تدريس موضوع جرم و حجم در پايه دوم ( 1 )
يكي از مهم‌ترين مسائلي كه هنوز بسياري از معلمان پايه دوم ابتدايي نگران تدريس آن هستند ، آموزش مفهوم حجم و جرم در درس علوم است . بيشتر آموزگاران تصور مي‌كنند كه در پايان اين درس ، دانش‌آموزان بايد بتوانند كلمات جرم و حجم را در زندگي روزمره به خوبي به كار ببرند و مفاهيم آن كلمات را هم دقيقاً بدانند و تعاريف آن‌ها را بيان كنند . اما نظر مؤلفان محترم اين موضوع درسي اين است كه اگر دانش‌آموز بتواند از كلمات (( حجم و جرم )) به معناي دقيق آن استفاده كند ، مطلوب است . ولي اهداف اصلي از تدريس اين مبحث دقيق در پايه دوم ، آموزش اين مفهوم است كه دانش‌آموز درك كند هر ماده‌اي در هر يك از سه حالت كه باشد ، جايي به خود اختصاص مي‌دهد ( حجم دارد ) و در عين حال جرم هم دارد . البته دانش‌آموزان اين مطالب را پس از انجام دادن آزمايش‌ها در مي‌يابد و هدف آن است كه در پايان درس ، از مطالب جرم وحجم به صورت كاربردي استفاده كند . مثلاً بتواند حدس بزند كه در يك جعبه مقوايي كوچك ، چند قوطي كبريت جا مي‌گيرد يا مثلاً پيش‌بيني كند كه يك جعبه مقوايي كوچك ، تحمل سنگيني چه مقدار سنگ ريزه را دارد يا بتواند قطعه سنگي پيدا كند كه سنگيني ( جرم ) آن با سنگيني (‌جرم ) يك توپ بزرگ يا چيزي مشابه آن ، يكسان باشد و . . .
بر اساس همين ديدگاه‌ها بود كه تدريس موضوع (( حجم )) را اين گونه شروع كردم : ابتدا به هر گروه 2 تا 3 نفري دانش‌آموزان ، يك قوطي كبريت خالي و تعداد زيادي چوب كبريت دادم ، سپس از آن‌ها خواستم چوب كبريت‌ها را تا جايي كه مي‌توانند ، طوري در قوطي كبريت جا بدهند كه در قوطي به راحتي باز و بسته شود .
بچه‌ها با انجام دادن اين فعاليت دريافتند كه نمي‌توانند بيشتر از تعدادي چوب كبريت ، با همه كوچكي ، باز هم جا مي‌گيرد . سپس به هر گروه يك استكان كوچك خالي و يك استكان بزرگ پر از آب و يك بشقاب دادم و از آن‌ها خواستم به كمك اين وسايل سعي كنند تا جايي كه مي‌توانند ، آب استكان بزرگ را در استكان كوچك جا بدهند . با انجام دادن اين آزمايش ، بچه‌ها مشاهده كردند كه استكان كوچك مقدار معيني آب جا مي‌گيرد و اگر بيشتر از آن ، آب داخل آن بريزيم ، بيرون مي‌ريزد . يعني استكان كوچك مقدار كمي‌آب داخل خود جا مي‌دهد . و آب هم جا مي‌گيرد . . .
سپس چند جسم مختلف مانند يك قطعه كوچك سنگ ، چند سكه ، يك كليد روي ميز گذاشتم و از آن‌ها پرسيدم : (( راستي بچه‌ها ، آيا چيزهاي ديگر مانند سنگ و اين‌ها همه جا مي‌گيرند ؟ )) بچه‌ها به فكر فرو رفتند . فرصت را مغتنم شمردم و پرسيدم : (( بچه‌ها ، آيا مي‌توانيد با آزمايش نشان بدهيد كه سنگ و چيزهاي ديگر هم جا مي‌گيرند ؟ ))
بچه‌ها با شادماني مشغول صحبت با يكديگر شدند . مدتي فقط تماشاگر كارهايشان بودم و بدون آن كه گروهي را تشويق يا گروهي را تضعيف كنم ، با نگاه ياريشان مي‌كردم . مدتي گذشت . آن‌ها با هم فكري به اين نتيجه رسيدند كه اگر سنگ را در استكان آب بيندازند آب آن بالاتر مي‌آيد يا حتي بيرون مي‌ريزد . يعني به قول خودشان سنگ هم جا مي‌گيرد . اين آزمايش خيلي براي بچه‌ها جالب بود و چون خودشان آن را طراحي كرده بودند ، از انجام دادن آن لذت مي‌بردند .
زمان را مناسب دانستم و به آن‌ها گفتم كه نام علمي‌ عبارت (( جا مي‌گيرد )) ، عبارت (( حجم دارد )) است ، سپس از آن‌ها خواستم مطالب و آزمايش‌هايي را كه انجام داده‌اند ، با عبارت جديد تكرار كنند .
آن‌گاه چند ظرف شيشه‌اي را ، كه شكل‌هاي يكسان و حجم‌هاي متفاوتي داشتند ، به آن‌ها نشان دادم و از بچه‌ها خواستم حجم آن‌ها را با هم مقايسه كنند . شور و هيجان لذت بخشي كلاس را پر كرده بود ، مسأله‌ي جالبي بود ! بچه‌ها به صحبت كردن با همديگر پرداختند و من از اين رفتارشان فهميدم كه احتياج به فكر كردن و مشورت دارند . به آن‌ها چند دقيقه فرصت دادم و در همين وقت زنگ به صدا در آمد . بچه‌ها با اشاره ي من فهميدند كه مي‌توانند از كلاس خارج شوند و به طرف در كلاس حركت كردند در حالي كه موضوع جالبي براي تحقيق پيدا كرده بودند . . .
بچه‌ها با شادماني مشغول صحبت با يكديگر شدند . مدتي فقط تماشاگر كارهايشان بودم و بدون آنكه گروهي را تشويق يا گروهي را تضعيف كنم ، با نگاه ياريشان مي‌كردم .

 
حجم و جرم
در پايه‌ي دوم ( 2 )
مي‌دانيم كه جرم در واقع مقدار ماده‌ يك جسم است . هر گاه جسمي ‌داراي جرم ، در نزديكي يك جرم بزرگ ديگر قرار بگيرد از آن جرم بزرگ‌تر ، بر جرم كوچك‌تر نيرويي وارد مي‌شود كه آن را به طرف خود مي‌كشد . بر ما و هر چه روي زمين است نيز ، از كره‌ي زمين ، كه جسمي‌ با جرم بسيار زياد است ، نيرويي وارد مي‌شود كه همه را به طرف خود جذب مي‌كند به اين نيرو ، وزن مي‌گويند . هر چه جسمي‌جرم بيشتري داشته باشد ، نيروي وزن آن هم بيشتر مي‌شود . البته وزن يك جسم در كره‌ي زمين بيشتر از آن جسم در كره‌ي ماه است . چون كره‌ي زمين جرم بيشتري دارد و با نيروي بيشتري جسم را به طرف خود جذب مي‌كند . در حالي كه در فضاي بين سيارات همين ماده ، با اين كه داراي جرم است ، چون نيرويي از سياره‌اي برآن وارد نمي‌شود ، وزن ندارد . درست است كه مفهوم سنگيني با وزن معادل است ، چون مي‌خواهيم در اين درس مفهوم جرم را آموزش دهيم و هر چه جسمي‌جرم بيشتري داشته باشد‌، وزن آن هم بيشتر است و بعلاوه كودكان ما ، در سني نيستند كه ارتباط جرم و وزن و تفاوت آن‌ها را درك كنند و يا با مسائل بي وزني برخورد داشته باشند ، لذا هيچ اشكالي وجود ندارد كه ما آشنايي با مفهوم ((‌جرم )) را با مفهوم (( سنگيني )) آغاز كنيم كه مفهومي ‌جا افتاده و آشنا براي كودكان است . بچه‌ها از كودكي آموخته‌اند كه بعضي چيزها را به راحتي مي‌توانند بلند كنند و بعضي چيزها را اصلاً نمي‌توانند بلند كنند‌. به عبارت ديگر دريافته‌اند كه بعضي چيزها سنگين‌تر از چيزهاي ديگرند مثلاً سنگ از چوب سنگين‌تر است و . . . لازم به ذكر است كه ما مفهوم جرم را وقتي تدريس مي‌كنيم كه مفهوم حجم در جلسات قبل ، كاملاً جا افتاده باشد تا دانش‌آموزان بتوانند به خوبي اين دو را از هم تفكيك كنند .
و اما تجربه‌اي در تدريس موضوع (( جرم )) :
براي آنكه توجه بچه‌ها به مسئله سنگيني جلب شود درس را اين گونه شروع كردم ، در حالي كه جعبه بزرگ و سنگيني در دست داشتم وارد كلاس شدم ، بچه‌ها با ديدن من در آن حالت ، تعجب كردند ، حتي يكي دو نفر هم خواستند به من كمك كنند . از آن‌ها تشكر كردم و آن جعبه را بعنوان معماي درس روي ميز گذاشتم ، در حالي كه با خط درشت كلمه‌ي جرم را روي جعبه نوشته بودم . سپس از داخل جعبه تعدادي اشياء مختلف مانند جعبه‌ي دستمال كاغذي ، پاكن ، سكه ، كليد ، سنگ ، چوب ، قوطي كبريت ، خمير اسباب بازي ، ليوان و . . . بيرون آوردم و روي ميز گذاشتم . . . توجه بچه‌ها به آن وسايل جلب شد ، به تك تك آن‌ها دست زدند و آن‌ها را با هم مقايسه كردند . چند دقيقه آن‌ها را رها كردم تا با آرامش با آن وسايل مشغول شوند . بعد از آن سؤال كردم : راستي بچه‌ها ، كداميك از وسايل روي ميز شما سنگين است‌؟ كداميك سبك است ؟
بچه‌ها سرگرم مقايسه شدند ، تشخيص دادن سبك و سنگيني براي بعضي اشياء خيلي آسان بود ، اما براي اشيايي كه وزن يا جرم آن‌ها نزديك بهم بود كمي ‌مشكل شد . از آن‌ها خواستم كه خودشان راهي پيشنهاد كنند كه بتوانيم بفهميم كدام سنگين‌تر است . بچه‌ها ، ابتدا با توجه به تجربه كودكي شان ، وسايل را در دست‌هايشان گذاشتند و مانند ترازوي دوكفه‌اي آن‌ها را با احساس خودشان بالا و پايين كردند . اما مثل اينكه راضي نمي‌شدند . يكي دو نفر از بچه‌ها پرسيدند آيا مي‌شود به ما ترازو بدهيد ؟ بقيه بچه‌ها هم كه گويي گمشده خود را پيدا كرده بودند با صداي بلند و با شادي از ما ترازو خواستند . وقتي ترازوها را از داخل جعبه معمايي بيرون آوردم ، بچه‌ها با هيجان و خوشحالي شروع به آزمايش كردند . ( مي‌دانيد كه ترازوي دو كفه‌اي، جرم را اندازه گيري مي‌كند ولي ترازوي يك كفه‌اي براي اندازه گيري وزن به كار مي‌رود . ) آن‌ها ابتدا آزمايش را با وسايل روي ميزشان انجام دادند ولي مسأله آن قدر برايشان جالب بود كه به لوازم دور و بر مانند كتاب ، دفتر ، سنگ ترازو و . . . هم رو آورند . احساس كردم بچه‌ها به رمان كافي براي تجربه فردي نياز دارند ، به همين جهت آن‌ها را آزاد گذاشتم تا هر قدر دلشان مي‌خواهد با ترازو آزمايش كنند ، بعضي‌ها در يك كفه‌ي ترازو يك سنگ و در كفه‌ي ديگر تعداد زيادي اشياء كوچك گذاشته بودند ، بعضي در يك كفه‌ي ترازو يك سنگ كوچك و در كفه‌ي ديگر يك جعبه‌ي دستمال كاغذي گذاشته بودند و با اين حال ترازوها در حالت تعادل بودند ! همه اين‌ها براي بچه‌ها جالب و هيجان آور شده بود . . .
وقتي احساس كردم بچه‌ها به اندازه‌ي كافي با ترازو كار كرده‌اند ، از آن‌ها خواستم كه درباره‌ي ميزان سبك و سنگيني وسايل اطرافشان هم حدس‌هايي بزنند ، مثلاً قفسه كتاب‌ها را با نيمكت خودشان مقايسه كنند و . . . سپس از آن‌ها درباره‌ي آزمايش‌هايي كه انجام داده بودند سؤالاتي پرسيدم . در اين موقع به كلمه جرم كه روي جعبه معمايي نوشته بودم اشاره كردم و از بچه‌ها خواستم كه به نام گذاري جديد دقت كافي كنند . براي آن‌ها توضيح دادم كه منظور از جرم همان سنگيني است ، يا مثلاً وقتي از يك تكه بزرگ خمير ، قسمتي كوچك را جدا كنيم ، جرم خمير كمتر مي‌شود و . . . سپس از بچه‌ها خواستم خودشان نتايج آزمايش‌هايي را كه انجام داده‌اند با كلمه جرم بيان كنند ( هر كدام از دانش‌آموزان يك جمله جالب ، مربوط به تجربه‌ي خاص خودش و غير تكراري با بقيه بچه‌ها ) تا ابن كلمه در فرهنگ لغات علمي ‌آن‌ها وارد شود و به آن عادت كنند . از صحبت‌هاي بچه‌ها فهميدم كه مفهوم جرم كاملاً جا افتاده است ، ولي هنوز به رابطه آن با حجم اشاره‌اي نكرده بودم . به بچه‌ها كمي‌خمير اسباب بازي دادم و از آن‌ها خواستم جسمي‌را انتخاب كنند و سپس به اندازه‌ي جرم آن جسم ، از خمير با جرم آن جسم برابر باشد . بعضي از بچه‌ها از ترازو استفاده كردند و بعضي ديگر آن قدر به حس و اندازه گيري دست شان اطمينان داشتند كه اين كار را با دست انجام دادند ، سرگرمي‌جالبي بود . مدتي به بچه‌ها وقت دادم تا مطمئن شوم كه اين موضوع را به خوبي فهميده اند و درست انجام‌ داده‌اند .سپس از بچه‌ها خواستم همان مقدار خمير را نگه دارند و در يك كفه‌ي ترازو بگذارند و از پنبه‌اي كه روي ميزشان بود ، آن قدر بردارند و در كفه‌ي ديگر قرار بدهند تا ترازو به تعادل در آيد يعني جرم خمير و جرم پنبه با هم يكسان شود . بچه‌ها وقتي آزمايش را به آخر رساندند ، تازه مسأله برايشان تعجب آور شده بود : ججم كمي‌خمير با حجم زيادي پنبه در دو طرف ترازو قرار داشتند و ترازو در حال تعادل بود ، يعني جرم دو جسم با هم برابر بود ولي حجم‌هايشان خيلي تفاوت داشت . از بچه‌ها خواستم خودشان آزمايشي شبيه اين آزمايش انجام دهند . آن‌ قدر مسأله براي بچه‌ها شيرين بود كه احتياجي به هيچ نوع ايجاد انگيزه اي نبود ، بزودي مي‌شد اجسام ريز و درشتي را ديد كه در ميان دست‌هاي كوچك بچه‌ها قرار مي‌گرفت ، با حجم‌هاي متفاوت اما با جرم‌هاي مساوي .
وقتي مطمئن شدم كه همه كلاس ، مطالب را به خوبي دريافته‌اند ، گفتم بچه‌ها با يك سؤال سخت موافقيد ؟ بچه‌ها كه گويي شجاعانه خود را براي نبرد با هر سؤالي آماده مي‌ديدند با صداي بلند موافقت خود را اعلام كردند .
پرسيدم : بچه‌ها ، آيا مي‌توانيد دو جسم را به من نشان دهيد كه حجم‌هايشان مساوي باشد ولي جرم‌هاي آن‌ها با هم فرق داشته باشد‌؟
بچه‌ها ، با خوشحالي به دنبال جستجو و همفكري و آزمايش كردن بودند‌، من هم مشغول جمع آوري وسايل روي ميزم بودم ، جعبه‌اي را كه اول ساعت به سختي وارد كلاس كردم ، به راحتي بلند كردم و روي نيمكت گذاشتم . ناگهان يكي از بچه‌ها كه در فكر پاسخ به سؤال من بود متوجه خالي بودن جعبه شد و گفت : راستي خانم معلم ، اين جعبه ! اول كلاس كه شما جعبه را آوريد خيلي سنگين بود چون پر از وسايل بود ، اما حالا خيلي سبك شده چون چيزي داخل آن نيست ، ولي حجم جعبه كه فرق نكرده ، پس جواب شما همين جعبه است ، همين جعبه معمايي ! بچه‌هاي ديگر هم با شادي حرف او را تأييد كردند . . .

با خود مي‌انديشيدم : چقدر لذت بخش است كه بچه‌ها اينقدر دقيق و جالب به مسائل توجه مي‌كنند كه حتي به فكر ما بزرگتر‌ها هم نمي‌رسد . . . ! 

منبع:گروه درسی علوم تجربی