على عكس العلوم في المدرسة الإعدادية، فإن علم الأحياء في المدرسة الثانوية هو مسعى عملي. تعد التجارب جزءًا قياسيًا من دورات علم الأحياء، سواء كانت جزءًا من فصل مختبري خاضع للرقابة، أو معرض العلوم، أو مشاريع الطلاب الفردية. استكشف بعض تجارب الأحياء الرائعة في المدرسة الثانوية؛ واكتشف أفكارًا لتجارب بيولوجية بسيطة وسهلة لدمجها في منهجك الدراسي.
أمثلة لتجارب الأحياء للثانوية العامة
سواء كنت تبحث عن مشروع معرض العلوم أو تحتاج إلى إنشاء مشروع لمهمة صفية، فهناك العديد من مشاريع علم الأحياء للمراهقين.
تشريح الضفدع
يعد تشريح الضفدع جزءًا أساسيًا من علم الأحياء في المدرسة الثانوية. إذا أمكن، حاول الحصول على عينات من الإناث والذكور لفصلك حتى يتمكن الطلاب من رؤية البيض ومقارنة الأجزاء الداخلية بذكر الضفدع.
تشريح الزهرة
يمكن أن يشعر طلاب المدارس الثانوية بالحرج قليلاً بشأن تشريح الضفدع. احصل على تشريح زهرة بدلاً من ذلك. يمكن للمراهقين العثور على الأجزاء الأنثوية والذكورية من الزهرة وتسميتها. قد يكون من الممتع لطلاب المدارس الثانوية التحقق من تعقيدات الزهور تحت المجهر.
التنوع بين العينات النباتية
تجربة بيولوجية بسيطة أخرى تتضمن الذهاب إلى بيئتك الطبيعية، مثل حديقة محلية، لمراقبة التنوع بين عينات النباتات. ولجعل التجربة أكثر تفصيلاً، يمكن للطلاب فرك العينات التي تم جمعها على ورق الترشيح لملاحظة النباتات التي تظهر الألوان.يمكن للمراهقين العمل على اكتشاف سبب ظهور ألوان معينة في بعض النباتات.
التوجه الضوئي
قد يكون من المفيد أن نوضح للأطفال كيف تؤثر الانحياز الضوئي على النباتات. يمكنهم إجراء تجربة باستخدام مواد مختلفة للتأثير على الضوء. يمكنهم أن يروا كيف يؤثر التأثير على الضوء على نمو النبات.
المياه من المصادر المشتركة
الماء في كل مكان. ولسوء الحظ، يحتوي الماء على العديد من العناصر أيضًا. تجربة رائعة هي جمع عينات المياه من مصادر مختلفة ومشاهدتها تحت المجهر. يمكن للطلاب بعد ذلك مقارنة نتائجهم ومحاولة افتراض سبب وجود مصدر مياه معين لعدد أكبر من الكائنات الحية مقارنة بمصدر آخر.
تجربة الخميرة
تجربة أخرى تتضمن أخذ قطعة من الخبز لمراقبة العفن الذي ينمو على مدى أسبوعين.
الإدراك الذوقي
لكل شخص ذوقه الخاص. حرفياً! بعض الناس يحبون الأشياء الحامضة بينما البعض الآخر يحب الحلو. اكتشف ما إذا كان الجميع يدركون الذوق بنفس الطريقة ولديهم نفس عتبة الذوق من خلال إجراء تجربة داخل الفصل.
فعالية المطهر
هل تساءلت يومًا عن مدى فعالية معقم اليدين في قتل البكتيريا؟ قم بتجريبه! قم بتنمية البكتيريا في طبق بيتري مع ورق منقوع في البيروكسيد، والخل الأبيض، والكحول المحمر، وما إلى ذلك. اكتشف كيف يعمل كل واحد منهم على منع نمو البكتيريا.
علم وراثة نبات البازلاء
يمكن للطلاب إعادة إنشاء تجارب نبات البازلاء الوراثية التي أجراها مندل. ومن خلال زراعة نباتات البازلاء ومقارنة أنماطها الظاهرية، يستطيع الطلاب تحديد النمط الجيني لكل نبات أصلي.
فحص بصمات الأصابع
بصمات الأصابع من الميزات الرائعة الموجودة في جسم الإنسان. لا يمكنك استخدامها لفتح هاتفك فحسب، بل إن كل واحدة منها فريدة من نوعها. ضع بصمة إصبعك على الورق وافحص الجوانب المختلفة للخطوط والأقواس الموجودة على أصابعك. مقارنة بصمات الأصابع بين الجميع في الصف.
مقارنة الخلايا الحيوانية والنباتية
لفهم الخلايا الحيوانية والنباتية بشكل أفضل، يمكن للطلاب مقارنة الخلايا الموجودة في خدودهم بالخلايا الموجودة في البصلة. ما عليك سوى صبغ الخلايا باليود أو أي صبغة أخرى لرؤية هياكل الخلية بشكل أفضل تحت المجهر.
نماذج الحمض النووي
يعد إنشاء نموذج الحمض النووي طريقة رائعة لمساعدة الطلاب على فهم بنية ووظيفة الحمض النووي في علم الوراثة. يمكن للطلاب استخدام الحلوى والخيط وأعواد الأسنان لتطوير نموذج واقعي إلى حد ما للبنية الحلزونية المزدوجة.
جراثيم زجاجة الماء
يقوم العديد من الأشخاص بإعادة ملء زجاجات المياه الخاصة بهم في المدرسة الثانوية. لكن هل يضيفون الجراثيم أو البكتيريا إلى الزجاجة؟ هل إعادة تعبئة زجاجة المياه التي تستخدم لمرة واحدة آمنة؟ اطلب من الطلاب أخذ مسحات من زجاجات المياه التي يستخدمونها والبحث عن البكتيريا حول الغطاء أو على الزجاجة.
اختبار الشعر
يستخدم المراهقون الكثير من منتجات الشعر. لكن هل ينجحون حقاً؟ اطلب من المراهقين في صفك أخذ عينات قليلة من شعرهم. شاهد ماذا يحدث للشعر عند إضافة منتجات الشعر الشائعة.
دورة الماء
فهم دورة المياه ليس بالأمر الصعب. لكن يمكن للمراهقين النظر إلى الأمر بشكل مباشر من خلال إجراء تجربة لدورة المياه. فقط اطلب منهم ملء الكيس بالماء وربطه بالنافذة. سوف يشاهدون عملية التبخر والتكثيف وهطول الأمطار.
زجاجة النظام البيئي المغلقة
قد يكون من الصعب على الطلاب أن يتخيلوا شيئًا ما له نظامه البيئي الخاص. ومع ذلك، يمكنك استخدام زجاجة بلاستيكية لإنشاء نظام بيئي مغلق.
تجربة الأحياء المسحية الميدانية
هذه التجربة رائعة لأنها رخيصة الثمن وسهلة ويمكنك القيام بها في مناطق متنوعة حول مدرستك أو إرسال الطلاب بها إلى المنزل. الهدف هو مراقبة المنطقة المحيطة بمرور الوقت ومراقبة العينات التي تجمعها.
المواد التي ستحتاجها
لهذه التجربة، عليك أن تحصل على:
- جرة أو أكياس لجمع العينات
- ملقط
- قفازات
- الأوتاد والخيط أو المخاريط تساعد في تحديد المنطقة
- ورق أو مذكرات لتدوين الملاحظات
- الشرائح وأغطية الشرائح والمجهر
تعليمات المراقبة
لاحظ أنك ستراقب منطقتك لعدة أشهر، لذا اختر منطقة يسهل إعادة وضع علامات عليها أو حيث يمكنك ترك العلامات لأعلى، بحيث تعود إلى نفس المنطقة المحددة في كل مرة.
- اطلب من الطلاب اختيار مكان واحد للمراقبة. يجب ألا تزيد مساحة البقعة عن قدمين إلى ثلاثة أقدام مربعة.
- عليهم أن يكتبوا ويلاحظوا كل ما يرونه. تتضمن أمثلة الأسئلة التوجيهية ما يلي:
- هل ترى دليلا على الحيوانات؟ (ابحث عن البصمات، أو البراز، أو ذرق الطائر، أو الفراء، أو كريات البومة، وما إلى ذلك)
- ما هي الحياة النباتية التي تراها؟ (ابحث عن الطحالب والأشنة والأعشاب وغيرها من النباتات).
- ما الفطريات التي تراها؟ (ابحث عن الفطر ونمو الفطريات الأخرى).
- ما هي الحشرات التي تراها؟ (شجع الطلاب على البحث تحديدًا عن العلاقات هنا - مثل ربط البعوض بالماء أو النحل بالزهور أو خلية النحل).
تعليمات أخذ العينات والفصل الدراسي
أعد البحث إلى الفصل الدراسي باتباع هذه التعليمات.
- أرشد الطلاب إلى إجراء اتصالات وملاحظة العلاقات في المنطقة المحددة لهم. اطلب منهم جرد المنطقة ورسم خريطة أولية لمكان وجود كل شيء.
- اطلب من الطلاب، إذا أمكن، استخدام الملقط وأخذ عينات من التربة والفطريات والطحالب والحياة النباتية والحشرات وما إلى ذلك برفق.
- عد إلى الفصل الدراسي وادرس العينات. الأشياء التي يمكنك البحث عنها تشمل:
- قيمة الرقم الهيدروجيني للتربة أو الماء
- الكائنات الحية الدقيقة في الماء
- خلايا النبات تحت المجهر
- التركيب المقارن للزهور الذي تجده
- اطلب من الطلاب تسجيل كل شيء في يومياتهم الخاصة أو دفتر ملاحظاتهم التفاعلي.
نصيحة للمعلم: قم بإعداد محطات في الفصل الدراسي للعرض والتشريح والرسم واختبار الرقم الهيدروجيني وما إلى ذلك. سيتيح هذا للطلاب بعض الاختيار في كيفية متابعة فحص العينات الخاصة بهم.
اختبار البكتيريا
اطلب من الطلاب معرفة المكان الذي تكمن فيه معظم البكتيريا. هذه التجربة رائعة إذا كنت تريد مختبرًا ذو نتائج مضمونة. هناك دائمًا نوع من البكتيريا يكمن في مكان ما، في انتظار النمو في طبق بيتري الخاص بالطالب.
المواد
هذه هي المواد التي ستحتاج إلى أن تكون في متناول يدك.
- أطباق بيتري مُجهزة، ثلاثة لكل طالب
- مسحات معقمة
- شريط الرسام
- شريط سكوتش
- علامة دائمة
- ورقة الرسم البياني
- مقص
- مسطرة
ملاحظات المواد: يمكنك أيضًا شراء أطباق بتري معقمة وآجار بشكل منفصل؛ ومع ذلك، فمن المرجح أن يقوم الطلاب بتلويث اللوحة قبل إجراء المسحة.
تحضير أطباق بيتري
يعد تحضير أطباق بيتري جزءًا أساسيًا من التجربة.
- قبل فتح أي مواد، اطلب من الطلاب تحديد ثلاثة أماكن (ولكن في موقع فعلي واحد، مثل المنزل أو المدرسة) سيقومون بمسحها بحثًا عن البكتيريا. شجعهم على وضع فرضية حول المكان الذي يعتقدون أنه سينمو فيه أكبر عدد من البكتيريا.
- باستخدام طبق بيتري، ارسم ثلاث دوائر على ورقة الرسم البياني ثم قصها.
- بالقلم الرصاص، ارسم خطًا للإشارة إلى "أعلى" الدائرة. لا يهم المكان الذي ترسم فيه الخط، لكنك ستحتاج إلى شيء يوضح لك كيفية توجيه طبق بيتري الخاص بك حتى تتأكد من أنك تتبع نفس المستعمرة في كل مرة تراقب فيها.
- في الجزء الخلفي من دائرة ورقة الرسم البياني، لاحظ الموقع الذي ستأخذ فيه المسحة، بالإضافة إلى التاريخ الذي ستأخذ فيه المسحات. افعل ذلك مع أطباق بيتري الثلاثة التي لديك.
جمع العينات
اطلب من الطلاب إحضار المسحات المعقمة غير المفتوحة وأطباق بيتري المغلقة إلى الموقع. بحذر، ينبغي عليهم:
- ضع طبق بيتري على سطح مستو.
- فك المسحة.
- مرر المسحة على المنطقة التي يشتبه في أنها تحتوي على بكتيريا.
- ارفع الغطاء، وامسح المسحة المستخدمة بلطف عبر الأجار، وأغلق الغطاء بحذر ولكن بسرعة.
تلميح: في بعض الأحيان، يكون من المفيد إغلاق طبق بيتري بشريط لاصق حتى لا يفقد طبق بيتري غطاءه عن طريق الخطأ.
تقييم النتائج
الآن بعد أن قمت بمسح المناطق، الأمر كله يتعلق بالنتائج.
- اطلب من الطلاب رسم دوائر بحجم طبق بيتري في كتب المختبر الخاصة بهم أو على ورق رسم بياني منفصل. ارسم أطباق بتري لمدة أسبوع واحد لكل طبق يمتلكه الطالب.
- عندما تبدأ المستعمرات في النمو، اطلب من الطلاب رسم الحجم في دفاتر الملاحظات الخاصة بهم، مع إجراء ملاحظات يومية. إذا لم يتمكنوا من المراقبة يوميًا، فاطلب منهم المراقبة في نفس اليوم (الأيام) على مدار شهر.
- يجب عليهم أيضًا تسجيل اللون والميزات البارزة الأخرى لمستعمرات البكتيريا الخاصة بهم في كتب المختبر الخاصة بهم.
- في النهاية يجب على الطلاب كتابة خاتمة دراستهم.
تأثير الضوء على النمو
في هذا المختبر، يبحث الطلاب في كيفية تأثير الضوء على نمو النبات. يمكن للطلاب استخدام أي نباتات، ولكن نبات الرشاد سينمو بسرعة أكبر، حتى يتمكن طلابك من الحصول على النتائج بشكل أسرع.
المواد
اجمع المواد الخاصة بك.
- الكريس
- كوب أو وعاء من الستايروفوم
- تربة التأصيص
- مسطرة
- الكاميرا
تعليمات
بما أن المواد الخاصة بك جاهزة، فقد حان الوقت لبدء تجربتك.
- في اليوم الأول - ازرع البذور في التربة في الأكواب.
- قم بتسمية الأكواب حسب الضوء الذي ستستخدمه. يمكنك مقارنة ضوء الشمس مع الظلام الدامس، أو يمكنك مقارنة عدة أنواع من الضوء.
- في كل يوم بعد اليوم الأول، التقط صورة لكل كوب وحاول قياس النمو، إن وجد.
- بالنسبة لإدخالاتك المعملية، قم بقياس البراعم ولاحظ خصائص اللون والشكل.
تجديد المستورقات
في هذا المختبر، يراقب الطلاب معدل تجدد المستورقات ويختبرون ما إذا كانت طريقة قطع المستورقات تحدث فرقًا في كيفية نموها مرة أخرى.
المواد
لإجراء هذه التجربة، عليك أن تنتزع.
- 9 مستورقات
- 3 أطباق بتري بلاستيكية صغيرة
- 1 طبق بتري بلاستيكي كبير
- 1 ماصة بلاستيكية
- 1 عدسة مكبرة
- 1 ساترة بلاستيكية
- مياه الينابيع
- علامة دائمة
- المناشف الورقية
- كيس ثلج (اختياري)
تعليمات الإعداد
الإعداد الصحيح هو نصف المعركة عندما يتعلق الأمر بإنشاء تجارب بيولوجية ممتعة ومثيرة للاهتمام لطلاب المدارس الثانوية.
- ابدأ بترقيم أطباق بيتري الثلاثة الصغيرة لضمان عدم الخلط فيما بعد.
- باستخدام الماصة، قم بتحريك المستورقات إلى طبق بيتري الكبير.
- في هذه المرحلة، قد ترغب في محاولة وضع طبق بيتري على كيس ثلج لبضع دقائق. هذا ليس ضروريًا تمامًا، لكنه سيبطئ سرعة المستورقات لتسهيل عملية القطع.
- قم بإجراء ثلاث قطع على المستورقات:
- خلف الرأس مباشرة
- في المنتصف
- اليمين باتجاه الذيل
- استخدم الماصة لنقل كل قطعة برفق إلى طبق بتري جديد (مع مياه الينابيع).
- كرر الخطوات مع جميع أجزاء الدودة المتبقية.
- راقب المستورقات كل يوم. سيتم اعتبار التجديد "كاملاً" عندما تظهر المستقبلات الضوئية (النقاط السوداء التي تشبه العيون على رأس المستورقات).
المنهج العلمي وتجارب الأحياء للمرحلة الثانوية
يركز جزء كبير من علم الأحياء في المدرسة الثانوية على غرس عناصر العلوم لدى الطلاب.والمنهج العلمي هو أحد هذه المحاور الرئيسية. تحث هذه الطريقة المشاركين في العلوم على أن يكونوا باحثين وأن يتوصلوا إلى تخمين حول ما سيحدث في تجربة معينة، وهو ما يسمى بالفرضية. الهدف من التجربة هو إما إثبات صحة الفرضية من خلال التجربة أو إثبات عدم صحتها. وهذا يدفع المراهقين إلى الانخراط في المنهج العلمي أثناء تدريس المهارات العلمية الأخرى، مثل:
- القدرة على إجراء تقدير عقلاني بناءً على العوامل والمعرفة الحالية
- مهارات التفصيل والمراقبة
- احتمالية الخطأ وكيفية تجاوز ذلك إذا تبين أن الأمر كذلك
- مهارات التفكير السريع
بقدر ما يمكن أن تكون عليه تجارب الأحياء من متعة، هناك عنصر تعليمي يقود التجربة.
تجارب الأحياء الممتعة والمثيرة للاهتمام في المدرسة الثانوية
بالنسبة للمراهقين، يمكن أن تكون مادة الأحياء في المدرسة الثانوية ممتعة. إن العثور على التجربة الصحيحة يمكن أن يساعد علم الأحياء على الخروج من الصفحة ويصبح أكثر من مجرد دورة دراسية أخرى مطلوبة. من تعرف؟ ربما سيُطلب من طالبك الاشتراك في معرض العلوم أو مهنة متجذرة في العلوم؟
