Download
1 / 17
170 likes | 477 Views
שילוב המעבדה הממוחשבת מבוססת חיישנים MBL בהוראת הביודע. תמי צור, משותף חוף-כרמל, מיקי גוטמן, אולפנת צביה, שרה קלצ'קו ושלמה דיסקין, אונ' בר-אילן. המעבדה מבוססת החיישנים כוללת:. חיישנים מחשב + תוכנה אוגר נתונים. בניית הבנה טובה של מעבר מכמות לקצב
E N D
שילוב המעבדה הממוחשבתמבוססת חיישנים MBLבהוראת הביודע תמי צור, משותף חוף-כרמל, מיקי גוטמן, אולפנת צביה, שרה קלצ'קו ושלמה דיסקין, אונ' בר-אילן.
המעבדה מבוססת החיישנים כוללת: • חיישנים • מחשב + תוכנה • אוגר נתונים
בניית הבנה טובה של מעבר מכמות לקצב אפשרות להשפיע על התהליכים הנחקרים תוך כדי ביצועם מעודד ביצוע למידת חקר בכלי מחקר מדעיים מקרב תלמידים ללימוד מדעים בסביבה ממוחשבת מדידה כמותית מדויקת איסוף רציף של נתונים מעקב אחר תהליכים בזמן אמת איסוף נתונים לאורך זמן בניסויים במעבדה ובשדה אילו יתרונות מקנה השימוש ב – MBL?
הפעילויות ערוכות באופן מודולרי, כך שכל מורה יוכל להתאים אותן למדור המעבדה בהתאם לאופי כתתו. וכן למדור הסיורים. הפעילויות המוצעות הן דוגמאות לניסויים שאפשר לבצעם בעבודות החקר באמצעות המעבדה הממוחשבת. התלמידים יוכלו להיעזר בניסויים אלה ולפתח לאחר מכן, פעילויות נוספות, בהתאם למהלך העבודה ולאופי עבודתם.
מדור מעבדה תהליכים ברמת התא א. תסיסה בשמרים (מד לחץ). ב. קינטיקה של אנזימים – חקירת גורמים (ריכוז אנזים, ריכוז סובסטרט, pH) המשפיעים על פעילותם של שני אנזימים: קטלאז (מד לחץ), ליזוזים (קולורימטר). ג. מדידת קיבול הבופר של רקמות מן החי והצומח (מד עומק, מד pH). ביולוגיה של האדם א. השפעת היחס שבין שטח הפנים לנפח על שמירת נפח הגוף (מד טמפ')
מדידת פעילות האנזים קטלאז מדידת פעילות האנזים ליזוזים
פיסיולוגיה של הצמח א. פוטוסינתזה בצמח המים אלודיאה – 5 ניסויים לבדיקת השפעתם של גורמים שונים המשפיעים על קצב התהליך: עוצמת הארה, ריכוז ביקרבונט, כמות צמח, השפעת גורמים מגבילים. פותח מודל חדש של מערכת המאפשר לווסת את טמפ' ולבדוק את השפעת הטמפ' על קצב התהליך (מדי לחץ, אור, טמפ'). ב. תהליך הדיות בצמחי יבשה (מדי לחץ, לחות, עומק, אור). ג. נשימת זרעים – השוואה בין זרעים נובטים, זרעים תפוחים וזרעים יבשים. ד. נביטת זרעים – שינויים המתרחשים בשלבים שונים של התהליך (מדי לחץ, חמצן, pH, אור)
טרנספירציה בצמחים נשימה בזרעים
מדור סיורים א. מדידת גורמים אביוטיים המתקיימים בבתי גידול יבשתיים (מדי אור, לחות, טמפ', רוח – מהירות וכיוון). ב. מדידת גורמים אביוטיים המתקיימים בבתי גידול מימיים (מדי טמפ', חמצן מומס, כלורידים, ניטרטים, אמוניום, קשיות, מוליכות. אפשרות לבדיקת עכירות באמצעות הקולורימטר).
מדור עבודת החקר גידול צמחים בתנאים מבוקרים של הארה, טמפ', לחות והשקייה (ניסויים בחממיות. נבדק גידולם של צמחי מלפפונים, עגבניות שרי וצמחי נוי).
דוגמא לתוצאות מעבודת ביודע תשס"ג השפעת גורמים א-ביוטיים שונים על צבע חזזיות בעצי הדר ברעננה
פיסיולוגיה והתנהגות בעלי חיים עבודות תלמידים –1. נשימת חלזונות בתנאי קיץובתנאי חורף
חלזונות בקרה חלזונות שהוצאו מקיוט על ידי הרטבה במים. 2. נשימת חלזונות בהיותם בקיוט - הסבר למערך הניסוי הניסויים נערכו בקיץ כאשר החלזונות היו בקיוט. נערכו 3 ניסויים. בכל ניסוי נבדק לחץ האוויר בשני מזרקים. מזרק אחד – בקרה ללא חלזונות ומזרק שני בו הוכנסו 3 חלזונות. הניסוי נערך כ- 222 ד' עד להתייצבות הגרף. להוצאת החלזונות מקיוט – מצב עירני – הורטבו החלזונות.
תוצאות הניסוי:ממוצע קצב יחסי של הנשימה לגר' שבלול במצב קיוט – -.00654mbממוצע קצב יחסי של הנשימה לגר' שבלול במצב עירני –-.08164mb מסקנות: בעת קיוט החלזונות מאיטים את קצב נשימתם בכדי שיוכלו לשרוד במהלך הקיץ. הם מאיטים את קצב נשימתם ובכך מאבדים פחות מים ומגינים על עצמם מפני התייבשות. תלמידות מאולפנת צבייה (2003)
מה מפיקים התלמידים מהעבודה במעבדה הממוחשבת • מדידה כמותית מדויקת , לדוגמא, בדיקת כמות הגז המשתחרר בנשימה ובתסיסה. • איסוף רציף של נתונים בסיור ובעבודת החקר לדוגמא, גורמים אביוטיים (חזזיות) ובכל הניסויים במעבדה. • קצב פעילות – יצירת שיפוע עובר הנתונים שהתקבלו באמצעות התוכנה. לדוגמא, קצב פוטוסינתזה בהשפעת גורמים שונים. • קבלת התוצאות המיידית על גבי המסך מאפשרת לתלמיד להשפיע על התהליך תוך כדי ביצועו. לדוגמא, נשימת החלזונות.
קשיים טכניים שיכולים להתעורר בעבודה בכיתות • בעיות טכניות בהפעלת המערכת: חיבורים לא נכונים של כבלים ושל חיישנים לאוגר הנתונים, חיבור האוגר למחשב • ליקויים במרכיבי המערכת – בעיקר בחיישניםובכבלים • טעויות בהגדרת תנאי המדידה • ליקויים בפעולת המחשבים
הכנת הכיתה לעבודה עם המערכת • ארגון הכיתה בקבוצות בנות 2 – 4 תלמידים לכל מערכת • התנסות מוקדמת של התלמידים עם המערכת לצורך הכרת מרכיביה ואופן פעולתה • הכנה טובה לביצועו של כל ניסוי: קריאת דפי ההנחיה לתלמיד והכנה תיאורטית וטכנית לביצוע המעבדה • התנסות מוקדמת של הלבורנט והמורה בביצוע הניסוי • מומלץ לבצע את הניסויים במעבדת המדעים
