المفاهيم العلمية

المياه النظيفة (صافية المظهر) والمياه الصالحة للشرب (التي يمكن شربها)، المنقاة، المرشحة... (المشكلة الأولى)
البكتيريا، الميكروبات، أنبوبة استنبات، غذاء هلامي (مواد جيلاتينية) لاستنبات البكتيريا. (المشكلة الثانية)

المنهج التربوي

الموقف المبدئي

تم دراسة نص في الفصل وكان يصاحبه رسم عن مضخة مياه أحد الجداول ومياه جوفية. وقد شاهد التلاميذ أيضًا صورًا لأنهار ملوثة بالمخلفات ثم لاحظوا مياه قناة ميدي Midi، والموجودة بالقرب من المدرسة، بعد مطر غزير ورياح شديدة.

تم دراسة نص في الفصل وكان يصاحبه رسم عن مضخة مياه أحد الجداول ومياه جوفية. وقد شاهد التلاميذ أيضًا صورًا لأنهار ملوثة بالمخلفات ثم لاحظوا مياه قناة ميدي Midi، والموجودة بالقرب من المدرسة، بعد مطر غزير ورياح شديدة.

وهناك أسئلة بالتالي تم طرحها:
- هل يمكننا شرب المياه الصافية، الشفافة؟ كيف يمكن التأكد من أن المياه صالحة للشرب؟
- من أين يأتي تلوث المياه؟ وكيف يمكن تجنبه؟
- لماذا تكون مياه الآبار الجوفية الموجودة تحت الأرض صافية؟

اقترح التلاميذ بعض الإجابات:
- «يمكن أن نشرب المياه عندما تكون صافية.» وأضاف آخرون: «إذا لم يكن لها رائحة كريهة.» ويعتقد البعض أنه للتأكد من شربها يجب إضافة بعض ماء جافيل.
- «تلوث الناقلات للقناة، ويلقي الناس فيها كثير من المخلفات.»
- «تكون المياه غير جيدة للشرب إذا ماتت الأسماك، وتكون المياه متسخة عندما يكون هناك طين.»
- «تكون المياه الموجودة تحت الأرض صافية عندما تمر بطبقة من الرمال.»

 فمن المقرر إذن حل مشكلتين:
• كيف يمكن تحويل المياه المتسخة، العكرة، والمتسخة بالمخلفات إلي مياه نظيفة، شفافة؟
• وهل يمكننا شرب هذه المياه، هل هي صالحة للشرب؟

المشكلة الأولي: تحويل مياه متسخة إلي مياه نظيفة

افتراض
يجب ترشيح المياه بواسطة مواد مختلفة تجمع القاذورات.

تجارب اقترحها التلاميذ
• يقترح التلاميذ إعداد مرشحات بوضع مواد مختلفة في زجاجات بلاستيكية مقطوعة.
• يقترحون في المرة الأولى أن يرشحوا المياه مرة واحدة فقط (انظر ماذا يحدث لكل مرشح) ولا تفكروا في استخدام المرشحات المختلفة في تكملة بعضها البعض.
• اعتقد البعض أنه يجب ترك الماء يهدأ حتى تسقط المواد في قاع الإناء.

إعداد التجارب (حصة واحدة)
• سنجمع مياه قناة Midi، المتسخة والمليئة بالقاذورات، سوف نسكبها في أحواض ونتركها تهدأ.
• يبحث التلاميذ فرديًا، بالاستعانة بالمستندات عن الترشيح، عن أفكار الترشيح الممكن تنفيذها. ثم يتناقشون في مجموعات عن مدى ملائمة اختياراتهم.
• ويدونون الأدوات اللازمة.

تجارب قام التلاميذ بتنفيذها
• أثبت التلاميذ أن هناك قاذورات رقدت في القاع ولكن المياه مازالت عكرة ورائحتها كريهة. وتلك المياه التي تم تركها ساكنة ليلة كاملة تمثل مرحلة أولى.
• وهناك مواد خفيفة تطفو فوق سطح المياه والبعض يستعين بمصفاة لإزالتها.
• وهم يحاولون استعادة المياه دون تحريك الأحواض حتى تظل الجزيئات بالقاع.
• ويقومون بترشيح تلك المياه بواسطة مصفاة، مرشح قهوة، رمل، حصى، قطن، مصفاة خاصة أو ورق خاص للتنظيف.

تحليل النتائج، الخلاصة
• تبادل النتائج: المياه التي تم الحصول عليها بعد الترشيح تختلف تمامًا من مرشح لآخر. يدرك التلاميذ أهمية ترشيح المياه عدة مرات باستخدام المرشحات المختلفة.
• مناقشة حول المشاكل التي تم مقابلتها وفعالية المرشحات. البعض قام بغسل الرمل قبل وبعد الترشيح: «يجب وضعه في مرشح قهوة أو مصفاة وإلا فسوف يمر من خلال الزجاجة مع المياه.» -«ويتم استخدام الحصى في بداية العملية، ويجب أن يكون نظيفاً.» -«يجب استخدام مرشحات أدق حتى يتم ترشيح الجزيئات الصغيرة جدًا.» وتظهر المياه شفافة جدًا للكثير ولكن تظل رائحتها كريهة. ويتذكر بعض التلاميذ أنهم قرؤوا في أثناء البحث المستندي أنه يمكن استخدام الكربون. وقد تم تنفيذ التجربة، واختفت الرائحة.
• الخلاصة: يمكن جعل المياه المتسخة نظيفة بترشيحها بالاستعانة بأدوات مختلفة لجمع القاذورات. ملاحظة: يظل السؤال عن كون هذه المياه صالحة للشرب مطروحاً.

المشكلة الثانية: معرفة إذا كانت المياه صالحة للشرب
مناقشة
ما هي المياه الصالحة للشرب؟ ليس للتلاميذ كلهم نفس الرأي. ولا يوازنون كلهم بين المياه النظيفة (واضحة، شفافة، ليس لها رائحة) والصالحة للشرب (التي يمكن أن نشربها دون الإصابة بمرض). فمن الضروري إذن تحديد هذين المصطلحين.

افتراضات التلاميذ
• يبدو للبعض أن المياه التي تم الحصول عليها مسبقًا صالحة للشرب. ويقترح التلاميذ إرسالها إلي معمل ليتأكدوا من عدم احتوائها علي ميكروبات.
• ويبدو للبعض الآخر أنها ليست صالحة للشرب ولكنها تحتوي علي ميكروبات. وللتخلص من تلك الميكروبات، يقترح التلاميذ إضافة الكلور أو غلي المياه.
تجارب مقترحة
• تقترح المعلمة أن يبحث التلاميذ في الفصل فيما إذا كانت المياه تحتوي علي ميكروبات. وقدمت لهم أنابيب استنبات بكتيري (غذاء هلامي –مواد جيلاتينية- لاستنبات البكتيريا) وسألتهم إذا كانوا يعرفون كيفية استخدامها. ويعتقد البعض أنه إذا تم وضع المياه عليها وكانت تحتوي علي ميكروبات، إذاً فسوف تنمو تلك الميكروبات. فإذا كانت المياه غير صالحة للشرب، سوف نرى ذلك.

تجارب قام التلاميذ بتنفيذها
يفكر التلاميذ في مجموعات رباعية في التجارب التي يمكن تطبيقها.
ثم يعرضون على الفصل كله أفكارهم ويقترحون، من أجل عقد المقارنات، القيام باستنبات ما يلي:
• استنبات مياه القناة التي أصبحت نظيفة بالترشيح
• استنبات مياه القناة المتسخة
• استنبات المياه التي أصبحت أكثر نظافة من ماء جافيل
• استنبات المياه التي أصبحت نظيفة ثم اتسخت
• استنبات مياه الصنبور

تحليل النتائج، الخلاصة
• خلال خمسة أو ستة أيام، تتم ملاحظة الأنابيب الموضوعة فوق مدفئة الفصل (نحضر جهاز تدفئة مستمرة إذا لم تكن تلك الحصص في فصل الشتاء). نقوم بالتدوين والرسم.
• مقارنة النتائج مع التلاميذ المتحفزين قبل التجارب
• تجميع النتائج في الكراسة بعد صياغتها بمعرفة التلاميذ (لا يتم نقل النتائج من المعلمة).
• الخلاصة: المياه الواضحة والشفافة ودون رائحة كريهة ليست بالضرورة صالحة للشرب. فيحتمل وجود جراثيم، فيروسات وبكتيريا ضارة بالصحة.

تعليق المعلم
تم الحصول علي أنابيب الاستنبات مجانًا من خلال أحد معامل التحاليل الطبية في مدينتنا.
وتسمح تلك التجارب للتلاميذ بتمثيل ما تعلموه وذلك بتخيل مراحل جديدة لعملية معالجة المياه.

المستندات المستخدمة
اكتشف بنفسك، تحت رعاية G. Charpak – Flammarion.
المياه هي كوكبنا – كتب البيئة، Gallimard.
ملايين التجارب – موسوعة الكائنات الحية، Nathan.
المياه والحياة – التوثيق بالصورة، Nathan.
المياه – R. Tavernier
Okapi، المياه للجميع – Bayard.
Mic Doc، المياه – Milan.
وكالة للمياه، Adour Garonne.

الأنشطة الإضافية
اكتشاف عمل محطة المعالجة الطبيعية لـ Blagnac التي ستسمح للتلاميذ بمشاهدة تطبيقات أبحاثهم.
بحث عن أصل التلوث ونتائجه. ثم العمل علي مياه الصنبور. هل هي عالية الجودة (نترات)؟ كيف يمكن حماية البلاد من الجفاف؟
تم عرض بحث عن Pasteur وأعماله على الميكروبات.

أدوات: 

- زجاجات من البلاستيك مقطوعة إلى ثلاثة أرباعها، ويتم قلب عنقها إلي أسفل،
- مصفاة
- مرشح قهوة
- رمل
- حصى
- قطن
- شبكة
- ورق ماسح لكل شئ
- كربون خشب،
- أنابيب استنبات (غذاء هلامي –مواد جيلاتينية- لاستنبات البكتيريا) يتم الحصول عليها من معمل تحاليل.