פרקי הלימוד - הקשר לתכנית הלימודים והבהרות מתודיות

עמוד:יג

מטרות הלימוד . 1 התלמידים יבינו את הייחודיות של הפחמן וכיצד היא מסבירה את המגוון העצום של תרכובות המתקבלות ממנו . . 2 התלמידים יכירו סוגים שונים של תרכובות פחמן - תרכובות אורגניות , פולימרים ( טבעיים ומלאכותיים , ( ותרכובות המרכיבות את הנפט הגולמי . . 3 התלמידים יכירו את מרכיבי המזון - פחמימות , חלבונים ושומנים - את המבנה שלהם ואת חשיבותם בגוף , ויכירו דרכים לזהותם במעבדה . . 4 התלמידים יבינו את התועלת שבשימוש בחומרים בדגש על תרכובות פחמן ; יבינו את המחיר הסביבתי של השימוש בהם , ויציעו פתרונות בגישת הקיימות להקטנת נזקים לאדם ולסביבה . . 5 התלמידים יבינו את קשרי הגומלין בין המחקר המדעי לבין הטכנולוגיה בתחום החומרים לשיפור איכות חיי האדם והסביבה . הבהרות מתודיות במהלך הלמידה וההוראה של פרק זה , חשוב לשים לב לנקודות הבאות : . 1 סדרי גודל של תרכובות הפחמן - המונח “ מולקולת ענק״ מבלבל . יש להדגיש שלמרות השם , גודלן של מולקולות ענק הוא תת–מיקרוסקופי ולא נראה לעין . תלמידים סבורים שמולקולת חלבון ( המכונה לעתים “ מולקולת ענק״ , אף שלא כל החלבונים הם מולקולות ענק ) גדולה מתא בגוף היצור החי ומחיידק . כדי להמחיש לתלמידים את סדרי הגודל הנכונים , מומלץ להשתמש בהמחשות ובדגמים שונים , תוך כדי תשומת לב למגבלות הדגם ( ראו דיון בסעיף הבא . ( כדאי להכיר לתלמידים את סדרי הגודל הקיימים ביקום , מן החלקיק הקטן ביותר ועד גרמי השמים הגדולים ביותר , ולמקמם על ציר משותף . ניתן למצוא ברשת האינטרנט מצגות וסרטונים העוסקים בנושא של סדרי גודל ( לדוגמה : . ( powers of ten בפעילות המתוקשבת בנושא המדרג הביולוגי , הנמצאת בילקוט הדיגיטלי לחט״ב - מדע וטכנולוגיה , מוצג הנושא של סדרי גודל באמצעות “ שיטוט״ ברמות הארגון השונות בטבע . . 2 שימוש בדגמים - בפרק קיימים ייצוגים שונים לתרכובות הפחמן : נוסחה כימית , נוסחת מבנה ואיור תלת–ממדי . הניסיון מלמד שייצוגים שונים מתאימים לתלמידים בעלי סגנונות חשיבה שונים , ולכן ההצגה של מגוון הייצוגים חשובה להוראה בכיתה הטרוגנית . דגמים מוחשיים מסייעים בהמחשת מבנים , תופעות , רעיונות ועוד . בנוסף , משולבות בפרק כמה פעילויות שבהן התלמידים בונים דגמים של הצורות השונות של היסוד פחמן ושל תרכובות פחמן שונות . הדגם המוחשי עוזר להמחיש היבטים מסוימים אך הוא איננו נכון בהיבטים אחרים , ולכן הוא עלול ליצור טעויות המשגה אצל התלמיד . לדוגמה : בהתייחס לדגם מוחשי של אטומים , מולקולות וקשרים כימיים - אטום אינו כדור קשיח במציאות , והקשר שבין שני אטומים אינו מקל או קפיץ . דגם פיזי או איור של מולקולה מייצג היבטים אחדים שלה , כגון מספר האטומים במולקולה והמבנה הכללי שלה , אך אינו מייצג את המבנה האמיתי של האטומים או את גודלם , את הקשר הכימי או את תנועת האלקטרונים . . 3 השלד הפחמני - הפחמן יכול ליצור קשרים שיתופיים חזקים יחידים , כפולים ומשולשים עם אטומי פחמן אחרים ועם מגוון אטומים נוספים ( חמצן , חנקן , גפרית , כלור , זרחן ועוד . ( תרכובות הפחמן מורכבות ממולקולות הבנויות משלד פחמימני המורכב בעיקר מאטומי פחמן ומימן , ויכולות להיווצר שרשראות ארוכות ישרות , שרשראות מסועפות או שרשראות בצורת טבעת . כאן יש מקום להתייחס לקשר השיתופי בין אטומי הפחמן לבין עצמם ולבין אטומים אחרים במולקולה . בהמשך לפרק הקשר הכימי , יש להימנע מהאנשה ( לדוגמה : האטום “ רוצה״ ליצור קשר עם אטום אחר , ( ולהיזכר בהגדרת הקשר - הקשר השיתופי בין שני אטומים הוא מצב שבו האטומים משתפים ביניהם אלקטרונים חיצוניים , והוא נוצר כתוצאה ממשיכה חשמלית בין האלקטרונים המשותפים לבין הגרעינים של האטומים : בין אלקטרון בעל מטען שלילי באטום אחד לבין גרעין בעל מטען חיובי באטום האחר . . 4 אלוטרופים של פחמן - יהלום , גרפיט , פולרן , ננו–צינורות פחמן וגרפן , כולם בנויים מפחמן . חשוב להדגיש לתלמידים כי הסיבה להבדל בתכונות שלהם היא ההבדלים בקשרים השונים בין אטומי הפחמן ומן המבנה המרחבי השונה הנובע מכך . אפשר לייצר ננו–צינורות גם מבורון ומחנקן . ננו חומרים - גודלם הזעיר של אטומים או מולקולות הוא מופשט מאוד וקשה לתפיסה , ותלמידים מתקשים בהבנת סדרי הגודל של חלקיקים באטום , ובהבנת קיומם של ננו–חומרים כמו ננו–צינוריות פחמן .

קודם  |  הבא