نشاط: كيمياء التفاعلات الضوئية
- المادة: علوم
- المجال: كيمياء
- مستوى الصعوبة: خبير
- الوحدة: التفاعلات الكيميائية
- المفاهيم العلمية المستهدفة: التفاعلات الكيميائية، التفاعلات الضوئية
- مدة النشاط: 45 - 90 دقيقة
- إعداد وترجمة: رائف بودريس
الفكرة العامة للنشاط:
ستقوم المجموعات الطلابية في هذا النشاط بتصميم لوحة فنية باستخدام تقنية الطباعة على الأوراق الشمسية للإجابة على السؤال التالي:
كيف استفاد الفنانين من التفاعلات الكيميائية في ابتكار لوحاتهم الفنية؟
الأدوات المطلوبة في النشاط:
- ورق طباعة شمسي
- ورق مقوى (كرتون)
- مواد من الطبيعة مثل: نباتات، أزهار، ريش طيور
- ورق غطاء بلاستيكي مثل: سفرة، أكياس
- شريط لاصق شفاف
- أحواض بلاستيكية كبيرة بمقاس ورق الطباعة الشمسي
- ماء
خطوات تطبيق النشاط:
1) قسّم طلاب الفصل إلى مجموعات صغيرة (3 - 4 طلاب داخل كل مجموعة).
2) اطلب من كل مجموعة أن تتّفِق على اسم مناسب لها، وتحديد دور كل فرد داخل المجموعة. (قائد المجموعة، التقني، الفنان، المهندس الكيميائي).
3) وزّع الأدوات على كل مجموعة.
4) اطلب من كل مجموعة مشاهدة مقطع الفيديو الخاص بهذا النشاط وتصميم اللوحة الفنية الخاص بها. ويمكنك عرض الفيديو لجميع المجموعات عند عدم توفر أجهزة خاصة لكل مجموعة.
خطوات عمل تجربة Sun Print
- للحصول على أفضل النتائج، قم بهذا النشاط في الخارج في يوم مشمس. ولا تعرض ورق الطباعة الشمسي لأشعة الشمس المباشرة حتى تصبح جاهزًا للطباعة.
- قص إطارًا من الورق المقوى أكبر من Sun print paper مثل إطار النافذة المفتوح.
- ثم قص قطعة من غلاف بلاستيكي شفاف أو كيس بلاستيكي بنفس حجم إطار الكرتون.
- ألصق قطعة الغلاف أو الحقيبة البلاستيكية الشفافة بإطار من الورق المقوى، مثل النافذة المغلقة.
- قم بجمع الأشياء التي تريد طباعتها على ورق طباعة الشمس مثل الزهور والأوراق والريش وما إلى ذلك.
- في الظل، استخرج قطعة من ورق طباعة الشمس. ثم ضع ورق الطباعة الشمسي على قطعة أخرى من الورق المقوى لتثبيت الأجسام أثناء وضعها في الشمس.
- أثناء التواجد في الظل، قم بترتيب الأجسام التي قمت باختيارها على ورق طباعة الشمس.
- ضع دلو الماء في الظل.
- ثم ضع الورق المخصص للطباعة في الشمس ونافذة الورق المقوى على ورق طباعة الشمس حتى لا تتطاير الأجسام الخاصة بك.
- اتركه لمدة 1-2 دقيقة حتى يتحول لون ورق الشمس الأزرق إلى اللون الأزرق الباهت.
- اغمر الورق بسرعة في دلو الماء في الظل لمدة دقيقة واحدة تقريبًا.
قم بوضع الورق بشكل مسطح حتى يجف في الظل.
5) اطلب من كل مجموعة أن تعرض لوحتها الفنية أمام بقية المجموعات الأخرى، وكيف ارتبط هذا النشاط بالمفاهيم العلمية لهذا الدرس مثل: التفاعلات الكيميائية، التفاعلات الضوئية، كتابة المعادلة بالصورة الكيميائية الصحيحة والموزونة. واطرح عليهم الأسئلة التالية:
- هل يُحدث وقت التعرض للشمس فرقًا في اللون الأزرق النهائي للورقة؟
- هل يعمل Sun print paper مع مصادر الضوء المختلفة مثل (LED، الفلورسنت)؟
- هل مقدار الوقت الذي يستغرقه النقع في الماء يحدث فرقًا في اللون النهائي؟
- ماذا يحدث إذا جربت هذا النشاط في أوقات مختلفة من اليوم أو في مواسم مختلفة؟
- هل تُحدث درجة حرارة الماء اختلافًا في اللون النهائي؟
- هل يعمل ورق الطباعة إذا تبللت الورقة أولاً؟
- كيف يتغير اللون النهائي إذا قمت بتحريك الأجسام قليلاً بعد الجلوس في الشمس؟
- هل يحدث الجسم الكروي ظلًا له نفس شكل الجسم؟
6) اطلب من كل مجموعة أن تختار واحد من التحديات التالية وتقديمها كمشروع في نهاية الوحدة أو الفصل:
- رسم لوحة فنية كبيرة باستخدام نفس التقنية.
- ابتكر طريقة جديدة لتصميم لوحات فنية باستخدام مواد كيميائية آمنة.
- تصميم ملف يحتوي على صور للكائنات الحية أو أجزاء منها التي تم دراستها سابقًا في مواضيع علم الأحياء وكتابة تصنيفها ومعلومات عنها.
تفسير التجربة
- Sun print paper مطلي بمادة كيميائية حساسة للصور تتفاعل مع الضوء. حيث يتحول لون الورق الحساس للضوء إلى اللون الأزرق الباهت عند تعرضه للضوء.
- يوقف الماء العملية الكيميائية ويصلح ظلال الكائنات على الورق.
- Sun print paper مغطى على أحد وجهيه بمادة كيميائية حساسة للصور تسمى الحديد (III) hexacyanoferrate، المعروف أيضًا باسم Berlin Green.
- Berlin Green لونه أخضر مائل للزرقة وهو قابل للذوبان في الماء. وعند التعرض للأشعة فوق البنفسجية (UV)، يحدث تفاعل كيميائي حيث يتحول أخضر برلين القابل للذوبان في الماء إلى مادة كيميائية غير قابلة للذوبان في الماء تسمى الحديد (III) hexacyanoferrate، المعروف أيضًا بالأزرق البروسي Blueish green.
- عندما تغمر الورقة في الماء، يغسل أخضر برلين القابل للذوبان في الماء، ويبقى الأزرق البروسي غير القابل للذوبان في الماء مثبتًا على الورق.
- تعتمد شدة اللون الأزرق البروسي على مقدار الوقت الذي تتعرض فيه الورقة لمصدر الضوء وشدة مصدر الضوء. فعلى سبيل المثال، لا تعمل ورق الطباعة الشمسية بشكل جيد تقريبًا في يوم غائم كما هو الحال في يوم مشمس.
كيف حدث التكامل بين مجالات STEAM في هذا النشاط؟
*العلوم: استخدام خطوات التجربة العلمية في الدرس، والتعرف على التفاعلات الكيميائية والضوئية وخصائص الكائنات الحية.
*التقنية: التعرف على مكونات المواد المستخدمة في التجربة والاستفادة منها لصالح الإنسان.
*التصميم الهندسي: مراحل عملية التصميم الهندسي لبناء التحديات والمشاريع المطلوبة.
*الفنون: التفكير والممارسة كفنانين في استخدام التقنيات وطبيعة المواد الكيميائية لابتكار لوحات فنية.
*الرياضيات: حساب أبعاد وأطوال اللوحة الفنية والأجزاء المستخدمة في الكائنات الحية، وكمية المواد المطلوبة لطباعة اللوحة بشكل ناجح.
كيف ننمي مهارات التعلم للقرن الواحد والعشرين في هذا النشاط؟
*التعاون: تقسيم طلاب الفصل إلى مجموعات وتوزيع الأدوار على كل عضو.
*التفكير الإبداعي: تقوم كل مجموعة بتوليد أفكار لابتكار تقنيات مشابهة في تصميم وتطوير أعمال فنية، أو استخدام سكامبر SCAMPER لبناء مشاريع فنية إبداعية.
*التفكير الناقد: اختيار فكرة جديدة والعمل عليها بعد دراستها وتحليلها، والإجابة على أسئلة التفكير الناقد والتأمل حول موضوع النشاط، وتقييم نماذج المجموعات الأخرى اعتمادًا على بطاقة تقويم الأداء المصممة من قبل المعلم.
*التواصل: عرض الأعمال واللوحات الفنية الخاصة بكل مجموعة أمام باقي المجموعات الأخرى أو في المعارض أمام الجمهور باستخدام التواصل اللفظي وغير اللفظي.
المصادر:
https://www.sciencebuddies.org/stem-activities/sunprint-from-nature
https://thewriteress.com/how-to-make-sun-print-experiment/
https://youtu.be/XTmtzGDlha4?si=-NdCxORL3Q2Wj3OZ
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق