BrainPOP

הנושא: מדעי כדור הארץ - מחזור חייהם של כוכבים

תחום הדעת: גאוגרפיה

סרטונים: מחזור החיים של כוכבים

נושא השיעור מדעי כדור הארץ - מחזור חייהם של כוכבים.
רצף מתוך תוכנית הלימודים מדעי כדור הארץ - אסטרונומיה: גלקסיות, כוכבים, מחזור חייהם של כוכבים.
שכבות גיל ח'
משך יחידת הלימוד שיעור אחד עד שניים (בהתאם להחלטה עד כמה להתעמק בנושא), כל אחד 50 דקות.
רציונל למורה השיעור עוסק בתהליך מורכב ומופשט. השיעור ממחיש את תיאוריית מחזור חייהם של כוכבים בעזרת תרשים זרימה.
מטרות תוכן • הבחנה בין כוכב לכוכב לכת.
• הבנת המושג "תיאוריה".
• הבנת תהליך מחזוריות חיים של כוכבים.
מושגים כוכב, כוכב לכת, מחזור, תיאוריה, יסוד, מימן, הליום, היתוך גרעיני, התפשטות, התכווצות.
מיומנויות חשיבה: מיון.
מחשב: חיפוש מידע.
אוריינות: הצלבת נתונים.
רצף השיעור 1. הגדרת המושגים: מחזור, תיאוריה.
2. הקרנת הסרטון.
3. ביצוע מטלה: יצירת תרשים זרימה.
4. הבחנה בין כוכב לכוכב לכת.
היענות לשונות שימוש בתמונות לצורך המחשה, יצירת דף לתלמידים בהתאם לרמת הקושי.
תוצרי למידה תרשים זרימה לתהליך מחזור חייהם של כוכבים.

מהלך השיעור

מהלך ההוראה תיאור הפעילות זמן
פתיחה חיבור לידע קודם: מהו מחזור? אילו סוגי מחזורים מוכרים לכם?
לדוגמה: מחזור המים בטבע, מחזור הפחמן.
נשאל את התלמידים מה מאפיין תהליך מחזורי, ונאמר להם שהיום נלמד "תיאוריה" המסבירה כיצד נוצרים כוכבים.
נשאל את התלמידים מהי "תיאוריה".
תשובה: תיאוריה היא מהלך שיטתי של רעיונות המסבירים תופעות. תיאוריה מבוססת על תצפיות, על ניסויים ועל אימות נתונים. ככל שהתיאוריה מתאימה יותר לתוצאות הניסוי או לתצפית, כך היא אמינה יותר. עד שמפתחים תיאוריה טובה וקרובה עוד יותר לתוצאות של הניסוי והתצפית.
10 דק'
גוף השיעור נצפה בסרטון מחזור החיים של כוכבים. מומלץ להקרין פעמיים. בהקרנה הראשונה: לעצור בכל פעם שבה מופיע מושג חדש בצפייה בסרטון, ולהגדירו בעזרת חיפוש באינטרנט. בהקרנה השנייה אפשר לצפות ברצף.
המורה תחלק את דפי המשימה לתלמידים: תרשים זרימה (דף נלווה בסיום המערך). מומלץ להכין לתלמידים דף בהתאם לרמת הקושי: דף ללא הגדרות לתלמידים חזקים, דף הכולל חלק מן ההגדרות לאחרים. התלמידים נדרשים לסדר על פי הזיכרון.
בסיום, נבדוק את המשימה בעזרת הקרנת הדף למורה.
שאלה: מדוע נקרא התהליך מחזור חיים? באיזה שלב יכולים להיווצר כוכבים חדשים?
שאלה: מדוע יש מספר מסלולי חיים של כוכבים?
תשובה: בהתאם למסתו ההתחלתית של הכוכב.
שאלה: מה ההבדל בין כוכב לכוכב לכת?
תשובה: כוכב לכת הוא בעל המאפיינים הבאים:
- נמצא במסלול סביב כוכב או שאריות של כוכב.
- המסה שלו מתחת למסה הדרושה להיתוך תרמו-גרעיני.
- בעל מסה גדולה דיה כדי שכוח המשיכה שלו ייצור צורה הקרובה לצורה כדורית.
- כוכב הלכת מפנה את מסלולו מעצמים אחרים.
לעומת זאת, המאפיינים של כוכב: מפיק קרינה משל עצמו, ופולט אותה לחלל. מקורה של האנרגיה הנוצרת בכוכבים הוא בהיתוך גרעיני, והיא נפלטת לחלל בצורת קרינה אלקטרומגנטית וחלקיקי ניאוטרינו.

שאלה: על פי מה מניחים המדענים באיזה שלב חיים נמצאת השמש שלנו?
תשובה: על פי התצפיות והידע שלנו על כוכבים מסוגה של השמש, כלומר בעלי אותה מסה ואותו הרכב יסודות (בעיקר מימן והליום), אפשר לקבוע שבעוד חמישה מיליארד שנים תתנפח השמש ותהפוך לענק אדום. הגורמים שאותם אפשר למדוד למשל הם: עוצמת הקרינה, מהירות תנועת האור, מסה, משקל וסוג התהליכים המאפיינים את השמש.
30 דק'
סיכום היקום מורכב ממערכות שמש רבות, כוכבי לכת-פלנטות מסוגים שונים, כוכבים הנמצאים בשלבים שונים של חייהם, וגרמי שמים שאינם מוגדרים כפלנטות: כוכבי לכת ננסים, גופים קטנים במערכת השמש, אסטרואידים, קנטורים, שביטים, אבק בין כוכבי ועוד.
ביקום מתרחשים תהליכים שאותם אנו מסבירים בעזרת תיאוריות, בהתאם לחוקי הפיזיקה המוכרים לנו.
10 דק'
המשגה רשות: מהו מבנה של אטום? מהו אטום? מהם החלקיקים המרכיבים אותו? אפשר להמחיש בעזרת ציור.
היעזרו בסרטון מבנה החומר - אטומים.
15 דק'
יישום "היתוך גרעיני" בשמש הוא תהליך כימי של התמזגות של גרעינים של אטומים לאטום גדול יותר, במהלך ההיתוך משתחררת אנרגיה רבה.
כדאי להיעזר במורה לכימיה או למדעים, ולהכיר את ה"טבלה המחזורית" של היסודות בטבע. מומלץ להכין תרשים של היתוך גרעיני, המתרחש במעבר בין יסודות ליצירת יסודות כבדים יותר. לפי הטבלה של מנדלייב, יש קשר בין צפיפות היסודות לאופי התגובה שלהם בתהליכים כימיים.
25 דק'
העשרה חפשו מידע על תיאוריות שונות ליצירת כוכבים, על תיאוריות ליצירת כוכבי לכת, על מערכות שמש נוספות, והציגו אותו בכיתה. הסבירו מה הסיבה לכך שיש מספר תיאוריות בתחום זה.
סיכום ורפלקציה אילו פרטים חדשים למדתם היום?
האם תוכלו לחזור על תהליך מחזור החיים של כוכב? מה הם השלבים הקריטיים בחייו של כוכב?
10 דק'
שיעורי בית ענו על בחן את עצמך של הסרטון.

משאבים נוספים
דף נלווה למורה Download
דף נלווה לתלמיד Download

הנושא: מחזור חיים של כוכבים - ט'

תחום הדעת: מדעים

סרטונים: מחזור החיים של כוכבים

נושא השיעור מחזור חיים של כוכבים.
רצף מתוך תוכנית הלימודים נושא מרכזי: חומרים.
נושאי משנה: תהליכי שינוי בחומרים וחוק שימור המסה.
רעיונות והדגשים: תהליכים כימיים מלווים בשינויים באנרגיה כימית.
ציוני דרך בכיתה ט': אנרגיה כימית - יצירת קשר כימי כמלווה בשחרור
אנרגיה, ניתוק קשר כימי כמלווה בהשקעת אנרגיה, בתהליך הקולט אנרגיה: האנרגיה המושקעת בניתוק הקשרים במגיבים, גדולה מהאנרגיה המשתחררת ביצירת הקשרים בתוצרים. בתהליך הפולט אנרגיה: האנרגיה המשתחררת ביצירת הקשרים בתוצרים, גדולה מהאנרגיה המושקעת בניתוק הקשרים במגיבים.
שכבות גיל ט'
משך יחידת הלימוד שיעור אחד, כ-50 דקות.
רציונל למורה שיעור זה הוא הזדמנות מצוינת ללמוד כיצד נוצרים יסודות.
"היתוך גרעיני" בשמש הוא תהליך כימי של התמזגות גרעינים של אטומים לאטום גדול יותר, ובמהלך ההיתוך משתחררת אנרגיה רבה.
כדאי להיעזר בשיעור זה להכיר את "הטבלה המחזורית" של היסודות בטבע. מומלץ להכין תרשים של היתוך גרעיני, המתרחש במעבר בין יסודות ליצירת יסודות כבדים יותר. לפי הטבלה של מנדלייב, יש קשר בין צפיפות היסודות לאופי התגובה שלהם בתהליכים כימיים.
מטרות תוכן • היכרות עם מחזור החיים של כוכבים.
• הבנת תהליכים שבהם נוצרים יסודות חדשים.
• הבנת הקשר בין היתוך גרעיני לבין אנרגיה.
מושגים מחזור חיים של כוכבים, מימן, הליום, ביקוע גרעיני, חור שחור, סופר נובה, היתוך גרעיני.
מיומנויות חשיבה: השוואה, פתרון בעיות, העלאת אפשרויות, טיעון, מיון, ניתוח והסקת מסקנות.
אוריינות: ייצוג מידע, עיבוד מידע, ניתוח נתונים, הצלבת נתונים, הצגת ממצאים.
כישורי עבודה בצוות: האזנה, הקשבה, מתן משוב לעמית, ביקורת, שכנוע, קבלת תפקיד.
רצף השיעור 1. דיון בנושא היווצרות אטומים.
2. צפייה בסרטון "מחזור החיים של כוכבים".
3. דף עבודה.
4. "בחן את עצמך".

מהלך השיעור

מהלך ההוראה תיאור הפעילות זמן
פתיחה נתחיל את השיעור בצפייה בטבלה המחזורית. אנחנו מכירים את היסודות המוצגים בטבלה. שערו: האם אטום של יסוד אחד יכול להפוך לאטום אחר? באילו תנאים?
נכתוב את תשובות התלמידים על הלוח.
5 דק'
גוף השיעור נצפה בסרטון: מחזור חיים של כוכבים.
נתייחס לשאלה מתחילת השיעור: האם אטום של יסוד אחד יכול להפוך לאטום אחר? באילו תנאים?
נחלק לתלמידים דף עבודה. נבקש מהתלמידים לקרוא את הטקסט ולענות על שאלות.
נבדוק את התשובות בכיתה.
נסכם: כאשר כוח המשיכה גדל, פנים הכוכב הופך יותר ויותר צפוף, והלחץ והטמפרטורה הולכים וגדלים.
בתנאים של לחץ וצפיפות גדולים מאוד מתמזגים גרעיני האטומים זה עם זה. לכן מה שנוצר הוא כור גרעיני אדיר בליבה של הכוכב, שפולט הרבה מאוד אנרגיה.
35 דק'
סיכום נענה על שאלות בחן את עצמך. 10 דק'
המשגה צפייה בסרטון.
יישום דף עבודה, בחן את עצמך.
עבודה פרטנית/עבודה בקבוצות פרטנית: דף עבודה.
העשרה על פי מה מניחים המדענים באיזה שלב חיים נמצאת השמש שלנו?
על פי התצפיות והידע שלנו על כוכבים מסוגה של השמש, כלומר בעלי אותה מסה ואותו הרכב יסודות (בעיקר מימן והליום), אפשר לקבוע שבעוד חמישה מיליארד שנים תתנפח השמש ותהפוך לענק אדום. הגורמים שאותם אפשר למשל למדוד הם: עוצמת הקרינה, מהירות תנועת האור, מסה, משקל וסוג התהליכים המאפיינים את השמש.
סיכום ורפלקציה "ערש הלידה" של כוכב הוא ענן של גז ואבק. חלקיקי הגז והאבק מושכים זה את זה ויוצרים גוש של חומר צפוף. אם הגוש מסיבי מספיק, מתחילה פעילות של התכת אטומי מימן להליום בליבה שלו, אז הכוכב מתחיל לפלוט המון אנרגיה ו"נדלק".

משאבים נוספים
דף עבודה Download

הנושא: מחזור חיים של כוכבים - ה'

תחום הדעת: מדעים

סרטונים: מחזור החיים של כוכבים

נושא השיעור מחזור חיים של כוכבים
רצף מתוך תוכנית הלימודים תחום תוכן: מדעי כדור הארץ והיקום.
נושא מרכזי: אסטרונומיה.
נושא משנה: האדם פיתח כלים ומכשירים כדי להכיר את היקום ותופעות שונות, כמו חיזוי מזג אוויר.
רעיונות והדגשים: אמצעים המשמשים לחקר החלל.
שכבות גיל ה'
משך יחידת הלימוד שיעור אחד, כ-50 דקות.
רציונל למורה מחזור חייו של כוכב גדול מורכב מכמה מחזורים קטנים. תחילה חומר מתקבץ יחדיו עקב הכבידה כדי ליצור את הכוכב. תהליך של היתוך מימן מתחיל בליבת הכוכב, ונוצר שיווי משקל בין כוח הכבידה הפועל לכיוון מרכז הכוכב ולכוחות הדוחפים את החומר כלפי חוץ עקב ההיתוך שבליבה. כאשר המימן נגמר, הכוכב קורס טיפה, ואז מתרחב דווקא ומתחיל היתוך של הליום בליבה וכך הלאה. עד שנגמר כליל החומר להיתוך בליבה, והכוכב קורס, ומתפוצץ בסופר נובה מרהיב, ומשאיר מאחוריו חור שחור או כוכב נויטרונים.
מטרות תוכן • היכרות עם מחזור החיים של כוכבים.
• הבנת תהליכים שבהם נוצרים יסודות חדשים.
מושגים מחזור חיים של כוכבים, מימן, הליום, ביקוע גרעיני, חור שחור, סופר נובה, היתוך גרעינים.
מיומנויות חשיבה: השוואה, פתרון בעיות, העלאת אפשרויות, טיעון, מיון, ניתוח והסקת מסקנות.
אוריינות: ייצוג מידע, עיבוד מידע, ניתוח נתונים, הצלבת נתונים, הצגת ממצאים.
כישורי עבודה בצוות: האזנה, הקשבה, מתן משוב לעמית, ביקורת, שכנוע, קבלת תפקיד.
רצף השיעור 1. דיון בנושא מחזור חיים של כוכבים.
2. צפייה בסרטון "מחזור חיים של כוכבים".
3. מענה על שאלות "בחן את עצמך".
4. עבודה בקבוצות: המחשת מושגים.
5. הצגת תוצרים בכיתה.

מהלך השיעור

מהלך ההוראה תיאור הפעילות זמן
פתיחה נתחיל את השיעור בצפייה בהמחשה: נכניס לפחית קולה כפית מים. נניח את פחית הקולה על כיריים חשמליות, ונחמם את הפחית עם המים. לאחר מספר דקות נרים במלקחיים את הפחית, ונכניס לכלי עם מים קרים. מה קרה? הפחית קרסה פנימה. מדוע? נסביר בהמשך. 5 דק'
גוף השיעור נצפה בסרטון מחזור חיים של כוכבים. סרטון זה ימחיש את מחזור החיים של כוכבים. מה ראינו בהדגמה בתחילת השיעור? הדגמה זו ממחישה את הרעיון של קריסת הכוכב. חימום המים בפחית יצר לחץ גבוה יחסית בתוך הפחית ויציאה של גזים. המים הקרים גרמו לחץ גדול יותר מבחוץ פנימה. זאת הסיבה שהפחית קרסה. זאת גם הסיבה שכוכבים קורסים פנימה.

נסכם בקצרה: מחזור החיים של כוכב הוא התהליך שבו כוכב עובר שלבים של שינויים משמעותיים ביותר במהלך חייו. משך התהליך תלוי במסה ההתחלתית של הכוכב, ויכול להימשך ממיליוני שנה, במקרה של כוכבים כבדים ביותר, ועד טריליוני שנה, במקרה של כוכבים קטנים ביותר (זמן שהוא ארוך בהרבה מגיל היקום). במשך כל חייו של הכוכב הוא "מפעיל" מנגנונים שונים כדי לנסות לעכב את הקריסה העצמית שלו, הנובעת מהמשקל העצמי שלו.
רוב התהליכים הקשורים להתפתחות כוכבים הם איטיים מאוד, ואי אפשר ללמוד עליהם מתצפית בכוכב בודד. לכן אסטרופיזיקאים לומדים על התפתחות כוכבים משילוב של תאוריות פיזיקליות (בעיקר פיזיקה גרעינית ותורת הקוואנטים), מתצפיות בכמות עצומה של כוכבים הנמצאים בשלבי התפתחות שונים, ומסימולציות מחשב המנבאות את מבנה הכוכבים בשלבים השונים על פי מודלים ממוחשבים.

נענה על שאלות בחן את עצמך.
נחלק את התלמידים לקבוצות. כל קבוצה תמחיש בציור או בדגם מושג אחד המוצג בסרטון: מחזור חיים של כוכבים, מימן, הליום, ביקוע גרעיני, חור שחור, סופר נובה, היתוך גרעינים.
אפשר להשתמש במידע המופיע בשאלות ותשובות.
35 דק'
סיכום כל קבוצה תציג את התוצרים בפני הכיתה. 10 דק'
המשגה צפייה בסרטון.
יישום "בחן את עצמך". בניית דגמים.
עבודה פרטנית/עבודה בקבוצות פרטנית: "בחן את עצמך".
קבוצתית: בניית דגם.
העשרה "חור שחור" הוא כוכב. בניגוד למה שהשם מרמז, הוא איננו "חור" או בור אינסופי שנופלים לתוכו. איזה מין כוכב זה? בניגוד לרוב העצמים ביקום אשר אנו יכולים לראות באמצעות גלאי קרינה, חורים שחורים אינם פולטים שום קרינה מתוכם. הסיבה לכך היא כוח המשיכה העצום שלהם, שהוא חזק כל כך עד שהאור אינו יכול "לברוח" מפניהם, ולצאת אל מרחבי החלל. לכן אי אפשר "לראות" חור שחור, כי הוא בולע באופן מושלם קרינה וגם חומר.
סיכום ורפלקציה נתבונן בציר הזמן. כיצד התפתח חקר החלל במהלך השנים?

משאבים נוספים