Deepening and Expansion ▼
הבנת רוחב היריעה של השיטה המדעית הינה חלק מהבנת מהות המדע
חוקרי חינוך רבים בינהם דאהר וארדורן (2014), מקקומס (2020) ואחרים, התייחסו לרעיון שהבנת רוחב היריעה של השיטה המדעית דורשת בין השאר הבנה לגבי כלים, תהליכים ותוצרים של מדע. זהו אחד מההיבטים החשובים לשם פיתוח ההבנה אודות מהות המדע. היבט זה מתייחס בין השאר לכך שאין שיטה מדעית יחידה אלא שיטות מקובלות של חשיבה וערכים קולקטיביים. בין השיטות הרבות המקובלות במדע ניתן לראות מספר רב של פעולות אותן המדענים מוצאים כמקובלות ונדרשות באופן אוניברסלי לשם פיתוח הידע המדעי.
השאיפה לפיתוח ההבנה של ריבוי השיטות המדעיות מקורה ברצון לעודד השתלבות בתרבות המדע, לצד הענקת כלים, שיאפשרו לבקר את המחקר המדעי ואת ההתפתחות המדעית והטכנולוגית. אלו, חיוניים על מנת לאפשר ללומדים להשתתף בדיונים ציבוריים בנושאים יום-יומיים, לצרוך באופן מושכל מידע מדעי וטכנולוגי, ולהמשיך להעמיק את הידע האישי שלהם.
ארגון מגוון השיטות המדעיות
במחקריה מתייחסת ציבולסקי לאחת הדרכים לפיהן ניתן לחלק את מכלול השיטות המדעיות ומציינת הבחנה אפשרית בין מדע ניסויי ומדע היסטורי (ציבולסקי, 2018; ציבולסקי וחובריה, 2018). מדע ניסויי הינו אוסף ידע שנצבר על ידי ניסויים מבוקרים, במהלכם נעשית מניפולציה במשתנים בלתי תלויים בזמן מדידת השינויים במשתנים התלויים. ניסויים אלה מאפשרים לבחון תיאוריה מסוימת, שתקיפותה נמדדת על ידי בדיקת העקביות ביכולת החיזוי של הניסויים. תיאוריה מיטבית תחשב ככזו כאשר היא מהווה ביטוי של הצהרה כללית או חוק סיבתי שניתן להחיל על מגוון רחב של תופעות בהקשרים שונים. מתודולוגיה זו של המדע הניסויי, דורשת הדירות בניסויים (חזרה על אותו הניסוי במעבדות שונות ואישוש התוצאות) ומניחה כי קיימות ישויות אחידות במהותן (כמו אטומים, מולקולות, גנים) המאפשרות ניסוח הצהרות וחוקים כלליים. מרכיב חשוב נוסף בתיאוריה טובה היא יכולת ההפרכה שלה, כלומר הגדרת העדויות אשר יסתרו אותה.
בניגוד לכך, מדע היסטורי הינו מערכת ייחודית של כלים מתודולוגיים מדעיים, בהם משתמשים החוקרים לשחזור אירועי העבר. ההתמקדות במדע זה הינה בהתחקות אחר תהליכים שהתרחשו בעבר (למשל, התפרצות של הר געש) אשר ניתן לראות את השפעתם בראיות הנאספות בשדה (למשל, הימצאות של סלעים וולקניים הנוצרים בהתפרצויות געשיות). איסוף העדויות נעשה על ידי תצפית בשרידים הטבעיים בשדה וניתוחם נערך על פי העיקרון בו ההווה הינו המפתח להבנת העבר. כלומר, הסקת המסקנות לגבי העבר נערכת על פי תהליכים נסיבתיים בהם ניתן לצפות כיום. במתודולוגיה זו, לא ניתן לערוך מניפולציה אלא להתבונן בממצאי השטח בלבד.
ארדורן ודאהר (2014) התייחסו גם הן לחלוקה אפשרית של השיטות המדעיות. הן הזכירו טבלה שבה ברנדון (1994) פרט מאפיינים שונים של שיטות ניסוייות לעומת שיטות תיאוריות. טענתו הייתה כי גם ניסוי ותצפית וגם עבודה תיאורית יכולים להתבצע במספר אופנים: (א) תוך עריכת מניפולציה או בהיעדר מניפולציה ו-(ב) תוך בדיקת השערות או מדידת פרמטרים
גישה פדגוגית מפורשת, רפלקטיבית ומתוך הקשר לפיתוח הבנת רוחב היריעה של השיטה המדעית
הבנת ריבוי השיטות המדעיות מתבצעת באופן מיטבי בגישה פדגוגית מפורשת ורפלקטיבית ומתוך הקשר אותנטי. מקקומס וחובריו (2020) מגדירים מהי גישה פדגוגית מפורשת ומהי גישה פדגוגית רפלקטיבית. גישה פדגוגית מפורשת מבוססת על ההנחה כי הוראת מהות המדע צריכה להיות מתוכננת ומוטמעת בתוכניות למידה שונות כמרכיב מרכזי של הלמידה, ולא כתוצר לוואי. כחלק מגישה פדגוגית זו יש לכוון את תשומת הלב של הלומדים אל היבטים שונים של מהות המדע דרך שאלות, דיונים והסברים בהוראת המדע. גישה פדגוגית רפלקטיבית מעודדת את הלומדים לחשוב ולהבין רעיונות וסוגיות הקשורות למהות המדע, ומערבת אותם רגשית בתהליך הלמידה במהלכו הם משתמשים בידע הקודם על מנת לתת משמעות לגירויים חדשים. הפעולה הרפלקטיבית של הלומד מובילה למסקנות אישיות לגבי היבטים של מהות המדע מתוך השוואה ומיפוי הקשרים בין פעולותיהם כלומדים ופעולות המדענים. אדמונסון וחובריה (2020) מגדירים גישת הוראה נוספת שהינה הוראה מתוך הקשר אותנטי. גישה זו מאפשרת הדגמה של מכלול הפרקטיקות והשיטות המדעיות בהן עוסקים המדענים, יחד עם מעורבות הלומד בהקשר מדעי אותנטי וחשיפה לממצאים אותנטיים התורמים לידע המדעי. הקשר אותנטי זה מציג את חיוניות התקשורת שבין לומדי מדע לבין המדענים כדי שיוכלו לשתף את האופן בו הם מבצעים את עבודתם ואת המחקר אותו הם עורכים. גישה זו משולבת באופן טבעי במיזמי מדע אזרחי, המהווים השתתפות במחקר מדעי אותנטי. בנוסף לכך, סביבת הלמידה במסגרת מדע אזרחי, מהווה הזדמנות להוראה מפורשת ורפלקטיבית.
משאבים נוספים:
References ▼
Brandon, R. (1994). Theory and experiment in evolutionary biology. Synthese, 99 , 59–73.
Dagher, Z. R., & Erduran, S. (2014). Methods and Methodological Rules. In:Reconceptualizing the nature of science for science education (pp. 91-111). Springer
Edmondson, E., Burgin, S., Tsybulsky, D., & Maeng, J. (2020). Learning aspects of nature of science through authentic research experiences. In W. F. McComas (Ed.), Nature of science in science instruction: Rationales and strategies (pp. 659–673). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57239-6_36
Erduran, S., & Dagher, Z. R. (2014). Methods and Methodological Rules. In Reconceptualizing the nature of science for science education (pp. 91–112). Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-017-9057-4_5
Kali, Y., (2006). Collaborative knowledge-building using the Design Principles Database. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 1(2), 187-201.
McComas, W. (2020). Principal elements of nature of science: informing science teaching while dispelling the myths. In W. McComas, W. (Ed.), Nature of Science in Science Instruction, pp. 35-44. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57239-6_3
McComas, W. F., Clough, M. P., & Nouri, N. (2020). Nature of science and classroom practice: A review of the literature with implications for effective NOS instruction. In W. F. McComas (Ed.), Nature of science in science instruction (pp. 67–111). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57239-6_4
Tsybulsky, D. (2018). Comparing the impact of two science-as-inquiry methods on the NOS understanding of high-school biology students. Science and Education, 27(7–8), 661–683. https://doi.org/10.1007/s11191-018-0001-0
Tsybulsky, D., Dodick, J., & Camhi, J. (2018). The effect of field trips to university research labs on Israeli high school students’ NOS understanding. Research in Science Education, 48(6), 1247–1272. https://doi.org/10.1007/s11165-016-9601-3