العلم فى المجتمع
: إذا سمعت كلمة علم فهل ينحصر
تفكيرك في حصة العلوم والمعلم وبعض المصطلحات والحقائق؟ وهل
هناك علاقة بين ما يحدث في حصة العلوم وبين حياتك؟ قد يكون لديك
مشاكل عليك حلّها، أو أسئلة تحتاج إلى إجابات،. فالعلم طريقة أو عملية تستخدم في استقصاء ما يجري حولك،
ويستطيع أن يوفر إجابات لأسئلتك.
العلم ليس جديدا
: حاول الناس عبر التاريخ تفسير
ما يحدث للأشياء حولهم،معتمدين على ملاحظاتهم التي توصلوا إليها عن طريق حواسهم الخمس ( البصر واللمس والشم والذوق والسمع). وقد عرفت من التجربة الاستهلالية أنّ استخدام الحواس فقط قد يؤدي
إلى فهم غير صحيح. فمثلاً إن وصفت شيئًا باردًا أو ساخنًا فإنك لم تحدد درجة
حرارته، وإن وصفته بأنه ثقيل أو خفيف فأنت لم
تحدد مقدار كتلته، وإن وصفته بأنه قريب أو بعيد
فأنت لم تحدد مقدار المسافة التي يبعدها.
: يمكن أن تستخدم الأرقام في وصف الملاحظات. وتستخدم الأدوات أيضًا
ومنها مقياس الحرارة والأشرطة المترية في إعطاء أرقام لوصف هذه الملاحظات؛ حيث يلاحظ العلماء ويستقصون ويجربون؛ للتوصل إلى إجابات، ويمكنك أنت أيضًا أن تقوم بذلك.
العلم أداة
: سمع المعلم طلال حديث الطالبين
أحمد وبدر عن واجب التاريخ الجديد، فسألهما: فيمَ تفكران؟ فأجاب أحمد: كُلّفنا بواجب خاص؛ علينا إعداد مشروع يوضّح أوجه التشابه والاختلاف بين حدث في الماضي وشيء يحدث في
مجتمعنا الحاضر. فقال المعلم طلال:
يبدو أنّ هذا المشروع يحتاج إلى جهد
كبير. هل اخترتما الحدثين؟
قال أحمد: لقد قرأنا بعض المقالات
في صحف قديمة، ووجدنا عدة قصص حول تفشِّي وباء الكوليرا الذي أدّى إلى وفاة عشرة أشخاص
وإصابة 50 آخرين بالمرض.
ولقد حدث ذلك عام 1871 م. ويشبه هذا
المرض تفشي بكتيريا القولون E.coli في مدينتنا الآن.
سأل المعلم: ماذا تعرف عن تفشِّي
وباء الكوليرا؟ وما المشاكل التي نتجت عن بكتيريا القولون يا أحمد؟
قال أحمد: الكوليرا مرض تسببه بكتيريا توجد في الماء
الملوث، ويصاب الأشخاص الذين يستخدمون هذا الماء بإسهال شديد، وجفاف قد يؤدي إلى
الموت أحيانًا. أمّا بكتيريا القولون E.coli فهي نوع آخر من البكتيريا؛ بعضها غير ضار، وبعضها الآخر قد يسبب مشاكل معوية
نتيجة تلوث الغذاء والماء.
أضاف بدر: لقد أصيب عامل في متجر
والدي ببكتيريا القولون، وقد تماثل للشفاء
الآن. وعلى
أية حال نأمل أن
تساعدنا على تنفيذ هذا المشروع؛ فنحن نريد أن نقارن
بين تتبّع العلماء عام 1871 م لمصدر الكوليرا، وكيف تتبعوا مصدر بكتيريا القولون ) E.coli ( الآن.
استخدام العلم كل يوم
قال المعلم طلال بفخر: أنا سعيد بذلك؛
فهذه طريقة رائعة توضح قيمة العلم، وأنه جزء من حياة كل فرد؛ وإنّكما الآن تسلكان سلوك
العلماء.
وبدت على وجه أحمد نظرة حائرة، ثم سأل:
"ماذا تعني يا أستاذ؟ كيف يمكننا أن نمارس العلم؟
استخدام العلم كل يوم
قال المعلم طلال بفخر: أنا سعيد بذلك؛
فهذه طريقة رائعة توضح قيمة العلم، وأنه جزء من حياة كل فرد؛ وإنّكما الآن تسلكان سلوك
العلماء.
وبدت على وجه أحمد نظرة حائرة، ثم سأل:
"ماذا تعني يا أستاذ؟ كيف يمكننا أن نمارس العلم؟
العلماء يستخدمون الأدلة
أكمل المعلم كلامه: إنّك الآن تتصرف
كالمحقّق؛ فلديك مشكلة ينبغي حلّها. ابحث أنت وزميلك عن أدلة توضّح أوجه التشابه والاختلاف
بين الحدثين. وسوف تستخدم في أثناء تنفيذك هذا المشروع عدة مهارات وأدوات بحثًا عن
الأدلة. ثم استطرد المعلم: يفعل العلماء الشيء نفسه في نواح كثيرة؛ ففي عام 1871 م
تتبع العلماء دليلاً لمعرفة مصدر وباء الكوليرا لحلّ مشكلتهم. واليوم يفعل العلماء
الشيء نفسه، وذلك بالبحث عن مصدر بكتيريا القولون E.coli وتتبُّعه.
استخدام المعلومات السابقة
سأل المعلم: كيف تعرف يا أحمد ما تحتاج إليه
لإتمام مشروعك؟
فكر أحمد قليلاً، ثم قال: لقد ذكر معلم التاريخ الأستاذ حمد أنه يجب
أن يكون التقرير في ثلاث صفحات على الأقل، وأن يتضمن خرائط أو صورًا أو رسومًا بيانية. كما يجب أن نستخدم معلومات من مصادر مختلفة، منها المقالات
المكتوبة أو الرسائل أو أشرطة الفيديو أو الإنترنت. وأعلم أيضًا أنه ينبغي أن يُسلَّم التقرير في الوقت المحدّد، مع الأخذ بعين
الاعتبار صحة الإملاء والقواعد.
سأل المعلم طلال: هل تحدث المعلم حمد فعلاً عن
الإملاء الصحيح والقواعد؟
فأجاب بدر: لا، لم يقل ذلك صراحة، لكنّنا نعلم أن المعلم حمدًا يخصم بعض الدرجات على الأخطاء في الإملاء والقواعد، وهذا ما لاحظته عندما ارتكبت بعض الأخطاء الإملائية في تقريري الأخير، فخصم درجتين. تعجب المعلم طلال وقال: حسنًا؛ فهذا يتفق مع المنهج العلمي. عرفت إذن من خبرتك السابقة أنّك إذا لم
تتبع تعليمات المعلم حمد فسوف تفقد بعض الدرجات. ويمكنك أيضًا أن تتوقع أنّه سيتصرف بالطريقة نفسها مع التقرير الذي ستعده كما فعل من قبل.
أكمل المعلم طلال حديثه قائلا: يستخدم العلماء أيضًا
الخبرات السابقة ليتوقعوا ما سيحدث في أثناء الاستقصاءات، وبذلك يضعون النظريات بعد اختبار التوقعات جيدًا. والنظرية تفسير للأشياء مدعوم
بالحقائق. كما يضعون القوانين، وهي قواعد تصف نمطًا في الطبيعة، ومن ذلك الجاذبية مثلا
استخدام العلمية والتقنية
بدر، لقد أشرت في حديثك إلى أنّك تريد
أن تقارن بين طرائق تتبع المرَضَين. وهذا يتطلب منك استخدام مهارات وأدوات كالتي يستخدمها
العلماء؛ حتى تكتشف أوجه التشابه والاختلاف بين هذين المرضين. ثم أشار المعلم طلال
إلى أحمد قائلاً: إنّك تحتاج إلى مصادر متنوعة للحصول على المعلومات، فكيف تتعرف المصادر
المفيدة؟ فأجاب أحمد: نستطيع أن نستخدم الحاسوب لنجد الكتب والمجلات والصحف والأفلام
والمواقع الإلكترونية التي تحتوي على المعلومات التي نريدها.
: فقال المعلم طلال: أحسنت. هذه طريقة أخرى تفكر فيها كالعلماء؛ فالحاسوب من الأدوات التي يستخدمها العلماء الآن ليجدوا البيانات ويحلّلوها. فالحاسوب مثال على التقنية، انظر الشكل 4. والتقنية تطبيق العلم لصناعة المنتجات، أو أدوات يمكن أن يستخدمها الناس. واستخدام التقنية من الاختلافات
الكبيرة التي ستجدها بين الطريقة التي تم فيها تتبع
الأمراض عام 1871 م وما يتم الآن.
مهارات العلم
: أكمل المعلم طلال حديثه قائلا: ربما
تكون بعض المهارات المستخدمة في تتبع المرضين هي أحد أوجه التشابه بين الفترتين الزمنيتين.
فمثلاً يستخدم الأطباء والعلماء في هذه الأيام مهارات، منها الملاحظة والتصنيف وتفسير
البيانات، كما استخدمها العلماء في أواخر عام 1800 م. وفي الواقع،عليك مراجعة مهارات
العلم التي تحدثنا عنها في الصف. وبهذه الطريقة تتمكن من تحديد كيف استخدمت في أثناء
تتبع مرض الكوليرا، وكيف أنها لا تزال تستخدم حتى اليوم.
: بدأ أحمد وبدر يراجعان مهارات العلم التي ذكرها المعلم طلال. وكلّما مارسَت هذه المهارات أكثر أصبحت أقدر على استخدام هذه المهارات.
الملاحظة والقياس
: فكر في التجربة الاستهلالية في بداية الفصل؛ فقد استخدمت ثلاث مهارات، هي الملاحظة والقياس والمقارنة؛ لتكمل النشاط. وربما يستخدم العلماء هذه المهارات أكثر من غيرهم. وستتعلم أنّ الملاحظة وحدها غير كافية أحيانًا لإعطاء صورة كاملة عما يحدث. ولضمان أن تكون البيانات
التي حصلت عليها مفيدة يجب أخذ قياسات صحيحة،
فضلا عن أنّ الملاحظات ينبغي جمعها بعناية.
: يريد أحمد وبدر أن يجدا أوجه
التشابه والاختلاف بين التقنيات التي استخدمت لتتبع
المرض في أواخر عام 1800 م، والمستخدمة الآن، لذا فإنّهما يستخدمان مهارة المقارنة. فالمقارنة هي إيجاد أوجه
التشابه والاختلاف.
التواصل فى العلم
ماذا يفعل العلماء بنتائجهم؟ لن تكون نتائج ملاحظاتهم وتجاربهم واستقصاءاتهم متاحة لسائر العالم، ما لم ينقلوها
إليهم، لذا يستخدم العلماء عدة طرائق لإيصال ملاحظاتهم إلى الآخرين. وغالبًا ما توثق نتائج
التجارب والاستنتاجات في المجلات العلمية التي تنشر سنويًّا، ويوضّح الشكل 5 بعض تلك المؤلفات. يقضي العلماء جزءًا
كبيرًا من وقتهم في قراءة المقالات التي تتضمنها هذه المجلات، وأحيانًا يكتشف العلماء
معلومات في هذه المقالات قد تؤدي إلى تجارب جديدة.
مراجعة الدرس
لأنها تحدد مقدار كمية الملاحظات وتجعلها
أكثر دقة
الإجابة
استنتج: لماذا يستخدم العلماء أدوات ـ منها
مقياس الحرارة والمساطر المتربة ـ عند أخذ الملاحظات :
الملاحظة والقياس والاستنتاج والمقارنة والرسم
البيانى والتصنيف والتوقع والتسلسل .
الإجابة
حدد : بعض المهارات المستخدمة فى العلوم
. سم مهارة علمية استخدمتها اليوم ..............
الإجابة
قوم : اذكر مثالا واحدا على التقنية . فيم
تختلف التقنية عن العلم ؟
العلم عملية وطريقة للتفكير تساعد
الناس على حل المشكلات والإجابة عن الأسئلة أما التقنية فهى اداة تستخدم
لصناعة منتجات وتكوين معلومات يمكن أن يستخدمها الناس .
التفكير الناقد : لماذا يستخدم دفتر العلوم
فى تسجيل البيانات ؟ ما الطرائق الثلاث المختلفة التى تسجل او تلخص بها البيانات فى
دفتر العلوم ؟
: يمكن أن يستخدم دفتر العلوم لتسجيل بيانات استقصائية وعرض النتائج والتواصل مع الأخرين ويمكن أن تلخص البيانات فى لوحات وجداول ورسوم بيانية وتوضيحات مكتوبة .
الإجابة
قارن : تستخدم أحيانًا حواسك لتسجيل ملاحظات؛
لتتوصل إلى إجابة عن سؤال ما، وأحيانًا أخرى تستخدم أدوات وقياسات.
ق *ارن ب *ين هات *ين الطريقت *ين في الإجابة
عن
الأسئلة العلميّة.
: أحيانا يمكن أن تنخدع الحواس لذلك الأدوات والقياسات أكثر دقة وموثوقية .
الإجابة
تواصل : سجّل في دفتر العلوم خمسة أشياء قمت
بملاحظتها في غرفة صفك أو خارجها. قارن بين هاتين الطريقتين في الإجابة عن الأسئلة
العلميّة.
: قد تتضمن الإجابات الروائح والأصوات المختلفة والألوان ودرجة الحرارة .
الإجابة
الدرس الثانى
عمل العلم
فكرة الدرس
يجري العلماء أبحاثاً مختلفة لإكتشاف معلومات
جديدة .
المفردات
البحث الوصفي – البحث التجريبي – الطرائق العلمية
– النموذج – الفرضية – المتغير المستقل – المتغير التابع – الثابت – العينة الضابطة
.
أستكشف
مقارنة بين أنواع من أوراق التنشيف
الخطوات
1- ارسمي جدول بيانات
.
2- قصي قطعاً مــربعة الشـــكل 5 سم × 5 سم من الأنواع الثلاثة من أوراق
التنشيف، ثم ضعي كل قطعة على سطح أملس مستوٍ لا ينفذ منه الماء .
3- ضيفي قطرة واحدة من الماء إلى
كل قطعة .
4- واصلي إضافة قطرات الماء حتى تتشبع قطعة الورق وتصبح غير قادرة على
امتصاص الماء.
5- سجّلي نتائجك في جدول البيانات
ومثليها برسم بياني .
6- كرّري الخطوات من 2 إلى 5
، ثلاث مرات.
التحليل :
1- هل امتصت قطع أوراق التنشيف
كميات متساوية من الماء ؟
2- إذا امتص أحد أنواع أوراق التنشيف ماء أكثر من
غيره فهلى يمكن أن تستنتجي أن هذا النوع هو
الذي يجب شراؤه ؟ وضّحي إجابتك .
3- أيّ الطرائق العلمية استخدمت للمقارنة بين أوراق التنشيف في قدرتها على
الامتصاص؟
حـــــــل المشكلات
عندما أنجز أحمد وبدر بحثهما أجابا عن السؤال المطروح، هناك أكثر من طريقة للإجابة عن السؤال ، أو حل المشكلة
العلمية . حيث يبذل العلماء جهودًا لحل المشكلات العلمية ، وكل مشكلة تتطلب استقصاءً
بصورة مختلفة ، إلا أنهم يكررون بعض الخطوات في الاستقصاءات جميعها .
تحديد المشكلة
يركز العلماء على فهم المشكلة بوضوح أولاً
قبل حلها . وقد يجدون أحيانًا أنه من السهل تحديد المشكلة ، وقد يكون هناك عدة مشاكل
تحتاج إلى حلول أحياناً أخرى . فعلى سبيل المثال ، قبل أن يجد العالم مصدر المرض عليه
أن يحدّد المرض بدقة .
كيف يمكن حل المشكلة ؟
: يتبع العلماء طرائق مختلفة لحلّ المشكلات،والإجابة
عن الأسئلة العلمية. وهناك طريقتان، هما البحث الوصفي، وتصميم البحث التجريبي. البحث
الوصفي يجيب عن الأسئلة العلمية من خلال الملاحظة. ويُعدّ ما جمعه أحمد وبدر من معلومات
حول الكوليرا وبكتيريا القولون بحثًا وصفيًّا. أمّا تصميم البحث التجريبي فهو طريقة
أخرى تستخدم للإجابة عن الأسئلة العلمية، من خلال اختبار الفرضية، باتباع خطوات متسلسلة
ومنظمة بشكل صحيح.
والطرائق العلمية، هي طرائق أو خطوات
تُتبع لمحاولة حل المشكلات؛ إذ تتطلب المشكلات المختلفة طرائق حلل بياناتك علمية مختلفة
لحلها.
البحث الوصفى
: يمكن حلّ بعض المشكلات العلمية أو الإجابة عن
الأسئلة باستخدام البحث الوصفي، الذي يعتمد غالبًا على الملاحظات. يستخدم البحث الوصفي في الاستقصاءات التي يصعب فيها إجراء التجارب، ومنها تتبُّع الطبيب
البريطاني جون سنو عام 1800 م مصدر وباء الكوليرا
باستخدام البحث الوصفي. ويشتمل البحث الوصفي عادةً على الخطوات التالية:
: يمكن حلّ بعض المش كلات العلمية أو الإجابة عن
الأسئلة باستخدام البحث الوصفي، الذي يعتمد غالبًا على الملاحظات. يستخدم البحث الوصفي في الاستقصاءات التي يصعب فيها إجراء التجارب، ومنها تتبُّع الطبيب
البريطاني جون سنو عام 1800 م مصدر وباء الكوليرا
باستخدام البحث الوصفي. ويشتمل البحث الوصفي عادةً على الخطوات التالية:
حدّد هدف البحث
هدف البحث هو ما تريد أن تكتشفه، أوالسؤال
الذي ترغب في الإجابة عنه. فقد كان هدف أحمد وبدر في بحثهما اكتشاف كيف تم تتبع مصدر
كل من وباء الكوليرا وبكتيريا القولونE.coli( وحدّد الدكتور جون سنو هدفه وهو "اكتشاف
مصدر وباء الكوليرا في لندن".
صف تصميم البحث
كيف تنفذ استقصاءك؟ وما الخطوات التي
ستستخدمها؟
: وكيف تسجل بياناتك أو تحلّلها؟ وكيف يساعدك البحث على إيجاد إجابة عن سؤالك؟ هذه أشياء قليلة يفكر فيها العلماء عندما
يصممون استقصاءً بطريقة البحث الوصفي.
وتعدّ احتياطات السلامة أهم جزء في تصميم أيّ
بحث. لذا راجع معلمك عدة مرات قبل أن تبدأ أي استقصاء.
: لقد ضمّن الدكتور جون سنو بحثه
خريطة توضّح أماكن سكن المرضى المصابين بالكوليرا، وأماكن حصولهم على الماء. واستخدم هذه البيانات في توقّع أنّ
المياه التي مصدرها مضخة يدوية في الشارع الرئيس
كانت مصدر التلوث.
الموضوعية
إذا كنت ترغب في مشاهدة فيلم علمي، بينما لا يرغب أصدقاؤك في ذلك، فأردت إقناعهم بمشاهدته فإن عليك أن تشوقهم بإخبارهم بشيء عنه؛ليحقّقوا رغبتك. قد يحدث شيء مماثل لذلك؛ كأن يتوقع العلماء نتائج معينة، ويع دّ هذا تحيزًا؛ فالاستقصاء الجيد يتفادى التحيز. ومن طرائق تفادي التحيز تحويل جميع البيانات إلى قياسات رقميّة. ويمكن أن يحدث نوع آخر من التحيز، كما في المسوحات، أو في اختيار
المجموعات للاستقصاءات. ولكي تحصل على
نتيجة دقيقة عليك استخدام عينة عشوائية.
الأجهزة والمواد والنماذج
:
تعدّ الأجهزة والموادّ المستخدمة في تنفيذ الاستقصاء وتحليل البيانات من الأمور المهمة لحلّ المشكلة العلمية عن طريق البحث
الوصفي.
اختيار المواد والأجهزة
: عندما تنفذ الاستقصاءات وتجمع البيانات عليك أن تختار
أحدث الموادّ المتوافرة لديك، ويفضل
أن تستخدم الأجهزة العلمية، ومنها الميزان ذو الكفتين، والموازي ن النابضية، والمجاهر، وغيرها. وتساعد الآلات الحاسبة والحواسيب على تقويم البيانات أو عرضها، وليس من الضروري عند القيام بالاستقصاءات العلمية أن يتوافر لديك الأجهزة والموادّ المطورة جدًّا، أو أن تكون باهظة الثمن؛ إذ يمكن أن تكمل استقصاءك وتعرض بياناتك
بنجاح باستخدام ما يتوافر من موادّ في البيت أو في الصف،
ومنها الأوراق وأقلام التلوين أو أقلام التخطيط. فعرض البيانات المنظّم يعدّ فعالاً كما لو تم عرضها من خلال الرسوم البيانية المعالجة بالحاسوب، أو العروض الباهظة الثمن.
استخدام النماذج
: قد تشتمل إحدى طرائق تنفيذ الاستقصاء إعداد نماذج علمية في العلوم أو
استخدامها. والنموذج يمثّل أشياء قد تحدث ببطء شديد، أو بسرعة كبيرة، وقد تكون كبيرة جدًّا، أو صغيرة جدًّا يصعب ملاحظتها بصورة مباشرة. وتكون النماذج مفيدة
أيضًا في الحالات التي تكون فيها الملاحظة المباشرة خطرة جدًّا، أو عالية التكلفة. لقد كانت خريطة الدكتور سنو للكوليرا نموذجًا يساعده على توقّع المصادر الممكنة للإصابة بالكوليرا، ويستخدم الناس
حاليًّا النماذج في كثير من المهن، كما تنفَّذ أنواع كثيرة من النماذج بوساطة الحواسيب. وتعدّ الرسوم البيانية والجداول العادية والإلكترونية نماذج تستخدم في عرض
البيانات، كما يمكن للحواسيب أن تُنتج نماذج ثلاثية الأبعاد للبكتيريا المجهرية، أو لنيزك ضخم
أو لبركان ثائر، كما في تصميم الطائرات الآمنة والمباني وعمل
نماذج لها. وتؤدي هذه النماذج إلى توفيرالوقت والمال، من خلال اختبار الأفكار، التي
قد تكون بسيطة جدًّا، أو كبيرة ومعقدة، أو قد
تستغرق وقتًا طويلاً في بنائها.
القياسات العلمية
: يستخدم العلماء في جمع الملاحظات في جميع أنحاء
العالم نظاماً للقياس يُسمّى النظام العالمي للوحدات ، يسهّل فهم نتائج البحوث ومقارنة بعضها
ببعض .
البيانات
يجب أن تُجمع البيانات في البحوث العلمية ، وتنظم بصورة صحيحة ،
فالتنظيم الجيد للبيانات يسهل عمليتي التفسير والتحليل .
تصميم جدول البيانات
: يشتمل الاستقصاء المخطّط له جيدًا على
طرائق تسجيل النتائج والملاحظات بصورة صحيحة.
ومن هذه الطرائق جداول البيانات ، ولكل جدول عنوان يعبر عن مضمونه . ويُقسم
هذا الجدول إلى مجموعة من الأعمدة والصفوف التي تمثّل عادةً المحاولات أو الخصائص المراد
المقارنة بينها ، إذ يحتوي الصف الأول على عناوين الأعمدة، ويحدّد العمود الأول ما
يمثله كلّ صف لخاصية ما.
حلل البيانات
: بعد أن انتهيت من تنفيذ الاستقصاء عليك الآن أن
تعرف ماذا تعني نتائجك ؟ ولمعرفة ذلك ينبغي مراجعة جميع الملاحظات والقياسات التي سجلتها، وأن تكون بياناتك منظمة
جيداً لتحليلها. والرسوم البيانية تعد
من أفضل الطرائق لتنظيم البيانات فإنه
يمكنك أن تمثل هذه البيانات بالرسوم البيانية ، أو
تستخدم الحاسوب لترسمها .
إستخلاص النتائج
: بعد أن تنظم بياناتك ابدأ باستخلاص النتيجة ، آخذاً في الاعتبار الأسئلة الآتية: هل ساعدتك هذه البيانات على الإجابة عن سؤالك؟ هل دعمت بياناتك توقعك؟ إذا لم
تتوافق بياناتك وتوقعاتك فاحتفظ بها، وتذكر أن
بيانات العلماء إذا لم تفدهم في مجالٍ ما
فسوف يستخدمونها في مجال آخر . فالاستقصاء الناجح لا يتم
دائماً بالطريقة التي تتوقعها .
تواصل العلماء
: يكون الاستقصاء ضرورياً عند وجود مشكلة تحتاج إلى حل . وينتهي الاستقصاء بتحليل البيانات واستخلاص النتائج. لكن العلماء لا يتوقفون عند هذا الحد ، بل يتواصلون مع علماء آخرين أو وكالات دولية، أو مصانع خاصة
أو عامة، وينقلون إليهم النتائج، بكتابة التقارير، وتقديم عروض توفر تفاصيل حول كيفية إجراء التجارب، فضلاً عن تلخيص البيانات والاستنتاجات النهائية. وقد تشتمل تقاريرهم على توصيات لأبحاث مستقبلية، ويقوم العلماء
عادة بنشر معظم اكتشافاتهم المهمة
.
تصميم البحث التجريبى
يعدّ التجريب طريقة أخرى لحلّ المشاكل العلمية؛ فتصميم البحث التجريبي يساعد على الإجابة عن أسئلة علمية، من خلال ملاحظة لحالات قابلة للتحكّم فيها وضبطها. ويشتمل تصميم البحث التجريبي على عدة خطوات، هي:
1- تكوين فرضية
: الفرضية توقع أو تفسير قابل
للاختبار . ولكي تكوِّن فرضية عليك
أن تستخدم المعرفة السابقة والمعلومة الجديدة وأي ملاحظات ضرورية
2- المتغيرات
يتم التعامل مع المتغيرات في التجارب المخطط لها بصورة جيدة بتغيير عامل أو متغير واحد
مع الزمن، وهذا يعني أن المتغير مضبوط أو يمكن
التحكم به . ويسمي هذا المتغير الذي تغير مع الزمن
المتغير المستقل . أما المتغير التابع
فهو العامل الذي يتم قياسه ، وتسمي المتغيرات التي تبقى ثابتة دون أن تتغير
الثوابت . فمثلاً لا يمكنك أن تجري التجربة في درجات حرارة مختلفة ، أو في فترات
زمنية مختلفة ، أو بكميات مختلفة المضادات الحيوية .
3- حددي العينة الضابطة
لن تكون تجربتك صحيحة ما لم
تستخدم عينة ضابطة . العينة الضابطة
هي عينة تعامل مثل باقي المجموعات التجريبية، ولا تتعرض لأثر المتغير المستقل لكي تقارن نتائجها بنتائج تلك العينات التي تعرضت لأثر المتغير المستقل .
4- عددي المحاولات
لن تكون نتائج التجارب التي تجرى بالطريقة نفسها متماثلة دائماً . لتتأكد من صحة نتائجك عليك أن تجري تجربتك عدة مرات . وقد تعني إعادة المحاولات أن النتائج غير طبيعية ، ومن
غير الممكن أن تقبل بوصفها نتيجة صحيحة . وكلما أكثرت من عدد المحاولات مستخدمًا الخطوات نفسها ستكون نتائجك أكثر صحة . ويعتمد عدد المحاولات
التي تقرر القيام بها على الزمن والمكان والموادّ اللازمة لإكـمال التجربة .
5- حللي نتائجك
بعد أن تكمل التجربة وتحصل
على بياناتك كاملة عليك أن تحلل نتائجك ، وبذلك تستطيع أن تحدد إذا كانت بياناتك تدعم فرضيتك أم لا ، فإذا لم
تدعم فرضيتك فأنت ما زلت تتعلم من التجربة وتحصل منها على معلومات قيمة . وربما تحتاج فرضيتك إلى مراجعة ، أو أن تجري
تجربتك بطريقة أخرى ، فقد يساعدك على ذلك توافر
مزيد من المعلومات السابقة . يمكنك
بعد أن تحلل نتائجك أن تتواصل مع
معلمك وزملائك وتطلعهم عليها.
مراجعة الدرس
تقتصد النماذج الوقت والمال باختبار الأفكار التى تكون كبيرة أو صغيرة جدا او خطيرة
او الزمن المستهلك للتطبيق .
الإجابة
وضح : لماذا يستخدم العلماء النماذج ؟ اذكرى
ثلاثة أمثلة عليها .
توقع أى تعبير يمكن اختباره
الإجابة
عرف : المقصود بالفرضية .
تعرف المشكلة وتحديدها ، وضع الفرضية ، اختبار
الفرضية
الإجابة
اذكر : الخطوات الثلاث التى يستخدمها العلماء
عند تصميم استقصاء لحل مشكلة ما .
بتحديد المشكلة يستطيع العلماء تجميع المعلومات
السابقة اللازمة لتكوين فرضيات ممكنة ، للتأكد بأن كل فرد يعمل على حل المشكلة لديه
فهما واضحا عنها
الإجابة
حدد: لماذا يعد تحديد المشكلة التى يتعين
حلها بدقة أمر مهما ؟
قد تؤدى المعلومات الجديدة التى اكتسبت الى فرضية يمكن دعمها
الإجابة
التفكير الناقد : إذا لم تدعم البيانات
التى جمعتها وسجلتها فى أثناء التجربة فرضيتك فوضح لماذا لا يمكن اعتبار تجربتك فاشلة
؟
تحقق من دقة الرسم البيانى وملائمة العناوين
والبينات الخاصة به .
الإجابة
الدرس الثالث
العلم والتقنية والمجتمع
فكرة الدرس
تقود الإكتشافات إلي تقنيات جديدة ويتم توظيفها
في الأبحاث
المفردات
تقانة المعلومات
العلم في الحياة اليومية
عرفت الكثير عن أهمية العلم ،
وتعلمت بعض فوائده في حياتك اليومية ، ولا تقتصر
ممارسة العلم علي إتمام نشاط علمي، أو قراءة محتوى علمي، أو حفظ
مفردات أو إتباع خطوات معينة ، بل تتعداه إلي
جوانب أخري عديدة ومهمة .
الإكتشافات العلمية
: يتمثل معنى العلم في طرائق متنوعة في حياتك اليومية ، إذ تؤدي الاكتشافات الجديدة باستمرار إلى منتجات جديدة تؤثر في نمط
الحياة ، فمثلاً تمكنت التقنية الحديثة من نقل المعلومات العلمية والثقافية من خلال شبكة الإنترنت
التي تستعمل فيها أجهزة الحاسوب، أو بوساطة القرص المدمج الذي يتيح للمستخدم تخزين كم هائل من المعلومات ، كما أن المشاهد يستطيع أن يتحكم في الكثير من
الأجهزة الإلكترونية باستخدام جهاز التحكّم من بعد .
التقدم التقني
تجعل التقنية حياتك مريحة؛ فمن الحاسوب المحمول يدوياً إلى الحاسوب المحمول بالجيب ، والتحضيرالسريع للطعام عن طريق الميكروويف ، تؤثر الاكتشافات الجديدة في حياتك اليومية وخصوصًا في الجانب الصحي ، إذ تساعد التقنية المتقدمة الكثير من الناس على أن يتمتعوا بصحة أفضل . فالآن مثلاً يوضع قرص صغير على الجلد، تخرج منه جرعات ثابتة من الدواء إلى الجسم لمعالجة مرض ما. وهناك والأجهزة المصغرة التي تمكن الأطباء من متابعة الأطفال قبل أن يولدوا للحفاظ
على حياتهم، وتطبيق هندسة الجينات على البكتيريا
لإنتاج أدوية مهمة، منها الأنسولين لمرضى السكري .
المعرفة العلمية إنتاج تراكمي
إنّ المعرفة العلمية الجديدة تعتبر
تحدياً للطرائق القديمة في التفكير، أو طرائق عمل
الأشياء . فمثلاً صنف الفيلسوف الإغريقي أرسطو المخلوقات الحية إلى نباتات وحيوانات . وبقي هذا النظام في التصنيف معمولاً به حتى ظهرت أدوات جديدة، ومنها المجهر الذي مكن العلماء من الوقوف على تفاصيل أكثر في دراسة
المخلوقات الحية ، ولم تقتصر الاكتشافات العلمية على جنس واحد
، أو ثقافة معينة ، أو زمن معين . فهناك
طلاب في مثل عمرك توصلوا إلى بعض الاكتشافات المهمة .
: العالمة السعودية حياة سندي:أول
امرأة عربية تحصل على الدكتوراه في التقنية الحيوية من جامعة كامبردج، واستطاعت أن تتوصل إلى عدد من الاختراعات العلمية الهامة جعلتها تتبوأ مكانة علمية عالمية رفيعة، وكان من أهمها
اختراع مجس للموجات الصوتية والمغناطيسية، يمكنه تحديد الدواء المطلوب لجسم الإنسان، كما يساعد رواد الفضاء على مراقبة معدلات السكر،
ومستوى ضغط الدم فى أجسامهم، وله تطبيقات متعددة في نواحي مختلفة للصناعات الدوائية، وفحوصات الجينات والحمض النووي
DNA الخاصة
بالأمراض الوراثية، وكذلك المشاريع البحثية لحماية البيئة وقياس الغازات السامة.
إستخدام المعلومات العلمية
يوفر العلم الكثير من المعلومات المهمة التي تحتاج إليها الناس في اتخاذ قراراتهم، أو لإيجاد دواء جديد، أو
لتطوير طريقة جديدة لإنتاج الكهرباء ، ويمكننا أن
نقرر ضرر المعلومات الجديدة وفائدتها للبشرية عندما
نعرضها على شريعتنا السمحاء. وتعمل
شبكة الإنترنت على نشر الاكتشافات الجديدة إلى العالم بسرعة فتصبح في متناول جميع شعوب العالم . إلا أنه يجب التحقق من دقة
وصحة هذه المعلومات التي يتم الحصول عليها من شبكة
الانترنت .
نظرة إلي المستقبل
: اكتشف أحمد وبدر أن التقنية غيرت طريقة تتبع العلماء المعاصرين لمصدر المرض ، إذ ساعدتهم المعلومات الجديدة عن البكتيريا والأدوات والأجهزة الحديثة على تحديد أنواع معينة من هذه
المخلوقات الحية ، فضلاً عن استخدام الحواسيب في عمل نموذج يبين كيف تقتل هذه البكتيريا الخلايا السليمة، أو كيف تسبب
العدوى. ويستخدم العلماء حالياً الهواتف النقالة والحواسيب والإنترنت للتواصل فيما بينهم .
: وقد أدت تقنية المعلومات إلى
العولمة، أو إلى الانتشار العالمي الواسع للمعلومات .
مراجعة الدرس
عقارات جديدة ، ادوية ، طرق جراحة تم تطويرها
الإجابة
حدد : إحدى إسهامات العلم أو التقنية التي
تساهم
في تحسن صحتك.
قد أثبتت المعلومات الجديدة أن النظرية خاطئة
أ جعلت العلماء ينظرون إليها بطريقة مختلفة
الإجابة
استنتج: ما الذي يجعل العلماء يغيرون نظرية
قديمة عمرها 100 عام؟
1- المقالات المنشورة 2- الكتب
3- الإنترنت 4- المحاضرات 5-
الحواسيب
الإجابة
أعمل قائمة: بخمس طرائق تمكّن العلماء
من التواصل.
لأنها تسمح للعلماء بالتواصل ونقل أبحاثهم
واكتشافاتهم بسرعة
الإجابة
التفكير الناقد : وضح لماذا تعدّ أنظمة
الاتصالات الحديثة مهمة للعلماء في أنحاء العالم؟
إرسال تعليق