החוברת · דף לימוד
מרכיבי החקר המדעי
מדעים · כיתה ז׳ · פרק 7: מיומנויות חקר מדעי
שאלת חקר, השערה, משתנים ותכנון ניסוי, הבסיס לכל חקר מדעי
מהו חקר מדעי?
חקר מדעי הוא תהליך שיטתי ומסודר לענות על שאלות על העולם. הוא כולל שאלה, השערה, ניסוי, תוצאות ומסקנות. בואו נלמד כל שלב!
שלבי החקר המדעי
1. שאלה מדעית
מאפיינים:
• ברורה וספציפית
• ניתנת לבדיקה
• מתמקדת בגורם אחד
דוגמה: 'כיצד משפיעה כמות האור על קצב נביטת זרעים?'
2. השערה
מבנה: 'אם... אז...'
דוגמה: 'אם ניתן לזרעים יותר אור, אז הם ינבטו מהר יותר, כי אור נחוץ לפוטוסינתזה.'
3. תכנון ניסוי
כולל:
• הגדרת משתנים
• בחירת ציוד
• קביעת שלבים
• מספר חזרות
4. ביצוע ותוצאות
כולל:
• מדידות מדויקות
• טבלת נתונים
• תיעוד תצפיות
סוגי המשתנים
מהם משתנים?
משתנים הם הגורמים שמשפיעים על הניסוי:
שינוי רק משתנה אחד מאפשר לדעת מה באמת גרם לתוצאה!

סוגי המשתנים
משתנה בלתי-תלוי
• מה אנחנו משנים
• ציר X בגרף
• 'הסיבה'
• דוגמה: כמות אור, ריכוז דשן
הגורם שאנחנו בודקים
משתנה תלוי
• מה אנחנו מודדים
• ציר Y בגרף
• 'התוצאה'
• דוגמה: גובה צמח, אחוז נביטה
התוצאה שאנחנו בודקים
המשתנה התלוי 'תלוי' במשתנה הבלתי-תלוי!
דוגמאות לשאלות מדעיות
שאלה טובה
'כיצד משפיע ריכוז המלח על זמן התמוססות קרח?'
ניתנת לבדיקה, ספציפית, מתמקדת בגורם אחד.
שאלה פחות טובה
'האם מלח טוב?'
לא ספציפית, לא ברור מה בודקים, לא ניתנת לבדיקה מדעית.
שאלה טובה
'האם טמפרטורה גבוהה יותר מאיצה נביטת שעועית?'
ניתנת לבדיקה בניסוי פשוט.
שאלה פחות טובה
'למה הטבע יפה?'
סובייקטיבית, לא ניתנת למדידה מדעית.
דוגמה לתכנון ניסוי מלא
ניסוי: השפעת אור על נביטה
תכנון הניסוי
כל השלבים מהתחלה לסוף
- שאלה: כיצד משפיעה כמות האור על אחוז נביטת זרעי שעועית?
- השערה: אם נחשוף זרעים ליותר אור, אז אחוז הנביטה יגבר
- משתנה בלתי-תלוי: כמות האור (0 שעות, 6 שעות, 12 שעות ביום)
- משתנה תלוי: אחוז הזרעים שנבטו אחרי שבוע
- משתנים מבוקרים: סוג זרעים, כמות מים, טמפרטורה, סוג קרקע, גודל כלי
- ציוד: 30 זרעי שעועית, 3 כלים, אדמה, מים, מנורה, שעון עצר
- שלבים: שותלים 10 זרעים בכל כלי, נותנים תנאי אור שונים, משקים אותו דבר, מודדים אחרי שבוע
למה חשוב לשמור משתנים מבוקרים קבועים?
למה השערה מדעית לא חייבת להיות נכונה כדי שתהיה טובה?
ניסוי לדוגמה: נשימה תאית בשמרים
ניסוי השמרים התופחים
להוכיח שיצורים חיים מבצעים נשימה תאית
- שאלה: כיצד משפיעה כמות הסוכר על קצב נשימת השמרים?
- השערה: ככל שריכוז הסוכר יעלה, ייפלט יותר גז CO₂ (הבלון יתנפח יותר)
- משתנה בלתי-תלוי: כמות הסוכר (0, 1, 2, 3 כפיות)
- משתנה תלוי: היקף הבלון (נפח הגז שנפלט)
- משתנים מבוקרים: כמות שמרים, כמות מים, טמפרטורת מים (~40°C), זמן המתנה
- ציוד: 4 בקבוקי פלסטיק, שמרים יבשים, סוכר, מים פושרים, בלונים, סרגל
- ביצוע: מים+שמרים בכל בקבוק ← כמויות סוכר שונות ← בלון על הפתח ← המתנה 20 דק' ← מדידת היקף
- תוצאה צפויה: יותר סוכר = בלון גדול יותר = יותר CO₂ מנשימה תאית
מה ההבדל בין שאלת חקר, השערה, משתנה בלתי־תלוי, משתנה תלוי ומשתנים מבוקרים?