کاردستی مخلوط‌ها کلاس چهارم؛ ۳ نمونه و آزمایش جداسازی
کاردستی مخلوط ها
برای کاردستی مخلوط‌ها کلاس چهارم، سه ظرف کوچک از برنج و عدس، آب‌نمک و آب‌وماسه آماده کنید و کنار هرکدام کارت مشاهده بگذارید. سپس با جداکردن دانه‌ها و صاف‌کردن آب‌وماسه نشان دهید که همه مخلوط‌ها یک‌جور نیستند. در این آموزش پرشین‌وی، یک تابلوی ساده برای درس «مخلوط‌ها در زندگی» می‌سازیم؛ مدلی که هم برای نمایش مناسب است و هم می‌توانید با آن سؤال بپرسید و نتیجه را ثبت کنید.
مهم‌ترین بخش این کاردستی، تشخیص تفاوت نمونه‌هاست. ظرف برنج و عدس دو ماده قابل تشخیص دارد. اما در آب‌نمک، اگر مقدار کمی نمک کاملاً حل شده باشد، دیگر دانه‌های نمک را با چشم نمی‌بینید؛ اما نمک هنوز وجود دارد. ماسه در آب حل نمی‌شود و می‌توانند ته ظرف جمع شوند. برای تشخیص نمونه‌ها، آن‌ها را نچشید و چیزی از ظرف آزمایش نخورید.
وسایل لازم برای کاردستی مخلوط‌ها کلاس چهارم
- سه ظرف پلاستیکی شفاف کوچک و سالم با درِ محکم
- یک سینی و مقوای محکم حدود ۴۰ در ۳۰ سانتی‌متر
- مقدار کمی برنج، عدس، نمک و ماسه تمیزِ شسته
- آب معمولی با دمای اتاق
- قاشق چای‌خوری، پیمانه کوچک و دو ظرف کم‌عمق برای دسته‌بندی دانه‌ها
- قیف پلاستیکی، کاغذ صافی یا فیلتر قهوه و یک ظرف جمع‌آوری آب
- کاغذ رنگی، چسب نواری، ماژیک، مداد و خط‌کش
- چند کارت کوچک برای نام نمونه، حدس و مشاهده
ظرف‌ها لازم نیست بزرگ باشند. برای دو نمونه آبی، حدود صد میلی‌لیتر آب در هر ظرف کافی است؛ ظرفی انتخاب کنید که بالای آب هم فضای خالی داشته باشد. برای نمونه خشک، یک قاشق برنج و یک قاشق عدس بردارید. با مقدار کم، هم مواد هدر نمی‌روند و هم دیدن دانه‌ها و جابه‌جایی کار آسان‌تر است.
از ظرف شوینده، دارو یا ماده ناشناس استفاده نکنید، حتی اگر ظاهر آن تمیز باشد. ماسه باید تمیز و بدون تکه‌های تیز باشد و هنگام کار گردوخاک بلند نکنید. بزرگ‌تر در انتخاب وسایل و آماده‌کردن صافی کمک کند. این فعالیت به شعله، آب جوش، شیشه، مواد شوینده یا پودرهای ناشناس نیاز ندارد. زیر ظرف‌ها سینی بگذارید تا میز خیس نشود.
مخلوط یکنواخت و غیریکنواخت چه فرقی دارند؟
وقتی چند ماده کنار هم قرار می‌گیرند، می‌توانند مخلوط بسازند. در بعضی نمونه‌ها، بخش‌های متفاوت را به‌راحتی می‌بینیم؛ مثل برنج و عدس خشک. این نمونه را مخلوط غیریکنواخت می‌نامیم. اگر یک قاشق از گوشه‌های مختلف آن بردارید، ممکن است تعداد دانه‌های برنج و عدس در هر قاشق یکسان نباشد.
آب‌نمکِ رقیق که نمک آن کاملاً حل شده، نمونه‌ای از محلول و مخلوط یکنواخت است. با چشم، آب را یک طرف و نمک را طرف دیگر نمی‌بینید. محلول هم نوعی مخلوط است؛ یک چیز جدا و بی‌ارتباط با مخلوط‌ها نیست. در این آموزش از اصطلاح‌های کتاب استفاده می‌کنیم و نمونه‌ها را با مشاهده مقایسه می‌کنیم.
| نمونه | بعد از آماده‌سازی چه می‌بینیم؟ | نوع نمونه |
|---|---|---|
| برنج و عدس خشک | دو نوع دانه را جداگانه می‌بینیم | مخلوط غیریکنواخت |
| آب و مقدار کمی نمکِ کاملاً حل‌شده | مایع در نگاه معمول ظاهر یکنواخت دارد | محلول؛ مخلوط یکنواخت |
| آب و ماسه | دانه‌ها را می‌بینیم؛ با صبرکردن در کف جمع می‌شوند | مخلوط غیریکنواخت |
فقط از روی شفاف‌بودن یک مایع نمی‌توان فهمید که آب خالص است یا چه موادی دارد. در این فعالیت چون خودمان مواد را با مقدار مشخص اضافه کرده‌ایم، نام نمونه را می‌دانیم. به همین دلیل، روی همه ظرف‌ها برچسب می‌زنیم. ظرف آب‌نمک بدون نام ممکن است شبیه آب معمولی دیده شود و برای توضیح کلاسی سردرگمی ایجاد کند.
آموزش ساخت تابلوی مخلوط‌ها برای علوم چهارم
مرحله اول؛ برای سه نمونه جای جدا بسازید
مقوا را افقی روی میز بگذارید و سه محدوده کنار هم مشخص کنید. بالای آن حدود پنج سانتی‌متر برای عنوان نگه دارید. در هر محدوده، جای یک ظرف و یک کارت توضیح را در نظر بگیرید. لازم نیست ظرف پر از آب را به مقوا بچسبانید. ظرف‌ها هنگام نمایش در سینی و جلوی کارت مربوط به خود قرار می‌گیرند؛ مقوا نقش تابلوی راهنما را دارد.
برای هر بخش یک رنگ ملایم انتخاب کنید، اما معنی علمی را به رنگ وابسته نکنید. نام ماده‌ها و نوع نمونه باید نوشته شود. روی کارت‌ها سه سؤال ثابت بگذارید: «چه موادی ریختم؟»، «چه می‌بینم؟» و «چطور می‌توانم جدا کنم؟». این سؤال‌ها کمک می‌کنند کاردستی شما فقط چند ظرف تزیین‌شده نباشد.
مرحله دوم؛ نمونه برنج و عدس را آماده کنید
یک قاشق برنج و یک قاشق عدس خشک را در ظرف اول بریزید. در ظرف را ببندید و آرام جابه‌جا کنید تا دانه‌ها مخلوط شوند. از بیرون نگاه کنید و شکل و رنگ دو نوع دانه را پیدا کنید. روی کارت بنویسید: «اجزای این مخلوط را می‌بینم.» برای این مرحله به آب یا چسب نیاز ندارید.
اگر می‌خواهید ماکت همیشه خشک بماند، همین نمونه را در یک پاکت شفاف کوچک نگه دارید. برای دو نمونه دیگر می‌توانید نقاشی و کارت مشاهده بگذارید و آزمایش آبی را جداگانه در کلاس انجام دهید. برای ایده ساخت پاکت و کارت کاغذی، روش‌های آموزش کاردستی روز کتاب برای مدرسه هم به کار می‌آید. کارت تصویری را به‌عنوان نمونه واقعی معرفی نکنید.
مرحله سوم؛ آب‌نمک رقیق بسازید
در ظرف دوم حدود صد میلی‌لیتر آب بریزید. حدود یک‌چهارم قاشق چای‌خوری نمک اضافه کنید و آرام هم بزنید. کمی فرصت بدهید تا این مقدار کم نمک حل شود. از چند طرف به ظرف نگاه کنید. اگر دانه‌ای در کف مانده، هنوز نمونه شما کاملاً یکنواخت نشده است؛ به هم‌زدن ادامه دهید و مشاهده واقعی را بنویسید.
روی کارت این نمونه بنویسید: «نمک حل شده و دانه‌های آن را با چشم نمی‌بینم.» ننویسید «نمک نابود شد» یا «نمک از ظرف بیرون رفت». چیزی از ظرف خارج نکرده‌اید. یک برچسب روشن با نام «آب‌نمک؛ نمونه آزمایش» روی بدنه بزنید و در آن را ببندید. برای مقایسه، در صورت نیاز یک ظرف آب معمولی جدا با نام مشخص بگذارید.
مرحله چهارم؛ آب و ماسه را مقایسه کنید
در ظرف سوم به همان اندازه آب بریزید و یک قاشق چای‌خوری ماسه تمیز اضافه کنید. با قاشق آرام هم بزنید. در ابتدا ممکن است بخشی از دانه‌ها در آب پخش باشند. ظرف را روی میز بگذارید و بعد از چند دقیقه دوباره نگاه کنید. روی کارت بنویسید دانه‌ها کجا قرار گرفته‌اند و آب بالای آن چه ظاهری دارد.
ته‌نشین‌شدن با حل‌شدن فرق دارد. در این نمونه، ماسه به شکل نمک در آب حل نمی‌شود. اندازه دانه‌ها روی سرعت جمع‌شدن آن‌ها در کف اثر دارد؛ لازم نیست نتیجه همه نمونه‌ها در یک زمان دقیق یکسان باشد. اگر از خاک خیلی ریز استفاده کنید، ممکن است آب مدت بیشتری کدر بماند؛ برای مقایسه روشن‌تر، از ماسه شسته استفاده کنید.
جداکردن مخلوط برنج و عدس با دست
کمی از نمونه خشک را در یک ظرف کم‌عمق بریزید و دو ظرف خالی کنارش بگذارید. دانه‌ها را یکی‌یکی جدا کنید؛ برنج در یک ظرف و عدس در ظرف دیگر. مقدار کم انتخاب کنید تا فعالیت طولانی و خسته‌کننده نشود. قبل از شروع حدس بزنید آیا می‌توانید بدون تغییر شکل دانه‌ها آن‌ها را جدا کنید یا نه.
بعد از کار، به دانه‌ها نگاه کنید. هنوز برنج همان برنج و عدس همان عدس است. این روش برای دانه‌هایی مناسب است که آن‌ها را می‌بینید و به‌آسانی برمی‌دارید. برای نمک حل‌شده چنین کاری نمی‌توان انجام داد؛ چیزی برای برداشتن با انگشت نمی‌بینید. بنابراین روش جداسازی را باید با ویژگی همان مخلوط انتخاب کنید.
می‌توانید یک بازی دونفره ترتیب دهید: یکی نام نمونه را می‌گوید و دیگری روش پیشنهادی را روی کارت می‌نویسد. پاسخ باید همراه دلیل باشد، نه فقط یک کلمه. مثلاً «با دست، چون دو نوع دانه بزرگ و قابل تشخیص داریم.» برای کشیدن شکل ساده ظرف‌ها و دانه‌ها، از ایده‌های نقاشی ساده برای دفتر مشق کمک بگیرید.
آزمایش صاف‌کردن آب و ماسه برای کلاس چهارم
یک کاغذ صافی یا فیلتر قهوه داخل قیف قرار دهید و قیف را محکم بالای ظرف خالی نگه دارید. بهتر است بزرگ‌تر قیف را روی پایه مناسب ثابت کند تا واژگون نشود. ظرف جمع‌آوری باید جا داشته باشد و همه وسایل داخل سینی باشند. مقدار کمی از مخلوط آب و ماسه را آرام داخل صافی بریزید و برای عبور آب صبر کنید.
به دو قسمت نگاه کنید: چه چیزی روی صافی مانده و چه چیزی در ظرف پایین جمع شده است؟ دانه‌های درشت‌تر ماسه روی صافی می‌مانند و آب از آن عبور می‌کند. با فشار قاشق، صافی را سوراخ نکنید. اگر آب به‌کندی رد می‌شود، مقدار بیشتری روی آن نریزید؛ ممکن است کاغذ پاره شود یا مخلوط از لبه بیرون بریزد.
آب جمع‌شده ممکن است روشن‌تر از نمونه اول باشد، اما این آزمایش آب آشامیدنی تولید نمی‌کند. صافی ساده همه مواد محلول و عوامل آلودگی را جدا نمی‌کند. هیچ نمونه‌ای را نچشید. در فعالیت ساخت کاغذ بازیافتی هم از توری برای نگه‌داشتن الیاف و عبور آب استفاده می‌شود؛ با این تفاوت که اینجا هدف بررسی جداسازی ماسه است.
آیا نمک آب‌نمک با صافی جدا می‌شود؟
نمک حل‌شده با صافی معمولی کاغذی از آب جدا نمی‌شود. اگر آب‌نمک را از فیلتر قهوه عبور دهید، آب‌نمک در ظرف پایین جمع می‌شود؛ ظاهر روشن آن دلیل نمک‌نداشتن نیست. برای نمایش این نکته لازم نیست نمونه را بخورید یا آزمایش چشیدن انجام دهید. کارت محلول را کنار نتیجه بگذارید و دلیل را با معلم مرور کنید.
برای دیدن دوباره نمک، می‌توانید با اجازه معلم مقدار کمی آب‌نمک را در یک ظرف کم‌عمق تمیز بگذارید تا آب به‌تدریج تبخیر شود. ظرف باید دور از دسترس خردسالان و محل خوردن و آشامیدن باشد. با کم‌شدن آب، ممکن است آثار نمک باقی بماند. در این فعالیت از شعله و گرم‌کن استفاده نمی‌کنیم و نمونه باقی‌مانده هم خوراکی نیست.
زمان این مشاهده به مقدار آب و شرایط محیط بستگی دارد. نتیجه را برای «همین چند دقیقه» قول ندهید. تاریخ شروع و تغییرات روزهای بعد را بنویسید. اگر برای فردا باید کاردستی تحویل دهید، همین مرحله را به صورت پیشنهاد مشاهده بلندمدت روی کارت بیاورید و نتیجه‌ای را که ندیده‌اید، به‌عنوان تجربه خودتان ننویسید.
جدول مشاهده برای کاردستی مخلوط‌ها کلاس چهارم
یک جدول کوچک روی کاغذ جدا بکشید تا گزارش شما مرتب بماند. ستون حدس را قبل از انجام آزمایش پر کنید و ستون مشاهده را بعد از آن. لازم نیست جمله‌های طولانی بنویسید؛ «دانه‌ها در کف جمع شدند» از «خوب شد» دقیق‌تر است. اگر نتیجه با حدس فرق داشت، همان را ثبت کنید و درباره علتش بپرسید.
| نمونه | سؤال پیش از آزمایش | چه چیزی را ثبت کنیم؟ |
|---|---|---|
| برنج و عدس | آیا اجزا را می‌توانم با دست جدا کنم؟ | روش و ظاهر دانه‌ها پس از جداسازی |
| آب‌نمک | آیا پس از هم‌زدن دانه‌ای دیده می‌شود؟ | وجود یا نبود دانه قابل دیدن |
| آب و ماسه | بعد از صبرکردن چه تغییری می‌کند؟ | محل قرارگرفتن دانه‌ها |
| آب و ماسه پس از صافی | چه چیزی روی صافی می‌ماند؟ | مواد روی صافی و ظاهر مایع پایین |
برای تزیین گزارش، دور جدول یک حاشیه باریک بکشید و فضای نوشتن را خالی نگه دارید. ایده‌های تزیین دفتر مشق برای حاشیه ساده مناسب‌اند. لازم نیست روی هر قسمت اکلیل و تکه‌های ریز بریزید؛ این مواد ممکن است وارد ظرف‌ها شوند و مشاهده نمونه‌ها را تغییر دهند.
اشتباه‌های رایج در ساخت کاردستی مخلوط‌ها
- بی‌نام‌گذاشتن ظرف‌ها: نام مواد هر نمونه را پیش از شروع بنویسید.
- اضافه‌کردن نمک زیاد: مقدار کم مشخص بردارید تا نمونه آب‌نمکِ کاملاً حل‌شده داشته باشید.
- یکی‌دانستن ته‌نشینی و حل‌شدن: محل دانه‌ها را پس از صبرکردن بررسی کنید.
- اعتماد به شفافیت: مایع روشن می‌تواند ماده حل‌شده داشته باشد.
- ریختن سریع داخل صافی: کم‌کم بریزید و فرصت عبور آب بدهید.
- حمل ظرف باز: نمونه‌ها را با در بسته و جدا از دفترها جابه‌جا کنید.
اگر معلم برای آوردن مایع به کلاس محدودیت دارد، بخش خشک را ببرید و مراحل آبی را با کارت و عکسِ فعالیت خودتان توضیح دهید. برای این حالت یک پاکت پشت تابلو بچسبانید و کارت‌ها را شماره‌گذاری کنید. از چسباندن ظرف پر و سنگین به صفحه عمودی خودداری کنید؛ ظرف باید روی سینی بایستد، نه روی چسب آویزان بماند.
برای معرفی مخلوط‌ها در کلاس چه بگوییم؟
سه نمونه را به ترتیب نشان دهید و بگویید: «در برنج و عدس، دانه‌ها را می‌بینیم و می‌توانم آن‌ها را با دست جدا کنم. در آب‌نمک، نمک حل شده و دانه‌هایش را نمی‌بینیم. اما در آب و ماسه، دانه‌ها شکل خود را نگه داشته‌اند و می‌توانم بخشی از آن‌ها را با صافی جدا کنم.» بعد یک مشاهده واقعی خودتان را اضافه کنید.
در پایان از هم‌کلاسی‌ها بپرسید آیا یک روش برای همه مخلوط‌ها مناسب است یا نه. پاسخ را با نمونه‌ها توضیح دهید. برای پروژه بعدی همین پایه، آموزش کاردستی مدار برق کلاس چهارم هم بر پیش‌بینی و مشاهده تکیه دارد؛ در هر دو فعالیت، باید چیزی را که دیده‌اید با جمله روشن گزارش کنید.
پرسش‌های رایج درباره کاردستی مخلوط‌ها کلاس چهارم
ساده‌ترین مدل بدون آب کدام است؟
یک پاکت شفاف از برنج و عدس بسازید و دو ظرف کوچک برای جداسازی کنار آن بگذارید. برای محلول و آب‌وماسه، کارت نقاشی با نام درست آماده کنید. روشن بگویید که کارت‌ها مدل تصویری‌اند و نمونه واقعی مایع همراهتان نیست.
اگر نمک در کف ماند چه کنیم؟
اول کمی بیشتر هم بزنید و مقدار نمکی را که ریخته‌اید بررسی کنید. اگر مقدار زیادی اضافه کرده‌اید، نمونه تازه‌ای با مقدار کمِ گفته‌شده بسازید. تا وقتی نمک حل‌نشده را در کف می‌بینید، آن ظرف را نمونه کاملاً یکنواخت معرفی نکنید.
آیا همه مخلوط‌ها را می‌توان با دست جدا کرد؟
نه؛ روش دست‌چین برای دانه‌هایی که آن‌ها را می‌بینید و برمی‌دارید مناسب است. برای آب‌وماسه صافی به کار می‌آید، اما نمک حل‌شده با آن جدا نمی‌شود. ویژگی مواد به انتخاب روش کمک می‌کند؛ لازم نیست برای هر نمونه به زور یک روش یکسان پیدا کنید.
منابع آموزشی: سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی، علوم تجربی چهارم دبستان، درس «مخلوط‌ها در زندگی»؛ مدرسه پرکینز، فعالیت Separating a Mixture؛ Science Buddies، فعالیت A Soluble Separation Solution؛ انجمن سلطنتی شیمی، آموزش جداسازی ماسه و نمک با صاف‌کردن و تبخیر.
