کاردستی حالت‌های ماده کلاس سوم؛ جامد، مایع و گاز
کاردستی حالت‌های ماده کلاس سوم را با یک تابلوی سه‌پاکتی و چند نمونه ساده از جامد، مایع و گاز بساز. برای شروع، یک سنگ کوچک، کمی آب و یک کیسه شفافِ پُر از هوا کافی است. در این آموزش پرشین‌وی هم روش ساخت تابلو را یاد می‌گیری و هم با چند مشاهده کوتاه، تفاوت این سه حالت را می‌بینی.
این فعالیت به موضوع «مواد اطراف ما» در علوم سوم مربوط است. هدف، فقط چسباندن سه تصویر روی مقوا نیست؛ قرار است بتوانی بگویی چرا سنگ را در گروه جامدها، آب را در گروه مایع‌ها و هوای داخل کیسه را در گروه گازها قرار می‌دهی. اگر معلم قالب مشخصی خواسته، اندازه تابلو و تعداد کارت‌ها را با همان تکلیف هماهنگ کن.
برای کاردستی جامد، مایع و گاز چه وسایلی لازم است؟
- یک مقوای زمینه حدود ۳۰ در ۴۰ سانتی‌متر.
- سه کاغذ رنگی برای ساخت پاکت‌های جامد، مایع و گاز.
- شش تا نه کارت مقوایی کوچک، مداد و ماژیک.
- قیچی نوک‌گرد و چسب مخصوص کاغذ.
- یک سنگ تمیز، یک قطعه چوب یا پاک‌کن و یک مداد.
- دو ظرف شفاف سبک با پهنای متفاوت و یک سینی.
- حدود نصف لیوان آب؛ در صورت تمایل، یک قطره رنگ خوراکی.
- دو کیسه شفاف زیپ‌دار کوچک و یک دستمال برای خشک کردن میز.
نمونه‌های واقعی را کنار تابلو می‌گذاریم و داخل پاکت‌ها فقط کارت قرار می‌دهیم. آب را روی مقوا نریز و کیسه را هم آن‌قدر پُر نکن که با فشار باز شود. برای این کار به شعله، آب جوش، اسپری یا مواد ناشناس احتیاج نداریم. ظرف‌های پلاستیکی شفاف و سبک برای مشاهده مناسب‌اند و جابه‌جا کردنشان راحت‌تر است.
اگر مقوای آماده نداری، یک تکه جعبه تمیز را به عنوان زمینه انتخاب کن و روی آن کاغذ سفید بچسبان. سه پاکت رنگی ظاهر تابلو را مرتب می‌کنند، اما رنگ هر پاکت یک قرارداد دلخواه است و ویژگی علمی ماده را نشان نمی‌دهد. برای روش‌های ساده تا و چسب هم می‌توانی آموزش کاردستی با کاغذ برای کودکان را ببینی.
اول تفاوت جامد، مایع و گاز را با نمونه واقعی ببین
جامدها، مایع‌ها و گازها همگی ماده‌اند و جا می‌گیرند. تفاوتشان را می‌توانی با توجه به شکل و جایی که ماده می‌گیرد بررسی کنی. سنگ در ظرف‌های مختلف شکل خودش را نگه می‌دارد. آب در بخش پایین ظرف پخش می‌شود و شکل همان بخش را می‌گیرد. هوای محبوس هم در فضای در دسترس کیسه پخش می‌شود؛ هرچند خود هوا را با چشم نمی‌بینی.
برای شناخت حالت ماده، فقط به سفت بودن یا دیده شدن آن توجه نکن. یک پارچه نرم هم جامد است و هوای نادیدنی هم وجود دارد. از طرف دیگر، تغییر شکل دادن یک جسم با فشار دست، به‌تنهایی نشانه مایع بودنش نیست. بهتر است نمونه را در شرایط معمول نگاه کنی و نتیجه هر مشاهده را جدا بنویسی.
مشاهده اول؛ جامد در ظرف‌های مختلف چه شکلی دارد؟
۱. سنگ و قطعه چوب را جابه‌جا کن
یک سنگ کوچک و یک قطعه چوب را روی سینی بگذار. اول شکلشان را نگاه کن. بعد هرکدام را در یک ظرف قرار بده و دوباره بیرون بیاور. آیا سنگ به شکل لیوان درآمد؟ آیا قطعه چوب، شکل کاسه را گرفت؟ در این جابه‌جایی ساده، نمونه‌ها شکل اصلی خودشان را حفظ می‌کنند. لازم نیست آن‌ها را فشار بدهی، بشکنی یا خیس کنی.
حالا مداد را هم امتحان کن. مداد در جامدادی یا روی میز، همچنان همان مداد است. برای کارت جامدها می‌توانی تصویر سنگ، مداد و قطعه چوب را بکشی. زیر یکی از کارت‌ها بنویس: «با عوض شدن ظرف، شکل این نمونه تغییر نکرد.» این جمله، نتیجه کاری است که خودت دیده‌ای و به معرفی تابلو کمک می‌کند.
۲. شکل هندسی را با حالت ماده اشتباه نگیر
یک قطعه چوب ممکن است مکعب‌مستطیل باشد و یک سنگ شکل نامنظم داشته باشد؛ هر دو می‌توانند جامد باشند. «مکعب» اسم یک شکل هندسی است و «جامد» اسم یک حالت ماده. اگر می‌خواهی برای تابلویت یک نمونه کاغذی هم بسازی، کاردستی اشکال هندسی سه‌بعدی روش ساخت چند حجم را توضیح می‌دهد.
مدل مقوایی، خودِ سنگ یا چوب نیست؛ فقط یک نمونه دیگر از جسم جامد به حساب می‌آید. همین دقت کوچک کمک می‌کند اسم وسیله، جنس آن و حالت ماده را با هم قاطی نکنی. لازم نیست همه این واژه‌ها را روی تابلو بنویسی؛ می‌توانی هنگام ارائه با یک مثال ساده توضیحشان بدهی.
مشاهده دوم؛ آب با عوض شدن ظرف چه تغییری می‌کند؟
۳. همان آب را از ظرف باریک به ظرف پهن بریز
دو ظرف شفاف با پهنای متفاوت را داخل سینی بگذار. مقدار کمی آب در ظرف باریک بریز و ارتفاع آن را نگاه کن. بعد همه همان آب را آرام به ظرف پهن منتقل کن. اگر چیزی نریزد و آبی اضافه نکنی، مقدار آب همان است، اما شکل آن و ارتفاع سطحش فرق می‌کند. در ظرف پهن، معمولاً سطح آب را در ارتفاع کمتری می‌بینی.
برای دیدن بهتر سطح آب، می‌توانی فقط یک قطره رنگ خوراکی اضافه کنی. رنگ برای واضح شدن عکس و مشاهده است و وجودش برای انجام فعالیت ضروری نیست. به تفاوت شکل آب نگاه کن؛ آب، شکل بخشی از ظرف را می‌گیرد که در آن قرار دارد. سطح بالایی آبِ آرام نیز تقریباً افقی می‌ماند.
۴. نتیجه را با مقدار آب اشتباه نگیر
اگر آب در ظرف بلند، بالاتر دیده می‌شود، به این معنی نیست که حتماً آب بیشتری داریم. ما همان آب را منتقل کرده‌ایم. برای مقایسه درست، از اول تا آخر چیزی به آن اضافه نکن و آب ریخته‌شده در سینی را هم در نتیجه حساب کن. اگر مقداری بیرون ریخت، مشاهده را دوباره با حوصله انجام بده.
روی کارت آب بنویس: «شکل آب با شکل ظرف هماهنگ شد.» برای مثال مایع دیگر، می‌توانی نام روغن خوراکی را هم روی یک کارت جدا بنویسی؛ لازم نیست روغن را روی میز بریزی. موضوع این فعالیت حالت ماده است. اگر دوست داری بعداً درباره ترکیب مواد هم کار کنی، کاردستی مخلوط‌ها و روش‌های جداسازی موضوع متفاوتی را آموزش می‌دهد.
مشاهده سوم؛ چطور وجود هوای داخل کیسه را نشان بدهیم؟
۵. یک کیسه تخت و یک کیسه پُرتر آماده کن
یکی از کیسه‌ها را باز بگذار و آن را روی میز بخوابان. کیسه دیگر را با دو دست از دهانه باز کن، کمی در هوا حرکت بده و دهانه‌اش را ببند تا مقداری هوا داخلش بماند. لازم نیست داخل کیسه فوت کنی. آن را جلوی صورت نبر و روی سر نکش. برای مقایسه، همین مقدار هوای معمولی اتاق کافی است.
کیسه بسته معمولاً حالت پف‌کرده پیدا می‌کند. وقتی خیلی آرام به آن دست می‌زنی، حضور هوای داخلش را از مقاومت و شکل کیسه متوجه می‌شوی. فشار زیاد نده. حالا زیپ را کمی باز کن و آرام هوا را بیرون بده؛ کیسه کم‌حجم‌تر می‌شود. در این فعالیت، خود هوا را ندیده‌ای، اما اثر بودنش را مشاهده کرده‌ای.
۶. خود کیسه را گاز معرفی نکن
این نکته مهم است: جنس کیسه پلاستیکی، جامد است؛ هوای داخل آن نمونه گازهای اطراف ماست. پس روی کارت ننویس «کیسه، گاز است». بنویس «هوای داخل کیسه». درباره بادکنک هم همین دقت را داشته باش؛ پوسته بادکنک و هوای داخلش یک چیز نیستند.
کیسه تخت هم کاملاً بدون هوا نیست؛ تفاوت در مقدار هوای محبوس و شکل کیسه است. برای این کاردستی دنبال ظرف کاملاً بدون هوا نباش. اگر به حرکت هوا علاقه داری، آموزش ساخت بادنما فعالیت دیگری برای مشاهده اثر باد است. آن وسیله جهت باد را نشان می‌دهد و جای تابلوی حالت‌های ماده را نمی‌گیرد.
ساخت تابلوی سه‌پاکتی حالت‌های ماده کلاس سوم
۷. سه پاکت کاغذی روی مقوا بساز
برای هر پاکت، یک مستطیل کاغذی حدود ۱۲ در ۱۵ سانتی‌متر ببُر. از دو طرف و پایین آن، حاشیه‌ای حدود یک سانتی‌متر به پشت تا کن. فقط روی همین سه حاشیه چسب بزن و پاکت را به زمینه بچسبان. لبه بالا باید باز بماند تا کارت‌ها داخلش بروند. اگر کارت‌ها گیر می‌کنند، پاکت را کمی بزرگ‌تر بگیر یا عرض کارت را کمتر کن.
سه پاکت را کنار هم قرار بده و بالای آن‌ها بنویس: «جامد»، «مایع» و «گاز». پیش از چسب زدن نهایی، جای هر سه را امتحان کن تا عنوان‌ها و کارت‌ها روی هم نیفتند. در عکس، پاکت‌ها را پیش از نوشتن عنوان می‌بینی. می‌توانی عنوان را با دست‌خط خودت بنویسی و با همان رنگ پاکت دورش خط بکشی.
۸. کارت‌های نمونه و دلیل را آماده کن
شش کارت حدود ۷ در ۹ سانتی‌متر بساز. روی دو کارت، سنگ و مداد را بکش. دو کارت دیگر را به نام یا تصویر آب و روغن خوراکی اختصاص بده. روی دو کارت آخر بنویس «هوای داخل کیسه» و «هوای داخل بادکنک». پشت هر کارت، یک دلیل کوتاه برای انتخاب گروه بنویس تا هنگام بازی فقط اسم‌ها را حفظ نکنی.
برای کارت هوا، می‌توانی تصویر کیسه را بکشی و با یک فلش کوچک، فضای داخلش را مشخص کنی. این تصویر، خودِ گاز را قابل دیدن نمی‌کند؛ فقط به خواننده می‌گوید درباره کدام قسمت حرف می‌زنیم. همه کارت‌های کاغذی از نظر جنس، جامد هستند؛ اما نوشته و تصویرشان نماینده نمونه‌های متفاوت است.
۹. با دوستت بازی دسته‌بندی انجام بده
کارت‌ها را مخلوط کن. یک کارت بردار، نمونه‌اش را نام ببر و در پاکت مناسب بگذار. دوستت هم دلیل پشت کارت را بخواند یا درباره‌اش سؤال کند. بعد نقش‌ها را عوض کنید. اگر درباره یک نمونه شک دارید، به مشاهده‌هایی برگردید که انجام داده‌اید؛ شکل آب در ظرف و شکل سنگ می‌توانند راهنما باشند.
برای بازی سخت‌تر، فقط یک نشانه بگو: «با عوض شدن ظرف، شکل این نمونه عوض می‌شود و می‌توانم آن را بریزم.» پاسخ می‌تواند آب باشد. بعد نمونه جامد و نمونه هوای محبوس را معرفی کن. یک نشانه را حکم همیشگی برای همه مواد ندان؛ مثلاً دانه‌های برنج را هم می‌توان از ظرفی به ظرف دیگر ریخت، اما هر دانه برنج جامد است.
جدول مشاهده جامد، مایع و گاز برای ارائه در کلاس
| نمونه | چه کاری انجام دادم؟ | چه چیزی دیدم؟ |
|---|---|---|
| سنگ یا قطعه چوب | آن را در ظرف‌های مختلف گذاشتم | شکل نمونه با عوض شدن ظرف تغییر نکرد |
| آب | همان آب را به ظرفی با پهنای دیگر منتقل کردم | شکل و ارتفاع سطح آب تغییر کرد |
| هوای داخل کیسه | هوا را محبوس کردم و بعد دهانه را باز کردم | با بیرون رفتن هوا، کیسه تخت‌تر شد |
این جدول، راهنمای نوشتن نتیجه است. اگر در اجرای تو اتفاق دیگری افتاد، همان را یادداشت کن. مثلاً ممکن است زیپ کیسه کامل بسته نباشد و هوا زود بیرون برود. نتیجه را از روی عکس کپی نکن؛ اول مشاهده کن، بعد توضیح بده. برای ارائه کوتاه، نام نمونه، روش مشاهده و نتیجه را به همین ترتیب بیان کن.
اشتباه‌های رایج در کاردستی حالت‌های ماده
- چسباندن آب واقعی به تابلو: نمونه‌های مایع را در ظرف کنار تابلو نگه دار و داخل پاکت، کارت بگذار.
- گاز دانستن پوسته کیسه: درباره هوای داخل کیسه حرف بزن و نامش را دقیق بنویس.
- بیشتر دانستن آب ظرف بلند: به مقدار اولیه و آب ریخته‌شده توجه کن؛ ارتفاع سطح، به‌تنهایی مقدار آب را مشخص نمی‌کند.
- مایع دانستن هر چیز قابل ریختن: به دانه‌های برنج و شن دقت کن؛ ریختن مجموعه دانه‌ها، هر دانه را مایع نمی‌کند.
- شلوغ کردن تابلو: ابتدا شش کارت روشن و قابل توضیح آماده کن؛ بعد اگر لازم بود نمونه بیشتری اضافه کن.
پرسش‌های رایج درباره کاردستی جامد، مایع و گاز
آیا لازم است بخار را با آب جوش نشان بدهیم؟
برای این آموزش، هوای داخل کیسه کافی است و نیازی به آب جوش نداریم. بخار آبِ گازی را نمی‌بینیم؛ بخش سفید و مه‌مانندی که در بعضی شرایط می‌بینی، از قطره‌های بسیار ریز آب تشکیل شده است. برای دنبال کردن موضوع آب در طبیعت، کاردستی چرخه آب در کیسه یک فعالیت جداگانه دارد.
اگر جسم جامد نرم باشد، باز هم جامد است؟
بله؛ نرمی به‌تنهایی معیار مایع بودن نیست. پارچه یا یک تکه خمیر بازی با سنگ فرق دارد، اما فقط به دلیل نرم بودن، مایع به حساب نمی‌آید. در فعالیت اصلی، از سنگ و چوب کمک گرفتیم تا حفظ شکل هنگام جابه‌جایی را راحت‌تر ببینی. شرایط و نوع ماده را هم باید در نظر بگیری.
می‌توانیم یخ را هم به کارت‌ها اضافه کنیم؟
بله؛ روی یک کارت بنویس «یخ» و آن را در گروه جامدها بگذار. اگر یخ در دمای اتاق آب شود، آبِ حاصل مایع است. برای تابلو بهتر است از تصویر یخ استفاده کنی تا مقوا خیس نشود. کارت را با توجه به نام نمونه بررسی کن؛ «یخ» و «آب مایع» دو حالت متفاوت از آب هستند.
ساخت این کاردستی چقدر زمان می‌برد؟
برای آماده کردن تابلو و شش کارت، حدود یک جلسه ۴۵ تا ۶۰ دقیقه‌ای در نظر بگیر. این زمان تقریبی است. مشاهده‌ها را هم می‌توانی در یک نوبت جدا انجام بدهی. اگر زمان کم داری، زمینه و پاکت‌ها را از قبل آماده کن و فرصت کلاس را به مشاهده، دسته‌بندی کارت‌ها و توضیح نتیجه اختصاص بده.
منابع: سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی، علوم تجربی سوم دبستان و راهنمای معلم، بخش مواد اطراف ما؛ Royal Society of Chemistry، Solids, Liquids and Gases؛ دانشگاه پردو، States of Matter. روش ساخت تابلو، اندازه‌های پیشنهادی و ترتیب بازی‌ها، راهنمای عملی این آموزش برای اجرای دانش‌آموزی هستند.
