1-4 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 أنواع الدراسات والأبحاث العلمية

المفاهيم الأساسية

البحث النظري: بحث يُجرى للحصول على المعرفة من أجل المعرفة نفسها (بدافع حب الاستطلاع).

البحث التطبيقي: بحث يُجرى لحل مشكلة محددة.

اصطناعي: شيء من صنع الإنسان وقد لا يوجد في الطبيعة.

خريطة المفاهيم

```markmap

الفكرة الرئيسية: التجارب والمتغيرات العلمية

التجربة

• تعريف: مجموعة من المشاهدات المضبوطة التي تختبر الفرضية
• الغرض: اختبار المتغيرات

المتغيرات

المتغير المستقل

• تعريف: المتغير الذي نخطط لتغييره
• مثال: درجة الحرارة في تجربة ذوبان الملح

المتغير التابع

• تعريف: المتغير الذي تتغير قيمته تبعاً للمستقل
• مثال: سرعة ذوبان الملح

العامل الثابت

• تعريف: عامل لا يسمح بتغييره أثناء التجربة
• مثال: كمية الملح، كمية الماء، تحريك المزيج

الضابط

• تعريف: عنصر للمقارنة في التجربة
• مثال: الماء عند درجة حرارة الغرفة
• مثال آخر: محاليل معروفة الحموضة (حمضي، متعادل، قاعدي) مع كاشف

النظرية والقانون العلمي

النظرية العلمية

• تعريف: تفسير لظاهرة طبيعية بناءً على مشاهدات واستقصاءات مع مرور الزمن.
• خصائص:

- تصف مبدأً رئيسًا في الطبيعة.

- تبقى عرضة للبحث والتعديل.

- تؤدي غالبًا إلى استنتاجات جديدة.

- تعد ناجحة إذا أمكن استعمالها للقيام بتوقعات صحيحة.

• أمثلة: نظرية أينشتاين في النسبية، النظرية الذرية.

القانون العلمي

• تعريف: يصف علاقة أوجدها الله عزّ وجلّ في الطبيعة تدعمها عدة تجارب ولا يجد العلماء استثناءات لها.
• مثال: قانون نيوتن للجاذبية.

نموذج مولينا ورولاند (تدمير الأوزون)

الفرضية

• ثبات مركبات CFCs في طبقة الستراتوسفير

آلية التفاعل (دورة تحفيزية)

• تتفكك مركبات CFCs (مثل CCl₂F) بفعل الأشعة فوق البنفسجية وينطلق الكلور الحر (Cl).
• يتفاعل الكلور مع جزيء الأوزون (O₃) مكونًا غاز الأكسجين (O₂) وأول أكسيد الكلور (ClO).
• يتحد الكلور الحر مع جزيء أول أكسيد الكلور (ClO) ليكونا غاز الأكسجين (O₂) وكلور حر (Cl) مرة أخرى لمواصلة الدورة.

الاستنتاج والدعم

• جمع مولينا ورولاند بيانات تؤيد فرضيتهما.
• توقع النموذج تكون ثقب الأوزون.
• أدت النتائج إلى فوزهما بجائزة نوبل عام 1995م.

ضبط المتغيرات في التجارب المعقدة

• صعوبة تحديد المتغير المؤثر بسبب وجود غازات متعددة في الستراتوسفير.
• تأثير عوامل مثل الرياح وتغير الأشعة فوق البنفسجية على النتائج.
• الحل: محاكاة الظروف تجريبياً لضبط المتغيرات بسهولة.

الاستنتاج العلمي

• لا يمكن إثبات الفرضية، بل يمكن تأييدها أو رفضها.
• إذا دعمت البيانات الفرضية، فهذا يشير إلى أنها قد تكون صحيحة.
• إذا جاءت بيانات لا تدعم الفرضية، يجب رفضها أو تعديلها.

أنواع الدراسات والأبحاث العلمية

البحث النظري (الأساسي)

• الهدف: الحصول على المعرفة من أجل المعرفة نفسها (حب الاستطلاع).
• مثال: بحث مولينا ورولاند على مركبات CFCs وتفاعلها مع الأوزون في المختبر (قبل اكتشاف ثقب الأوزون).
• يمكن أن يتحول إلى بحث تطبيقي.

البحث التطبيقي

• الهدف: حل مشكلة محددة.
• مثال: مراقبة كميات CFCs في الجو والتغيرات في كمية الأوزون بعد اكتشاف الثقب.
• مثال آخر: البحث عن بدائل لمركبات CFCs الممنوعة.

العلاقة بينهما

• البحث النظري يمكن أن يوفر المعرفة التي تُستخدم لحل مشكلة (بحث تطبيقي).
• مثال: اكتشاف الأشعة السينية (بحث نظري) ثم استخدامها في التشخيص الطبي (تطبيق).

```

نقاط مهمة

• بعض البحوث العلمية تؤدي إلى تطوير تقنيات تحسن حياتنا والعالم من حولنا.
• مثال واقعي: بحث مولينا ورولاند النظري على CFCs تحول إلى بحث تطبيقي بعد اكتشاف ثقب الأوزون عام 1985م.
• يستعمل العلماء البيانات الكمية والنوعية لحل أنواع مختلفة من المشكلات العلمية.

1-4

الأهداف

تقارن بين البحث النظري والبحث التطبيقي، والتقنية.

تطبق تعليمات السلامة في المختبر.

مراجعة المفردات

اصطناعي: شيء من صنع الإنسان وقد لا يوجد في الطبيعة.

المفردات الجديدة

البحث النظري

البحث التطبيقي

الرئيسة

الفكرة

بعض البحوث العلمية تؤدي إلى تطوير تقنيات يمكن أن تحسن حياتنا والعالم من حولنا.

الربط مع الحياة كثير من المعلومات التي حصل عليها العلماء من خلال البحث النظري تستعمل لحل مشكلة، أو تلبي حاجة محددة. فقد اكتشفت الأشعة السينية (X-rays) مثلاً عندما كان العلماء يجرون بحثاً نظرياً (أساسياً) على أنابيب التفريغ الكهربائي، ثم اكتشفوا أن هذه الأشعة يمكن أن تستعمل في التشخيص الطبي.

أنواع الدراسات والأبحاث العلمية

Types of Scientific Investigations

يطلع الناس كل يوم – من خلال وسائل الإعلام، ومنها التلفزيون والصحف والمجلات والإنترنت- على نتائج الأبحاث العلمية، التي يتعلق كثير منها بالبيئة أو الدواء أو الصحة. كيف يستعمل العلماء البيانات الكمية والنوعية لحل الأنواع المختلفة من المشكلات العلمية؟

يجري العلماء بحوثاً نظرية للحصول على المعرفة من أجل المعرفة نفسها. فقد كان مولينا مدفوعين بحب الاستطلاع، فقاموا بإجراء بحوث نظرية على مركبات CFCs وتفاعلاتها مع غاز الأوزون، ولم يكن هناك أي دليل بيئي في ذلك الوقت على وجود علاقة بين نموذجها وطبقة الستراتوسفير. وقد بين بحثها أن مركبات CFCs يمكن أن تسرع تفكك غاز الأوزون تحت ظروف معينة في المختبر.

ومرور الوقت أشير إلى وجود ثقب في طبقة الأوزون عام 1985م، وأجرى العلماء قياسات عن كميات CFCs في الستراتوسفير دعمت فرضية احتمال مسؤولية CFCs عن تفكك غاز الأوزون. وهكذا تحول البحث النظري الذي أجري من أجل المعرفة إلى بحث تطبيقي. وهذا البحث التطبيقي بحث يجرى لحل مشكلة محددة. فما زال العلماء يراقبون كميات CFCs في الجو والتغيرات السنوية في كمية غاز الأوزون في الستراتوسفير، انظر الشكل 15-1 كما تجرى أبحاث تطبيقية من أجل الحصول على بدائل لمركبات CFCs التي أصبحت ممنوعة.

رابط الدرس الرقمي

www.ien.edu.sa

وزارة 27 ليم

Ministry of Education 2025 - 1447

--- SECTION: 1-4 --- 1-4 --- SECTION: الأهداف --- الأهداف تقارن بين البحث النظري والبحث التطبيقي، والتقنية. تطبق تعليمات السلامة في المختبر. --- SECTION: مراجعة المفردات --- مراجعة المفردات اصطناعي: شيء من صنع الإنسان وقد لا يوجد في الطبيعة. --- SECTION: المفردات الجديدة --- المفردات الجديدة البحث النظري البحث التطبيقي الرئيسة الفكرة بعض البحوث العلمية تؤدي إلى تطوير تقنيات يمكن أن تحسن حياتنا والعالم من حولنا. الربط مع الحياة كثير من المعلومات التي حصل عليها العلماء من خلال البحث النظري تستعمل لحل مشكلة، أو تلبي حاجة محددة. فقد اكتشفت الأشعة السينية (X-rays) مثلاً عندما كان العلماء يجرون بحثاً نظرياً (أساسياً) على أنابيب التفريغ الكهربائي، ثم اكتشفوا أن هذه الأشعة يمكن أن تستعمل في التشخيص الطبي. --- SECTION: أنواع الدراسات والأبحاث العلمية --- أنواع الدراسات والأبحاث العلمية --- SECTION: Types of Scientific Investigations --- Types of Scientific Investigations يطلع الناس كل يوم – من خلال وسائل الإعلام، ومنها التلفزيون والصحف والمجلات والإنترنت- على نتائج الأبحاث العلمية، التي يتعلق كثير منها بالبيئة أو الدواء أو الصحة. كيف يستعمل العلماء البيانات الكمية والنوعية لحل الأنواع المختلفة من المشكلات العلمية؟ يجري العلماء بحوثاً نظرية للحصول على المعرفة من أجل المعرفة نفسها. فقد كان مولينا مدفوعين بحب الاستطلاع، فقاموا بإجراء بحوث نظرية على مركبات CFCs وتفاعلاتها مع غاز الأوزون، ولم يكن هناك أي دليل بيئي في ذلك الوقت على وجود علاقة بين نموذجها وطبقة الستراتوسفير. وقد بين بحثها أن مركبات CFCs يمكن أن تسرع تفكك غاز الأوزون تحت ظروف معينة في المختبر. ومرور الوقت أشير إلى وجود ثقب في طبقة الأوزون عام 1985م، وأجرى العلماء قياسات عن كميات CFCs في الستراتوسفير دعمت فرضية احتمال مسؤولية CFCs عن تفكك غاز الأوزون. وهكذا تحول البحث النظري الذي أجري من أجل المعرفة إلى بحث تطبيقي. وهذا البحث التطبيقي بحث يجرى لحل مشكلة محددة. فما زال العلماء يراقبون كميات CFCs في الجو والتغيرات السنوية في كمية غاز الأوزون في الستراتوسفير، انظر الشكل 15-1 كما تجرى أبحاث تطبيقية من أجل الحصول على بدائل لمركبات CFCs التي أصبحت ممنوعة. رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa وزارة 27 ليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 15-1 Description: A scientific instrument, likely a spectrometer or atmospheric sensor, mounted on a tripod in an icy, snowy environment, possibly Antarctica, with clear skies. The instrument has multiple components, including lenses, screens, and cables. The label indicates it is used to measure CFCs and other gases in the stratosphere. Context: This figure illustrates the equipment used for applied research to measure CFCs and ozone gas levels in the stratosphere, supporting the text's discussion of applied research.