أكتشف بنفسك : الصفحة الرئيسية > أنشطة > تكنولوجيا > أدوات تقنية > وجود الهواء
إثبات : وجود الهواء  [الدورات ١ و ٢ و ٣]
وجود الهواء
 أبوخالد رشيد (لمزيد من المعلومات)
مؤلفون
 

أولا إبراز وجود الهواء من خلال تناول الزجاجات المغمورة في الماء، ثم صنع المظلات مع تغيير المؤشرات المختلفة.

ملخص
 
١٠/٠٢/١٩٩٩
تاريخ النشر : 
 

عالم المادة (وجود الهواء) والأجسام والخامات.

مفاهيم مستهدفة
 
 

النشاط الأول: ماذا يوجد بتلك الزجاجة؟

نعرض على التلاميذ زجاجة لا تحتوي ظاهريا على شئ.
في بادئ الأمر لا يتمكن التلاميذ من تخيل وجود شئ بالزجاجة "الفارغة"، ثم بعد مرور وقت طويل من الأبحاث المترددة، يتم فرض نظرية احتمال وجود الهواء بها؛ فكيف يمكننا بهذه الظروف إثبات وتوضيح احتوائها على الهواء؟ ولقد حاول التلاميذ القيام برسم التجربة بكراساتهم من خلال دلو به ماء وزجاجة وأنابيب وبالونات؛ وبعد العديد من التجارب ينجح كل الأطفال في عمل فقاعات، ويتم "الاعتراف" بأن تلك

النشاط الثاني: ماذا يحدث عند غمر زجاجة بلا قاع ويعلوها بالون بالماء؟

لقد طلبت من الأطفال كما هو مذكور بالأعلى استنتاج ما سيحدث إذا تم غمر زجاجة بلا قاع رأسيا بالماء ويغطي عنق تلك الزجاجة بالون ذو غشاء ممرغي؛ ولم تكن الإجابة تلقائية، وهنا أيضا كان لازما اختبار انتفاخ البالون نتيجة دفع الماء الداخل عبر قاع الزجاجة للهواء الموجود بها.
وبمرحلة ثانية بنفس الحصة، تم سؤال التلاميذ عن استنتاجهم لما سيحدث لنشاف معلق بعنق الزجاجة إذا ما تم غمرها بالماء؛ وحتى على الرغم من علمهم بوجود الهواء داخل الزجاجة فإن أغلبية الأطفال لا تستطيع تصور بقاء النشاف جافا، إذا تم غمر الزجاجة بالماء فلا مفر من ابتلال النشاف، حتى أن بعض التلاميذ قالوا أن النشاف الجاف مبتل بما أن الزجاجة مغمورة عن آخرها بالماء، ولذا يستلزم الأمر تبليل نشاف آخر حتى يعي التلاميذ الفرق بين النشاف الجاف والمبتل؛ ويدفع التجريب والتفكير التصورات الأولى بصعوبة كما يتضح ذلك من خلال الرسومات التي يقوم بها الأطفال لاحقا بالرغم من علمهم عن طريق التجربة ببقاء النشاف جافا عند غمر زجاجة عن آخرها بالماء فلا يستطيع أغلبية التلاميذ الامتناع عن رسم زجاجة مغمورة بالماء حتى المنتصف.

كلمة اكتشف بنفسك:
إن وجود مناقشة حول كون النشاف مبللا أم لا، وتعارض رسومات التلاميذ مع المشاهدات التي تم القيام بها يعني عدم تخطي التصورات الأولى بعد؛ وقد نستطيع تعميق تلك السلسلة من خلال بعض النشاطات التكميلية "تجربة المصعد"، استخدام ماء ملون وإدخال الهواء بالزجاجة وإصفاق الهواء أسفل سطح الماء.
وفيما يتعلق بالصعوبات التي يواجهها التلاميذ في عمل رسومات تتوافق بدقة مع المشاهدات، فيمكن إلقاء نظرة على سلسلة النشاطات، مثل إبراز الهواء بموقع اكشف بنفسك وهي سلسلة تقوم على تناول التلاميذ للرسومات.
انظر سلسلة إبراز وجود الهواء.
ومن جانب آخر، فإنه من المفضل استخدام دلو شفاف بهدف تحسين ظروف المشاهدة حتى يتمكن التلاميذ من رؤية مستوى الماء بالزجاجة، فاستخدام دلو مصنوع من خامة معتمة يجبر التلاميذ على النظر من أعلى؛ كما تفي أحواض بلاستيكية شفافة بالغرض.

النشاط الثالث: اختبار تأثير الهواء على جسم كالمظلة مع تغيير مؤشرات "كالوزن":

وأخيرا لإبراز المقاومة والوجود الفعال للهواء في بيئة أخرى غير دلو الماء، تم اقتراح تصور وتنفيذ مظلة؛ وبمرحلة أولى يقوم التلاميذ في مجموعات مكونة من شخصين أو ثلاثة بتصور البطاقة التقنية لتجهيز المظلة، عن طريق رسم كلي أو تخطيطي للصنع تبعا للتلاميذ، مع تحضير قائمة بالأدوات اللازمة.
بعد احضار تلك الأدوات، يحاول التلاميذ في اليوم التالي صنع المظلة انطلاقا مما عرضوه ومن خبراتهم السابقة؛ وكقاعدة عامة، يتم اختيار جسم من البلاستيك الذي تستخدمه المتاجر الكبيرة في التغليف والتعبئة لعمل جيب المظلة؛ إن اختيار كل الأدوات خلال تلك الخربة الأولى اختيار حر، جيب وخيط وجسم يسقط مع المظلة؛ وفي العموم يقوم التلاميذ باختيار جيب مع مراعاة عدم وجود ثقوب تسمح بمرور الهواء مما يدل على إدراكهم لتأثير الهواء؛ أما بالنسبة لاختيار الخيط فلقد تم بشكل سريع تفضيل خيط الجزارة الرفيع أو خيط الحديقة على خيط الرزامة الغليظ والذي تم جلبه من مزرعة أولياء الأمور؛ وبالنسبة للسلة فالتنفيذات كانت متنوعة، من ألعاب الليجو (أو مكعبات البناء) إلى الرجل المصنوع من كرتون مقوى مرورا بصندوق من الكرتون؛ وواجهت عملية التجميع صعوبات تقنية متوقعة ناتجة أساسا من ضرورة عمل عقد؛ ثم يتم اختبار المظلات بمكان "مرتفع" بالمدرسة يكون التلاميذ فيه بآمان؛ وتعد فترة المشاهدات هذه مهمة في إدراك معنى المظلة، فهي ليست بجسم نقوم بتطييره وإنما هي جسم يسقط من أعلى وهذا تصور لم يكن البعض قد أدركه؛ ويقوم بعض التلاميذ بعد ذلك بصنع مظلات بالمنزل في نهاية الأسبوع؛ ويتم اقتراح تجربة أخيرة في الأسبوع التالي من أجل التوصل إلى الخاتمة.
وفي الواقع، فإن الصعوبة في فهم واستيعاب تأثير الهواء من خلال هذا النشاط قد ظهرت في نهاية الأسبوع حين قام التلاميذ بشرح ما قاموا بعمله بالجريدة الأسبوعية للفصل، فمثلا قامت طفلة بقول أن المظلة الفائزة هي أسرع مظلة في الهبوط من نقطة افلاتها وصولا إلى الأرض، وبالنسبة لطفل آخر فيجب الوقوف على كرسي وقذف المظلة التي تطير بعد ذلك لاختبارها علما بأن بالتجربة صعد هذا الطفل على الكرسي وأفلت المظلة التي سقطت بعد ذلك على الأرض؛ وتوضح هذه الكلمات أن التصورات الأولية أقوى من المشاهدات... ولكن فلنتذكر على الرغم من ذلك، أنه عند إعادة إجراء التجارب، قال البعض الآخر من الأطفال أنهم قد صعدوا على الكرسي و تركوا المظلة تسقط.

أي المظلات نصنع حتى يكون السقوط بطيئا؟

يحصل الأطفال جميعا على جسم مثقل مصنوع من سدادة من الفلين ومسامير ولولب ومسمار كبير؛ وتتماثل كل تلك الأشياء في الحجم والشكل؛ وعلى التلاميذ اختيار طول الشريط الورقي في مجموعات من شخصين أو ثلاثة حتى تسقط تلك الأجسام بأبطأ طريقة ممكنة؛ ومن أجل السماح لهم بوضع النظرية كان عليهم الاختيار بين أطوال مختلفة للشرائط الورقية، كما كان عليهم كتابة ذلك؛ واختلفت الأطوال المختارة تبعا لافتراضات التلاميذ، فأخذ البعض شرائط قصيرة وأخذ آخرون شرائط أطول بكثير؛ ويمثل طول الخيط متغيرا آخر؛ فمن أجل الحصول على مظلة أكثر فاعلية قامت مجموعة بلصق ورقة فوق الشرائط الورقية حتى تهبط المظلة ببطء؛ وكان من الضروري كذلك إتاحة وقت مسبق لإعادة شرح أن المظلة الجيدة هي المظلة التي تهبط ببطء وليست المظلة التي تهبط سريعا، أو المظلة التي نقوم بتطييرها بشكل جيد.

 


ردود أفعال:

ردود الأفعال:

١٥/١٠/١٩٩٩: مساهمة Marie-Therese Teste معلمة
إني أعرض تجربة أطلق عليها أطفال الـ CP "المصعد"؛ حيث توجد زجاجة بلاستيكية بدون قعر ومغلقة بسدادة؛ كما توضع عوامة فوق سطح الماء الموجود بحوض ونسأل التلاميذ عما سيحدث للعوامة إذا تم تغطيس الزجاجة من أعلاها، ويفترض معظم الأطفال بقاء العوامة بنفس المستوى ويدهشون عند رؤية العوامة تغوص في نفس الوقت الذي يهبط فيه مستوى الماء بالزجاجة؛ فإن ما يمنع العوامة والماء من الصعود بالزجاجة هو الهواء؛ ونتيجة للقيام بتلك التجربة عدة مرات أتت لطفل فكرة فتح السدادة بينما الزجاجة مغطسة بالماء، فصعدت العوامة؛ فالهواء قد خرج من الزجاجة ولم يعد يمنع كل من العوامة والماء بالزجاجة من البقاء عند نفس مستوى الماء بالحوض؛ وللتأكد من خروج الهواء أعدنا إجراء التجربة ولكن مع عمل ثقب كبير بواسطة إبرة ضخمة في الزجاجة وهنا تمكنا من الإحساس بالهواء وهو يخرج.

٢٦/١/٢٠٠٠ مشاركة Claudette Balpe معلمة – cbalpe@away.fr
يعاني الاقتراحان من نفس عيب الترابط المنطقي، حيث نقود التلاميذ إلى توضيح وجود الهواء على الرغم من عدم إنكارهم لوجوده؛ ينبغي أولا أن نقودهم إلى المناقضة، تجعيد كيس بلاستيكي (من النوع المستخدم في التجميد) يكون شفافا ومقفولا، فيقاوم الكيس "بالنهاية" عن طريق تكوين "فقاعة" تحتوي على شئ مقاوم للضغط؛ فإن هذا التناقض هو الذي يقود الطفل إلى العثور على الشئ المحبوس داخل الكيس الذي يبدو فارغا، فيتم عمل ثقب صغير والاقتراب لرؤية "ما يخرج" منه... ويشعر الطفل "بتيار هواء" ضعيف "كالرياح إلى حد ما" تقوده إلى الإحساس بشكل ملموس بوجود هذا الشئ الذي يتم تعريفه بسهولة على أنه تيار هواء؟ وبالتالي على أنه "هواء يخرج"؛ ولإيجاد موقع الثقب يتذكر البعض الأب الذي يقوم بغمر طوق المطاط المنفوخ بالماء ويقترحون القيام بعمل نفس الشئ؛ وتتماشى ملاحظة الفقاعات مع "هذا هواء يخرج في الماء ويقوم بعمل فقاعات"، لذا فلمعرفة إذا كان هناك هواء بالكوب... نحاول عمل فقاعات، وبالتالي فإن عمل فقاعات له مغزى علمي.


© اكتشف بنفسك ٢٠١٩