الدورة الثانية: الكيمياء المحوسبة التفاعلية ( vlab )

[معلمة متطورة]

دورة الكيمياء المحوسبة التفاعلية
( برنامج vlab )
اعداد وفاء ماتاني

الأهداف العامة للدورة :-
- تنمية مهارة استخدام البرامج التعليمية للمعلمين والاطلاع على مكوناتها
- دمج التقنية بالتعليم واستحداث طرق جديدة في تدريس الكيمياء
- تحفيز الأعضاء للمشاركة والاستفادة من الخدمات في المنتدى في التنمية المهنية
- نشر الوعي بضرورة التعاون بين المعلمين في البلاد الاسلامية وتبادل الخبرات التربوية
- التعايش مع العمل الجماعي ومحاكاته ليسهّل عملية تطبيقه في الحصص الصفية وعلى الطلبة
- السعي للثواب والرضى من الله عز وجل

خلُصنا في نهاية الدورة السابقة عند حقيقة بأن المختبر الافتراضي لن يسد مسد المختبر الواقعي بأي حال. فالمهارات العملية التي يكتسبها الطالب من التعامل مع الأدوات المخبرية الحقيقية في المختبر وتناول المواد واستكشاف الظواهر الجديدة التي تحدث بالصدفة أو حتى الخطأ .. تجعل الطالب يفكر ويبحث عن الأسباب .. وبالطبع هذا لن يتوفر بأي حال من الأحوال في المختبر الافتراضي ..
وقد كنا تناولنا نموذج عن المختبرات الافتراضية وهو برنامج chemlab . لاحظنا بأنه جامد .. ومتقيد بالمعامل التي صمم لأجلها .. ولكنه في المقابل .. عند تفاعلنا معه اكتسبنا الكثير من الخبرات المعملية .. واصبحنا أكثر احترافا في دمج الحاسوب بالكيمياء .. ووجدنا المعرفة والمتعة والتفاعل المحفّز للتعلّم.

الآن في هذه المرحلة سوف نتعامل مع المختبرات الافتراضية كوسيلة لاستحداث تفاعل حقيقي مابين الطالب وأساسيات الكيمياء .. وسنجعل من البرنامج عامل مساند للطالب في حل المشكلات الكيميائية .
إن من اساسيات التعليم الحديث، وضع الطالب في مشكلة، وتوفير الظروف له للتفكير ووضع فرضيات الحلول والقيام بالمحاولات للتوصل للحل الأمثل . وإن كنا نهدف لنجعلهم علماء كيميائيين، فليس من الحكمة ادخالهم المختبر الواقعي واعطائهم الحرية المطلقة في التجريب .. فقد يسبب هذا أذيتهم واهدارالمواد الكيميائية التي تكون عادة غالية الثمن أوقد يسبب هذا إتلاف للأدوات والاجهزة ..

إذن نحن بين أمرين .. هناك فائدة لن نتغاضى عنها نتيجة لاستخدامنا للمختبرات الافتراضية .. وفي نفس الوقت لن تحل محل المختبر الواقعي ..
فكيف يمكننا الاستفادة القصوى من البرامج التعليمية في جعل تدريس الكيمياء أكثر متعة وتفاعل إيجابي ما بين المدرّب والمتدرب ..

كونوا معي ومع برنامج vlab .. وسنعرف كيف نستخدمه لهذا الهدف

فهرس الدورة
الدورة الثانية: الكيمياء المحوسبة التفاعلية ( vlab )

- الدرس الأول : دليل استخدام برنامج vlab
- كيف يتم تنزيل الواجبات من البرنامج؟
- الحصول على محلول في البرنامج
- سكب المحلول في البرنامج
- الحصول على معلومات المحلول

الدرس 2: التدريب على تجربة المعايرة في برنامج vlab

الدرس 3: الخلفية العلمية لبرنامج

الدرس 4 : المولارية والكثافة

الدرس 5 : الأساس النظري للمولارية والكثافة

- المول
- التحليل البعدي Dimensional analysis
- حساب الوزن الجزيئي Calculating Molecular Weight
- استخدام الوزن الجزيئي Using Molecular Weighth
- حسابات التركيب الكيميائية Composition Stoichiometry
- حسابات المحاليل الكيميائية Solution Stoichiometry
- قياس الكثافة Measuring Density
- تحضير محلول معياري من محلول آخر : التخفيف Making a Standard Solution from Another Solution: Dilution

درس 6 : التطبيق العملي لمسائل وواجبات وحدة المولارية والكثافة ببرنامج vlab

- مسألة التخفيف ( 1 )

- Preparing a stock solution تحضير محلول معلوم التركيز

- Sucrose Problem مسألة السكروز

- Solution Concentrations تراكيز المحاليل

-Metal Density Problem مسائل عن كثافة الفلزات

- Liquid Density Problem مسائل عن كثافة السوائل

- Alcohol Density Problem مسألة عن كثافة الكحول

درس 7 المسائل معربة لوحدة الحسابات الكيميائية والعامل المحدد للتفاعل

1 - Solution Preparation (Jello Problem)
تحضير المحاليل ( مشكلة جيلو )

2 -Determining Stoichiometric Coefficients
تعيين العامل الحسابي

3 -Limiting Reagents Problem
مسألة العامل المحدد للتفاعل

4 - Predicting the results of a DNA reaction
التنبؤ بنتائج تفاعل الــ DNA

5 -Unknown DNA Solution Problem
مسألة محلول DNA المجهول

درس 8 الأساس النظري لمسائل وحدة الحسابات الكيميائية في برنامج vlab

•Empirical Formula Defined مقدمة الصيغة الأولية

•Finding Empirical Formula from a Molecular Formula تعيين الصيغة الأولية من الصيغة الجزيئية

•Finding Empirical Formula from an Elemental Analysis تعيين الصيغة الأولية من التحليل العنصري

•Reaction Stoichiometry

•Product Formation and Percent Yield

•Limiting Reagents

•Composition of Mixtures

يتبع الدرس التاسع التطبيقات العملية لمسائل وحدة الحسابات الكيميائية في البرنامج ...

[معلمة متطورة]

الدرس الأول : دليل استخدام برنامج vlab

الهدف : التعرف على مكونات المختبر الافتراضي vlab

الأدوات :
- تنزيل برنامج vlab
- موقع http://ir.chem.cmu.edu

ترجمة للدليل .. فمن يقترح ترجمة أفضل أو أصح فأتمنى أن يراسلني لتصحيح الأمر


مقدمة عن مشروع The IrYdium

مشروع The IrYdium يطور البرامج التعليمية التي تندمج بتوافق مع تعلّم مقدمة الكيمياء ولتعطى بسهولة عبر النت. إن واجبات الورقة والقلم تشدد على تطبيق القوانين والعمليات روتينية مما تجعلها منفصلة عن كونها حقيقة وممتعة لاحداث التفاعل الكيميائي .
إن الأنشطة المعتمدة على المحاكاة توفر طرق جديدة لتطوير التعليم وزيادة الدافعية للتعلّم.
الأنشطة التفاعلية تسمح للطلبة لاستكشاف وتعزيز المفاهيم الأساسية في المساق فتزيد من عمقها وتجعلها أكثر واقعية ووتصبح عملية التعلّم شيّقة وممتعة.
هدفنا انشاء بيئة تعليمية تفاعلية مرنة حيث يستطيع طلبة الكليات والمدارس الثانوية بالاندماج مع الكيمياء كما العلماء المتمرسين
المختبر الافتراضي معد لتوفير التعليم المرن وأدوات التعليم. فهة يمكن أن يستخدم في المناقشات الصفية أو في الأنشطة المعملية الأولية ، أو أن يكون طريقة جديدة جديدة لحل الواجبات.
وقد عرضنا الواجبات بطريقة تفصيلية وهذا مهم للطالب حتى يزيد تعليمه ودافعيته . أيضا .



يتبع
ست وفاء

[معلمة متطورة]

كيف يتم تنزيل الواجبات ؟

لاحظ: لربما تريد أن تبدأ بعرض المشكلات ( في المخزن) مرفقة ببيان تفصيلي لمجمل المعالم في البرنامج.
1) في قائمة الملف ، اختار تنزيل الواجب .. خيارات .. وستظهر نافذه حوار
2) اكبس مرتين لاختيار فصلك من المخزن المتاح في اللوحة في اليسار
وبعد الاتصال مع المخزن فإن قائمة من المشكلات المتاحة سوف تظهر في اللوحة اليمين



3) اختر المشكلة التي تريد واكبس ok
نافذة حوار ستظهر وسوف تظهر خزانة جديدة في نافذة مكتشف الخزانة لليسار من مصطبة العمل . وصف المشكلة وكل الحلول المتعلقة بالمشكلة سوف تظهر في الخزانة الجديدة.

الحصول على الآنيات الزجاجية

1) في العارضة النشطة في يسار مصطبة العمل، اكبس على زر الحصول على الآنيات الزجاجية
وستظهر لك نافذة



2) مرر المؤشر للأسفل على الآنية الزجاجية التي تريد واكبس مرة واحدة.
القائمة ستختفي والآنية المطلوبة ستظهر على مصطبة العمل .

الحصول على لهب بنزن :

في العارضة النشطة الموجودة في يسار مصطبة العمل ، اكبس على زر الحصول على الأدوات
وقائمة بالأدوات ستظهر لك



اختر لهب بنزن من القائمة.. وسيظهر لهب بنزن على مصطبة العمل

ست وفاء
يتبع ..

[معلمة متطورة]

الحصول على محلول :-

1) في نافذة مكتشف المخزن ، اكبس على خزانة محاليل IrYdium التي منها ستحصل على المحلول
قائمة من الخزائن تحتوي على المحاليل ستظهر ، اكبس مرتين على الخوانة المحتوية على المحلول الذي ترغب بالحصول عليه.



2) اكبس مرتين على المحلول المراد ليظهر لك على مصطبة العمل
دورق مخروطي يحتوي على 100 مل سيظهر على مصطبة العمل وعليه رقعة مكتوب فيها اسم المحلول



اختيار طريقة النقل :-

ملاحظة: يجب أن تستخدم طريقة النقل الواقعي حتى تحاكي الاحتمالات الدقيقة في المختبر الحقيقي ، وتستخدم النقل الدقيق لضبط الحسابات .
1) في قائمة الأدوات، حرّك المؤشر للأسفل إلى عارضة النقل .. عندها ستظهر عارضة فرعية
2) اختر بعدها إما نقل واقعي أو نقل دقيق



ستختفي النافذة الفرعية وفي عارضة النقل في اسفل مصطبة العمل ستظهر طريقة النقل المختارة
النقل الدقيق تظهر حقل النقل حيث بامكانك أن تكتب رقم ذو معنى



والنقل الواقعي زر الذي يصب فقط عندما يتم الكبس عليه



ملاحظة: يكون سكب المحلول اسرع من الآنية الزجاجية الأكبر. وعارضة النقل الواقعي صممت لتوضح كم سرعة حدوث النقل . فقط 0,02 مل تنتقل عندما عارضة السحاحة تبقي في مدى النقط وتظهر مسجلة عند استخدام السحاحة أو القطارة

يتبع ..

[معلمة متطورة]

سكب المحلول :-

ملاحظة:- تستخدم هذه الطريقة لنقل المحاليل باستخدام الدوارق المخروطية والكؤوس والسحاحة.

1) اكبس على الدورق المخروطي الذي تريد أن تكبس منه ( المصدر) ستلاحظ بأن اسمه يزداد إضاءة
2) مرر المحلول المصدر إلى قمة الدورق الذي تريد أن تصب فيه ( المستقبل ) حتى تتوافق الآنيات الزجاجية.
سيصبح المصدر مائل على المستقبل واسم المستقبل سيصبح أكثر إنارة .





النقل الواقعي:-

3) في عارضة النقل أسفل مصطبة العمل, اكبس وظل ضاغط على زر ( السكب ) كما تريد لصب المحلول من المصدر إلى الدورق المستقبل .
وأيضا طالما أن ضاغط على الزر فإن فإن كمية المحلول المسكوبة تظهر في العارضة التي على يسار زر (السكب) . وهذا العداد يعيد نفسه في كل مرة تضغط على زر ( السكب ). ويمكن الرجوع إلى نافذة المعلومات عن المحاليل لتحديد مجموع الكمية من المحلول في الدورق المصدر. كل التغييرات في التراكيز أو pH
ستستحدث بعد إزالة الضغط عن زر ال( السكب ) .



النقل الدقيق :

أعد الخطوات 1 ، 2 كما في النقل الواقعي , ولكن بدل الاستمرار في الضغط على زر السكب ، اكتب الحجم الذي تريد واضغط على زر السكب مرة واحدة

3) في حقل النقل في اسفل مصطبة النقل اكتب الكمية ( مل ) التي تريد أن تسكبها في الدورق المستقبل ثم اضغط زر enter
في نافذة المعلومات عن المحاليل ، حجم المحلول في الدورق المستقل سيزداد ليعكس حجم المحلول الجديد. وإذا كبست مرة واحدة على الدورق المصدر ، سترى انخفاض مكافئ في حجم المحلول للدورق المصدر. كل التغييرات في التراكيز أو pH ستستحدث بعد الكبس على زر ال( السكب ) .



النقل بالقطارة :-

النقل الواقعي
1) اكبس وحرك الدورق الذي تريد أن تسكب منه حتى تتراكب الآنيتين.
وستظهر التفاصيل في الصور التالية





2) وفي عارضة النقل التي تقع في أسفل مصطبة العمل ، اكبس زر السحب لتسحب كمية المحلول المطلوب من الدورق المصدر إلى القطارة المستقبل.
وفي نافذة المعلومات عن المحاليل ، فإن حجم المحلول الذي في القطارة سيزداد وسيعكس مقدار الحجم الجديد. وإذا كبست كبسة واحدة على الدورق المصدر ستلاحظ الانخفاض المكافئ في حجم المحلول في الدورق المصدر. وكل التغيرات التي تحدث في التراكيز والـpH ستستحدث بعد إزالة الضغط على زر السحب



3) كبسة واحدة وتحريك القطارة لقمة الدورق الذي تريد أن تضع فيه القطرات من المحلول ( الدورق المستقبل )
التفاصيل ستظهر بالصور





4) في حقل النقل الذي يوجد في أسفل مصطبة العمل، اكبس على زر سكب للكمية من المحلول التي تريدها أن تنتقل من القطارة إلى الدورق المستقبل
وفي نافذة المعلومات عن المحاليل ، فإن حجم المحلول الذي في القطارسيقل وسيعكس مقدار الحجم الجديد. وإذا كبست كبسة واحدة على الدورق المستقبل , فإنك ستلاحظ الزيادة المكافئة في حجم المحلول في الدورق المستقبل . وكل التغيرات التي تحدث في التراكيز والـpH ستستحدث بعد إزالة الضغط على زر السكب.



النقل الدقيق:-

اتبع الخطوات من 1 إلى 3 كما في النقل الواقعي ، ولكن بدلا من أن تظل ضاغط على زر السحب أو السكب ، اتبع الخطوات التي بالأسفل ..
2) في عارضة النقل التي في أسفل مصطبة العمل، اكتب كمية المحلول من المصدر ( مل ) التي تريد سحبها بالقطارة ثم اكبس enter



4) في عارضة النقل التي في أسفل مصطبة العمل، اكتب الحجم الذي تريد نقله من القطارة إلى الدورق المستقبل ثم اكبس enter



ملاحظة: تفاصيل العرض في كل من القطارة والسحاحة ستظهر بشكل تلقائي أثناء النقل وفي أي لحظة ، تكبس كبسة يمين على الإناء الزجاجي وتختار تفاصيل العرض من النافذة التي ستظهر.

يتبع ..

[معلمة متطورة]

الحصول على معلومات المحلول :-

1) اكبس على المحلول الذي تريد أن تعرف معلوماته.
الدورق سيصبح مضئ. ومعلومات المحلول ستظهر على اللوحة التي في يمين مصطبة العمل وسيظهر الاسم والحجم والتركيز والحرارة والـ pH للمحلول المختار.
ويمكن لمدّربك أن يعطل بعض هذه المعلومات التي في اللوحة في بعض الأبحاث.

2) في لوحة معلومات المحلول في يمين مصطبة العمل، اكبس على الدائرة لتحدد حالة المواد ( محلول ، صلب ، غاز ) التي ترغب في عرضه.
عارض التركيز يقع في أسفل الدوائر، ويظهر كمية كل عنصر في المحجلول.
ملاحظة: في الوقت الحاضر ، فالمختبر الافتراضي لا يحاكي الغازات.



إزالة الأدوات :

1) اكبس على الأداة التي ترغب بإزالتها
اسم الآنية أو الأداة سيصبح مضئ
2) اكبس زر delate or backspace
والاداة عندئذ ستختفي
أو بإمكانك كبسة يمين على الأداة وتختار إزالة من النافذة التي ستظهر



التسخين بلهب بنزن:-

1) اكبس وحرّك المحلول الذي ترغب بتسخينه إلى قمة لهب بنزن حتى تتراكب الآنية مع الموقد
وسيتمركز الدورق فوق شعلة الموقد والحرارة ستبدأ بالارتفاعل في يمين مصطبة العمل.



2) ولتحديد قوة الشعلة ، اكبس على السهم للأعلى أو للأسفل. والكبسة للأعلى ستزيد قوة الشعلة بينما الكبسة للأسفل ستقلل من قوة الشعلة.
ولإزالة الحرارة اكبس واستمر بالضغط على سهم الأفل حتى تختفي الشعلة



تعيير الخصائص الحرارية:-

ملاحظة: تعيير الخصائص الحرارية للتبريد أن لتثبيت درجة الحرارة
1) كبسة يمين على المحلول حتى تستطيع تعيير الخصائص الحرارية.
اسم الدورق سيضئ ونافذة ستظهر.

2) حرّك المؤشر لخيار الخصائص الحرارية ثم كبسة واحدة
نافذة حوارية ستظهر.

3) اكتب درجة الحرارة الجديدة التي تريدها لمحلولك ثم اكبس ok
ستختفي النافذة وترمومتر سيظهر في مصطبة العمل بدرجة الحرارة الجديدة. ويمكن تبريد المحلول أيضا أو تسخينه اعتمادا على الحرارة في بيئته.
اختار العزل مما حوله (Insulated ) في نافذة الخصائص الحرارية للمحلول حتى يحتفظ ( تثبت ) بحرارته
ملاحظة: أعلى حرارة للمحاليل السائلة هي 99 ْ س حتى الوقت الحالي ، ولا يحاكي المختبر الافتراضي الغليان



تدريب 1 :
تأكد من أنك تعرفت على مكونات البرنامج .. وكيفية التعامل معه
وإلى لقاء يوم الخميس للتعرف على أهم المواضيع الكيميائية التي يتناولها البرنامج .. واجراء واجب تدريبي عليه ..
لنقوم في كل أسبوع .. حل واجبات الموضوع الذي سنتفق عليه
فإلى لقاء

تحياتي
ست وفاء

[retchared]

والله مجهووووووووووووووووووووود جبااااااااااااااااااااااااااااااااااااااار

لساني عاجز عن الكلام

انا انتظر يوم الخميس بفارغ الصبر

لكي شكري ياست وفاء
تقبلي تحياتي
احمد

[retchared]

ابله وفاء

اشتغلت على البرنامج


ودخلت على الواجبات التي بداخل البرنامج

واكييييييييييييييييد زيما دربتيني

وانا انتظر الواجب اللي بتعطينا هوه...................

[ام ذر]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته .
شكل البرنامج رائع ع الاخر ...إن شاء الله احمل البرنامج وابدا التطبيق على بركة الله .
بارك الله فيك ست وفاء

[ام ذر]

لدي مشكلة .
بعد تنزيل البرنامج وفك الضغط ظهرت الكثير من الملفات وبعض الايقونات لكن عند الضغط عليها لاتفتح
ولم تضهر ايقونة البرنامج على سطح المكتب ؟؟؟؟

[معلمة متطورة]

أهلا يا استاذ أحمد
لا تستعجل على رزقك ..
هسه تعّرف على المكونات وكيفية جلب الأدوات والمواد الكيميائية من الخزائن إلي مصطبة العمل
وكيف يعمل نقل السوائل من إناء إلى آخر .. كما هو موضح في هذا الدرس

وكل خميس .. سأعطي الخلفية العلمية للتجارب التي يجب أن نتدرب عليها
علما بأنني ما زلت أتعلّم معكم .. فإن كانت لديكم أية أفكار جديدة
أرجوكم نشرها حتى أستفيد منكم .. ونستفيد جميعا

كما وأن هناك فكرة ثانية .. أن يكون الدور الثاني على الاستاذ أحمد .. في اختيار البرنامج الذي يحب لتدريبنا عليه .. ويشرحه لنا .. ما رأيكم ؟
وسيسعدنا أي متبرع ليدربنا على أي برنامج تعليمي .. إذا أعجبته الفكرة

أم ذر .. أرجو أن تكوني في أحسن حال ..
هذا البرنامج لا يحتاج للتحميل
إنما بعد فك الضغط افتحي الملف لتظهر لك - كما قلت - العديد من الأيقونات ..
اختاري الملف الذي يظهر في الصورة
وتعرفي على خصائصه .. لتكوني معي بالواجبات التي سأعمل على ترجمتها أول بأول .. كل يوم خميس


وشكرا لتجاوبكم .. .. لكن لم يسجل إلا أنتما
فهل هناك من يريد التفاعل معنا ..
سيسعدنا ذلك .. فالعمل في مجموعة أحلى ويزيد من فرصة توليد أفكار مبتكرة وابداعية
تحياتي للجميع

ست وفاء

[ام ذر]

الكاتب : معلمة متطورة

أم ذر .. أرجو أن تكوني في أحسن حال ..
هذا البرنامج لا يحتاج للتحميل
إنما بعد فك الضغط افتحي الملف لتظهر لك - كما قلت - العديد من الأيقونات ..
اختاري الملف الذي يظهر في الصورة
وتعرفي على خصائصه .. لتكوني معي بالواجبات التي سأعمل على ترجمتها أول بأول .. كل يوم خميس

ايست من المحاولة مع البرنامج نزلته 3 مرات ونفس المشكلة عند فتحه تظهر لي هذة الصورة



وعند الضغط على الايقونة (التي حددتها بدائرة حمراء) لاتفتح

[معلمة متطورة]

هذا محزن حقا ..
في هذا الموقع يفتح البرنامج على الهواء
http://ir.chem.cmu.edu/vlab/vlab.php
لكنه معي أخذ وقت طويل في تنزيل الجافا .. فما باله عندك ..

والاكيد من أن حاسوبك لا يوجد به الجافا المناسبة للبرنامج

كما ويمكنك المحاولة في هذه الصفحة
http://www.chemcollective.org/applets/vlab.php

طمنيننا إذا ما اصلح الأمر معك
تحياتي

[ام ذر]

السلام عليكم ست وفاء اطمنك نزلت برنامج الجافا وفتحة الايقونة واستطعت روئية واجهة برنامج سوف اطالع الدرس جيداً واعود للتفاعل معك

[معلمة متطورة]

حلو .. فالدورة مش حلوه بدونك
الآن .. احسمي أمر المسألة في
الدرس الثاني: التدريب على تجربة المعايرة في برنامج vlab



ست وفاء