مقدمة

تـهدف التربية العلمية إلى مساعدة التلاميذ على تحصيل المعرفة العلمية والفهم للظواهر الطبيعية، وفهم العلاقة المعقدة بين العلم والتكنولوجيا والمجتمع والبيئة. كما تساعد التربية العلمية التلاميذ على تنمية قدرات التفكير العلمى والتفكير الإبداعى، وتساعد التلاميذ على تنمية عمليات العلم، وممارسة تطبيق البحث العلمى. ولكى تتحقق هذه الأهداف فقد تضمنت التربية العلمية العديد من طرق واستراتيجيات التدريس المفيدة التى تساعد التلاميذ على فهم وتطبيق العلوم مثل حل المشكلات، والاستقصاء، والاكتشاف. كما تتطلب التربية العلمية من التلاميذ عند تعلم العلوم القيام بالعديد من الأنشطة العلمية، فعلى سبيل المثال إجراء التجارب كأحد الأنشطة الرئيسة فى هذا المجال، ومثل هذه الأنشطة تؤدى بالتلاميذ إلى أن تـمر بالعديد من العمليات والإجراءات التعليمية وأحد هذه الخطوات المهمة عملية الفروض العلمية.

    وإذا نظرنا إلى أهداف تدريس العلوم فى مرحلة التعليم الأساسى كما ذكرها كلا من (McCormak & Yager, 1989)  واللذان نظماها إلى خمسة فئات من الأهداف وهى كالتالى:

1-  المعرفة والفهم

2-  البحث والاكتشاف

3-  التخيل والإبداع

4-  الإحساس والتقييم

5-  الاستخدام والتطبيق

فإننا هنا سوف نـهتم بالمستوى الثانى من فئات الأهداف وهو البحث والاكتشاف. وسوف نـهتم باستخدام العمليات العلمية التى تساعد التلاميذ على اكتساب القدرة على فرض الفروض العلمية واستخدامها ضمن عمليات الطريقة العلمية.

    وتعد الفروض العلمية أحد العمليات الرئيسة فى الطريقة العلمية التى تؤدى إلى تنمية التفكير العلمى. كما أن التمكن من الطريقة العلمية فى تعلم العلوم يساعد التلاميذ على فهم طريقة تفكير العلماء وطريقة عملهم التى تتضمن العمليات التالية: الملاحظة، والوصف والتصنيف، والتنظيم والقياس، والتسجيل، والاتصال، والتنبؤء والفهم، وفرض الفروض، وتعريف المتغيرات والتحكم فيها، وترجمة البيانات، وبناء أدوات القياس والأجهزة البسيطة، وتصميم النماذج الفيزيقية، وكذلك استخدام المهارات الحركية جنبًا إلى جنب مع المهارات المعرفية. وجميع العمليات السابقة تؤدى إلى الاكتشاف وفهم الظواهر الطبيعية وحل المشكلات العلمية بصورة منطقية منظمة.

    إن ممارسة العلوم يطور من فهمنا للطبيعة عن طريق حل المشكلات العلمية، وينمى من تفكيرنا العلمى، والتفكير العلمى كما عرفه (إبراهيم بسيونى، وفتحى الديب، 1987) هو مجموعة من المهارات اللازمة لحل مشكلة معينة بطريقة موضوعية. وهذه المهارات هى تحديد المشكلة، وفرض الفروض، واختبار صحة الفروض، والتفسير، والتعميم. وكما عرفه (أحمد النجدى وآخرون، 1999) بأنه كل نشاط هادف مرن، يتصرف بشكل منظم فى محاولة حل المشكلات ودراسة الظواهر المختلفة، والتنبؤ بـها والحكم عليها باستخدام منهج معين يتناولها بالملاحظة الدقيقة، وقد يخضعها للتجريب فى محاولة للتوصل إلى قوانين ونظريات.

    عملية الفروض العلمية ترقى مكانًا مرموقًا فى تاريخ العلم، كما أن عمليتى فرض واختبار الفروض العلمية تعدان من أهم العمليات فى الطريقة العلمية وذلك لأن عملية الفروض العلمية تتميز بأنـها:

·      العملية المفتاحية للتحقق من معظم المبادئ والقوانين والنظريات العلمية.

·      الأساس للعديد من الاكتشافات العلمية المفيدة.

·      تتصل باستخدام مهارات التفكير العلمى مثل الملاحظة، والاستنتاج، والتنبؤ، والفهم.

·      تعتمد على طرق عديدة من التفكير مثل الاستقراء، والاستنباط، والتفكير المنطقى، والتفكيـر الرياضى، والتفكير النظرى، والتفكير العلمى، والتفكير الإبداعى.

·      ترتبـط بعمليـات حل المشكلات، والبحث والاستقصـاء، والاكتشاف والتجريب.

·      أحد عناصر التفكير العلمى وأحد خطوات حل المشكلات، وأحد عمليات العلم المتكاملة.

    تعتمد ممارسة العلوم على البحث عن الحقائق وإيجاد التفسيرات لظاهرة معينة عن طريق الآتى: الملاحظة المباشرة، وجمع كمية واسعة من البيانات حول الظاهرة، وتصنيف البيانات المجمعة، وفرض الفروض، والتى يجب أن تكون قابلة للاختبار عن طريق الملاحظة البعدية والتجريب؛ فإن عملية الفروض العلمية تعد خطوة مهمة من خطوات الطريقة العلمية والتى تحتـوى على خمس خطوات رئيسة كما وضعها (Dye, 1996):

·    التساؤل: وضع أسئلة.

·   الفروض: اقتراح إجابة (نظرية) مبدئية على التساؤل المشكل من خلال بعض الافتراضات القابلة للاختبار العملى والتى يمكن استباطها.

·  الاختبار: تصميم وأداء التجارب التى تمكننا من ملاحظة ما إذا كانت المترتبات المحددة فى أحد أو فى أكثر من الفروض المقترحة يمكن أن تحدث فى نفس الظروف وترتبط مباشرة به. وإذا فشلت التجربة نعود للخطوة الثانية مرة آخرى. وفى حالة نجاح التجربة ننتقل للخطوة الرابعة.

·  قبول الفرض كحقيقة مبدئية: ونرجع للخطوة الثالثة إذا تواجدت مترتبات آخرى يمكن التنبؤ بـها للنظرية، والتى لم تختبر تجريبيًا بعد.

·   العمل طبقًا للنظرية المحققة.

    عملية الفروض العلمية هى الطريقة العلمية لبناء نظرية علمية جديدة من الأفكار المتصارعة حيث تتصارع فكرة جديدة مع آخرة قديمة ويتطلب ذلك التصارع فرض مجموعة من الفروض البديلة كمحاولة لإعادة الفهم عن طريق الاستنباط من الظاهرة موضع الدراسة. ومن ناحية أخرى فإن عملية الفروض العلمية تستخدم لتعديل نظرية قديمة مقبولة من مفاهيم سابقة عن طريق بناء وتنمية وتعديل المفاهيم من الملاحظات المسجلة ويتطلب ذلك اقتراح منطقى لفروض تعمل كتعديل أو كتغيير عن النظريات السابقة. وقد ذكر (Dice,1998)  فى ذلك أن المعرفة العلمية يمكن أن تصنع عن طريق عمليتين: الملاحظة (جمع أدلة عملية وإبداع القوانين العلمية)، تفسير السبب لهذه الملاحظات (فرض واختبار الفروض العلمية).