التفكير Thinking

    تُعرف عمليات العلم بأنها مجموعة القدرات والعمليات العقلية الخاصة واللازمة لتطبيق طرق العلم بشكل صحيح، وتمتاز بأنها عمليات تتضمن مهارات عقلية يستخدمها الأفراد لفهم الظواهر.

    وتصف عمليات العلم الأنشطة، أو الأفعال، أو الممارسات التي يقوم بها المتعلم للتوصل إلى النتائج الممكنة للعلم من جهة، وفي أثناء الحكم على هذه النتائج من جهة أخرى.

    ويرى بعض علماء التربية إلى أن طريقة الوصول إلى المعرفة العلمية هي الجانب الأكثر أهمية بالنسبة للعلم، فالجانب الأهم للعلم هو كيف يتوصل العلماء إلى اكتشافاتهم؟ وكيف يصلون إلى المعرفة العلمية؟ في حين يرى البعض الآخر أن الاهتمام في التدريس وخاصة العلوم يكون على جانبين: المعرفة العلمية وعمليات العلم.

    وعمليات العلم هي أساس التقصي والاكتشاف العلمي، ولقد تميزت هذه العمليات بعدد من الخصائص، وهي كالآتي:

1. تتصمن مهارات عقلية محددة، يستخدمها العلماء والأفراد والطلبة؛ لفهم الظواهر الكونية المحيطة بهم.
2. سلوك مكتسب، أي يمكن تعلمها والتدرب عليها.
3. يمكن تعميمها ونقلها إلى الجوانب الحياتية الأخرى، إذ إن العديد من مشكلات الحياة اليومية يمكن تحليلها واقتراح الحلول المناسبة لها عند تطبيق عمليات العلم.

    أنواع عمليات العلم: تقسم مهارات عمليات العمل إلى قسمين: مهارات أساسية، ومهارات متكاملة.

أولًا: عمليات العلم الأساسية

        تقسم إلى:

•  عملية الملاحظة: وهي انتباه مقصود ومضبوط للظواهر أو الأحداث أو الأشياء بغرض اكتشاف أسبابها  وقوانينها، وهي تتطلب تخطيطًا من قبل المتعلم، وبالتالي تحتاج إلى تدريبات عملية، وتستلزم استخدام الحواس المختلفة والاستعانة بأدوات وأجهزة علمية.

     فهي تعتبر من العمليات الأساسية التي يستخدم فيها الفرد حواسه للتوصل إلى المعلومات عن العالم المحيط به من ظواهر أو أشياء، وقد يستخدم الفرد حاسة أو أكثر من حاسة، والملاحظة هي وسيلة ضرورية للوصول إلأى الحقائق والمفاهيم والقوانين والنظريات التي تفسر الظواهر الطبيعية المحتلفة.

وحتى تكون الملاحظة علمية وصحيحة لا بد أن تمتاز يما يلي:

1. الشمول: حيث يلاحظ الدارس جميع العوامل التي قد يكون لها أثر في أحداث الظاهرة.
2. الدقة والموضوعية والبعد عن التحيز: حيث تتأثر الملاحظة بالخصائص الشخصية للملاحظ.
3. التكرار: حيث أن الملاحظة التي لا تتكرر لا يمكن إخضاعها للبحث والدراسة.

• عملية التصنيف: فرز المعلومات والبيانات إلى فئات أو مجموعات اعتمادًا على خواص أو معايير مشتركة بينها، فيستخدم التصنيف لتقسيم الأشياء أو الأحداث إلى مجموعات طبقًا لصفات معينة.

مثال: العناصر تقسم إلى فلزات ولافلزات، الطاقة تقسم إلى متجددة وغير متجددة، الجملة تقسم إلى إسمية وفعلية.

• عملية التواصل: تتضمن هذه المهارة مساعدة المتعلم على القيام أو معلوماته إلى الآخرين، وذلك من خلال ترجمتها إما شفهيا أو كتابيا أو على هيئة جداول أو رسومات بيانية أو لوحات علمية أو تقارير بحثية، كما تتضمن التعبير العلمي بدقة ووضوح وحسن الاستماع والإصغاء، وحسن المناقشة مع الآخرين.

    ومهارة التواصل ليست منفصلة عن عمليات العلم الأخرى من ملاحظة وتصنيف وقياس، حيث أن قدرة المتعلم على التواصل تتوقف إلى حد كبير على قدرته على الملاحظة والتصنيف والقياس.

• عملية القياس: وصف الحدث باستخدام الأدوات لتعيين الملاحظات كمّيًا، وتستخدم هذه العملية:

- الوسائل المعيارية، مثل المسطرة والميزان والاسطوانات المدرجة، ساعة التوقيت.

- وسائل معيارية دقيقة، مثل القياس حتى أقرب عشر أو جزء من مئة في النظام المتري.

    كما تتضمن عملية القياس استعمال أداوت القياس وتطبيق العلاقات الرياضية لحساب الكميات المشتقة من عمليات القياس الأولية، مثل: الكثافة والسرعة.

• عملية التنبؤ: وهي مهارة تتضمن قدرة المتعلم على استخدام معلومات سابقة في توقع حدوث ظاهرة ما أو حادث ما في المستقبل، فالمتعلم يمكن أن يتنبأ بأن قضبان السكك الحديدية سوف تتقوس وتعرض القطارات لخطر السقوط صيفًا ما لم تترك مسافات مناسبة بين هذه القضبان لحدوث عملية التمدد لشدة حرارة الصيف.

    والتنبؤ مهارة مألوفة في الحياة اليومية، مثل التنبؤ بحالة الطقس، ومعرفة ما سيحدث في المستقبل بالاستعانة بالخبرة والمعلومات السابقة، وتعتمد عملية التنبؤ على صحة عمليات الملاحظة والقياس والاستنتاج المرتطبة بها، يعتبر التنبؤ غير المعتمد على الملاحظة ليس أكثر من تخمين؛ حيث إن التنبؤ الجيد ينشأ من الملاحظة الصحيحة ومن القياس السليم.

• عملية استخدام الأرقام: وهي مهارة تهدف إلى قيام المتعلم باستخدام الأرقام الرياضية بطريقة صحيحة على القياسات والبيانات العلمية التي يتم الحصول عليها عن طريق الملاحظة أو الأدوات والأجهزة، كما تتضمن هذه المهارة استخدام الرموز الرياضية والعلاقات العددية بين المفاهيم المختلفة، وتعتبر من مهارات الرياضيات، ومن العمليات الأساسية للعلوم.

مثال: = 7mm/cm³ كثافة الحديد

 Km  150 ×10⁶= المسافة بين الأرض والشمس

ثانيًا: العمليات المتكاملة

    وهي عمليات متقدمة، وأعلى مستوى من عمليات العلم الأساسية؛ لذا يحتاج تعلمها إلى نضج عقلي أكثر، وخبرة، وهي تضمن خمس مهارات، وهي كما يلي:

• عملية تحليل البيانات: تتضمن القدرة على التواصل إلى الأسباب الحقيقية للمعلومات التي جمعها المتعلم أو لاحظها، ويتم في هذه المهارة التوصل إلى تعميمات تضاف إلى خبرة المتعلم، فهي عملية مركبة يتم فيها استخدام البيانات والمعلومات لعمل اتصال واستنتاج وتنبؤ، والوصول إلى تعميميات تدعم بنتائج التجارب.

• التعريف الإجرائي: وهو جملة أو عبارة أو صيغة تصف شيئًا أو حدثًا أو ظاهرة، وذلك بوصف ما يلاحظ أو ما يؤدى من أفعال، فهو يعتمد على ملاحظات وأداءات المتعلم وخبرته.

    وهي مهارة ذات أهمية كبيرة في الوصول إلى استعمال محدد ودقيق للمصطلحات، وهو أكثر تفصيلًا ووضوحًا من التعريف لنفس المصطلح الذي تحصل عليه من الكتب أو من القاموس، حيث أن التعريف الإجرائي يتضمن أمورًا تلاحظ وتؤدى، بينما التعريف المجرد لا يتضمن ذلك.

      مثال:

     التعريف الأول: الأكسجين عنصركتلته الذرية 16، وعدده الذري 8.

    التعريف الثاني: الأكسجين غاز يسبب اشتعال شظية متقدة ( هذا ما نلاحظه)، عند إدخال الشظية ( هذا ما نؤديه) في مخبار مملوء بالغاز.

- التعريف الثاني يكون أكثر قبولًا عند المتعلم، لانه يدخل في نطاق خبرته؛ أي يمكن أن يلاحظه ويؤديه بشكل إجرائي، بعكس التعريف الأول الذي هو بعيد عن إدراك المتعلم.

• عملية ضبط المتغيرات: وهي مهارة يقصد بها قدرة المتعلم على أبعاد أثر العوامل (المتغيرات) الأخرى عدا العام التجريبي، بحيث يتمكن من الربط بين المتغير التجريبي ( المستقل) وأثره على المتغير التابع. 

    مثال: إذا أراد طالب أن يدرس أثر عامل (درجة الحرارة) في معدل تبخر السوائل، فإنه عليه أن يعزل (يضبط) العوامل (المتغيرات) الأخرى التي تؤثر في معدل التبخر، مثل: نوعية السائل، كثافته، نسبة الرطوبة، سرعة الهواء.

• عملية وضع الفرضيات: الفرضية هي تعميم مبني على مجموعة من الملاحظات أو الاستنتاجات، وهي إجابة محتملة لسؤال، أو حل محتمل لمشكلة، أو نتيجة محتملة لتجربة، وقد تصاغ بطريقة يمكن اختبار صدقها، بطريقة مباشرة عن طريق الملاحظة أو التجريب، أو تصاغ بطريقة يمكن اختبار صدقها بطريقة مباشرة عن طريق القياس أو التشابه الجزئي على ما تم اختباره من قبل.

      مثال:

    من فروض نظرية الحركة للغازات أن جزئيات الغاز في حركة مستمرة وقوى التجاذب فيها ضعيفة ---

 فيمكن اختبار هذه الفرضية عن طريق سرعة انتشار الغاز بطريقة مباشرة عن طريقة ملاحظة سلوك الغازات.

• عملية التجريب: وتعتبر هذه المهارة أعلى العمليات العلمية وأكثرها تقدمًا؛ لأنها تتضمن عمليات العلم جميعها (الأساسية والمتكاملة)، وهي تتطلب تدريب المتعلم على إجراء التجارب العملية بنجاح، بحيث تتكامل فيها طرق العلم وعملياته.

    ومهارة التجريب تتيح للمتعلمين مواقف تعليمية تساعدهم على اكتساب الحقائق والمفاهيم والاتجاهات وحل المشكلات، كما تتيح تنمية المهارات الخاصة بالتعرف على الأجهزة والأدوات والقياس، وتسجيل النتائج وتفسيرها، واتباع التعليمات بدقة.

أهمية مهارات عمليات العلم:

    تساعد عمليات العلم المتعلمين على توسيع تعلمهم من خلال الخبرة، حيث يبدأون بأفكار بسيطة، ثم تتجمع هذه الأفكار لتشكل أفكارًا جديدة أكثر تعقيدًا، وجميع هذه الأفكار مهمة ؛ لأنها تساعد المتعلمين لكي يصبحوا صانعي قرار، ويعتمدون على أنفسهم، وقادرين على حل المشكلات.