عمليات تكوين الفروض العلمية وصعوبات

تكوينها لدى التالميذ فى تعلم العلوم

الماجستير فى التربيةرسالة مقدمة لنيل درجة

مقدمة من

تفيدة سيد أحمد غانم باحث مساعد فى المركز القومى للبحوث التربوية والتنمية

إشراف

كونياكى تاناكا/ توكوناجا يوشيهارو الدكتور/ األستاذ

أستاذ تدريس العلوم أستاذ مساعد تدريس العلوم

جامعة هوكايدو للتربية جامعة هوكايدو للتربية

2003يناير

مشكلة البحث وإجراءته

ضعف قدرة التالميذ على تكوين الفروض تتمثل مشكلة البحث فىالعلمية مما ينعكس على ضعف قدرتهم على االستقصاء وحل

.المشكالت

:ويتطلب لدراسة هذه المشكلة إجراء اآلتى

دراسة الفروض العلمية وكيفية تكوينها دراسة نظرية

تحديد خطوات الية تكوين الفروض العلمية

تحديد النموذج المناسب تربوياً لعمليات تكوين الفروض العلمية

إعداد اختبار قدرة التالميذ على فرض الفروض العلمية

تطبيق االختبار على مجموعة من التالميذ فى المرحلة المتوسطة

تحليل ومناقشة النتائج لتحديد صعوبات تكوين الفروض العلمية لدى التالميذ

أهداف البحث

:يهدف البحث الحالي إلي

تنمية قدرة التالميذ العامة على التعامل مع الفروض العلمية من :حيث تكوينها وتقويمها واختبارها مما يساعدهم فى

تنمية قدرات حل المشكالت وقدرات التفكير العلمى

تنمية اتجاه موجب نحو تعلم العلوم

تشجيع التعلم الذاتى والتعلم المستمر

:األهداف األجرائية

بناء إطار نظرى عن الفروض العلمية لبناء نموذج يوضح عمليات تكوين الفروض العلمية ونموذج خطوات الية تكوينها

الكشف عن صعوبات تكوين الفروض العلمية لدى التالميذ

خطة البحث

الهدف اإلجرائى األول الهدف اإلجرائى الثانى

:إجراء االختبار

دراسة نتائج االبحاث السابقة

اعداد اختبار القدرة على تكوين

الفروض العلمية

اجراء تطبيق االختبار على

مجموعة من التالميذ

تحليل وتفسير النتائج

تحديد صعويات تكوين الفروض

العلمية لدى التالميذ

بناء نموذج لعمليات تكوين الفروض

العلمية

تحديد خطوات الية تكوين الفروض

العلمية

:تحديد االطار النظرى

تعريف الفروض العلمية

خصائص الفروض العلمية

طرق استخالص الفروض العلمية

انواع الفروض العلمية

عالقة تكوين الفروض العلمية

بطرق تدريس العلوم

عمليات التعلم وتكوين الفروض

تعريف الفرض العلمى

هو تخمين استقرائى أصلى أو مستعار لتقديم تفسير مؤقت يدعم إحدى -1

.الحقائق العلمية

هو تفسير غير نهائى يعتمد على خلفية معرفية مسبقة ومالحظات دقيقة -2

.لموضوع البحث

أو نظرية, أو مفهوم يحتاج إلى تاييد, هو عالقة مقترحة تحتاج إلى اختبار -3

. تحتاج إلى أتساع

هو مقترح مؤقت فى مقدمة منطقية لتفسير العديد من الظواهر واستنباط -4

.القوانين عن طريق االستدالل االستنباطى

هو تفسير غير نهائى يقترح سبب الحد االحداث -5

هو تخمين ثقافى يعتمد على ما سبق تعلمه من البحث الذاتى -6

هو مقترح امبريقى يمكن اختباره بالخبرة -7

هو اجابة لسؤال تعتمد على تفسير نتائج التجارب العلمية -8

, هو إما أن تجعل الحدث غير المفهوم أو غير الواضح أكثر فهماً ووضوحاً -9

أو أن تقدم بعض التوقعات لمجموعة من الحقائق المسبق معرفتها عن طريق

.تنفيذ تجربة جديدة لمعرفة أى التوقعات صحيحاً

خصائص الفروض العلمية

البد أن تبنى على مالحظة دقيقة

البد أن تعتمد على جمع المعلومات

البد أن تبنى على خلفية معرفية مسبقة

البد أن تبنى على االستقراء واالستنباط

البد أن تكون قابلة للبحث واالختبار

البد أن تتبع بسلسلة من التجارب

يمكن ان تكون أصلية أو مستعارة

البد أن تكون قابلة للتعديل أو األحالل

طرق استخالص الفروض العلمية

:الطرق األستنباطية: الطرق األستقرائية

النظرية -5الحدس -1

المالحظة -2

التجريب -3

الخبرة -4

(غير موضوعية)فروض ذاتية

(تجريبية)فروض امبريقية

فروض نظرية

فروض عاملة

الفروض العلمية أنواع

الفروض العلمية وطرق تدريس العلوم

االكتشاف

:مرحلة األستكشاف

استدعاء الخبرة

تكوين الفروض

المالحظة والتجريب

مرحلة تقديم المفهوم

مرحلة تطبيق المفهوم

األستقصاء

تحديد سؤال البحث

جمع المعلومات

وضع الخطة

تحليل وتنظيم البيانات

تكوين الفروض

المالحظة والتجريب

عرض النتائج

حل المشكالت

تحديد المشكلة

جمع معلومات

تكوين الفروض

التجريب

تحليل النتائج

النتائج والنظرية

نظرية جدلية/ ظاهرة محيرة

مالحظات سابقة/ خبرات/ معلومات

كافية غير كافية

استقراء توجيه اسئلة

جمع بيانات

الفرض االساسى إجراء مالحظات

المترتبات/المتغيرات/العوامل

االستنباط

(فروض عمل)فروض بديلة

مالحظات وتجارب

نتائج

عمليات التعلم وتكوين الفروض العلمية

مرحلة تقويم الفروض( 2

فروض بديلة1فرض عامل

2فرض عامل

3فرض عامل

4فرض عامل

5فرض عامل

خطوات الية تكوين الفروض العلمية

مرحلة تكوين الفروض1)

مرحلة اختبار الفروض( 3

مشكلة

1فرض قابل لالحتبار

1تجربة

نتائج

نتيجة

محققة

نتيجة

غير

واضحة

نتيجة

غير

محققة

فرض أساسى مقترح

فروض قابلة لالختبار

الفرض

المقبول

علمياً

فرض

قابل

2لالختبار

تجربة

جديدة

مرحلة تكوين الفروض مرحلة تقويم الفروض مرحلة اختبار الفروض

مراجعة الفرض المقترح

إعادة اعتبار العوامل

والمتغيرات

تكوين فروض بديلة

(عاملة)

مراجعة وإعادة اعتبار

الفروض البديلة

اختيار الفروض القابلة

لالختبار

مالحظة الظاهرة

توجيه اسئلة

استخالص المشكلة

تحديد المشكلة

مناقشة تفصيالت

المشكلة

التنبؤ بالعوامل

تعريف العوامل

تفسير الظاهرة

نموذج عمليات تكوين الفروض العلمية

تصميم التجربة

تحضير التجربة

إجراء التجربة

مقارنة نتائج

التجربة مع

الفرض المختبر

الفرض المقبول علمياً فروض قابلة لالختبار فرض أساسى مقترح

مواقف تتطلب تكوين فروض علمية

(محاور االختبار الرئيسية)

(الفلك)األجابة عن سؤال يتعلق بظاهرة طبيعية

(الفيزياء)حل مشكلة تتعلق بقانون طبيعى

(الكيمياء)تفسير تفاعل كيميائى

(األحياء)تفسير حقيقة مالحظة

(الجيولوجيا)تفسير تكوين طبيعى

ما األسئلة التى ترد إلى ذهنك -1

عند قراءة المشكلة؟

ما العوامل المتعلقة بالمشكلة -2

موضع الدراسة؟

اختبار القدرة على تكوين الفروض العلمية فى العلوم العامة لتالميذ المرحلة المتوسطة

الجيولوجيا

األحياء

الفلك

الكيمياء

الفيزياء

ما أسباب أختيارك للعوامل -3

المسببة للمشكلة؟

عند إسقاط جسمين مختلفين فى الوزن

بنفس القوة من نفس االرتفاع يصال إلى

األرض فى نفس الزمن؟

األرض تدور حول الشمس مرة كل

يوم؟ 365

عند إضافة ملح الطعام إلى الماء يذوب

فيه بينما عند إضافته للبنزين ال يذوب

فيه؟

معدل تبادل ثانى اكسيد الكربون

يزداد أثناء البناء الضوئى فى ضوء

الشمس الكامل مقارنة بالظالم؟

بالرغم من أن االنديزيت والديوريت ينشاء

من نفس المجما ولهما نفس التركيب

الكيميائى اال أنهما مختلفان فى الشكل

الفيزيقى؟

SR+: Scientific

Related

SR_: Scientific

Not Related

M: Misconception

NS: Not Scientific

D: I do not know

Z : No Answer

طريقة تحليل النتائج

تحليل نتائج جزء الفلك

First Grade -Astronomy

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reasons

Factors

Questions

Third Grade - Astronomy

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reasons

Factors

Questions

SR+:Scientific

Related

SR_: Scientific

Not Related

M: Misconception

NS: Not Scientific

D: I do not know

Z :No Answer

تحليل نتائج جزء الفيزياء

First Grade-Physics

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reason

Factors

Questions

Third Grade-Physics

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reason

Factors

Questions

SR+:Scientific

Related

SR_: Scientific

Not Related

M: Misconception

NS: Not Scientific

D: I do not know

Z :No Answer

تحليل نتائج جزء الكيمياء

First Grade-Chemistry

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reason

Factors

Questions

Third Grade-Chemistry

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reason

Factors

Questions

SR+:Scientific

Related

SR_: Scientific

Not Related

M: Misconception

NS: Not Scientific

D: I do not know

Z :No Answer

تحليل نتائج جزء األحياء

First Grade-Biology

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reason

Factors

Questions

Third Grade-Biology

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

rs

Number of Students

Reason

Factors

Questions

SR+:Scientific

Related

SR_: Scientific

Not Related

M: Misconception

NS: Not Scientific

D: I do not know

Z :No Answer

تحليل نتائج جزء الجيولوجيا

First Grade-Geology

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reason

Factors

Questions

Third Grade-Geology

0 20 40 60 80 100

Z

D

NS

M

SR-

SR+

Stu

dent

Ans

wer

s

Number of Students

Reason

Factors

Questions

SR+:Scientific

Related

SR_: Scientific

Not Related

M: Misconception

NS: Not Scientific

D: I do not know

Z :No Answer

قدرة تالميذ المرحلة المتوسطة على فرض الفروض

(األسباب –العوامل –األسئلة )العلمية فى مجاالت األختبار الثالثة

First Grade(1G) &Third Grade(3G) Hypotheses Formulation Ability

0

10

20

30

40

50

1G 3G 1G 3G 1G 3G

Questions Factors Reasons

Test`s Areas

Num

ber

of S

tude

nts

Astronomy

Physics

Chemistry

Biology

Geology

عدد األجابات الصحيحة فى مجاالت األسئلة

الثالثة على جميع اجزاء االختبار

First Grade Students` Correct Answers

0

20

40

60

80

100

Astronom y Physics C hem istry Biology G eology

Test Problems

Num

ber

of S

tude

nts

Question

Factors

Reasons

Third Grade Students` Correct Answers

0

20

40

60

80

100

Astronomy Physics Chemistry Biology Geology

Test Problems

Num

ber

of Stu

dent

s

Question

Factors

Reasons

تفسير نتائج البحث

تكوين األسئلة تحديد العوامل تحديد األسباب

التالميذ ليس لديهم القدرة على*

.تفسير أسباب المشكلة

التالميذ ليس لديهم القدرة على *

.فهم موضوع المشكلة

العديد من المفاهيمالتالميذ لديهم *

الخاطئة التى تمنعهم من تحديد

.أسباب المشكلة

التالميذ ليس لديهم القدرة على *

التمييز بين األسباب النظرية

.واألسباب المثبتة عملياً

التالميذ ليس لديهم القدرة على*

تحديد العامل الرئيسى ذو العالقة

.المشكلة بموضوع

التالميذ ليس لديهم القدرة على *

التمييز بين العوامل واألسباب

.المتصلة بالمشكلة

التالميذ لديهم العديد من المفاهيم *

الخاطئة التى تمنعهم من تحديد

.العامل الرئيسى

التالميذ ليس لديهم القدرة على*

تكوين سؤال يتصل بالعوامل

والمتغيرات التى تتحكم

.بموضوع المشكلة

التالميذ ليس لديهم القدرة على *

استنباط أسئلة فرعية من

.السؤال الرئيسى للمشكلة

تالميذ المرحلة المتوسطة ليس لديهم قدرة على تكوين الفروض العلمية

المراجع

1-Abruscato J. 2000,Teaching Children Science- A Discovery

Approach

2-Arthur A. C. and Joel E. B. 2001, Teaching Science as Inquiry

3-Chinn C.A & Brewer W. F 1993, The Role of Anomalous Data in

Knowledge Acquisition

4-DiceD.1998,Avogadro’sHypothesishttp

5-Dunbar K., and Klahr D. 1989. Developmental differences in

scientific

discovery processes

6-Dye James. 1996, Socratic Method and Scientific Method.

7-Filson R. 2001 In search of Real Science.

8-Hamayasu K. 1999, "Having perspective- Self Movement of

Science learning

9-Harris E. E.1996, Hypothesis and Perception- The Roots of

scientific Method

10-Hewson P.W. &others 1998, Teaching for Conceptual change.

11-Ijiri S. 1913, New publication of scientific Logic

12-Itakura K. 1968, Science and Method

13-Karmiloof S.A. 1984, Children's problem solving.

14-Kuhn, D., Amsel E. & O'Loughlin M: 1988, The

Development of Scientific Thinking Skills

15-Kuhn, T.S. 1970, The Structure of Scientific revolutions.

16-Koslowski B. 1996, Theory ad Evidence: The Development of

Scientific Reasoning.

17-Last D., O'Donnell A. M & Kelly A. E. (1998, February) Using

Hypermedia:

18-Longman Dictionary of American English. 1997

19-Lunetta V.N. 1998, The School Science Laboratory: Historical

Perspectives and Contexts for Contemporary teaching

20-Marano D. 1995, Experimental Science Projects:

21-Martin N., Dpto & others 2000, what is the relationship between

social constructivism and Piagetian constructivism?

22-Metz K.E. 1998: Scientific Inquiry Within Reach of Young

Children

23-Moore R. 2001, some Notes on Scientific Inquiry:

24-McCormack A. J., and Yager R. E. (1989). Anew taxonomy of

science education,

25-National Research Council. (1996). National science education

standards.

26-Saito Y. 1999, "Formation of Scientific Thinking Abilities for

Junior High Science

27-Schauble L & Glaser R. 1990, Scientific Thinking in Children and

Adults,

28-Schaubler L., Klopfer L.E. & Raghavan K. 1991, Students

Transition from an Engineering Model to a Science Model of

Experimentation.

29-Shiota H., Kouzai T., Mori M. 1999, The Effectiveness of Problem

Solving,

30-Sodian B., Zoitchek D. & Carey, S. 1991, Young Children

s Differentiation of Hypothetical Beliefs from Evidence,

31-The New Oxford American Dictionary. 2001,

32-Tolman M.N. 2002, Discovering Elementary Science-

33-Toon E.R., Ellis G.L., and Brodkin J. 1968, Foundation of

chemistry

34-Yair N. & Liat L. 2000, Patterns of Verbal Mediation During

Problem Solving

35-Yasugi R. 1979, "What is Science".

36-Yip D.Y 2001, Testing Hypothesis in Scientific investigation

37-Yunoki T. 1999, "A Consideration of Inquiry Process

38-Tscirgi J.E 1980, Sensible Reasoning: A Hypothesis about

Hypothesis.

39-Westbrook S. 1994, Examine the development of Scientific

Reasoning in ninth grade physical science students,

4-

-