הקשר בין התפתחות המיקרוסקופ וחקר התא

היבט היסטורי

 

הצוות בבית הספר דה-שליט,חטיבה ב', רחובות, פיתח יחידה הוראה המשלבת את נושא התא עם נושא האטום.  הבסיס ליחידה היו שני ספרים מתכנית מטמו"ן של מכון וייצמן למדע – "מסע אל תוך התא" ו- "אל תוך האטום".  התכנית מיועדת לכתה ח'. 

 

פיתוח יחידת לימוד בנושא התא והאטום 

                                               

                                    חומר לימוד                                מיומנויות

 

 


                                    עבודת צוות                                שתוף פעולה של ההנהלה

                                                           

                                                  שעות נוספות

                                                           

 

כדי להצליח בפרויקט כזה דרוש תכנון מדויק שמתחיל בהצבת מטרות.  שאלנו את השאלה מה הרעיון המרכזי שאנחנו רוצים ללמד.  הגענו למסקנה שאנחנו רוצים לארגן לתלמידים מבט מדעי על עולם המיקרו על סמך עולם המקרו ולבנות תמונה כללית על סדרי גודל ממקרו למיקרו, מהיקום לאטום (כולל יצורים חיים) ומבנה התא והאטום.

 

מטרות אחרות כללו:

 

 

בנוסף לנקודות לעיל, החלטנו לשלב מיומנויות:

א.      קריאה ראשונה

ב.      קריאה שניה

ג.       עיבוד קטע מדעי – מיון, מבנה, תרשים זרימה ותאור תהליך

ד.      בנית מודל – עם ציון יתרונות וחסרונות של מודל

ה.     הכנת פוסטר מדעי

* שיתוף פעולה בעבודה קבוצתית

* עמידה בלוח זמנים

 

 

בשלב הבא תכננו את רצף השיעורים והכנו את הסילבוס.

 

עולם ה"מקרו" ועולם ה"מיקרו

 

תכנים לימודיים:

-         הבנת המושג "מיקרו" לעומת המושג "מקרו"

-         הבנת הקשר בין עולם המיקרו לבין עולם המאקרו

-         הבנת הקשר בין עולם החי לבין עולם הדומם, המבוסס על הבנת מבנה החומר

-         הבנת הקשר בין התפתחות טכנולוגית להתפתחות המדע

-         מבנה מיקרוסקופ האור ופעולתו

-         מבנה הבינוקולר ופעולתו

-         מבנה ואופן הפעולה של מיקרוסקופ אלקטרונים

-         משמעות מודל חשיבתי ושימושו להבנת תהליכים בטבע ולבניית עולם המיקרו

 

תכנים לימודיים

 

עמ'

מס' שעות

עד כמה קטנים תאים ואטומים

  1. אל תוך התא – פרק א
  2. אל תוך האטום – פרק א – עמ' 11-13 (דפי עבודה)
  3. סרט – חזקות של עשר

7-11

2

אמצעי התבוננות בתאים – היבט היסטורי

  1. זכוכית מגדלת
  2. מבנה ופעולה של בינוקולר
  3. מבנה ופעולה של מיקרוסקופ אור
  4. מבנה ופעולה של מיקרוסקו] אלקטרונים סורק

14-26

27-34

4

 

 

 

אמצעי התבוננות באטום

-         הקופסה השחורה – אל תוך האטום פרק ב' עמ' 13-21

 

1

הכנה לפרויקט

  1. שאילת שאלות בנושא התא/האטום
  2. מיון שאלות
  3. ניסוח שאלת מחקר

 

1

 

מושגים: יצור רב-תאי, יצור חד-תאי, רקמה, תרבית רקמה, מיקרומטר, בינוקולר, מיקרוסקופ אור, מיקרוסקופ אלקטרונים סורק, מיקוד, דשה ראייה, קושר הפרדה, תא, רוברט הוק, ור-אן-ליבנהוק, רוברט בראון, דופן תא צמח, תאית

 

מיומנויות: עבודה נכונה עם מיקרוסקופ אור, עריכת מדידות, עריכת תצפיות, שאילת שאלות, מיון שאלות, ניסוח שאלת מחקר

 

אל תוך התא/אל תוך האטום

 

תכנים לימודיים:

-         התלמיד ידע לתכנן נידוי על כל שלביו

-         הבנת המושג תיאוריה – תיאורית התא/תיאורית האטום

-         כל עולם החי (בעלי חיים וצמחים) בנויים תאים

-         התאים בנוים מלקים דומים

-         אותם חלקים (אברונים) ממלאים אותו תפקיד בתאים שונים

-         ישנם יצורים שכל גופם הוא תא אחד בלבד – החד תאיים

-         ביצורים רב-תאים קיימת חלוקה לתפקידים, בין דוגי תאים שונים

-         יש קשר בין מבנה, צורה, ותפקיד של תא

-         התלמיד ידע כיצד מכינים לתכשיר מיקרוסקופי

-         החלק החיצוני של קופסת התא הצמחי מכונה דופן התא

-         פנימה לדופן התא נמצא תוכן התא, העטוף בקרום התא

-         תוכן התא מכונה ציטופלסמה

-         בתוך הציטופלסמה נמצא הגרעין של התא

-         בתאי צמחים יש בתוך הציטופלסמה חלולית עטופה בקרום החלולית

-         רקמה היא קבוצת תאים בעלי צורה אופינית הממלאים תפקיד מסוים בתא

-         אפידרמיס היא רקמת חיפוי

-         בלי הגרעין התא אינו יכול להמשיך להתרבות ולקיים פעילויות חיים

-         לכל היצורים החיים יש צרכים חיוניים

-         אחד מצרכים חיוניים אלה הוא הבטחת קיום המין בדרכי רבייה שונים

-         היצורים החיים בעולמנו נוצרים מיצורים חיים שקדמו להם בתהליך הנקרא רבייה

 

תכנים לימודיים

עמ'

מס' שעות

מסע בתא החי – פרק ב

  1. קרום בררני – ניסוי עם שמרים
  2. הגרעין – תצפית בתאי אפידרמיס של בצל

41-60

2

מבנה האטום – היבט היסטורי

 

2

תכנון ניסוי מדעי – הזמנה לחקר – ביוגנזה

 

2

מאמר מדעי – קריאה ראשונה ושניה

 

2

 

מושגים: רקמת חיבור, קרום בררני, שמרים, תצפית, השערה, תכנון ניסוי, מסקנה, ציטופלסמה, ציטוסקלטון (שלד התא), גרעין התא, דנא, אפידרמיס, דופן תא צמח, חלולית, מין (במובן species ), ביוגנזה, בריאה ספונטנית, המעדנים: רדי, ספלנצני, פסטר

מיומנויות: תכנון ניסוי מדעי, ניתוח ניסוי, קריאת מאמר מדעי

 

מבנה התא/האטום

תכנים לימודיים

-         בזמן שפשוף מקבל גוף המשופשף תכונות חדשות. הוא נטען במטען חשמלי

-         קיימים שני מצבי "חישמול" בלבד – מטען חיובי (+) ומטען שלילי (-)

-         מספר שווה של מטענים חיוביי ושליליים יוצר גוף ניוטרלי

-         עודף מטען שלילי או חיובי מביא למשיכה ודחייה בין גופים טעונים

-         האלקטרוסקופ – מדגים את העובדה כי "חשמל משופשף" ו"חשמל סוללה" הם זהים

-         האטום בנוי מגרעין בו מרוכזים הפרוטונים ומעטפת בו מרוכזים האלקטרונים

-         השוני בתכונות של יסודות נובע ממספר שונה של פרוטונים בגרעיני האטומים

-         מספר אטומי – מספר הפרוטונים בגרעין (שהוא אופייני ליסוד)

-         כלורופלסטידות – בתאי צמחים ירוקים, אברונים המכילים את הצבען הירוק, כלורופיל

-         בכלורופלסטידות מלרחש תהליך הפוטוסינטזה – תהליך יצירת מזון

-         על התלמיד לדעת להשוות בין תאי צמחים לבין תאי בעלי חיים

-         תאי אפיתל הם סוג של רקמת אפידרמיס

-         תאי בעלי חיים חסרי דופן, חלולית, וכלורופלסטידות

-         ביצור רב תאי קיימת התמיינות תאים (קשר בין צורה לתפקיד)

-         קרום התא קיים בכל סוגי התאים – בצמחים ובבעלי חיים כאחד

תכנים לימודיים

עמ'

מס' שעות

מספר "חשמל וכימיה" – פרק ב

  1. טעינת גופים מבדדים – חשמל סטטי
  2. טעינה ופריקה – מטען חיובי, מטען שלילי

101-106

138-140

2

מספר "חשמל וכימיה" – פרק ג

  1. ממה בנוים חומרים
  2. מבנה האטום
  3. פרק קריאה

115-127

133-136

3

מספר "מסע אל תוך האטום"

תצפית בתאים שונים – מיקרוסקופ אור

35-40

61-63

2

 

מושגים: זרם טעינה, זרם פריקה, כוחות דחייה, פרוטון, אלקטרון, ניוטרון, משקל אטומי, מספר אטומי, חלקיק שלילי, חלקיק חיובי, גוף טעון חיובית, גוף טעון שלילית, גוף ניוטרלי, איזוטופ, חשמל סטטי (אלקטרוסטטיקה) אלקטרוסקופ

 

מסע אל תוך התא

מיומנויות

אל תוך האטום

היבט היסטורי

חומר הלימוד

 

חומר הלימוד

היבט היסטורי

זכוכית מגדלת

סוגי תאים

שאילת שאלות

חלקי האטום

מודל יווני

מיקרוסקופ אור

קרום התא

מיון שאלות

מבנה האטום

מודל כדורי

מיקרוסקופ אלקטרונים

ציטופלסמה

ניסוח שאלת מחקר

מטענים של חלקיקים

מודל פודינג הצימוקים

 

גרעין התא

קריאת מאמר מדעי

 

מודל גרעיני

 

חלוקת תאים

תכנון פוסטר מדעי

 

מודל מודרני

 

 

בנית דגם

 

 

דיון מסכם ותכנון פרויקט בנושאים:

מאטום לתא

מתא ליצור חי

מאטום עד היקום

 

 

הפעילות:

 

א.      אופן העבודה:  העבודה תתבצע בקבוצות.  כל קבוצה מקבלת את דף העבודה קוראת או צופה בסרט וידאו, ועונה לשאלות, מבצעת את הפעילות (ניסוי, תצפית) ומכינה דוח מעבדה.  בדיון קבוצתי מחליטים כיצד להציג את הנלמד בפני הכתה.  לרשות התלמידים – שקפים, בריסטולים, טושים צבעוניים.

ב.      משך זמן הפעילות : 4 ש"ש

ג.       התוצר:

1.      כל קבוצה תבחר כיצד להציג את הנושא שלה בפני בכיתה – בצורת הרצאה או מצגת

2.      כל קבוצה תבחר לבנות דגם או לחקור אחד היישומים של מיקרוסקופ אלקטרונים ברפואה, קרימינולוגיה, או באסטרונומיה .

 

בעזרת הביבליוגרפיה אפשר להפוך את הנושא ל"חקרשת" בקלות:

ביבליוגרפיה:

1.      התקופה העתיקה עד המאה ה- 16

http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/pre1000.html

 

http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/1000-1599.html

 

http://www.utmem.edu/~thjones/hist/c1.htm

 

2.      המיקרוסקופ המורכב – זכריאס יאנסן

 

http://www.utmem.edu/~thjones/hist/c2.htm

 

http://www.utmem.edu/~thjones/hist/c3.htm

 

http://micro.magnet.fsu.edu/optics/activities/teachers/exploring.html

 

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/Java/scienceopticsu/virtual/magnifying/index.html

 

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/museum/hanssen.html

 

3.      רוברט הוק

http://www.usmp.berkeley.edu/history/hooke.html

 

4.      מרצ'לו מלפיגי

 

http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/malpighi.html

 

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/museum/

5.      רוברט בראון

 

המיקרוסקופ: אשנב לעולמות זעירים, בוצאת מעלות,עמ' 55-56 .

 

http://www.anbg.gov.au/biography/brown.robert.biog.html

 

http://wn.com.au/lmb1257/R_Brown.html

 

6.      אנטוני ואן ליבנהוק

 

http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhoek.html

 

7.      בינוקולר

 

http://www.microscopyu.com/articles/stereomicroscopy/stereointro.html

 

 

8.      ארנסט רוסקה ומיקרוסקופ אלקטרונים

 

http://teachers.northallegheny.org/Ithompson/Famous01/Ruska/biography.html

 

http://teachers.northallegheny.org/Ithompson/Famous01/Ruska/accomplishments.html

 

http://www.unl.edu/CMRAcfem/em.html

 

http://nsm.fullerton.edu/em.html

 

9.      פעילות סיכום

 

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/virtual.virtual.html

 

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/flash/NIKONsm1500/index.html

 

http://micro.magnet.fsu.edu/activities/perspectives.html

 

כל הזכויות שמורות לעדנה לבל – דואר אלקטרוניCopyright © 2002