הוראה המשלבת התנסות בפרקטיקות של מחקר מדעי אותנטי, מאפשרת הבנה מעמיקה של רעיונות מדעיים והיבטים שונים של מהות המדע. כמו כן, התנסות זו מאפשרת ללומדים לפתח חשיבה מסדר גבוה ולעודד את היצירתיות והפתיחות המחשבתית המאפיינים את החשיבה המדעית. המטרה היא שהלומדים יגיעו לרמת הבנה גבוהה המאפשרת יישום של רעיונות מדעיים בחיי היום-יום.

פרקטיקות מדעיות כוללות, לדוגמא, שאילת שאלות והגדרת בעיות, תכנון וביצוע חקר מדעי, עיסוק בפתרון בעיות והצגת דעות באמצעות טיעונים מבוססי ראיות. ניתן לעודד מעורבות פעילה בפרקטיקות אלה באמצעות השתתפות בפעילויות חקר במעבדה ובשדה. למשל, אחת ההתנסויות המקובלות לעיסוק בפרקטיקות מדעיות בכיתות הנמוכות של בית הספר היסודי היא מעקב אחר הצמיחה של שני צמחים מאותו סוג, אשר אחד מהם ממוקם באור והשני בחושך. 

עקרון זה קשור לעיתים גם לעקרונות "תמיכה בבניית ידע בתנאי אי ודאות" ו- "חשיפת לומדים לרוחב היריעה של השיטות המדעיות" ו״עידוד רפלקציה״.

מיזמים של מדע אזרחי משלבים, מעצם קיומם, הזדמנות להתנסות בפרקטיקות מדעיות. לדוגמה, במיזם ספירת הציפורים הגדולה, התלמידים לומדים לזהות את מגוון ציפורי הבר, מתנסים באיסוף נתונים באמצעות תצפית בשטח וספירה כמותית ולבסוף חוקרים נתונים התורמים לשמירת מגוון ציפורי הבר בקרבת משכנות האדם. 

היסטוריה של העיקרון: העיקרון הופיע לראשונה במאגר עקרונות העיצוב (Design Principles Database, Kali, 2008)

ציטוט העיקרון: ציבולסקי, ד., בן סימון, ח., פשניצ'ני-מאמו, א., פרץ-הלחמי, י., שגיא, א., קלי, י., וחברי קהילת TCSS  2021 . עקרונות הפעלה, insights.edu.haifa.ac.il

להעמקה והרחבה:

מסגרת עבודה חדשה לחינוך מדעי. בחסות המועצה הלאומית למחקר בארצות הברית (National Research Council, 2012), התכנסו נציגים מהמועצות האקדמיות הלאומיות למדע, להנדסה והמכון לרפואה, על מנת לקבוע מסגרת עבודה חדשה לחינוך מדעי (NGSS, 2013). למעשה, הצורך במיזם צמח מההכרה כי יש עוד מקום רב לשיפור תכנית הלימודים בחינוך מדעי לכיתות א'-יב'. הוועדה הציעה כי חינוך מדעי יבנה סביב שלושה רכיבים: (א) פרקטיקות מדעיות והנדסיות, (ב) רעיונות מדעיים ו-(ג) מושגים חוצי תחומים. כל אחד משלושת הרכיבים חשוב באותה המידה, והשילוב בינהם עוזר לתלמידים לפתח עם הזמן בסיס לחשיבה מדעית ולהבנת מהות המדע. 

(א) פרקטיקות מדעיות והנדסיות - רכיב זה מתייחס לשימוש במושג "פרקטיקות" ולא במושג "מיומנויות", במטרה להדגיש כי העיסוק במחקר המדעי דורש ידע ומיומנויות בעת ובעונה אחת (ברלנד וחובריה, 2015; קרופורד, 2014). בוועדה שהתקיימה, הוחלט על שמונה פרקטיקות מדעיות והנדסיות שעל כל תלמיד לרכוש במהלך לימודיו: שאילת שאלות והגדרת בעיות; פיתוח ושימוש במודלים; תכנון וביצוע של חקר מדעי; ניתוח ופרשנות נתונים; שימוש בחשיבה מתמטית ובחשיבה מחשובית; בניית הסברים ועיצוב פתרונות; עיסוק בטיעון מבוסס ראיות; צפיה, הערכה ותקשורת מידע. העיסוק בפרקטיקות אלה מסייע לתלמידים להבין את התפתחות הידע המדעי, עקרונות חוצי נושאים ורעיונות דיסציפלינריים של מדע והנדסה. נוסף על כך, הידע המדעי נתפס בעיני הלומדים כמשמעותי ורלוונטי יותר לחייהם.

(ב) רעיונות מדעיים - רכיב זה מתייחס להתנסות פעילה המערבת פרקטיקות מדעיות: אוסבורן (2014) מדגיש כי המטרה העיקרית של החינוך המדעי הינה התנסות פעילה ומערבת של התלמידים במדע. התנסות זו משיגה את מטרותיה לטענתו, רק אם מתקיימים התנאים הבאים: (א) ההתנסות מסייעת לתלמידים לפתח הבנה עמוקה ורחבה יותר לגבי מה שאנו יודעים, כיצד אנו יודעים, ולגבי רעיונות המנחים את העיסוק במדע; (ב) ההתנסות מהווה אמצעי יעיל יותר לפיתוח ידע מאשר הוראה פרונטלית; וכן (ג) ההתנסות מציגה תמונה אמיתית של המאמץ הכרוך בעשיית המדע.

(ג) מושגים חוצי תחומים - רכיב זה מתייחס לחשיבות לכך שתלמידים יבינו את הקשר וגם את ההבדל בין מושגים זהים בהם הם נתקלים בתחומים השונים. למשל, את העובדה שהמושג אנרגיה בביולוגיה, כימיה ופיזיקה מתייחס לרעיון אחד שנמדד באופן שונה בדיסיפלינות השונות.

רשימת מקורות: 

משרד החינוך. (2021). דמות הבוגר והבוגרת. 

Berland, L. K., Schwarz, C. V., Krist, C., Kenyon, L., Lo, A. S., & Reiser, B. J. (2016). Epistemologies in practice: Making scientific practices meaningful for students. Journal of Research in Science Teaching, 53(7), 1082-1112.

Crawford, B. A. (2014). From inquiry to scientific practices in the science classroom. In Handbook of research on science education, volume II (pp. 529-556). Routledge.

Kali, Y., (2006). Collaborative knowledge-building using the Design Principles Database. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 1(2), 187-201.

National Research Council (NRC). (2012). A framework for k-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. The National Academy Press.

NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: for states, by states. The National Academies Press.

NGSS Lead States. (2013). Appendix F: Science and Engineering Practices  Describes the progression of the practices across K-12, detailing the specific elements of each practice that are targets for students at each grade band. In Next generation science standards: For states, by states. The National Academy Press. https://www.nextgenscience.org/sites/default/files/Appendix F Science and Engineering Practices in the NGSS - FINAL 060513.pdf

Osborne, J. (2014). Teaching scientific practices: Meeting the challenge of change. Journal of Science Teacher Education, 25(2), 177–196.