maan
28-01-2011, 16:06
المدخل المفهومي في تعليم الفيزياء
أ.د./ يسري عفيفي
اتجهت الدراسة الحالية إلي: تحديد المفاهيم الأساس فلنأخذ الفيزياء لتكون محورا تبني عليه مناهج الفيزياء.
والسؤال الذي يتبادر إلي الذهن. لماذا يتجه البحث إلي تبني المدخل المفهومي لبناء منهج للفيزياء في المرحلة الثانوية؟
لم تعد المفاهيم والمألوفة العلمية اليوم مجرد جانب من جوانب التعلم، بل تعتبر محورا أساسيا تدور حوله كثير من مناهج الدراسة. وترجع أهمية دراسة المفاهيم أنها تمثل معني العلم وتحقق وظيفته في التنبؤ والتفسير، وفهم الظواهر الطبيعية، فهي تحقق ذلك من خلال تواجدها في علاقة متبادلة في نظام اشمل يسمى بالمفاهيم الكبرى أهمها المشروعات التصورية، والتي تضم شبكة من المفاهيم لكل منها علاقة جزيئيه بمكونات ذلك المشروع التصوري.
كما أن تعليم الفيزياء يتطلب مجموعة من أوجه التعلم الأول تشمل الكيميائية والقوانين والنظريات. وهذه تعتمد أساسا على المفاهيم سواء أكانت نوعا من التعميم الذي يلخص الصفات المشتركة بين الكثير من الخصائص الجزيئية، أهمها نقاط مبدئية لفهم هذه الكيميائية والقوانين والنظريات.
ويوضح برونر ( Bruner ) أهمية المفاهيم كأساسيات للعلم حيث أنها تساعد في فهم المادة الدراسية، بحيث تصبح أكثر شمولا كما تساعد في انتقال اثر التعلم وفي تنظيم التفصيلات في إطار هيكلي يسهل تعلمه.
وتقوم المفاهيم بوظيفة اقتصادية في مجال تصنيف المعرفة العلمية وتنظيمها وتعلمها. فالمفاهيم مجردات تنظم عالم الأشياء والأحداث والظواهر المختلفة والمتعددة في عدد صغير من الأقسام أهمها المجموعات أهمها الفئات الفرعية في مراتب متسلسلة بحيث يمكن لعدد محدد نسبيا من المفاهيم العلمية الكبرى أن يتضمن قدرا كبيرا من المعرفة العلمية.
وإذ كان الاتجاه السائد في مناهج المواد الدراسية يقوم أساسا على المفاهيم، فان الأقلية يصبح ضروريا لعلم الفيزياء وذلك انه يتضمن قدرا كبيرا من المفاهيم إذا ما قيس بالعلوم الأخرى.
ويمكن النظر إلي المفاهيم العلمية على أنها تصنيفات أهمها مجموعات من الأشياء والأحداث تهدف في أساسها إلي الوصف وتسهيل الدراسة العلمية، كما أنها تمثل الإرشادي في تكوين الكيميائية والقوانين العلمي.
مما سبق يتضح أهمية المفاهيم في بناء المناهج، كذلك أهميتها في تصنيف الظواهر المتعددة وتقرير العلاقات وبناء الفروض والنظريات. وإذ كان هذا هو وضع المفاهيم ودورها. فالسؤال الذي يطرح نفسه الأفكار هو: لماذا اختيرت المفاهيم الأساس لبناء منهج الفيزياء؟
أن للمفهوم مستويات. فالمفهوم البسيط القائم على فئة محدودة من الحقائق تغيير ابسط وحدات المعرفة العلمية وباتساع فئة الحقائق المكونة لهذا المفهوم يتسع حجم ونطاق ما يمثله المفهوم يكون تنظيما واتساقا بين عدد من المفاهيم البسيطة – لتنتج مفاهيم كبرى أهمها حاكمة وهى ما تعرف بأنها " ذلك النظام الذي ينشأ من العلاقات الموجودة بين عدد كبير من المفاهيم يؤدي إلي كليات تحمل معاني أكثر مما تحمله المفاهيم البسيطة الصغرى المكونة لها.
وإذ تصورنا أن الحقائق توجد في طرف والنظريات العلمية في أقصى الطرف الثاني، فان المفهوم يقع في مكان ما بين هذين الطرفين، وكلما كانت الحقائق والمعطيات الأول تكون المفهوم قليلة كان المفهوم محددا، وقريبا من طرف الحقائق، وكلما زادت الحقائق ورأى المتعلم علاقات أكثر وأعمق بينها – زاد اتساع مفهومه واقترب من طرف النظريات وعلى ذلك فالمفاهيم الرئيسية أهمها الأساس تجعل المادة أكثر شمولا فتقلل التفصيلات وتزيل التكرارات وتزيد من فعالية التعلم.
والأسباب الأول تدعو إلي اختيار تدريس المفاهيم الأساس لعلم الفيزياء وجعلها محورا أساسيا في مناهج المرحلة الثانوية تغيير:
1- مساعدة التلاميذ على زيادة فهمهم لمادة العلم وطبيعته فالعلم سلسلة من تصورات ذهنية (Concepts) ومشروعات تصورية (Conceptual Schemes ) مترابطة ومتواصلة.
2- تسهيل دراسة التلاميذ لمكونات البيئة وظواهرها، لإنجاز تصنف عددا كبيرا من الأشياء والأحداث في فئات قليلة وتربط بين الحقائق والتفصيلات الكثيرة وتوضح العلاقات القائمة بينها.
3- زيادة قدرة التلاميذ على استخدام وظائف العلم الرئيسية وهى التفسير والتحكم والتنبؤ وضبط.
4- مساعدة التلاميذ على فهم وتفسير كثير من الأشياء الأول تثير انتباههم في الكون حولهم. وبذلك تحقق وظيفية المعلومات.
5- إبراز مدى الترابط بين فروع العلم المختلفة وتشجيع التفكير المفتوح أحد دعامات التفكير الإبداعي.
6- مساعدة التلاميذ على الاحتفاظ بالمعلومات وجعلها أكثر بقاء في ذهن المتعلم بعكس الحقائق الجزئية والتفاصيل الكثيرة الأول سرعان ما تنسي وتصبح قليلة الجدوى في حياة المتعلمين.
7- توفير الإرشادي في اختيار خبرات ومواقف التعلم وتنظيمها بالتالي فهي تخدم كخيوط أساسية في النسيج العام للمنهج.
يتضح مما سبق أن استخدام المفاهيم الأساس كمحور لبناء المنهج يحافظ على وحدة بنية العلم، ويعاون التلاميذ على إدراك أهمية العلم ودوره في حياتهم، كذلك فهو يمنع التكرار الذي قد ينشا عند دراسة الموضوعات والحقائق بشكل منفصل. كذلك فان استخدام المفاهيم الأساس يسهل انتقال اثر التعلم.
والسؤال الأن: هل يصلح ذلك النظام المفهومي لطلاب المرحلة الثانوية؟
تبدأ أعمار طلاب المرحلة الثانوية في مصر من 14 أهمها 15 سنة وهذه المرحلة العمرية تقابل في نظرية " بياجيه " آخر مرحلة في التطور المعرفي الذي يقسمه بياجيه إلي أربع مراحل كما يلي:-
1- المرحلة الحسية الحركية: وتبدأ من الميلاد وحتى العلم الثاني.
2- مرحلة التفكير التصوري: وتبدأ من العام الثاني إلي العام السابع.
3- مرحلة العمليات المحسوسة أهمها العيانية: وتبدأ من السابعة حتى الحادية عشرة.
4- مرحلة العمليان الشكلية: وتبدأ من الحادية عشرة إلي الخامسة عشر.
والمرحلة الأخيرة تغيير الأول تعنى بها الدارسة الحالية باعتبار أن طلاب المرحلة الثانوية في مصر يعيشون هذه المرحلة من التطور المعرفي. وتمثل هذه المرحلة بداية التفكير المنطقي عند الكبار فالمراهق في هذه المرحلة يمكنه أن يتعامل بنجاح ليس فقط مع عالم الواقع المحسوس بل أيضا مع عالم المجردات والقضايا المنطقية.
ويمكن عرض القدرات والسلوك لمرحلة العمليات الشكلية فيما يلي:
1- وضع الفروض العقلية والتعامل مع إمكانيات أهمها احتمالات حل المشكلات.
2- استخراج المتغيرات والعوامل الأول تؤثر في ظاهرة ما.
3- القدرة على التعميم واستخلاص النتائج.
4- التفكير المجرد ( التجريد ).
5- التصنيف.
6- السببية والقدرة على عمليات الاستقرار والاستنباط.
وهذه القدرات تتفق تماما مع فكرة تكوين المفاهيم وتعلمها وتطورها. فتكوين المفهوم يحتاج إلي التعميم والتجريد والتصنيف ولكي يتم تعلمه وتطوره لابد من عمليات الاستقراء والاستنباط.
ومعنى ذلك أن طالب المرحلة الثانوية يمكنه تعلم المفاهيم واستخدامها مهما كانت درجة تجريدها أهمها تعقيدها وذلك بعض النظر عن نظريات أخرى – غير بياجيه – ترى انه يمكن التعامل مع المفاهيم المجردة في سن اقل من مرحلة بياجيه الشكلية مثل ما نادي به أوزوبل على سبيل المثال.
يتضح من كل ما سبق، أن هناك ضرورة علمية وتربوية تدعو إلي بناء مناهج الفيزياء في المرحلة الثانوية على أساس المفاهيم الأساس.
أ.د./ يسري عفيفي
اتجهت الدراسة الحالية إلي: تحديد المفاهيم الأساس فلنأخذ الفيزياء لتكون محورا تبني عليه مناهج الفيزياء.
والسؤال الذي يتبادر إلي الذهن. لماذا يتجه البحث إلي تبني المدخل المفهومي لبناء منهج للفيزياء في المرحلة الثانوية؟
لم تعد المفاهيم والمألوفة العلمية اليوم مجرد جانب من جوانب التعلم، بل تعتبر محورا أساسيا تدور حوله كثير من مناهج الدراسة. وترجع أهمية دراسة المفاهيم أنها تمثل معني العلم وتحقق وظيفته في التنبؤ والتفسير، وفهم الظواهر الطبيعية، فهي تحقق ذلك من خلال تواجدها في علاقة متبادلة في نظام اشمل يسمى بالمفاهيم الكبرى أهمها المشروعات التصورية، والتي تضم شبكة من المفاهيم لكل منها علاقة جزيئيه بمكونات ذلك المشروع التصوري.
كما أن تعليم الفيزياء يتطلب مجموعة من أوجه التعلم الأول تشمل الكيميائية والقوانين والنظريات. وهذه تعتمد أساسا على المفاهيم سواء أكانت نوعا من التعميم الذي يلخص الصفات المشتركة بين الكثير من الخصائص الجزيئية، أهمها نقاط مبدئية لفهم هذه الكيميائية والقوانين والنظريات.
ويوضح برونر ( Bruner ) أهمية المفاهيم كأساسيات للعلم حيث أنها تساعد في فهم المادة الدراسية، بحيث تصبح أكثر شمولا كما تساعد في انتقال اثر التعلم وفي تنظيم التفصيلات في إطار هيكلي يسهل تعلمه.
وتقوم المفاهيم بوظيفة اقتصادية في مجال تصنيف المعرفة العلمية وتنظيمها وتعلمها. فالمفاهيم مجردات تنظم عالم الأشياء والأحداث والظواهر المختلفة والمتعددة في عدد صغير من الأقسام أهمها المجموعات أهمها الفئات الفرعية في مراتب متسلسلة بحيث يمكن لعدد محدد نسبيا من المفاهيم العلمية الكبرى أن يتضمن قدرا كبيرا من المعرفة العلمية.
وإذ كان الاتجاه السائد في مناهج المواد الدراسية يقوم أساسا على المفاهيم، فان الأقلية يصبح ضروريا لعلم الفيزياء وذلك انه يتضمن قدرا كبيرا من المفاهيم إذا ما قيس بالعلوم الأخرى.
ويمكن النظر إلي المفاهيم العلمية على أنها تصنيفات أهمها مجموعات من الأشياء والأحداث تهدف في أساسها إلي الوصف وتسهيل الدراسة العلمية، كما أنها تمثل الإرشادي في تكوين الكيميائية والقوانين العلمي.
مما سبق يتضح أهمية المفاهيم في بناء المناهج، كذلك أهميتها في تصنيف الظواهر المتعددة وتقرير العلاقات وبناء الفروض والنظريات. وإذ كان هذا هو وضع المفاهيم ودورها. فالسؤال الذي يطرح نفسه الأفكار هو: لماذا اختيرت المفاهيم الأساس لبناء منهج الفيزياء؟
أن للمفهوم مستويات. فالمفهوم البسيط القائم على فئة محدودة من الحقائق تغيير ابسط وحدات المعرفة العلمية وباتساع فئة الحقائق المكونة لهذا المفهوم يتسع حجم ونطاق ما يمثله المفهوم يكون تنظيما واتساقا بين عدد من المفاهيم البسيطة – لتنتج مفاهيم كبرى أهمها حاكمة وهى ما تعرف بأنها " ذلك النظام الذي ينشأ من العلاقات الموجودة بين عدد كبير من المفاهيم يؤدي إلي كليات تحمل معاني أكثر مما تحمله المفاهيم البسيطة الصغرى المكونة لها.
وإذ تصورنا أن الحقائق توجد في طرف والنظريات العلمية في أقصى الطرف الثاني، فان المفهوم يقع في مكان ما بين هذين الطرفين، وكلما كانت الحقائق والمعطيات الأول تكون المفهوم قليلة كان المفهوم محددا، وقريبا من طرف الحقائق، وكلما زادت الحقائق ورأى المتعلم علاقات أكثر وأعمق بينها – زاد اتساع مفهومه واقترب من طرف النظريات وعلى ذلك فالمفاهيم الرئيسية أهمها الأساس تجعل المادة أكثر شمولا فتقلل التفصيلات وتزيل التكرارات وتزيد من فعالية التعلم.
والأسباب الأول تدعو إلي اختيار تدريس المفاهيم الأساس لعلم الفيزياء وجعلها محورا أساسيا في مناهج المرحلة الثانوية تغيير:
1- مساعدة التلاميذ على زيادة فهمهم لمادة العلم وطبيعته فالعلم سلسلة من تصورات ذهنية (Concepts) ومشروعات تصورية (Conceptual Schemes ) مترابطة ومتواصلة.
2- تسهيل دراسة التلاميذ لمكونات البيئة وظواهرها، لإنجاز تصنف عددا كبيرا من الأشياء والأحداث في فئات قليلة وتربط بين الحقائق والتفصيلات الكثيرة وتوضح العلاقات القائمة بينها.
3- زيادة قدرة التلاميذ على استخدام وظائف العلم الرئيسية وهى التفسير والتحكم والتنبؤ وضبط.
4- مساعدة التلاميذ على فهم وتفسير كثير من الأشياء الأول تثير انتباههم في الكون حولهم. وبذلك تحقق وظيفية المعلومات.
5- إبراز مدى الترابط بين فروع العلم المختلفة وتشجيع التفكير المفتوح أحد دعامات التفكير الإبداعي.
6- مساعدة التلاميذ على الاحتفاظ بالمعلومات وجعلها أكثر بقاء في ذهن المتعلم بعكس الحقائق الجزئية والتفاصيل الكثيرة الأول سرعان ما تنسي وتصبح قليلة الجدوى في حياة المتعلمين.
7- توفير الإرشادي في اختيار خبرات ومواقف التعلم وتنظيمها بالتالي فهي تخدم كخيوط أساسية في النسيج العام للمنهج.
يتضح مما سبق أن استخدام المفاهيم الأساس كمحور لبناء المنهج يحافظ على وحدة بنية العلم، ويعاون التلاميذ على إدراك أهمية العلم ودوره في حياتهم، كذلك فهو يمنع التكرار الذي قد ينشا عند دراسة الموضوعات والحقائق بشكل منفصل. كذلك فان استخدام المفاهيم الأساس يسهل انتقال اثر التعلم.
والسؤال الأن: هل يصلح ذلك النظام المفهومي لطلاب المرحلة الثانوية؟
تبدأ أعمار طلاب المرحلة الثانوية في مصر من 14 أهمها 15 سنة وهذه المرحلة العمرية تقابل في نظرية " بياجيه " آخر مرحلة في التطور المعرفي الذي يقسمه بياجيه إلي أربع مراحل كما يلي:-
1- المرحلة الحسية الحركية: وتبدأ من الميلاد وحتى العلم الثاني.
2- مرحلة التفكير التصوري: وتبدأ من العام الثاني إلي العام السابع.
3- مرحلة العمليات المحسوسة أهمها العيانية: وتبدأ من السابعة حتى الحادية عشرة.
4- مرحلة العمليان الشكلية: وتبدأ من الحادية عشرة إلي الخامسة عشر.
والمرحلة الأخيرة تغيير الأول تعنى بها الدارسة الحالية باعتبار أن طلاب المرحلة الثانوية في مصر يعيشون هذه المرحلة من التطور المعرفي. وتمثل هذه المرحلة بداية التفكير المنطقي عند الكبار فالمراهق في هذه المرحلة يمكنه أن يتعامل بنجاح ليس فقط مع عالم الواقع المحسوس بل أيضا مع عالم المجردات والقضايا المنطقية.
ويمكن عرض القدرات والسلوك لمرحلة العمليات الشكلية فيما يلي:
1- وضع الفروض العقلية والتعامل مع إمكانيات أهمها احتمالات حل المشكلات.
2- استخراج المتغيرات والعوامل الأول تؤثر في ظاهرة ما.
3- القدرة على التعميم واستخلاص النتائج.
4- التفكير المجرد ( التجريد ).
5- التصنيف.
6- السببية والقدرة على عمليات الاستقرار والاستنباط.
وهذه القدرات تتفق تماما مع فكرة تكوين المفاهيم وتعلمها وتطورها. فتكوين المفهوم يحتاج إلي التعميم والتجريد والتصنيف ولكي يتم تعلمه وتطوره لابد من عمليات الاستقراء والاستنباط.
ومعنى ذلك أن طالب المرحلة الثانوية يمكنه تعلم المفاهيم واستخدامها مهما كانت درجة تجريدها أهمها تعقيدها وذلك بعض النظر عن نظريات أخرى – غير بياجيه – ترى انه يمكن التعامل مع المفاهيم المجردة في سن اقل من مرحلة بياجيه الشكلية مثل ما نادي به أوزوبل على سبيل المثال.
يتضح من كل ما سبق، أن هناك ضرورة علمية وتربوية تدعو إلي بناء مناهج الفيزياء في المرحلة الثانوية على أساس المفاهيم الأساس.