أكتشف بنفسك : الصفحة الرئيسية > أنشطة > علم الفلك والفضاء > سماء/ أرض/ كون > القمر
سلسلة دراسية: : القمر  [الدورة ٣]
القمر
مؤلفون
 

اكتشاف وتفسير ظاهرة الإقمار

ملخص
 
٠١/٠١/٢٠٠١
تاريخ النشر : 
 

- من المعرفة:
تفسير التغيّرات التي تطرأ على شكل القمر، بمعنى:
التعرّف على مراحل القمر
التنبؤ بتطورّ القمر في السماء
التعرّف على دورة القمر (مدة الإقمار والدوران حول الأرض)

- المنهجية:
ابداء الرأي وتعليله
مشاهدة ظاهرة لمدة طويلة
تقديم عدد كبير من النظريات المتعلّقة بتلك الظاهرة
العثور على نموذج تفسيري لظاهرة الإقمار

هدف
 

٧ حصص لمدة ٩٠ دقيقة تقريبا، بالإضافة إلى زمن المشاهدة خارج الفصل.
تدور السلسلة على أربع خطوات، الخطوة الأولى: معايشة الموقف (الحصّة ١) / الخطوة الثانية: المشاهدة وأول صياغة للمشكلة (الحصة ٢) / الخطوة الثالثة: البحث والتحرّي (الحصّة ٣) / الخطوة الرابعة: شرح الظاهرة (الحصص  ٤، ٥، ٦، ٧)

المدة الزمنية:
 
 

الخطوة الأولى: معايشة الموقف

البداية:
يتساءل الأطفال: "يتغيّر شكل القمر، فماذا يعني ذلك؟"
وانطلاقا من هذا السؤال، يفضي الأطفال بمداركهم وتصوّراتهم. واعترف الجميع بضرورة القيام بمراقبة التغيّرات التي تطرأ على مظهر القمر.

الخطوة الثانية: المشاهدات والصياغة الأولى للمشكلة:

الموقف:
القيام بمشاهدة ورسم القمر كل يوم، كما يتم رؤيته.
لقد استمرت فترة المشاهدة هذه من شهر اكتوبر ١٩٩٩ إلى شهر مارس ٢٠٠٠.

سير الأحداث:
يمتلك كل تلميذ جدولاً للتقييم. ويقوم برسم القمر في كل خانة منه كما يراه، ولا ينسى أن يدون التاريخ الذي قام فيه بالمشاهدة.

بطاقة المشاهدات:
أدى تقرير أوّلي بعد بضعة أسابيع من المشاهدة إلى الملاحظات والتأملات التالية:


• يتغيّر القمر
• يصغر ويكبر حجمه
• أحيانا يكون بدرا (دائرة تامة)
• يمكن رؤيته في صورة هلال، كبير أوصغير، وفي صورة ربع القمر (النصف). قد يكون الهلال أو ربع القمر متجها نحو اليمين أو اليسار.
• نراه دائما بنفس الموضع في السماء.
• نراه دائما بنفس الوقت من اليوم.
• يوجد أوقات لا نراه فيه مطلقا (عندما لا يكون هناك سحب). إنه القمر الأسود (بالتقويم)، القمر الجديد.
• عندما يصغر القمر، يستعد ليكبر من جديد.
• لقد رأيت القمر في نشرة الأرصاد الجوية، لقد كان حجمه يشبه حجمه في الطبيعة.
• عندما نتقدّم، يتقدّم القمر معنا.
• لا نرى دائما نفس الجانب منه (لقد شاهد كيفين ذلك على جهاز الكمبيوتر)
• لا، حيث إنه يدور جهة اليمين أو اليسار.
• لا يدور القمر حول نفسه وبالتالي نرى دائما نفس الجهة.
• كيف يمكن التأكّد من رؤيتنا لنفس الجهة دائما؟
• يوجد بقع: فهل نرى دائما نفس البقع؟

التحليل التربوي:
تؤدّي كل تلك الملاحظات إلى التساؤل:
• ما الذي يتسبّب في تغيير شكل القمر؟
• لماذا يتغّير شكل القمر؟
• كم مرة يتغيّر فيها شكل القمر؟
• متى يتغيّر شكل القمر؟

الخطوة الثالثة: متى يتغيّر شكل القمر؟

الهدف:
يتعلّق الأمر هنا بتناول المشاهدات التي تم القيام بها بصورة أدق من خلال تحليل البيانات.

سير الأحداث:
١. يقوم التلاميذ بمقارنة المشاهدات التي تم القيام بها خلال نفس الفترة.
٢. يعدون التقويم القمري للشهر
٣. ويتأكّدون من صحّة عملهم من خلال مقارنته بتقويم لمراحل القمر المأخوذ من مجلّة.

ملاحظات:
حصل بعض التلاميذ على نفس الرسم الإعدادي.

 

ينقص بالنسبة لآخرين بعض الرسوم نتيجة لعدم تمكّنهم من القيام بالمشاهدة.
لم يحصل بعض التلاميذ على نفس الرسم.
وتثار المناقشات:
مثلا: يوم ١٧ نوفمبر، تمكّنت أوفيلي من رؤيته في المساء، ولوري في الصباح ولم يكن له نفس الشكل ولا نفس الاتجاه.
فعلى بطاقة أوفيلي، تكبر الأقمار السابقة أكثر فأكثر. ولكل لأقمار السابقة والتالية نفس المسار فيما عدا قمر لوري.

التفسيرات المقترحة:
• قد يكون شكل القمر يتغّير تبعا للوقت.
• من المحتمل أن يكون السبب السحب.
• قد تكون لوري قد أخطأت في مشاهدتها وفي نقلها لمساره.
لقد تعّين الجزم في لحظة ما، التعليل بصورة علمية، بمعنى البحث عن منطق وراء التغيرات المشاهدة، اللجوء إلى مشاهدة موثوق بها والاعتماد على مشاهدة مرجعية.
وهنا تم تقديم تقويم مجلّة "Astronomie magazine".

التعليقات داخل المجموعات:
• يتغيّر القمر يوميا فيما عدا في فترة القمر البدر. وأحيانا يختفي القمر.
• إن البقع هي نفسها. ولكن عند نهاية الشهر مع بداية الشهر التالي، فإنها تستمر.
• يتشابه رسم القمر في يومي ٢٠ مارس و٢٠ فبراير.
• يوجد في كل شهر عدّة أيام لا يتم فيها رؤية القمر. بأول وآخر يوم من الشهر يكون للقمر نفس الشكل تقريبا.
• يوجد بكل شهر يوم أو أكثر يكون القمر فيها بدرا.
• يكبر حجم القمر أكثر فأكثر في ثاني وثالث أسبوع من شهر مارس، ويصغر حجمه بالأسبوع الثالث والرابع والخامس.
• يتكرّر ذلك كل شهر.
• نعثر على نفس الأقمار كل شهر.
• إن ذلك بلا نهاية، فهو يعيد الكرّة. فهى دورة.
يسمح التقويم الشهري لمراحل القمر (المشاهدة المرجعية) بمقارنة بيانات التلاميذ بالواقع والحصول على التسلسل الكامل لمراحل القمر كل يوم.
ظهر منذ بداية المناقشة أن الأطفال قد فهموا بوضوح أن هذه الظاهرة تتكررّ بانتظام وبطريقة متماثلة، وأنها تشتمل على العديد من المراحل. وبعد مقارنة كل الملاحظات، عبّر الفصل بوضوح عن مفهوم الدورة.

النشاطات الإضافية:
تطرح أسئلة جديدة، مثل محاولة التعرّف على السبب وراء انكماش القمر من جانب وتضخّمه من الجانب الآخر.
وهنا تبدأ المرحلة التالية التي سنحاول خلالها شرح ما اكتفينا حتى الآن بمشاهدته.

الخطوة الرابعة: محاولة تفسير الظاهرة:

السؤال:
لماذا يتغيّر شكل القمر على مدار الشهر؟ هل يكبر وينكمش حقا؟
الحصّة ٤: تساؤل ومناقشة لوضع النظريات:

سير الأحداث:
في البداية، يحاول التلاميذ في مجموعات مكوّنة من فردين أو ثلاثة أفراد تفسير الظاهرة. تدّون كل مجموعة تأملاتها وتحاول رسمها.

النتائج:
تبرز ثلاث أفكار رئيسية داخل المجموعات تشرح الظاهرة من خلال أسباب فلكية، وكذلك تبرز أفكار أخرى، تم صياغتها بصورة فردية وهي "خيالية" أكثر، ولن يتم الاحتفاظ بها.
• عندما نكون في اتجاه شمال الكرة الأرضية، نرى القمر بدرا. وإذا كنا في اتجاه الشرق لا نرى سوى نصفه.
• إن القمر دائما في اتجاه الشمال ولا يتحرّك. تدور الأرض حول نفسها وتدور حول الشمس.
• يدور القمر حول الأرض.
• لا نرى القمر دائما بنفس الطريقة، ولأن الأرض تدور فلا نراه في نفس المكان.
• لا نستطيع الإجابة على السؤال مادمنا لا ندري ما هو الجزء الرمادي. ما الذي يخفي القمر؟
• إنه الجزء من القمر الذي تخفيه الشمس. لا حيث ما كان ليوجد ليل. لن يمكن إضاءة الدول الأخرى.
• إن الأرض هي ما يخفي نصف القمر.
• إن الشمس هي ما يضئ القمر.
• يخفي ظل الأرض القمر. وبما أن الأرض تدور، فإن الظل يتغيّر.
• تضيئ الشمس القمر. ويمكن أّلا تضيئ إّلا جزءا منه.
• كيف يمكن تقليص أو توسيع الجزء المضاء؟
• إن اللون الأبيض للقمر والأسود للسماء هما ما يختلطان ليكوَّنا اللون الرمادي.
• ما كان ليوجد قمر بدرا.
• قد يكون ذلك مثل المغناطيس. يجذب الأشياء ويضخّم حجمه ثم يفقدها...
• عندما هبط رواد الفضاء على القمر كان بدرا.
وفي نهاية الحصّة، احتفظ الأطفال بثلاث نظريات بعد المناقشة داخل الفصل:
• عند تغيير موضعنا على سطح الأرض، تختلف رؤية القمر.
• إن ظل الأرض هو ما يخفي القمر.
• لا تضيئ الشمس إّلا جزءا من القمر.

كلمة المعلّم:
كما تم التخلّي عن بعض الاقتراحات الأخرى لأنها لم تتصدَّ للحجج التي واجهتها ("اللون الأبيض للقمر الذي يختلط باللون الأسود للسماء، أو القمر الذي يجذب الأجسام ثم يفقدها").
وتم تجميع باقي الأفكار من أجل صياغة الأفكار الرئيسية التي تم التعبير عنها بصورة أوضح.

الحصّة الخامسة:
يختار الأطفال العمل انطلاقا من إحدى النظريات الثلاث، وينقسمون على ثلاث مجموعات.

المهمة المطالبون بها:
تخيّل بواسطة رسم إعدادي تجربة تسمح بإثبات صحة النظرية المختارة.
يقوم الأطفال بعمل رسمين:
يمثّل الرسم الثاني التجربة التي يودّون إجراءها.

الحصّة السادسة: إجراء التجربة:


سير الحصة:
• تذكير متكرّر من قبل المعلّم بالنظريات التي ينبغي أن تتحقّق منها التجربة.
• يجتمع كل ٣ أو٤ أطفال معا.
• تقوم كل مجموعة، انطلاقا من الأفكار المقترحة بالحصّة الخامسة، باختيار أدواتها وتقوم بإعداد جهازها:
- كرة أو كرة أرضية لتمثيل الأرض.
- كرة أصغر حجما لتمثيل القمر.
- لمبة لتمثيل الشمس.
• على كل مجموعة من خلال إعادة تمثيل حركة القمر الذي يدور حول الأرض أن تحاول إثبات النظرية المختارة، وشرح ما يخفي جزءا من القمر. وقد أخبر المعلّم التلاميذ أمرا مسلما به وهوأن القمر هو ما يدور حول الأرض وليس العكس كما كان يعتقد البعض منهم.

النتائج:
• لاحظت إحدى المجموعات أنه إذا قامت لمبة بإضاءة كرة، فإن جزءا فقط من الكرة سيكون مضاءا ومرئيا، بينما يقع الجزء الآخر في الظل. لم يتغيّر شكل الكرة، وإنما الإضاءة المسلّطة عليها هي ما يغيّر رؤيتنا لها.
• نجد هنا جزءا من الإجابة على السؤال المطروح: لا يتغيّر الشكل، فهو لا يكبر ولا يتقلص، فحجمه لا يتغيّر.
• لا نرى إّلا جزءا وهو الجزء المضاء.
• أظهر بعض الأطفال من خلال رسوماتهم استيعابهم لفكرة أن موضع القمر بالنسبة للشمس والأرض هو ما يفسرّ ظاهرة الهلال والبدر.
• "يتقبّل" التلاميذ عندئذ النظرية التي ينبغي الاحتفاظ بها: لا تضيئ الشمس إّلا جزءا من القمر. وعلى الرغم من ذلك فهذا لا يسمح بتفسير مراحل القمر الأخرى.
• لتعليل تغيير موضع القمر بالنسبة للأرض، واصل التلاميذ الفكرة بإضافة "حركة انتقال". وتختتم تلك الحصّة بإثبات صحّة صورة جزئية لإحدى النظريات، ولكن بدون تقديم شرحٍ كاملٍ لظاهرة مراحل القمر.

الحصّة السابعة:

في بادئ الأمر:
يقوم المعلّم بتقديم جهازٍ لتفسير الظاهرة.
تم تعليق كرة بوسط الفصل الذي تم تظليله. جلس الأطفال على شكل دائرة حل الكرة التي تم تسليط شعاع ضوء من كشّاف نور (المسلط) عليها.
يقوم كل طفل برسم الكرة كما يراها، مع التمييز بين الجزء المضاء والجزء المظلّل. وعلى رسم توضيحي آخر، يتعيّن عليه رسم الجهاز وتحديد موضعه من خلال علامة بالنسبة للكشّاف وللكرة.


ملخّص جماعي:
نجد رسومات لمراحل القمر المختلفة.
إنه كما لوكنا ندور حول الكرة دون تحريك الكشّاف (المسلاط).
تتوقّف كل مرحلة على موضع المشاهد بالنسبة للكرة.
يّتضح أنه من الضروري بهذه المرحلة أن يحدّد المعلّم أن "القمر هو ما يتحرّك حول الأرض".
وبعد ذلك: في يوم مشمس:
الهدف المحدّد: إدراك أن المراحل تتماشى مع موضع الكرة (القمر) بالنسبة لموضع المشاهد (الأرض) وموضع الشمس.
الهدف العملي: الربط بين الرسم (مراحل القمر) والجزء المضاء من الكرة.
التمرين ١: يمسك المعلّم الواقف في مواجهة التلاميذ بالكرة أعلى رأسه. وعلى التلميذ الذي يمتلك الرسم المتناسب للجانب المضاء من الكرة أن يقف بجواره في مواجهة باقي التلاميذ. وعلى الآخرين التأكّد من ملاءمتهما لبعضهما البعض. يحرص المعلّم بعد ذلك على الوقوف بشكل مختلف بالنسبة للشمس.
التمرين ٢: تقليد
إعداد: ٤ كرات، والرسومات المعدّة بالمرحلة الأولى، ودائرة مرسومة بالطباشير على الأرض.
على الدائرة يقف أربعة تلاميذ حاملين الكرات فوق رؤوسهم. وعلى المشاهد الواقف داخل الدائرة وضع الرسم المناسب للمرحلة التي يشاهدها على الكرة بالقرب من حاملي الكرات.
المشكلة: كيف يمكن العثور على المراحل الأربعة بواسطة كرة واحدة؟ إن حامل الكرة هو من سيدور حول المشاهد.
سؤال: في أي اتجاه عليه أن يدور؟ نرجع إلى التقويم القمري للعثور على ترتيب الهلال وربع القمر الأول والبدر والقمر الأخير.
يتم تقديم تقييمٍ مباشرٍ للأطفال، من أجل التأكّد من صّحة ما توصّلوا إليه في نهاية التجربة. ويطلب منهم تحرير تقريرٍ سريعٍ والرد على الأسئلة المطروحة قبل إجراء التجربة.
استوعب بعض التلاميذ الظاهرة، حتى وإن واجهوا بعض الصعوبات في شرحها كتابة:
"يتغيّر شكل القمر لأنه يدور حول الأرض. يتغيّر موضع القمر لأنه يدور حول الأرض".
"يتغيّر القمر لأن الشمس لا تُضيئ طوال الوقت. في البدء يكون القمر مضاءٍ بالكامل، ثم يكون شبه مضاءا بالكامل، ثم النصف ثم شبه النصف، ثم الهلال ثم تعاد الكرة".
"الجزء الأسود هو الجزء غير المضاء"
"لا تضيئ الشمس القمر"
يرجع آخرون لأفكارهم الأولية حتى وإن أظهرت المشاهدات التي تم القيام بها خلال إجراء التجارب عدم صّحتها:
"لقد قمنا بالتجربة: وضعنا كشّافا (مسلاطا) مع كرة ، مثّلت الكرة القمر والكّشاف (المسلاط) الشمس. ورأينا كيف يكون الجزء الأسود والجزء غير المضاء
لقد رأينا أن الجزء الأسود هو ظل الأرض الذي يخفي الشمس".


النشاطات الإضافية:
لقد قّررنا القيام بتقييم آخر مؤجّل للمعارف والأجهزة التجريبية لإعداد تقريرٍ حول المكتسبات بعد مرور عدّة أسابيع على بدء العام الدراسي التالي.



أدوات: 

- جدول المشاهدات (ورقة بمرّبعات)
- كرة أرضية
- كرات وبالونات ذات احجام مختلفة.
- كشّاف (مسلاط).
- مصابيح (مصباح جيب ومصباح مكتب).


© اكتشف بنفسك ٢٠١٤