האקווריום של נגה

למורה · האקווריום של נגה

הדמיה-סיפור בשני מסלולים (כ־20 או כ־30 דקות). נגה אחראית על אקווריום הכיתה, וצמח המים (אלודאה) גוסס. המוכר בחנות אומר "יותר אור", חבר אומר "יותר פחמן דו־חמצני". התלמידים סופרים בועות חמצן, משנים את מרחק המנורה, מוסיפים סודה לשתייה, קוראים גרפים, מתכננים ניסוי ביקורת בצנצנות, ובסוף מציעים פתרון לדגים ועונים על שאלה פתוחה.

שני מסלולים

בפתיחה התלמידים בוחרים מסלול. ההתקדמות נשמרת בנפרד בכל מסלול, ואפשר לעבור ביניהם.

• מסלול בסיס · כ־20 דקות · 5 משימות · ז׳–ח׳: הסיפור המלא, צעד אחר צעד. בכל ניסוי משנים דבר אחד בלבד. אחרי טעות ראשונה מופיע רמז, ואחרי טעות שנייה מוצגת התשובה עם הסבר.
• מסלול מתקדם · כ־30 דקות · 6 משימות · עומק של ט׳: אותו סיפור ואותם נתונים, ובנוסף:
  • ניבוי נעול לפני ספירת הבועות ולפני המדידה עם הסודה, והשוואה לתוצאה.
  • חישובים מהנתונים: פי כמה יותר בועות ב־10 ס"מ מאשר ב־30 ס"מ, ופי כמה הסודה הוסיפה במנורה קרובה.
  • שאלות "למה" עם ארבע אפשרויות על הגורם המגביל.
  • משימה נוספת, "המאזן של הצמח": קריאה מספרית של ירידת החמצן בלילה, וחישוב החמצן שהצמח מייצר בפועל (העלייה באור ועוד הנשימה).
  • רמז רק אחרי טעות שנייה, והתשובה אחרי השלישית.

קישורים ישירים לתלמידים: מסלול בסיס · מסלול מתקדם

הקשר לתוכנית

• ז׳ · שבוע 28 · תהליכי חיים בתא (פוטוסינתזה ונשימה, סדר גודל #l-w28).
• ח׳ · שבועות 37–38 · יצרנים, זרימת אנרגיה ומחזור חומרים (מן היסוד).

הרעיון המרכזי

• קצב הפוטוסינתזה תלוי באור ובפחמן דו־חמצני. הגורם שחסר יותר מכולם קובע את הקצב: גורם מגביל. לכן עקומת הבועות מתיישרת כשהאור חזק, ועולה שוב כשמוסיפים פחמן דו־חמצני.
• צמח נושם כל הזמן, ביום ובלילה. ביום הפוטוסינתזה משחררת יותר חמצן ממה שהנשימה צורכת, ובחושך יש רק נשימה. זה מפרק את התפיסה השגויה "צמח לא נושם".
• ניסוי הוגן: משנים משתנה אחד (מרחק), שומרים על השאר (טמפרטורה, אותו ענף), ומשווים לצנצנת ביקורת.

הצעה לשימוש

• במליאה על המקרן (מקש P מגדיל) עד סוף פרק 3, ואז בזוגות.
• לעצור אחרי פרק 1: מי צודק, המוכר או טל? לחזור לזה בסוף פרק 4: שניהם, כל אחד בתנאים אחרים.
• אפשר להוסיף ניסוי אמיתי: ענף אלודאה בכוס עם מנורה ומעט סודה לשתייה.

מה מדויק ומה מודל

• מספרי הבועות והחמצן הם מודל (מסומן "מודל"), לא מדידות. עוצמת האור נחלשת לפי ריבוע המרחק (קירוב לנורה קטנה). עקומת האור היא היפרבולה לא־מלבנית, הצורה המקובלת לתיאור פוטוסינתזה, והמקסימום שלה נקבע לפי הפחמן הדו־חמצני. בניסויים אמיתיים בכיתה מתקבלים בדרך כלל עשרות בועות בדקה.
• סודה לשתייה (נתרן ביקרבונט) מוסיפה למים יוני ביקרבונט, ואלודאה מנצלת אותם כמקור לפחמן דו־חמצני.
• החמצן באקווריום: מים בטמפרטורת החדר מחזיקים בערך 8 מ"ג חמצן לליטר. קו האזהרה של 5 מ"ג לליטר הוא ערך מקובל לדגי נוי (בערך). בלי משאבה יש חילוף אוויר איטי דרך פני המים.
• מקורות: Campbell Biology (פוטוסינתזה, גורמים מגבילים, עקומת אור); SAPS (Science and Plants for Schools) ו־Practical Biology של Nuffield Foundation ו־Royal Society of Biology: "Investigating the effect of light intensity on photosynthesis" (ספירת בועות באלודאה ובקבומבה). בהשראת Gizmos Photosynthesis Lab והדמיות ספירת בועות.

מה המורה רואה במדעלבס

לכל פרק נשלח דיווח, וכל מסלול מדווח בנפרד (בדיווחי המסלול המתקדם מופיעה המילה "מתקדם"): הניבויים, המדידות שנרשמו, בכמה ניסיונות ענו, בחירת הצנצנות, ההצעה לנגה והתשובה הפתוחה.

איפוס ההתקדמות במכשיר הזה