أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
غير مصنف

الأزمة المفتعلة في تعليم العلوم

الأزمة المفتعلة في تعليم العلوم(*)

إن التدني الخيالي إلى حد بعيد في العلوم بالمدارس العامة

الأمريكية يقود من جديد إلى إصلاحات متسرعة تتجاهل

أفضل توجيه نحو ما يجب أن يتعلمه طلبة المدارس.

<W .W. گيبس> ـ <D. فوكس>

 

في يوم بارد وماطر من الشهر 2/1999، توجه <B. ألبرتس> بوجه عبوس إلى الميكروفون بالنادي الصحفي الوطني في واشنطن العاصمة، ليعلن النتائج النهائية التي ظهرت توّا «لدراسة العلوم والرياضيات العالمية الثالثة»(1)(TIMSS)، وكانت نتائج طلبة الصفوف المتقدمة بالمدارس الثانوية الأمريكية قريبة من المرتبة الأخيرة.

 

وقد سبق للرئيس بيل كلينتون أن انتقد بشدة هذا الوضع بقوله: «لا عذر مقبولا لذلك.» كما وجه اللوم إلى وزير التعليم بقوله: «هذه النتائج غير مرضية إطلاقا.» وجاء في تقرير رئيس جمعية التعليم الوطنية أن المدارس الأمريكية تعاني أزمة حادة. وصرح ألبرتس الذي (هو الآن رئيس أكاديمية العلوم الوطنية) بأنه هو أيضا وجد في هذا التقرير «جميع عناصر مأساة التعليم.»

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001118.jpg

طالبان في مختبر الكيمياء بمدرسة ثانوية حديثة

 

وأضاف ألبرتس «إن الأمريكيين استطاعوا دائما التصدي للأزمات، ونحن نرى بوضوح أن المستقبل مهدد. لكن دعنا الآن نستجب للدعوة المهمة للصحوة.» وهكذا أخذ كتاب المقالات والمربون في الولايات المتحدة يطلقون صيحات الإنذار بأن التعليم الأمريكي يجنح فجأة مرة أخرى نحو حالة متأزمة.

 

وقد لاحظ <J .G. سيزك> [من جامعة توليدو (طليطلة)] بأن الأزمة تقليد دوري يتكرر في كل عقد منذ الأربعينات. فقد فجر إطلاق سپوتنيك عام 1957 حالة من القلق بلغت أقصاها حين صدر كتاب «التعليم الأمريكي: فشل قومي(2)» والذي انتشر حديث تنبئه بأن «الروس سيغيبوننا» بفضل تطبيقهم أقوى برامج في الرياضيات والعلوم. وابتداء من نشر كتاب «أمة في خطر(3)» عام 1983 عُقدت الندوات، الواحدة تلو الأخرى، لتحذر من أن الفشل التربوي الكبير للولايات المتحدة الأمريكية جعلها تتخلى عن دورها القيادي في المجال التقاني إلى اليابان ومنافسين آخرين ـ نتيجة ثبُت لاحقا أنها من سبق الأوان.

 

ومع أن الخصوصيات تختلف من أزمة تربوية إلى التي تليها، فثمة خيوط عامة تصل بين هذه الأحداث البارزة. يقول سيزك: «لقد كان كل حدث يندفع في بحث مستفيض عام تصب فيه جماعةُ البحث التربوي جام غضبها. وعبر البحث عما كُتب في الأدب التربوي في الثلاثين سنة الماضية اطلع سيزِك حديثا على ما يزيد على 4000 من المقالات والكتب التي صرح فيها باحثون عن شكل من أشكال الأزمات التربوية في المدارس. ولكن نادرا ما يجهدون أنفسهم بعرض تفسير للانقلاب الجائح المحتمل الوقوع. ووفقا للمسوحات التي قام بها المركز القومي لأبحاث الرأي(4)، فإن كل حدث بارز من تلك الأحداث كان يعمل على إضعاف ثقة الشعب بالمدارس، هذه الثقة التي تدنت بنحو 38% بين عامي 1973 و 1996. لكن ما هو أكثر أهمية هو أن الأزمات تشترك جميعا في منطق واحد، وهو أن الهيمنة الاقتصادية والعلمية للولايات المتحدة الأمريكية هي على حافة الانهيار لأن المدارس لا تخرج ما يكفي من العلميين والمهندسين وغيرهم من العمال المهرة تقنيا. وبذلك فإن أزمة المدارس تُعرض للخطر قدرة الأمة على التنافس في الاقتصاد الشامل ورفع المستوى المعيشي للولايات المتحدة الأمريكية.

 

ومع ذلك قال <سيزاك> «يجب أن نشكك أكثر في ادعاءات وجود أزمات،» ووافقه على ذلك بعض المؤرخين التربويين. وعلى الرغم من ولع الباحثين بهذه الظاهرة السياسية المتواترة والنقد الذي تطرحه، فإن هناك ثلاثة أسباب للشك في جدواها: أولها هو أن الأزمة السابقة أدت إلى الكثير من الإنفاق وسن القوانين. وقد أحصى <D .P. هرد> [من جامعة ستانفورد] نحو 1000 قانون صدرت منذ عام 1970 بهدف فرض إصلاحات على المدارس، ولكن لم يحدث جراءها إلا تغير طفيف فيما يتعلمه الطلبة. ولاحظ <هرد> أن السياسيين ميالون إلى إجراء إصلاحات كبيرة مبنية على شواهد لا يعتمد عليها.

 

فمثلا أنفقت كاليفورنيا 3.7 بليون دولار لتقليص حجم الصفوف (الفصول) بعد أن حققت ولاية تينسي نجاحا سريعا في محاولة صغيرة في هذا المضمار. ولكن بعد ثلاث سنوات، لم تتغير نتائج الطلبة إلا تغيرا طفيفا. ومع ذلك فإن الحكومة الفيدرالية رصدت في الميزانية 12.4 بليون دولار لتقليص عدد الطلبة في الصفوف.

 

والسبب الثاني للتشكك هو أن نظرة عن كثب إلى الدليل الإحصائي تُبين أنه لا يوجد انخفاض مفاجئ في المعرفة الخاصة بالعلوم والرياضيات لدى الطلبة عند تخرجهم في المدارس الثانوية. وعلى العكس من ذلك، فإن معدلات درجات (علامات) الطلبة في الاختبارات الوطنية ترتفع قليلا قليلا منذ أكثر من عقد، وتبين الدراسات المسحية أن المعرفة العلمية الأساسية لدى الشاب البالغ المتوسط المستوى هي أكثر بقليل مما لدى والديه وأجداده [انظر المؤطر في الصفحة 6].

 

ومن عام 1980 إلى 1995 ازداد عدد المسجلين في الكليات ما قبل الجامعية بنسبة 29 في المئة؛ وذلك على الرغم من انخفاض فئة السكان الذين هم في سن دخول الكليات ـ وبالمناسبة، فإن هذا الانخفاض سينعكس في عام 2000. وقد فاخر المعلمون بأن عدد الحاصلين بينهم على الماجستير وعلى سنوات الخبرة التعليمية اللازمة عام 1996 هو ضعف عددهم عام 1966. كما أن نسب طالب/معلم تناقصت بنحو 27% في الفترة نفسها. وقد شهد هذا العقد ارتفاعا كبيرا في أعداد خريجي الكليات ما قبل الجامعية في العلوم والهندسة.

 

لكن ماذا إذًا عن الأداء المخيب للآمال والخاص بالطلبة الأمريكيين الذين هم في سن المراهقة، في الاختبارات TIMSS، التي شملت دراسة أربع سنوات في أربعين دولة ولنصف مليون طالب، والتي تعتبر، حتى من قبل نقاد من أمثال <G. براسي> [المستشار التعليمي]، بأنها «أوسع من كل الاختبارات المماثلة وأكثرها التزاما بالمنهج؟» لقد ناقش البعض، مثل <C .I. روتبرگ> [من معهد دراسات السياسات التعليمية في جامعة جورج واشنطن] بأنه ليس من العدل أن نقارن طلبة الولايات المتحدة الأمريكية بطلبة الدول الأخرى الذين يتابعون دراستهم لسنين أكثر وفي مواد دراسية علمية أكثر. وبالمثل اشتكى <براسي> من أن طلبة الصفوف المتقدمة في المدارس الثانوية بالدول التي كانت درجاتهم عالية في تلك الاختبارات هم أكبر سنا، ومن المرجح كثيرا ألا يكون لديهم عمل أثناء دراستهم مقارنة بالطلبة الأمريكيين.

 

ويردّ على ذلك <H .W. شميدت> [المنسق المعتمد من قبل الولايات المتحدة الأمريكية في الاختبارات TIMSS] بقوله: «إن هذه الانتقادات فاتها تماما إدراك الهدف من إجراء دراسة دولية، ألا وهو توضيح كيف تؤثر طرق مختلفة في إدارة المدارس فيما يتعلمه الطلبة. ويشير شميدت إلى أنه يمكن للولايات المتحدة الأمريكية أن تطيل مدة الدراسة الإلزامية وأن تمنح الطلبة مساعدات مالية، كما تفعل السويد، بحيث لا يحتاج إلا القليل منهم إلى العمل أثناء الدراسة، وذلك إذا تبين أن هذه السياسات هي أحد المتطلبات الأساسية للنجاح.

 

وفي الحقيقة تُبين الاختبارات TIMSS أن الأمر هو أكثر من ذلك. فالمعرفة التي نستخلصها من ترتيب أداء طلبة كل دولة في هذه الاختبارات، هي أقل بكثير من دلالات الدراسة إلى الأفكار التي تبدو لنا أحيانا ضرورية أو كافية من أجل مدارس جيدة وهي في واقع الحال غير ذلك. ومثال ذلك أن من بين العديد من الدول التي كانت نتائج طلبتها مرتفعة، كانت الواجبات المنزلية لهؤلاء أقل مما لأقرانهم الأمريكيين، وعدد الطلبة في الصف الواحد أكبر على الأغلب، والوقت الذي يمضونه في صفوفهم لدراسة العلوم والرياضيات أقل أحيانا. وقلة من هذه الدول تُخصص صفوفا للطلبة المتفوقين وأخرى للضعاف منهم؛ كما أن معظم مدارس هذه الدول لا تستفيد من التقانة بقدر ما تستفيد منها مدارس الولايات المتحدة.

 

ومع ذلك يبدو أن للكتب المدرسية أهمية خاصة في هذا المضمار. فقد حلل الباحثون بعضا من الكتب الأكثر استخداما في الدول التي شملتها الدراسة بلغ عددها 800 كتاب مدرسي في الرياضيات والعلوم، وتبين أن الكتب المدرسية الأمريكية، مع بعض الاستثناءات، تغطي موضوعات أكثر بكثير من كتب الدول الأخرى وبتكرار كبير. ويقول <شميدت> «إن الطلبة الأمريكيين حققوا مكاسب من الصف grade  الرابع إلى الصف الثامن في جميع المواد التي اختبروا فيها، ولم يحققوا أي مكاسب كبيرة في أي منها.» ويضيف: «ببساطة، تستمر المدارس الثانوية في هذا الاتجاه.»

 

لقد حصل الطلبة الأمريكيون على درجات أقل بقليل من درجات العديد من أقرانهم في الدول الأخرى في الأسئلة التي كان أغلبها متعدد الخيارات والتي تركز على الحقائق والعمليات والإجراءات الأساسية. وما أهمية ذلك؟ يقول <A. كوينز> الذي قاد عملية تطوير «المعايير الوطنية لتعليم العلوم»(5): «إنني لست مقتنعا بأن الطالب الذي يحقق درجات عالية في الاختبارات TIMSS هو مثقف علميا.» ويؤيده في ذلك <M. إتكن> [من ستانفورد] حيث يقول: «إن الاختبارات لا تكشف مهارات  طويلة المدى في حل المسائل ولا تتطلب معرفة المفاهيم الخاصة بطبيعة العلوم.» ويضيف: «إن محاولة رفع معدلات التلاميذ في الاختباراتTIMSS هي خطوة إلى الوراء، لأن هذه الاختبارات لا تتوافق مع ما نريد أن  يتعلمه أولادنا.»

 

وفي أزمات التعليم، فإن السؤال عما يجب أن تُعلمه المدارس في العلوم والرياضيات يجري إغفاله في الاندفاع نحو رفع درجات الطلبة في الاختبارات. وهذا هو السبب الثالث للشك في أن العويل حول الأزمة يساعد على تحقيق أي شيء يذكر في هذا المضمار. لقد أجمع الباحثون المعنيون في تعليم العلوم وكذلك المدرسون والعلميون الممارسون على أن على المدارس أن تهيئ مواطنين مثقفين علميا وليس عددا أكبر من المرشحين للنخبة الأكاديمية.

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001119.jpg

لقد احتل الاداء المتدني لطلبة المدارس الأمريكية في العلوم والرياضيات بالاختبارات العالمية TIMSS، العناوين الرئيسية في وسائل الإعلام، لكن ذلك الإحصاء الفجّ ينافي ما حصل من اقتراب لتجمع متوسط درجات المتسابقين الأمريكيين الرئيسيين، وبخاصة عندما يؤخذ في الاعتبار هوامش الخطأ (الأقواس).

 

ويؤكد <هرد> أنه عبر تاريخ الولايات المتحدة كله، كانت المقررات الدراسية في العلوم بالمرحلة الثانوية عبارة عن حواجز يعبرها جميع الطلبة ما عدا أكثرهم ذكاء وحافزية. ويؤيد <إتكن> هذا الرأي حيث يقول: «إن كنت جيدا في حفظ الصيغ العلمية فإنك ستنجح في دراستك الثانوية.» فهذه الدراسة هي «تحضير لمتابعة الدراسة، وليس للحياة الحقيقية.»

 

وقد تبين من الناحية العملية أن أعداد العلميين والمهندسين لا تحكمها المدارس الثانوية بل الجامعات [انظر المؤطر العلوي في الصفحة المقابلة] فمن بين ال 000 305 طالب الذين أخذوا مقررات تمهيدية في الفيزياء بالمدارس الثانوية عام 1988 فإن 1.6% فقط تابعوا دراستهم للحصول على البكالوريوس في الفيزياء؛ وأقل قليلا من 700 من هؤلاء حصلوا على الدكتوراه.

 

وهناك أيضا سبب وجيه للشك في أن للعلوم التي تدرس في المدارس العامة أثرا كبيرا على المنافسة أو الإنتاجية الاقتصادية [انظر المؤطر السفلي في الصفحة المقابلة]. وإذا كان تعليم العلوم بالمدارس هو في واقع الأمر ضعيف وغير ملائم لإجراء أبحاث علمية أو لتحريك الاقتصاد، فإن الكثير من الرياضيات والعلوم التي تحاول المدارس تعليمه لا مبرر له.

 

ويقول أيكنهيد: «عندما نظرت أنا وغيري من الباحثين إلى المواد العلمية التي يحتاج الأفراد إلى معرفتها لاتخاذ القرارات المناسبة أيا كانت مواقعهم، سواء أكانوا قضاة أم سياسيين أعضاء في لجان التخطيط، أم كانوا من محدودي الدخل يسعون لتقليص ما ينفقون على الطاقة، أم آباء لأطفال من ذوي الاحتياجات الصحية الخاصة، فإننا نجد أن العلوم النظرية المجردة لا فائدة منها على الإطلاق.»

 

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001120.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001121.jpg http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001122.jpg

الكتب الدراسية الأمريكية تغطى بتكرار مواضيع كثيرة ولكن القليل منها يعرض هذه الموضوعات بتعمق

 

إن الأزمة المفتعلة في تعليم العلوم أخفت الحقيقة المؤلمة وهي أن معظم الطلبة يُعلَّمون علوما لا علاقة لها بحياتهم مطلقا ـ و«إن العلماء هم جزء أساسي من المشكلة، فالعديد منهم يعتقدون أن النظام التعليمي للعلوم جيد لأنه أنتجهم،» وذلك على حد قول <W. ماكومس> [من جامعة سازرن كاليفورنيا].

 

ضعاف ولكنهم ليسوا أضعف

تسود نظرة تشاؤمية بين التربويين في المجال العلمي، فهم يظنون أن هناك تدنيا في المستوى العلمي للطلبة في أمريكا؛ إلا أن الحقائق القليلة المتوافرة تشير إلى عكس ذلك، حيث يحقق هؤلاء الطلبة تحسنا لا تدنيا في مستواهم العلمي. وهذا ما تبين من الدراسات المسحية التي قادها على مدى سنتين <J. ميلّر> بتكليف من المركز الدولي لتقدم الثقافة العلمية في شيكاگو. وقد كشفت هذه الدراسات عن أن الثقافة العلمية بين البالغين الأمريكيين في تزايد منذ عام 1985 (المخطط العلوي). كما تُبين الدراسات المذكورة أن أداء الأفراد الذين شملتهم هذه الدراسات، والذين هم في الفئة العمرية ما بين 18 و 29 سنة، أفضل بقليل في المجال العلمي ـ من أداء من تزيد أعمارهم على 40 سنة. وأيضا، كشف «التقييم الوطني للتقدم التربوي» NAEP في مجال العلوم والرياضيات أن درجات الطلبة ذوي الأعمار  17 سنة ارتفعت منذ عام 1982 مع أنها بقيت أقل مما تم تسجيله في أواخر الستينات.

هذا وإن حصول طلبة الصف الثاني عشر في الاختبارات الدولية على معدلات أقل من معدلات نظرائهم من الدول الأخرى لا يُعني أبدا أن مستوى الطلبة الأمريكيين في المجال العلمي هو أدنى من مستوى الآخرين. ففي واقع الأمر، أثبت الطلبة المقيمون في أمريكا أنهم أقدر على استيعاب حقائق العلوم الأساسية من الطلبة المقيمين في الكثير من الدول والذين تفوقوا بشكل ملحوظ في الاختبارات TIMSS. ويعزو ميلر النتائج الجيدة التي حققتها الولايات المتحدة في هذا المضمار إلى المعدلات العالية نسبيا لدوام طلبة الصفوف المتقدمة في المدارس الثانوية الأمريكية، مقارنة بنظيراتها في الدول الأخرى؛ كذلك فإن طلبة هذه الصفوف غالبا ما يأخذون مقررات علمية عامة أكثر من نظرائهم في الدول الأخرى.

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001123.jpg

ومع ذلك فليس للأمريكيين مبرر للشعور بالارتياح في هذا الصدد؛ فمع أن البالغين منهم قد يعرفون من العلوم التي تدرس في المرحلة المتوسطة، أكثر مما يعرفه الآخرون في معظم دول العالم، إلا أن المرء يذهل لجهلهم في بعض الموضوعات العلمية البسيطة ـ فمثلا، كثيرون منهم لا يتذكرون تعريف السنة (انظر الرسم البياني السفلي).

أسئلة طُرحت في الدراسات المسحية حول الثقافة العلمية

.1 ما الجزيء؟ (فقط 11% أعطوا جوابا صحيحا).

.2 ما الدنا DNA (الحامض النووي الريبي المنقوص الأكسجين)؟ (222%)

.3 هل أشعة الليزر تعمل بمباءرة الأمواج الصوتية؟ (39%)

.4 كم تحتاج الأرض من الوقت لتدور حول الشمس؟ (48%)

 

ويقول ماكومس أيضا: «هناك متسع من الوقت بعد المدرسة الثانوية لعلماء المستقبل كي يتعلموا الحقائق العلمية الدقيقة.» ويضيف <هرد>: «إن ما يحتاج إليه الطلبة من المدرسة هو أن تساعدهم على تكوين مهارات من التفكير تُمكنهم من التمييز ما بين البينة والدعاية، وما بين المحتمل والمؤكد، وما بين المعتقدات المنطقية والخرافات، وما بين البيانات والتأكيدات، وما بين العلوم والفلكلور، وما بين النظرية والعقيدة (الدوغما). وأن يميزوا أيضا ما بين المناسبة والأزمة.

 

تشير الأبحاث في الولايات المتحدة إلى عدم وجود أزمة فيها

مهما يكن وضع تعليم الرياضيات والعلوم في المدارس الثانوية، فإن الأقسام العلمية بالجامعات التي تخرج النخبة من العلميين والمهندسين للولايات المتحدة الأمريكية، لا تشكو من أي نقص في عدد الطلبة اللامعين [الرسم البياني الأيمن]. منذ عام 1966، ازداد عدد الحاصلين على الدكتوراه في العلوم أو الهندسة سنويا بنسبة 130% في حين ازداد عدد سكان الولايات المتحدة الأمريكية بنسبة 35% فقط. وبالطبع فإن بعض التخصصات كانت أنجح من غيرها في هذا الشأن؛ فمثلا، منذ عام 1992، تناقص عدد المسجلين في برامج الدكتوراه في الفيزياء بنسبة 27%. ويرى <P. مولفي> [من المعهد الأمريكي للفيزياء IAP] أن هذا التناقص إنما يعكس فقط انخفاض الطلب، عقب انتهاء الحرب الباردة، على الوظائف المرتبطة بشؤون الدفاع.

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001124.jpg

أما في الحقول العلمية الأخرى، فهناك قلق يساور المخططين للمستقبل جراء السيل المتزايد من العلميين الجدد وليس من النقص فيهم. وهذا ما دعا مجلس الأبحاث الوطنيNRC إلى أن يحث في تقريره عام 19988 عن الجامعات إلى الحد من التوسع في برامج الدراسات العليا في علم الأحياء.

ويرد جزء من الزيادة في عدد الحاصلين على الدكتوراه في الولايات المتحدة الأمريكية إلى الزيادة المطردة في أعداد الطلبة الأجانب (الرسم البياني الأيسر). وبعد تخرجهم يبقى جزء كبير منهم في الولايات المتحدة الأمريكية للعمل فيها، ومازالت نسبة هؤلاء في ازدياد. ففي عام 1996 خطط نحو 68% من الطلبة الأجانب للبقاء في الولايات المتحدة الأمريكية بعد أن حصلوا على الدكتوراه في العلوم أو الهندسة؛ في حين كانت نسبة هؤلاء عام 1980 نحو 49%.

 

المطلوب: مفكرون أقوياء

«عندما يكون الوضع الاقتصادي سيئا فإن اللوم يقع دائما على المدارس، في حين عندما يكون الوضع الاقتصادي جيدا فلا يعزى إليهم الفضل في ذلك إطلاقا»، هذا ما يلاحظه <أتكن>؛ وهو في ذلك على حق.

فثمة تحليلان مستقلان حول المنافسة الاقتصادية العالمية، صدرا عام 1999 ويضعان الولايات المتحدة في المرتبة الأولى أو الثانية (بعد سنغافورة الصغيرة جدا). ومع ذلك، فإن <E .M. پورتر> [الباحث الاقتصادي في جامعة هارڤرد والمؤلف المشارك في إعداد أحد التقريرين] نبّه في مؤتمر صحفي عُقد في الشهر7/99، إلى أنه «على الرغم من أن الولايات المتحدة هي في مقدمة المتنافسين على الأسواق العالمية ولها الفضل في الكثير من الابتكارات التي تظهر في العالم بمعدلات عالية، فإن العلميين الذين أبدعوا هذه الابتكارات كانوا قد تخرجوا في جامعاتها قبل ما بين 5 و 20 سنة.

واستنتج پورتر: «أن المشكلة الكبرى التي تواجه قادة مختلف الابتكارات في الولايات المتحدة هي الأزمة المتفاقمة في العلوم وتوافر التقنيين.» وقد حمّل هو وزميله في جامعة هارڤرد <J. ساش> المدارس العامة الأمريكية مسؤولية ذلك.

كثيرون يعتبرون بمثابة مُسلّمة أن مهارات خريجي المدارس الثانوية في العلوم والرياضيات هي من الأهمية بمكان بالنسبة إلى ازدهار الاقتصاد الأمريكي؛ ولكن شواهد عديدة تعارض هذا الافتراض. فتحليلات الاقتصاد المِكروي(6)  التفصيلية، التي أجراها  پورتر وآخرون والتي اعتمدت عليها التقارير حول المنافسة التجارية، عدّدت دستات من المتغيرات ـ من السياسة التجارية إلى حماسة النائب العام تجاه مقاومة الاحتكارات ـ التي تؤثر في قدرات الأمة على تحقيق النجاح في الاقتصاد العالمي. وعلى قائمة تلك المتغيرات، تأتي مثلا «مُلاءمة التعليم المدرسي» متدنية ـ تحت «البنية التحتية»، كذلك فإن «نوعية العلميين والمهندسين» أخفض أيضا. وكلا هذين المتغيرين هما من بين الأصعب على السياسيين تغييرها.

إضافة إلى ذلك، ومع تحذير پورتر، فإن خريجي الجامعة من العلميين والمهندسين هم عموما في ازدياد [انظر المؤطر أعلاه]، وذلك على الرغم من المنافسة من قبل سوق العمل القوي وتناقص عدد السكان الذين تتراوح أعمارهم ما بين 20 و 24 سنة. ولا أحد يستطيع أن يتنبأ فيما إذا كانت إنتاجية الخريجين الجدد هي بقدر إنتاجية من سبقهم. ولكن من الطريف أن كثيرا من المبدعين الذين تخرجوا في الجامعة قبل ما بين 5 و 20 سنة كانوا طلبة في المدارس الثانوية إبان «أزمة» التعليم في مطلع الثمانينات.

ويطرح <P .A. كارنيڤال> [وهو اقتصادي  عمالي يشارك في تنظيم الاختبارات التربوية في پرنستون] وجهة نظر ثالثة حيث يقول: «إن مجرد كون التقانة هي العنصر الرئيسي في الكعكة(7) الاقتصادية لا يُعني أنه يُمكن تقسيم الكعكة إلى وظائف تقانية.» وقد لاحظت المؤرخة في جامعة هارڤرد <C. كولدن> أن ظهور تقانات جديدة في نهاية القرن العشرين تعتمد على الكهرباء والألمنيوم والسيارات والحرير، أوجد بعض الأعمال للمختصين التقنيين؛ إلا أن النتائج الرئيسية لذلك كانت مزيدا من الأعمال المكتبية وحاجة كبيرة إلى الثقافة الأساسية والقدرة على التفكير والتعبير بدلالة حدود كمية(8).

ويقول كارنيڤال: «إن للتقدمات في تقانة المعلومات تأثيرا مماثلا. فقد ازدادت ما بين عامي 1959 و 1997 الأعمال المكتبية بمعدل خمسة أضعاف الوظائف التقنية.» ويُستنتج من دراسة مسحية للإحصاء السكاني أن 13% من العمال الأمريكيين يحتاجون إلى معرفة إضافية في الرياضيات (مثلثات أو حسبانcalculas) لأداء أعمالهم، وأن نحو 57% منهم يحتاجون إلى قدرات مهمة، تحليلية واستنتاجية لفظية.

على الأغلب، تتطلب أعمال نحو 13% من العمال أن تكون لديهم معرفة بالرياضيات العالية.

ويشير كارنيڤال إلى وجود طرق كثيرة لتعليم التفكير على مستوى عال. «في الماضي كنا نعلم اللاتينية لهذا الغرض، وحاليا فإن تعليم الرياضيات يؤدي هذا الغرض. لكن القدرة العامة هي المطلوبة أكثر وأكثر وليس القدرة الخاصة. وإذا كان ذلك صحيحا، فإن تعليم العلوم والرياضيات بالطريقة المعهودة التي تحث على استظهار الحقائق والإجراءات أو العمليات يسيء إلى الطلبة.»

وبمعدل عمالة يبلغ 96%، فمن المؤكد أن يعاني سوق العمل نقصا في المهارات التقنية اللازمة. لكن الإصلاحات التي يتطلبها التعليم العام بطيئة، ومن غير المؤكد أنها تحقق ما يحتاج إليه سوق العمل. «وعندما تحتاج جهة ما في سوق العمل إلى موظفين لديهم ثلاث سنوات من الخبرة في تقانة حديثة لم يمض على ظهورها سوى 8 أشهر، فمن المحتم أنها لن تجدهم،» وذلك على حد قول <W. آسپري> [رئيس رابطة البحث الحاسوبي في واشنطن العاصمة].

 

يوم في حياة ثلاث مدارس

الأولى في أمريكا والثانية في السويد والثالثة في كندا

أولا: ثانوية تاسكوسا، أماريلّو، تكساس

يجد معظم الأمريكيين في مدرسة تاسكوسا الثانوية ما هو مألوف في ثانويات أخرى؛ ففيها ينطلق الطلبة بسرعة واهتياج بين خزائن ضخمة مملوءة بالميداليات والكؤوس والدروع الرياضية، وينادون معلمهم باسم «كوتش»(9) وكأنه مدرب رياضي. وبعد قرع  الجرس يوقف عرفاءُ الصف الطلبة الذين ليس لديهم إذن بالمرور. والمشكلة الكبرى في هذه المدرسة التي تضم 2100 طالب هو إقبال الطلبة الشديد على حضور الأنشطة الرياضية والاجتماعية ما إن يُعلن عنها، وذلك على حد قول ناظر المدرسة.

وكذلك تتبع صفوف العلوم والرياضيات في تاسكوسا التقاليد الأمريكية القديمة جدا. فمعلمة العلوم في الغرفة 221 تُسقط على السبورة أسئلة مراجعة لما درسته في العلوم الطبيعية بالصف التاسع. وتقتصر جميع الأسئلة تقريبا على طلب إعطاء تعريفات أو معادلات مثل: ما الانكسار(10)؟ ما الحرارة النوعية(11)؟ ما عمل «محزّزة الحيود»(12)؟

وخلال نقلهم المعلومات عن جهاز الإسقاط يطرح الطلبة عددا من الأسئلة التي لا معنى لها: ما هي وحدة «العمل» (يقرؤها الطالبWelk بدلا من work)؟ هل هذه m+m/s  (يقرؤها  الطالب بهذا الشكل من دون أن يلاحظ أن ما يقرؤه هو وحدات الزخم momentum 55  . وحول السؤال: لماذا إذا قذفنا في الهواء زجاجة مملوءة بالماء والهواء المضغوط فإنها تعلو أكثر إذا زدنا كمية الماء فيها؟ يجيب أحد الطلبة بكل ثقة: لأنه كلما زادت كمية الماء، ازداد انضغاط الهواء. وفي رده هذا يخالف المبدأ الأساسي الذي تعمل الصواريخ وفقه! لكن كتابه المدرسي المؤلف من 800 صفحة، لا يحوي سوى ثلاث جمل توضح أن الدفع متناسب مع الكتلة الدافعة المطرودة (وهي الماء).

ويقول طالب متقدم في صف معلم الكيمياء ميلّر «إن العديد من معلمي العلوم لا يتوقعون من طلبتهم في الصف سوى أن ينقلوا ما يكتبونه على السبورة وأن يتعلموا بأنفسهم؛ لكن في صفنا هذا كثيرا ما تجرى مناقشات صفية يشارك فيها جميع الطلبة. ويؤيده في ذلك زميل له متقدم أيضا ويقول: «إن الكوتش (المدرب) ميلّر هو بحق معلم جيد. لكن مادة الكيمياء لا تبدو لنا ذات صلة بالحياة كعلم الأحياء. فالمختبرات تتبع طريقة إجرائية لا تحيد عنها، وعلينا أن نحفظ عن ظهر قلب المعادلات والجدول الدوري. وإذا تقرر بناء مصنع كيميائي في مدينتا فلا أشعر بأنني على اطلاع كاف ليكون لي دور فيه.»

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001125.jpg

صف من صفوف تعليم الرياضيات كما كان دائما

ويرى العديد من خبراء إصلاح التعليم أن تعليم العلوم في المدارس الثانوية يجب أن ينصب على ما يمكن تطبيقه في الحياة الواقعية؛ لكن ليس لدى المعلمين في مدرسة تاسكوسا إلا القليل من الحوافز للقيام بذلك. لقد قام <J. ميكر> بإدخال مقرر في علوم البحار يقوم الطلبة فيه بإجراء التجارب بأنفسهم، ومن خلاله يتاح للطلبة رصد نوعية المياه في مستودعاتها المحلية. كما شرع <T. سلوتر> ببرنامج في علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء وعمل رحلات حقلية متكررة إلى المشافي والعيادات البيطرية؛ ولكن جرى هذا العام تقليص عدد صفوفهما من ثلاثة إلى صف واحد.

«إن المشكلة هي أن مقررات العلوم التي تتطلبها الدولة تهدف إلى إعداد طلبة المرحلة الثانوية للالتحاق بالجامعة،» على حد قول معلمة لمادة الكيمياء. وتضيف: «تود أن يتعلم طلبتك الكيمياء التطبيقية ليكونوا مواطنين واعين. ولا ترغب في التحاقهم بكليات ما قبل الجامعة ليتابعوا دراسة الكيمياء على مدى فصلين دراسيين ضمن برامج التقوية في الكيمياء. فمقررات العلوم في الكليات ما قبل الجامعية تعتمد على الاستظهار وحل المسائل الحسابية المجردة. وهكذا يستمر الأسلوب التقليدي.

ثانيا: مدرسة دراگوسكولان ـ أومي ـ السويد

كان الطلبة في المختبر يلتفون حول معلمتهم وقد ارتدت لباس المختبر الأبيض وهي تنظر في لوحة عداد جهاز كانت تضغط فيه زجاجة سائل بنفسجي، وكانوا يقارنون ما تفعله بخطوات التعليمات المعطاة لهم. وبعد بضع دقائق أخذوا يحاكون طريقة العمل. وقد أوضحت معلمة الصف أن الهدف من هذا الإجراء المختبري هو أن يتعلم الطلبة كيفية استخدام السپيكتروفوتومترspectrophotometer.

وفي مؤخرة القاعة يقوم المعلم كالستروم بإلقاء محاضرة مدتها عشر دقائق عن المفعول الكهروضوئي photoelectric effect. وفي القاعة لا توجد ساعة على الجدران المظلمة كما لا يوجد جرس يحدد بداية الدرس ونهايته ولا مكبر صوت أيضا. وعندما كان يطرح السؤال: هل من أسئلة؟ كان الجواب الوحيد هو تثاؤب مكبوت. يعود المعلم إلى السبورة وينسخ الطلبة المتقدمون بعناية ملاحظاته وهو ينطلق في سباق مدته 15 دقيقة لتغطية نظريات التركيب الذري ومستويات الطاقة والإثارة الإلكترونية. ثم يسأل الطلبة فيما إذا كان لديهم أي سؤال، لكن الإجابة كانت صمتا مطبقا. «حسنا. لننتقل إذًا إلى النظرية النسبية.»ق

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001126.jpg

محاضرة من الطراز القديم يلقيها المعلم كالستروم أمام السبورة

قد يحسد الكثيرون في الولايات المتحدة المدارس الثانوية السويدية، حيث كانت درجات الطلبة السويديين المتقدمين في اختبار العلوم الدولي (IST) الأخير هي الأعلى في العالم. لقد كان الألفا طالب في هذه المدرسة السويدية أهدأ وأكثر انتباها من أقرانهم في مدرسة أماريلو بتكساس. يقول <A. لندكرِن> «إن صفوف العلوم هذه هي نموذج مثالي للتعليم التقليدي، فنحن نركز على الإجراءات والعمليات لحل مختلف المسائل التي تطرح في هذه الصفوف؛ أما التطبيقات الحياتية فنتطرق إليها بشكل سطحي جدا. ولقد كان التوكيد ومازال على تهيئة أناس جيدين للأبحاث.» ولتحقيق هذه الغاية على الطلبة منذ بداية المرحلة الثانوية أن يختاروا ما بين 16 مسارا تعليميا، اثنان منها فقط يتيحان الالتحاق بالجامعات، وهذه المسارات تُلزمهم ببرامج نظرية صارمة في علم الأحياء والكيمياء والفيزياء والرياضيات وحتى الحسبان (حساب التفاضل والتكامل).

ومع ذلك فإن السويديين أنفسهم غير سعداء بمدارسهم، وقد ألزموا وزارة التربية والتعليم القيام بإصلاحات جذرية. فمنذ عام 1994 تم إلغاء الامتحانات الوطنية وجرت الاستعاضة عن المنهاج الوطني بمعايير مناسبة بحيث تستطيع المدارس المحلية إنجاز ما تراه ملائما. وقد تم التوكيد على النواحي التطبيقية والتاريخية والاجتماعية في صفوف الرياضيات والعلوم تماما بقدر التوكيد على الجوانب النظرية والحسابية.

وبعد خمس سنوات لم تصل هذه التغييرات إلا إلى بعض صفوف المدرسة. في إحدى غرف المدرسة، تقوم  مجموعة من الطلبة  في صف العلوم البيئية بتقديم عروض عن الكيفية التي يتحرك وفقها ثنائي أكسيد الكربون والفوسفور والماء العذب والأوزون، في دورات إيكولوجية (بيئية) واقتصادية. وتقوم معلمة الصف بطرح أسئلة موجهة تحفز وتشجع المناقشات حول الممارسات الزراعية والقوانين الحكومية في هذا الصدد. وتعلق على ذلك معلمة الصف قائلة: «بهذه الطريقة يُشجع الطلبة على أن يكوِّنوا آراءهم حول المشكلات المطروحة، وأن يقترحوا طرق علاجها.» وتتابع معلمة الصف تدريسها بقولها: «والآن سنعمل انطلاقا من هذه المعلومات.»

إن صف الرياضيات الذي يدرسه المعلم كالستروم نمطي أكثر؛ وما يدرس فيه يمثل تحديا مذهلا في نظر الأمريكيين. فطلبة هذا الصف يتعلمون ـ وهم مازالوا في بداية المرحلة الثانوية ـ الحسبان الأساسي باللغة الإنكليزية فقط، وهي لغة أجنبية بالنسبة إليهم. لكن الكثيرين منهم يجدون أن ما يهمهم ويفيدهم في هذا المقرر هو اللغة الإنكليزية ليس إلا.

اغتنمت إحدى الطالبات فترة توقف أثناء المحاضرة لتقول: هل يمكنني أن أسأل سؤالا سخيفا؟ هل هذا ما يُسمى «تكاملا»، لأنني لا أعرف ما هو التكامل؟ فقام المعلم كالستروم بتكرار ما سبق أن شرحه عن الفرق بين التكامل ومقابل المشتق.

ثالثا: معهد بيدفورد رود، ساسكاتونا، كندا

كالطلبة السويديين، حصل طلبة الصفوف المتقدمة بالمرحلة الثانوية في كندا كطلبة السويد، على معدلات في الرياضيات والعلوم بنتيجة اختبارات الدراسة TIMSS لعام 19955،  أعلى مما حصل عليه الطلبة الأمريكيون وبفارق كبير. ومنذ ذلك الحين، تقوم كندا، مثل السويد، بحث مدارسها على أن تتفحص بعناية هذه المواد. ولكن في مدرسة بيدفورد رود وهي مدرسة نموذجية في مدينةSaskatchewan breadbasket  التي يبلغ عدد سكانها 1088 آلاف نسمة، فإن التغييرات ملحوظة أكثر مما هي عليه في المدرستين السابقتين، الأمريكية والسويدية.

«لقد اعتدتُ أن أُعلم بتتابع صارم؛ ولكني شعرت مع مرور الوقت وكأنني أُحرك إنسالة (روبوتا) صغيرة،» يقول <R. دايبڤيك> وهو رئيس قسم العلوم في هذه المدرسة الكندية وقد ساعد على كتابة إرشادات جديدة لمنطقته التعليمية بخصوص المنهاج الدراسي فيها. وفي هذه الإرشادات يحث المعلمين على الاعتماد أكثر على تجارب منفتحة(13) open-ended  وعلى أن يناقشوا القضايا الاجتماعية التي يطرحها العلم والتقانة. وفي صفه المتقدم بعلم الأحياء. هناك مجموعات من الطلبة مُحتارة بأمر الأحرف الممثلة للتسلسل الجيني (الوراثي) genetic sequence. وكان .دايبڤيك> قد طلب إليهم أن يوجدوا ما يضاهي في التسلسل قطعة دناوية DNA  صغيرة؛ ولكن لم  يستطع أي من الطلبة أن يدرك بعد أن عليه أن يبحث عن الأحرف المكملة لتلك الأحرف في القطعة. وخلال عشر دقائق وقف جانبا يجيب عن أسئلتهم إلى أن استطاعت كل مجموعة أن تستخلص الإجابة عن السؤال الذي طرحه في بداية الدرس. 

عندئذ قام معلم الصف بشرح الكيفية التي يمكن بها أن يُطبق مثل هذا المبدأ لعمل بصمات دناوية(14) في المحاكم. ومن دون تلقين، أمطره الطلبة بوابل من الأسئلة: إذا كان لديك تسلسل جيني لمرض معين فهل يعني ذلك بأنك ستصاب حتما بهذا المرض؟ (تحدث معلم الصف عن الاستعداد الجيني (الوراثي) مستخدما كمثال على ذلك سرطان الثدي). «إذا استطعت تغيير الجينات المؤثرة على طول العمر، فهل هذا يُمكنك من أن تعيش أطول؟ (اعترف معلم الصف بأنه لا يعرف ذلك، ولكنه لخص الأبحاث الأخيرة عن حدود انقسام الخلية(15).

ويعلِّق معلم الصف على ذلك بقوله: «لقد تركت لطلبتي اختيار مواد 90% من المقرر.» ويضيف: «لنقل إن الموضوع هو الطاقة؛ عندئذ أسأل الطلبة أن يخبروني عما يريدون تعلمه حول هذا الموضوع. وبتحركنا نحو ما يريدون التوصل إليه، فلا محالة من أن يدركوا بأن عليهم أن يعرفوا حقائق ومبادئ معينة. لكنهم يريدون أن يعرفوها.»

لقد توصل الطلبة إلى توقع ما الذي يجب أن يتعلموه ليكون معقولا وذا صلة بالموضوع الذي يدرسونه. وفي صف ما قبل الحسبان(16) للمستجدين يقوم معلم الصف برسم الخط البياني لمعادلة على السبورة وهو يشرح كل خطوة من العملية. وعند كل من مرحلة كان بعض الطلبة يسألون: «كيف عرفت ذلك؟»، وكان يتوقف ليشرح لهم ذلك ولا يتابع الدرس إلا عندما يكونون راضين.

سأل أحد الطلبة: «ما فائدة ذلك؟» فرد المعلم بأنه سيعطيه بعض المسائل التي تُطرح في الهندسة الكهربائية والتي تُستخدم فيها دوال نسبية(17)  .

«غالبا ما نأتي إلى المختبرات من دون فكرة سابقة عما يجب علينا إنجازه؛ ومن خلال عملنا في المختبر نكوّن نظريتنا الخاصة حول ذلك، ونقارنها بما هو موجود في كتابنا المدرسي،» هذا ما قاله طالب مستجد. وأضاف زميل له: «إن هذه الطريقة ممتعة أكثر. وتبعدك أيضا عن التلاعب في نتائجك.»

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001127.jpg

استنتاج نظرية طالبة (اللون الأصفر ) تتلقى إرشادا من معلم صفها

في الطابق العلوي من المدرسة، ينتقل معلم كيفما اتفق في غرفة فوضوية مملوءة بطلبة متقدمين يقومون بتجارب على طاولاتهم حول اصطدام عربات ذات عجلات، وبوساطة شرائط تلغرافية(18) وحاسوب قديم يقيسون سرعة  العربات قبل الاصطدام وبعده. يوضح المعلم قائلا: «لقد أخبرتهم بأنه يجب عليهم أولا معرفة ما إذا كان الزخم (كمية الحركة) والطاقة الحركية سيكونان محفوظين(19)؛ لكن يرجع إليهم أمر تحديد الكيفية التي يتم بها تحقيق ذلك، ولن يعرفوا الجواب ما لم يجمعوا البيانات(20)  الخاصة بذلك.»

ويعلق طالب متقدم على ذلك بقوله: ما أرغب فيه هو أن نصل إلى المهارات التي بوساطتها نحصل على المعرفة؛ بدلا من أن نُلقن هذه المعرفة.» ويقول المعلم: «إن التحدي التالي الذي يواجههم هو تحديد سرعةِ بلْية(21)تطلقها نقَّافة(22).» وبينما كان المعلم يرتب المختبر في نهاية الدرس، كان الطلبة فتيانا وفتيات يخرجون منه وهم يتكلمون بحيوية، لا حول إشاعات أو أمور رياضية أو موسيقية، بل عن الفيزياء.

 

ست خطوات نحو تحصيل المعرفة الأساسية في العلوم والرياضيات

سألت مجلة ساينتفيك أمريكان خبراء مختصين في تعليم العلوم عن طرق عملية موثوقة لتحسين تعليم العلوم والرياضيات في المدارس العامة. وفيما يلي إجاباتهم:

   1  الاستعاضة عن طريقة الاستظهار بالاستكشاف والإبداع. هذا ما أكده <L .A. وايت> أمين السر التنفيذي للرابطة الوطنية من أجل البحث في تعليم العلوم، ويقول:

إن الطريقة التقليدية لتدريس العلوم تمر بثلاث خطوات: أولا، يعتمد المعلمون في تقديم المصطلحات والمفاهيم الجديدة على قراءة الكتب المدرسية والمحاضرات. ثم يقومون بحل نماذج من المسائل المطروحة في المقرر على السبورة ويكلفون الطلبة بعمل تطبيقي. وأخيرا يقومون بتوزيع تعليمات مكتوبة على طلبتهم، وهذه التعليمات مفصلة خطوة فخطوة وذلك من أجل إجراء تجربة مختبرية شاهدة controlled والتي يفترض أن يعرف الطلبة نتائجها مسبقا.

وبعد أكثر من ثلاثين عاما من البحث العلمي المعرفي والتجريبي في الصفوف، تبين وجود عيوب حقيقية في هذه الطريقة. والسبب الأساسي في ذلك يعود إلى أن الأطفال، عندما يواجَهون بمعلومات جديدة، فإنهم يقيمون روابط بينها تختلف عما يقوم به الكبار. فعندما نخبر الطفل أن «الكثافة هي حاصل قسمة الكتلة على الحجم،» فإنه يحاول مباشرة أن يربط هذه العبارة بما لديه من خبرات: فكلمة «كتلة» mass ترتبط في ذهنه بحضور قداس يوم الأحد؛ و«حجم» volume بمفتاح الصوت في المذياع (الراديو)؛ و«كثافة» dense بعبارة تقريع سمعها من أقرانه. وكثيرا ما يشعر الطفل بالإحباط نتيجة لمثل هذه الاختلافات. ونعلم الآن أن الأسلوب الأفضل لتعليم العلوم هو ما يُدعى بدورة التعلم learning cycle. وهذه أيضا تتم بثلاث خطوات: لكن هنا تأتي التجربة أولا، حيث يشجع الطلبة على استكشاف الظاهرة بالطريقة التي يريدونها. ثم يقوم المعلم بمساعدة طلبته على إيجاد أنماط patterns في البيانات وكذلك على وضع فرضيات ـ تماما كما يفعل العلماء ـ حول القواعد التي تحكم هذه الأنماط. وعندئذ فقط يضع المعلم التسميات والتعريفات لما لاحظه الطلبة واكتشفوه. والخطوة الأخيرة الحاسمة هي تطبيق المعرفة من خلال رحلات حقلية وإجراء مزيد من التجارب، وحل أو معالجة مسائل ومشكلات حقيقية إلى جانب القراءات والوسائل الأخرى التي تساعد على ربط المعرفة الجديدة بما شاهده الطلبة في الحياة الواقعية.

وقد بينت دراسات عديدة أن الطلبة الذين يتم تعليمهم وفق هذا الأسلوب يحتفظون بقدر أكبر مما تعلموه ويندفعون بحماسة أشد لتعلم العلوم ويؤدون مهامهم على نحو أكثر منطقية ويحلون المسائل العلمية الواقعية على نحو أكثر خبرة ومهارة.

     ضرورة التركيز على منهاج المدرسة الثانوية. وهذا ما أكده <H .W.شميدت> المنسق الوطني الأمريكي للدراسة الدولية، ويقول:

لقد أكدت نتائج الدراسة الدولية الثالثة (TIMSS) على انتقاد وجه منذ زمن بعيد إلى منهاج المدارس الأمريكية الذي وصف بأنه منهاج واسع الطيف قليل العمق(23) . وباستثناءات قليلة، فإن المدارس الأمريكية تحاول تغطية موضوعات أكثر مما تفعله المدارس في الدول الأخرى. فالمدرسون في الولايات المتحدة غالبا ما يعيدون المعلومات نفسها بين صف وآخر وقد يتعمقون بعض الشيء في المادة العلمية أو لا يتعمقون. إن تعليم العلوم يمكن أن يتحسن إذا ما تم التركيز على تدريس عدد أقل من المفاهيم الأساسية، الأمر الذي يتيح المجال أمام الطلبة للقيام بمشروعات طويلة الأجل تعمق فهمهم لدور العلوم خارج المختبر. 

فمثلا، قام طلبة علم الأحياء بإحدى المدارس الثانوية في شبه جزيرة سان فرانسيسكو بدراسة مسحية لأنواع النباتات والحيوانات الموجودة في المستنقعات والتي غيرت مناطق وجودها. لقد كان على الطلبة صياغة أسئلتهم بعد استشارة المسؤولين المحليين ووضع استراتيجية البحث وإجراء الاستقصاءات وجمع البيانات وتحليلها وتقديم نتائج دراستهم إلى مجلس المدينة. وبهذه العملية تعرّف الطلبة كائنات حية (متعضيات) كثيرة وعرفوا الكثير عن حياتها ومدى تحملها العيش في أوكار بيئية مختلفة وأشياء أخرى كثيرة. وقد اتضح أن تعلم هؤلاء الطلبة بهذه الطريقة كان أعمق بكثير مما لو اقتصر على الكتب المدرسية المقررة والمحاضرات.

http://oloommagazine.com/images/Articles/16/SCI2000b16N5-6_H01_001128.jpg

يرى معظم الخبراء أن البحث في مواضيع تتركز على عالم الواقع الذي يسمح للطلبة باختبار نظرياتهم، هو أفضل أسلوب لتعليم العلوم.

هذا وتعرض «المعايير الوطنية لتعليم العلوم»(24) و«معايير الرابطةAAAS 25  من أجل المعرفة الأساسية في العلوم،» مجموعة من الأفكار والحقائق المحورية التي يمكن لكل طفل أن يتعلمها ويجب أن يتعلمها، وذلك حسبما أسفرت عنه غالبية الأبحاث التي استغرقت سنوات من المناقشة بين الباحثين والمدرسين والجمهور. وقد اعتمدت بعض الولايات والمناطق التعليمية اعتمادا شديدا على هذه المعايير في تصميم مناهجها ولا بد للبقية أن تحذو حذوها.

 ضرورة انتقاء الكتب المقررة للرياضيات وفق معايير دقيقة. وهذا ما أكده <G. كولم> مدير مشروع البرنامج 2061 الخاص بالرابطة AAAS، ويقول:

إن تقرير الكتاب المدرسي المناسب هو من أكثر القرارات المهنية المهمة التي يتخذها مدرسو الرياضيات بل ويمكن أن تكون من أكثرها صعوبة أيضا. فكتب الرياضيات المعروضة للبيع في الولايات المتحدة غالبا ما تكون واسعة جدا وفيها تكرار كثير وتركز بشدة على عبارات وعمليات حسابية، الأمر الذي يؤدي إلى فشل أطفال كثيرين في استيعابهم للمفاهيم الرياضياتية الأكثر استخداما في حياة البالغين. ويردّ ذلك إلى أنه كثيرا ما يتم اختيار كتب الرياضيات لجمال مظهرها وتلبيتها قوائم مراجعة سطحية superficial checklists.

كما أن مفاضلة أعمق بين الكتب المعروضة تتطلب توفير مزيد من المخصصات المالية والوقت والخبرات الخاصة. ولكن الآن هناك تقارير المستهلك(26) consumer report  لكتب الرياضيات المدرسية، وعلى المدارس أن تستفيد منها. هذا وقد حلل المشروع رقم 20611 بدقة محتوى ونوعية المادة العلمية في أكثر من دستة من كتب الرياضيات للمرحلة المتوسطة. ولم تقدر عاليا سوى أربعة منها. والتقرير الكامل لهذا التحليل متوافر على الوِب على العنوان التالي

 http://project2061.aaas.org/matheval/.

 إلغاء عملية تقسيم الصفوف الدراسية إلى صفوف عالية المستوى وأخرى ضعيفة المستوى. وهذا ما يراه <M .R.  هاوسر>، أستاذ علم  الاجتماع في جامعة ويسكنسن في ماديسون، ويقول:

إن المدارس الأمريكية تميل أكثر من مدارس الدول الأخرى نحو فصل الأطفال إلى مجموعات صفية: متقدم وعادي وضعيف، وخاصة في مادتي الرياضيات والعلوم، وذلك بالاستناد، في بعض الأحيان، إلى اختبارات معيارية أغلبها غير مناسب. ومعظم المدارس الابتدائية تعلم مواد تختلف من مجموعة من التلاميذ إلى أخرى، ولو لجزء من اليوم المدرسي. وهذه الممارسة أشد وضوحا في المدارس الثانوية. وإحدى نتائج ذلك أن أقل بقليل من ربع عدد طلبة المدارس الثانوية الأمريكية لا يتلقون معلومات ذات شأن في الفيزياء.

في عام 1999، نشر مجلس البحث الوطني NRC تقريرا عرضتُ فيه مع  آخرين شواهد بينة ومقنعة بأنه لا يتم في الصفوف ذات المستوى الضعيف التوكيدُ كفاية على المستوى المعرفي الأعلى ولا على مهارات التفكير المرتبطة ارتباطا وثيقا بالنجاح المستقبلي لطلبة تلك الصفوف. ومع أن الصفوف العلاجية يفترض فيها نظريا أنها تساعد الطلبة ذوي المستوى الضعيف على تدارك ضعفهم إلا أن الواقع العملي وما بينته الدراسات، يكشف عن ضعف مناهج صفوف طلبة المستوى الضعيف، وتدني كفاءة معلميهم، وهكذا يزداد مع الزمن التباين بين طلبة صفوف المستوى العالي وطلبة صفوف المستوى الضعيف.

 يجب الاهتمام بتقييم الأداء دون الاهتمام باسترجاع المعلومات.

وهذا ما أكده <M .J. آتكن> رئيس لجنة الأكاديمية الوطنية للعلوم الخاصة بتعلم العلوم، ويقول:

إن مقررات العلوم تنحو إلى التوكيد على تذكر معلومات مفردة(27) ، مع قليل من الاهتمام بعمق الفهم لمبادئ العلوم والطرائق العلمية. وقد فاقم المشكلة موجة الاختبارات التي تُجرى على مستوى الولاية كأسلوب لتقييم المدارس، وذلك كما فعلت الدراسة العالمية الثالثة للرياضيات والعلوم TIMSS. ومن الثابت تماما أنه إذا كانت للاختبارات المذكورة عواقب على المعلمين، فإن هؤلاء سيلتزمون في تعليمهم بهذه الاختبارات.

وبدلا من ذلك فإن تقييم الطلبة يجب أن يكون تبعا لأدائهم للواجبات المتوافقة وأهداف المنهاج. كذلك يمكن للمدارس منح الطلبة درجات على التقارير التي يكلفون بإعدادها وعلى عروضهم الدراسية(28) والتجارب التي يقومون بها، وذلك طبقا لما تحققه هذه الجوانب من أهداف المقرر(29) الدراسي.

وتشير الدلائل إلى أن الامتحانات وحدها لا تساعد الطلبة على فهم العلوم على نحو أفضل؛ وإن بعضها يعيق التحصيل الدراسي. وهناك أنواع أخرى من الاختبارات تساعد على تحسين التعلم. لقد وجدت عدة مدارس أمريكية(30) أنه عندما يعطي المعلمون طلبتهم تغذية راجعة(31)متكررة ـ على شكل محادثات وليس على شكل اختبارات قصيرة(32) ـ فإن الطلبة يصبحون أقدر على الحكم على مدى تحصيلهم الدراسي وتحصيل زملائهم. فإذا كان الطلبة على بصيرة بالنسبة إلى ما عليهم تعلمه وما عليهم استيعابه، فإن تعلمهم يتحسن بسرعة أكبر كمّا وكيفا.

 يجب أن يستند تعليم العلوم إلى ما لدى الطلبة من مفاهيم علمية سابقة. وهذا ما يؤكده <A .S. ريزن> مدير المركز الوطني في وست إند لتحسين تعليم العلوم، ويقول:

لا يأتي الطلبة إلى الصف الدراسي لمقرر علمي خالية أذهانهم، بل لديهم أفكار ثابتة بقوة حول الكيفية التي تعمل بها الطبيعة. فمثلا، كثير منهم يعتقدون أن بعض المواد (كالصوف) هي دافئة ذاتيا في حين أن مواد أخرى كالفلزات(33) هي باردة بطبيعتها؛ ومثل هذه المفاهيم الخاطئة يتمسك بها الطلبة حتى عند التعلم المنهجي للعلوم. فقد بينت إحدى الدراسات أنه عند سؤال الطلبة عن سبب وجود الفصول الأربعة، أجاب عدد كبير من الطلبة المتقدمين بجامعة هارڤرد أن الأرض تكون في الصيف أقرب إلى الشمس منها في الشتاء.

ومع أن كتب العلوم المدرسية غالبا ما تدعي بأنها تراعي ما سبق أن تعلمه الطلبة إلا أنها في واقع الأمر لا تفعل إلا القليل في هذا المضمار وبشكل سطحي إن فعلت. وتوجد حاليا استراتيجيات للتعامل مع المفاهيم الخاطئة.

والخطوة الأولى في هذا الاتجاه هي أن تتيح للطلبة عرض ما يعتقدونه. ويمكن للمعلمين بعدئذ استخدام بعض أفكار طلبتهم كنقاط انطلاق لتجارب تبيّن من خلال مناقشتها معهم، لماذا قد تكون التفسيرات العلمية المقبولة أفضل.

لقد تبين في دراسة مقارنة أن تلاميذ الصف السادس(35) عندما طبقت عليهم هذه الطريقة في التعليم، كان أداؤهم أفضل في استيعاب مفاهيم المسائل الفيزيائية من طلبة صفي الحادي عشر والثاني عشر ممن تعلموا في النظام المدرسي نفسه ولكن بطريقة تقليدية. لقد لاقت محاولات تطوير أخرى نجاحات مماثلة، وبخاصة حين امتلك المعلمون وبشكل واضح فهما عميقا للمواد التي يقومون بتدريسها. وتتوافر حاليا برامج حاسوبية يطلق عليها المشخص Diagnoser. تعرض (هذه البرامج) ما يعتقده الطلبة عن بعض الظواهر الفيزيائية وتقترح فعاليات تساعدهم على تنمية حدس أدق حول تلك الظواهر. ويمكن الحصول على برمجيات Diagnoserعلى العنوان التالي عَلخط(36):http://weber.u.washington.edu/~huntlab/diagnoser .

 المؤلفان

W. Wayt Gibbs – Douglas Fox

كلاهما يعيشان في سان فرانسيسكو. گيبس كاتب متقدم من كتاب ساينتفيك أمريكان. فوكس كاتب مستقل في الحقل العلمي. ويمكن الحصول على نسخة موسعة من هذه المقالة من موقع ساينتفيك أمريكان على الوِب: www.sciam.com .

 

(*) The False Crisis in Science Education

 

(1) The Third International Mathematics and Science Study

 American Education: A National Failure, by A. H. Rickover (1963)(2)

(3) A Nation at Risk

(4) National Opinion Research Center

(5) The National Science Education Standards

(6) microeconomic، أو اقتصاد صِغري.

(7) pie

(8)numeracy (التحرير)

(9) coach مدرب رياضي.

(10) refraction

(11)specific heat

(12) diffraction grating

(13) أو كمية الحركة. (التحرير)

(14) open-ended غير مقيدة بحدود أو قيود أو بنية معينة.

(15) DNA fingerprinting

(16)cell division

(17)precalculu

(18) rational functiong

(19)ticker tape شريط تلغراف.

(20) conserved

(21)data

(22)marble

(23)slingshot (التحرير)

(24) عرضه ميل وعمقه إنش.

(25) The National Science Education Standards

(26) American Association for the Advancement of science الرابطة الأمريكية لتقدم العلوم.

(27) تقارير دورية تُصدرها هيئات مستقلة في بعض الدول وتقيّم فيها بعض السلع والحاجيات الرئيسية المعروضة في أسواق هذه الدول.

(28) isolated أو معزولة.

(29) presentations

(30)course

(31) مثلا، المدارس في Anchorage, Pasadena, Seattle بالولايات المتحدة الأمريكية.

(32) feedback أو مرتدة.

(33)quizzes

(34) metal، ويقال معدن.

(35)sixth grade في أمريكا.

(36) نحت من على-الخط on-line، أي على الوب. (التحرير)

 

Scientific American, October 1999

تسوق لمجلتك المفضلة بأمان

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

For security, use of Google's reCAPTCHA service is required which is subject to the Google Privacy Policy and Terms of Use.

I agree to these terms.

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى