استراتيجية الاستقصاء

المقدمة :


يهدف استخدام الاستقصاء في تدريس العلوم إلى قيام الطلبة بتنفيذ مجموعة من الأنشطة العملية التجريبية لتنمية مهاراتهم العملية والعلمية .

وقد جاء هذا الدليل تلبية للمسوغات الآتية :

01 مساعدة المعلمين في استخدام أساليب تتلاءم وطبيعة المواد العلمية .
02 مساعدة المعلمين والطلاب في فهم أهداف الاستقصاء وطريقة إجرائه .
03 تشجيع الطلبة على استخدام المهارات العملية .


وبشكل محدد سيتمكن الطلبة من إتقان مهارات التخطيط ، والتقويم ، وتنفيذ ما تم التخطيط له ، وتفسير النتائج التي تم التوصل إليها .









ما المقصود بالاستقصاء ؟

الاستقصاء : أحد أنماط الأنشطة المستخدمة في التدريس والتقويم ، ومن خلاله يجري الطالب اختبارا لفرضية وضعت كحل لمشكلة ، أو إجابة عن سؤال .
ويشتمل الاستقصاء مجموعة من العمليات العقلية ، والمهارات العملية اليدوية كما هو موضح بالشكل الآتي :


وضع الفرضيات التخطيط التنبؤ التقويم




المناقشة الاستقصاء الحوار والتفسير




الاتصال التعاون الإجراء العملي اميالاستنتاج القياس
للتجربة



والفكرة الأساسية في الاستقصاء ، هي تغيير عامل ، وقياس أثر هذا التغير على عامل آخر .














عناصر الاستقصاء :

يشتمل الاستقصاء على المهارات الآتية :
01 التخطيط Planning
02 التنبؤ ( صياغة الفرضية )
Making Predictions / hypothysis
03 إجراء التجربة وجمع الأدلة
Making Experiment and Collecting Evidences
04 التوصل إلى النتائج وكتابة التقارير
Recording and Reporting
05 التفسير والتقييم
Interpreting and Evaluating


يساعد الاستقصاء على تطوير مهارات :
التنبؤ ، والاتصال ، والمهارات الحسابية لدى المتعلمين .












مراحل تنفيد الاستقصاء في الغرفة الصفية :


- عصف ذهني
- اختيار متغيرات
- التنبؤ / صياغة الفرضيات


ما التصميم الصادق للتجربة ؟


- تصميم التجربة
- قائمة الشطب
02 ( استخدام المعلم )
- تنفيذ التجربة



- تصميم جدول النتائج
03 - تمثيل النتائج بيانيا
( إن كان ذلك مناسبا )




- تفسير النتائج
04 - هل تصميم التجربة عادل ؟ إن لم يكن كذلك ؛ كيف يمكن تحسين التجربة ؟
- إن كان التصميم عادلا ، فما استنتاجاتك؟




مخطط كامل للاستقصاء


































مثال استقصائي :

تأثير عدد طبقات القماش المغلفة للوعاء على فقدانه للحرارة .



قدرة الطالب على قراءة ميزان الحرارة .

التخطيط :
تحديد المتغيرات

ما العامل المراد تغييره ؟



ما العامل المراد قياسه ؟


التنبؤ / صياغة الفرضية

أتوقع أن تكون درجة الحرارة بعد (20) دقيقة أعلى عند زيادة عدد طبقات القماش المغلفة للوعاء .

خطوات التجربة :

- اختيار (3) أوعية متشابهة ، يحتوي كل منها على 200 مل من ماء درجة حرارته (570 س )
- وضع ميزان حرارة في كل وعاء ، ثم تغليفه بقماش حسب الأشكال المبينة أدناه .



النتائج :

صمم جدولا للنتائج التي توصلت إليها

عدد الطبقات درجة الحرارة (5س ) بعد 20 دقيقة
0 30
1 45
2 60



مثل النتائج بيانيا :





التفسير والتقييم :

- إيجاد النمطية ( الاتجاه ) التي تشير إليها النتائج
- يزداد احتفاظ الماء بالحرارة كلما زاد عدد طبقات القماش المغلفة للوعاء .

الاستنتاج :

كلما زاد عدد الطبقات العازلة ، قلت كمية الحرارة المفقودة .
الاستقصاء أسلوب تدريس :

من الضروري أن ينفذ الطلبة مهارات الاستقصاء جميعها ، ولكن ليس من الضروري أن يقوم المعلم بتدريس تلك المهارات ، إذ يمكن أن يتوصل إليها الطالب من خلال تنفيذه للنشاط العملي .

يرغب بعض المعلمين في استخدام التقرير الذي يكتبه الطالب كوسيلة لتقويم الطالب في مهارات الاستقصاء ، وكتابة التقارير . لذلك يتضمن هذا المرشد نموذجا لتقويم الاستقصاء ينصح باستخدامه .

من المهم أن تكون الاستنتاجات التي توصل إليها الطالب مبنية على النتائج المتمخضة عن الاستقصاء ، وليس بناء على التنبؤ ( الفرضية ) ؛ لأن النتائج قد لا تتفق مع التنبؤ ( الفرضية ) .













أسلوب مقترح لتدريس الاستقصاء .

أحد الأساليب المستخدمة في تدريس الاستقصاء هو تجزئة الاستقصاء إلى مجموعة من المهمات المركبة ، التي تتيح للطالب إجراء الاستقصاء عبر سلسلة من الخطوات المنطقية المتسلسلة .

01 التخطيط :
( الخطوة الأولى ) :العصف الذهني : يقوم المعلم بوضع ملصق ( بوستر ) على اللوح ، كما يقوم بتوزيع أوراق عمل على قادة المجموعات ، وبعدها يقود المعلم المناقشة حول الاستقصاء .


على سبيل المثال ، يمكن إجراء استقصاء
حول العوامل المؤثرة في إنبات البذور .




حيث يذكر المعلم طلبته بمعنى الإنبات ، ثم
ينتقل إلى مناقشة العوامل التي قد تؤثر في إنبات البذور ، ويسجلها .


















( الخطوة الثانية ) : اختيار المتغيرات :

يطلب المعلم إلى كل مجموعة من الطلبة اختيار متغير مستقل واحد لدراسته ، ومتغير تابع
لقياسه .
يجب إبقاء جميع المتغيرات ( العوامل ) الأخرى ثابتة ، لضمان عدالــــة التجربــة (Fair test )

























عدالة تصميم التجربة ( Fair testing )

عندما يتأكد الطالب أن التغير في المتغير التابع ناتج فقط عن متغير مستقل واحد فقط ، وأن بقية العوامل قد تم إبقاؤها ثابتة ( محيدة ) فإن الطالب قد حقق عدالة تصميم التجربة التي قام بها .
* يجب تعليم الطلبة كيفية التأكد من عدالة التجربة .
* إن التأكد من أن تصميم التجربة عادل أسهل من التخطيط لتجربة عادلة .
* إن تنفيذ المعلم لتجربة غير عادلة بشكل واضح أمام طلبته ، ومناقشتهم ؛ لتحديد آلية تحقيق عدالة التجربة ، يسهل تعليم عدالة تصميم التجربة .



( الخطوة الثالثة ) : طرح الأسئلة :

في هذه الخطوة يطلب إلى الطلبة
اختيار متغير واحد لاستقصائه .
• يجب على الطلبة اختيار متغير واحد
يمكن تغييره ، ومتغير واحد يمكن قياسه .
* المتغير الذي يمكن تغييره هو المتغير المستقل .
* المتغير الذي يمكن قياسه هو المتغير التابع .


( الخطوة الرابعة تخطيط التجربة :

في هذه المرحلة يبدأ الطلبة تحديد خطوات التجربة ، ويجب التأكد بأن متغيرا واحدا يمكن تغييره ، وأن بقية المتغيرات المستقلة قد تم ضبطها ( وهذا يؤكد صدق التجربة ) . فعلى سبيل المثال إذا تم تغيير درجة الحرارة ، والرطوبة ، فمن الصعب التأكد بأن التغير ناتج عن أي منهما ، هل هو من درجة الحرارة أم من الرطوبة أم من التفاعل الناتج عن أثريهما معا ؟












(الخطوة الخامسة ) : إجراء التجربة :


* يجب على المعلم أن يتأكد بأن الإجراءات التي سيتبعها الطالب في إجراء التجربة آمنة . ومن المفيد هنا أن يلجأ المعلم إلى استخدام قائمة الشطب .
* يحصل الطلبة على النتائج من خلال إجرائهم للتجربة ، وملاحظة التغير الذي يطرأ على المتغير التابع بعد التأكد من ضبط بقية المتغيرات المستقلة .


(الخطوة السادسة ) : تسجيل وعرض النتائج :

ينصح الطلبة بأن ينظموا نتائجهم في جدول ، يشتمل على المتغير المستقل، والمتغير التابع .
إن تنظيم النتائج في جدول يساعدهم في تحويلها إلى رسوم بيانية .



















(الخطوة السابعة ) : الرسوم البيانية :

تعتبر الرسوم البيانية من الأدوات الجيدة ، لإظهار النتائج ، فهي تبين أثر ما تم تغييـــره ( المتغير المستقل ) على ما تم قياسه ( المتغير التابع ) . وهذا يعطي صورة واضحة عن النتائج التي تم التوصل إليها ، ويحدد الاتجاه ( النمطية ) الذي تم التوصل إليه .


يعتمد نوع الرسم البياني على طبيعة المتغير المستقل ، والمتغير التابع .































الجدول الآتي يبين اختلاف الرسوم البيانية باختلاف المتغيرات موضع الاستقصاء


ما الرسم البياني المناسب لعرض النتائج ؟
المتغير المستقل المتغير التابع الجدول الرسم البياني

كلمات
مثل ( نوع المادة )
كلمات
( توصيل الكهرباء) نوع المادة ايصال الكهرباء


بـــدون
نحاس موصل جيد
المنيوم متوسط
خشب غير موصل
كلمات
مثل مادة أرقام
( درجة الغليان )
(5 س ) المادة الغليان
الماء 100
كحول إيثيلي 78
إيثر 34
أرقام
بعد الجسم عن مرآة مقعرة بعدها البؤري (10سم ) كلمات
طبيعة الخيال المتكون للجسم بعد الجسم طبيعة الجسم

بــدون
5 سم وهمي معتدل مصغر
10 سم لا تتكون صورة
15 سم مكبر ، حقيقي
مقلوب
أرقام
الكتلة ( كغم ) أرقام
الوزن ( نيوتن ) الكتلة ( كغم ) الوزن ( نيوتن )
1 10
2 20
3 30




( الخطوة الثامنة): تحديد اتجاه نمطية النتائج ( Pattern )

يتم تحديد الاتجاه ( النمطية ) التي تشير إليها النتائج من خلال التفحص الدقيق للرسم البياني لنتائج الاستقصاء .


على سبيل المثال ، تشير النتائج
في الرسم البياني المجاور إلى
زيادة عدد البذورالنابتة بزيادة
درجة الحرارة .








(الخطوة التاسعة) : التفسير والتقييم :

في هذه المرحلة على الطلبة تفسير النتائج التي توصلوا إليها ، وعليهم كذلك أن يقترحوا أية تحسينات ، أو تعديلات على الاستقصاء ، الذي قاموا به ؛ لتقييم صدق النتائج التي توصلوا إليها .



( الخطوة العاشرة ) : الاستنتاج :

إذا تم التأكد بأن الاستقصاء أجري بشكل دقيق ، وصادق ، وأن المتغيرات المستقلة تم ضبطها ما عدا المتغير المستقل موضع الاستقصاء ، فعلى الطالب أن يتوصل إلى الاستنتاج المناسب ، وبعكس ذلك ، لا يمكن التوصل إلى أي استنتاج .

استنتاج استقصاء إنبات البذور :
عدد بذور النبات النابتة يتأثر بدرجة الحرارة . فعند زيادة درجة الحرارة ، يزداد عدد البذور النابتة .

* يجب أن ينبه المعلم الطلبة إلى أن هذا الاستنتاج صادق في ظل ظروف هذه التجربة ، ولا يمكن تعميمه على أنواع أخرى من البذور أو لدرجات حرارة أعلى.

( الخطوة الحادية عشرة كتابة التقرير :

في النهاية على الطالب أن يكتب تقريرا حول الاستقصاء ، الذي أجراه باستخدام نموذج التقرير المقترح ، بحيث يشتمل على الخطوات جميعها ، والنتائج التي تم التوصل إليها . ومن خلال التقرير يتم تحديد الصعوبات أو الأخطاء التي وقع بها الطالب .