משרד החינוך המינהל למדע וטכנולוגיה הפיקוח על הוראת המדע והטכנולוגיה

תחום תוכן מדע וטכנולוגיה

	נושא השיעור	מצבי צבירה
	פיתוח	כתיבה ופיתוח	עדינה אליהו
		עריכה	הדס כץ שדה חן, קטי ברקן, אתי טל
		ייעוץ פדגוגי	ד"ר שרה קלצ'קו, קטי ברקן
		ייעוץ מדעי	ד"ר שרה קלצ'קו
	שכבת הגיל	כיתה ד
	משך השיעור	150 דקות (שלושה שיעורים בני 50 דקות כל אחד, מומלץ להעבירם ברצף)
	רציונל למורה	יחידה זו עוסקת במצבי הצבירה של החומר מים. מטרתה היא להוביל את התלמידים להבנה שכל חומר יכול להימצא בכמה מצבי צבירה, ולכל מצב צבירה יש תכונות המאפיינות אותו: מידת הקביעות של צורתו, הנפח שהוא תופס ומידת הזרימה שלו. התלמידים מתנסים בפעילויות הממחישות את תהליכי השינוי במצבי הצבירה בעקבות שינויים בטמפרטורה ומכירים את תכונות החומר מים בכל אחד ממצבי הצבירה. היחידה מלווה במצגת ומשלבת סרטונים, ניסויים, הדמיות, פעילויות מקוונות באתר אופק וכן משימות הערכה מקוונות.
	הקשר לתוכנית הלימודים	תחום תוכן מדעי החומר תחום משנה חומרים סטנדרט 1.2: תכונות חומרים, שינויים בחומרים והשפעת ניצולם על החברה ועל הסביבה. סטנדרט משנה 1.2.ב: התלמידים יכירו איברים ומערכות בגוף האדם ויבינו את התאמתם לתפקודם. הם יכירו תהליכים בגוף ויבינו את חשיבותם לקיומו. ציוני דרך: • התלמידים יזהו את החומר מים במצבי הצבירה השונים – קרח (מוצק), מים (נוזל) ואדי מים (גז) • התלמידים יזהו מעברי מצבי צבירה (אידוי, עיבוי, התכה, התמצקות/ הקפאה) ויביאו דוגמאות מחיי היום יום
	מטרות התוכן והמיומנויות	מטרות תוכן • התלמידים יכירו את תכונות החומר מים במצב הצבירה נוזל, מוצק וגז • התלמידים יזהו את החומר מים במצבי הצבירה השונים – קרח (מוצק), מים (נוזל) ואדי מים (גז) • התלמידים יזהו מעברים במצבי צבירה (אידוי, עיבוי, התכה, התמצקות / הקפאה) ויביאו דוגמאות מחיי היומיום מיומנויות • חקר ופתרון בעיות • הסקת מסקנות מהתנסות • חשיבה מטה-קוגניטיבית
	מושגים עיקריים לשיעור זה	• מצבי צבירה • נקודת קיפאון / רתיחה • התכה, התאדות, התעבות, הקפאה
	ידע מוקדם לשיעור	המים מכסים את מרבית שטחו של כדור הארץ. לחומר מים שימושים רבים בתחומים שונים בחיינו.
	מילות קישור ותגיות	מים, גז, נוזל, מוצק, מצבי צבירה, נקודת קיפאון, התכה, טמפרטורת רתיחה, התאדות, התעבות, התכה, הקפאה
	מיומנויות המאה ה-21	1. אוריינות מידע ותקשורת - ניתוח והערכה של מידע מסוגי מדיה 2. מיומנויות תקשורת - יצירה וניהול תקשורת בעל פה, בכתב ובסוגי המדיה השונים, יצירת תוצר שיתופי 3. חשיבה ופתרון בעיות- זיהוי בעיות ויצירת פתרונות , חשיבה יצירתית וסקרנות אינטלקטואלית 4. קשרים בינאישיים וניהול עצמי- למידה והתנהלות עצמאית
	חומרי הוראה (כתובים ומתוקשבים)	סרטונים סרטון – התמוטטות קרחונים (יוטיוב) מצבי צבירה (בריינפופ) חומרי למידה מתוקשבים למורה • מעברים בין מצבי צבירה – למורה • טבלה שיתופית – מצבי צבירה – למורה • דגם הוראה לתלמיד • אילו תכונות משותפות יש למוצק ולגז • מעברים במצב צבירה – סיכום • שינוי מצב צבירה – עבודה • מתכננים מכונת משקאות (פעילות באתר קל וחומר) • אתר "כותר" (מדע וטכנולוגיה לכיתה ד) פעילות הרחבה • מודדים ואורזים (אתר קל וחומר) • מעבירים מכלי לכלי (אתר אופק) • מצבי צבירה (אתר אופק) • ממים לקרח (אתר אופק) • מים: מקרח לאדים (אתר אופק) • תכונות המים (אתר גלים) עזר נוסף מצגת מלווה שיעור ספרי הלימוד שבהם מופיעים הנושאים הנדונים ביחידה • מסע מדע, כיתה ד, הוצאת כנרת, עמ' 26–52 • במבט חדש, ספר ד, הוצאת רמות, עמ' 84–109 • מדע בעידן טכנולוגי, חלק רביעי, הוצאת רכס, עמודים 65–103 או • ניסויים עמ' 84–86 (במבט חדש, ספר התלמיד(ה) כיתה ד באתר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד) • ניסויים עמ' 88–89 (במבט חדש, ספר התלמיד(ה) כיתה ד באתר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד) • מוצקים נוזלים וגזים בסביבה (במבט חדש, ספר התלמיד(ה) כיתה ד באתר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד) • קריאה עמ' 90–92 (במבט חדש, ספר התלמיד(ה) כיתה ד באתר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד)
	תוצרי הלמידה	• השתתפות בדיון מקוון • ביצוע משימות למידה והערכה באתר אופק • יצירת מצגת ב-PowerPoint

מהלך השיעור

מצבי צבירה שקופית מס' 1     ביחידה זו נלמד על – שקופית מס' 2 1. מצבי הצבירה השונים של החומר מים 2. תכונות המים במצבי הצבירה השונים (נוזל, מוצק, גז) 3. מעברי החומר מים בין מצבי הצבירה השונים מהלך ההוראה מבנה היחידה שקופית מס' 3 יחידת ההוראה כוללת שלושה חלקים. חלק 1 מצבי הצבירה של החומר מים – פתיחה חלק 2 א. מצבי הצבירה של החומר מים ב. תכונות החומר מים במצבי הצבירה מוצק, נוזל וגז – התנסות ג. תכונות החומר מים במצבי הצבירה מוצק, נוזל וגז – סיכום ומסקנות חלק 3 א. תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – פתיחה ב. תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – יישום ג. תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – התנסויות ד. תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – סיכום ומסקנות     הנחיות לתלמיד המלצות למורה פתיחה חלק 1: מצבי הצבירה של החומר מים שקופית מס' 4 דיון בכיתה צפו בסרטון (יוטיוב) קצר. בעקבות הסרטון דונו בשאלות הבאות: 1. מה רואים בסרטון? 2. שערו מדוע הקרחונים נשברו ונפלו אל תוך הים? 3. מה קורה לקרח כשהוא נופל למים? 4. באילו מצבי צבירה הופיע החומר מים בסרטון? חלק 1: מצבי הצבירה של החומר מים דיון בכיתה שאלה 1 – הסרטון מתאר התמוטטות קרחון אל תוך הים. שאלה 2 – חלק מהקרח ניתך והופך למים, לפיכך נוצרים בקיעים בקרחונים, הקרחונים נשברים ונופלים לים. שאלה 3 – הקרח מתחמם במים, ניתך ומצב הצבירה שלו משתנה – הוא הופך למים נוזליים. המלצה: ניתן לנסות להדגים את התופעה בכיתה – לקחת גוש קרח שטוח, לחמם אותו בנקודה כלשהי במרכזו ולראות אם הוא יישבר לשניים. שאלה 4 – נוזל ומוצק גוף השיעור חלק 2א: מצבי הצבירה של החומר מים שקופית מס' 5 דיון במליאה 1. צפו בסרטון מצבי צבירה (אתר בריינפופ) 2. מטלות צפייה: א. ענו על השאלה: מהם מצבי הצבירה המוזכרים בסרטון? ב. תנו דוגמאות לכל מצב צבירה. ג. ענו על פי מה ידעתם לקבוע מהו מצב הצבירה של כל חומר המוצג בסרטון? ד. היכנסו ל – מצבי צבירה (אתר אופק) ובצעו את המשימה חלק 2א: מצבי הצבירה של החומר מים דיון במליאה הצפייה בפעם הראשונה בסרטון מצבי צבירה תהיה במליאה ובתווך המורה. הסרטון משתמש במושגים קשים להבנה, כגון "אטומים", "מולקולות", "מימן", ולכן נדרש תווכו של מורה. הסרטון מציג ארבעה מצבי צבירה: נוזל, מוצק, גז ופלסמה. כדאי לדלג על מצב הצבירה פלסמה, שאינו נדרש בחומר הלימוד היסודי. בסרטון יש הסברים על מבנה האטומים והמולקולות בכל מצב צבירה וכן דוגמאות הלקוחות מעולם הילדים והממחישות את תכונות החומר מים בכל מצב צבירה. שאלה ג – לפי התכונות של החומר בכל מצב צבירה. מטלה ד באתר אופק – התלמידים מבססים את הבנתם בביצוע מיון חומרים לפי מצבי צבירה     חלק 2ב: תכונות החומר מים במצבי הצבירה מוצק, נוזל וגז – התנסויות שקופית מס' 6 עבודה בקבוצות 1. בצעו ניסויים העוסקים בתכונות החומר מים במצבי הצבירה – נוזל, מוצק וגז – המוצעים בספר הלימוד שלכם. 2. היכנסו לטבלה שיתופית בפורום הכיתתי והשלימו אותה על פי המסקנות בעקבות ההתנסות שביצעתם. חלק 2ב: תכונות החומר מים במצבי הצבירה מוצק, נוזל וגז – התנסויות תכונות של גזים הוא נושא להרחבה. להתנסויות בספרי הלימוד יש להפנות את התלמידים למקורות הבאים: ניסויים עמ' 86–91 (במבט חדש, ספר התלמיד(ה) כיתה ד באתר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד) מסע מדע, ד, עמ' 28–41, 47–48 מדע בעידן טכנולוגי, ד, עמ' 73–76, 83–91 כמו כן מוצעים אתרים ברשת לביסוס הבנת התכונות של המוצק והנוזל מן הניסויים ניתן להסיק מסקנות על תכונות החומר במצבי בצבירה השונים – זרימה, שמירת צורה, נפח     חלק 2ג: תכונות החומר מים במצבי הצבירה מוצק, נוזל וגז – סיכום ומסקנות שקופית מס' 7 דיון בכיתה דונו בתכונות המשותפות ובתכונות השונות של החומר מים במצבי הצבירה השונים שלו: נוזל, מוצק וגז אילו תכונות משותפות יש למוצק ולגז חלק 2ג: תכונות החומר מים במצבי הצבירה מוצק, נוזל וגז – סיכום ומסקנות דיון בכיתה מצורפת טבלה המסכמת את תכונות החומר טבלה שיתופית – מצבי צבירה – למורה     חלק 3א: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – פתיחה שקופית מס' 8 דיון במליאה הסבירו את תופעות הבאות • מדוע בגדים מתייבשים כשתולים אותם על החבל? • מדוע גלידה או שוקולד ניתכים ביום קיץ חם? • מדוע מכסות טיפות מים את המראה כשמתקלחים? חלק 3א: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – פתיחה דיון במליאה רשימת התופעות נועדה לעורר לחשיבה מעמיקה על תהליכי השינוי במצבי צבירה של החומר מים • תהליך ההתנדפות: כשתולים כביסה רטובה על החבל, המים הנוזליים מתנדפים והופכים לגז. • חימום גורם להתכת מוצק והפיכתו לנוזל • קירור על ידי מגע עם המראה גורם לעיבוי הגז (אדי המים החמים) והפיכתו לנוזל     חלק 3ב: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – יישום שקופית מס' 9 עבודה בקבוצות 1. כדי להבין היטב את התופעות המתוארות בצעו את הניסויים 1 ו-2 בהדמיה הבאה מעברים במצבי צבירה (אתר קל וחומר) ענו על השאלות הבאות: א. מהי נקודת הקיפאון של המים? ב. מהי נקודת הרתיחה של המים? חלק 3ב: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – יישום עבודה בקבוצות בפעילות ההדמיה נדרשים התלמידים לבצע שני ניסויים של תהליכי אידוי והקפאה. הניסויים מלווים בדיאגרמה המתארת את כל התהליך בשימת דגש על נקודת הקיפאון ונקודת הרתיחה. גוף השיעור חלק 3ג: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – התנסויות שקופית מס' 10 עבודה בקבוצות 1. בחרו באחת מהאפשרויות הבאות ובצעו את ההתנסות א. מערכת ניסויים בנושא מעברים בין מצבי צבירה עמ' 95–101 (במבט חדש, ספר התלמידים כיתה ד באתר מדע וטכנולוגיה לכיתה ד) ב. מסע מדע, כיתה ד – הקשר שבין הטמפרטורה למצב החומר מים, עמ' 48–54 ג. מדע בעידן טכנולוגי, חלק רביעי, עמ' 85–86, 90–92 2. בצעו את המשימות שינוי מצב צבירה – עבודה חלק 3ג: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – התנסויות עבודה בקבוצות הכלים והחומרים ומהלך הניסוי – בספר לתלמיד. מסקנות מן הניסויים: ניתן לשנות את מצב הצבירה של החומר על יד פעולות של חימום או קירור (שינוי הטמפרטורה) תהליכים: הקפאה, התכה, התעבות, התאדות מושגים: טמפרטורת קיפאון, טמפרטורת רתיחה מעברים בין מצבי צבירה – למורה סיכום חלק ד3: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – סיכום ומסקנות שקופית מס' 11 דיון בכיתה הסבירו את התרשים הבא מעברים במצב צבירה – סיכום חלק ד3: תהליכים הקשורים בשינויים במצבי הצבירה של החומר מים – סיכום ומסקנות דיון בכיתה כל המעברים בין מצבי הצבירה השונים מוצגים כתרשים הכולל תהליך של התכה, התעבות, הקפאה ואידוי. על התלמידים לציין בכל שלב איזו טמפרטורה נדרשת ולהסביר את התהליך. יישום חלק 4: שקופית מס' 12 בחרו אחת מהמשימות המוצעות לפניכם 1. הכינו סרטון, מצגת או תרשים שיציגו את המעברים בין מצבי הצבירה השונים של החומר ניתן להיעזר בתוכנת smart art, בתוכנת Power point, בתוכנת פיקאסה או בתוכנת Windows live photo gallery 2. בחרו אחד מן התהליכים שלמדתם עליהם ופעלו לפי ההוראות הבאות: א. הגדירו את התהליך. ב.כתבו דוגמה להתרחשות התהליך מחיי היומיום. ג. העלו את תשובתכם לפורום הכיתה (הוסיפו תגובה לדיון "מעברים בין מצבי צבירה") 1. ד. קראו את תשובות חבריכם וכתבו תגובה לפחות לחבר אחד.   רפלקציה 1. רשמו איזה ידע חדש התווסף לכם בעקבות הפעילות? • 2. התייחסו לתהליך העבודה בקבוצות וציינו האם הוא תרם לכם? האם היה לכם קשה? במה היה קשה? • 3. האם הפעילות המתוקשבת תרמה להבנתכם את נושא מצבי צבירה? אם כן ציינו כיצד ואם לא כתבו כיצד הייתם משפרים? משימה לעבודה בבית או במהלך השיעור על פי שיקול דעתו של המורה הערכה היכנסו לילקוט הדיגיטלי שלכם ובצעו את משימות ההערכה הממתינות לכם. • מצבי צבירה (אתר אופק) • ממים לקרח (אתר אופק) • מים: מקרח לאדים (אתר אופק) באתר אופק יש שלוש משימות הערכה בנושא. אפשר לתת לתלמידים לבצע את כולן או רק חלק מהן. אפשר להקדיש לכך שיעור במסגרת יום הלימודים או לתת לתלמידים כמשימה לביצוע בבית – לשיקול דעתו של המורה העשרה לפניכם אתרים ברשת שיעזרו לכם לבסס את הבנת תכונותיו של החומר • מעבירים מכלי לכלי (אתר קל וחומר) • תכונות המים (אתר גלים) • ממים לקרח (אתר אופק)