تجربة استهلالية

التجربة الاستهلالية

هي عبارة عن خطوات وأنشطة معينة، متعلقة بأنواع عديدة من العلوم .

على سبيل المثال، الكيمياء، الفيزياء وعلوم البيئة، عناصرها التجربة ثم المشاهدة ثم الاستنتاج ووضع الهدف النهائي من القيام بالتجربة،

أي التعلم بطريقة التجارب، بهدف وضع مفاهيم وأسس أو استراتيجيات لمواضيع وقضايا معينة في مختلف العلوم فيزياء، كيمياء، مهارات اجتماعية وغيرهم، لكن في البداية عليك صنع مطوية ورقية بالطول من 3 أوجه، وكتابة ما يلي في كل وجه:

المعلومات التي أعرفها.
المعلومات الجديدة التي أريد الحصول عليها من التجربة الاستهلالية.
ما تعلمته بالفعل بعد انتهاء التجربة.

أمثلة على التجربة الاستهلالية

تجربة السقوط الحر وتسريع الجاذبية للأجسام.
صنع الكمادات الباردة.
التجاذب والتنافر.
القصور الذاتي.
علاقة الطرق بالأوعية الدموية.

نستعرض تالياً أمثلة مختلفة عن التجارب الاستهلالية في كافة مجالات العلم فيزياء، أحياء، طاقة، مهارات وغيرها:

تجربة السقوط الحر وتسريع الجاذبية للأجسام

: تجربة استهلالية لاحظ كيف تسرع الجاذبية الأجسام أو المعروفة بالسقوط الحر، اتبع الخطوات التالية وأكتب في مطويتك العلمية الخطوات والنتائج:

الأدوات: مجموعة من الأقلام متساوية الشكل على سبيل المثال، أقلام رصاص جديدة لم يتم برى رأسها.
التجربة: أربط قلمين معاً ثم اترك قلماً آخر بمفرده، الآن أرفع الأقلام لأعلى على نفس المستوى، ثم اتركها لتسقط، اكتب في المطوية، أيهم أسرع تساقطاً القلم بمفرده، أم القلمان المربوطان؟
النتيجة: الأقلام كلها سقطت بنفس السرعة سواء المجمعة برباط أو المتروك بمفرده.
الاستنتاج: إن سرعة الجاذبية كانت متساوية في حالات الأقلام المختلفة، لذلك الأقلام سقطت بنفس السرعة والترتيب. [1]

صنع الكمادات الباردة

: اصنع مطويتك، ثم اكتب اسم التجربة الاستهلالية في مجال الكيمياء، وهي كيفية صنع الكمادات الباردة التي تمتص الحرارة وتخفف الألم من خلال اتحاد مركبات كيميائية معينة:

الأدوات: مقياس حرارة أي نوع ما عدا ترمومتر الذئبق، ثلاث أنابيب اختبار، ماء مقطر، ميزان قياس، نترات بوتاسيومKNO3، كلوريد الكالسيوم CACL2 ونترات الأمونيومNH4NO3، ميزان للقياس.
التجربة: يتم موضع 15 ملم من الماء المقطر في كل أنبوبة اختبار، ضع مقياس الحرارة وسجل في المطوية درجة حرارة الماء في كل أنبوبة، ثم استخدم ميزان لقياس كتلة 1.0 جرام من كلاً من نترات بوتاسيومKNO3، كلوريد الكالسيوم CACL2 ونترات الأمونيومNH4NO3، احرص على عدم تعريض هذه المواد الكيميائية الحساسة، إلى درجات الحرارة أثناء القيام بالتجربة، قم بإضافة كل عنصر من الثلاثة في أنبوبة الماء الخاصة به، ثم حرك جيداً، الآن سجل في المطوية العلمية درجات الحرارة الصغرى والكبرى لكل عنصر.
النتيجة: نترات البوتاسيوم والأمونيوم هي أكثر العناصر فاعلية في صنع الكمادات الباردة.
الاستنتاج: كلوريد الكالسيوم عنصر طارد للحرارة، أما العنصران الآخرين هم من أفضل المواد لصنع الكمادات الباردة، لأنهم يعملون على خفض درجة الحرارة، وبالتالي يحققان الغرض المصنوعة من أجله الكمادات الباردة. [2]

التجاذب والتنافر

: أثبتت التجارب العلمية الفيزيائية أن الأقطاب المتشابهة تتنافر، أما المختلفة تتجاذب، لإثبات ذلك بتجربة بسيطة، قم بفعل الآتي:

الأدوات: قصاصات ورق، مشط بلاستيك، قطعة صوف، 2 بالونة منفوخة بالهواء ومربوطين بخيط.
التجربة: مشط شعرك بالمشط البلاستيكي، ثم قربه إلى قصاصات الورق الموضوعة على الطاولة، ثم قم بتدليك البالونات بالقطعة الوصفية وقربهم من بعضهم البعض.
النتيجة: المشط انجذب لقصاصات الورق أما البالونات لم يحدث بينهما أي تجاذب.
الاستنتاج: الأقطاب أو الإشارات المتشابهة تتنافر مثل ما حدث في البالونات، أما المختلفة تتجاذب مثل المشط والقصاصات. [3]

القصور الذاتي

: تجربة استهلالية، لا يرتبط هذا المفهوم بالعلوم الحيوية فقط، لكن أيضاً بتعليم الكثير من المهارات الاجتماعية بجانب اكتشاف العيوب والسلبيات، من أجل العمل على حلها، نستعرض تالياً تجربة استهلالية لاستكشاف القصور الذاتي:

الأدوات: عربة لعبة أو لوح تزلج، حاجز، شريط لاصق ومكعب من الخشب.
التجربة: في منتصف الغرفة وفي مساحة فارغة، نضع لوح التزلج أو العربة، ثم نضع فوقها المكعب الخشبي، الآن نضع الحاجز أمام العربة أو لوح التزلج بمسافة تتراوح ما بين 1-2 متراً، ادفع العربة أو اللوج باتجاه الحاجز في مرة، ثم ثبت المكعب بشريط لاصق وادفعه مرة أخرى باتجاه الحاجز، في المطوية دون ما حدث في الحالتين.
النتيجة: في المرة الأولى يسقط المكعب قبل وصول لوح التزلج للحاجز، أما في المرة الثالية يصطدم اللوح بالحاجر دون سقوط المكعب المثبت بشريط لاصق.
الاستنتاج: سقوط المكعب غير المثبت بلاصق نتيجة لقصوره الذاتي، أما الحالة الثانية تم تعديل هذا القصور، عند تطبيق هذه التجربة الاستهلالية في واقع الحياة، نجد أن ربط حزام الامان أثناء قيادة السيارات، يجنبك القصور الذاتي في حالة عدم ربطه والاندفاع للأمام بقوة ثم الاصطدام بعجلة القيادة. [4]

علاقة الطرق بالأوعية الدموية

: هنا يعتمد الطلاب على التفكير الناقد، هل هناك علاقة بين الطرق والأوعية الدموية في جسم الإنسان، هذه التجربة الاستهلالية التالي ذكرها، توضح لك العلاقة بينهما:

الأدوات: دفتر كتابة، خريطة، مسار طريق لمكان معين يحدده المعلم.
التجربة: ارسم في دفترك الاتجاهات التي يجب أن تسير فيها السيارات، وصولاً للوجهة التي تم تحديدها سابقاً، تخيل أن مكان التحرك هو القلب في جسم الإنسان، والطرق هي الاوعية الدموية، التي تنقل الدم للقلب وبقية أجزاء الجسم.
النتيجة: الطرق هنا هي بمثابة الأوعية الدموية التي تنقل الدم للقلب، أما النهايات المغلقة في الطرق، هي خلل أو إنسداد في الشرايين.
الاستنتاج: النهايات المسدودة في الطرق، تعني توقف حركة السيارات على الطريق، وفي جسم الانسان هو توقف الدم عن التدفق. [5]

التجربة الاستهلالية علوم اول متوسط

اختبار الفرضية أو التحليل.
التفكير كالعلماء.

اختبار الفرضية أو التحليل

: تدور أنواع من التجارب الاستهلالية حول الفرضية أو التحليل، أي اختبار الطلاب للمعلومات الأساسية لديهم،ثم مقارنتها بالمعلومات المأخوذة من التجارب، ثم توجيه أسئلة وفرضيات عن مدى صحة أو خطأ هذه المعلومات، أشهر اختبارات الفرضية في مناهج العلوم للصف أول متوسط هي:

الأدوات: علبة مشروب غازي بسكر وأخرى دون سكر، وعاء ماء كبير.
التجربة: قم بوضع المشروب الغازي المليء بالسكر في الماء مرة ومرة آخرى ضع المشروب من غير السكر، ثم دون في مطويتك العلمية ملاحظاتك بعد وضع علب المشروبات في الماء، بجانب فرضيتك أنت للنتائج والنتائج الفعلية.
النتيجة: علبة المشروب بالسكر لم تطف على الماء، أما الخالية من السكر طفت على الماء.
الاستنتاج: أن السبب في الطفو والاستقرار في الماء، هو اختلاف المكونات الموجودة في كل علبة، نسبة السكر في العلبة الأولى جعلتها تستقر في القاع، أما الخالية من السكر طفت على السطح.

التفكير كالعلماء

: هذه التجربة الاستهلالية مفادها تعليم الطلاب في هذه المرحلة التعليمية، استراتيجيات التفكير المتعلقة بالعلماء:

الأدوات: ماء، زيت نباتي، 2 أنبوبة اختبار وصبغة طعام.
التجربة: ابدأ بإضافة كمية من الماء حوالي 15 مل في أنبوبة الاختبار، ثم ضع 5 مل من الزيت النباتي ثم ضع قطرتين من صبغة الطعام، ثم انظر للماء بعد إضافة هذه المكونات لمدة 5 دقائق، في المطوية الورقية سجل مشاهداتك وملاحظاتك للماء بعد إضافة الزيت وبعد إضافة الصبغة وقبل إضافة هذه المواد.
النتيجة: بعد إضافة الزيت على الماء، طفت قطرات الزيت النباتي على السطح، أما بعد إضافة الصبغة، جعلت قطرات قطرات الزيت تندمج بالماء وتشكل دوائر ملونة.
الاستنتاج: قطرات صبغة الطعام لا تتفاعل مع الزيت، بل مع الماء، الزيت يستقر على السطح وينفصل عن الماء، لكن تتتغير حالته ويندفع لأسفل نتيجة إضافة عنصر الصبغة الغذائية. [6]