למידה בדרך החקר המדעי כיתה ט- מעבדה- תחנות גלגולי אנרגיה
- 2. תופעה/בעיה
•תופעהלצפייה הניתנת התרחשות כל היא.
•טבע תופעתאדם התערבות ללא בטבע התרחשות היא,
בלבד הטבע חוקי מתוקף.
•המדעי במובן,היא תופעהלצפייה הניתן אירוע כל,או
לקליטהאחרת בדרך בו הנוגעים הנתונים של.לעיתים
בה הקשורים נתונים לאסוף מנת על כלשהו מכשיר דרוש.
•בפיזיקה שונות תופעותהן
חומרים של תכונות,אנרגיה
וזמן,המשיכה כוח כמו,
ועוד המטוטלת תנועת.
•תופעה-נשלטת אינה.
- 3. בעיה
הנתונים תיאור את לכלול היכולה מקרה של הצגה היא בעיה הגדרת,ואת
השיטה,לפתרונה המשמשים והאלגוריתם הנהלים
רלוונטי לא לפתרון יביא הבעיה הגדרת בשלב כישלון ולכן(במקרה
הטוב)ומזיק(הגרוע במקרה)
−בעולם תופעה אינה בעיה
−סובייקטיבי תוצר היא בעיה
−להתמודד ניתן שלא בעיהאיתהבעיה אינה
אמיתית
−הפתרון במונחי מנוסחת טובה בעיה הגדרת
הפתרון יראה איך קובע רבה במידה בעיה של נכון וניתוח הגדרה.
דבר הגדרת/כבעיה נושא-הנושא של הוצאתו הוא
לנשלט נשלט לא מחזקת.
ובזיהוי לממצאים ביחס נחת באי מתחילה בעיה הגדרת
תופעות.
- 4. תחנהI–סולארי מאוורר(תא עםפוטווולטאי.)
•הפעלה–לתא אותה וקרב הנורה את הדלק
הסולארי(פוטו תא-וולטאי)המאוורר של.האם בדוק
המאוורר של הסיבוב עצמת לשינוי לגרום תוכל.
התופעה מהי/החוקר חשב עליה בעיה
זה ניסוי שהמציא?
היא התופעה:
תנועה לאנרגיית אור אנרגיית המרת
- 5. שאלות שאילת
•לשאלות תשובות למצוא כדי לעשות צריך מה?ומה ידוע מה
ידוע לא עדיין?
שאלות בנק:מה?מי?אלו?כמה?היכן?איך?מדוע?ההבדל מה?
הקשר מה?משפיע כיצד?אם יקרה מה?
•לתופעה קשורה השאלה האם/עוסקים בהם ניסוי?
•לתופעה התייחסות מרחיבה השאלה האם?
(לדוגמא:נשנה אם יקרה מה)...
•מתייחסת התופעה של היבטים לאילו
השאלה?(תהליך,המערכת מבנה,תוצאות)
•מובילה השאלה תשובה של סוג לאיזה
(כן/לא,בנייה אוהסבר של)
- 6. שאלות שאילת,לדוגמא
.1מהתא המנורה את נקרב או נרחיק אם יקרה מה
הפוטו-וולטאי?
.2מקור אותו בעזרת להפעיל נוכל מאווררים כמה
אור?
.3שונים אור מקורות בהשפעת הבדל יהיה האם
(לייזר,להט נורת)במרחקים המאוורר פעולת על
שונים?
- 7. הקשורים המשתנים הגורמים מהם
לתופעה/בעיה?
•משפיע גורם–בניסוי מכוון באופן משנה שהחוקר הגורם
מבוקר,הגורמים שאר על השפעתו את לבדוק כדי
במערכת.נקראים ששונו המשפיע הגורם ערכי"טיפולים."
•מושפע גורם-נתונים עליו ואוספים שמודדים הגורם.בניסוי
מבוקר,הגורם מערכי מושפעים המושפע הגורם ערכי
המשפיע(בו תלויים הם.)
•"משתנה"-שהחוקר גורםמשנהשערכיו גורם או ערכיו את
שהחוקר הגורם של בערכים שינוי בעקבות משתניםשינה
•תלוי בלתי משתנה:התופעה על המשפיע גורם/תהליך
שאותובוחרלשנות החוקר
•תלוי משתנה:התופעה/שרוצים תהליךלחקור
- 8. ומושפעים משפיעים גורמים,לדוגמא
•משפיעים גורמים(תלויים בלתי משתנים:)
–המרחקהתא לבין האור מקור ביןהפוטוולטאי
–עוצמתהאור מקור
–סוגהאור מקור(לייזר,להט נורת)
•מושפעים גורמים(תלוי משתנה:)
–המאוורר מהירות
- 9. משתנים בידוד
•או תהליך על אחד גורם של השפעה לחקור רוצים כאשר
להקפיד יש תופעה עללשנותהמשפיע הגורם את רק
קבועים הגורמים שאר את ולהשאיר(שינוי ללא.)כך רק
על שהשפיע זה הוא המשפיע שהגורם להוכיח ניתן
אחר גורם ולא התוצאות.
•קבועים גורמים–נשמרים אשר במערכת הגורמים
הניסוי כל לאורך קבועים,התצפית או.
•משתנים גורמים–באופן המשתנים במערכת הגורמים
החוקר ידי על מכוון(משפיע גורם)השפעה בעקבות או
במערכת שונים גורמים של(מושפע גורם.)
- 10. •קבועים גורמים:
–האור מקור סוג
–התאים מספרהפוטווולטאים
–המאוורר וגודל המאווררים מספר
•משתנים גורמים:
–האור למקור המאוורר בין המרחק
–למאוורר שמגיע האור אנרגיית כמות(נצילות)
–המאוורר של הסיבוב מהירות
- 11. כמותי משתנה לעומת איכותי משתנה
משתנהאיכותי–למדידה ניתנים אינם שערכיו משתנה
כמותית.תכונה מבטא הוא,שערכיהם מצב או התנהגות
מספרים או במילים מבוטאים.
לדוגמא:מילים–תיאור לבטא כדי(עיניים צבע כמו),דירוג או(מעט,
בינוני)..
כמותי משתנה–והם כמותית למדידה ניתנים שערכיו משתנה
במספרים מבוטאים.
לדוגמא:מרחק,מהירות,
- 12. טובה חקר שאלת מהי?
.1להיות צריך חקר בשאלתקשרהמשתנים בין.
.2צריכה השאלהאחד תלוי בלתי משתנה להכיליותר ולא(הגורמים
שניתן כמה עד קבועים יישארו האחרים)
.3לוודא יש המשתנים בקביעתהמשתנה של המדידה דרך שידועה
התלוי,וכןתלוי הבלתי המשתנה לשינוי הדרך ידועה.
.4בצורה מנוסחת להיות צריכה השאלהומכוונת ממוקדתאו אחד לניסוי
אחת ניסויים לסדרת.
.5צריכה השאלה רבים במקריםומדידות שינויים לסדרת לכווןאותו של
תלוי בלתי משתנה.
.6צריכה השאלהמדעי ידע מתוך לנבועבסיסי(בהשערה המתבטא)
.7כזו להיות צריכה השאלהלבדיקה הניתנת(יד בהישג)
.8להיות צריכה החקר שאלתרלוונטיתלנושא/הנחקרת לתופעה
.9לחוקר ידוע לא החקר לשאלת התשובה
- 13. לניסוי שמובילה טובה חקר שאלת
הכרחיים קריטריונים:
.1שאלהמוחלטת אחת תשובה לה לתת ניתן שלא פתוחה
.2מחשבה מעוררת השאלה,חדשות שאלות לעורר ויכולה
.3השאלהבמערכת המשתתפים גורמים בין קשר מבטאת[לפחות
גורמים שני בין קשר]
.4יחסית פשוטה תהיה השאלה,בבהירות ומנוסחת
.5מחקר בכלי שימוש דורשת השאלה,[תצפית או ניסוי]לחקור וניתן:
–לנו הנתונים ובאמצעים שהוגדר בזמן ניסוי ידי על לחקירה ניתנת
–מדי כללית אינה
.6השאלהמדעי וידע רקע על מבוססת
.7השאלהעבורכם רלוונטית
.8התבנית בעזרת לניסוח ניתנת השאלה:
–משפיע מידה באיזו...על...?
–בין הקשר מה...לבין...?
–של ההשפעה מהי...על...?
–ב השינוי גורם כיצד...ל...?
–ב שינוי האם...ב לשינוי יגרום....?
- 15. המחקר השערת
•החקר לשאלת המשוערת התשובה היא ההשערה,הסבר נותנת אשר
לתופעה אפשרי,הגורמים בין למצוא שמצפים הקשר את מתארת
הנחקרים,הנבדקים קבוצות בין ההבדלים את או.
•תיאוריה על מבוססת השערה/לבדיקה וניתנת קודם ידע(ע לרוב"ניסוי י
תצפית או)חקירה או.
•החוקרלא או נכונה החקר השערת האם לבדוק מתכנן(מאששאומפריך
ההשערה את.)
•ניסוח,כמו ביטויים:
–הקשרבין...לבין...ש שככל הוא....אז....;
–יהיהיותר/פחות....ב מאשר....;
–.....ישפיע/על ישפיע לא....;
–...לעליה יגרום/של ירידה.....;
–בהתחלה....לעליה יגרום/ואח ירידה"ל כ....
- 17. החקר תיאור
•ומכשירים כלים:ומכשירים כלים חומרים רשימת
הניסוי לביצוע הדרושים
•מהלךהניסוי:
–כל של רציף רישוםהפעולותלבצע שיש,החומרים
להשתמש שיש והכלים,ודרכי להיתקל שעלולים קשיים
פתרון,
–ניתןזרימה תרשים בעזרת הפעולות רצף את לייצג.
- 18. •ומכשירים כלים:
–אור מקור-מנורה,
–סולארי מאוורר,
–סרגל,מד-סיבובית מהירות.
•הניסוי מהלך:
–את ולהדליק הפוטואלקטריים לתאים המנורה את לכוון יש
הנורה.
–שנקבעו שונים למרחקים המנורה מן המאוורר את הרחק
מראש.
–מהירות את ומדוד האור ממקור מרחקה את רשום נקודה בכל
המאוורר.
- 19. הניסוי בעזרת שנאסף המידע ייצוג/תצפית
•הצגתגראפית בצורה התוצאות–הצגתאופןהמשתנה השתנות
תלוי הבלתי המשתנה לשינוי בהתאם הניסוי במהלך התלוי.
•תהיה לגרףכותרתהמשתנים בין הקשר את המתארת.
•צירX–האופקי הציר–המשתנהתלוי הבלתי[המשפיע],הגורםשאת
בודקים אנו השפעתו.
•צירY–האנכי הציר–התלוי המשתנה[המושפע]–הניסוי של התוצאה
–ציר לכל-קנהמידהאחיד.שונה מידה קנה להיות יכול ציר לכל.
•נמדד הוא בהן והיחידות המשתנה שם יירשם מהצירים אחד בכל.
•שיקולנוסף:התוצאות את להציג תבחר גרפית הצגה באיזה?[גרף
עמודות?עוגה?עקום?
טקסט,טבלה,גרף,תמונה,צליל,וכו מולטימדיה'
- 20. •טבלאי תיאור
מקור בין מרחקלמאוורר האור(סמ')הסיבוב מהירות
5גבוהה
10בינונית
20נמוכה
300
•מילולי תיאור:ישר בקו למנורה המאוורר בין הרחקנו,בכמה מדדנו
המאוורר מהירות את נקודות,ככללמנורה המאוורר בין שהרחקנו
קטנה הסיבוב מהירות.במרחק....לנוע הפסיק המאוורר.
•גרפי תיאור
הסיבוב מהירות(סל"ד)
מרחק(ס"מ)
•תמונה בעזרת ייצוג
- 21. בקרה
בקרהשהשינוי להוכיח כדי שמבצעים פעולה היא
המשפיע בגורם שנעשה בשינוי מקורו המושפע בגורם
אחר בגורם ולא.
ללאבקרה,תקפות יהיו לא המחקר תוצאות!
אותה הביקורת קבוצת בעזרת הבקרה את מבצעים
הניסוי לקבוצות משווים(הטיפולים/)התצפית.
קבוצתהביקורת–הניסוי לקבוצות התנאים בכל זהה
(הטיפולים),המשפיע בגורם מלבד.
- 22. בקרות סוגי
.1"חיצונית בקרה"-הגורם ללא הניסוי מערכת
המשפיע.הביקורת בקבוצת המשפיע הגורם(נמצא אינו)
המערכת על משפיע אינו.
2" .השוואתית פנימית בקרה"-השונים הטיפולים בין השוואה,
נעשית זו בקרההגורם השפעת את לבטל ניתן לא כאשר
המשפיע.לכן,ניסוי קבוצת כל/לשאר בקרה משמשת טיפול
הקבוצות( .שונות בטמפרטורות טיפולים בין השוואה לדוגמה,
שונות חומציות בדרגות.)
- 23. חיצונית לבקרה דוגמא,המשפיע הגורם ללא
בקרה-בבדיקתהמגיעה האנרגיה כמות השפעת
לתאיםהפוטוולטאיםהמאוורר סיבוב מהירות על,
כאשר הניסוי ביצוע תהיה הבקרהכבויה המנורה.
- 24. חזרות
פעולותוביצועו החקר מערך תכנון במהלך שמבצעים,במטרה
צפויות לא והפרעות מדידה שגיאות למנוע,ובמטרהלהגביר
מהימנות אתהתוצאות(מקריות אינן שהתוצאות לוודא.)
לב שימו!!
קבוצות בכמה בכיתה ניסוי מבצעים כאשר,פעמים מספר הניסוי על חוזרים בעצם,
יותר לאמינות הניסוי תוצאות את הופכים ובכך.
חזרות של סוגים מספר לבצע ניתן:
א-המדידה ביצוע על חזרה–פעמים מספר המדידה על חוזרים,זהים בתנאים,
המדידות ממוצע את ומחשבים.
ב-פרטים מספר של מדידה-לפחות מודדים3פרטים/זהים בתנאים אתרים,
המדידות בין הממוצע את ומחשבים.
ג-התצפית או הניסוי על חזרה–הניסוי את מבצעים/נוספת פעם תצפית,
הניסויים בשני התוצאות בין הממוצע את ומחשבים זהים בתנאים.שונות יש אם
שלושתם בין הממוצע את ומחשבים שלישית פעם מבצעים ביניהם.
- 25. הניסוי תוצאות
תהליך במהלך אוסף שהחוקר והממצאים הנתונים
החקר,ומדידות תצפיות באמצעות.
התוצאותנתונים בטבלאות או בתצלומים מוצגות.
לדחות או לאמת לחוקר לסייע נועד התוצאות איסוף
החקר השערת את.
- 26. תוצאות
•האור ממקור המאוורר מרחק בין הפוך קשר נמצא
המאוורר של הסיבוב מהירות לבין.שהמרחק ככל
ירדה הסיבוב מהירות כך יותר גדול היה.
מקור בין מרחקלמאוורר האור(סמ')הסיבוב מהירות
5גבוהה
10בינונית
20נמוכה
300
- 27. ודיון מסקנות(המחקר להשערת בהתייחס)
•החקר לשאלת מבוססת תשובה הינה המסקנה.
שהתקבלו התוצאות באמצעות המסקנה את מבססים
הנתונים עיבוד אחרי.
•בדיוןומחליטים החקר להשערת מתייחסים במסקנה
אותה דוחה או בהשערה תומכת המסקנה האם
(אותה מפריכה או מאששת.)
•מדעי כהסבר בנויה המסקנה,טענה כולל לרוב+נימוק:
א-טענה:המסקנהעצמה,כלומר:המחקר לשאלה תשובה.
ב-נימוק:ציוןהתוצאות,לתוצאות והסבר המסקנה הוסקה שלפיהן
מדעיים עקרונות על מבוסס.
- 28. ודיון מסקנות,לדוגמא
•טענה-נמצאמנורת המאוורר מרחק לבין המאוורר מהירות בין קשר
הלהט(האור מקור.)
•נימוק-שהתא ככלהפוטוולטאינקלטה האור ממקור יותר רחוק היה
אנרגיה פחות כן ועל בתאים אור אנרגיית פחותחשמלית לאנרגיה הומרה,
ועל תנועה לאנרגיית הומרה אנרגיה פחות חשמלי מתח פחות נוצר כאשר
יותר קטנה הייתה הסיבוב מהירות כן.
•הסבר-להט חוט היה האור ומקור היות,התפשט מהנורה שיצא האור
האור עוצמת רוב האור למקור קרוב היה המאוורר כאשר אלומה בצורת
לתאים הגיעהפוטווולטאיםשהגיע האור אחוז ביניהם גדל שהמרחק וככל
קטן לתאים-נמוכה הייתה שנקלטה האור כמות כן ועל ירדה הנצילות
יותר.
•המשך למחקר שאלה:בנורת נשתמש כאשר דומות יהיו התוצאות האם
לייזר?