم يجب الإفصاح عنها من بداية تناول فكرة أنبوب الهضم!). (لا أعلم إذا كان من الضروري التحدث على الفور عن ثاني أكسيد الكربون: ليس من الضروري التحدث عنه في البداية؟ ولكنه ليس مستحيلا...) إذن، فإن الأمر يستحق العناء لاكتشاف هذه العواقب الأربعة  منذ الصف الثالث ، إذا إن لم نكن نريد ترسيخها واستنتاج وجودها لدى طلبة الجامعة  !- بالنسبة للعقبة رقم (١) و(٤)، فهي قابلية نفاذ الجدار التي يجب توضيحها. مثل قابلية نفاذ خرطوم غاز قديم للعقبة (١)؛ وبالأحرى نفاذ خرطوم ري مخروم للعقبة (٤)- بالنسبة للعقبة (٢)، يكفي توضيح قوانين الفيزياء الأولية الخاصة بانحلال الغاز داخل السائل. يمكنكم الاطلاع على هذا الرابط (لماذا تنحل الغازات داخل السائل عندما نزيد الضغط؟)، بينما هذه الإجابات تغفل عنصراً هاماً بالنسبة لعلماء الأحياء وهو سطح تلامس الهواء-بالماء، فالماء الذي تلفه الأمواج يحمل بمقدار أكبر من الأكسيجين، مثل المروحة التي تسمح بتهوية ماء حوض السمك..الخ. ولكن هذا السطح، سطح التلامس، أكثر تعقيدا داخل الجسم لأنه يتوقف أيضا على قابلية نفاذ الجدر الرفيعة وعلى مظاهر فسيولوجية وبيوكيميائية (منها دور الهيموجلوبين). – بالنسبة للعقبة (٣) لدينا البرهان العلمي المشهور لهارفي الذي يثبت أن القلب لا يستطيع صنع الدم، وأن نظام الدورة الدموية مغلق (النصوص التاريخية تظل مفيدة جدا وعصرية بالنسبة لتلاميذ الصف الثالث  الابتدائي، الذين لديهم بالطبع المفهوم التلقائي عن دورة مفتوحة يتم خلالها صناعة وتكوين الدم لتعويض ما نفقده إذا حدث نزيف...)، ونعلم جيدا أن كله متداخل في مجال دراسة الأحياء. ولكل سؤال بسيط، توجد إجابةغير بسيطة . ولكن أيضا، منذ بداية تدريس مفهوم التنفس، يعد الوصول إلى معنى الوظائف المدروسة شيئاً أساسياً ومهماً. البدء بمواقف إشكالية عن التنفس/ التهوية يمكن أن يكون طريقة جيدة لتناول الدرس. والتطورات التي تحدث بشكل تلقائي، إذا أخذنا الأسئلة التي تظهر محمل الجد، فإنها تسهل إذاً بشدة عملية اكتساب المعلومات عن كل وظائف الجسم الأخرى الأساسية!