بخش اول • علوم تجربی و ابزارهای آن

فصل ۱: تفکر و تجربه

اولین درس علوم تجربی هفتم — سفری به دنیای پرسشگری و آزمایش

صفحهٔ ۲ کتاب

چطور از درس شروع می‌شود؟

کتاب با چهار عکس از موفقیت‌های دانشمندان ایرانی درس را شروع می‌کند. ببین و خودت فکر کن: این پیشرفت‌ها چگونه به دست آمده‌اند؟

سد کرخه، بزرگ‌ترین سد خاکی خاورمیانه
سد کرخه

بزرگ‌ترین سد خاکی خاورمیانه

خط تولید داروهای زیست‌فناوری ایرانی
داروهای زیست‌فناوری

داروهای جدید زیست‌فناوری ایرانی

پهپاد ساخت ایران روی باند
پهپاد ایرانی

پرندۀ هدایت‌پذیر از راه دور ساخت ایران

بهرهٔ مارال قوچ شبیه‌سازی‌شده
مارال قوچ

شبیه‌سازی‌شده به روش بین‌گونه‌ای

📖 متن کتاب:

«تصویرهای زیر تنها گوشه‌ای از موفقیت‌ها و نوآوری‌های متخصصان کشورمان ایران است. آیا تاکنون از خود پرسیده‌اید این پیشرفت‌ها چگونه به دست آمده‌اند؟ متخصصان علوم تجربی با بهره‌گیری از تفکر و تجربه و به‌کارگیری مهارت‌های گوناگون، برای مسائل مختلف زندگی، پاسخ مناسبی پیدا می‌کنند. شما نیز می‌توانید با یادگیری انواع دانش و پرورش مهارت‌های خود به حل مسئله‌هایی بپردازید که در زندگی با آن‌ها روبه‌رو می‌شوید.»
این یعنی چه؟
یعنی هیچ کشف بزرگی یک‌شبه به دست نیامده! دانشمندان با کنجکاوی، فکر کردن و امتحان کردن (تجربه) به این موفقیت‌ها رسیده‌اند. تو هم می‌توانی؛ همین امروز با پرسیدن «چرا؟» و «چگونه؟» دانشمند کوچکی هستی!

صفحهٔ ۳ کتاب

علم تجربی چیست؟

دانش‌آموزان یک کلاس به این سؤال جواب‌های مختلفی دادند. جالب این‌که همهٔ آن‌ها درست‌اند! با کلیک روی هر کارت، جواب یکی از دانش‌آموزها را ببین.

پاسخ دانش‌آموز اول

علم تجربی به‌کارگیری حواس پنج‌گانه برای آشنایی با چیزهای اطراف ماست.

پاسخ دانش‌آموز دوم

علم تجربی روشی برای حل بسیاری از مسئله‌های زندگی ماست.

پاسخ دانش‌آموز سوم

علم تجربی کارهایی است که در آزمایشگاه انجام می‌شود.

پاسخ دانش‌آموز چهارم

علم تجربی فرصتی برای تفکر دربارهٔ نعمت‌های خداوند است.

حالا نوبت توست! (فعالیت کتاب)

کتاب می‌گوید: «دربارهٔ درستی این پاسخ‌ها در گروه خود گفت‌وگو کنید. چه پاسخ‌های دیگری را پیشنهاد می‌کنید؟» — با دوستانت صحبت کن؛ مثلاً می‌توانی بگویی علم تجربی یعنی نگاه کردن به دنیا با چشم کنجکاو!

جمع‌بندی این بخش
هیچ‌کدام از این پاسخ‌ها غلط نیست! علم تجربی هم شناختن با حواس است، هم حل مسئله، هم آزمایش در آزمایشگاه و هم فکر کردن به نعمت‌های خدا. علم فقط یک چیز نیست؛ یک روش برای زندگی است.

صفحهٔ ۳ کتاب

علم و کنجکاوی

یک داستان واقعی از کتاب: روز اول حضور در آزمایشگاه و یک سؤال کوچک که یک آزمایش کامل ساخت!

م
معلم

دانش‌آموزان عزیز، امروز به آزمایشگاه می‌رویم و درس علوم را در آزمایشگاه یاد می‌گیریم!

📖
کتاب

دانش‌آموزان هنگام ورود به آزمایشگاه می‌بینند روی میز کار هر گروه، این مواد و وسایل انجام آزمایش چیده شده است.

م
معلم

بارها دیده‌اید که برخی از مواد مانند شکر در آب حل می‌شوند و برخی مانند خرده‌شیشه در آب حل نمی‌شوند. پس یک سؤال: آیا همهٔ این مواد در آب حل می‌شوند؟

دان
دانش‌آموزان

پس از مشورت با اعضای گروه، این پرسش را مطرح کردیم: آیا همهٔ این مواد در آب حل می‌شوند؟

م
معلم

سؤال کردن و تلاش برای یافتن پاسخ، از مراحل مهم در یادگیری علم تجربی است. ابتدا پیش‌بینی گروه خود را یادداشت کنید و سپس با طراحی و انجام آزمایش و بررسی نتایج آن، درستی یا نادرستی پیش‌بینی خود را بررسی کنید.

مواد روی میز کار هر گروه

روغن مایعگوگردنشاستهجوهر نمکبرادهٔ آهناتانولنمک خوراکی
مهم‌ترین جملهٔ این درس
«سؤال کردن و تلاش برای یافتن پاسخ، از مراحل مهم در یادگیری علم تجربی است.» این جمله را خوب یادت بماند؛ چون کل راه علمی از یک سؤال ساده شروع می‌شود!

صفحهٔ ۳ و ۴ کتاب

آزمایش کنید: کدام مواد در آب حل می‌شوند؟

هفت مرحلهٔ آزمایش کتاب را قدم‌به‌قدم می‌بینیم و بعد خودت مثل یک دانشمند پیش‌بینی می‌کنی!

📖 متن کتاب:

وسایل و مواد: هفت عدد بِشر ۱۰۰ میلی‌لیتری، هفت عدد همزن شیشه‌ای، هفت عدد برچسب کاغذی، تعدادی قاشقک (قاشق کوچک)، تعدادی قطره‌چکان و قاشق، استوانهٔ مدرج، آب و مواد زیر به اندازهٔ کافی: روغن مایع، گوگرد، نشاسته، جوهر نمک، برادهٔ آهن، اتانول، نمک خوراکی.
1

پیش‌بینی کن

حدس بزن کدام‌یک از مواد در آب حل می‌شود و کدام‌یک حل نمی‌شود. پیش‌بینی خود را یادداشت کن.

2

برچسب بزن

روی هریک از بِشرها برچسب شماره‌های ۱ تا ۷ را بچسبانید.

3

آب بریز

با استفاده از استوانهٔ مدرج، ۵۰ میلی‌لیتر آب داخل هریک از بِشرها بریزید.

4

مواد را اضافه کن

از مواد جامد به اندازهٔ یک قاشقک و از مواد مایع به اندازهٔ چند قطره بردارید و به آب داخل بِشرها بیفزایید.

5

هم بزن و مشاهده کن

با همزن شیشه‌ای، محتویات هر بِشر را هم بزنید و مشاهدات خود را یادداشت کنید.

6

نتیجه‌ها را ثبت کن

اطلاعات به‌دست‌آمده از آزمایش را در جدول «موادی که حل شدند / حل نشدند» ثبت کنید.

7

مقایسه کن

اطلاعات به‌دست‌آمده از آزمایش را با پیش‌بینی خود مقایسه کنید. چند مورد از پیش‌بینی‌های شما درست بود؟

بازی: خودت آزمایش کن! 🔬

مطابق مرحلهٔ ۱ آزمایش کتاب، اول پیش‌بینی کن! برای هر ماده انتخاب کن که به نظرت در آب حل می‌شود یا نه. بعد که همه را حدس زدی، دکمهٔ بررسی را بزن تا ببینیم اگر این آزمایش را واقعاً انجام می‌دادیم چه می‌شد.

نمک خوراکی

مادهٔ جامد • بِشر شمارهٔ 1

برادهٔ آهن

مادهٔ جامد • بِشر شمارهٔ 2

نشاسته

مادهٔ جامد • بِشر شمارهٔ 3

جوهر نمک

مادهٔ مایع • بِشر شمارهٔ 4

اتانول

مادهٔ مایع • بِشر شمارهٔ 5

روغن مایع

مادهٔ مایع • بِشر شمارهٔ 6

گوگرد

مادهٔ جامد • بِشر شمارهٔ 7

جدول نتیجهٔ آزمایش (مرحلهٔ ۶ کتاب) — پاسخ واقعی

موادی که در آب حل شدند
نمک خوراکیجوهر نمکاتانول
موادی که در آب حل نشدند
برادهٔ آهننشاستهروغن مایعگوگرد

توجه (ایمنی در آزمایشگاه) — از کتاب!

به هنگام استفاده از جوهر نمک و گوگرد باید از دستکش، محافظ چشم و محافظ پوست استفاده کنید. ایمنی همیشه اول از نتیجهٔ آزمایش مهم‌تر است!

گفت‌وگو کنید (فعالیت کتاب)

کتاب می‌گوید: «دربارهٔ حل یک مسئله به روش علمی گفت‌وگو کنید و مراحل آن را بنویسید.» مثال: گوشی‌ات شارژ نمی‌ماند! اول سؤال می‌پرسی (چرا؟)، بعد پیش‌بینی می‌کنی (شاید شارژر خراب باشد)، بعد آزمایش می‌کنی (شارژر دیگری امتحان می‌کنی) و در آخر نتیجه می‌گیری. همین روش، روش علمی است!

صفحهٔ ۴ کتاب

علم و فناوری

وقتی دانش علمی به یک چیز مفید و قابل استفاده تبدیل می‌شود، اسمش می‌شود «فناوری».

📖 متن کتاب:

«فناوری تبدیل علم به عمل است. ساخت خودرو، رایانه، تلفن، نیروگاه هسته‌ای، دارو و... نمونه‌هایی از تبدیل دانش علمی به عمل هستند. دانشمندان تلاش می‌کنند با تبدیل علم به فراورده‌های مناسب، به نیازهای زندگی پاسخ دهند.»

مثال کتاب: انسان با اختراع تلفن توانست به‌راحتی از فاصله‌های دور با هم ارتباط برقرار کند. ساخت خودرو و سپس هواپیما باعث شد جابه‌جایی مسافران با سرعت بیشتر و در مدت‌زمان کوتاه‌تری انجام شود.

فرمول طلایی این درس

علم+عمل=
فناوری
خودرو
رایانه
تلفن
نیروگاه هسته‌ای
دارو

فعالیت ۱ کتاب

در گروه خود، چند مورد از تبدیل علم به فناوری که در سال‌های اخیر اتفاق افتاده‌اند را بنویسید و دربارهٔ فواید و زیان‌های آن‌ها گفت‌وگو کنید.
(راهنمایی: واتس‌اپ؟ خودروهای برقی؟ هوش مصنوعی؟)

فعالیت ۲ کتاب

دربارهٔ سردار شهید حسن طهرانی مقدم و یاران دانشمندش که از پایه‌گذاران صنعت ساخت موشک در ایران هستند، تحقیق کنید و با ساختن یک ویدئوکلیپ یا پرده‌نگار (پاورپوینت) آن را به کلاس ارائه دهید.

نکتهٔ مهم
علم و فناوری دو چیز جدا نیستند! علم یعنی دانستن و فهمیدن، و فناوری یعنی استفادهٔ عملی از همان دانستن‌ها برای ساختن چیزهای مفید. هر فناوری‌ای که می‌بینی، پشتش دانش علمی نشسته است.

صفحهٔ ۴ کتاب

آیا می‌دانید؟

دو باکس جالب از صفحهٔ چهارم کتاب؛ یکی دربارهٔ پدر شیمی ایران و دنیا و یکی دربارهٔ شهیدان هسته‌ای.

جابربن‌حیان

جابربن‌حیان، دانشمند مسلمان و از شاگردان امام صادق (علیه‌السلام) بوده و در سال‌های ۱۰۰ تا ۱۹۴ هجری می‌زیسته است.

او همواره بر اجرای هدفمند و نظام‌دار فعالیت‌های تجربی تأکید داشت؛ یعنی معتقد بود کارهای علمی باید با نظم و برنامه انجام شود، نه شاید و تصادفی. به همین دلیل خیلی‌ها او را پدر شیمی می‌دانند!

شهیدان دانشمند هسته‌ای

دشمنان استقلال و پیشرفت کشور اسلامی ما، برای جلوگیری از رشد فناوری هسته‌ای ایران، تعدادی از دانشمندان و پژوهشگران ما را به شهادت رساندند:

دکتر مسعود علی‌محمدیدکتر مجید شهریاریمحسن فخری‌زادهداریوش رضایی‌نژادمصطفی احمدی‌روشن

یادمان باشد که این دانشمندان با علم و دانش خود، برای قدرت و امنیت کشور کار می‌کردند و نام‌شان همیشه زنده است.

صفحهٔ ۵ کتاب

نیاز امروز

چرا دانشمندان با هم کار می‌کنند؟ و چرا هر فناوری هم فایده دارد هم زیان؟

📖 متن کتاب:

«گرچه علوم تجربی را به شاخه‌هایی همچون فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و زمین‌شناسی تقسیم کرده‌اند، پژوهش‌ها نشان می‌دهند موفقیت و پیشرفت سریع علم و فناوری، نتیجهٔ فعالیت مشترک دانشمندان این شاخه‌ها و متخصصان دیگر است. تولید سوخت هسته‌ای و استفاده از آن نمونه‌ای از تبدیل علم به فناوری است که دانشمندان شاخه‌های مختلف علوم تجربی و دیگر رشته‌ها در آن سهیم‌اند.»

زیان‌های فناوری — مثال کتاب: هرچند تبدیل علم به فناوری باعث پیشرفت کشورها شده است، اغلب فناوری‌ها زیان‌هایی هم دارند؛ مثلاً با اختراع خودرو، جابه‌جایی مسافران راحت‌تر و سریع‌تر انجام شده است، اما استفاده از سوخت فسیلی برای به حرکت درآوردن آن، آلودگی هوا را به‌ویژه در شهرهای پرجمعیت افزایش داده است.

شاخه‌های اصلی علوم تجربی (که در کتاب آمده):

فیزیکشیمیزیست‌شناسیزمین‌شناسی

ولی یادت باشد: مرز این شاخه‌ها جدایی واقعی نیست؛ در پروژه‌های بزرگ همه با هم کار می‌کنند!

لوکوموتیو قطار؛ نمونه‌ای از فناوری جابه‌جایی

قطار

اتوبوس شهری؛ نمونه‌ای از فناوری جابه‌جایی

اتوبوس

فایده: جابه‌جایی سریع و راحت مسافران و کالاها

زیان: آلودگی هوا با سوخت فسیلی، به‌ویژه در شهرهای پرجمعیت

اطلاعات جمع‌آوری کنید (فعالیت کتاب)

در یک تحقیق گروهی دربارهٔ فایده‌ها و زیان‌های یک فناوری در محیط زندگی خود گزارشی تهیه کنید و راه‌هایی را برای کاهش زیان‌های آن پیشنهاد دهید. گزارش خود را به‌صورت روزنامهٔ دیواری یا داده‌نما (اینفوگرافیک) به کلاس ارائه کنید.

فکر بزرگ این بخش
هیچ فناوری‌ای صددرصد خوب یا صددرصد بد نیست. کار دانشمند و شهروند آگاه این است که فایده‌ها را بیشتر و زیان‌ها را کمتر کند؛ مثلاً با خودروهای برقی یا حمل‌ونقل عمومی مثل قطار و اتوبوس!

صفحهٔ ۵ کتاب

بیشتر بدانید: از یک ایده تا یک فناوری بزرگ

آخرین بخش درس، دربارهٔ رویای بزرگ است: چطور یک فکر کوچک می‌تواند دنیا را تغییر دهد؟

📖 متن کتاب:

«آیا تا به حال فکر کرده‌اید که یک ایده علمی ساده می‌تواند به یک اختراع یا فناوری بزرگ تبدیل شود؟ تصور کنید در ذهن خود ایده‌ای تازه دارید؛ مثلاً ساخت یک وسیلهٔ مفید، یک برنامهٔ هوشمند یا راهی برای حل یک مشکل واقعی. اگر این ایده در محیطی مناسب پرورش پیدا کند، می‌تواند رشد کند و به یک فناوری ارزشمند تبدیل شود.»

پارک‌های علم و فناوری مکان‌هایی هستند که به افراد خلاق و نوآور کمک می‌کنند تا ایده‌های علمی و فناورانه خود را به محصول، اختراع یا کسب‌وکار مفید تبدیل کنند. در این مراکز، آموزش، مشاوره و امکانات لازم برای رشد ایده‌ها فراهم می‌شود.

دانش‌آموزان در یک رویداد علمی و فناورانه

دانش‌آموزان در یک رویداد علمی — از صفحهٔ ۵ کتاب

پارک فناوری پردیس

یکی از پارک‌های علم و فناوری ایران؛ جایی که صدها شرکت دانش‌بنیان و هزاران متخصص ایرانی با همکاری یکدیگر تلاش می‌کنند علم را به راه‌حل‌های عملی برای زندگی روزمره تبدیل کنند.

رویداد دانوا

برنامه‌ای برای دانش‌آموزان تا با دنیای فناوری آشنا شوند، استعدادهای خود را کشف کنند و مسیر آیندهٔ خود را آگاهانه‌تر انتخاب کنند؛ مثل بازدیدهای علمی و کارگاه‌های خلاقیت!

پیام برای تو
ایدهٔ تو هم می‌تواند بزرگ شود! اگر ایده‌ای در ذهنت داری، از همین سؤال‌های کوچک امروز شروع کن. همهٔ مخترعان بزرگ، اول یک دانش‌آموز کنجکاو بودند.

برای مرور و مطالعهٔ شب امتحان

جمع‌بندی فصل ۱ در ۹ نکتهٔ طلایی

اگر بعداً خواستی سریع درس را مرور کنی، این کارت‌ها + واژه‌نامه + متن مرور کامل کافی است!

1. علم تجربی یعنی شناخت

با حواس پنج‌گانه، پرسشگری و آزمایش، دنیای اطراف را می‌شناسیم.

2. ۴ تعریف علم تجربی

۱) استفاده از حواس پنج‌گانه ۲) روش حل مسئله ۳) کار در آزمایشگاه ۴) تفکر دربارهٔ نعمت‌های خداوند.

3. سؤال کردن، اولین گام است

سؤال کردن و تلاش برای یافتن پاسخ، مهم‌ترین مرحلهٔ یادگیری علم است.

4. مسیر کار علمی

پرسش ← پیش‌بینی ← آزمایش ← مقایسه ← نتیجه‌گیری

5. حلالیت یعنی حل شدن

نمک، اتانول و جوهر نمک در آب حل می‌شوند؛ برادهٔ آهن، نشاسته و گوگرد ته‌نشین می‌شوند و روغن شناور می‌ماند.

6. فناوری = علم + عمل

وقتی دانش علمی به فراوردهٔ مفید تبدیل شود، فناوری ساخته شده است.

7. هر فناوری دو چهره دارد

فایده و زیان! خودرو سفر را آسان کرد اما هوا را آلوده کرد.

8. علم با هم ساخته می‌شود

پیشرفت سریع علم، حاصل فعالیت مشترک دانشمندان شاخه‌های مختلف (فیزیک، شیمی، زیست، زمین) است.

9. از جابر تا پردیس

جابربن‌حیان (۱۰۰-۱۹۴ ه.ش) آزمایش‌های نظام‌دار را بنیان گذاشت و امروز پارک‌های فناوری مانند پردیس ایده‌ها را به محصول تبدیل می‌کنند.

نقشهٔ راه این فصل (برای همیشه یادت بمونه!)

مشاهدهسؤالپیش‌بینیآزمایشمقایسهنتیجه‌گیری

واژه‌نامهٔ فصل — روی هر واژه بزن!

مفهوم‌های کلیدی که باید بلد باشی

متن مرور کامل فصل

همهٔ درس در یک پاراگراف — عالی برای شب امتحان! کلمه‌های زردی که هایلایت شده‌اند را با دقت بخوان.

در این فصل یاد گرفتیم علم تجربی یعنی استفاده از حواس پنج‌گانه برای شناخت دنیای اطراف؛ یعنی روشی برای حل مسئله‌های زندگی، کاری که در آزمایشگاه انجام می‌شود و فرصتی برای تفکر دربارهٔ نعمت‌های خداوند. دانش‌آموزان کلاس داستان کتاب با پرسش «آیا همهٔ مواد در آب حل می‌شوند؟» یک آزمایش واقعی طراحی کردند: ابتدا پیش‌بینی خود را نوشتند، سپس در ۷ بِشرِ حاوی ۵۰ میلی‌لیتر آب، هفت مادهٔ نمک، برادهٔ آهن، نشاسته، جوهر نمک، اتانول، روغن مایع و گوگرد را افزودند و مشاهده کردند که فقط نمک، اتانول و جوهر نمک حل می‌شوند. نکتهٔ ایمنی مهم این آزمایش، استفاده از دستکش و محافظ چشم و پوست هنگام کار با جوهر نمک و گوگرد بود. در ادامه دیدیم که فناوری یعنی تبدیل علم به عمل؛ مانند ساخت خودرو، رایانه، تلفن و نیروگاه هسته‌ای. هر فناوری هم فایده دارد و هم زیان؛ مثلاً خودرو سفر را آسان کرد اما با سوخت فسیلی هوا را آلوده کرد. در پایان فهمیدیم علوم تجربی شاخه‌هایی مانند فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و زمین‌شناسی دارد و پیشرفت علم، نتیجهٔ همکاری دانشمندان این شاخه‌هاست؛ همان همکاری‌ای که از جابربن‌حیان با آزمایش‌های نظام‌دارش شروع شد و امروز در پارک فناوری پردیس ادامه دارد.

خودت را بسنج

آزمونک فصل ۱

۱۵ سؤال از سراسر درس؛ جواب درست را انتخاب کن و توضیح آن را همین‌جا ببین.

سؤال 1 از 15

1. کدام گزینه یک تعریف درست برای «علم تجربی» است؟

گفت‌وگو درباره این درس

پرسش، نظر یا تجربه‌تان را بنویسید

برای نوشتن نظر، ابتدا وارد حساب خود شوید

ورود / ثبت‌نام