مستويات المعرفة العلمية 1

مستويات المعرفة العلمية

بعد اطلاعكم على المحاضرة حاولوا الاجابة عن الاسئلة الاتية :
ماذا يقصد بالمعرفة العلمية ؟
ما مستويات المعرفة العلمية ؟
ما اهمية تعليم المفاهيم العلمية للطلبة ؟
كيف يمكنك ان تلخص عملية تكوين المفاهيم لدى التلاميذ ؟ مع ذكر الامثلة على ذلك ؟
ما الامور التي تساعد في تكوين المفاهيم لدى التلاميذ والتي يجب على معلم العلوم اتباعها ؟
ما اوجه الشبه والاختلاف بين المبادئ والقوانين العلمية ؟
بماذا تميزت النظريات العلمية ؟


1. المعرفة العلمية : -
هي نتاج التفكير العلمي ، وهي مجموعة معلومات يتوصل اليها العلماء والباحثون عن طريق البحث والاستكشاف والتجريب وتكون لتلك المعلومات عادة القابلية على التفسير للظواهر والاحداث وكذلك التنبؤ بما سيحدث ايضاً ، والمعلومات اما ان تكون بسيطة مجزأة تسمى حقائق واما ان تكون اكثر تعقيداً او تعميماً تسمى مفاهيم ومبادئ وقوانين ونظريات علمية .
والبناء المعرفي يكون في شكل هرمي يبين العلاقة بين المعارف العلمية ومستوياتها كما في الشكل الاتي :-

تصنف المعرفة العلمية كما يراها العاني ( 1978 ) إلى المستويات الآتية :
1- الحقائق العلمية : Scientific Facts
وهي نتاج علمي مجزأ ثبتت صحته في ظروف وأزمنة معينة ، وهي نسبية وغير مطلقة ، وتعتبر الحقائق اللبنات الأولى التي تقوم عليها البنية العلمية ، والحقائق دائماً تعدل وتبدل حسب ما تستلزمه نتائج البحث المستمر، ومن أمثلة الحقائق :
? يسير الضوء في خطوط مستقيمة .
? يجذب المغناطيس برادة الحديد .
? يتركب الماء من الهيدروجين والاوكسجين .
? الأوكسجين غاز يساعد على الاشتعال .
? يغلي الماء النقي تحت الضغط الجوي الاعتيادي في 100 درجة مئوية .
? تحتوي ذرة الهيدروجين على إلكترون واحد .
? النحاس فلز جيد التوصيل للحرارة .
? الارض اكبر من القمر .
والحقائق العلمية ناتج للملاحظة سواء المباشرة ( باستخدام وسائل الحس ) او غير مباشرة ( باستخدام وسائل مساعدة للحواس للتغلب على قصور هذه الحواس ) .
ويتوقف صدق الحقائق على صدق الملاحظة نفسها ويتحدد صدق الملاحظة من خلال :
تكرار الملاحظة
وجود اكثر من ملاحظ
استخدام ادوات موثوق بها لتدعيم الملاحظة ولضمان الدقة والموضوعية
2- المفاهيم العلمية : Scientific Concepts
تعد المفاهيم لبنة المعرفة ، ولقد زادت أهميتها في الوقت الحاضر اكثر من أي وقت مضى ، لاتساع فروع المعرفة ، وكذلك لصعوبة الإلمام بجوانب أي فرع منها ، لذا أصبح همّ المدرس هو مساعدة الطلبة على الفهم والوعي ببنية المادة المفاهيمية والمنطقية مع ترك التفاصيل ، ان تحديد مكونات النظام المعرفي يحتل مكانة مهمة في النظام التعليمي ، وبذلك تشكل المفاهيم أوسع قاعدة في النظام المعرفي ، اذ من المفاهيم تتشكل المبادئ والقوانين والنظريات العلمية ، لذا فإن تزويد المتعلمين بها معناه ان المتعلمين سيمتلكون جزءاً ليس بيسير من النظام المعرفي .
وبما ان المفهوم يتلو الحقائق في بنية النظام المعرفي لذلك فهو يختلف عنها بعدة خصائص توضحها النقاط الآتية :
1. التمييز والتصنيف : من خلال التمييز بين الاشياء وتصنيفها وفق عناصر مشتركة بينها .
2. الرمزية : فهو يرمز لخاصية او مجموعة من الخصائص المجردة .
3. التعميم : فهو يتصف بالشمولية ، اذ ينطبق على مجموعة من الاشياء والمواقف .
وفي ضوء ما تقدم فالمفهوم: تصور عقلي مجرد نتيجة لما يتكون لدى الفرد من معنى وفهم يرتبط بكلمة ( مصطلح ) او عبارة او عملية معينة ويُعطى اسماً أو رمزاً ليدل على هذا المصطلح ، او أحداث معينة تجمع بينها سمة أو عدة سمات .
ويمكن تعريف المفهوم العلمي على أنه : (( تصور عقلي ينتج عن إدراك العلاقات والعناصر المشتركة بين مجموعة من الظواهر أو الأحداث أو الأشياء وذلك لغرض تصنيفها إلى أصناف أقل منها عددا" ))
والمفاهيم هي الوحدات البنائية للعلوم وهي مكونات لغتها ، وعن طريقها يتم التواصل بين الافراد سواء داخل المجتمعات العلمية او خارجها .
ومن أمثلة المفاهيم العلمية ما يلي :
اسماء : الحرارة ، الهضم ، الضوء ، ... الخ .
رموز : DNA ,Na
مصطلحات : الالكترون ، الكروموسوم .....
وتعد المفاهيم من اكثر جوانب التعلم فائدة في الحياة المعرفية فهي :
? تصنف البيئة وتقلل من تعقدها ، فالكائنات الحية على كثرتها يمكن تصنيفها في مجموعات قليلة العدد نسبياً عن طريق ادراك الخصائص المشتركة بينها ، والظواهر الضوئية المتعددة يمكن ادراكها بسهولة عن طريق مفاهيم مثل : الانكسار والانعكاس والانتشار ....الخ .
? تسمح بالتنظيم والربط بين مجموعات الحقائق والظواهر ، فعن طريق المفاهيم يمكن ان تربط هذه الحقائق والظواهر في كليات اذ يمكن ادراك العلاقات بينها وبهذا لا تصبح معارفنا مجرد جزيئات متناثرة بل تنتظم في مجموعات مترابطة .
? تساعد على انتقال اثر التعلم ، فالتلميذ الذي يعرف مفهوم الطائر ، يمكنه ان يتعرف على اي طائر ، حتى ولو لم يسبق له رؤيته او دراسته .
? تساعد على التوجيه والتنبؤ والتخطيط لأي نشاط فمعرفتنا لمفهوم التأكسد تساعدنا على التنبؤ بما يحدث لمعدن ما اذا توافرت شروط هذا التأكسد ، وبالتالي تجعلنا قادرين على اتخاذ الاحتياطات اللازمة للوقاية منه .
? تعد المفاهيم اسهل تذكراً من الحقائق واكثر بقاءاً منها اذ وجد ان الحقائق تنس اسرع بكثير من المفاهيم .
? المفاهيم اكثر ارتباطاً بحياة الطالب من الحقائق المنفصلة .
? المفاهيم اكثر ثباتاً واستقراراً من الحقائق .
? تساعد على فهم واستخدام الطريقة العلمية في التفكير وفي مواجهة وحل المشكلات .
? تسهل عملية بناء المناهج العلمية عمودياً وافقياً اذ تعد المفاهيم اساساً لها وتسهل تحديدها وتخطيطها .
تكوين المفاهيم :
يعد تكوين المفاهيم العلمية لدى الطلبة احد اهداف تدريس العلوم في جميع مراحل التعليم المختلفة ، كما تعد من اساسيات العلم والمعرفة العلمية التي تفيد في فهم هيكله العام وفي انتقال اثر التعلم .
لذا تتكون المفاهيم من المدركات الحسية ، لأن المفهوم هو صورة عقلية للمدرك الحسي وفي هذا المعنى يقول كرونباخ (Chronbqch) : إن عمق المفهوم ومدى تطبيقه والمجال الذي يطبق فيه يمكن أن ينمو لسنوات بعد تعلم المفهوم ، وبنمو الفرد يعيد بناء مفاهيمه السابقة إلى مستويات أعلى من التجريد وبذلك تزيد حكمته .
إن تكوين المفاهيم واستيعابها يعتمد على قدرة المتعلم في إدراك سر العلاقات القائمة بين مجموعة كبيرة من الحقائق والمعلومات والأشياء ، كما أن تعلم المفاهيم يساعده على تنظيم الموقف التعليمي في نمط معين ، وذلك يقلل من تعقيد الموقف وغموضه ، وان إدراك العلاقات بين المفاهيم وفهمها والتعرف على النتائج يساعد على اكتساب المهارات .
ويمكن القول ، أن المفهوم يتكون من مجموعة عناصر تميزه عن غيره وهي:
1. اسم المفهوم أو الرمز أو المصطلح ويشير إلى ما ينتمي إليه المفهوم وما يدل عليه .
دلالة المفهوم: وهو التعريف (تحديد معنى الاسم أو الرمز أو المصطلح) .
2. الأمثلة المنتمية إلى المفهوم (الايجابية) والأمثلة غير المنتمية إليه (السلبية): لكل مفهوم أمثلة تنطبق عليه تسمى الأمثلة الايجابية أو أمثلة المفهوم ، وأمثلة لا تنطبق عليه تسمى اللاأمثلة أو الأمثلة السلبية .
3. الصفات المميزة التي تشير إليها جميع إفراد فئة المفهوم: وتعرف بالخصائص المميزة أو الحرجة وهناك الخصائص المتغيرة أو الثانوية وهي الخصائص التي يختلف فيها أفراد فئة المفهوم الواحد . مثل الثديات : اجسامها مغطاة بالشعر(جميع فئة المفهوم) .
اختلاف في كثافة الشعر ( تختلف من حيوان لآخر ) .
4. ارتباطات المفهوم: أي مدى ارتباط ذلك المفهوم بمفاهيم أخرى مثل ارتباط مفهوم التنفس بمفاهيم عملية تبادل غازي – كائن حي – الجو.
ويعتقد (جيروم برونر) أن عملية تكوين المفاهيم تسبق عملية اكتسابها وتتكون هذه العملية من النشاطات الآتية :
1. ماذا تشاهد ؟ تؤدي الإجابة عن هذا السؤال إلى تحديد الأشياء (جمع المعلومات) .
2. كيف تصنف الأشياء المتشابهة وكيف ننسبها لبعض ؟ تؤدي الإجابة عن هذه الأسئلة إلى جمع الأشياء وتوزيعها في فئات حسب عنصر من عناصر تشابهها (تصنيف المعلومات) .
3. ما الاسم الذي يمكن أن نطلقه على الأشياء المتشابهة والمتميزة عن غيرها من المجموعات ؟ تؤدي الإجابة عن هذا السؤال إلى تحديد اسم المفهوم أو تكوين المفهوم .
وعملية التكوين تتم على مراحل متدرجة وبصورة بطيئة وأحيانا يبدو وكأن المتعلم كون المفهوم فجأة وبصورة سريعة ولكن في الحقيقة ان هذه الاستجابة قد سبقها بحث وتفكير تضمن عمليات عقلية مثل الملاحظة والتمييز والتنظيم والتقويم .

شروط تكوين المفاهيم هي :
1. ان تتوافر للفرد سلسلة من الخبرات المتشابهة في جانب او اكثر ومجموعة جوانب التشابه هذه هي التي تؤلف المفهوم .
2. يجب ان يتوافر تتابع مناسب من الامثلة الموجبة والسالبة لضمان تعلم المفهوم .
فتكوين المفاهيم يتحدد في ضوء جميع الملامح (الخصائص) التي يمكن ان ترتبط بالمفهوم وتميزه عن غيره .
ان تكوين المفاهيم لدى الطلبة بصورة عامة يتم من خلال التعامل مع المثيرات التي يواجهونها او يتعرضون لها فتتكون لديهم صورة عقلية عنها بناءً على ادراكهم للصفة ، وتتخذ هذه الصورة اسماً او رمزاً خاصاً يعتمد على المفهوم .
فتعلم الطالب مفهوم الانتحاء الضوئي يقودنا إلى ان نعرض عليه أمثلة كدوران نبات زهرة الشمس باتجاه الضوء يشاهدها ويراقب دوران زهرة النبات مع حركة الشمس ، فتتكون لديه صورة عقلية للانتحاء تجعله قادراً على تمييزه عن غيره كالانتحاء الأرضي ، اذ يصبح فيما بعد لديه القدرة على رسمه وفق الخصائص التي جمعها عنه من قبل ، مستخدماً الصورة الذهنية التي تكونت لديه نتيجة ادراكه له بحواسه ، وبذلك اصبحت كلمة انتحاء ضوئي دليلاً على هذا المفهوم ، كما ان رؤيته لحركة زهرة الشمس او صورة نبات زهرة الشمس متجهاً نحو الشمس تدفعه ليطابق بين الرسم الذي امامه والصورة التي في ذهنه ، لينطق كلمة انتحاء ضوئي .
عملية تكوين المدركات او المفاهيم
عملية تكوين المدركات عملية طبيعية تبدأ قبل دخول الفرد الى المدرسة. انه يكتشف المفاهيم في بيئته اذ يستطيع ان يميز بين القطار والسيارة ، بين الام والاب والاخوة ، بين الكلب والقطة .... الخ أي أن تكوين المدركات لا تيم فقط عن طريق المدرسة والتدريس بل يمكن أن يتم بدونهما . بل أن التدريس التقليدي المبني على الحفظ الاصم وقلة النشاطات والتجارب غالباً
ما يعيق عملية تكوين المفاهيم عند التلاميذ .
وتتم عملية تكوين المدركات عند الطفل عن طريق الادراك الحسي اٌولا ثم الفهم والادراك العقلي ثانياً , فعندما يشاهد الطفل احدى المناضد لأول مرة ثم مناضد اخرى بعد ذلك تتكون له صوره واضحة عن ماهية المنضدة أي يتكون لديه مفهوم المنضدة كذلك عندما يشاهد الطفل حيوانات متعددة تتكون لديه صورة عقلية ( مفهوم ) لماهية وتركيب الحيوان . أي أن الإدراك العقل يتكون عند الطفل بعد ان يتكون لديه الإدراك الحسي . لذلك ففي تدريس العلوم بشكل خاص يجب ان يتم الانتقال من المحسوس الى المعقول أي يجب أن نغني ونثري تدريس العلوم في المرحلة الابتدائية خاصة بالوسائل والاشياء المحسوسة التي يمكن ان يراها و يلمسها و يشمها و ويسمعها الطفل . وغالبا ما تتضمن عملية تكوين أو المدركات مراحل ثلاث هي على التعاقب : التمييز والتعميم والقياس . وفي التمييز يقوم الفرد بملاحظات متعددة لبعض الاشياء والظواهر ليستخلص نقاط تشابه واختلاف بينها , فمثلا يرى نقاط التشابه والاختلاف بين الطيور والحيوانات الاخرى ثم يتوصل الى أن الطيور لها صفات معينة لا تتوافر عند حيوانات اخرى ( تعميم ) . ثم اذا ما شاهد حيواناً بعد ذلك يستطيع ان يدرك ( يفهم ) بأنه طير أم لا بناء على التعميمات التي كونها سابقا أي أنه يقوم بالمقارنة ( بالقياس ) ما هو موجود أمامه ألآن بالمعلومات السابقة التي كونها من قبل .
كيف نساعد الطالب في تكوين المفاهيم العلمية لديه ؟
تأخذ عملية تكوين المفاهيم وقتاً اطول من حفظهم للحقائق ، اذ يحتاج التلميذ عند تكوينه المفاهيم الى البحث عن نقاط التشابه والاختلاف والتنظيم والتوحيد للتوصل الى ما يربط الحقائق والخروج بمفهوم او مدرك ، لذلك لكي نساعد الطالب في عملية تكوينه للمفاهيم العلمية لابد من الاخذ بنظر الاعتبار النقاط الاتية :
1. تجهيز الطلاب بالمعلومات العلمية المنظمة والمترابطة اذ أن المعلومات العلمية هي المادة التي تبنى منها المدركات العلمية , والمدركات لا تبنى من الفراغ .
2. استعمال مدرس العلوم لأكثر من طريقة تدريس واحدة , كما يؤٌكد على الخبرات الحسية ونشاطات التلاميذ وفعالياتهم . أن طرق التدريس التي تعد الطالب هو مركز الثقل في العلميةٌ التعليمية والتي تشجع على ممارسته للعمليات العقلية المختلفة من استنتاج وتلخصٌ ومقارنة وقياس وغير ذلك هي احسن الطرق في مساعدة الطالب على تكوين المفاهيم العلمية .
3. التجارب المختبرية المبنية على التخطيط والدراسة تعد وسيلة جيدة لتكوين المفاهيم العلمية طالما هي تعتمد على الملاحظة والقياس والاستنتاج للتوصل الى نتائج عامة ولقد وجد نتيجة البحث ان المدرك اسهل تكويناً اذا اعتمد على اساس مادي ( خاص ف المرحلة الابتدائية والمتوسطة ) أي له وجود يستطيع الطالب رؤيته وتحسسه . ومن امثلة المفاهيم المحسوسة: البذور , الحوامض , العتلة , الزواحف , 00000 الخ عكس المدركات التي لا يمكن تحسسها وتحتاج الى تجريد في التفكير كالكثافة والتطور والاواصر الكيميائية وغير ذلك . أن احسن طريقة لمساعدة الطالب على تكوين المدركات اتاحة التجريب الفردي له , اي يجرب بنفسه و يستخدم الطرق والوسائل التي يختارها هو ، اذ ان كل طالب يتعلم بطريقة تختلف عن الطريقة التي يتعلم بها الطلبة الاخرون . وهذا ما يؤكد ضرورة مراعاة الفروق الفردية في التدريس .
4. الوسائل التعليمية مثل المصورات والافلام والشفافيات والمجسمات وغيرها كذلك السفرات
الميدانية ( العملية ) أن احسن التخطيط لها فأن لها فائدة كبيرة في تعلم المفاهيم العلمية .
5. الاختصار في عدد المفاهيم بدل التوسع يتيح المجال للطالب لآن يكون مفاهيم عميقة وواضحة لديه . وهذا يؤكد عدم حشو مناهج العلوم بمواد كثيرة لا تتيح للطالب فرصة جيدة المفاهيم العليمة بشكل جيد .
6. تدريس المدرك العلمي في نواح وعلوم متعددة افضل من تدريسه في ناحية او موضوع واحد
فعند تدريس مفهوم الانتشار مثلا يفضل تدريسه في تجربة فيزيائية ، وفي توضيح عملية تغذي
الجذور او في تأثير زيادة السماد الكيمياوي على النبات . أن هذا التنوع في المداخل من شأنه أن يدعم تدريس المفهوم ويرسخه اكثر مما لو درس المفهوم في مضمار واحد فقط . وهذا ما يؤكد تدريس العلوم بشكل متكامل وليس منفصلاً خاص في المرحلة الابتدائية والمتوسطة .
7. التأكيد على استخدام المفهوم العلمي بين الحين والآخر وبمستوى اعلى كل حين بدلا من مروره على الطالب مرة واحدة فقط . وهذا ما يؤكد أهمية التركيب اللولبي للمنهج , أي يكون تدريس المدركات في مراحل دراسية مختلفة وكل مرة بشكل اكثر تعقيداً وتفصيلاً من المرة السابقة.
8. القراءات الإضافية الموسعة التي تعطى للتلاميذ تساعد في تكوين وتعميق المدركات العلمية
لديهم خاصة القراءات التي لها علاقة بالمفاهيم التي تتضمنها مناهج الدراسة . وهذا يؤكد ضرورة اغناء المكتبات بالكتب العلمية التي لها علاقة بمفاهيم الدراسة .

9. اعطاء اكبر قدر ممكن من الامثلة اثناء التدريس ، لان الامثلة الكثيرة التي تعرض للطالب حول ما يدرسه تعينه على تكوين صورة اوضح للمدرك لديه .
10. ربط المفاهيم بخبرات الطالب السابقة وكذلك ببيئته التي يعيشها . فالطالب الريفي يفهم
امتصاص الجذور للماء وتكوين الأزهار والأثمار وتكاثر الحيوانات الأليفة أكثر من أبن المدينة كما أن الطالب المدني يفهم الآلات والأجهزة الكهربائية والمفاهيم الت تعتمدها أكثر من أبن الريف .