اسلوب الأستقصاء في تدريس العلوم

المقدمة :


يهدف استخدام الاستقصاء في تدريس العلوم إلى قيام الطلبة بتنفيذ مجموعة من الأنشطة العملية التجريبية لتنمية مهاراتهم العملية والعلمية .

وقد جاء هذا الدليل تلبية للمسوغات الآتية :

01 مساعدة المعلمين في استخدام أساليب تتلاءم وطبيعة المواد العلمية .
02 مساعدة المعلمين والطلاب في فهم أهداف الاستقصاء وطريقة إجرائه .
03 تشجيع الطلبة على استخدام المهارات العملية .


وبشكل محدد سيتمكن الطلبة من إتقان مهارات التخطيط ، والتقويم ، وتنفيذ ما تم التخطيط له ، وتفسير النتائج التي تم التوصل إليها .









ما المقصود بالاستقصاء ؟

الاستقصاء : أحد أنماط الأنشطة المستخدمة في التدريس والتقويم ، ومن خلاله يجري الطالب اختبارا لفرضية وضعت كحل لمشكلة ، أو إجابة عن سؤال .
ويشتمل الاستقصاء مجموعة من العمليات العقلية ، والمهارات العملية اليدوية كما هو موضح بالشكل الآتي :


وضع الفرضيات التخطيط التنبؤ التقويم




المناقشة الاستقصاء الحوار والتفسير




الاتصال التعاون الإجراء العملي اميالاستنتاج القياس
للتجربة



والفكرة الأساسية في الاستقصاء ، هي تغيير عامل ، وقياس أثر هذا التغير على عامل آخر .














عناصر الاستقصاء :

يشتمل الاستقصاء على المهارات الآتية :
01 التخطيط Planning
02 التنبؤ ( صياغة الفرضية )
Making Predictions / hypothysis
03 إجراء التجربة وجمع الأدلة
Making Experiment and Collecting Evidences
04 التوصل إلى النتائج وكتابة التقارير
Recording and Reporting
05 التفسير والتقييم
Interpreting and Evaluating


يساعد الاستقصاء على تطوير مهارات :
التنبؤ ، والاتصال ، والمهارات الحسابية لدى المتعلمين .












مراحل تنفيد الاستقصاء في الغرفة الصفية :


- عصف ذهني
- اختيار متغيرات
- التنبؤ / صياغة الفرضيات


ما التصميم الصادق للتجربة ؟


- تصميم التجربة
- قائمة الشطب
02 ( استخدام المعلم )
- تنفيذ التجربة



- تصميم جدول النتائج
03 - تمثيل النتائج بيانيا
( إن كان ذلك مناسبا )




- تفسير النتائج
04 - هل تصميم التجربة عادل ؟ إن لم يكن كذلك ؛ كيف يمكن تحسين التجربة ؟
- إن كان التصميم عادلا ، فما استنتاجاتك؟




مخطط كامل للاستقصاء


































مثال استقصائي :

تأثير عدد طبقات القماش المغلفة للوعاء على فقدانه للحرارة .



قدرة الطالب على قراءة ميزان الحرارة .

التخطيط :
تحديد المتغيرات

ما العامل المراد تغييره ؟



ما العامل المراد قياسه ؟


التنبؤ / صياغة الفرضية

أتوقع أن تكون درجة الحرارة بعد (20) دقيقة أعلى عند زيادة عدد طبقات القماش المغلفة للوعاء .

خطوات التجربة :

- اختيار (3) أوعية متشابهة ، يحتوي كل منها على 200 مل من ماء درجة حرارته (570 س )
- وضع ميزان حرارة في كل وعاء ، ثم تغليفه بقماش حسب الأشكال المبينة أدناه .



النتائج :

صمم جدولا للنتائج التي توصلت إليها

عدد الطبقات درجة الحرارة (5س ) بعد 20 دقيقة
0 30
1 45
2 60



مثل النتائج بيانيا :





التفسير والتقييم :

- إيجاد النمطية ( الاتجاه ) التي تشير إليها النتائج
- يزداد احتفاظ الماء بالحرارة كلما زاد عدد طبقات القماش المغلفة للوعاء .

الاستنتاج :

كلما زاد عدد الطبقات العازلة ، قلت كمية الحرارة المفقودة .
الاستقصاء أسلوب تدريس :

من الضروري أن ينفذ الطلبة مهارات الاستقصاء جميعها ، ولكن ليس من الضروري أن يقوم المعلم بتدريس تلك المهارات ، إذ يمكن أن يتوصل إليها الطالب من خلال تنفيذه للنشاط العملي .

يرغب بعض المعلمين في استخدام التقرير الذي يكتبه الطالب كوسيلة لتقويم الطالب في مهارات الاستقصاء ، وكتابة التقارير . لذلك يتضمن هذا المرشد نموذجا لتقويم الاستقصاء ينصح باستخدامه .

من المهم أن تكون الاستنتاجات التي توصل إليها الطالب مبنية على النتائج المتمخضة عن الاستقصاء ، وليس بناء على التنبؤ ( الفرضية ) ؛ لأن النتائج قد لا تتفق مع التنبؤ ( الفرضية ) .













أسلوب مقترح لتدريس الاستقصاء .

أحد الأساليب المستخدمة في تدريس الاستقصاء هو تجزئة الاستقصاء إلى مجموعة من المهمات المركبة ، التي تتيح للطالب إجراء الاستقصاء عبر سلسلة من الخطوات المنطقية المتسلسلة .

01 التخطيط :
( الخطوة الأولى ) :العصف الذهني : يقوم المعلم بوضع ملصق ( بوستر ) على اللوح ، كما يقوم بتوزيع أوراق عمل على قادة المجموعات ، وبعدها يقود المعلم المناقشة حول الاستقصاء .


على سبيل المثال ، يمكن إجراء استقصاء
حول العوامل المؤثرة في إنبات البذور .




حيث يذكر المعلم طلبته بمعنى الإنبات ، ثم
ينتقل إلى مناقشة العوامل التي قد تؤثر في إنبات البذور ، ويسجلها .


















( الخطوة الثانية ) : اختيار المتغيرات :

يطلب المعلم إلى كل مجموعة من الطلبة اختيار متغير مستقل واحد لدراسته ، ومتغير تابع
لقياسه .
يجب إبقاء جميع المتغيرات ( العوامل ) الأخرى ثابتة ، لضمان عدالــــة التجربــة (Fair test )

























عدالة تصميم التجربة ( Fair testing )

عندما يتأكد الطالب أن التغير في المتغير التابع ناتج فقط عن متغير مستقل واحد فقط ، وأن بقية العوامل قد تم إبقاؤها ثابتة ( محيدة ) فإن الطالب قد حقق عدالة تصميم التجربة التي قام بها .
* يجب تعليم الطلبة كيفية التأكد من عدالة التجربة .
* إن التأكد من أن تصميم التجربة عادل أسهل من التخطيط لتجربة عادلة .
* إن تنفيذ المعلم لتجربة غير عادلة بشكل واضح أمام طلبته ، ومناقشتهم ؛ لتحديد آلية تحقيق عدالة التجربة ، يسهل تعليم عدالة تصميم التجربة .



( الخطوة الثالثة ) : طرح الأسئلة :

في هذه الخطوة يطلب إلى الطلبة
اختيار متغير واحد لاستقصائه .
• يجب على الطلبة اختيار متغير واحد
يمكن تغييره ، ومتغير واحد يمكن قياسه .
* المتغير الذي يمكن تغييره هو المتغير المستقل .
* المتغير الذي يمكن قياسه هو المتغير التابع .


( الخطوة الرابعة تخطيط التجربة :

في هذه المرحلة يبدأ الطلبة تحديد خطوات التجربة ، ويجب التأكد بأن متغيرا واحدا يمكن تغييره ، وأن بقية المتغيرات المستقلة قد تم ضبطها ( وهذا يؤكد صدق التجربة ) . فعلى سبيل المثال إذا تم تغيير درجة الحرارة ، والرطوبة ، فمن الصعب التأكد بأن التغير ناتج عن أي منهما ، هل هو من درجة الحرارة أم من الرطوبة أم من التفاعل الناتج عن أثريهما معا ؟












(الخطوة الخامسة ) : إجراء التجربة :


* يجب على المعلم أن يتأكد بأن الإجراءات التي سيتبعها الطالب في إجراء التجربة آمنة . ومن المفيد هنا أن يلجأ المعلم إلى استخدام قائمة الشطب .
* يحصل الطلبة على النتائج من خلال إجرائهم للتجربة ، وملاحظة التغير الذي يطرأ على المتغير التابع بعد التأكد من ضبط بقية المتغيرات المستقلة .


(الخطوة السادسة ) : تسجيل وعرض النتائج :

ينصح الطلبة بأن ينظموا نتائجهم في جدول ، يشتمل على المتغير المستقل، والمتغير التابع .
إن تنظيم النتائج في جدول يساعدهم في تحويلها إلى رسوم بيانية .



















(الخطوة السابعة ) : الرسوم البيانية :

تعتبر الرسوم البيانية من الأدوات الجيدة ، لإظهار النتائج ، فهي تبين أثر ما تم تغييـــره ( المتغير المستقل ) على ما تم قياسه ( المتغير التابع ) . وهذا يعطي صورة واضحة عن النتائج التي تم التوصل إليها ، ويحدد الاتجاه ( النمطية ) الذي تم التوصل إليه .


يعتمد نوع الرسم البياني على طبيعة المتغير المستقل ، والمتغير التابع .































الجدول الآتي يبين اختلاف الرسوم البيانية باختلاف المتغيرات موضع الاستقصاء


ما الرسم البياني المناسب لعرض النتائج ؟
المتغير المستقل المتغير التابع الجدول الرسم البياني

كلمات
مثل ( نوع المادة )
كلمات
( توصيل الكهرباء) نوع المادة ايصال الكهرباء


بـــدون
نحاس موصل جيد
المنيوم متوسط
خشب غير موصل
كلمات
مثل مادة أرقام
( درجة الغليان )
(5 س ) المادة الغليان
الماء 100
كحول إيثيلي 78
إيثر 34
أرقام
بعد الجسم عن مرآة مقعرة بعدها البؤري (10سم ) كلمات
طبيعة الخيال المتكون للجسم بعد الجسم طبيعة الجسم

بــدون
5 سم وهمي معتدل مصغر
10 سم لا تتكون صورة
15 سم مكبر ، حقيقي
مقلوب
أرقام
الكتلة ( كغم ) أرقام
الوزن ( نيوتن ) الكتلة ( كغم ) الوزن ( نيوتن )
1 10
2 20
3 30




( الخطوة الثامنة): تحديد اتجاه نمطية النتائج ( Pattern )

يتم تحديد الاتجاه ( النمطية ) التي تشير إليها النتائج من خلال التفحص الدقيق للرسم البياني لنتائج الاستقصاء .


على سبيل المثال ، تشير النتائج
في الرسم البياني المجاور إلى
زيادة عدد البذورالنابتة بزيادة
درجة الحرارة .








(الخطوة التاسعة) : التفسير والتقييم :

في هذه المرحلة على الطلبة تفسير النتائج التي توصلوا إليها ، وعليهم كذلك أن يقترحوا أية تحسينات ، أو تعديلات على الاستقصاء ، الذي قاموا به ؛ لتقييم صدق النتائج التي توصلوا إليها .



( الخطوة العاشرة ) : الاستنتاج :

إذا تم التأكد بأن الاستقصاء أجري بشكل دقيق ، وصادق ، وأن المتغيرات المستقلة تم ضبطها ما عدا المتغير المستقل موضع الاستقصاء ، فعلى الطالب أن يتوصل إلى الاستنتاج المناسب ، وبعكس ذلك ، لا يمكن التوصل إلى أي استنتاج .

استنتاج استقصاء إنبات البذور :
عدد بذور النبات النابتة يتأثر بدرجة الحرارة . فعند زيادة درجة الحرارة ، يزداد عدد البذور النابتة .

* يجب أن ينبه المعلم الطلبة إلى أن هذا الاستنتاج صادق في ظل ظروف هذه التجربة ، ولا يمكن تعميمه على أنواع أخرى من البذور أو لدرجات حرارة أعلى.

( الخطوة الحادية عشرة كتابة التقرير :

في النهاية على الطالب أن يكتب تقريرا حول الاستقصاء ، الذي أجراه باستخدام نموذج التقرير المقترح ، بحيث يشتمل على الخطوات جميعها ، والنتائج التي تم التوصل إليها . ومن خلال التقرير يتم تحديد الصعوبات أو الأخطاء التي وقع بها الطالب .
















المشاغل التدريبية















مشغل تدريبي رقم (1)
مسوغات الاستقصاء في العلوم


أهداف المشغل :

الموضوع الأصلى من هنا: http://www.multka.net/vb/showthread.php?t=9043
01 زيادة وعي المتدربين بأهميه فهم ، واستيعاب الطلبة للعلوم0
02 تكوين اتجاهات إيجابيه نحو العلوم باستخدام الأنشطه الاستقصائيه0

الأهداف الخاصة :
يتوقع من المتدربين بعد الانتهاء من المشغل التدريبي أن يكونوا قادرين على :
أ0 تقييم أسلوب تدريسهم الحالي0
ب0 إدراك أهمية استخدام الاستقصاء كأسلوب للتدريس 0




نشاط رقم (1)




الأسلوب المستخدم حالياً في تدريس العلوم

على المدرب أن يقود نقاشاً حول الأسلوب الذي اعتاد المعلم استخدامه في التدريــــس ، حيث يطلب إلى المعلم كتابة وصف قصير حول ذلك بحيث يتم التركيز على الأمور الآتية :
* التخطيط للتدريس 0
* تنظيم الغرفة الصفية 0
* تنظيم الطلبة داخل الغرفة الصفية 0
* ما المتوقع من الطلاب القيام به في أثناء الحصة الصفية ؟
* كيفية التعامل مع المهارات والقدرات المختلفة .
* كيفية التأكد من إتقان الطلبة وفهمهم لما تعلموه .
* أية أشياء أخرى لها علاقة بالموضوع 0
بعد ذلك يتم طرح التساؤلات الآتية :

- ما الفوائد المترتبة على كل خطوة ؟
- هل تعتقد بأنه يمكن إجراء ذلك بطريقة مختلفة ؟



نشاط رقم ( 2 )


ما مسوغات استخدام الاستقصاء في تدريس العلوم ؟

يقسم المتدربون إلى مجموعات ، ويطلب إلى كل مجموعة الإجابة على التســاؤل الآتــي :

لماذا يجب إعطاء الطلبة فرصة لإجراء الاستقصاء ؟

















مشغل تدريبي رقم (2)
خطوات الاستقصاء

أهداف المشغل :
يتوقع من المتدربين بعد حضور هذا المشغل أن يكونوا قادرين على :
- تحديد عناصر الاستقصاء .
- تنفيذ استقصاء حول نمو النبات .


المقدمة :
يتضمن الاستقصاء كطريقة تدريس ، وتقويم ، عددا من الخطوات المتسلسلة والمتتابعة ، التي تهدف إلى حل المشكلة .


توجد هذه الخطوات في الجزء النظري من المادة التدريبية ص ( 6 )



نشاط رقم (1)


يهدف هذا النشاط إلى تحديد العوامل المؤثرة في نمو النبات :

( الخطوة الأولى ) : تحديد السؤال العلمي موضع الاستقصاء .
اختر أحد الأسئلة العلمية : ( أو اكتب السؤال العلمي الذي تراه مناسباً ) .
- ما العوامل المؤثرة على نمو النبات ؟
- هل يؤثر الضوء في نمو النبات ؟
- إذا زرعت بذور نبات ، ووضعت في خزانة مظلمة ، وزرعت الكمية نفسها من البذور ، ووضعت في مكان مضيء ، فأي من المجموعتين يكون أكثر اخضراراً بعد مرور أسبوع ؟ ( مع مراعاة ضبط بقية العوامل ) .


ملاحظة : اختيار أحد الأسئلة السابقة يحدد باقي خطوات النشاط
(الخطوة الثانية ) : ما العوامل التي يمكن استقصاؤها ؟

اختر من القائمة الآتية العوامل المحتملة التي تؤثر في نمو النبات .
- درجة الحرارة .
- سرعة الرياح .
- كمية الماء .
- كمية الضوء .
- نوع التربة .
- كمية التربة .
- شكل الوعاء .


( الخطوة الثالثة ) : ما العامل المراد استقصاؤه ؟

لنفترض : أننا سنستقصي أثر الضوء على نمو النبات .


( الخطوة الرابعة ) : ماذا تتوقع أن تكون نتيجة الاستقصاء ؟

اعتماداً على السؤال العلمي الذي تم اختياره ، اختر أحد التنبؤات الآتية
( أو اكتب التنبؤ الذي تراه مناسباً ) .
- يزداد نمو النبات بوجود الضوء .
- أتوقع بأن تكون البادرات الموضوعة في الضوء أكثر اخضراراً .

(الخطوة الخامسة ) : تحديد العوامل ( المتغيرات )

العامل المستقل : ( العامل الذي سنقوم بتغييره )
اكتبه داخل المستطيل





العامل التابع : ( العامل الذي يتأثر بالعامل المستقل ، والذي نريد قياسه )
هل العامل التابع المكتوب داخل المستطيل ملائم ؟ ( يمكن تغييره إذا لم يكن مناسباً ) .








العوامل المضبوطة :
اكتب العوامل التي يجب إبقاؤها ثابتة لضمان عدالة الاستقصاء ( عدالة الاختبار ) .










(الخطوة السادسة) : خطوات تنفيذ الاستقصاء لإيجاد أثر العامل المستقل على العامل التابع

اختر الخطوات المناسبة من القائمة الآتية ( أو اكتب الخطوات التي تراها مناسبة )
- اختر وعائين وضع في كل منهما عدداً متساويا من البادرات التي يبلغ طول كل منها 2سم .
- ضع كمية متساوية من نوع التربة نفسه في كل من الوعائين .
- أضف (20 ) مل من الماء لكل مجموعة يومياً .
- ضع أحد الوعائين في مكان مظلم ، والآخر في مكان مضيء.
- ضع أحد الوعائين في درجة حرارة الغرفة ، والآخر بالقرب من مدفأة كهربائية .
- ضع بذور عدس في أحد الوعائين ، وبذور فول في الوعاء الآخر .
- اترك الوعائين لمدة أسبوع .



( الخطوة السابعة ) : المواد والأدوات اللازمة :

بعد تحديد خطوات تنفيذ الاستقصاء . يتم تحديد المواد والأدوات اللازمة .

اختر الأدوات والمواد المناسبة مما يأتي . ( يمكن إضافة مواد أخرى إذا لزمت ) .

- وعاء بلاستيكي عدد (2) لزراعة النبات .
- (60 ) غم تربة .
- كأس زجاجي .
- 280 مل ماء .
- 4 بادرات عدس طول كل منها 2سم .
- 4 بادرات فول طول كل منها 2سم .
- ميزان حرارة .
- مدفأة كهربائية للتسخين .

( الخطوة الثامنة ) : إجراءات الأمن والسلامة :

هل هناك إجراءات أمن وسلامة ضرورية يجب مراعاتها ؟ اكتب في المستطيل الإجراءات التي تراها مناسبة .








( الخطوة التاسعة ) : النتائج ، والمشاهدات ( الملاحظات ) 0
اكتب في المستطيل النتائج الملائمة للاستقصاء .






( الخطوة العاشرة ) : الطريقة الأنسب لعرض النتائج :

يمكن عرض النتائج على شكل : جداول ، أو رسومات بيانية ، أو أشكال أو نصوص كتابية . ( يفضل استخدام الأعمده البيانيه والمنحنيات والجداول ) 0
اكتب النتائج في المستطيل أدناه بالطريقة المناسبة :










( الخطوة الحادية عشرة ) : تفسير النتائج :

اختر من القائمة الآتية التفسير الذي يلائم المتغيرات التي تم اختيارها ، أو اكتب التفسير الذي تراه مناسباً 0
* الضوء عامل مهم لنمو النبات ؛ لأن الضوء يساعد في حدوث عملية البناء الضوئي اللازمة لصنع غذاء النبات 0
* زيادة درجة الحرارة يساعد في زيادة نمو البذور ؛ لأن الحرارة تعمل على زيادة سرعة التفاعلات الحيوية التي تحدث في خلايا النبات 0
* التربة الطينية أفضل من التربة الرملية لنمو النبات ؛ لأنها غنية بالمواد العضوية اللازمة لنمو النبات التي يمتصها النبات بواسطة الشعيرات الجذرية 0
* الماء ضروري لنمو النبات وقيامه بالعمليات الحيوية ، حيث تعمل النباتات على امتصاص الماء بواسطة الشعيرات الجذرية 0
* يختلف نمو بذور الفول عن بذور العدس حين وضعت في الظروف نفسها ، وبشكل عام يختلف نمو النبات باختلاف نوعه 0






( الخطوة الثانية عشرة ) : الاستنتاج :

اختر من القائمه الآتيه الاستنتاج المناسب ، أو اكتب الاستنتاج الذي تراه مناسباً ، اعتماداً على المتغيرات التي تم اختيارها :
- يتأثر نمو النبات بـ :

* الضوء.
* الحرارة .
* نوع التربة .
* كمية مياه الري .
* نوع البذور .

وبناء على ذلك فإن تنبؤي : صحيح / خاطئ


( الخطوة الثالثة عشرة ) : التحسينات المقترحة

بعد القيام بتنفيذ الاستقصاء ، هل تعتقد بأن تصميم الاستقصاء كان مناسباً ؟
* هل الاستقصاء يوضح بالفعل أثر الضوء على نمو النبات ؟
* هل أعيدت التجرية عدة مرات للتأكد من صدق نتائجها ؟
* هل كان الوقت كافياً للحصول على النتائج ؟
* هل تم ضبط المتغيرات المستقلة الأخرى كافة ؟




الموضوع الأصلى من هنا: http://www.multka.net/vb/showthread.php?t=9043