تدریس موضوع جرم و حجم در پایه دوم
سهیلا نیک نژاد
یکی از مهم‌ترین مسائلی که هنوز بسیاری از معلمان پایه دوم ابتدایی نگران تدریس آن هستند ، آموزش مفهوم حجم و جرم در درس علوم است . بیشتر آموزگاران تصور می‌کنند که در پایان این درس ، دانش‌آموزان باید بتوانند کلمات جرم و حجم را در زندگی روزمره به خوبی به کار ببرند و مفاهیم آن کلمات را هم دقیقاً بدانند و تعاریف آن‌ها را بیان کنند . اما نظر مؤلفان محترم این موضوع درسی این است که اگر دانش‌آموز بتواند از کلمات (( حجم و جرم )) به معنای دقیق آن استفاده کند ، مطلوب است . ولی اهداف اصلی از تدریس این مبحث دقیق

در پایه دوم ، آموزش این مفهوم است که دانش‌آموز درک کند هر ماده‌ای در هر یک از سه حالت که باشد ، جایی به خود اختصاص می‌دهد ( حجم دارد ) و در عین حال جرم هم دارد . البته دانش‌آموزان این مطالب را پس از انجام دادن آزمایش‌ها در می‌یابد و هدف آن است که در پایان درس ، از مطالب جرم وحجم به صورت کاربردی استفاده کند . مثلاً بتواند حدس بزند که در یک جعبه مقوایی کوچک ، چند قوطی کبریت جا می‌گیرد یا مثلاً پیش‌بینی کند که یک جعبه مقوایی کوچک ، تحمل سنگینی چه مقدار سنگ ریزه را دارد یا بتواند قطعه سنگی پیدا کند که سنگینی ( جرم ) آن با سنگینی (‌جرم ) یک توپ بزرگ یا چیزی مشابه آن ، یکسان باشد و . . .
بر اساس همین دیدگاه‌ها بود که تدریس موضوع (( حجم )) را این گونه شروع کردم : ابتدا به هر گروه 2 تا 3 نفری دانش‌آموزان ، یک قوطی کبریت خالی و تعداد زیادی چوب کبریت دادم ، سپس از آن‌ها خواستم چوب کبریت‌ها را تا جایی که می‌توانند ، طوری در قوطی کبریت جا بدهند که در قوطی به راحتی باز و بسته شود .
بچه‌ها با انجام دادن این فعالیت دریافتند که نمی‌توانند بیشتر از تعدادی چوب کبریت ، با همه کوچکی ، باز هم جا می‌گیرد . سپس به هر گروه یک استکان کوچک خالی و یک استکان بزرگ پر از آب و یک بشقاب دادم و از آن‌ها خواستم به کمک این وسایل سعی کنند تا جایی که می‌توانند ، آب استکان بزرگ را در استکان کوچک جا بدهند . با انجام دادن این آزمایش ، بچه‌ها مشاهده کردند که استکان کوچک مقدار معینی آب جا می‌گیرد و اگر بیشتر از آن ، آب داخل آن بریزیم ، بیرون می‌ریزد . یعنی استکان کوچک مقدار کمی‌آب داخل خود جا می‌دهد . و آب هم جا می‌گیرد . . .
سپس چند جسم مختلف مانند یک قطعه کوچک سنگ ، چند سکه ، یک کلید روی میز گذاشتم و از آن‌ها پرسیدم : (( راستی بچه‌ها ، آیا چیزهای دیگر مانند سنگ و این‌ها همه جا می‌گیرند ؟ )) بچه‌ها به فکر فرو رفتند . فرصت را مغتنم شمردم و پرسیدم : (( بچه‌ها ، آیا می‌توانید با آزمایش نشان بدهید که سنگ و چیزهای دیگر هم جا می‌گیرند ؟ ))
بچه‌ها با شادمانی مشغول صحبت با یکدیگر شدند . مدتی فقط تماشاگر کارهایشان بودم و بدون آن که گروهی را تشویق یا گروهی را تضعیف کنم ، با نگاه یاریشان می‌کردم . مدتی گذشت . آن‌ها با هم فکری به این نتیجه رسیدند که اگر سنگ را در استکان آب بیندازند آب آن بالاتر می‌آید یا حتی بیرون می‌ریزد . یعنی به قول خودشان سنگ هم جا می‌گیرد . این آزمایش خیلی برای بچه‌ها جالب بود و چون خودشان آن را طراحی کرده بودند ، از انجام دادن آن لذت می‌بردند .
زمان را مناسب دانستم و به آن‌ها گفتم که نام علمی‌ عبارت (( جا می‌گیرد )) ، عبارت (( حجم دارد )) است ، سپس از آن‌ها خواستم مطالب و آزمایش‌هایی را که انجام داده‌اند ، با عبارت جدید تکرار کنند .
آن‌گاه چند ظرف شیشه‌ای را ، که شکل‌های یکسان و حجم‌های متفاوتی داشتند ، به آن‌ها نشان دادم و از بچه‌ها خواستم حجم آن‌ها را با هم مقایسه کنند . شور و هیجان لذت بخشی کلاس را پر کرده بود ، مسأله‌ی جالبی بود ! بچه‌ها به صحبت کردن با همدیگر پرداختند و من از این رفتارشان فهمیدم که احتیاج به فکر کردن و مشورت دارند . به آن‌ها چند دقیقه فرصت دادم و در همین وقت زنگ به صدا در آمد . بچه‌ها با اشاره ی من فهمیدند که می‌توانند از کلاس خارج شوند و به طرف در کلاس حرکت کردند در حالی که موضوع جالبی برای تحقیق پیدا کرده بودند . . .
بچه‌ها با شادمانی مشغول صحبت با یکدیگر شدند . مدتی فقط تماشاگر کارهایشان بودم و بدون آنکه گروهی را تشویق یا گروهی را تضعیف کنم ، با نگاه یاریشان می‌کردم .

پیشنهادهایی درباره تدریس موضوع
حجم و جرم
در پایه‌ی دوم ( 2 )

سهیلا نیک نژاد
( کارشناس فیزیک و مدرس علوم تجربی )
می‌دانیم که جرم در واقع مقدار ماده‌ یک جسم است . هر گاه جسمی ‌دارای جرم ، در نزدیکی یک جرم بزرگ دیگر قرار بگیرد از آن جرم بزرگ‌تر ، بر جرم کوچک‌تر نیرویی وارد می‌شود که آن را به طرف خود می‌کشد . بر ما و هر چه روی زمین است نیز ، از کره‌ی زمین ، که جسمی‌ با جرم بسیار زیاد است ، نیرویی وارد می‌شود که همه را به طرف خود جذب می‌کند به این نیرو ، وزن می‌گویند . هر چه جسمی‌جرم بیشتری داشته باشد ، نیروی وزن آن هم بیشتر می‌شود . البته وزن یک جسم در کره‌ی زمین بیشتر از آن جسم در کره‌ی ماه است . چون کره‌ی زمین جرم بیشتری دارد و با نیروی بیشتری جسم را به طرف خود جذب می‌کند . در حالی که در فضای بین سیارات همین ماده ، با این که دارای جرم است ، چون نیرویی از سیاره‌ای برآن وارد نمی‌شود ، وزن ندارد . درست است که مفهوم سنگینی با وزن معادل است ، چون می‌خواهیم در این درس مفهوم جرم را آموزش دهیم و هر چه جسمی‌جرم بیشتری داشته باشد‌، وزن آن هم بیشتر است و بعلاوه کودکان ما ، در سنی نیستند که ارتباط جرم و وزن و تفاوت آن‌ها را درک کنند و یا با مسائل بی وزنی برخورد داشته باشند ، لذا هیچ اشکالی وجود ندارد که ما آشنایی با مفهوم ((‌جرم )) را با مفهوم (( سنگینی )) آغاز کنیم که مفهومی ‌جا افتاده و آشنا برای کودکان است . بچه‌ها از کودکی آموخته‌اند که بعضی چیزها را به راحتی می‌توانند بلند کنند و بعضی چیزها را اصلاً نمی‌توانند بلند کنند‌. به عبارت دیگر دریافته‌اند که بعضی چیزها سنگین‌تر از چیزهای دیگرند مثلاً سنگ از چوب سنگین‌تر است و . . . لازم به ذکر است که ما مفهوم جرم را وقتی تدریس می‌کنیم که مفهوم حجم در جلسات قبل ، کاملاً جا افتاده باشد تا دانش‌آموزان بتوانند به خوبی این دو را از هم تفکیک کنند .
و اما تجربه‌ای در تدریس موضوع (( جرم )) :
برای آنکه توجه بچه‌ها به مسئله سنگینی جلب شود درس را این گونه شروع کردم ، در حالی که جعبه بزرگ و سنگینی در دست داشتم وارد کلاس شدم ، بچه‌ها با دیدن من در آن حالت ، تعجب کردند ، حتی یکی دو نفر هم خواستند به من کمک کنند . از آن‌ها تشکر کردم و آن جعبه را بعنوان معمای درس روی میز گذاشتم ، در حالی که با خط درشت کلمه‌ی جرم را روی جعبه نوشته بودم . سپس از داخل جعبه تعدادی اشیاء مختلف مانند جعبه‌ی دستمال کاغذی ، پاکن ، سکه ، کلید ، سنگ ، چوب ، قوطی کبریت ، خمیر اسباب بازی ، لیوان و . . . بیرون آوردم و روی میز گذاشتم . . . توجه بچه‌ها به آن وسایل جلب شد ، به تک تک آن‌ها دست زدند و آن‌ها را با هم مقایسه کردند . چند دقیقه آن‌ها را رها کردم تا با آرامش با آن وسایل مشغول شوند . بعد از آن سؤال کردم : راستی بچه‌ها ، کدامیک از وسایل روی میز شما سنگین است‌؟ کدامیک سبک است ؟
بچه‌ها سرگرم مقایسه شدند ، تشخیص دادن سبک و سنگینی برای بعضی اشیاء خیلی آسان بود ، اما برای اشیایی که وزن یا جرم آن‌ها نزدیک بهم بود کمی ‌مشکل شد . از آن‌ها خواستم که خودشان راهی پیشنهاد کنند که بتوانیم بفهمیم کدام سنگین‌تر است . بچه‌ها ، ابتدا با توجه به تجربه کودکی شان ، وسایل را در دست‌هایشان گذاشتند و مانند ترازوی دوکفه‌ای آن‌ها را با احساس خودشان بالا و پایین کردند . اما مثل اینکه راضی نمی‌شدند . یکی دو نفر از بچه‌ها پرسیدند آیا می‌شود به ما ترازو بدهید ؟ بقیه بچه‌ها هم که گویی گمشده خود را پیدا کرده بودند با صدای بلند و با شادی از ما ترازو خواستند . وقتی ترازوها را از داخل جعبه معمایی بیرون آوردم ، بچه‌ها با هیجان و خوشحالی شروع به آزمایش کردند . ( می‌دانید که ترازوی دو کفه‌ای، جرم را اندازه گیری می‌کند ولی ترازوی یک کفه‌ای برای اندازه گیری وزن به کار می‌رود . ) آن‌ها ابتدا آزمایش را با وسایل روی میزشان انجام دادند ولی مسأله آن قدر برایشان جالب بود که به لوازم دور و بر مانند کتاب ، دفتر ، سنگ ترازو و . . . هم رو آورند . احساس کردم بچه‌ها به رمان کافی برای تجربه فردی نیاز دارند ، به همین جهت آن‌ها را آزاد گذاشتم تا هر قدر دلشان می‌خواهد با ترازو آزمایش کنند ، بعضی‌ها در یک کفه‌ی ترازو یک سنگ و در کفه‌ی دیگر تعداد زیادی اشیاء کوچک گذاشته بودند ، بعضی در یک کفه‌ی ترازو یک سنگ کوچک و در کفه‌ی دیگر یک جعبه‌ی دستمال کاغذی گذاشته بودند و با این حال ترازوها در حالت تعادل بودند ! همه این‌ها برای بچه‌ها جالب و هیجان آور شده بود . . .
وقتی احساس کردم بچه‌ها به اندازه‌ی کافی با ترازو کار کرده‌اند ، از آن‌ها خواستم که درباره‌ی میزان سبک و سنگینی وسایل اطرافشان هم حدس‌هایی بزنند ، مثلاً قفسه کتاب‌ها را با نیمکت خودشان مقایسه کنند و . . . سپس از آن‌ها درباره‌ی آزمایش‌هایی که انجام داده بودند سؤالاتی پرسیدم . در این موقع به کلمه جرم که روی جعبه معمایی نوشته بودم اشاره کردم و از بچه‌ها خواستم که به نام گذاری جدید دقت کافی کنند . برای آن‌ها توضیح دادم که منظور از جرم همان سنگینی است ، یا مثلاً وقتی از یک تکه بزرگ خمیر ، قسمتی کوچک را جدا کنیم ، جرم خمیر کمتر می‌شود و . . . سپس از بچه‌ها خواستم خودشان نتایج آزمایش‌هایی را که انجام داده‌اند با کلمه جرم بیان کنند ( هر کدام از دانش‌آموزان یک جمله جالب ، مربوط به تجربه‌ی خاص خودش و غیر تکراری با بقیه بچه‌ها ) تا ابن کلمه در فرهنگ لغات علمی ‌آن‌ها وارد شود و به آن عادت کنند . از صحبت‌های بچه‌ها فهمیدم که مفهوم جرم کاملاً جا افتاده است ، ولی هنوز به رابطه آن با حجم اشاره‌ای نکرده بودم . به بچه‌ها کمی‌خمیر اسباب بازی دادم و از آن‌ها خواستم جسمی‌را انتخاب کنند و سپس به اندازه‌ی جرم آن جسم ، از خمیر با جرم آن جسم برابر باشد . بعضی از بچه‌ها از ترازو استفاده کردند و بعضی دیگر آن قدر به حس و اندازه گیری دست شان اطمینان داشتند که این کار را با دست انجام دادند ، سرگرمی‌جالبی بود . مدتی به بچه‌ها وقت دادم تا مطمئن شوم که این موضوع را به خوبی فهمیده اند و درست انجام‌ داده‌اند .سپس از بچه‌ها خواستم همان مقدار خمیر را نگه دارند و در یک کفه‌ی ترازو بگذارند و از پنبه‌ای که روی میزشان بود ، آن قدر بردارند و در کفه‌ی دیگر قرار بدهند تا ترازو به تعادل در آید یعنی جرم خمیر و جرم پنبه با هم یکسان شود . بچه‌ها وقتی آزمایش را به آخر رساندند ، تازه مسأله برایشان تعجب آور شده بود : ججم کمی‌خمیر با حجم زیادی پنبه در دو طرف ترازو قرار داشتند و ترازو در حال تعادل بود ، یعنی جرم دو جسم با هم برابر بود ولی حجم‌هایشان خیلی تفاوت داشت . از بچه‌ها خواستم خودشان آزمایشی شبیه این آزمایش انجام دهند . آن‌ قدر مسأله برای بچه‌ها شیرین بود که احتیاجی به هیچ نوع ایجاد انگیزه ای نبود ، بزودی می‌شد اجسام ریز و درشتی را دید که در میان دست‌های کوچک بچه‌ها قرار می‌گرفت ، با حجم‌های متفاوت اما با جرم‌های مساوی .
وقتی مطمئن شدم که همه کلاس ، مطالب را به خوبی دریافته‌اند ، گفتم بچه‌ها با یک سؤال سخت موافقید ؟ بچه‌ها که گویی شجاعانه خود را برای نبرد با هر سؤالی آماده می‌دیدند با صدای بلند موافقت خود را اعلام کردند .
پرسیدم : بچه‌ها ، آیا می‌توانید دو جسم را به من نشان دهید که حجم‌هایشان مساوی باشد ولی جرم‌های آن‌ها با هم فرق داشته باشد‌؟
بچه‌ها ، با خوشحالی به دنبال جستجو و همفکری و آزمایش کردن بودند‌، من هم مشغول جمع آوری وسایل روی میزم بودم ، جعبه‌ای را که اول ساعت به سختی وارد کلاس کردم ، به راحتی بلند کردم و روی نیمکت گذاشتم . ناگهان یکی از بچه‌ها که در فکر پاسخ به سؤال من بود متوجه خالی بودن جعبه شد و گفت : راستی خانم معلم ، این جعبه ! اول کلاس که شما جعبه را آورید خیلی سنگین بود چون پر از وسایل بود ، اما حالا خیلی سبک شده چون چیزی داخل آن نیست ، ولی حجم جعبه که فرق نکرده ، پس جواب شما همین جعبه است ، همین جعبه معمایی ! بچه‌های دیگر هم با شادی حرف او را تأیید کردند . . .
با خود می‌اندیشیدم : چقدر لذت بخش است که بچه‌ها اینقدر دقیق و جالب به مسائل توجه می‌کنند که حتی به فکر ما بزرگتر‌ها هم نمی‌رسد . . . !