نموذج تقويم عملية الفروض العلمية

ثالثًا: نموذج تقويم عملية الفروض العلمية

    يعمل نموذج تقويم الفروض العلمية (شكل 4) للتأكد من قدرة التلاميذ على التعامل مع الفروض العلمية والتفكير بطريقة علمية لتفسير الظواهر وحل المشكلات. وقد حددنا سابقًا ثلاث مهارات رئيسة فى عملية الفروض العلمية وهى كالتالى:

1-   مهارة فرض الفروض العلمية.

2-   مهارة تقويم الفروض العلمية.

3-   مهارة اختبار الفروض العلمية.

    وتتضمن كل مهارة من المهارات السابقة مهارات يمكن إخضاعها للتقويم بالاختبار المباشر كما يلى:

أولاً: بالنسبة لعملية القدرة على تكوين الفروض العلمية فإن القدرات الفرعية التى تتضمنها هى كالتالى:

·        مهارة التنبؤ بنتائج تجربة ملاحظة.

·      مهارة وصف الظاهرة.

·      مهارة تحديد العوامل التى تتحكم فى الظاهرة.

·      مهارة وضع أسئلة توضح علاقة العوامل بالظاهرة.

ثانيًا: بالنسبة لعملية القدرة على تقويم الفروض العلمية فإن القدرات الفرعية التى تتضمنها هى كالتالى:

·      مهارة تفسير ارتباط العامل بالظاهرة.

·      مهارة وضع فروض بديلة عن الفرض الأصلى قابلة للاختبار.

ثالثًا: بالنسبة لعملية القدرة على اختبار الفروض العلمية فإن القدرات الفرعية التى تتضمنها هى كالتالى:

·    مهارة تصميم تجربة لاختبار الفروض.

·    مهارة تفسير الظاهرة فى ضوء نتائج التجربة.

    وتتضمن مهارة تصميم التجربة: مهارة إجراء التجربة، مهارة التعامل مع الأدوات، ومهارة ضبط الظروف المناسبة للتجربة، ومهارة تحقيق نتائج. أما مهارة تفسير الظاهرة فتتضمن مهارة مقارنة النتائج بالفروض الموضوعة، ومهارة اختيار الفرض الصحيح وإعلانه.

    وعند وضع التلميذ فى أحد مواقف المشكلة فإن التلميذ يفكر بدقة ليصل إلى تفسير يساعده فى تفسير الظاهرة أو حل المشكلة موضع الدراسة. وعندما يفكر التلميذ بطريقة علمية فإنه يسعى لوضع تفسيرات مؤقتة للظاهرة عن طريق التنبؤ بنتائج تجربة ملاحظة، ومحاولة وصف الظاهرة الملاحظة، وتخمين العوامل التى تتحكم بالظاهرة، وعن طريق وضع أسئلة أو جملة تعبر عن العامل أو العوامل الرئيسة التى تتحكم فى موضوع الظاهرة. وهنا يكون لديهم الفرصة لتفسير أحد الظواهر الطبيعية والتعبير عن التفسير فى أحد الصور السابقة، والتى يظهر الفرض العلمى فى أحدهم أو فى جميعهم. ويمكن استدلال القدرة على فرض الفروض العلمية من قدرة التلاميذ على وصف الظاهرة، أو تحديد العوامل التى تتحكم فيها.

وعند النظر فى القدرات السابقة والتى تعتبر مؤشر لقدرة التلاميذ على فرض الفروض العلمية يجب أن نضع فى الاعتبار بعض الخصائص التى يتميز بـها تفكير التلاميذ والتى تمثل صعوبات تحول دون إتمام عملية فرض الفروض العلمية بنجاح كامل أو بفاعلية مؤكدة.

تقويم مهارات الفروض العلمية لدى تلاميذ مرحلة التعليم الأساسى

    وفى مجال تقويم مهارات الفروض العلمية لدى تلاميذ مرحلة التعليم الأساسى قمت بإجراء دراسة [1]بـهدف الكشف عن صعوبات التلاميذ فى التعامل مع الفروض العلمية فى نـهاية المرحلة الابتدائية ومقارنتها بالصعوبات لديهم فى نـهاية المرحلة المتوسطة (الإعدادية). وقد قمت بتصميم اختبار فى العلوم العامة يتضمن خمسة أنواع من المواقف يتم وضع التلاميذ بـها للكشف عن قدراتـهم على التعامل مع الفروض العلمية وهذه المواقف هى:

·   إجابة سؤال عن أحد الظواهر الطبيعية.

·   حل مشكلة عن أحد القوانين العلمية.

·   تفسير أحد التفاعلات الكيميائية.

·   تفسير أحد الحقائق العلمية الملاحظة.

·   تفسير أحد التركيبات الطبيعية.

    وتغطى هذه المواقف جميع فروع العلوم التى يدرسها التلاميذ فى مرحلة التعليم الأساسى. وتضمن الاختبار خمس مشكلات كالآتى:

·  المشكلة الأولى فى مجال الفلك عن تفسير دوران الأرض حول الشمس مرة كل 365 يوم.

·   المشكلة الثانية فى مجال الفيزياء عن تفسير وصول جسمين مختلفين فى الوزن إلى نفس المكـان فى نفس الزمن عند اسقاطهم من نفس الارتفاع بنفس مقدار القوة.

·      المشكلة الثالثة فى مجال الكيمياء عن تفسير ذوبان الملح فى الماء وعدم ذوبان البنـزين فيه.

·    المشكلة الرابعة فى محال الأحياء عن تفسير زيادة معدل استهلاك ثانى أكسيـد الكربون أثنـاء البنـاء الضوئى فى ضوء الشمس الكامـل عنه فى الظلام.

·   المشكلة الخامسة فى مجال الجيولوجيا عن تفسير اختلاف التركيب الفيزيقى لصخرين تكونا من نفس أصل المجما ولهما نفس التركيب الكيميائى (الإنديزيت والديوريت).

   

    وقد تضمن كل موقف من الخمسة مواقف السابقة ثلاثة أسئلةكالآتى:

·   ما الأسئلة التى ترد إلى ذهنك عند التفكير فى المشكلة السابقة؟

·   ما العوامل المرتبطة بالمشكلة السابقة؟

·   ما أسباب تأثير هذه العوامل على موضوع المشكلة وإختيارك لها؟

    وكان الهدف من هذه الأسئلة الثلاثة السابقة الكشف عن الفرض العلمى الصحيح الذى قد يظهر إما فى منطقة الأسئلة، أو منطقة العوامل، أو منطقة تحديد الأسباب (التفسير) الذى يقدمه التلاميذ عند الإجابة على كل مشكلة من المشكلات الخمس السابق ذكرها.

    وقد تم تطبيق الاختبار على مجموعتين من تلاميذ المدرسة المتوسطة (الإعدادية). وضمت المجموعة الأولى 106 تلميذ وتلميذة من تلاميذ الصف الأول الإعدادى ، وضمت المجموعة الثانية 103 تلميذ وتلميذة من تلاميذ الصف الثالث الإعدادى فى  المدرسة الملحقة بجامعة هوكايدو للتربية بمدينة هاكوداتى اليابانية عام 2002[2]، وقد كان زمن الاختبار 60 دقيقة لكل مجموعة. وقد قمت بحساب عدد الأسئلة التى لم يتم الإجابة عنها فى كل مشكلة من المشكلات الخمس. ثم قمت بتقسيم إجابات التلاميذ عن الأسئلة جميعها إلى أربعة أقسام كالآتى: إجابات غير علمية، وإجابات تمثل المفاهيم الخاطئة لدى التلاميذ، وإجابات علمية لا ترتبط بموضوع المشكلة، ثم إجابات علمية ترتبط بموضوع المشكلة. وبالتأكيد يمكن أن تظهر الفروض العلمية فى أقسام الإجابات الثلاثة الأخيرة ولا يمكن أن يظهر فى قسم  الإجابات غير العلمية.

    وقد أظهرت النتائج لى صورة واضحة عن طريقة تفكير التلاميذ عند التعرض لموقف محير وعند التعامل مع تفسير أحد الظواهر الطبيعية، ومن المؤكد أن المفاهيم الخاطئة لدى التلاميذ تحول دون ظهور الفروض الصحيحة المرتبطة بالظاهرة موضع الدراسة، كما يمكن أن يعطى التلاميذ تفسيرات علمية ولكنها لا ترتبط بالمشكلة الأساسية، وذلك لانشغال ذهن التلاميذ بموضوعات أكثر جاذبية عن الموضوع الرئيس فى المشكلة والتى تؤدى بـهم للبحث حول الموضوع وليس خلاله مباشرة، أو استرجاع بعض الخبرات السابقة الناقصة عن المشكلة بصورة غير كاملة. كما يجب الحذر عند تحليل إجابات التلاميذ العلمية ذلك لأن معظمها يضهر على صورة معلومات مسترجعة وليس فى صورة فروض علمية.

    ويمكن تلخيص بعض نتائج البحث والتى أظهرت ضعف قدرات التلاميذ فى تكوين الفروض العلمية بصورة عامة فى ثلاثة مجالات وهى: مجال وضع سؤال عن المشكلة، ومجال تحديد العوامل المرتبطة بالمشكلة، ومجال تفسير أسباب ارتباط العوامل بالمشكلة كالآتى: 

1- فى مجال وضع سؤال يصف ارتباط العوامل بالظاهرة يعانى التلاميذ من عدم القدرة على تحديـد العوامل والمتغيرات التى تتحكـم فى الظاهرة ونجد أن التلاميذ:

·  يميلون إلى إضافة كلمة "لماذا" أمام جملة المشكلة المقدمة إليهم وإعادة السؤال الرئيس للمشكلة.

·  ليس لديهم القدرة على وضع أسئلة عن العوامل والمتغيرات التى تتحكم فى الظاهرة.

·   ليس لديهم القدرة على وضع أسئلة فرعية منبثقة من السؤال الرئيس.

2- وفى مجال تحديد العوامل المرتبطة بالظاهرة يعانى التلاميذ من صعوبة فى التمييز بين النظرية العلمية والأدلة التى تؤيدها ونجد أن التلاميذ:

·      ليس لديهـم القـدرة على تحديد العامـل الرئيس الذى يتحكـم فى الظاهرة.

·      لديهم الكثير من المفاهيـم الخاطئـة التى تمنعهـم من تحديد العوامل الصحيحة.

·      ليس لديهم القدرة على التمييز بين العامل والسبب والأسئلة ومعرفة الاختلافات بينهم.

·      ليس لديهم القدرة على تحديد العوامل القابلة للاختبار.

3- وفى مجال تحديد السبب لتأثير العامل وتفسير الظاهرة يعانى التلاميذ من عدم فهم لأسباب الظاهرة، ونجد أن التلاميذ:

·      ليس لديهم القدرة على تفسير سبب المشكلة أو الظاهرة.

·      لديهم العديد من المفاهيم الخاطئة التى تمنعهم من تفسير الظاهرة بصورة علمية.

·      ليس لديهم القـدرة على التمييز بين الأسباب النظرية والأسباب القابلة للاختبار.

    ومما سبق يجب أن ننتبه إلى الصعوبات والمشكلات التى يمتلكها التلاميذ عند التعامل مع الطريقة العلمية فى التفكير، وعند إجراء عملية الفروض العلمية. وذلك لأن التلاميذ عندما يواجهون ظاهرة علمية ما أو مشكلة علمية محيرة يميلون إلى استرجاع المعلومات من الذاكرة أكثر من محاولة التفكير المنطقى والاستدلال وإجراء الملاحظة. كما أن التلاميذ قد يكون لديهم خبرة قليلة بموضوع المشكلة أو الظاهرة وقليل من الخلفية المعرفية. كما يوجد لدى التلاميذ العديد من المفاهيم الخاطئة وعدم وضوح النظريات العلمية. وليس لدى التلاميذ قدرة على فهم الأدلة العلمية وتمييزها عن النظريات. كما أنـهم ليس لديهم خبرة بالتمييز بين العوامل والأسباب التى تتحكم فى الظاهرة. وعندما يواجه التلاميذ مشكلات مجردة يفقدون القدرة على تفسير هذه المشكلات وإيجاد أسبابـها والعوامل التى تتحكم فيها.

---

 Students` [1] Tafida Ghanem (2003): The Processes of Formulating Hypotheses and ]ifficulties of Hypotheses Formulation in Science Learning, Master Research of         Science Education, Hokkaido University of Education, Hakodate Campus, Science   Education Department, January 2003

[2]  Attached School of Hokkaido University of Education, Hakodate Campus, Japan