درس: أعمل كالعلماء

درس: أعمل كالعلماء

أستكشف

ماذا أعرف عن الحيوانات التي تعيش في جزيرة الفناتير؟

كيف أبحث عن الحيوانات في موطنها الطبيعي؟

طائر الخرشنة

جزيرة الفناتير

ما الذي يحتاج إليه الحيوان لكي يتكاثر؟

كيف يبحث العلماء عن إجابات لهذه الأسئلة؟

ماذا يعمل العلماء؟

عبدالله باحث في مجال الطيور، ولديه اهتمام بالحيوانات، وهو يعكف حاليًّا على دراسة سلوك الحيوانات التي تعيش في جزيرة الفناتير، باتباع الطريقة العلمية في البحث.

الطريقة العلمية هي عملية يستخدمها العلماء لدراسة العالم من حولهم، والحصول على إجابات عن أسئلتهم المختلفة.

يقوم عبدالله بدراسة نوع من الطيور يسمى طائر الخرشنة الأبيض الخد، وهو طائر بحري من الطيور التي تعيش وتتكاثر على جزر الخليج العربي والبحر الأحمر وخليج عدن، ويتغذى على الأسماك فقط.

الطريقة العلمية

ألاحظ: أجمع ملاحظات.

أسأل: أضع أسئلة.

أتوقع: أضع فرضيات.

أضع خطة لاختبار الفرضيات.

أتبع الخطة.

أسجل النتائج.

نتائج تؤيد الفرضيات.

نتائج لا تؤيد الفرضيات.

أستنتج / أضع أسئلة.

العلماء جميعهم يتبعون الطريقة العلمية، إلا أنهم قد لا يستخدمون الخطوات جميعها، وقد لا يتبعونها بالترتيب نفسه.

تضع طيور الخرشنة البيضاء الخد بيوضها على الجزيرة.

تصل طيور الخرشنة إلى شواطئ الجزيرة العربية في فصل الربيع قادمة من جنوب شرق آسيا وجنوب إفريقيا، وتتجمع بالآلاف على الشواطئ والجزر، ثم تتوجه إلى الجزر لاختيار مكان وضع البيض؛ لأن الجزر أكثر أمانًا من شواطئ اليابسة، ولقربها من تجمعات أسراب الأسماك الصغيرة.

يعرف العلماء العوامل التي تؤثر في تكاثر الحيوانات، ومنها: نوع الغذاء، ودرجة الحرارة، وكمية الضوء، والماء، والتربة.

وقد لاحظ عبدالله أن طيور الخرشنة تضع بيوضها على الجزيرة المناسبة لتفقس. وتمثل هذه الملاحظة الخطوة الأولى من الطريقة العلمية.

طرح الأسئلة

وضع الباحث عبدالله سؤالًا هو: كيف تحمي طيور الخرشنة البيضاء الخد بيوضها من درجات الحرارة العالية، وتحافظ عليها حتى تفقس؟ ويمثل طرح الأسئلة الخطوة الثانية من الطريقة العلمية.

تكوين الفرضيات

وضع الباحث عبدالله فرضية أن طائر الخرشنة الأبيض الخد يحافظ على درجة حرارة بيوضه في حدود معينة؛ حتى تفقس. وهذه الخطوة الثالثة من الطريقة العلمية.

أكون فرضية

• أطرح العديد من الأسئلة التي تفتش عن السبب، وتبدأ بـ: لماذا؟
• أبحث عن علاقات بين المتغيرات المهمة.
• أقترح تفسيرات ممكنة لتلك العلاقات.
• أتأكد أن التفسيرات يمكن اختبارها.

بيض طائر الخرشنة.

كيف يختبر العلماء فرضياتهم؟

عادة ما يجري العلماء أبحاثهم، أو بعضها، في المختبر. إلا أن دراسة المخلوقات الحية تحتاج إلى مراقبة سلوك الحيوانات في الأماكن الطبيعية التي تعيش فيها. ترى، كيف سيقوم عبدالله بإجراء بحثه؟

التخطيط لاختبار الفرضية

اتبع عبدالله خطوات الطريقة العلمية، التي يمكن أن يتبعها باحثون آخرون يكررون البحث نفسه للتأكد من النتائج التي توصل إليها.

لذلك قرر عبدالله أخذ عينات من بيوض طيور الخرشنة إلى المختبر لفحصها. وأن يقضي عدة أيام في الجزيرة يراقب سلوك طائر الخرشنة، ويجمع البيانات بشأن كيفية احتضانه للبيوض.

وقرر عبدالله كذلك أن يسجل درجات حرارة كل من: الجو، والتربة، والبيوض، ويسجل الأوقات بدقة، كما يراقب بالمنظار الطيور وهي تحتضن البيوض، ويدون كل هذه الملاحظات في مذكرة.

أضع خطة وأتبعها لاختبار الفرضية، وهذا يوضح الخطوة الرابعة من الطريقة العلمية.

• أفكر في أنواع البيانات المختلفة التي يمكن أن أستفيد منها في اختبار الفرضية.
• أختار أفضل الطرق لجمع البيانات، ثم:

• أجري تجارب في المختبر.
• أجمع ملاحظات عن العالم الطبيعي في الحقل.
• أعمل نموذجًا على الحاسب وأستعمله.
• أضع خطة لطريقة العمل، ثم أجمع البيانات.
• أتحقق من أن هذه الطريقة يمكن إعادتها.

جمع البيانات

قام عبدالله بوضع أجهزة قياس حساسة لقياس درجات حرارة البيوض، كما وضع مقياسًا لقياس درجة حرارة التربة لثلاثة طيور تحتضن بيوضها، وربط هذا المقياس بجهاز الحاسوب لرصد درجات الحرارة. وأخذ يتابع الطيور، ويراقب سلوكها خلال فترة النهار، ويسجل ملاحظاته من الساعة 6:30 صباحًا حتى الساعة 6 مساء بصورة متواصلة. الملاحظات التي جمعها في جهاز الحاسوب كانت على شكل معلومات، ثم يقوم بتحويلها إلى رسوم بيانية يقارن فيها درجات الحرارة.

ويحدد جهاز الحاسوب على مدار اليوم الأوقات التي تتغير فيها درجة حرارة كل من الجو، والتربة، والبيوض.

يجلس الباحث عبدالله في مخبئه ليراقب سلوك طيور الخرشنة في جزيرة الفناتير.

صفحات من دفتر الباحث عبدالله

التاريخ: 1432/6/26 هـ الموافق: 2011/5/29 م

الموقع: الجهة الشمالية من جزيرة الفناتير

الطائر الأول

الساعة 6 صباحًا، ودرجة حرارة الجو 28 مئوية:

يحتضن الطائر البيوض، ويجعلها ملتصقة بجسمه لكي يدفئها.

الساعة 10 صباحًا، ودرجة حرارة الجو 40 مئوية:

لأن أشعة الشمس قوية، يقف الطائر على العش، ويقوم بالتظليل على البيوض فاتحًا جناحيه لكي يسمح بمرور قدر من الهواء بسرعة إلى العش، فيحافظ على ثبات درجة حرارة البيوض عند المستوى المطلوب.

أحلل البيانات

• أنظم البيانات في صورة جدول، أو رسم بياني، أو رسم توضيحي، أو خريطة، أو مجموعة من الصور.
• أبحث عن أنماط يمكن أن تبين متغيرات مهمة يؤثر بعضها في بعض.
• أتحقق من صحة البيانات عن طريق مقارنتها ببيانات من مصادر أخرى.

كيف يحلل العلماء البيانات؟

يدرس الباحث عبدالله البيانات التي جمعها في الأوقات جميعها عن سلوك كل طائر من الطيور الثلاثة، ثم يحول البيانات إلى رسوم بيانية لكي يستنتج منها أنماطًا للسلوك بهدف اختبار فرضيته.

لاحظ عبدالله أن درجات الحرارة في الجزيرة مرتفعة، كما لاحظ أن أعلى درجة حرارة للتربة وصلت إلى 60 مئوية في فترة البحث. وقد لاحظ أن طائر الخرشنة يحمي بيوضه طيلة اليوم بالسلوكات التي وضحها الباحث بالصور المرفقة في دفتره.

الساعة 1 بعد الظهر، ودرجة حرارة الجو 45 مئوية:

يقوم الطائر برحلات سريعة إلى البحر، بمعدل 35 ثانية لكل رحلة، وتصل إلى 15 رحلة في الساعة، يقوم خلالها بغمر صدره وأجزاء من جسمه في الماء في أثناء الطيران، ثم يتجه مباشرة إلى العش، حيث يخفض جسمه لكي يسقط قطرات الماء على البيوض وحول العش، ومن ثم يقف مواجهًا للهواء فاتحًا جناحيه لكي يمرر الهواء على العش.

--

كيف يستنتج العلماء؟

هل توصل الباحث عبدالله إلى أن طائر الخرشنة الأبيض الخد لديه سلوكات تحافظ على درجة حرارة بيوضه حتى تفقس؟ نعم، وقد دعمت النتائج الفرضية التي وضعها؛ فطائر الخرشنة الأبيض الخد حافظ على درجة حرارة البيوض بين 37 و 40 درجة مئوية، وهو شرط أساسي لكي تفقس البيوض. وقد فقست بيوض الطيور الثلاثة جميعها.

يقول عبدالله إن معرفة كيفية محافظة طائر الخرشنة على درجة حرارة بيوضه تساعد العلماء على حماية هذا الطائر. ويجب إرشاد السياح والمتنزهين إلى عدم دخول الجزيرة في أثناء فترة احتضان هذه الطيور لبيوضها؛ حتى لا تبتعد عن أعشاشها مدة طويلة.

يعيش حيوان الإسفنج في المياه حول جزيرة الفناتير.

من الحيوانات البحرية التي تسبح في مياه جزيرة الفناتير السلحفاة البحرية الخضراء.

ينشر الباحث عبدالله النتائج؛ حيث يمكن لباحثين آخرين أن يدرسوها ويتعلموا منها، كما ساعدته هذه النتائج على طرح التساؤلات الآتية: ما العوامل التي تؤثر في تكاثر طيور الخرشنة البيضاء الخد؟

هل يمكن للعلماء أن يقوموا بالتجربة نفسها على طيور أخرى أو حيوانات تعيش في الجزيرة، ومنها السلحفاة البحرية الخضراء أو حيوان الإسفنج؟

هذه الأسئلة الجديدة تؤدي إلى صياغة فرضيات، والتوصل إلى معلومات جديدة.

وحينما نتعلم عن حيوانات جزيرة الفناتير نستطيع حماية هذه الحيوانات وكذلك حماية جزيرة الفناتير.

أستنتج

• إذا كانت النتائج غير واضحة فإنني أعيد التفكير في طريقة طرح السؤال، واختبار صحته.
• أسجل النتائج ثم أشارك الآخرين فيها.
• أتحقق دائمًا من طرح الأسئلة.

الربط مع رؤية 2030

مجتمع حيوي

تهتم المملكة العربية السعودية 2030 بحماية المناطق الطبيعية مثل الشواطئ والجزر والمحميات الطبيعية.

تعيش طيور الخرشنة في جزيرة الفناتير.

أفكر، وأتحدث، وأكتب

• ما أهمية الطريقة العلمية للعلماء؟
• ما الأسئلة الأخرى التي يمكنني أن أطرحها حول الحيوانات؟ أختار أحد الحيوانات، ثم أطرح سؤالًا يمكن اختباره.