مقدمة: البناء المعرفي للعلم PDF

# مقدمة: البناء المعرفي للعلم - للمعلومات دور هام في العملية التربوية فمن المستحيل ان نتصور وجود مقرر أو وحدة أو درس في العلوم نريد تقدميه للطلاب دون أن يتضمن ذلك المقرر او الوحدة او الدرس محتوى معرفيا يشتمل على تلك المعلومات التي نرغب في تقديمها للطلاب. واذا كان المحتوى المعرفي لأي مقرر من مقررات...

# مقدمة: البناء المعرفي للعلم - للمعلومات دور هام في العملية التربوية فمن المستحيل ان نتصور وجود مقرر أو وحدة أو درس في العلوم نريد تقدميه للطلاب دون أن يتضمن ذلك المقرر او الوحدة او الدرس محتوى معرفيا يشتمل على تلك المعلومات التي نرغب في تقديمها للطلاب. واذا كان المحتوى المعرفي لأي مقرر من مقررات العلوم ذا أهمية بالغة في عملية تدريس العلوم وتعلمها فمن الضرورى اذن أن تكون على دراية بالبناء المعرفي للعلم وبمكونات ذلك البناء وعندما نتكلم عن البناء المعرفي للعلم فائنا نقصد بذلك مكونات المعرفة العلمية والتنظيم المنطقى الذى يربط هذه المكونات بعضها البعض. - وعندما تقوم بتطوير مقررات العلوم فان علينا أن نواجه مشكلة لامفر من مواجهتها. وهذه المشكلة يمكن التعبير عنها في السؤال التالي: كيف نستطيع أن ننقل الى طلابنا تلك المعرفة العلمية المتزايدة يوما بعد يوم وذلك بطريقة لا يتشوه معها البناء المعرفى للعلم وفي نفس الوقت يأخذ التلاميذ فيها فكرة جيدة عن البناء المعرفى للعلم وعن إحداث التطورات العلمية و بمعنى آخر: كيف يمكن تحويل الافكار العلمية فى مجالات العلوم المختلفة الى وحدات تعليمية يستطيع التلاميذ خلالها أن يكتسبوا الافكار ؟ - للاجابة على ذلك السؤال يمكن القول أن هناك عددا من الاساليب يمكن استخدامها لتحويل الافكار العلمية الى وحدات تعليمية . وأكثر هذه الاساليب فعالية هو اختيار عدد صغير من التكوينات الفرضية أو المخططات المفاهيمية (Conceptual Schemes) الهامة والتي نرغب في أن يتعلمها طلابنا . ثم نختار عددا من المفاهيم (Concepts) المرتبطة بكل تكوين من هذه التكوينات فالمفاهيم كما سيأتى توضيحها فيما بعد وهذه تمثل أبسط وحدات التعلم التي يمكن أن يكون لها معنى والخطوة التالية هى ترتيب تلك المفاهيم بحيث يُبنى كل مفهوم على الخبرات السابقة وفي نفس الوقت يعطى الماعه عن الخطوة التالية في سلسلة بناء المخطط المفاهيمي ويعني ذلك أن مطور منهج العلوم يتحمل مهمة صعبة وذات شقين فالمادة الدراسية التي يجب عليه أن يقدمها للطلاب يجب أن تكون سليمة ودقيقة من الناحية العلمية وفى نفس الوقت يجب اعداد تلك المادة بالشكل الذي يمكن معه للطلاب ان يستوعبوها أي ان تكون ملائمة لمستواهم العقلي. - واستخدام التكوينات الفرضية أو المخططات المفاهيمية (Conceptual Schemes) والمفاهيم كأساس لتنظيم محتوى الدراسة له مزايا متعددة أهمها أن التكوينات تزودنا بتنظيم منطقى لمحتوى الدراسة وتقلل الى الحد الأدنى عدم ترابط مادة الدراسة بينما تعمل المفاهيم كوحدات تدريس عملية بالنسبة لتعلم التلاميذ وقد استخدمت تلك الطريقة في اعداد محتوى دراسة مقررات الفيزياء لطلاب المستويات الثالث والرابع والخامس بمشروع نافيلد للمستوى العادى . وعلى الصفحة التالية يوجد محخطط يوضع كيفية اعداد ذلك المحتوى. - وعلى الصفحات التالية نعرض لمكونات البناء المعرفي للعلم : # مكونات البناء المعرفي للعلم ## الحقائق العلمية (Scientific Facts) - تستخدم كلمة الحقيقة في حياتنا اليومية لتشير الى كل ماهو صحيح وما ينطبق على الواقع على أساس من الملاحظة أو الخبرة الحسية المباشرة ولكن الحقيقة العلمية تتطلب فضلا عن ذلك أن تكون قابلة للاثبات والبرهنة على صحتها ويمكن التوصل اليها مره أخرى وتكرارها (أحمد خيرى، کاظم، سعد يسى زكى (ص (٦٨) تحت نفس الشروط التي أمكن فيها ملاحظتها ويعنى ذلك أن الحقيقة تكون قابلة للاثبات فقط تحت الظروف التي أمكن فيها ملاحظتها وهذا يؤكد أن الحقائق العلمية تتميز بثبات نسبى فقط وأنها قابلة لأن يحدث فيها تعديل وتغيير اذا ماتغيرت الظروف والعوامل والطرق والاساليب التي استخدمت للتوصل الى تلك الحقائق. - والحقيقة العلمية هي وحدة البناء المعرفي للعلم أى اللبنه التي تُبنى عليها المستويات الأخرى من المعرفة العلمية والتي تتضمن المفاهيم والقوانين والتعميمات والنظريات العلمية ، والحقائق ليست ذات قيمة كبيرة اذا تم تعلمها بمفردها أو بمعزل عن بعضها البعض ولكى تصبح تلك الحقائق ذات قيمة فانها لابد أن ترتبط مع بعضها البعض في بناء أو نسق معين كأن نتخدمها في تكوين مفاهيم للتوصيل الى قوانين وتعميمات ، ذلك لأن عمليات الشرح والتفسير في العلوم لا تتم إلا من خلال المفاهيم والمبادئ والنظريات بمعنى آخر فإن قدرتنا على أن نتعمق في فهم الظواهر وأن نستبصرها تتزايد كلما استطعنا أن تربط المزيد من الحقائق ببعضها البعض. - واذا كان من الضرورى أن نعمل على ربط الحقائق ببعضها البعض في نسق معين نستطيع من خلاله أن نتعمق فى فهم الظواهر المختلفه ، اذا كان الأمر كذلك فان ذلك الأمر يستتبعه شيئا آخر يجب أن يكون واضحا في أذهاننا وهذا الشيء هو أن تدريس الحقائق للطلاب على أنها النتائج الى توصل اليها العلماء من شأنه أن يؤدى الى اعطاء الطالب صورة مشوهه عن المعرفة العلمية وبناء على ذلك فان مسئولية مدرس العلوم فيما يتعلق بتعلم الطلاب للحقائق العلمية هي مساعدة الطلاب علي تعلم كيفية الوصول الى الحقائق وكيفية وضع هذه الحقائق في أبنية لها مدلول أشمل وأعمق من الحقائق المنعزله ويعنى ذلك أن الحقائق وحدها تُعد عديمة المعنى وغير عملية وغير اقتصادية بالنسبة لعملية تدريس العلوم وتعلمها. - ويشتمل كل مجال من مجالات العلوم على أعداد ضخمة من الحقائق العلمية لا يستطيع أى دارس في العلوم أن يلم بها جميعها وهذا يؤكد ضرورة جمع الحقائق العلنية المرتبطة بالظواهر المختلفة وترتيبها في أبنية عددها قليل ولكنها ذات معنى أكبر وفيما يلي أمثلة لبعض الحقائق العلمية : - ذرة الهيدروجين تحتوي على بروتون واحد والكترون واحدا . - يشتعل الهيدروجين بلهب ازرق باهت غير مضئ وهو غاز متعادل التأثير على عباد الشمس ويتحد مع الأكسحين مكونا الماء . - كثافة الزئبق ١٣٠٦ جم / سم . - يوجد على جذر نبات الفول عقد بكتيرية الخ. - ويوجد نوع آخر من الحقائق أو المعارف يسمى أحيانا بالبيانات (رشدى لبيب؛ ص ١٥ ) وهي أمور حادثة أو واقعة تتصل بمجال معين من حيث علاقته بالمجتمع أو الفرد . مثل : أنواع خامات الحديد الموجودة في مصر - النباتات التي تزرع فى مصر وكميات انتاجها . وهذه البيانات، وان كانت تختلف عن الحقائق العلمية من حيث موضع الاهتمام في كل منها إلا أن طرق اكتسابها تماثل الى حد كبير الطرق التي تكتسب بها الحقائق العلمية. - وتوجد ثلاثة أساليب رئيسية لتعلم الحقائق ( رشدى لبيب، ص ٩٥) وهى : - الملاحظة : - التجريب : - المصادر غير المباشرة : ## المفاهيم العلمية (Scientific Concepts - لا يوجد في الواقع معنى محددا للمصطلح "مفهوم" ينطبق على جميع المجالات فالعلماء في المجالات المختلفة يستخدمون المصطلح بمعاني مختلفة وبالاضافة الى ذلك فان تعريف المفهوم يتوقف على نوع المفهوم وعلى الصفحات التالية نعرض لأنواع المفاهيم وطرق تعليمها. وكيفية اختيار المفاهيم الملاءمة ومزايا استخدام المفاهيم في تدريس العلوم. ### أنواع المفاهيم - تنقسم المفاهيم إلى ثلاثة أنواع هي: معرفية واجرائية وانفعالية، وفيما يلي عرض موجز لكل نوع من أنواع تلك المفاهيم. #### المفاهيم المعرفية (Cognitive Concepts) - ويمكن تصنيفها بدورها إلى ما يلي: - المفاهيم التصنيفية (Classificatory Concepts): - المفاهيم العلاقية أو الارتباطية (Relational Concepts): - المفاهيم النظرية أو التفسيرية (Theoretical or Explanatory Concepts): #### المفاهيم العملية أو الاجرائية - هذا النوع من المفاهيم يمثل طريقة عمل أو اجراء شيء معين، مثل تحديد الأوزان النسبية أو القوة الدافعة الكهربية لعمود كهربى ويرجع سبب تسمية هذا النوع من المفاهيم بالمفاهيم الاجرائية الى أننا لا نستطيع أن نستوعب معنى مفهوما معينا ما لم نكن قادرون على تحديد العمليات أو الاجراءات التي استخدمناها لتطبيق هذا المفهوم على مواقف واقعية. - وهذه العمليات ذات أهمية كبرى في تحديد العلاقات بين المشاهدات التي تبدو لنا مختلفة ذلك أنها تساعدنا علي تحديد الكيفية التي ترتبط بها الظواهر المختلفة ومن بين المفاهيم الاجرائية الهامة في العلوم ذلك الإفتراض بأن الكون تحكمة قوانين وسنن معينة هي السبب في أن الظواهر الكونيه المختلفة تسلك بطريقة ثابته أو أن القياس هو الوسيلة التي عن طريقها تستطيع أن تتأكد من صحة أو عدم صحة افتراضات معينة. - ونحن اذا مانظرنا الى عمليات البحث أو الاستعلام العلمى فى مجال العلوم المختلفة نجد أن هذه العمليات متماثلة وبناء على ذلك فإن بعض خبراء التربية العلمية يرون أنه يمكن استخدام ذلك التماثل في عمليات البحث العلمى فى فروع العلوم المختلفة .... يمكن استخدامه كوسيلة لاحداث تكامل بين فروع العلوم المختلقة وذلك على مستوى المدارس ويعنى ذلك أنه يمكن استخدام الاستعلام العلمى كشكل فعال من أشكال تنظيم مناهج العلوم و ذلك بدلا من مجرد تقديم المعرفة ونتائج الابحاث في مجالات العلم المختلفة . فكما سبق أن أوضحنا فإن أكثر ما يميز - العلوم كمجال معرفى عن مجالات المعرفة الأخرى هو منهج البحث الذى يستخدم فى العلوم وليس المحتوى المعرفي في حد ذاته وبناء على ذلك فمن الممكن بناء المنهج حول عمليات البحث أو الاستعلام بدلا من بنائه حول المفاهيم ويعد منهم العلوم الذى اقترحته الرابطة القومية لمدرسي العلوم بالولايات المتحدة الامريكية The National Science Teachers Associa #### المفاهيم الانفعالية (Affective Concepts) - تعرف المفاهيم الانفعالية ببساطة على أنها تلك الاستجابات التي توصف على أنها اتجاهات ومن امثلة المفاهيم الإنفعالية : الفضولية - الميل - الرغبة فى المزيد من المعرفة، ومن الواضح أن تلك المفاهيم الانفعالية ترتبط بالاهداف الانفعالية. ### طرق تعليم المفاهيم - توجد طريقتان أساسيتان لتعليم المفاهيم ( انظر رشدى لبيبن، ص ۹۸ - ۹۹): - الاستقراء : - القياس (Deduction) : ### أسس اختيار المفاهيم الملائمة لمقررات العلوم - من الأمور الهامة التي يعرفها أى دارس للعلوم هو أنه لن يستطيع أن يتعلم كل ما يشعر بأنه جدير بالتعلم حتى لو أنفق عمره كله محاولا تعلم تلك الاشياء التى يرى أنها تستحق أن تصبح جزء من ذخيرته المعرفية. - وعنى ذلك أن مقررات العلوم لا يمكن ان تشتمل على كل ماترى أنه يستحق أن يدرس للطلاب وتصبح عملية الاختيار بمثابة أمر لا مفر منه ، ذلك أن أية محاولة لتدريس معظم الموضوعات التي يتضمنها أى مجال من مجالات العلم للطلاب فى خلال ثلاث أو أربع سنوات أو أكثر سوف تؤدى - أى المحاوله - الى شكل من أشكال التعلم السطحى ذى قيمة محدودة للغاية ، وهذا التعلم السطحي هو ما تتسم به تلك المقررات السطحية (Watered- down courses) وهي تلك المقررات التي تتضمن مجموعة كبيرة من الحقائق المعزولة التى يشعر التلاميذ أنها ذات قيمة كبيرة والتي هي عرضه لان ينساها التلاميذ بسرعة كما أن تعلمها بهذه الصورة يعطي التلاميذ صورة مشوهه عن طبيعة العلم والاستعلام العلمى وهذا التعلم السطحى الذى تتسم به مقررات العلوم التقليدية كان من الأمور التى جعلت مطورو مناهج العلوم الحديثة يفكرون الكيفية التي يجعلون بها عملية التعلم ذات معنى أكبر عند التلاميذ. - وقد وجد هؤلاء المطورون أنه من الضرورى تحديد عدد المفاهيم التي تقدم للتلاميذ لأن أحد - الأسس الرئيسية التي استخدمت في اختيار : محتوى الدراسة فى مقررات العلوم الحديثه هو التركيز على عدد محدود من الموضوعات التي تسهم في إظهار البناء المفاهيمي للعلوم وقد أدى ذلك الاهتمام بابراز البناء المعرفي للعلم الى وضع المعايير الخاصة بمدى مقابلة المفاهيم للحاجة الفردية ووضعها في المرتبة التالية. - وكنتيجه لذلك فان المفاهيم التي تضمنتها مقررات العلوم الحديثه هي تلك المفاهيم القى اتسمت بالأصالة (authenticity) كما يعرفها العلماء في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والجيولوجيا والمفاهيم التى تتميز بالأصالة هى تلك المفاهيم التى تتسم بالصفات التالية : - تمثل الافكار الرئيسية والتركيب المعرفي للعلم أصدق تمثيل. - لها قدرة كبيرة على تنظيم وشرح أكبر مجموعة من الظواهر والمعلومات. - لها قدرة كامنة كبيرة على التفسير والتعميم والاستدلال. - يمكن تعلمها واكتسابها من خلال مجموعة متنوعة من النماذج والأمثلة من خلال مدى بيئي واسع. - تتضمن فرصا متعددة لتنمية المهارات العقلية وعمليات التفكير المنطقى التي تميز العلوم عن غيرها من المجالات. - يمكن استخدامها في بناء مفاهيم ومبادئ أخرى أكثر فعالية وتعقيدا داخل العلوم وكذلك ان امكن في ايجاد وسيلة ارتباط مع البناء المفاهيمى لمجالات المعرفة الأخرى. - تساعد على فهم دور العلوم فيما حققه الجنس البشرى من انجازات. ### مزايا استخدام المفاهيم في عملية التعلم: - تمتلك المفاهيم امكانات كامنة يمكنها أن تسهم في تعلم كيفية حل المشكلات وكيفية التعلم ، وهذه الامكانات هي السبب الرئيسى الذى من أجله اعتمدت معظم مقررات العلوم الحديثة على المفاهيم ، وفيما يلى بعض المزايا التي يمكن أن تتحقق اذا ما ركزنا على المفاهيم في عملية بناء المقررات. - نستطيع من خلال المفاهيم أن نحصل على مقدار كبير من المعلومات في شكل مكثف ومنظم ذلك أن المفاهيم تتضمن عددا من الحقائق يمكن للتلميذ أن يكتسب منها ما يستطيع وبالمستوى الذي تمکنه منه قدراته ، وبذلك يستطيع التلميذ أن يتحرر من عبء التفصيلات التي كانت تركز عليها المناهج التقليدية وتهتم باكسابها للتلاميذ ويعني ذلك أن تعلم العلوم في صورة مفاهيم يعد أسلوبا جيدا لاختزال مقدار كبير من المعرفة العلمية الميسرة لدينا وتبسيطها . - تمكننا المفاهيم من توسيع نطاق التعلم . أى الذهاب الى أبعد من حدود المعرفة الحالية وذلك دون الحاجة الى معلومات اضافية . فالحقائق المعزوله كما سبق أن أوضحنا ذات قيمة محدودة للغاية فعلى سبيل المثال فان معرفة أن درجة حرارة جسم الانسان في الظروف العادية هي ۳۷ درجة مئوية لاتعد معلومة كافية لتوسيع نطاق ما تعلمناه بينما نستطيع. من خلال دراستنا لمفهوم ثبات الحرارة (Warmbloodedness) أي عدم تغير درجة حرارة الجسم بتغير البيئة ( أن نصف وتفسر أشياء عديدة عن حيوان معين وذلك بمجرد أن نعرف أنه من ذوى الدم الحار . كما أن مفهوم الكتله والحرارة يساعدان التلميذ على أن يعمم منها على اعتبار أنهما مفهومان ولكن لو وُجد هذين المفهومين في عقل التلميذ على أنها تعريفات محفوظة عن ظهر قلب فإنهما في هذه الحالة يكونان كالحقائق لا قيمة عملية لهما في حل المشكلات و السبب في ذلك هو أن المعرفة المتضمنه في المفهوم هي التي تزيد من قدرتنا على تعميم تلك المعرفة ويعنى ذلك أن التلميذ تكون لدية القدرة على اكتشاف معاني جديدة والتوصل الى استدلالات أبعد من الأمثلة المحددة التي تعلمها، وذلك عندما تتم عملية التعلم على أساس المفاهيم. - يمكن استخدام المعرفة التي تُكتسب كمفاهيم فى بناء مفاهيم ومبادئ أكثر تعقيدا وفي تنظيم أي معرفة جديدة داخل بناء منطقى وفي توليد أفكار جديدة وفي عمل تفسيرات واقتراح فروض وفى توجيه عمليات الملاحظة وفي تنظيم المعلومات وتحقيق هذه الوظائف بصورة فعالة يتوقف على عدة شروط من بينها مدى استيعاب التلميذ لمحتوى المفهوم - مدى ادراك التلميذ لحدود المفهوم وامكانية تطبيقة على مواقف جديدة - مدى قابلية التلميذ واستعداده ودافعيتة لتطبيق ما يتعلمة - مدى توفر الخبرة لدى التلميذ في استخدام المفاهيم في مواجهة مشاكل جديدة. - للمفاهيم قدرة على التنبؤ بما يمكن أن يحدث تحت شروط معينة أو في بيئات معينة وفيما يتعلق بتلك الميزة فان المفهوم والنظرية يؤديان نفس الوظيفة حيث أن كل منهما يسمح بعمل استدلالات و مجالات ليست لنا بها خبرة سابقة. - التداريب والتجارب المعملية التي نطلب فيها من التلاميذ أن يسجلوا وأن يلخصوا وأت يكتبوا ملاحظاتهم ... هذه التداريب والتجارب هي ببساطة أوعية فارغة بلا معلومات ولا يمكن لهذه الملاحظات أن تتحول الى معلومات ذات معنى الا اذا قمنا بتصنيفها - ### التعميمات العلمية (Scientific Generalization) - عندما تتجمع لدينا مجموعة من الحقائق أو المشاهدات التي تجمعها صفة مشتركة فاننا يمكن أن نصيغ عبارة أو تقريرا يعبر عن الصفة المشتركة التي تجمع بين هذه الحقائق أو المشاهدات وهذه العبارة أو التقرير تسمى "تعميما " أى أن التعميم هو ببساطة عبارة مصاغة تقرر العلاقة التي تربط بين مجموعة من الحقائق أو المشاهدات وذلك على أساس الصفة المشتركة بين هذه الحقائق أو المشاهدات . ويعنى ذلك أن التعميمات تعمل على تجميع الحقائق التي بينها صفة مشتركة في نسق معين يعبر عن هذه الصفة ولذا فان التعميمات تتميز بان التعامل معها أسهل من التعامل مع المعلومات الخام ( الحقائق أو المشاهدات ) ، ذلك أن التعميمات تسهم بدور كبير في عملية تنظيم الكسرات المعرفية المجزأة وترتيبها داخل اطار أشمل يمكن من خلاله فهم تلك الكسرات المعرفية واستيعابها بشكل أفضل. - ويرى البعض أنه لا يوجد فرقا كبيرا بين التعميمات والمفاهيم التصنيفية . فكلاهما يُستخلص من الحقائق أو المشاهدات وكلاهما يُعبر عن الصفة المشتركة بين هذه الحقائق أو تلك المشاهدات وبناء على ذلك فان الفرق بين التعميمات والمفاهيم التصنيفية ينحصر في الصياغة التي تعبر بها عن الصفة المشتركة التي تربط بين مجموعة الحقائق أو المشاهدات موضع الاهتمام ففي حالة المفاهيم التصنيفية فاننا نستخلص أسما يعبر عن الصفة المشتركة بين هذه الحقائق أو المشاهدات . أما في حالة التعميم فاننا نعبر عن هذه الصفة المشتركة بوضعها داخل عبارة عامة توضح سلوك الظواهر موضع الملاحظة وبالشكل الذى تبرز فيه تلك الصفة المشتركة فاذا ما لاحظنا مثلا ان النحاس يتمدد بالحرارة وأن الحديد يتمدد بالحرارة، وأن الألمنيوم يتمدد بالحرارة وأن الفضه تتمدد بالحرارة ؛ الخ فان هناك صفة مشتركة تجمع بين هذه الفلزات ألا وهى التمدد بالحرارة. فاذا ما أردنا أن نستخلص اسما ( مفهوما ( يُعبر عن هذه الصفة المشتركة فاننا سوف نستخلص كلمة " التمدد " وهي المفهوم التصنيفي الذي يعبر عن تلك الصفة المشتركة بين الفلزات . أما اذا أردنا أن نعبر عن سلوك .. الفلزات فيما يتعلق بالتمدد وذلك في عبارة تقريرية تبرز هذه الصفة المشتركة فاننا سوف نقول أن جميع الفلزات تتمدد بالحرارة " وهذا التعميم يعبر عن العلاقة بين الفلزات ومن هذا يتضح ان الفرق بين التعميم والمفهوم التصنيفي ليس فرقاً جوهرياً، وانما في طريقة التعيير عن الصفة المشتركة بين عدد من الحقائق والمشاهدات. - ونظرا لأن التعميمات تُبنى غالبا على اساس توفر العديد من الحقائق أو المشاهدات التي تجمعها صفة مشتركة ... فإن العملية الأساسية التى تساعد على بناء تلك التعميمات هي عملية الاستقراء. - وبالتالي فإنه يمكننا - كمدرسين للعلوم - أن نستخدم عملية الاستقراء لكي نوضح لتلاميذنا كيفية التوصل الى التعميمات العلمية، فنطلب من التلاميذ تجميع بيانات متصلة ببعض الظواهر وأن يحاولو أن يرتبوا هذه البيانات وأن يضعوها في نسق يعبر عن الصفة المشتركة التي تجمع بين هذه الظواهر فمثلا اذا قام مدرس البيولوجي أو تلاميذ الفصل بعمل شرائح ميكرسكوبية من أنسجة نباتات مختلفة وقاموا بفحصها تحت الميكروسكوب فانهم سيتوصلون فى نهايه الدرس الى تعميم مؤداه أن " جميع النباتات تتكون من خلايا أن هذه الخلايا أنواعها مختلفة" وهذا التعميم لا يتم التوصل إليه الا على أساس عدد كبير من المشاهدات . والعملية الاساسية المتضمنة هنا هي عملية الاستقراء، أي تتبع الجزئيات للوصول إلى كليات أو عموميات " إلا أن المشكلة الاساسية هنا هي أن هذه العملية تتطلب وقتاً كبيراً للوصول إلى التعميم، وهو الأمر الذي يجعل عملية التعلم بطيئة بشكل ملحوظ. - وللتغلب على هذه المشكلة يمكن للتلاميذ أن يقوموا بدراسة عدد محدود من الأمثلة ثم يقوم المدرس بعد ذلك بتقديم باقى الأدلة التي تساعد على بناء التعميم، كما يمكن أيضاً استخدام طريقة القياس في تعلم التعميمات أو المزج بين طريقتي الاستقراء والقياس تماماً كما هو الحال في تعلم المفاهيم. - وللتعميمات قيمتها التنبؤية، وتزداد القيمة التنبؤيه لتعميم ما كلما كان هذا التعميم مبنيا على أساس عدد كاف من الحقائق والوقائع الممثلة للفئة التي يتناولها التعميم ( احمد خیری کاظم، سعد يس ص ۸۳ ) فمثلا التعميم القائل بأن : جميع الفلزات تتمدد بالحرارة وتنكمش بالبرودة مبنى على أساس عدد وافر من المشاهدات لظاهرتي تمدد وانكماش الفلزات، ومن ثم فانه يساعدنا على أن نتنباً بما يمكن أن يحدث لفلز كالنحاس اذا سخن أو برد. - ومن الأمثلة الأخرى للتعميمات ( أحمد خيرى كاظم، سعد يسن ص ٨٣-٨٤). ### المباديء والقوانين العلمية (Scientific Principles and laws) - لكى نعرف مالمقصود بالمبداً أو القانون فإن علينا أن نميز بين نوعين من العبارات النوع الأول : من هذه العبارات أو التقارير ذلك الذى يهتم بالأحداث المفرده المحددة والتي أطلقنا عليها اسم "الحقائق" : أما النوع الثاني من العبارات أو التقارير فهو الذي يهتم بتقديم تعميمات عن العلاقة التي توجد بين فئة من الأحداث. - وكمثال للنوع الأول من الأحداث المفردة يمكن أن يكون : "هذا الطفل درجة حرارته ٣٩ درجة مئوية "أما النوع الثاني : من العبارات. فتمثله عبارة مثل الغذاء يفسد بفعل البكتريا". - تنتمي القوانين، مثلها في ذلك مثل التعميمات ، الى تلك الفئة من العبارات العامة فقوانين نيوتن للحركة، وقانون أوم وقانون بويل، مثلا، يُؤكد على وجود علاقة بين مفهومين أو أكثر وتحدد طبيعة تلك العلاقة، وكل مفهوم من المفاهيم التي يتضمنها كل قانون مبنى على مجموعة من الظواهر التي يمكن ادراكها وملاحظتها أما بشكل مباشر أو بشكل غير مباشر. - وعلى الرغم من أن التعميمات والقوانين العلمية تنتميان إلى فئة العبارات العامة الا أن هناك عددا من الفروق بينهما . وأول هذه الفروق ان التعميمات العلمية تركز بصورة عامة، ولكن صادقة، على العلاقات. - بين مجموعة من الاحداث أو الحقائق التي تجمعها صفة مشتركة، بينما القوانين أكثر تحديدا من التعميمات فالتعميم بأن جميع الفلزات تتمدد بالحرارة وتنكمش بالبرودة أكثر شمولية من قانون التمدد الطولى مثلا ويعنى ذلك أن التعميمات أكثر شمولية وعمومية من القوانين - الفرق الثاني. ويرتبط بالفرق الأول، بين التعميمات والقوانين يتصل بطبيعة العلاقة التي تربط بين الظواهر المتضمنه والتى يهتم بها كل من التعميم والقانون . فالتعميم يهتم بتصنيف الإشياء وفقا للصفة أو الصفات المشتركة التي تربط هذه الاشياء ببعضها البعض دون أن يُحدد درجة وجود الصفة في كل شئ من هذه الاشياء فالعبارة جميع الفلزات تتمدد بالحرارة تعد عبارة تصنيفية (Taxonomic) توضح لنا أن هناك صفة مشتركة بين جميع الفلزات وهى تمددها اذا سخنت ولكنها لا توضح لنا أي الفلزات أكثر تمددا من الفزات الاخرى، أما القانون فيصيغ العلاقات ويحددها بصورة كمية (Quantitative) تمكننا من التحديد الدقيق لمدى وجود الصفة المشتركة في كل مادة أو شيء فإذا أردنا أن نعرف مثلا أي الفلزات أكثر تمددا من الفلزات الأخرى من حيث الطول فيمكننا أن نرجع الى معادلة التمدد الط - ل = ل د )لی × ( د-د )درد( - وهذه المعادلة تعين لنا معامل التمدد الطولي لأي فلز ومن ثم تعرف أى فلز أكثر تمددا من الفلزات الأخرى . أى أن القانون عبارة عن صياغة كمية تأخذ شكل معادلة رياضية تعبر عن العلاقة التي - تربط بين عدد من الأشياء تعبيرا كميا" وعند تطوير قانونا معينا فعادة ما تتم عمليات القياس التي يتطلبها ذلك التطوير على عدد محدود from the examples, then test the degree of truth of the law for the rest of the cases. For example, to develop a law like the law of longitudinal expansion, for example, it is not necessary to carry out the necessary measurements to develop that law ... it is not necessary to carry out on all metals, but it is enough to carry out on a limited number of metals, then test the truth of the law for the rest of the metals later. - ويمكن ايضا التمييز بين التعميم والقانون على اساس . طريقة اكتشاف كل منهما . فكما أوضحنا من قبل فان العملية الاساسية التي يمكن من خلالها التوصل الى تعميم معين هي عملية الاستقراء (Inducation) أى تتبع الجزئيات للوصول منها - الى الكليات أو العموميات - ، أما بالنسبة للقانون فالحال ليس كذلك : فلا يمكن لنا أن نتصور أنه في حالة قانون مثل قانون أوم، أن جورج أوم قد بدأ بحوثه بتعريف كل من فرق الجهد، وشدة التيار، والمقاومة ثم أجرى عدة قياسات استخدم فيها موصلات مختلقة أمكن له بعدها أن يتوصل الى العلاقة التي تربط فرق الجهد بشدة التيار وانما الذي يمكن تصوره وافتراضه هو أن عملية التوصل الى قانون معين هن بمثابة نشاط عقلى ... ابتكارى يتمكن العالم عن طريقة من اكتشاف العلاقة التي تربط بين عدة مشاهدات ومفاهيم. - وعندما يتم اكتشاف قانونا معينا بحيث يصبح ذلك القانون جزءا أساسياً من بنية المعرفة العلمية ... عندما يحدث ذلك فإن العلماء يبدأون في التحقق من مدى صدق هذا القانون وحدود استخداماته وتطبيقاته ففى حاله قانون مثل قانون أوم، فإن العلماء يبدأون في دراسة امكانية تطبيقية على كل المواد وذلك للتعرف على المواد التي لا تخضع في سلوكها لقانون أوم . مثال آخر هو معادلة فان در فالز التي اكتشفت نتيجة عدم امكان تطبيق قوانين الغازات العادية على الغازات تحت كل الظروف. - خامساً : النظريات العلمية: ### النظرية العلمية - يمكن تعريف النظرية على أنها مجموعة من المسلمات التى تهدف الى تفسير عدد كبير من الظواهر التي تربط بين القوانين ذات الصلة بمجموعة معينه من الظواهر تربطها معا بشكل منطقى . والمسلمة هي عبارة تقريرية يفترض صحتها فى ضوء الادلة الميسرة أما اذا ظهرت أدلة جديدة فإن الأمر قد يتطلب احداث تعديلات في المسلمات ومن ثم تحدث تعديلات في النظرية وعنى ذلك أن النظرية العلمية فى أى مجال عرضه لأن تحدث فيها تعديلات ، وذلك كلما توافرت أدلة جديده. - وهذا هو السبب في أن تصوراتنا عن الذرة قد حدثت فيها تغييرات كثيرة على مر الزمن ، ذلك أنه كلما كانت تتوافر للعلماء أدلة جديدة كانوا يعدلون في النظرية المستخدمة. - وهنا يحتاج الأمر الى أن نوضح الفروق بين القانون والنظرية وأول هذه الفروق أن القانون ذو طبيعة وصفية. فاذا كان القانون يصيغ العلاقة بين عدد من الاشياء أو المتغيرات في صورة كمية فان دور القانون هنا يقتصر عند حد الوصف والتحديد والصياغة . فقانون أوم مثلا يهتم بتحديد النسبة بين فرق الجهد وشدة التيار المار فى موصل ما ، ولكنه لا يفسر السبب الذي من أجلة يزداد فرق الجهد بين طرفي الموصل عندما تزداد شدة التيار المار فيه . أما النظرية فإنها تتعدى حدود الوصف إلى تفسير السبب أو الاسباب التي من أجلها تسلك الظواهر في مجال معين ويتطلب ذلك جمع أكبر عدد ممكن من الادلة والقوانين المتصلة بتلك الظواهر ثم اعمال العقل في وضع عدد من المسلمات الى تحاول أن أن تفسر سلوك تلك الظواهر معتمدين في ذلك على الادلة والقوانين الموجودة ولذا فان مسلمات النظرية يجب أن تكون متناسقة مع القوانين المتصلة بالظواهر موضع الاهتمام . وكمثال لهذا التناسق يمكن أن تكون نظرية الحركة في الغازات التي تحاول تفسير اسباب سلوك الغازات بكيفية معينه . والتي يمكن أن تشتق منها أى من المسلمات قوانين الغازات. - فرق آخر بين القوانين والنظريات يتصل بإمكانية ملاحظة الظواهر موضع الاهتمام فيرى بعض العلماء وخبراء تدريس العلوم انه من الممكن ان نميز بين القوانين والنظريات على أساس أن القوانين تتضمن تحديداً للعلاقات بين أشياء يمكن رؤيتها أو ملاحظتها وأن النظريات تتعامل مع أشياء لا يمكن رؤيتها أو ملاحظتها ورغم أن ذلك التمييز ممكن في بعض الاحيان فإنه لا يصلح كأساس للمقارنة في كثير من الاحيان فمثلا الاشياء التي يتضمنها قانون أوم، وهي التيار وفرق الجهد، لا يمكن رؤيتها أو ملاحظتها بشكل مباشر ومع ذلك فانها ترتبط معا لتكون قانون أوم. - وقد اقترح ناجل (Nagel) حلا لتلك المشكلة، ويتلخص هذا الحل فى انه يكفى في حالة القوانين أن تتوافر لدينا اجراءات معملية أو شهودية ) أي تتعلق بالمشاهدة وذلك لإعطاء المصطلحات والاشياء التي يتضمنها القانون معنى اجرائيا بينما فى حالة النظريات فلا توجد مثل هذه الاجراءات المعملية. - وبناء على ذلك فانه في حالة قانون مثل قانون أوم . فانه يمكننا تعريف فرق الجهد اجرائيا وذلك على أساس - مثلا عدد الاعمدة العيارية المتصلة على التوالى ، وشدة التيار على أساس كتلة الماده المترسبة على المهبط في احدى تجارب التحليل الكهربي، بعد ذلك نوضح أن العلاقة بين المتغيرين هي علاقة تناسب طردى . بينما فى حاالة المعادلة الاساسية لنظرية الحركة في الغازات وهي: - ض = ل ن ك ع - والتي تربط ضغط الغاز بعدد الجزيئات في كل وحدة حجوم وكتلة الغاز ومتوسط مربع السرعة الجزيئية ، فمن الواضح أنه لا توجد خطوات اجرائية مباشرة لاختبار هذه العلاقة . فنحن مثلا لا نستطيع أن نرى تلك الجزيئات التي تفترض المعادلة وجودها، كما أننا لا نستطيع أن نقوم بحساب عدد الجزيئات في كل وحدة حجوم من الغاز وذلك باستخدام سرعة كل منها وتحديد متوسط السرعات. - وهذا التمييز يوضح لنا أن القوانين عبارة عن صياغات تربط مابين أشياء أو مفاهيم يمكن تعريفها وتحديدها اجرائيا أى باستخدام اجراءات منطقية ورياضية. وحتى لو أمكن صياغه النظرية في شكل معادلة ( كمعادلة نظرية الحركة فى الغازات ( مثل معادلات القوانين فاننا نستطيع أن ندرك أن هذه المعادلة لنظرية وليست لقانون وذلك اذا دققنا النظر في المصطلحات التي تتضمنها المعادلة لوجدنا انه لا يمكن التوصل اليها باستخدام اجراءات معملية وانما باستخدام اجراءات منطقية ورياضية. -