פיתוח היוזמה : יונת שמאי

הקדמה

הוא הרחבה של הניסוי המתקדם הוא הרחבה של הניסוי המתקדם IIIIIIניסוי ברמה ניסוי ברמה

) מעין מיני-מחקר(. התלמידים בוחרים בעצמם ) מעין מיני-מחקר(. התלמידים בוחרים בעצמם

את הנושא שהם רוצים לחקור, מרחיבים את את הנושא שהם רוצים לחקור, מרחיבים את

ידיעותיהם על הרקע המדעי של התופעה או ידיעותיהם על הרקע המדעי של התופעה או

התהליך שבחרו לחקור ומתכננים שתי סדרות התהליך שבחרו לחקור ומתכננים שתי סדרות

מלא. מלא.IIIIשל פעילויות חקר ברמה של פעילויות חקר ברמה

3המטרה של ניסויים ברמה

פיתוח סקרנות ועניין בכימיה מעבר לחומרהעיוני

הפיכת הכימיה לרלוונטית בחיי יום יוםפיתוח כישורי מידענותפיתוח כישורי חקר וכלי עבודה מחקרייםפיתוח מיומנויות חשיבה ברמה גבוההפיתוח היכולת ללימוד עצמאי ולעבודה עצמאית.פיתוח מיומנויות של עבודה בצוותגיוון מעבדות החקר

הרציונאל

סטנדרטיזציה של מעבדה ברמהIII הפיכת ביצוע מעבדות ברמהIII "ל"אפשרית )הגשת הצעות שונות למחקר )שנוסו ע"י מורים איסוף חומרי רקע עבור המורה) איסוף מקורות מידע -)אתרי אינטרנט רלוונטים הגשת תוצאות בדיקות מעבדה מקדימות עבור

המורה ) ריכוזים/כמויות וכו' שנבדקו (

התאמה של המחוון למעבדות ברמהIII בקשה לשינוי מספר המעבדות המחליפות רמהIII

התוצרים

בדפי הסבר המלוויםIIIמאגר של ניסויים ברמה •במקורות מידע , בהצעות עבודה , בבדיקות ,

. מעבדה מקדימותהנחיות לרישום מקורות מידע .•

בניית דף משוב לתלמידים לאחר הפעילות. •

בניית דף משוב למורים לאחר הפעילות.•

.IIIהתאמת המחוון לפעילות המעבדה ברמה •

הצגת אחד הפיתוחים :

השן והפלואור :•• 3Ca3(PO4)2*Ca(OH)2המרכיב העיקרי של השן הוא הידרוקסיאפטיט •

חומר זה מגיב עם חומצות תוך היווצרות תוצרים מסיסים הוא גם •. H3PO4 יכול להגיב עם חומצה זרחתית-

האם יוני פלואוריד מעניקים הגנה לשיניים?• שנוצר בפה בעקבות אכילת סוגים שונים של מזון הוא אחד הנמוךpHה-•

הגורמים העיקריים לפגיעה בשיניים. על פי מחקרים לא מעטים, יוני פלואוריד אמורים להגן על השיניים בפני •

הפגיעה של חומציות המזון.לצורכי מחקר ניתן להשתמש בקליפות ביצים כתחליף לשיניים •

)בזכות האנאלוגיה בהרכב הכימי(.אחת השיטות שבהן ניתן לבדוק את מידת הפגיעה בשיניים היא ע"י מעקב •

שנפלט בעקבות הפעלת חומצות שונות על קליפות CO2אחר נפח ה-ביצים.

משתני חקר אפשריים:

הגנה על קליפת ביצה מפני פירוק בחומצה, בריכוזים .1•שונים של נתרן פלואורי.

מולר( כהגנה(.0.2 )משך השהייה בתמיסת פלואוריד). השפעת ריכוזים שונים של חומץ על מסת הביצה.2•. השפעת חומצות שונות על מסת הביצה: 3•

חומצה מלחית,חומצה אצטית, חומצה גפרתית , וחומצה ציטרית.

. השפעת משחות שיניים שונות על ההגנה על השן 4• מחומצה.

. כיצד משפיע נתרן פלואורי על גיר )סידן פחמתי(, 5• כדי להשוות להשפעתו על קליפת הביצה.

טכניקות מתאימות שנבדקו ) בהתאמה למשתני החקר(

בריכוזים:NaF. טובלים את הקליפות השקולות בתמיסת נתרן פלואורי1•• M1, M0.6, M0.2, M0.1 מולר(1. * )נתרן פלואורי לא מסיס יותר מאשר שעות.24 משאירים עד • 5 , שוקלים לאחר יום, יומיים, עד 0.5% מעבירים לחומץ בריכוז מירבי של •

ימים .. משרים קליפות ביצה שקולות בתמיסות חומץ בריכוזים שונים:2••M 1,M 0.5,M 0.3,M 0.1 ובודקים מסת הקליפה לאחר יום, יומיים ..• מולר 0.6. משרים קליפות ביצה שקולות בתמיסות של חומצה מלחית ואצטית 3• מולר 0.3 חומצה גפרתית • סמ"ק מכל חומצה20 מולר 0.2 וחומצה ציטרית •ממשחות שינים שונות מ"ל מים 50 גר' משחת שיניים ב-1של תמיסות . מכינים 4•.שקולה שעות, בכל תמיסה חתיכת קליפה 24 משרים ל • 0.5% מעבירים לחומץ בריכוז • שעות24 שוקלים לאחר • .M : NaF- 0.1,M 0.25,M 0.5,M 1. ריכוזי תמיסת הנתרן הפלואורי5•( CaCO3 מולר , גירים.)0.5 חומצה אצטית בריכוז •

מקורות מידע :

1 .http://www.terrificscience.org/lessonpdfs/03DentalChem.pdf//:http קליפה כתחליף שן :. 2

answers.yahoo.com/question/index?qid=1006011604114 השפעת משקאות חומציים על שיניים :. 3

http://www.nrg.co.il/online/29/ART1/935/677.html. השפעת לעיסת מסטיק אורביט על חומציות בפה :4•http://stwww.weizmann.ac.il/g-chem/iton/2/chewingum.html

מאמר "גומי לעיסה והעששת",ידיעון כימיה,טכנולוגיה,חברה,. 5, 75חוברת

.\1998, 20-21 עמ' השוואה בין קליפת ביצה לשן – בשער . 6•http://www.bashaar.org.il/Question.asp?Question_id=5374 הפוטנציאל שבביצה . 7•http://foodenergetics.com/flesh-foods/217-eggs

3דוגמא לפעילות מעבדה ברמה על כל ההיבטים

:ברזל בקונפלקס•

: משתני חקר אפשריים•

בדיקת כמות הברזל בסוגי קורנפלקס שונים1.

בדיקת השפעת נוזלים שונים על מיצוי הברזל2.

של החומצה על מיצוי כמות הברזלPHהשפעת 3.

טכניקות ניסוי (בדיקות מעבדה מקדימות)

בדיקת כמות הברזל בסוגי : קורנפלקס שונים

כוס כימית גדולה• סמ"ק נוזל200•גר' קורנפלקס100•או בלנדר סטירר ומגנט•

טכניקות ניסוי (בדיקות מעבדה מקדימות (

: המשךבדיקת ההשפעה של נוזלים שונים על •

: מיצוי הברזל מ"ל 200כוס כימית גדולה •גר' 100 סמ"ק נוזל •קורנפלקס סטירר ומגנט )או בלנדר(••Kספיישל קלוגס מיץ מתפוז, חלב, מיץ לימון, מים•PHנייר •

מקורות מידע :

ידיעון כימיה, ניסוי: מיצוי ברזל מדגני בוקר, •.53, טכנולוגיה וחברה

•David A. Katy, CHEMECOLOGY, Pg. 7, Vol 21, No 2, March 1992.

ברזל-•מזון ומזור- כח הריפוי ), 2000פטרישיה ה. וג'ודית ב., (•

של התזונה הנכונה.•http://he.wikipedia.org/wiki/

%D7%91%D7%A8%D7%96%D7%9C•http://www.infomed.co.il/vitamin1.asp?vID=4•http://www.anonymous.org.il/nut-iron.html

צרבת :. עצם החזה, מעט מתחת לוושטצרבת היא תחושת צריבה כואבת ב•

. הצרבת גרון ולצוואר ועוברת לבטןהתחושה מתחילה בדרך כלל בשרירים בוושט העשוי שלוש שכבות קיבה חומצותנובעת מעלייה של

. בגוף האדם, היא מערכת העיכול. הקיבה היא האיבר הרחב ביותר ב הקיבה הוא pH , בחלק העליון של חלל הבטן.סרעפתמונחת מתחת ל

. 2בערך - החומצה העיקרית בקיבה היא החומצה המלחית. HClחומצה •

0.1משמשת כהדמיה לקיבה, חומצה חזקה. ניתן להשתמש בה בריכוז M.

, מתפקדת כבסיס בתגובה שנבדוק.NaHCO3סודה לשתיה- •על מנת להתגבר על תופעת הצרבת משתמשים בתרופות שונות •

(בסיסיות בעיקר), לדוגמא: שתכולתו בטבליה CaCO3תרופה נגד צרבת רני-חומר פעיל עיקרי •

מ''ג.680היא •TAMS ,תרופה נגד צרבת-החומר הפעיל העיקרי CaCO3 מכיל בכל .

מ''ג,.1040טבליה NaHCO3גוויסקון תרופה נגד צרבת-החומרים הפעילים העיקריים,•

CaCO3 מ''ג 133.5. מכיל בטבליה NaHCO3 ,80 מ''ג CaCO3 .

משתני חקר אפשריים :

בתגובה בין PH.כיצד משתנה ה 1התרופה לבין חומצה מלחית

. השפעת שטח הפנים של התרופה על 2 PHשינוי

. כיצד סוג התרופה )נגד צרבת( משפיע 3 של קיבה מדומה )מורכבת מ- pHעל

HCl בריכוז M0.1.(

טכניקות מתאימות שנבדקו בהתאמה למשתני החקר :

טכניקות מתאימות שנבדקו ) בהתאמה למשתני החקר(:

תרופות:לוסק, גביקסון, רני, טמס ותמיסה 1/3•של נתרן פחמתי

גר' 0.17 מכל אחד מהחומרים בריכוז HCl מ"ל תמיסת חומצה מלחית - 20•

מולר לתוכה שופכים את החומר המוצק,0.1 באופן רציף.PHכאשר החיישן מודד את ה-

.התרופה רני, בצורת אבקה, טבלית שלמה, 2 כל אחת מהטבליות 4 ול-2טבלית מחולקת ל-

מוספת מולר עם HCl 0.1לתמיסת חומצה מלחית •

שדוגם רצוף.PHחיישן

מקורות מידע :. אומפרדקס הנוסחה1•http://www.rxlist.com/prilosec-drug.htm. איך הוא עובד?2•http://www.ehow.com/how-does_4926746_prilosec-

work.html. לוסק3•http://www.hanegev.co.il/65888/Losec. טמס4•http://www.tums.comהטמס יוצא דופן, הוא מנטרל את החומצה שנוצרת בקיבה, בעוד •

אומפרדקס ולוסק מונעים את היווצרותה..גביסקון5מכיל נתרן אלגינט,נתרן ביקרבונט, סידן קרבונט••http://www.netdoctor.co.uk/medicines/100001145.html .רני - מכיל סידן קרבונט ומגנזיום קרבונט6•http://www.netdoctor.co.uk/interactive/search/

index.php?category=&q=renni

פולפנולים בתה :פוליפנולים הם אנטיאוקסידנטים.•̂בין (• ַא̀פל_ bנֹו̂לים, כדוגמת ת dבתה השחור נמצאים ּפֹו̂ליפtheaflavin:(

החוקרים מאוני' פרדו הגיעו למסקנה כי התה הירוק מעכב את צמיחה ושגשוג תאי סרטן. ישנם גם מחקרים המעידים על כל כי שתיית תה ירוק מפחיתה את רמת הכולסטרול הכללי בדם, כמו גם משפרת את

(ליפופרוטאין בעל צפיפות גבוהה) HDLהיחס של נשאי הכולסטרול הנחשב לכולסטרול הטוב אשר מוביל את הכולסטרול מהעורקים אל

(ליפופרוטאין בעל צפיפות נמוכה), זה הנשא LDLהכבד וצמצום ה אשר מביא את הכולסטרול מהכבד וזורע אותו אל העורקים.

אם כן מדוע התה הירוק מיוחד כל כך?• ממשקלו היבש של 30%התה הירוק מכיל פלבונואידים: המהווים כ •

העלה, הכולל קטכינים ונגזרותיהם.סודו של התה הירוק טמון בעובדה שהוא מקור עשיר מאוד •

) ובעיקר ב- CATECHINבפוליפנולים וקטכינים (PIGALLOCATECHIN GALLATE :הנקרא בקיצורEGCG.

הקטכינים מסייעים באופן סינרגיסטי לצידם של חומרים נוגדי חימצון • כך פעילותם חזקה ויעילה יותר בבלימת C ו Eכדוגמת הויטמינים

הרדיקלים החופשיים.

משתני חקר אפשריים :

.חימצון פוליפנולים והשפעתם על הצבע 1של פוליפנולים בסוגי תה שונים

.השפעת הריכוז של תה שחור על שינוי 2צבע הפוליפנולים עם צמר ברזל.

.פוליפנולים בסוגי תה שונים.3

טכניקות מתאימות שנבדקו בהתאמה למשתני החקר :

.מכינים תה - מרתיחים את תמיסת התה, במשך 1כרבע שעה.מוסיפים מחזרים שונים. )למשל עם כמויות שונות של ברזל ( .

.מכינים תמיסות תה בריכוזים שונים )ע"י 2החזקת השקית במים החמים למשך זמנים

שונים( מוסיפים צמר ברזל . .מכינים תמיסות של סוגי תה שונים )תה ירוק, 3

תה שחור, תה רגיל, תה צמחים( מוסיפים מחזר:

) למשל צמר ברזל (.

מקורות מידע : פוליפנולים מעבדה :. 1

http://cms.education.gov.il/EducationCMS/Units/Mazkirut_Pedagogit/Chimya/YechidatHamaabada/

AniBohenAtsmi.htm : פוליפנולים בתה.2

http://lpi.oregonstate.edu/f-w02/tea.htmlhttp://carcin.oxfordjournals.org/content/21/11/2035.full.pdf

הכימיה של התה (מתורגם לעברית).3http://www.angelfire.com/pro/chemist_emily_f/

chemistsinabigworld.html.כימיה & איפור של תה שחור 4

http://www.gshaly.com/resources/chemistryofblacktea.htm

משוב תלמידים5 --

מסכים מאד

-- לא 4321 מסכים

שאלה

קשה יותר מלבצע שני ניסויים רמה 3ניסוי רמה 2

מעניין יותר3ניסוי רמה

בזבזנו זמן רב על מציאת רקע מדעי

שלב ביצוע הניסויים היה מתיש

לא קבלנו מספיק עזרה בביצוע הניסוי

הנושאים לניסויים צריכים להיות מוגבלים ברשימה שתינתן ע"י המורה

צריך שהרקע מדעי יינתן לנו ורק אז נבחר נושא.

חשוב שהנחיות לניסוי יינתנו לנו ולא נחבר אותם בעצמנו

את כל 3למדנו וחיזקנו דרך ניסוי ברמה מיומנויות החקר

(2עבדנו בקבוצה קטנה מידי )

2אנחנו מעדיפים רק ניסויים ברמה

הקלדת הניסוי מקשה/ מיותרת

המשך משוב תלמידים

5

מסכים מאד4321

לא מסכיםשאלה

הקלדת הניסוי עזרה לנו להיות מסודרים.

צריך הנחיות לחיפוש וחיפוש רקע מדעי בזמן

.השיעורהאם תמליצו להמשיך בשנה הבאה לבצע

3ניסוי רמה

_____________________ :3דעתי האישית על ניסויים ברמה

משוב מוריםבס"ד •

חווה דעתך על : • פתוחים / מוגבלים ....הנושאים לניסויים :•. עד כמה התלמיד צריך לדעתך להיות בקי בו I הרקע המדעי :•• _________________________________________________

• II איך אמור הרקע "להגיע" לתלמיד בעזרת .

המורה ? ע"י התלמיד •

בעצמו? מה הזמן הדרוש לדעתך לכל התהליך? כמה זמן ? :• שלבי החקר? לכל האם מתאים לדעתך המחוון :• מה לדעתך צריך להוסיף/לשנות למחוון? )אם בכלל(•. שמחליף רמה IIהאם לדעתך צריך לשנות את מספר מעבדות רמה •

III .נמק ? שינויים/שיפורים........•

תודה על שיתוף הפעולה , יונת •

בניית תכנית עבודה

לפניכם נושאים כללים/ספציפים .IIIהמוצעים למעבדה רמה

בחרו אחד הנושאים עליהם תרצו לעבוד , 1.נמקו בחירתכם )ידע מוקדם/מה עדיף נושא

כללי או ספציפי?( בנו תכנית עבודה לנושא אותו בחרתם –הציגו 2.

בכל שלב מה עושים , התאימו את תכנית העבודה למחוון )אם צריך כתבו שינויים

שלדעתכם רצויים במחוון בהתאם לתכנית העבודה(

נושאים רשימת

: נושאים ספציפיים: נושאים כללים . גבינה 1. חלב ומוצריו 1• במיץ תפוזיםC. ויטמין 2. חומצה אסקורבית 2•. חמצון יין /חומציות ביין3. יין 3•. השפעת פלואור על שן 4.שיניים 4•. פוליפנולים בתה5. תה 5•. תרופות שונות לצרבת נוגדי 6. צרבת 6•

חומצה . ברזל בקורנפלקס7 . ברזל במזון7•. בדיקת הסרת אבנית עם 8. אבנית 8•

חומצות שונות. קורוזיה של ברזל בחומצות 9. קורוזיה 9•

שונות.. טיטולים כפולימר סופג 10. פולימרים 10•

תודות

שסיפקה לי חומרים רבים , לענת פלדנקייז-•ותוצרים אותם יכולתי להציג .

לשרה פוגל – )לבורנטית בביס' בני דרור( •

שעזרה לי רבות ונתנה לי הרבה עצות טובות.לטובה אלוני – ) לבורנטית תיכון אביב(•למירה תמיר – מורה בתיכון בראש העין•לזיוה בר דב – על העזרה ,הסיוע והעצות •

הטובות

ולסיום..."אל תלך במקום שבו יש שביל  לך במקום •

שבו אין שביל - אך השאר את עקבותיך ".... )ראלף וולדו אמרסון - מדריך ליזמות (.

"כל מקום הוא במרחק הליכה, • אם יש לך זמן".         )סטיבן רייט (

אל תגידו "אי אפשר" צרו "אי של אפשר"•