درس در یک نگاه
در این درس دانش آموزان با مشاهده، جمع آوری اطلاعات، گفتوگو کردن و فعالیتهای گروهی پی میبرند که در بیشتر نقاط زمین سنگ وجود دارد. آنان موارد استفاده از سنگها را فهرست کرده و با درک چگونگی تغییرات سنگها آنها را بر اساس تغییراتشان طبقه بندی میکنند.
اهداف/ پیامدها
در پایان این درس انتظار میرود دانشآموزان بتوانند:
سطح 1- محلهایی که در آنجا سنگ یافت میشود را شناسایی کرده و موارد استفاده از آنها و نیز بعضی از روشهای تغییرات سنگها را شرح دهند.
سطح 2- با بررسی و مطالعهی محیط اطراف خود، مکانهایی که در آن سنگها به فراوانی یافت میشوند و موارد استفاده از سنگها را شناسایی و با مشارکت سایر 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، تغییرات طبقه بندی کنند و موارد استفاده برخی از آنها را در محیط زندگی گزارش کنند.
مواد و وسایل لازم
یک قوطی فلزی محکم با در فلزی، تعدادی قطعه سنگ (کمی زاویهدار)، پارچه سفید، ظرف شیشهای، 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 زمین شناسان معتقدند که سنگ مادهایست که از یک یا چند کانی درست شده باشد. (کانی مادهای است طبیعی، جامد، با ترکیب شیمیایی ثابت که هیچ موجود زندهای در ساختن آن دخالت مستقیم نداشته است مانند نمک طعام، الماس، کوارتز و…). سنگی مانند سنگ نمک خالص فقط از یک کانی به نام هالیت (همان نمک طعام) درست شده و سنگی مانند گرانیت که در روکار ساختمانها به کار میرود از تعداد زیادی کانی ساخته شده است که مهمترین آنها، کوارتز، میکا، فلدسپات و… است.
سنگها را به طور کلی به 3 گروه آذرین، رسوبی و دگرگون شده طبقه بندی میکنند.
سنگهای آذرین: گاهی بر اثر کاهش فشار یا بالا رفتن دما به علت فعالیت مواد رادیواکتیو در برخی از نقاط داخل پوستهی زیر پوستهی زمین، مقداری از سنگهای این مناطق ذوب میشوند و مادهی مذابی را به وجود میآورند. معمولاً این مواد مذاب به علت سبکی نسبت به سنگهای اطراف تمایل به بالا آمدن دارند. این مواد مذاب ممکن است آن قدر بالا بیایند و از درز و شکافهای زمین خارج شوند، در این صورت به این فعالیت ماده مذاب آتش فشانی میگویند و مادهی مذاب به روی سطح زمین میریزد و به سرعت سرد میشود و سنگهایی را به وجود میآورد که به آنها سنگهای آذرین بیرونی (آتش نشانی) میگویند.
سنگهای رسوبی: این سنگ بر اثر ته نشین شدن مواد محلول در آبها یا در کنار هم قرار گرفتن ذرات جدا از هم درست میشوند. ذرات جدا از هم ممکن است بر اثر مواد چسبنده یا فشار لایهها به هم بچسبند. سنگ جوش و ماسه سنگ به این طریق به وجود آمدهاند. اغلب سنگهای چین خوردهی زمین، سنگ رسوبی هستند.
سنگهای دگرگون شده: هر سنگی (آذرین، رسوبی و حتی دگرگون شده) اگر مدتی در مجاورت یک تودهی مذاب قرار گیرد و یا تحت تأثیر فشار خیلی زیاد باشد، تغییر شکل میدهد و حتی ممکن است ترکیب شیمیایی آن تغییر کند و به سنگی جدید تبدیل شود.
این سنگهای جدید را دگرگون شده مینامند، سنگها به طور دائم در طبیعت در حال تغییرند. عوامل فیزیکی مانند تغییرات دما، یخ بستن آب و عوامل شیمیایی مانند اکسید شدن و تجزیه طی فرایندی که به طور کلی به آن هوازدگی میگویند، سنگها را خرد و ترکیب شیمیایی آنها را تغییر میدهد. نتیجهی عمل هوازدگی بر روی سنگها عاقبت، تشکیل خاک است.
قطعات خرد شدهی سنگها هنگامی که درون آبهای جاری مانند رودها قرار میگیرند، بر اثر برخورد با یک دیگر و برخورد با بستر رود زاویههای تیز آنها از بین میرود و رفته رفته صاف و صیقلی و شکلهای کروی، بیضوی و یا استوانهای به خود میگیرند. این سنگ که توسط رود به مسافت زیادی حمل شده و عاقبت در بستر و کنار رود ته نشین میشوند، آبرفت نامیده میشوند.
از زمانهای قدیم انسانها در ابتدا از سنگها برای ساختن وسایل زندگی و جان پناه و بعدها برای ساختن ساختمانهای بزرگ و کاخها و استخراج فلزات و به دست آوردن زیورآلات استفاده میکنند. حدود 95 درصد انرژی مورد نیاز آدمی از سنگهای سوختنی چون نفت و گاز و زغال سنگ به دست میآید. از این مواد علاوه بر انرژی، مواد دیگری چون پلاستیک، الیاف پارچه، رنگ، دارو و… تهیه میشود. مواد اولیهی اغلب صنایع ساختمانی، ذوب فلزات، شیمیایی، الکتریکی و الکترونیکی، غذایی، جواهرسازی، … به مقدار زیادی از سنگ یا موادی است که از سنگها به دست میآید.
نکات آموزشی و فعالیتهای پیشنهادی
1- از دانشآموزان بخواهید آب و سنگها را داخل قوطی بریزند و در قوطی را محکم ببندند. قوطی را به شدت تکان دهند، سپس پارچه را روی ظرف شیشهای با نخ محکم ببندند حال در قوطی را باز کنند، ابتدا سنگها را با دست خارج کنند و بعد آب قوطی را روی پارچه بریزند. به آنها فرصت دهید در مورد تغییرات سنگها گفتوگو کنند. انتظار میرود همه آنان متوجه شده باشند که خرده سنگها از ساییده شدن سنگها به وجود آمدهاند. بعضی از دانشآموزان میتوانند بین این آزمایش و اتفاقاتی که در طبیعت برای سنگها رخ میدهد ارتباط دهند. برخی از آنان میتوانند یک رابطهی منطقی میان عامل تغییر (نیروی انسانی و نیروی رود)، (قوطی و رودخانه) در تغییر سنگ (طبیعت و قوطی) را کشف کنند.
به هنگام ریختن آب روی پارچه توجه داشته باشید که اغلب قوطیهای فلزی موجود دارای لبهای هستند که ممکن است ذرات ریز خرد شده در پشت لبه قرار بگیرند و خارج نشوند. در این فعالیت عامل مهم انرژی است. ولی چون دانش آموزان سال اول با مفهوم انرژی آشنایی ندارند، بیشتر از عامل تغییر یا نیروی آدم یا نیروی رود استفاده کنید.از پارچهی سفید استفاده کنید تا ذرات بهتر دیده 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 غلتیدن در داخل رودخانه و تماس و ضربه زدن به هم از شکل لبهدار و تیز به قطعاتی گرد و صاف تبدیل شوند. احتمالاً فقط تعداد کمی از دانش آموزان میتوانند به این پاسخ برسند و از همه انتظار نمیرود. این فعالیت برای پرورش مهارت مشاهده و تفسیر مشاهدات مفید است.
2- از دانش آموزان سؤال کنید برای ساخت یک ساختمان دو طبقه چه سنگهایی لازم است؟ انتظار میرود همهی دانش آموزان لیستی از سنگهایی که در این نوع ساختمان استفاده میشود را تهیه کنند و اغلب میتوانند علاوه بر فهرست سنگها از موادی که از سنگ به دست میآید و در این ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد نیز نام ببرند. اگر گفتوگو ادامه پیدا کند و شما اجازه دهید آنان اطلاعاتشان را وسیعتر کنند و در جلسههای بعد ارایه دهند برخی ممکن است حتی نام بعضی از وسایل و ابزارهایی را که از سنگ ساخته میشود هم ذکر کنند. در این فعالیت نام بردن نوع سنگ (گرانیت، مرمر و…) به هیچ عنوان مورد نظر نیست و منظور محلهایی است که به سنگ نیاز دارد. مثلاً به کار بردن قلوه سنگ و شن در زیر سازی ساختمان، در روستاها سنگ برای دیوار، در شهرها سنگ برای روکار ساختمان، سنگ برای کف، سنگ برای پله و… (معمولاً باید همهی دانش آموزان به این موارد پاسخ دهند).
3- از دانش آموزان بخواهید نمونههایی از سنگهایی که در محل زندگی آنها وجود دارد را به کلاس بیاورند. سپس مجموعه سنگها را در اختیار آنها قرار داده و از آنها بخواهید سنگها را طبقه بندی کنند. در این فعالیت انتظار میرود همهی دانش آموزان سنگها را از نظر رنگ یا شکل ظاهری به دو گروه طبقه بندی کنند. بنابراین در مورد دانش آموزانی که قادر به این طبقه بندی نیستند صبور باشید و فرصتی فراهم کنید تا ضمن گفتوگو با هم گروهها یا دانش آموزان دیگر 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 وسیلهای مثلاً یک میخ، سنگها را به دو گروه، آنهایی که از میخ خط بر میدارند و آنهایی که میخ نمیتواند به آنها خط بیاندازد طبقه بندی کنند. هم چنین ممکن است تعداد کمی به اجزای تشکیل دهندهی سنگ ها اشاره کنند آنهایی که از ذرههای مختلف تشکیل شدهاند و آنهایی که همهی ذرات یک رنگ دارند. بدیهی است در تمام این موارد شما نقش یک تسهیل کنندهی یادگیری را دارید که فرصت میدهید دامنهی مشاهدات دانش آموزان به تدریج وسیعتر شود تا پاسخها را خود پیدا کنند.
نمونههایی که دانش آموزان ارایه میدهند تابع محیط زندگی آنان است. برای مثال در یک روستای واقع در استانهای کناری دریای مازندران ممکن است بسیار مختصر و در یک شهر بزرگ (مثل تهران) بسیار گسترده باشد.
4- در فعالیت صفحه (54) (در کارخانههای مختلف از سنگ مواد گوناگونی درست میکنند)، توجه داشته باشید که فقط به مراحل کلی، مثل استخراج معدن، حمل مواد، تغییر مواد و محصول اشاره شود کافی است. ممکن است برخی از دانش آموزان به مراحلی مانند جداسازی، ذوب، قالب گیری و… اشاره کنند. باید توجه داشته باشید موادی مانند سیمان، آهک، گچ، آهن و… همگی از سنگ به دست میآیند انتظار میرود بیشتر دانش آموزان به این مواد اشاره کنند. تعداد معدودی ممکن است به رنگ، مس، آلومینیم، سرامیک، شیشه، اشاره کنند، قسمت فلزی بیل، کلنگ، چرخ دستی و… که از آهن درست شدهاند را با کمی کمک تقریباً همهی دانش آموزان باید فهرست کنند. جرثقیل، سیم برق، دریل، ماله، اره و… وسایلی هستند که تعداد کمتری به آنها اشاره خواهند کرد.
5- سنگهای زمین ما همیشه در حال تغییرند. هوا، آب، نیروی جاذبه، امواج، باد و یخ همگی بر تغییرات طبیعی سنگها دخالت دارند، در این فعالیت همهی دانش آموزان حداقل باید به آب اشاره کنند. از بیشتر دانشآموزانی که در نزدیک دریا زندگی میکنند انتظار میرود به نقش امواج دریا هم اشاره کنند. هوا، باد و یخ از مواردی است که احتمالا فقط برخی از دانش آموزان به آن اشاره خواهند کرد. در صورتی که بین این فعالیت و فعالیت استفاده از سنگها در ساختمان ارتباط برقرار کنید احتمالاً آنها به مواردی از تأثیر اقدامات انسان بر تغییر سنگها اشاره خواهند کرد.
6- سنگها پس از تغییر چه میشوند؟ سعی کنید برای این فعالیت سنگهایی را انتخاب کنید که کمی سست باشند و یا دارای لبههای تیزی باشند. با انجام این فعالیت و فعالیت درس آب تقریباً همهی دانش آموزان باید به این نتیجه برسند که سنگها تخریب میشوند و به ذرات ریزی تبدیل میشوند. بیشتر دانشآموزان به این نتیجه برسند که جنس و رنگ سنگها در رنگ خاکها تأثیر دارند. برخی از دانش آموزان نیز به عوامل انسانی در تغییر سنگها اشاره خواهند کرد.
توجه داشته باشید که: در فعالیت سنگها بسیار متفاوتاند. نام علمی سنگها یا چگونگی به وجود آمدن آنها یعنی رسوبی، آذرین، دگرگونی در هیچ یک از فعالیتها مورد نظر نیستند. فقط دانش آموزان سنگها را بر اساس رنگ و شکل ظاهری و حتی بزرگی طبقه بندی میکنند.
روش و ابزار ارزشیابی
تدارک فعالیتهایی که بتوان میزان مشارکت دانش آموزان را در انجام کار گروهی ارزیابی نمود. شیوه ایستگاهی برای سنجش میزان توانایی دانش آموزان برای تغییرات سنگها میتواند مورد استفاده قرار گیرد.
جدول ارزشیابی 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 یک محدودهی معین مثلاً خانه یا مدرسه ذکر میکنند. |
موارد متعدد استفاده از سنگها را در مکانهای مختلف نام میبرند. |
| طبقه بندی سنگها |
سنگها را بر اساس یک ویژگی آشکار طبقه بندی میکنند. |
سنگها را بر اساس دو یا ویژگیهای آشکار (رنگ، جنس مورد استفاده) طبقه بندی میکنند. |
سنگها را براساس ویژگیهای پنهان (ذرات تشکیل دهنده، ...) و آشکار طبقه بندی میکنند. |
| تغییرات سنگها |
یک مورد از تغییرات طبیعی و یک مورد از تغییرات سنگ را توسط انسان نام میبرند. |
دو یا چند مورد از تغییرات طبیعی تغییرات سنگ توسط انسان را نام میبرند. |
مثالهایی از تغییرات پنهان و آشکار سنگها توسط انسان و طبیعت را نام میبرند. |
| همکاری گروهی |
در گروه شرکت میکنند (نوبت را رعایت میکنند). |
تا اندازهای به قوانین کار گروهی پای بند است (نوبت را رعایت میکنند و در بعضی موارد از نظر دیگران استفاده میکنند). |
حاصل کار نشان میدهد در کار گروهی تواناست (رعایت نوبت میکنند و به حرف دیگران توجه دارند و از نظر دیگران استفاده میکنند). |