יום ראשון, 21 בספטמבר 2014

מדידת נפח גוף לא הנדסי כפעילות לפתרון בעיות

אחד הנושאים הראשונים הנלמדים בכיתה ז' הוא הנפח.
התלמידים מגיעים עם ידע לגבי חישוב נפח של קוביה מבית הספר היסודי. השלב הראשון הוא הרחבת חישוב נפח הקוביה לחישוב נפח של תיבה, ובהמשך מדידת נפח של תיבה. עבור ילדים רבים השימוש בסרגל על גופים תלת מימדיים, ולא רק על ציורים בדפי עבודה עדיין לא טריוויאלי ויש לתרגל את המיומנות.
 השלב השני הוא מדידת נפח נוזל.
הפעילות מתחילה עם הצגת כלים שונים המוכרים לתלמידים מחיי היום היום המשמשים למדידת נפח נוזל - מזרק, בקבוק של תינוק, כוס מדידה לאפיה וכדומה. אחריהם מוצגים כלי המדידה המדעיים - משורות בגדלים שונים, כוסות כימיות, בקבוק כיול, פיפטות ובקבוק קוני (ארלנמאייר).
התלמידים מקבלים דפים להדביק במחברת עם איורים של משורה, כוס כימית ובקבוק קוני. עבור תלמידים רבים לוקח זמן ללמידת השמות החדשים והימצאות התמונה במחברת מקלה מאוד.


מסבירים על אופן קריאת השנתות במשורה והתלמידים מתרגלים. כאשר התרגול מבוצע על משורה אמיתית, לרוב תלמיד אחד משתלט על מיומנות קריאת המשורה בעוד בן הזוג מתבונן מהצד. פעמים רבות הקריאה אינה מתבצעת כראוי ולכן הוספתי תרגול עוד לפני המפגש עם המשורה עצמה. בתחילת הדף מצוירות משורות בהן כל שנת שווה 1 מ"ל. בהמשך משתנה קנה המידה של המשורה וכל שנת היא בת 2 מ"ל או 0.1 מ"ל.  

לסיום, התלמידים צריכים לצבוע את המשורה לפי הנפח הרשום מתחתיה.

מחלקים לתלמידים משורות ומים צבעוניים (עם צבע מאכל כדי שיהיה נוח לראות אותם) ומבקשים מהם למלא נפח קבוע מראש, למשל 30 מ"ל. מפתחים דיון לגבי אופן קריאת גובה המים ומגיעים למסקנה שיש להסתכל על המשורה באופן אופקי

מחלקים לתלמידים גוש פלסטלינה ושואלים כיצד ניתן למדוד את נפחו. לרוב יהיה התלמיד שיציע לעצב את הפלסטלינה בצורת קוביה. מפנים את תשומת ליבו לקושי של הכנת קוביה עם פאות ישרות וכמובן שיש סיבה למה יש להם משורות על השולחן. התלמידים יציעו להכניס את הפלסטלינה למשורה. מנחים אותם לעצב את הפלסטלינה בצורת גליל שיהיה קל להכניס ולהוציא מהמשורה ובנוסף קושרים את הפלסטלינה בחוט כך שניתן יהיה לשלוף אותה החוצה מבלי לשפוך את המים מהמשורה. רואים שגובה המים עלה ומגיעים למסקנה כי זהו נפח הפלסטלינה. בכדי לחשב אותו עלינו לחסר את נפח המים ההתחלתי שהיה במשורה מהנפח שאנו רואים כאשר הפלסטלינה בתוך המים.
יש להדגיש כי על הפלסטלינה להיות שקועה כולה מתחת למים.
כדי לתרגל את אופן המדידה של גוף לא הנדסי ניתן התרגיל הבא:

השלבים הבאים מבוצעים בעבודה עצמאית/זוגות והם מיועדים לכיתות המתקדמות בקצב טוב. זו פעילות המצריכה חשיבה, פתרון בעיות ויישום של ידע קודם. תלמידים "חזקים" לרוב מסיימים את שני השלבים בכעשר דקות. מאחר וזו פעילות העשרה איני דוחקת בתלמידים לסיימה. יש כאן ערך מוסף כפול: ראשית, עליהם להתמודד עם פתרון בעיה בלי שיגלו להם את התשובה (רעה חולה של הצורך להספיק את תוכנית הלימודים) ולכן הרמת הידיים לא באה בחשבון והבעיה מלווה אותם אל מחוץ לשיעור. שנית, פעולה זו מאפשרת הצצה נדירה לצורת החשיבה של תלמידים שונים.

על שולחן המורה מונחים חפצים שונים, חלקם קשורים לפעילות וחלקם נועדו לבלבל.
שלב ראשון: מדידת נפח של פקק שעם. השעם צף ולכן מדידת נפחו אינה קלה כל כך. בין הפתרונות הנפוצים: 
מדידת חצי נפח של הפקק שמתחת למים והכפלתו בשתיים - קשה לקבוע חצי במדויק ולכן שיטה זו אינה מספקת.
דחיפת הפקק לתוך המים בעזרת חפץ כלשהו (עט או עיפרון לרוב) - הנפח הנמדד כולל גם את נפח החפץ ולא רק את הפקק. מאחר ולא כל החפץ שקוע מתחת למים קשה לחשב את נפחו כדי לחסרו מהתוצאה הסופית.
לבסוף, ולעיתים נדירות כבר בהתחלה, התלמידים מבינים שהפלסטלינה, שהם כבר יודעים את נפחה, יכולה לשמש כמשקולת שתשקיע את השעם מתחת למים. שימוש בחפץ אחר כמשקולת כמובן מתקבל גם הוא וכל פתרון אחר המאפשר מדידה נכונה.

כשלב אחרון התלמידים מקבלים אבן גדולה שאינה נכנסת למשורה וכוס גדולה עם חור בחלקה העליון. בהינתן מספיק זמן התלמידים מגיעים לפתרון לבד. לפחות חלק מהם והשאר מעתיקים....
אם הזמן קצר, מדגימים כיצד ניתן למלא את הכוס כך שהמים עוד רגע נשפכים. המראה הזה בדרך כלל מספיק כדי שהתלמידים ישלימו לבד - מניחים כוס ריקה מתחת לפתח בראש הכוס הגדולה, מכניסים את האבן לכוס הגדולה והמים במקום לעלות כמו במשורה, נשפכים אל הכוס הריקה. את המים שנשפכו מעבירים למשורה וכך מגלים את נפח האבן.

ניתן להוריד את דפי הפעילות באתר Teachers pay Teachers בחינם.


אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה