درس در يک نگاه
در اين درس دانش آموزان با مشاهده، جمع آوری اطلاعات، گفتوگو کردن و فعاليتهای گروهی پی میبرند که در بيشتر نقاط زمين سنگ وجود دارد. آنان موارد استفاده از سنگها را فهرست کرده و با درک چگونگی تغييرات سنگها آنها را بر اساس تغييراتشان طبقه بندی میکنند.
اهداف/ پيامدها
در پايان اين درس انتظار میرود دانشآموزان بتوانند:
سطح 1- محلهايی که در آنجا سنگ يافت میشود را شناسايی کرده و موارد استفاده از آنها و نيز بعضی از روشهای تغييرات سنگها را شرح دهند.
سطح 2- با بررسی و مطالعهی محيط اطراف خود، مکانهايی که در آن سنگها به فراوانی يافت میشوند و موارد استفاده از سنگها را شناسايی و با مشارکت ساير دانش آموزان (هم گروهیها) سنگهای جمع آوری شده را طبقه بندی کنند.
سطح 3- با مشاهدهی سنگها آنها را بر اساس موارد استفاده، جنس (سختی و نرمی)، رنگ، تغييرات طبقه بندی کنند و موارد استفاده برخی از آنها را در محيط زندگی گزارش کنند.
مواد و وسايل لازم
يک قوطی فلزی محکم با در فلزی، تعدادی قطعه سنگ (کمی زاويهدار)، پارچه سفيد، ظرف شيشهای، آب.
در بیشتر جاهای زمین سنگ وجود دارد.
شما هم به اطراف خود نگاه کنید، در چه جاهایی سنگ میبینید.
سنگها گوناگون هستند.
هر دانش آموز با خود چند قطعه سنگ به کلاس میآورد.
سنگها را بین گروهها تقسیم کنید.
افراد هر گروه سنگهای مشابه را کنار هم قرار دهند.
با سنگهای گروه خود یک شکل بسازید.

از سنگها استفادههای زیادی میشود.

امروز در راه خانه تا مدرسه به اطراف خود نگاه کنید و هرچه را میبینید به خاطر بسپارید. در چه جاهایی از سنگ استفاده شده است؟ در کلاس به بقیهی دانشآموزان گزارش دهید.
چرا این بنای بسیار قدیمی تا به حال باقی مانده است؟
در بعضی از کارخانهها از سنگ، مواد گوناگونی درست میکنند.
سنگهای زمین، خانهی ما، همیشه در حال تغییر هستند.


انسان سنگها را تغییر میدهد تا از آنها استفاده کند.
سنگها پس از تغییر چه میشوند؟
این وسیلهها را آماده کنید.
* چند کیسهی پارچهای محکم * چند قطعه سنگ سفید * چند قطعه سنگ سیاه * کاغذ سفید
دو قطعه سنگ سفید را داخل یک کیسه و دو قطعه سنگ سیاه را داخل کیسهی دیگر و یک قطعه سنگ سیاه و یک قطعه سنگ سفید را داخل کیسهی سوم بیندازید و در آنها را ببندید.
به کمک هم، سنگهای داخل کیسهها را به هم بسایید؛ سپس سنگها را از داخل کیسه خارج کنید؛ ذرّههای داخل هر کیسه را روی یک برگ کاغذ بریزید و در کنار سنگهای مربوط به خود بگذارید.
ذرّهها را به دقّت مشاهده کنید. چه نتیجهای از این آزمایش میگیرید؟

اگر اطراف شهر یا روستای شما محلّی هست که در آنجا سنگ به فراوانی یافت میشود (مانند معدن، رودخانه، کوه، بنای سنگی قدیمی) از آن محل دیدن کنید و اطلاعاتی را از آنجا به دست آورید و در کلاس برای سایر دانشآموزان بازگو کنید.
دانستنیهای معلم
گروهی از زمين شناسان معتقدند که سنگ مادهايست که از يک يا چند کانی درست شده باشد. (کانی مادهای است طبيعی، جامد، با ترکيب شيميايی ثابت که هيچ موجود زندهای در ساختن آن دخالت مستقيم نداشته است مانند نمک طعام، الماس، کوارتز و…). سنگی مانند سنگ نمک خالص فقط از يک کانی به نام هاليت (همان نمک طعام) درست شده و سنگی مانند گرانيت که در روکار ساختمانها به کار میرود از تعداد زيادی کانی ساخته شده است که مهمترين آنها، کوارتز، ميکا، فلدسپات و… است.
سنگها را به طور کلی به 3 گروه آذرين، رسوبی و دگرگون شده طبقه بندی میکنند.
سنگهای آذرين: گاهی بر اثر کاهش فشار يا بالا رفتن دما به علت فعاليت مواد راديواکتيو در برخی از نقاط داخل پوستهی زير پوستهی زمين، مقداری از سنگهای اين مناطق ذوب میشوند و مادهی مذابی را به وجود میآورند. معمولاً اين مواد مذاب به علت سبکی نسبت به سنگهای اطراف تمايل به بالا آمدن دارند. اين مواد مذاب ممکن است آن قدر بالا بيايند و از درز و شکافهای زمين خارج شوند، در اين صورت به اين فعاليت ماده مذاب آتش فشانی میگويند و مادهی مذاب به روی سطح زمين میريزد و به سرعت سرد میشود و سنگهايی را به وجود میآورد که به آنها سنگهای آذرين بيرونی (آتش نشانی) میگويند.
سنگهای رسوبی: اين سنگ بر اثر ته نشين شدن مواد محلول در آبها يا در کنار هم قرار گرفتن ذرات جدا از هم درست میشوند. ذرات جدا از هم ممکن است بر اثر مواد چسبنده يا فشار لايهها به هم بچسبند. سنگ جوش و ماسه سنگ به اين طريق به وجود آمدهاند. اغلب سنگهای چين خوردهی زمين، سنگ رسوبی هستند.
سنگهای دگرگون شده: هر سنگی (آذرين، رسوبی و حتی دگرگون شده) اگر مدتی در مجاورت يک تودهی مذاب قرار گيرد و يا تحت تأثير فشار خيلی زياد باشد، تغيير شکل میدهد و حتی ممکن است ترکيب شيميايی آن تغيير کند و به سنگی جديد تبديل شود.
اين سنگهای جديد را دگرگون شده مینامند، سنگها به طور دائم در طبيعت در حال تغييرند. عوامل فيزيکی مانند تغييرات دما، يخ بستن آب و عوامل شيميايی مانند اکسيد شدن و تجزيه طی فرايندی که به طور کلی به آن هوازدگی میگويند، سنگها را خرد و ترکيب شيميايی آنها را تغيير میدهد. نتيجهی عمل هوازدگی بر روی سنگها عاقبت، تشکيل خاک است.
قطعات خرد شدهی سنگها هنگامی که درون آبهای جاری مانند رودها قرار میگيرند، بر اثر برخورد با يک ديگر و برخورد با بستر رود زاويههای تيز آنها از بين میرود و رفته رفته صاف و صيقلی و شکلهای کروی، بيضوی و يا استوانهای به خود میگيرند. اين سنگ که توسط رود به مسافت زيادی حمل شده و عاقبت در بستر و کنار رود ته نشين میشوند، آبرفت ناميده میشوند.
از زمانهای قديم انسانها در ابتدا از سنگها برای ساختن وسايل زندگی و جان پناه و بعدها برای ساختن ساختمانهای بزرگ و کاخها و استخراج فلزات و به دست آوردن زيورآلات استفاده میکنند. حدود 95 درصد انرژی مورد نياز آدمی از سنگهای سوختنی چون نفت و گاز و زغال سنگ به دست میآيد. از اين مواد علاوه بر انرژی، مواد ديگری چون پلاستيک، الياف پارچه، رنگ، دارو و… تهيه میشود. مواد اوليهی اغلب صنايع ساختمانی، ذوب فلزات، شيميايی، الکتريکی و الکترونيکی، غذايی، جواهرسازی، … به مقدار زيادی از سنگ يا موادی است که از سنگها به دست میآيد.
نکات آموزشی و فعاليتهای پيشنهادی
1- از دانشآموزان بخواهيد آب و سنگها را داخل قوطی بريزند و در قوطی را محکم ببندند. قوطی را به شدت تکان دهند، سپس پارچه را روی ظرف شيشهای با نخ محکم ببندند حال در قوطی را باز کنند، ابتدا سنگها را با دست خارج کنند و بعد آب قوطی را روی پارچه بريزند. به آنها فرصت دهيد در مورد تغييرات سنگها گفتوگو کنند. انتظار میرود همه آنان متوجه شده باشند که خرده سنگها از ساييده شدن سنگها به وجود آمدهاند. بعضی از دانشآموزان میتوانند بين اين آزمايش و اتفاقاتی که در طبيعت برای سنگها رخ میدهد ارتباط دهند. برخی از آنان میتوانند يک رابطهی منطقی ميان عامل تغيير (نيروی انسانی و نيروی رود)، (قوطی و رودخانه) در تغيير سنگ (طبيعت و قوطی) را کشف کنند.
به هنگام ريختن آب روی پارچه توجه داشته باشيد که اغلب قوطیهای فلزی موجود دارای لبهای هستند که ممکن است ذرات ريز خرد شده در پشت لبه قرار بگيرند و خارج نشوند. در اين فعاليت عامل مهم انرژی است. ولی چون دانش آموزان سال اول با مفهوم انرژی آشنايی ندارند، بيشتر از عامل تغيير يا نيروی آدم يا نيروی رود استفاده کنيد.از پارچهی سفيد استفاده کنيد تا ذرات بهتر ديده شوند. اصطلاح رودخانه، برای محلی به کار میرود که ممکن است آب از آن عبور کند. رود فقط به آبی گفته میشود که از داخل رودخانه عبور میکند.
برخی دانش آموزان ممکن است قوطی را به جای رودخانه و آب داخل آن را رود فرض کنند و سنگها هم بر اثر غلتيدن در داخل رودخانه و تماس و ضربه زدن به هم از شکل لبهدار و تيز به قطعاتی گرد و صاف تبديل شوند. احتمالاً فقط تعداد کمی از دانش آموزان میتوانند به اين پاسخ برسند و از همه انتظار نمیرود. اين فعاليت برای پرورش مهارت مشاهده و تفسير مشاهدات مفيد است.
2- از دانش آموزان سؤال کنيد برای ساخت يک ساختمان دو طبقه چه سنگهايی لازم است؟ انتظار میرود همهی دانش آموزان ليستی از سنگهايی که در اين نوع ساختمان استفاده میشود را تهيه کنند و اغلب میتوانند علاوه بر فهرست سنگها از موادی که از سنگ به دست میآيد و در اين ساختمان مورد استفاده قرار میگيرد نيز نام ببرند. اگر گفتوگو ادامه پيدا کند و شما اجازه دهيد آنان اطلاعاتشان را وسيعتر کنند و در جلسههای بعد ارايه دهند برخی ممکن است حتی نام بعضی از وسايل و ابزارهايی را که از سنگ ساخته میشود هم ذکر کنند. در اين فعاليت نام بردن نوع سنگ (گرانيت، مرمر و…) به هيچ عنوان مورد نظر نيست و منظور محلهايی است که به سنگ نياز دارد. مثلاً به کار بردن قلوه سنگ و شن در زير سازی ساختمان، در روستاها سنگ برای ديوار، در شهرها سنگ برای روکار ساختمان، سنگ برای کف، سنگ برای پله و… (معمولاً بايد همهی دانش آموزان به اين موارد پاسخ دهند).
3- از دانش آموزان بخواهيد نمونههايی از سنگهايی که در محل زندگی آنها وجود دارد را به کلاس بياورند. سپس مجموعه سنگها را در اختيار آنها قرار داده و از آنها بخواهيد سنگها را طبقه بندی کنند. در اين فعاليت انتظار میرود همهی دانش آموزان سنگها را از نظر رنگ يا شکل ظاهری به دو گروه طبقه بندی کنند. بنابراين در مورد دانش آموزانی که قادر به اين طبقه بندی نيستند صبور باشيد و فرصتی فراهم کنيد تا ضمن گفتوگو با هم گروهها يا دانش آموزان ديگر طبقه بندی را انجام دهند. احتمال میرود اغلب دانش آموزان بتوانند سنگها را از نظر استحکام و سختی هم طبقه بندی کنند. اما فقط اندکی از دانش آموزان ممکن است به کمک وسيلهای مثلاً يک ميخ، سنگها را به دو گروه، آنهايی که از ميخ خط بر میدارند و آنهايی که ميخ نمیتواند به آنها خط بياندازد طبقه بندی کنند. هم چنين ممکن است تعداد کمی به اجزای تشکيل دهندهی سنگ ها اشاره کنند آنهايی که از ذرههای مختلف تشکيل شدهاند و آنهايی که همهی ذرات يک رنگ دارند. بديهی است در تمام اين موارد شما نقش يک تسهيل کنندهی يادگيری را داريد که فرصت میدهيد دامنهی مشاهدات دانش آموزان به تدريج وسيعتر شود تا پاسخها را خود پيدا کنند.
نمونههايی که دانش آموزان ارايه میدهند تابع محيط زندگی آنان است. برای مثال در يک روستای واقع در استانهای کناری دريای مازندران ممکن است بسيار مختصر و در يک شهر بزرگ (مثل تهران) بسيار گسترده باشد.
4- در فعاليت صفحه (54) (در کارخانههای مختلف از سنگ مواد گوناگونی درست میکنند)، توجه داشته باشيد که فقط به مراحل کلی، مثل استخراج معدن، حمل مواد، تغيير مواد و محصول اشاره شود کافی است. ممکن است برخی از دانش آموزان به مراحلی مانند جداسازی، ذوب، قالب گيری و… اشاره کنند. بايد توجه داشته باشيد موادی مانند سيمان، آهک، گچ، آهن و… همگی از سنگ به دست میآيند انتظار میرود بيشتر دانش آموزان به اين مواد اشاره کنند. تعداد معدودی ممکن است به رنگ، مس، آلومينيم، سراميک، شيشه، اشاره کنند، قسمت فلزی بيل، کلنگ، چرخ دستی و… که از آهن درست شدهاند را با کمی کمک تقريباً همهی دانش آموزان بايد فهرست کنند. جرثقيل، سيم برق، دريل، ماله، اره و… وسايلی هستند که تعداد کمتری به آنها اشاره خواهند کرد.
5- سنگهای زمين ما هميشه در حال تغييرند. هوا، آب، نيروی جاذبه، امواج، باد و يخ همگی بر تغييرات طبيعی سنگها دخالت دارند، در اين فعاليت همهی دانش آموزان حداقل بايد به آب اشاره کنند. از بيشتر دانشآموزانی که در نزديک دريا زندگی میکنند انتظار میرود به نقش امواج دريا هم اشاره کنند. هوا، باد و يخ از مواردی است که احتمالا فقط برخی از دانش آموزان به آن اشاره خواهند کرد. در صورتی که بين اين فعاليت و فعاليت استفاده از سنگها در ساختمان ارتباط برقرار کنيد احتمالاً آنها به مواردی از تأثير اقدامات انسان بر تغيير سنگها اشاره خواهند کرد.
6- سنگها پس از تغيير چه میشوند؟ سعی کنيد برای اين فعاليت سنگهايی را انتخاب کنيد که کمی سست باشند و يا دارای لبههای تيزی باشند. با انجام اين فعاليت و فعاليت درس آب تقريباً همهی دانش آموزان بايد به اين نتيجه برسند که سنگها تخريب میشوند و به ذرات ريزی تبديل میشوند. بيشتر دانشآموزان به اين نتيجه برسند که جنس و رنگ سنگها در رنگ خاکها تأثير دارند. برخی از دانش آموزان نيز به عوامل انسانی در تغيير سنگها اشاره خواهند کرد.
توجه داشته باشيد که: در فعاليت سنگها بسيار متفاوتاند. نام علمی سنگها يا چگونگی به وجود آمدن آنها يعنی رسوبی، آذرين، دگرگونی در هيچ يک از فعاليتها مورد نظر نيستند. فقط دانش آموزان سنگها را بر اساس رنگ و شکل ظاهری و حتی بزرگی طبقه بندی میکنند.
روش و ابزار ارزشيابی
تدارک فعاليتهايی که بتوان ميزان مشارکت دانش آموزان را در انجام کار گروهی ارزيابی نمود. شيوه ايستگاهی برای سنجش ميزان توانايی دانش آموزان برای تغييرات سنگها میتواند مورد استفاده قرار گيرد.
جدول ارزشيابی ملاکها و سطوح عملکرد
| ملاکها |
سطح 1 |
سطح 2 |
سطح 3 |
| موارد استفاده از سنگ |
چند مورد استفاده از سنگ را ذکر میکنند. |
فهرستی از کاربرد سنگ در يک محدودهی معين مثلاً خانه يا مدرسه ذکر میکنند. |
موارد متعدد استفاده از سنگها را در مکانهای مختلف نام میبرند. |
| طبقه بندی سنگها |
سنگها را بر اساس يک ويژگی آشکار طبقه بندی میکنند. |
سنگها را بر اساس دو يا ويژگیهای آشکار (رنگ، جنس مورد استفاده) طبقه بندی میکنند. |
سنگها را براساس ويژگیهای پنهان (ذرات تشکيل دهنده، ...) و آشکار طبقه بندی میکنند. |
| تغييرات سنگها |
يک مورد از تغييرات طبيعی و يک مورد از تغييرات سنگ را توسط انسان نام میبرند. |
دو يا چند مورد از تغييرات طبيعی تغييرات سنگ توسط انسان را نام میبرند. |
مثالهايی از تغييرات پنهان و آشکار سنگها توسط انسان و طبيعت را نام میبرند. |
| همکاری گروهی |
در گروه شرکت میکنند (نوبت را رعايت میکنند). |
تا اندازهای به قوانين کار گروهی پای بند است (نوبت را رعايت میکنند و در بعضی موارد از نظر ديگران استفاده میکنند). |
حاصل کار نشان میدهد در کار گروهی تواناست (رعايت نوبت میکنند و به حرف ديگران توجه دارند و از نظر ديگران استفاده میکنند). |