---

١. ما العلم؟ وفروعه الرئيسة1. What Is Science? Its Main Branches

يتعلم العلماء والطلاب عن العالم من حولهم بطريقة منظّمة. العلم هو عملية دراسة العالم الطبيعي وفهمه من خلال جمع المعلومات بالملاحظة والتجريب. وأصل كلمة science اللاتيني هو scientia ويعني «المعرفة».Scientists and students learn about the world around them in an organized way. Science is the process of studying and understanding the natural world by gathering information through observation and experimentation. The Latin root of science is scientia, meaning "knowledge".

تتميز المعرفة العلمية بأنها قائمة على الأدلة، ويستطيع العلم الإجابة فقط عن الأسئلة التي يمكن اختبارها بالملاحظة والقياس.Scientific knowledge is based on evidence, and science can only answer questions that can be tested through observation and measurement.

---

٢. الطرائق العلمية: الخطوات والترتيب2. The Scientific Methods: Steps and Order

على الرغم من أن العلماء لا يتبعون دائمًا مجموعة ثابتة من الخطوات، فإن التحقيقات غالبًا ما تتبع نمطًا عامًا يُسمّى الطرائق العلمية: وهي سلسلة من الإجراءات يستخدمها العلماء لحل المشكلات والإجابة عن الأسئلة. يوضح الشكل 3 ست خطوات رئيسة، لكن قد يكرر العالم بعض الخطوات أو يغيّر ترتيبها.Although scientists do not always follow a fixed set of steps, investigations often follow a general pattern called the scientific methods: a series of procedures scientists use to solve problems and answer questions. Figure 3 shows six main steps, but a scientist may repeat some steps or change their order.

🧩 نشاط ٢: رتّب خطوات الطرائق العلميةActivity 2: Put the scientific method steps in order

---

٣. الفرضية والمتغيرات والثوابت3. Hypotheses, Variables and Constants

البحث وجمع المعلومات:Research and gathering information: قبل البدء في التحقيق يبحث العلماء عمّا هو معروف عن المشكلة، فيراجعون الملاحظات والتجارب السابقة.Before starting an investigation, scientists look at what is already known about the problem, reviewing earlier observations and experiments.

الفرضية:Hypothesis: إجابة محتملة لسؤال أو حل محتمل لمشكلة، تُبنى على ما يعرفه العالم وما لاحظه، ويجب أن تكون قابلة للاختبار.A possible answer to a question or a possible solution to a problem, based on what the scientist knows and has observed. It must be testable.

اختبار الفرضية:Testing the hypothesis: يمكن اختبار بعض الفرضيات بإجراء الملاحظات، وبعضها الآخر بإجراء تجربة؛ وهي اختبار منظم لاختبار تأثير شيء على آخر تحت ظروف مضبوطة. ففي الشكل 4 يُجري رائد فضاء تجربة على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) لدراسة تأثير الجاذبية الصغرى.Some hypotheses can be tested by making observations, and others by carrying out an experiment: a controlled test of how one thing affects another. In Figure 4, an astronaut performs an experiment aboard the International Space Station (ISS) to study the effect of microgravity.

📋 الجدول 1: أنواع المتغيراتTable 1: Types of variables

---

٤. تحليل البيانات وتجنب التحيز4. Analyzing Data and Avoiding Bias

تحليل البيانات:Data analysis: بعد الاختبار ينظّم العلماء البيانات في جداول ورسوم بيانية ويحللونها للبحث عن أنماط. ومن المصطلحات المستخدمة:After testing, scientists organize data into tables and graphs and analyze them to look for patterns. Common terms include:

استخلاص النتائج:Drawing conclusions: يقرر العالم إن كانت البيانات تدعم الفرضية أم لا. وإذا لم تدعمها فهذا لا يعني فشل التجربة؛ فالنتائج تبقى مفيدة، ويمكن تعديل الفرضية واختبارها من جديد.The scientist decides whether the data support the hypothesis. If they do not, the experiment has not necessarily failed: the results remain useful, and the hypothesis can be revised and tested again.

---

٥. العلم يتطور مع الأدلة الجديدة5. Science Evolves with New Evidence

المعرفة العلمية ليست ثابتة؛ فعندما يكتشف العلماء أدلة جديدة يعدّلون أفكارهم السابقة أو يستبدلون بها أفكارًا أفضل. ومن أوضح الأمثلة تطوّر نموذج الذرة عبر الزمن (الشكل 2).Scientific knowledge is not fixed: when scientists discover new evidence, they revise earlier ideas or replace them with better ones. One of the clearest examples is how the model of the atom has changed over time (Figure 2).

---

٦. النماذج العلمية6. Scientific Models

النموذجA model تمثيل لشيء ما يكون صغيرًا جدًا أو كبيرًا جدًا، أو بطيئًا جدًا أو سريعًا جدًا، أو خطيرًا أو مكلفًا أو صعبًا بحيث لا يمكن ملاحظته أو دراسته مباشرة. وتساعد النماذج العلماء على فهم الأشياء والتنبؤ بسلوكها.is a representation of something that is too small, too large, too slow, too fast, too dangerous, too expensive or too difficult to observe or study directly. Models help scientists understand things and predict how they behave.

---

٧. النظريات والقوانين وحدود العلم7. Theories, Laws and the Limits of Science

🚧 حدود العلمThe limits of science

يستطيع العلم أن يساعدنا على شرح الكثير من الأمور، لكنه لا يستطيع الإجابة عن كل سؤال؛ فهو يقتصر على الأسئلة التي يمكن اختبارها بالملاحظة والقياس. أما الأسئلة المتعلقة بالآراء والقيم والمعتقدات والمشاعر فلا يمكن للعلم الإجابة عنها.Science can explain many things, but it cannot answer every question: it is limited to questions that can be tested through observation and measurement. Questions about opinions, values, beliefs and feelings cannot be answered by science.

---

📖 مراجعة الدرس📖 Lesson Review

أجب عن كل سؤال في دفترك أولًا، ثم اضغط "عرض الحل" لتتحقق من إجابتك.Answer each question in your notebook first, then press "Show solution" to check your answer.

1عرّف الخطوات التي يمكنك استخدامها لإجراء تحقيق باستخدام الطرائق العلمية.Define the steps you can use to carry out an investigation using the scientific methods.

حدّد المشكلة، واجمع المعلومات، وضع فرضية، واختبرها، وحلّل البيانات، واستنتج الخلاصات.Identify the problem, gather information, form a hypothesis, test it, analyze the data, and draw conclusions.

2اشرح الفرق بين القانون العلمي والنظرية العلمية، ولماذا لا يمكن أن تتحول النظرية إلى قانون.Explain the difference between a scientific law and a scientific theory, and why a theory cannot become a law.

القانون يصف ما يحدث في ظل ظروف معينة، والنظرية تفسّر سبب حدوث الشيء بناءً على أدلة كثيرة. يمكن استخدام النظريات لشرح القوانين، لكن كلًا منهما نوع مختلف من المعرفة؛ لذلك لا تتحول النظرية إلى قانون.A law describes what happens under certain conditions, while a theory explains why something happens based on much evidence. Theories can be used to explain laws, but they are different kinds of knowledge, so a theory never becomes a law.

3حلّل: ما المتغير التابع في تجربة توضح كيف يقل حجم الغاز مع انخفاض درجة الحرارة؟Analyze: what is the dependent variable in an experiment showing that gas volume decreases as temperature falls?

المتغير التابع هو حجم الغاز؛ لأنه العامل الذي يُقاس ويتغير تبعًا لتغير درجة الحرارة. المتغير المستقل هو درجة الحرارة، والثوابت: كمية الغاز ونوعه والضغط.The dependent variable is the gas volume, because it is the factor measured and changed by the temperature. The independent variable is the temperature; the constants are the amount and type of gas and the pressure.

4الرياضيات في العلومMath in science قاس عالم معدل نبض متطوع: 55، 72، 67، 71، 75 نبضة في الدقائق الخمس. احسب الوسط الحسابي.A scientist measured a volunteer's pulse: 55, 72, 67, 71 and 75 beats in five minutes. Calculate the mean.

(55 + 72 + 67 + 71 + 75) ÷ 5 = 340 ÷ 5 = 68 نبضة(55 + 72 + 67 + 71 + 75) ÷ 5 = 340 ÷ 5 = 68 beats

5صمّم تجربة لتحديد ما إذا كان الماء الساخن يتجمد أسرع من الماء البارد.Design an experiment to determine whether hot water freezes faster than cold water.

• السؤال: هل يتجمد الماء الساخن أسرع من الماء البارد؟Question: does hot water freeze faster than cold water?
• الفرضية: إذا وُضع الماء البارد والساخن في المجمد نفسه، فإن الماء البارد سيتجمد أولًا (أو العكس؛ المهم أن تكون قابلة للاختبار).Hypothesis: if cold and hot water are placed in the same freezer, the cold water will freeze first (or the reverse; what matters is that it is testable).
• المتغير المستقل: درجة حرارة الماء الابتدائية.Independent variable: the starting temperature of the water.
• المتغير التابع: الزمن اللازم للتجمد.Dependent variable: the time needed to freeze.
• الثوابت: كمية الماء، وحجم الوعاء ونوعه، والمجمد ودرجة حرارته، ومكان الوعاءين داخله.Constants: amount of water, container size and type, the freezer and its temperature, and where the containers are placed.
• الخطوات: ضع كميتين متساويتين في وعاءين متماثلين، وسجّل حرارة كل منهما، وافحصهما كل 10 دقائق، وكرّر التجربة 3 مرات على الأقل واحسب المتوسط.Steps: put equal amounts in two identical containers, record each temperature, check them every 10 minutes, repeat at least 3 times and calculate the average.

6إذا لم تؤكد نتائج التجربة الفرضية، فهل يعني ذلك أن التجربة فاشلة؟ لماذا تُعدّ هذه النتائج مهمة؟If the results do not support the hypothesis, does that mean the experiment failed? Why are these results important?

لا، فالنتائج التي لا تدعم الفرضية تضيف معرفة جديدة؛ إذ تُخبر العالم بأن التفسير المقترح غير صحيح، فيستبعده ويوجّه بحثه نحو تفسير آخر. ويمكن للعالم تعديل الفرضية أو صياغة فرضية جديدة واختبارها من جديد.No. Results that do not support the hypothesis add new knowledge: they tell the scientist that the proposed explanation is not correct, so it is discarded and the research is directed toward another explanation. The scientist can revise the hypothesis or form a new one and test it again.