[ياسمين]

اخوتي الأفاضل أن تخطيط الدروس المعاصرة التي تشتمل على أهداف
مثل حل المشكلات ، الاستقصاء ، دراسة القضايا الاجتماعية المثيرة للجدل والمتعلقة بالعلوم ، واتخاذ القرار ، تقدم مشكلات معينة فريدة . تعد طريقة ناجحة
للتدريس مادة العلوم . وحتى لا أطيل عليكم اليكم هذا المثال لخطة درس استقصائي نقلته من احد الكتب التي تهتم بتدريس العلوم في المدارس الثانوية
آملة منكم أن تقدموا دروس على نفس النمط ..
المشكلة : كيف يمكن قياس سرعة الصوت بواسطة الرنين ؟
الأهداف الخاصة : ينبغي أن يكون كل تلميذ قادر على أن :
أ‌. يوضح ما يسبب الرنين .
ب‌. يجروا تجربة لقياس سرعة الصوت من خلال الرنين .
ج.يصيغوا فرضاً عن أثر درجة الحرارة على سرعة الصوت .
المواد :
الشوكة الرنانة مثبت عليها عدد التردد في الثانية – وسط ( C – 256 ذ/ث أو G -384 ذ/ث ) .
مطرقة مطاطية للطرق على الشوكة الرنانة .
أنبوبة زجاجية بطول 16بوصة طويلة .
تقسيم الصف إلى مجموعات : يقترح 5-7 أشخاص لكل مجموعة .
خلفية ومناقشات : ( يمكن ترسيخ هذا من خلال المناقشة وسؤال الطلبة ، مع بعض المعلومات التي يقدمها المعلم )
1- هل جربت أبداً أن تدفع شخصا على أرجوحة ؟ كيف قررت متى ستدفعه ؟ هل قررت ذلك عندما رجعت الأرجوحة إليك ؟
2- إذا دفعت الأرجوحة في كل مرة تعود إليك ، فماذا حدث لارتفاع الأرجوحة ؟ إذا توقفت عن الدفع ، فماذا حدث لارتفاع الأرجوحة ؟
3- كان هذا مثالا عن الرنين لأنك أضفت طاقة وبصورة دورية لجعل الأجوحة ترتفع أكثر . هل يمكنك التفكير بأي أمثلة أخرى عن الرنين ؟
4- في ماذا تستخدم الشوكة الرنانة .
5- ما هي سرعة انتقال الصوت عبر الهواء ؟ هل يتغير هذا بعض الأحيان ؟ وما الذي قد يفضي إلى هذا التغير ؟
6- كيف يمكننا إيجاد سرعة الصوت في الهواء ؟ ( تستلزم الطريقة التي سنستخدمها شوكة رنانة ونيناً ) .

استقصاء الطلاب :
1- احضري شوكة رنانة مثبت عليها عدد الترددات في الثانية .
2- أحضري أنبوبة زجاجية بطول 16بوصة وبقطر بوصة واحدة مفتوحة من الطرفين . أمسك الأنبوبة بشكل متعامد بحيث يكون الطرف السفلي في وعاء طويل من الماء , كما في الشكل ( 1 )

3- اضربي الشوكة الرنانة ضربة قوية بالمطرقة المطاطية واحملي الشوكة الرنانة فوق الطرف المفتوح للأنبوبة الزجاجية .
4- حركي الأنبوبة الزجاجية إلى الأعلى والأسفل ببطء مع إبقاء الشوكة الرنانة المهتزة قريبة من الطرف المفتوح للأنبوبة إلى أن يتم أيجاد مكان أو نقطة حيث يتضخم صوت الشوكة الرنانة بشكل كبير .
5- عندما تجد افضل رنين قم بقياس طول الأنبوبة من القمة إلى سطح الماء في قاع الأنبوبة .
6- أضربي الطول الذي قمت بقياسه ( بالأقدام ) في العدد (4) وبعدها بعدد الذبذبات في الثانية المدونة على الشوكة الرنانة . ستعطيك هذه العملية سرعة الصوت بالأقدام في الثانية .

مناقشة ما بعد التجربة :
1- لماذا تم ضرب طول الأنبوبة في العدد (4) ؟ ( أنظري ملاحظات المعلمة ) . لماذا تضرب هذا العدد بتردد الشوكة الرنانة ؟
لماذا تستخدم الماء في الوعاء الكبير ؟ هل يمكنك استخدام سائل آخر ؟ حاول تجربة ذلك .
2- إن الأنبوبة الزجاجية المغلقة عند القاع بالماء تسمى " أنبوبة مغلقة" . هل يمكنك الحصول على رنين باستخدام " أنبوبة مفتوحة " ؟ كيف يمكنك إجراء هذه التجربة باستخدام الأنبوبة المفتوحة ؟

الاستنتاجات ( على شكل مجموعات أو الصف بأكمله ) :
ما الذي تستنتجه من هذا الاستقصاء ؟ أذكري استنتاجك بجملة واحدة .
ملاحظات المعلمة :
إن العلاقة بين طول الموجة ، التردد ، وسرعة الصوت هي أن طول الموجة مضروب في التردد يساوي سرعة الصوب . وللحصول على طول الموجة في هذه التجربة ، يتم ضرب طول الأنبوبة الزجاجية في العدد (4) لأن الموجة الصوتية تنتقل أربع مرات ضعف طول الأنبوبة الزجاجية قبل تكون الرنين ( أنظري شكل 2)

شرح الرنين في أنبوبة مغلق بينما الشوكة الرنانة تتذبذب من :
أ إلى ب – تكثيف منتج نحو الأسفل ينتقل من ج إلى د ثم يبدأ في الانعكاس .
ب إلى ج – تكثيف معكوس ينتقل من د إلى ج ويعزز تكثيف جديد في طور
التكوين فوق الشوكة الرنانة .
ج إلى ب – تخلخل تكون تحت الشوكة الرنانة ينتقل من ج إلى د ثم يبدأ في
الانعكاس .
ب إلى أ – تخلخل منعكس ينتقل من د إلى ج ويعزز تخلخل جديد في طور التكوين
فوق الشوكة الرنانة ، معطياً بذلك صوتاً أعلى .