المفاهيم العلمية وعمليات العلم الأساسية - اعداد : ابتسام علي عبدالكريم - مستوى رابع

المفاهيم العلمية وعمليات العلم الأساسية

إن تبني اتجاه تدريس العلوم يركز على تنميه التفكير وتنميه اتجاهات الانفتاح الذهني في معالجه موضوعات العلوم سوف يبدو انه الأكثر ملائمة عند التدريس للأطفال الصغار ومن الهام كذلك بالنسبة لاستكشاف موضوعات العلوم أن تكون محقه بالنسبة للأطفال فهذا ما سوف يدعم تعلم طويل المدى للعلوم.
ومن هذا المنطلق فإننا سوف نناقش تدريس العلوم باعتباره عمليه سعي للمعرفة . أن العلوم باعتبارها نوعا من البحث أو السعي للمعرفة يمكن أن تتضمن القدرات التي يحتاجها الأطفال بفرض إتمام التحقق و المعرفة حول الموضوعات العلمية المختلفة والوصول للفهم الذي يجب أن يكون لديهم حول أساليب البحث العلمية ،أن البحث ما هو إلا خطوه ابعد من تعلم العمليات مثل الملاحظة والاستدلال والتنبؤ في البحث يكون مطلوباً توفر مهارات لممارسة عمليات معينه ولكن الدارسين يجب أيضاً أن يركبوا هذه المهارات مع المعرفة العلمية أثناء استخدامهم التفكير العلمي والتفكير الناقد لتنميه الفهم وطبقا لمعايير تدريس العلوم فإن اشتراك الدارسين في البحث يجب أن يخدم خمس وظائف أساسية:
1- فهو يساعد على نمو فهم المفاهيم العلمية .
2- يعاون الدارسين على " معرفه كيف نعرف" في مجال العلوم.
3- ينمي الفهم لطبيعة العلوم.
4- ينمي المهارات اللازمة لكي يصبح الفرد باحثا مستقلاً أثناء السعي لمعرفة العالم الطبيعي.
5- ينمي الوضعية لاستخدام المهارات والقدرات والعادات التي تربط العقل بميدان العلوم.
أن التدريس المرتكز على البحث عادة ما يتناقض مع الأساليب الموجهة المعتمدة على الشرح حيث تعكس النموذج البنائي من التعلم وعادة ما تتم الإشارة إليها باعتبارها نوعا من التعلم النشط.
فيصف التربويون النموذج البنائي في التعلم باعتباره محصله لتغيرات مستمرة في إطارنا الذهني أثناء محاولتنا لاستكشاف المعاني المستمدة من الخبرات التي نمر بها ولتنميه مهارات البحث العلمي يجب أن يتمكن أطفال الروضة من إظهار وتطوير المهارات التالية:
• التخطيط ومتابعه تحريات بسيطة.
• اختيار أدوات و أجهزة بسيطة بهدف جمع المعلومات.
• استخدام البيانات لتكوين شرح منطقي للظواهر.
• يعبرون عن نتائج التحريات و يعطوا شرحا لها.
عمليات العلوم الأساسية ومهارات البحث والاستكشاف:
إن المهارات العلمية في ميدان العلوم هي تلك المهارات التي تسمح للأطفال بمعالجه المعلومات الجديدة من خلال التجارب الملموسة كما أن نفس هذه المهارات تعتبر مهارات تطوريه فكل منها يعتمد على الآخر بل ويتداخل مع غيره من المهارات الأخرى ومن أكثر المهارات ملائمة بالنسبة لأطفال ما قبل المدرسة هي المهارات الأساسية الخاص بالملاحظة والمقارنة والتصنيف والقياس والتعبير عن النتائج. ولان الأطفال يتنوعون بدرجه كبيره في نموهم العقلي وفي خبراتهم فان المعلمة قد تجد أن أطفال مرحله الطفولة المبكرة مستعدون سريعا لتدريب مهاراتهم على استكشاف العمليات ذات المستوى الأعلى وقد تشعر أن لديها الحرية في توسعه قدرات الأطفال من خلال تشجيعهم على العمل باستخدام مهارات عمليات العلوم الأكثر تقدما ،، على سبيل المثال يمكن لأطفال الرابعة والخامسة من العمر أن يبدءوا في ممارسه مهارات مثل وضع تخمينات منطقيه حول التغيرات المادية التي يمكن أن تطرأ على ماده ما ( ما الذي سوف يحدث حين يتم تسخين الزبد؟) وهي الخطوة الأولى في اتجاه التدريب على وضع الفروض.

مهارات العمليات الأساسية:
1- الملاحظة: استخدام الحواس لجمع المعلومات عن الأشياء أو الأحداث.
مثال: حين تدعو إحدى المعلمات فصلها لكي يلاحظ الأسماك داخل حوض السمك الزجاجي الموجود بالفصل فإنها ترشدهم من خلال طرح أسئلة كالآتي :
• أي الأسماك يبدو أنها تقضي معظم الوقت في قاع الحوض؟
2- المقارنة: البحث عن أوجه الشبه والاختلاف في الأشياء الحقيقية .
مثال: أن تجعل المعلمة الأطفال بمقارنه أوجه الشبه والاختلاف بين نوعيين من الحيوانات؟
3- التصنيف: تجميع الأشياء وفصلها وفقا لخصائصها.
مثال: الحجم، الشكل، اللون، الاستخدام وما إلى ذلك. مثال: أن يصنف الأطفال مجموعه الأزارير على حسب شكلها ولونها.
4- القياس: الوصف الكمي الذي يعبر عنه من يلاحظ ملاحظه أما مباشره أو غير مباشره باستخدام وحدات قياسيه.
مثال: إحضار كتابين إحداهما خفيف والآخر ثقيل وسؤال الطفل أي الكتابين في اعتقادك أثقل؟ وكيف يمكنك التأكد؟
5- التعبير عن النتائج: التعبير عن النتائج والاتجاهات والوصف الشفوي أو المكتوب أو في صور ماديه أخرى مثل : الرسوم، الخرائط ، الرسوم البيانية، الجرائد حتى يتمكن الآخرون من فهم ما الذي يقصده الفرد.

مهارات العمليات الوسطى:
6- الاستدلال: التي ترتكز على الملاحظات ولكنها تعطي معاني ابعد حول الموقف مما يمكن ملاحظته بصوره مباشره وحين يقوم الأطفال بالاستدلال فإنهم يتعرفون على الأنماط ويتوقعون أن تظهر هذه الأنماط في ظروف مماثله.
مثال: حين ننظر من النافذة ونرى أوراق الشجر تتحرك فإننا نستدل على أن الرياح تهب أي أننا لم نختبر وجود الرياح بصوره مباشره لأننا لسنا في الخلاء ولكن ارتكاز على ملاحظتنا ومن خلال المعرفة المسبقة والخبرة نعرف أن الرياح تهب.
7- التنبؤ: عمل تخمينات منطقيه ارتكازا على الملاحظة والمعرفة المسبقة.

مهارات العمليات المتقدمة:
8- فرض الفروض: صياغة عبارات استنادا إلى الملاحظات يمكن التحقق منها من خلال التجربة ومن أمثله الفرض الشائعة:" إذا ما وضع الماء في الثلاجة وترك طوال الليل فانه سوف يتجمد".
9- تحديد وضبط المتغيرات: تحديد أي المتغيرات التي تواجهنا يجب دراستها أو ضبطها لكي نحصل على تجربه مضبوطة علميا.
مثال: لكي نعرف إذا ما كان النبات ينمو في الظلام فإننا قد نرغب أيضا في دراسة إنبات النبات في الضوء أو غيابه على نمو النبات.
مهارات عمليه العلوم:
تنميه الاتجاهات الايجابية نحو العلوم من خلال اشتراك الاطفال في الاكتشاف
تعتبر اتجاهات الفرد تجاه موضوع أو نشاط ما بصوره أو بأخرى في أهميه الموضوع أو النشاط ذاته ومن أمثله ذلك: يمكننا ملاحظه كيف أن الأشخاص الذين يعرفون أن تدخين السجائر ضار بالصحة وانه في النهاية قد يتسبب في موت الفرد ولكنهم رغم ذلك يستمرون في التدخين .
أن الاتجاهات العلمية من فضول وتشكك وصوره الذات الايجابية والاتجاه الايجابي نحو الفشل كلها تعتبر اتجاهات هامه توفر القوه الدافعة للاشتراك في التجارب والبحوث العلمية والرغبة في الاطلاع على المستجدات العلمية.
1- الفضول:
أن أطفال ما قبل المدرسة ليسو نامين من الناحية العقلية لدرجه أن يفكروا بصوره واعية حول تكوين اتجاهات للبحث المنظم فيما يواجههم من مشكلات ولكن بإمكانهم التدرب على سلوكيات يمكن أن تخلق لديهم عادات مستقره على مدار حياتهم تعكس الاتجاهات العلمية.
2- التشكك:
هل سبق وان تشككت في أشياء سمعتها؟ إذا كان قد حدث فانه شيئا جيدا على الأرجح فهذا الاتجاه يعكس التشكك الصحي المطلوب والضروري للعلماء وأيضا لبيئة الأطفال فالأطفال بحاجه لمن يشجعهم على طرح الأسئلة والتعجب والاستفسار بكلمه لماذا وان يكونوا حذرين حول تقبل الأشياء كما عرضت عليهم أو كما تبدو عليه وعاده ما تشجع التجارب التي صممت حول الملاحظات المباشرة للظواهر وحول البيانات التي تم تجميعها عاده ما تشجع بصوره طبيعيه الأطفال على استكشاف المواقف الجديدة بصوره موضوعيه وبذهن متفتح .
3- الاتجاه الايجابي نحو الإخفاق وصوره الذات:
أن كلا من الاتجاه الايجابي نحو الفشل أو الإخفاق من ناحية وصوره الذات من ناحية أخرى يرتبطان بشكل وثيق فالدارسون بحاجه للفرص لكي يطرحوا أسئلتهم الخاصة وان يسعوا لإيجاد حلولهم الخاصة للمشكلات وبمرور الوقت قد يعني ذلك الوصول إلى نهاية ما غير مؤكده ولكن عاده ما يتم تعلم الكثير في هذا الوقت أهم من التواصل إلى الإجابة الصحيحة فإذا ما تم تدريب الأطفال على البحث عن سلطه الكبار وإتباعها لتحديد المشكلات وحلها فإنهم سوف يواجهون أوقاتاً صعبه كدارسين وكبالغين .
وعلى الرغم من أن الدارسين لا يجب أن يتعرضوا بصوره مكثفه للإحباط في المواقف التربوية إلا أن تواجد توجه ايجابي في مواجهه الإخفاق والفشل قد يخدم في نمو مهارات حل المشكلات فأولا وأخيراً في الكثير من البحوث العملية لا توجد إجابات صحيحة أو خاطئة.
المحتوى الملائم في ميدان العلوم:
إن محتوى العلوم بالنسبة لمرحله ما قبل المدرسة لا تختلف كثيرا عن تلك الخاصة بالمراحل الدراسية الأكثر تقدما إلا أن العمق والتعقد الخاص بمحتوى العلوم وبمهارات عمليات العلم هي من الأمور التي تتحدد في ضوء مستوى الطفل النمائي.
إن مجالات العلوم التي تعتبر عامه حتى المرحلة الابتدائية هي:
علوم الحياة:
أن علوم الحياة في مرحله رياض الأطفال وحتى منتصف المرحلة الابتدائية يتوقع أن تنمي لدى الأطفال فهم الخصائص العامة للكائنات الحية ودوره حياه الكائنات الحية وعلاقة الكائنات الحية بالبيئة أن الملاحظات والمهارات اللازمة لاكتساب الفهم لعلوم الحياة في السنوات الابتدائية وما بعدها تبدأ في الواقع من الملاحظات والتحريات والاستكشافات التي يقوم بها الأطفال منذ ما قبل الروضة وامتداد إلى مرحله الروضة.
العلوم الفيزيقية:
في العلوم الفيزيقية يتوقع من أطفال الروضة أن ينمو الفهم لخصائص الأشياء والخامات ،أوضاع وحركه الأشياء والضوء والحرارة الكهربية والمغناطيسية وعلى الرغم من أن الأطفال قبل مرحله الروضة لا يكونون قادرين على تعلم المفاهيم والمهارات الأساسية واكتساب الخامات اللازمة لإعدادهم لمستويات التفكير الأعلى.
إن أنشطه العلوم الفيزيقية هي من المجالات التي تتضمن جعل وجه الطفل يضيء بالدهشة متسائلا كيف فعلت ذلك؟
علوم الأرض والفضاء:
في علوم الأرض والفضاء يكون على أطفال الروضة أن يكتسبوا الفهم لخصائص خامات الأرض وخصائص الأشياء والأجسام الطائفة في السماء والتغيرات الحادثة في كل من الأرض والسماء .
علوم الصحة والغذاء:
في هذا الفرع من العلوم يتوقع من الأطفال أن ينمو فهما للصحة الشخصية وخصائص المجتمع البشري وتغيرات وأنواع المصادر التي يمكن أن يلجأ لها الإنسان والتغيرات في البيئة والعلوم والتكنولوجيا باعتبارها تحديات محليه وعالميه ، أن دراسة الصحة وجسم الإنسان هي من الموضوعات التي تتلقى انتباها متزايدا في التربية بدءا من رياض الأطفال وامتداد إلى المرحلة الابتدائية بصفه خاصة.
العلوم التكنولوجية:
يركز محتوى العلوم والتكنولوجيا على إرساء روابط ما بين العالم الطبيعي والمهم من جانب الإنسان وذلك من خلال توفير فرص للأطفال لتنميه مهارات اتخاذ القرار لديهم في مثل هذا المحتوى يتم دعوه الأطفال التمييز ما بين الأجسام والأشياء الطبيعية وتلك المصنفة من جانب الإنسان وملاحظه القدرة على التصميم التكنولوجي وان يتوفر لديهم الفهم الأساسي حول علاقة العلوم بالتكنولوجيا.
التاريخ وطبيعة العلوم:
في المحتوى الخاص بهذا المجال يتوقع من الأطفال أن ينمو الفهم للعلوم باعتبارها نتيجة السعي البشري للمعرفة فحين يكون الأطفال في سن صغيره يجب على المعلمة أن تبدأ بتشجيعهم على طرح الأسئلة والسعي للتحقق منها كلما كان ذلك ملائما وممكنا وان توفر لهم خبرات تتضمن البحث والتفكير في التفسيرات الممكنة.
تدريس العلوم في ضوء تصنيف بلوم :

اشتهر هذا التصنيف في الستينات من القرن العشرين الماضي في مجال التربية وعلم النفس بشكل واسع ولاعتماده الأهداف السلوكية. والفكرة الأساسية في هذ1 التصنيف أنه يقسم عمل التربية والتعليم في ثلاثة مجلات أو ميادين هي :
- المجال الذهني : ويضم المعرفة والعمليات التفكيرية .
- المجال الوجداني : ويضم الميول والاتجاهات والقيم والتقدير .
- المجال المهاري : يضم المهارات العلمية أو اليدوية .
ينظر كثير من التربويين إلى المجال الذهني بأنه أكثر المجالات استخداماً في العملية التربوية و ذلك لأكثر من سبب .
• المجال الذهني :
يهتم هذا الميدان بالجانب المعرفي وما يرافقه من عمليات تفكيرية , كالفهم والتطبيق و الاستنتاج و التحليل و التخليص و القياس و غير ذلك .
ولقد قسم بلوم هذا الميدان إلى ستة مستويات هرمية ابتداء من قاعدة الهرم
1- مستوى المعرفة أو المعلومات :
ويتضمن هذا المستوى المعلومات العلمية وعملية حفظها وتذكرها . والمعلومات تقسم إلى حقائق ومفاهيم ومبادئ ونظريات . ورغم أن المعلومات سريعة النسيان إلا أن تعلمها ضروري حيث أن تعلم المعلومات في مرحلة دراسية تقود إلى تعلم معلومات أخرى في مرحلة دراسية لاحقه وهذه بدورها تقود إلى تعلم مواد ثانية . أي أن المعلومات العلمية تراكمية فمثلاً يحتاج تعلم سلوك العناصر كيميائياً أثناء التفاعل إلى تعلم التركيب الذري لتلك العناصر أولاً حتى يستطيع الطالب فهم ذلك السلوك الكيميائي لها . وهكذا في بقية تخصصات المواد العلمية . وفي عملية تقسيم مستوى تذكر المعلومات لدى الطالب , تكون أسئلة التقييم من المستوى البسيط الذي يهدف قياس حفظ هذه المعلومات فقط .

ومن الأمثلة على هذه الأسئلة :
- أن يذكر خمسة أمثلة لمواد يتعامل معها في بيئته ...
- حدد...
- عدد...

2- مستوى الاستيعاب :
وهو المستوى الذي يبدأ فيه الطالب فهم ما يدرسه أو يتعلمه , ويتمثل الاستيعاب بمظاهر مختلفة كأن يكون تلخيصاً لمادة معينة أو قراءة جدول أو خريطة أو رسماً بيانياً أو ترجمة من لغة إلى لغة وبناء على ذلك ينبغي أن تكون الامتحانات المدرسية التي تقيس مستوى الاستيعاب بعيدة عن الالتزام بنفس الصيغة التي جاءت في الكتاب في الكتاب أو أي مصدر آخر , و إنما تحتوي نفس المعنى أو المضمون .

ومن الأمثلة على هذه الأسئلة :
- عرف بأسلوبك الخاص ...
- اشرح معنى العبارة الآتية...
- ارسم رسماً بيانياً يوضح العلاقة بين المتغيرين س , ص وفقاً للقيم التالية ...
- الاختيار من متعدد , وغير ذلك ...


3- مستوى التطبيق :
يعتقد التربويون في مجال تدريس العلوم أنه لا يكفي للطالب أن يعرف المادة العلمية (المستوى الأول) أو يستوعبها (المستوى الثاني) , بل يتطلب منه أيضاً أن يرتفع في التفكير إلى مستوى تطبيق ما يعرفه ويستوعبه في حل المشكلات أو مواجهة المواقف الجديدة سواء داخل المدرسة أو خارجها .
أي إن التطبيق عملية تتضمن نقل معلومات من مستوى تجريدي (نظري) إلى مستوى محسوس (عملي).
كما أن المواقف التي يتم فيها التطبيق ينبغي أن لا تكون مواقف معادة بل مواقف جديدة بالنسبة للطالب , و إلا أصبحت العملية التفكيرية التي يقوم بها الطالب مجرد تذكر أو استيعاب للمواقف السابقة .
وكأمثلة على مستوى التطبيق :
- عمل دائرة كهربائية .
- حل مسألة علمية في مباحث الكيمياء , والفيزياء , علم الوراثة .
- تصنيف حيوانات ونباتات وفق ما سبق و أن تعلمه الطلبة .
- تفسير بعض الظواهر .

4- مستوى التحليل :
في هذا المستوى من التفكير يتم الانتقال من العموم إلى التفصيل من الكليات إلى الجزئيات (التفكير القياسي أو الاستنباطي ) .
إن العملية التفكيرية التي تحدث في هذا المستوى لا تتحقق إلا بعد اجتياز المستويات الثلاثة الأولى والتحليل عملية فكرية ليست بسيطة , إنها تتكون من مجموعة مهارات يتمكن الطالب من اكتسابها بعد ساسلة من التمرينات , والتدريس الجيد هو الذي يهيئ الفرص لذلك . أما التدريس التقليدي الذي يهتم بتلقين المعلومات فلا يمكن أن يعد الطالب لمستوى التحليل الجيد , ويعد هذا المستوى من المستويات التي تناسب المرحلة الأساسية العليا و الثانوية .
ومن الأمثلة على هذا المستوى :
- قارن بين ... من حيث ... .
- ما هي العوامل التي أدت إلى ... .
- ما هو استنتاجك بعد أن قرأت ... .
- صنف الفقرات الآتية ... . وفق كونها : حقيقة , مفهوم , نظرية , ... .

5- مستوى التركيب :
وهو عكس التحليل , يتم الانتقال فيه من الأجزاء إلى الكل ومن التفصيل إلى التعميم (التفكير الاستقرائي). فمثلاً لو شاهد طالب سقوط عددٍ من الأجسام المختلفة من أماكن مختلفة الارتفاع إلى الأرض فإنه يستطيع أن يعمم (يركب) القول بأن " الأجسام تسقط جميعها نحو الأرض".
ولكي يتم هذا المستوى من التفكير , فلا بد أن تدمج الخبرات السابقة التي تتوفر عند المتعلم بخبراته اللاحقة , أي يحدث ما يسمى بالتفكير الإبداعي و الذي يتميز بالأصالة .
أمثلة أسئلة هذا المستوى :
- اكتب مقالاً حول ...
- ما هي الافتراضات والأدلة التي توضح صحة النظرية ...؟
- ما هي مقترحاتك تجاه ...؟
- إذا أردت أن تغير في تجربة ... ماذا تورد من افتراضات ؟
6- مستوى التقييم :
هو أعلى مستوى تفكيري ويقع في أعلى الهرم . ويتضمن التقييم عادة إصدار حكم أو رأي في ضوء معايير معينة خارجية أو ذاتية. ويكون التقييم وصفياً (نوعيا) أو كمياً . ولكي تتحقق الفائدة المرجوة من التقييم ينبغي أن يرافقه اتجاه علمي أساسه التريث في إصدار الأحكام . أي أن التقييم الجيد هو الذي يكون صاحبه متأنياً بعيداً عن التسرع والانفعال .
أمثلة على التقييم :
- القابلية على تمييز الأشياء الحسنة من السيئة وفق معايير معينة .
- الحكم على صحة فكرة علمية في ضوء مبادئ علمية .
- القابلية على تمييز كفاءة أحد الحلول الهادفة لحل مشكلة معينة .
- التأكد من الاستنتاج بمراجعة المعلومات التي قادت له .
- القابلية على اكتشاف التناقض أو الفجوات أو التحيز في موضوع ما .
المراجع :
- أساليب تدريس العلوم في المرحلة الأساسية الدنيا ومرحلة رياض الأطفال (د. عيسى القبيلات).
- أساليب تعليم العلوم والرياضيات (د.أمل البكري-د.عفاف الكسواني).
- المفاهيم والمهارات العلمية والرياضية في الطفولة المبكرة (د.عزة خليل).

اعداد : ابتسام علي عبدالكريم
مستوى رابع
قسم : علوم الحياة

الموضوع جميل ورائع ومرتب لكنه كبير جدا