فهم العلم أمر أساسي في مجتمع اليوم. ويتأثر فهم الجمهور للعلوم إلى حد كبير بتجاربه في المدارس وفصول العلوم. ولذلك من المهم أن يفهم مدرسو العلوم العلوم وأن يقدموا تمثيلا دقيقا لها في فصولهم الدراسية. يعرف العلم بأنه

1. مجموعة من المعارف،
2. عملية تحقيق، و
3. الأشخاص الذين يشاركون في المشروع العلمي.

عادة ما يركز مدرسو العلوم على مجموعة المعارف التي تشكل انضباطهم. يجب على الطلاب أيضا فهم عملية التحقيق العلمي; يجب أن يأتي الفهم من خلال تجاربهم مع عملية في الفصول الدراسية العلوم وخارج المدرسة.

ماذا نعني بالضبط بـ "التحقيق"؟

ويشار إلى "التحقيق" في أدبيات تعليم العلوم لتعيين ما لا يقل عن ثلاث فئات متميزة ولكنها مترابطة من النشاط:

• ما يفعله العلماء (دراسة الظواهر العلمية باستخدام الأساليب العلمية من أجل شرح جوانب العالم المادي)؛
• كيف يتعلم الطلاب (من خلال متابعة الأسئلة العلمية والمشاركة في التجارب العلمية عن طريق محاكاة الممارسات والعمليات التي يستخدمها العلماء)؛ و
• (أ) التربية، أو استراتيجية التدريس، التي اعتمدها مدرسو العلوم (تصميم وتيسير أنشطة التعلم التي تسمح للطلاب بمراقبة وتجربة واستعراض ما هو معروف في ضوء الأدلة) (Minner et al., 2010).

وهذا التعايش في هذا المصطلح يفسر جزئيا الارتباك المرتبط بتنفيذ "تعليم العلوم القائم على التحقيق"، وهو مصطلح يستخدم في حد ذاته كمظلة لمختلف النهج التعليمية، ويتميز بالتركيز على الاختلاف الذي يضعونه على هذه الثلاثة "التحقيق" متميزة الأنشطة.

ويعرّف مجلس البحوث الوطني الأمريكي التحقيق بأنه "مجموعة من العمليات المترابطة التي يطرح بها العلماء والطلاب أسئلة حول العالم الطبيعي ويحققون في الظواهر؛ في القيام بذلك، يكتسب الطلاب المعرفة ويطورون فهماً غنياً للمفاهيم والمبادئ والنماذج والنظريات... وتعلّم العلم بطريقة تعكس كيف يعمل العلم فعلاً" (NRC, 1996: p.214).

كما وصف تعليم العلوم القائم على التحقيق بأنه تعليم وتدريس علمي ينفَّش وعن طريق التحقيق (تامير، 1985؛ وجامعة تامير، 1985؛ وجامعة تامير، 1985؛ وجامعة تامير، 1985؛ وجامعة تامير، 1985؛ وجامعة تامير، 1985؛ وجامعة تامير، 1985؛ [شيبّيتا], 1997; Zion et al., 2004). تعلم العلم كاستعلام يشمل التعلم عن الطريقة التي يتقدم بها المسعى العلمي، وتحليل عملية التحقيق التي يقوم بها الآخرون، وأحيانا باستخدام وجهات النظر التاريخية (Bybee، 2000؛ شواب، 1962). من ناحية أخرى، فإن تعلم العلوم عن طريق التحقيق ينطوي على المتعلم في إثارة الأسئلة البحثية، وتوليد فرضية، وتصميم التجارب للتحقق منها، وبناء وتحليل الحجج القائمة على الأدلة، والاعتراف بالتفسيرات البديلة، وينقل حجات علميّة ([تمير], 1985).

التعلم القائم على التحقيق (IBL) في Go-Lab

يكتسب التعلم القائم على الاستفسار شعبية في المناهج الدراسية العلمية والبحوث الدولية والتدريس. التعلم القائم على التحقيق هو استراتيجية تعليمية يتبع فيها الطلاب أساليب وممارسات مماثلة لأساليب وممارسات العلماء المحترفين من أجل بناء المعرفة (كيسلمان، 2003). إنها عملية اكتشاف علاقات سببية جديدة، مع المتعلم صياغة فرضيات واختبارها من خلال إجراء التجارب و / أو إجراء ملاحظات (بيداستي، الماوتس، ليجين، & سارابو، 2012).

غالبا ما ينظر إليه على أنه نهج لحل المشاكل وينطوي على تطبيق العديد من المهارات حل المشاكل (Pedaste & Sarapuu, 2006). ويشدد التعلم القائم على الاستفسار على المشاركة النشطة ومسؤولية المتعلم عن اكتشاف المعرفة الجديدة للمتعلم (دي جونغ وفان جولينجن، 1998). في هذه العملية، غالباً ما يقوم الطلاب بعملية تعلم ذاتية التوجيه، وتعليمية جزئيًا، وجزئيًا من خلال إجراء تجارب للتحقيق في العلاقات لمجموعة واحدة على الأقل من المتغيرات المستقلة والمستقلة (فيلهلم وBeishuizen، 2003).

وفي المدارس، نركز على المتعلمين: ما هو معارف جديدة لهم ليس - في معظم الحالات - معرفة جديدة للعالم، حتى لو كان من الممكن أن يستخدم العلماء هذا النهج بمرونة في اكتشاف معارفهم الجديدة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التحقيق لا ينطوي دائما على اختبار تجريبي.

فكرة تدريس العلوم عن طريق التحقيق لها تاريخ طويل في تعليم العلوم. هناك تاريخ طويل بنفس القدر من الارتباك حول ما يعنيه تدريس العلوم عن طريق التحقيق، وبغض النظر عن التعريف، تنفيذه في الفصول الدراسية. وقد تم رسميا ً الترويج للتعلم القائم على التحقيق باعتباره تربويا لتحسين التعلم العلمي في العديد من البلدان (Bybee et al., 2008; [هونسلّ] & [مكّون], 2003; Minner et al., 2010) ومنذ نشر تقرير "تعليم العلوم الآن: دراسة جديدة لمستقبل أوروبا" (Rocard et al., 2007) أعلن كأحد الأهداف التعليمية العليا لأوروبا (بعد إجراءات مماثلة في الولايات المتحدة من قبل الأبحاث الوطنية المجلس، 1996، 2000؛ مركز تطوير التعليم، مركز تعليم العلوم، 2007.

مراحل التحقيق ودورة التعلم التحقيق

يطمح التعلم القائم على الاستفسار إلى إشراك الطلاب في عملية اكتشاف علمي أصيلة. ومن منظور تربوي، تنقسم العملية العلمية المعقدة إلى وحدات أصغر ومتصلة منطقياً توجه الطلاب وتوجه الانتباه إلى السمات الهامة للتفكير العلمي. وتسمى هذه الوحدات الفردية مراحل التحقيق، ومجموعة اتصالاتها تشكل دورة التحقيق.

عادة ما تقترح طريقة عرض دورة التحقيق تسلسلاً منظماً للمراحل. ومع ذلك، فإن التعلم القائم على التحقيق ليس عملية خطية موحدة ومحددة. قد تختلف الاتصالات بين المراحل تبعاً للسياق.

غالباً ما تستخدم أوصاف مختلفة لدورات التحقيق في المؤلفات البحثية مصطلحات مختلفة لتسمية المراحل التي هي في الأساس نفس. وتفضيل مصطلح ما على آخر لا يترتب عليه ما دام المصطلحات قد تم تعريفها وفهمها بوضوح. ومن المهم دراسة كيفية ارتباط مراحل التحقيق بالمسار الذي تسير به عملية التفكير في التحقيق.

وبعد تحليل مفصل لـ 32 مقالة، أدى تحليل الأوصاف وتعاريف مراحل التحقيق المعروضة في المقالات التي تم استعراضها إلى وضع إطار جديد للتعلم قائم على التحقيق يتضمن خمس مراحل عامة للتحري:

1. التوجه
2. تصور
3. التحقيق
4. الخلاصة،
5. المناقشه.

إطار التعلم القائم على التحقيق في البحث

وتشمل بعض مراحل التحقيق عدة عمليات فرعية، ولكن جميع مراحل عملية التعلم التحقيق ترتبط ارتباطا وثيقا مع بعضها البعض، وتوفير هيكل يهدف إلى زيادة كفاءة أنشطة التعلم التي أجريت مع مختبرات على الانترنت و أدوات تعليمية إضافية في بوابة الذهاب إلى المختبر.

في المرحلتين الأوليين من الدورة (التوجه والتصور) تتاح الفرصة للطلاب لجمع المعلومات عن سؤال بحثي، وتدوين الملاحظات وبناء الفرضيات والأسئلة التي يريدون التحقيق فيها. يمكن للمعلمين في أماكن التعلم التحقيق توفير الأدوات المناسبة (مثل قوالب الخريطة المفاهيمية، وبرامج البحث، ولوحات الخدش، ومنشئ الفرضية، وما إلى ذلك) لمساعدة الطلاب على العمل بمفردهم.

يحدث التفاعل الفعلي مع المختبر عبر الإنترنت في المرحلة الثالثة، التحقيق (الذي يشمل أنشطة الاستكشاف والتجريب وتفسير البيانات). هنا يقوم الطلاب بجمع بيانات محددة والتحقق مما إذا كانت الفرضية صحيحة أم لا من خلال إجراء تجارب شخصية عبر الإنترنت. كما يمكن للطلاب جمع نتائج التجارب وإجراء تفسير موجه للبيانات التي تم جمعها.

خلال المرحلتين الأخيرتين من عملية التعلم التحقيق (الاختتام والمناقشة)، يتعلم الطلاب كيفية كتابة التفسيرات العلمية التي تربط فرضياتهم بالأدلة التي تم جمعها خلال مرحلة التحقيق. وعلاوة على ذلك، فإنهم يفكرون في عمليات هم التعلم والنتائج، ومقارنتها ومناقشتها مع الطلاب الآخرين. يمكن للمعلمين تقييم نتائج التعلم لطلابهم وتحديد المزيد من الخطوات للفصول القادمة.

تمثل دورة التعلم التحقيق السيناريو الأساسي المستخدم لإنشاء مساحات التعلم التحقيق في منصة التأليف الذهاب مختبر. ومع ذلك، فإنه لا يزال متروك للمعلمة كم والمراحل التي لتشمل في الفضاء لها. من أجل الحصول على بعض الأفكار الأولى على سيناريوهات أخرى التعلم التحقيق، والتي يمكن أن تكون مدعومة مع التحقيق التعلم الفضاء، يرجى زيارة الصفحة سيناريوهات التربوية.

إطار التحقيق في "الذهاب مختبر"

هل التعلم في التحقيق أكثر فعالية؟

وتدعم عدة دراسات كمية فعالية التعلم القائم على التحرّي باعتباره نهجاً تعليمياً. تحليل تلوي مقارنة التحقيق مع أشكال أخرى من التعليم, مثل التعليم المباشر أو الاكتشاف دون مساعدة, وجدت أن التعليم التحقيق أدى إلى التعلم أفضل (متوسط حجم تأثير د = 0.30) (ألفيري, بروكس, ألدريتش, & Tenenbaum, 2011).

وقد شمل التحليل التلوي الذي أجراه فورتاك، وسيدل، وإيفرسون، وبريغز (2012) دراسات باستخدام طائفة واسعة من المصطلحات لوصف التعلم القائم على التحقيق (مثل التعلم البارع، والتعليم الإنشائي)؛ هم أفادوا إجماليّة [منس] تأثير حجم من 0.50 [إين ففوور وف] التحقيق مقاربة على تعليم تقليديّة.

تم العثور على اتجاه إيجابي يدعم التعليم العلمي القائم على التحقيق على أساليب التدريس التقليدية في توليف بحث من قبل مينير، ليفي، والقرن. وجرى استعراض 138 دراسة بميزة واضحة للممارسات التعليمية القائمة على التحرّي على أشكال التعليم الأخرى في فهم مفهومي يستفيد منه الطلاب من خبراتهم في التعلم (Minner et al., 2010).

وبالإضافة إلى ذلك، ثبت أن التعلم الموجه القائم على الإنترنت القائم على التحقيق يمكن أن يحسن مهارات مختلفة في مجال التحقيق، مثل تحديد المشاكل، وصياغة الأسئلة والفرضيات، وتخطيط التجارب وتنفيذها، وجمع البيانات وتحليلها ، وعرض النتائج، واستخلاص استنتاجات (Mäeots، Pedaste، وSarapuu، 2008).

وأخيراً، هناك أدلة بحثية دامغة على أن التحقيق يؤدي إلى اكتساب المعارف (المفاهيمية) على نطاق أفضل (دي جونغ، 2006أ). التطورات التكنولوجية الأخيرة تزيد من نجاح تطبيق التعلم القائم على التحقيق أكثر من ذلك (دي جونغ، سوتيريو، وجيليت، 2014). وتعتبر هيئات السياسات التعليمية في جميع أنحاء العالم التعلم القائم على التحقيق عنصرا حيويا في بناء مجتمع متعلم علميا (المفوضية الأوروبية، 2007؛ المجلس الوطني للبحوث، 2000).

مراجع

المعلومات المتعلقة بالتعلم القائم على التحقيق مأخوذة من:

مراحل التعلم القائم على التحقيق: التعاريف ودورة التحقيق

مارجوس بيداستي، وآخرون. al. - استعراض البحوث التربوية 14 (2015) 47-61

https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003

وثمة مواد أخرى ذكرت:

Alfieri, L., Brooks, P. J., Aldrich, N. J., & Tenenbaum, H. R. (2011). هل التعليم القائم على الاكتشاف يعزز التعلم؟ مجلة علم النفس التربوي، 103، 1-18. doi:10.1037/a0021017.

Bybee, R.W. (2000). تدريس العلوم كاستعلام. في فان زي، E.H. (Ed.)، الاستفسار في التحقيق التعلم والتدريس العلوم. واشنطن العاصمة: AAAS. ص 20–46.

de Jong, T., & van Joolingen, W. R. (1998). تعلم الاكتشاف العلمي مع المحاكاة الحاسوبية للمجالات المفاهيمية. استعراض البحوث التربوية، 68، 179-202. doi:10.2307/1170753.

de Jong, T. (2006a). المحاكاة الحاسوبية – التقدم التكنولوجي في تعلم التحقيق. علم, 312, 532-533. doi:10.1126/science.1127750

de Jong, T., Sotiriou, S., & Gillet, D. (2014). الابتكارات في مجال تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات: اتحاد المختبرات للمختبرات على الإنترنت. بيئات التعلم الذكية، 1، 3. المعلومات المتعلقة بالتعلم القائم على التحقيق مأخوذة من: مراحل التعلم القائم على التحقيق: التعاريف ودورة التحقيق Margus Pedaste, et. al. - استعراض البحوث التربوية 14 (2015) 47-61 https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003

Furtak, E. M., Seidel, T., Iverson, H., & Briggs, D. C. (2012). دراسات تجريبية وشبه تجريبية لتدريس العلوم القائمة على التحقيق. استعراض البحوث التربوية، 82، 300-329. doi:10.3102/0034654312457206.

Keselman, A. (2003). دعم التعلم في مجال التحقيق من خلال تعزيز الفهم المعياري للسببية متعددة المتغيرات. مجلة البحوث في تدريس العلوم، 40، 898-921. doi:10.1002/tea.10115.

M., Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2011). التفاعلات بين عمليات التحقيق في بيئة التعلم المستندة إلى الويب. في المؤتمر الدولي الحادي عشر لـ IEEE حول تقنيات التعلم المتقدم، 6-8 يوليو. أثينا، الولايات المتحدة الأمريكية. 10.1109/103.101.101.100.100.100.100.101.100

Minner, D.D., Levy, A. J., & Century, J. (2010). التعليم العلمي القائم على التحقيق - ما هو الأمر وهل يهم؟ نتائج من البحوث التوليف سنوات 1984 إلى 2002. مجلة البحوث في تدريس العلوم، 47، 474-496. doi:10.1002/tea.20347.

المجلس الوطني للبحوث (1996). المعايير الوطنية لتعليم العلوم. واشنطن العاصمة: الصحافة الأكاديمية الوطنية.

Pedaste, M., M., M., Leijen, Ä., & Sarapuu, S. (2012). تحسين مهارات الطلاب في التحقيق من خلال التفكير والسقالات ذاتية التنظيم. التكنولوجيا، التعليم، الإدراك والتعلم، 9، 81-95.

Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2006). تطوير نظام دعم فعال للتعلم في مجال البحث في بيئة قائمة على شبكة الإنترنت. مجلة التعلم بمساعدة الحاسوب، 22 (1)، 47-62.

Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henrikson, H.,& Hemmo, V. (2007). تعليم العلوم الآن: تربية متجددة لمستقبل أوروبا. بروكسل: المفوضية الأوروبية: المديرية العامة للبحوث.

شواب، ج. ج. (1962). تدريس العلوم كتحقيق. في براندوين، P.F. (Ed.)، تدريس العلوم. كامبريدج: مطبعة جامعة هارفارد.

تامير، ب. (1985). تحليل المحتوى مع التركيز على التحقيق. مجلة الدراسات المناهج الدراسية، 17 (1)، ص 87-94.

Chiappetta, E.L. (1997). العلوم القائمة على التحقيق: استراتيجيات وتقنيات تشجيع التحقيق في الفصول الدراسية. العلم معلمة, 64 (10), [بّ] 22-26.

فيلهلم، ب.، وبيسهويزن، ج. ج. (2003). تأثيرات المحتوى في التعلم الاستقرائي ذاتي التوجيه. التعليم والتعليم، 13، 381-402. doi:10.1016/S0959-4752(02)00013-0.

صهيون، م، سليسزاك، م، شابيرا، د، لينك، ه، باشان، ن، برومر، م، أوريان، تي، نوسينوفيتز، ر، المحكمة، د، أغريست، ب، مندلوفيتشي، R، فالانيدس، ن، . (2004). دينامية, تحقيق مفتوح في علم الأحياء التعلم. علم تربية, 88 (5), [ب] 728-753.