تعليم العلوم

كان أول شخص لهُ الفضل ان يعمل كمدرس العلوم في المدارس العامة البريطانية هو ويليام شارب الذي ترك العمل في مدرسة الرجبي عام 1850 بعد تأسيس العلوم في المناهج الدراسية وقال شارب أنه وضع نموذج لتدريس العلوم في جميع أنحاء المدارس العامة البريطانية، وجاءت الخطوة التالية عندما نشرت الأكاديمية البريطانية تقريرا عن تقدم العلوم في عام 1867، والترويج لتدريس "العلوم البحتة "وتدريب "استيعاب العقل للعلوم وحركة التعليم التدريجي كما دعمت الايديولوجية التدريب العقلي من خلال العلوم وشددت على التدريب بشكل منفصل قبل المهنة في تعليم العلوم الثانوية، وبهذه الطريقة يمكن لأي عضو في المستقبل أن يكون مستعدا، وكان التطوير الأولي لتدريس العلوم بطئ بسبب عدم وجود معلمين مؤهلين.

وكانت إحدى أهم التطورات التي حدثت هي تأسيس أول مجلس في كلية لندن في عام 1870، والذي ناقش المناهج الدراسية وبدء الدورات لتزويد البلاد بمعلمي ومدربي العلوم وفي كلتا الحالتين كان تأثير توماس هنري هلكسي حاسم جدا (انظر على وجه الخصوص إلى تأثير العلمي لتوماس هنري هلكسي)، كما كان جون تيندال أيضا مؤثرا وفعالا في تدريس العلوم الطبيعية.

في الولايات المتحدة كان تعليم العلوم غير منظم في المواضيع قبل أن يتم توحيده في عام 1890، وطورت مناهج العلوم في الولايات المتحدة كما ظهر تدريجيا بعد نقاش مستفيض بين اثنين من الأيديولوجيات، وعلم الجميع أن التدريب ما قبل المهنة واعتباره نتيجة لعقد مؤتمر بقيادة 30 رائد في التعليم الثانوي والجامعي في ولاية فلوريدا، وعينت جمعية التربية الوطنية لجنة من عشرة أفراد في عام 1892 كان لديهم السلطة لتنظيم اجتماع في المستقبل، وعينت اللجنة الموضوع الرئيسي للتدريس في الولايات المتحدة، وتشكلت اللجنة من عشرة معلمين (رجال) وترأسها تشارلز البوت من جامعة هارفارد، اجتمعت اللجان العشرة، وعينت تسع لجان للمؤتمرات (اللاتينية، اليونانية، الإنجليزية، واللغة الحديثة الأخرى، الرياضيات، التاريخ، الحكومة المدنية والاقتصاد السياسي وثلاثة في العلوم)، كانت لجان المؤتمرات للعلوم التالية: الفيزياء والفلك والكيمياء والجغرافيا، قد تم تعيينها من  قبل اللجان العشرة المختصين الرواد من الكليات  والمدارس العادية والمدارس الثانوية، التاريخ الطبيعي اجتمعت كل لجنة ولمدة 3 أيام في منطقة شيكاغو وقدمت تقارير اللجنة إلى اللجان العشرة التي اجتمعت لمدة أربعة أيام في نيويورك لإنشاء تقرير شامل، وفي عام 1894 نشرت وكالة الطاقة النووية نتائج عمل لجان هذا المؤتمر.

ووفقا للجان العشرة كان الهدف من المدرسة الثانوية هو إعداد الطلاب للعمل بشكل جيد في الحياة ويسهم ذلك في رفاهية وخير المجتمع، وكان الهدف الآخر أيضا اعداد بعض الطلاب للنجاح في الكلية

وبدأت هذه اللجنة وركزت على منهج علم المجتمع وعلى تدريب الفعلي وحجب الأداء في دراسات العلوم من اعتبارها لدخول الجامعات  وانتجت نموذج يعرف (بي أ أ أ سي) بشكل أكبر في المملكة المتحدة، اعتمدت الولايات المتحدة واتسم المنهج على النحو التالي:

1-ينبغي أن تركز على العلوم اللاتينية على الظواهر الطبيعية (دراسة الطبيعة عن طريق إجراء التجارب في الميدان)

2-ينبغي أن تركز العلوم الثانوية في العمل وقوائم معدة لتجارب محددة.

3-تعليم الحقائق والمبادئ

4-إعداد الكلية

شكل التدريب العملي وما قبل التدريب المهني المشترك الذي سيطر على دوام المناهج الدراسية منذ تأسيسها وحتى الآن ومع ذلك فإن الحركة من أجل إدماج منهج مثل العلوم والتكنولوجيا والمجتمع البناء، التعليم هو النمو الذي يجري تنفيذه على نطاق واسع في لوس انجلوس في القرن (1992) ونشرت تقارير من قبل الأكاديمية الأمريكية لتقدم العلوم بما في ذلك مشروع 2016، واللجنة الوطنية لمعايير العلوم والأهداف لتقييم التعليم العلمي الذي يربط بين العلم والفصول الدراسية والتطبيقات العلمية وآثارها الاجتماعية.

الفيزياء أولا هو برنامج أقرته الجمعية الأمريكية لأساتذة الفيزياء وهو منهج الطالب في مرحلة الصف ال9 يأخذون دورة الفيزياء الاستهلالي، والغرض من ذلك هو إثراء فهم الطلاب للفيزياء والسماح لمزيد من التفاصيل للتدريس في فصول علم الأحياء والكيمياء  في المدرسة الثانوية لاحقا، كما تهدف إلى زيادة عدد الطلاب الذين يذهبون إلى أخذ فيزياء الصف ال12، الفيزياء التي هي من المواد الاختيارية بشكل عام في المدارس الثانوية الأمريكية، عانى تعليم الفيزياء في المدارس الثانوية في الولايات المتحدة الأمريكية خلال السنوات العشرين الماضية بسبب العديد من الدول الآن لا تتطلب سوى ثلاثة علوم التي يمكن أن تكون راضيا عن طريق علم

على مستوى الجامعة/الكلية وذلك باستخدام المشاريع المتعلقة بالتكنولوجيا الملائمة لإثارة التخصصات الغير هادفة في تعلم الفيزياء ولقد ثبت ان يكون ناجح وهي أيضا  فرصة محتملة لإقامة أعمال بين الفيزياء والمنفعة الاجتماعية.

الكيمياء هي دراسة المواد الكيميائية والعناصر وآثارها وصفاتها، يتعلم الطلاب في الكيمياء الجدول الدوري ويتم تدريس فرع تعليم العلوم المعروفة باسم "الكيمياء في سياق ذي صلة من أجل تعزيز الفهم الكامل لقضايا الاستدامة الحالية وهذه الكيمياء هي المصدر، وهي موضوع مهم جدا في المدرسة حيث يدرس الطلاب على فهم القضايا بالعالم، وايضا الأطفال مهتمون بها في العالم من حولهم من معلمي الكيمياء، أيضا يمكن ان تجذب الاهتمام بدورها للطلاب لأبعد من ذلك أن موضوع الكيمياء هو موضوع قائم على أساس عملي جدا وهذا يعني معظم الوقت يقضى في العمل واشكال متعدده من التجارب.

في حين أن تعلم العلوم في صورة العامة قد يكون واحدا من الحقائق، ببساطة التعلم عن طريق  العلني، وتعلم العلوم في التاريخ الحديث أيضا عموما يركز على تدريس المفاهيم العلمية والمفاهيم الخاطئة في معالجة التي تقدم مستوى أفضل من التوجيه للمعلمين.

الولايات المتحدة:

في العديد من الولايات الأمريكية يجب على المعلمين الالتزام بالمعايير أو أطر ما يجب تدريسه للفئات العمرية في مستوى جامد غالبا هذا ما يؤدي المعلمين للعمل (في تغطية المادة)دون حق التعليم بالإضافة إلى ذلك فإن العلم بما فيه من العناصر مثل المنهج العلمي والتفكير النقدي غالبا ما يتم تجاهله، هذا التركيز أن يستنتج الطلاب الذين يجتازون الاختبارات الموحدة التي لم تطور مهارات حل المشكلات المعقدة على الرغم من أن التعليم الأمريكي في مستوى الكلية يميل إلى ان يكون اقل تنظيما وهو في الواقع أكثر صرامة مع المعلمين والأساتذة وتركيز على المزيد من المحتوى في الفترة الزمنية.

في عام 1996 الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة أنتجت أكاديميات وطنية لمعايير تعليم العلوم الوطنية /والتي تتوفر على الإنترنت مجانا في أشكال متعددة، التركيز على العلم القائم على التحقيق بناءا على النظرية البنائية بدلا من التركيز على تعليمات مباشرة من الحقائق والأساليب، ويبقى مثير للجدل، وتشير بعض الابحاث انه أكثر فعالية كنموذج لتدريس العلوم. دعت المعايير لأكثر من العلم مثل العملية التعليمية التي يتعلم الطلاب مثل مراقبة الاستنتاج والتجريب وتحقيق امر اساسي لتعلم العلوم، عندما ينخرط في التحقيق يصنف الطلاب الاشياء والاحداث وطرح الأسئلة وبناء تفسيرات واختيار لتلك التفسيرات ضد المعرفة العلمية الحالية وتواصل أفكارهم للآخرين، وهي تحدد الافتراضات التي بنيت عليها، واستخدام التفكير النقدي والمنطقي والنظر في تفسيرات بديلة وبهذه الطريقة يكون الطلاب في تطور نشاط العلم وفهمهم من خلال الجمع بين المعرفة العلمية والمنطق ومهارات التفكير.

*مجلس البحث الوطني ذلك مجموعة من الإصلاحات التعليمية:

وكثيرا ما كان الدافع وراء القلق حول تعليم العلوم ووالمعايير العلمية من مخاوف الطلاب الأمريكيين المتخلفة اقرانهم في التصنيفات العالمية، وكان أحد الأمثلة البارزة على ذلك مجموعة من الإصلاحات التعليمية تنفذ بعد ما أطلق الاتحاد السوفيتي الأقمار الصناعية سبوتنيك في عام 1957.وكان على رأس أول وأبرز هذه الإصلاحات من قبل لجنة دراسة العلوم الفيزيائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في  السنوات الأخيرة دعا كبار رجال الأعمال مثل رئيس شركة مايكروسوفت بيل غيتس لمزيد من التركيز على تعليم العلوم قائلا إن الولايات المتحدة تخاطر بفقدان تفوقها الاقتصادي، تحقيقا لهذه الغاية، إمكانية التنصت على أمريكا هي منظمة تهدف إلى الحصول على المزيد من الطلاب للتخرج بدرجة العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.استطلاعات الرأي العام، ومع ذلك يشير معظم الآباء والأمهات الولايات المتحدة هم راضيين عن تعليم العلوم والتي انخفض مستواها والقلق فعلا في السنوات الأخيرة.

نشر الاستاذ سرياشهي جومكي باسو على نطاق واسع على ان الحاجة إلى الانصاف في تعليم العلوم في الولايات المتحدة.

وعلاوة على ذلك، في مسح المنهج الوطني الأخير الذي أجراه (أ.سي.تي)، كشف الباحثون عدم وجود تواصل بين مدرسي العلوم كل من المدرسة المتوسطة\ومعلمي المدارس الثانوية وما بعد الثانوية من معدل مدربي العلوم، عملية الاستفسار عن أكثر أهمية من الموضوعات في محتوى العلوم المتقدمة، ومعدل المدارس الثانوية لهم بالضبط بالترتيب العكسي "ربما المزيد من التواصل بين المعلمين في المراحل الدراسية المختلفة بما في هذا من ضرورة لتحقيق الأهداف المشتركة للطلاب.

*إطار تعليم العلوم في عام 2012:

وفقا للتقرير الصادر من الأكاديمية الوطنية للعلوم ومجالات العلوم والتكنولوجيا والتعليم عقد مكانا بالغ الأهمية في العالم المعاصر ولكن هناك ما لا يكفي من العاملين في الولايات المتحدة لدخول العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ومهنته، وفي عام 2012 وضعت الأكاديمية الوطنية للعلوم لجنة على الإطار المفاهيمي إرشادي لمعايير تعليم العلوم الجديدة لتوحيد (لمرحلة الصف 12) بهدف تنظيم تعليم العلوم بشكل منتظم عبر السنوات الإطار الكلي لتعليم العلوم والممارسات والمفاهيم الشاملة والأفكار الأساسية التي تعزز توحيد التعليم العلمي في الولايات المتحدة، ويؤكد معلمي العلوم على التركيز في (عدد محدود من الأفكار الأساسية التأديبية والمفاهيم المتداخلة، وان تصمم بحيث يكون الطلاب مستمرون على مراجعة معرفتهم وقدراتهم على مدى سنوات عديدة، ودعم تكامل هذه المعارف والقدرات مع الممارسات اللازمة للانخراط في التصميم الهندسي للبحث العلمي.

يقول التقرير في القرن ال21 أن الأمريكيين بحاجة لتعليم العلوم من أجل الانخراط وتحقيق منهجي القضايا المتصلة بالأولويات الشخصية ومجتمعهم فضلا من أن يكون علميا وكيفية تطبيق المعرفة العلمية، اللجنة التي صممت هذا الإطار الجديد ترى هذا أمر حتميا في مسألة المساواة في التعليم إلى مجموعة متنوعة من تلاميذ المدارس، الحصول على طلاب أكثر تنوعا في التعليم هي مسألة عدالة اجتماعية كما رأينا من قبل اللجنة.

*مقاييس العلوم في الجيل القادم 2013:

في عام 2013 تم الإفصاح عن معايير جديدة لتعليم العلوم هذا التحديث للمعايير الوطنية الذي صدر في عام 1996 الذي وضعته الحكومة والمنظمات الدولية لـ 26 دولة من العلماء ومعلمي العلوم، والمبادئ التوجيهية ودعت معايير العلوم للجيل القادم بهدف "محاربة الجهل العلمي على نطاق واسع لتوحيد التدريس بين الدول، وزيادة عدد خريجي المدارس الثانوية الذين اختاروا التخصصات العلمية والتقنية في الكلية، وشملت أيضا على مبادئ توجيهية لتوجيه الطلاب حول موضوع مثل تغيير المناخ والتطوير، التركيز هو العملية العلمية لذلك الطلاب لديهم فهم أساليب العلم ويمكن أن يتم تقسيم نقدي  للأدلة العلمية، المنظمات التي ساهمت في تطوير معايير تشمل الرابطة الوطنية لمدرسي العلوم، والجمعية الأمريكية لتقدم العلوم، والمجلس الوطني للبحث والتحقيق، وهي منظمة غير ربحية التي شاركت أيضا في تطوير معايير الرياضيات والإنجليزية.

*تعليم العلوم غير الرسمية:

تعليم العلوم الغير رسمية هي تعلم العلوم التي تحدث خارج المنهج المدرسي الرسمي في أماكن مثل المتاحف ووسائل الإعلام والبرامج المجتمعية، وقد أنشأت الجمعية الوطنية لمعلمي العلوم بيان موقف على تعلم العلوم الغير نظامية لتحديد وتشجيع تعلم العلوم في العديد من السياقات في مختلف مراحل العمر.ويتم تمويل البحوث في تعليم العلوم الرسمية في الولايات المتحدة من قبل مؤسسة العلوم الوطنية، ويوفر مركز تطوير التعليم للعلوم غير الرسمية، كما توفر الموارد للمجتمع لتعليم العلوم غير الرسمية.

وتشمل الأمثلة على تعليم العلوم مراكز العلوم والمتاحف العلمية وبيئات التعليم الرقمية الجديدة (جائزة التحدي العلمي) وكثير منها أعضاء جمعية العلوم ومركز التكنولوجيا  للاستكشاف كان في سان فرانسيسكو وفي معهد فرانكلين فيلادلفيا، وهو أقدم متحف من نوعه في الولايات المتحدة ويشمل وسائل الإعلام والبرامج التلفزيونية مثل (نوفا نيوتن أبل "بيل ناي للعلوم"بيكمان ورد هي حافلة المدرسة السحرية واليعسوب التلفزيوني، هذه أمثلة من البرامج المجتمعية وهي برامج لتنمية الشباب، على أيدي العلوم التوعوية وبرنامج ناسا وبعد برامج مدارس ومراكز الفتيات تم تشجيع التعليم المنزلي من خلال المنتجات التعليمية (1940-1979) مع أشياء من خدمة الاشتراك العلمي.

في عام 2010 صدرت الأكاديمية الوطنية للعلوم: أن تعليم العلوم في بيئات غير رسمية استنادا إلى دراسة المجلس الوطني للبحوث وتعليم العلوم في بيئات غير رسمية: الناس، الأماكن، المهن، ويحيط بها العلوم هو كتاب مرجعي يبين كيفية البحث الحالي على تعلم العلوم عبر إعدادات العلوم الغير رسمية، كما يمكن أن يوجه التفكير والعمل والمناقشات التي جرت بين الممارسين للعلم الرسمي، هذا الكتاب يجعل من البحوث أن تكون ذات قيمة في متناول أولئك الذين يعملون في مجال العلم الرسمي: المعلمين والعاملين في المتاحف وأعضاء هيئة التدريس بالجامعة، وقادة الشباب، الاعلاميين والناشرين والصحفيين في البث وغيرهم الكثير.

*الولايات المتحدة:

العلوم في مدارس إنجلترا ويلز هي مادة إجبارية في المناهج الدراسية الوطنية حيث أنه يجب على جميع التلاميذ من عمر 5-16 سنه دراسة هذه العلوم، يتم تدريسها بشكل عام مثل الموضوع العلمي الواحد حتى من الصف السادس من ثم تنقسم إلى مستويات معينة (الفيزياء، الكيمياء، الاحياء)ومع ذلك كان من إصرار الحكومة على ذلك، وأعربت عن رغبتها في أن التلاميذ الذين يحققون نتائج جيدة في سن 14 عام يجب أن تتاح لهم الفرصة لدراسة العلوم الثلاثية منفصلة في سبتمبر 2008، وفي اسكتلندا الموضوعات في الكيمياء والفيزياء وعلم الأحياء في سن 13-15 في 4\5، وهناك أيضا كانت العلوم جنبا إلى جنب معيار لدرجة التأهيل التي يمكن للطلاب الجلوس، بشرط مدرستهم تقدم عليه.

في سبتمبر 2006 تم إدخال برنامج العلم الجديد من الدراسة المعروفة باسم العلم 21 قرن كخيار في المدارس في المملكة المتحدة وتهدف إلى تقديم لكل من الأعمار 14 إلى 16 الاهتمام بالتجربة والملهمة للعلم، كما في نوفمبر 2013 تم عمل مسح افستد في العلوم للكشف عن المدارس التي تدرس العلوم التطبيقية باعتبارها غير مهمة بما فيه الكفاية.

*أستراليا:

كما هو الحال في التعليم العلمي في إنجلترا وويلز كان الزامي حتى سن 11 سنة حيث يمكن للطلاب اختيار دراسة واحدة أو أكثر من الفروع المذكورة أعلاه، وإذا كانوا يرغبون في دراسة علم  أطول يمكنهم اختيار من الفروع في دورة واحدة مادة العلوم المتاحة في دورة حتى 11 سنة، هذا يعني أن الطلاب يتعلمون في كل الفروع لإعطائهم فكرة واسعة عن ما هو العمل وما مكوناته وذكر المنهج الوطني لأستراليا (2009)أنه سيتم تنظيم مناهج العلوم حول ثلاثة مناظرات مترابطة: فهم العلوم، مهارات البحث العلمي، والعلوم كما أنها تعطي المساعي الإنسانية، هذه الخيوط تعطي المعلمين والمدربين الإطار الذي ينبغي أن يوجه طلابهم .

*التحديات:

المشكلة الرئيسية التي حلت تعليم العلوم في استراليا على مدى العقد الماضي هي مصلحة الوقوع في العلم كما اقل من 10 أعوام الطلاب كانوا يختارون لدراسة العلوم لمدة 11 عاما، وهو مشكلة لأن هذه هي السنوات القليلة التي تشكل اتجاهات الطلبة لممارسة المهن العلمية، أن هذه المسألة ليست مجرد حدث يحدث في أستراليا بل أيضا يحدث في بلدان جميع أنحاء العالم .

*البحث:

ممارسة تعليم العلوم بلغت شكل متزايد من البحوث في تعليم العلوم وتعلمها البحث في التعلم العلمي يعتمد على تشكيلة واسعة من المنهجيات واقترضت من العديد من فروع العلوم والهندسة مثل علوم الحاسوب، وعلم النفس المعرفي وعلم الإنسان، ويهدف البحث إلى تدريس العلوم لتحديد وتوصيف ما يشكل التعليم في العلوم وكيف تم إحضارها عن.

الدكتور جون برانسفورد وآخرون لحضور البحث الهائل في تفكير الطالب وجود ثلاث نتائج:

1-الأفكار المسبقة:

أفكار مسبقة حول كيفية عمل الأشياء لوحظت بشكل واضح يجب أن تعالج بشكل واضح للمفاهيم الخاطئة محددة على الطلاب، إذا كان الطالب هو الذي يقوم بتكوين المفهوم الخاطئ لصالح تفسير آخر لذلك من الضروري على المعلمين أن يعرفوا كيفية التعرف على الأفكار المسبقة وجعل هذا الطالب جزءا منتظما من تخطيطها .

2- منظمة المعرفة:

من أجل أن تصبح القراءة والكتابة حقا في المنطقة كان يجب على الطلاب العلم (أ)أن يكون لهم أساس عميق من معرفة الحقيقة (ب) فهم الحقائق والأفكار في سياق الإطار المفاهيمي (ج)تنظيم المعرفة بطرق سهله لتسهيل استرجاعها وتطبيقها.

3-ما وراء المعرفة:

سوف يستفيد الطلاب من التأمل في تفكيرهم وتعلمهم ومعرفتهم سبل تدريس تقييم معارفهم وما لا يعرفونه وتقييم طرق تفكيرهم وتقييم نتائجها.

ويجري تكرار التقنيات التعليمية لتلبية الاحتياجات المحددة لمعلمي العلوم، واظهرت إحدى الدراسات البحثية دراسة الكيفية التي يتم من خلالها استخدام الهواتف المحمولة في اعدادات تدريس العلوم في مرحلة ما بعد الثانوية، تلك التقنيات النقالة يمكن أن تزيد من مشاكل الطلاب والدافع في الفضول لدراسة العلوم.

وفقا للمراجع على بحوث الموجهة نحو البنائية في التعليم العلمي عام 2005 نحو 64 في المئة من الدراسات التي أجريت في مجال الفيزياء 21%في مجال  البيولوجيا، و15%في مجال الكيمياء ويبدو السبب الرئيسي لهذه الهيمنة للفيزياء التي احتوت على صعوبات بسبب الطبيعة الخاصة للفيزياء، وقد اظهرت الابحاث على الطلاب لتعليمات أخصائي العلاج الطبيعي وهي في تناقض صارخ مع مفاهيم ومبادئ الفيزياء إلى أن يتحقق الهدف من رياض الأطفال إلى مرحلة التعليم العالي في كثير من الأحيان كان الطلاب لديهم أفكار لا تتفق مع وجهات النظر الفيزيائي، وهذا ينطبق أيضا على الطلاب أنماط أكثر عمومية من التفكير والمنطق .

انظر أيضا:

*بنائية العلم

*البنائية هي جماعات حماية البيئة تعليم العلوم

*البحث التعليمي

*جماعات بحوث حماية البيئة

*مجموعات وموارد البيئية التي تخدم المدارس

*نظرية المعرفة

*التخرج من المدرسة

*تحقيق معايير التعليم العلمي

*معايير التعليم العلمي الوطني

*الرابطة الوطنية لمدرسي العلوم

*التربية

*التعليم الفيزيائي

*تعليم الرياضيات

*تعليم الهندسة

*مدرسة تعليم العلوم والتكنولوجيا

*العلوم والتكنولوجيا والمجتمع وبيئة التعليم

*محو الأمية العلمية

*التوعية العلمية

*النموذجية العلمية

• بوابة تربية وتعليم
• بوابة تاريخ العلوم
• بوابة علوم
• بوابة علم الاجتماع
• بوابة تقانة