شناسنامه آزمایش
فصل
زندگی ما و گردش زمین
هدف
بررسی تفاوت دمای بین محل های آفتابی و سایه دار
فهرست مطالب
درباره آزمایش: مقایسه دمای نقاط سایه و آفتاب
این یک آزمایش علمی ساده، کاربردی و بسیار گویا است که به مقایسه مستقیم دمای هوا در دو شرایط محیطی متفاوت می‌پردازد: زیر نور مستقیم خورشید و در سایه.
در این آزمایش، از دو دماسنج یکسان استفاده می‌شود تا (متغیر) فقط مکان (آفتاب یا سایه) باشد. شرکت‌کنندگان به صورت عینی و کمی خواهند دید که چگونه تابش خورشید به عنوان یک منبع انرژی تابشی، باعث افزایش قابل توجه دما در سطوح و هوای اطراف می‌شود، در حالی که نبود این تابش در سایه، دمای واقعی‌تر هوا را نشان می‌دهد.
مخاطبان هدف
دانش‌آموزان دوره ابتدایی (پایه‌های چهارم، پنجم و ششم)
دانش‌آموزان دوره اول متوسطه (هفتم، هشتم و نهم – دروس علوم تجربی)
معلمان برای تدریس مؤثر مفاهیم انرژی، تابش و هواشناسی
والدین برای انجام پروژه‌های علمی ساده و جذاب در خانه با کودکان
نقش این آزمایش در برنامه‌درسی
این آزمایش به طور مستقیم با چندین حوزه از کتاب علوم تجربی در ارتباط است:
انرژی و اشکال آن: نشان می‌دهد که نور خورشید یک فرم انرژی (انرژی تابشی) است که می‌تواند به انرژی گرمایی تبدیل شود.
گرما و دما: تفاوت بین مفهوم دما (که با دماسنج اندازه‌گیری می‌کنیم) و گرما (انتقال انرژی) را به صورت عینی نشان می‌دهد.
هواشناسی: درک بهتری از چگونگی اندازه‌گیری دمای هوا ارائه می‌دهد (دمای استاندارد هوا همیشه در سایه اندازه‌گیری می‌شود).
روش علمی: دانش‌آموزان را با مراحل ساده‌شده روش علمی (طرح سؤال، فرضیه‌سازی، مشاهده، ثبت داده و نتیجه‌گیری) آشنا می‌کند
پیشینه علمی
این آزمایش بر پایه اصل جذب انرژی تابشی کار می‌کند. اجسام (از جمله زمین، آسفالت، و حتی حسگر دماسنج) هنگامی که در معرض تابش الکترومغناطیسی خورشید قرار می‌گیرند، این انرژی را جذب کرده و باعث افزایش جنبش مولکول‌هایشان می‌شود که این افزایش جنبش به صورت افزایش دما نمود پیدا می‌کند. دماسنجی که در آفتاب قرار دارد، نه تنها دمای هوا، بلکه انرژی تابشی خورشیدی که مستقیماً به آن برخورد می‌کند را نیز اندازه می‌گیرد، بنابراین عدد بالاتری را نشان می‌دهد. این همان دلیلی است که ایستگاه‌های هواشناسی همیشه دماسنج‌های خود را در داخل جعبه‌های مخصوص و در سایه قرار می‌دهند
ویژگی‌های منحصر به فرد این آزمایش
سادگی و در دسترس بودن: نیاز به هیچ ابزار پیچیده یا گران‌قیمتی ندارد.
قابل اطمینان: نتایج آن همیشه واضح، قابل اندازه‌گیری و تکرارپذیر است.
شهودی بودن: تفاوت دما به قدری ملموس است که حتی برای پایه‌های پایین‌تر نیز کاملاً قابل درک می‌باشد.
ایجاد کنجکاوی: سؤال ساده “چرا دماسنج آفتاب عدد بیشتری را نشان می‌دهد؟” می‌تواند جرقه‌ای برای بحث‌های عمیق‌تر علمی باشد
کاربردهای آموزشی
پرورش مهارت مشاهده و ثبت داده: دانش‌آموزان یاد می‌گیرند که چگونه داده‌های عددی (دما) را در بازه‌های زمانی مشخص ثبت و جدول‌بندی کنند.
تقویت تفکر انتقادی: از دانش‌آموزان خواسته می‌شود تا در مورد دلایل اختلاف دما فکر کرده و فرضیه ارائه دهند.
یادگیری مبتنی بر تحقیق (پژوهش محور): این آزمایش می‌تواند نقطه شروعی برای تحقیق در مورد موضوع دیگر باشد، مثلاً “آیا رنگ سطح زیر دماسنج هم بر دما اثر می‌گذارد؟”
درک یک مفهوم کاربردی در زندگی روزمره: دانش‌آموزان می‌فهمند چرا در یک روز گرم، ایستادن در سایه خنک‌تر است و چرا گزارش‌های هواشناسی همیشه دمای “در سایه” را اعلام می‌کنند
نکات تکمیلی
برای نتایج دقیق‌تر، اطمینان حاصل کنید که هر دو دماسنج در ابتدا دمای یکسانی را نشان می‌دهند.
دماسنج‌ها را در مجاورت سطوح بازتابنده یا تیره قرار ندهید، زیرا این سطوح می‌توانند نتایج را مخدوش کنند (متغیر مستقل را تغییر دهند).
آزمایش را در ساعات مختلف روز (مثلاً صبح، ظهر، عصر) تکرار کنید و نتایج را با هم مقایسه کنید.
از دانش‌آموزان بخواهید نمودار تغییرات دما بر حسب زمان برای هر دو نقطه رسم کنند
چرا این آزمایش مهم است؟
این آزمایش مهم است زیرا پلی بین یک تجربه روزمره (گرم بودن آفتاب) و یک توضیح علمی پایه ایجاد می‌کند. این کار به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا جهان اطراف خود را نه به صورت منفعل، بلکه با نگاه پرسشگر و علمی ببینند و درک کنند. علاوه بر این، پایه ایی برای درک مفاهیم پیچیده‌تر در آینده، مانند اثر گلخانه‌ای، تغییر اقلیم، و انرژی‌های تجدیدپذیر (خورشیدی) می‌باشد.
این آزمایش نشان می‌دهد که علم می‌تواند ساده، جذاب و در عین حال بسیار عمیق باشد
فیلم انجام آزمایش
در این بخش میتوانید مراحل عملی انجام آزمایش را به‌صورت گام‌به‌گام مشاهده کنید:
مدت زمان ویدئو: ( 20 دقیقه)
شرایط محیطی:دمای اتاق 26 درجه سانتی‌گراد
این ویدیو مراحل کامل انجام آزمایش فوق را همراه با توضیحات علمی و نتایج به‌دست‌آمده نمایش می‌دهد. این آزمایش با هدف عنوان شده در آزمایشگاه مجهز و ایمن انجام شده است.
گزارش کار
گزارش کار این آزمایش طبق کار عملی و به صورت کامل و مرحله به مرحله در قالب یک فایل پی دی اف PDF دو صفحه ای آماده شده که از طریق دکمه بالا قابل تهیه می باشد. که نمونه رایگان آن را (برای آزمایش کد 201) در تصاویر زیر مشاهده می کنید.
فهرست آزمایش های علوم
برای مشاهده فهرست آزمایش های عملی علوم به این صفحه مراجعه کنید.
همچنین برای دیگر مطالب مرتبط با آزمایشگاه علوم می توانید از صفحات زیر نیز دیدن کنید.
مطالب مرتبط
آزمایشگاه علوم تجربی جایی برای یادگیری نحوه صحیح انجام آزمایش های علوم تجربی و همچنین آشنایی با کار در این آزمایشگاه است.
گرما و تغییر حالت ماده – شبیه سازی تعاملی تبدیل جامد، مایع و گاز
شبیه سازی جذاب تاثیر گرما بر تغییر حالت مواد (جامد، مایع، گاز) را به صورت آنلاین تجربه کنید. آزمایش مجازی ذوب، انجمادو تبخیر به صورت پویا
گلولههای کروی | مدلی ساده برای نمایش ترکیبها، عنصرها و اتمها
با مدل گلولههای کروی میتوان بهسادگی ترکیبها، عنصرها و اتمها را در علم شیمی نمایش داد. با فیلم شبیهسازی آزمایش مربوطه و توضیحات کامل
آشنایی با وسایل مهم و پرکاربرد در آزمایشگاه علوم و چگونگی کار با آن ها همراه تصویر و توضیحات و آیکن هر وسیله در آزمایشگاه
