الثلاثاء، 28 ديسمبر، 2010

اهداف وغايات تدريس العلوم

بسم الله الرحمن الرحيم
أهداف وغايات تدريس العلوم
ما هي أهداف وغايات تدريس العلوم ؟
يجمع الأدب التربوي في تدريس العلوم على أن تدريس العلوم يهدف إلى تحقيق الأهداف والغايات التالية:
أولا : مساعدة الطلبة على اكتساب المعرفة العلمية :
ما المقصود بالمعرفة العلمية ؟
المعرفة العلمية هي الجانب المعرفي للعلم , وهي نتاج التفكير والبحث العلمي يتوصل إليها الباحثون   (العلماء ) عن طريق الملاحظة والتقصي والبحث التجريبي . وهي تتصف بالقدرة على وصف الظواهر وتفسيرها وكذلك التنبؤ بما سيحدث وضبط الظواهر والتحكم بها . وتعتبر (المعرفة العلمية) مهمة وضرورية في تدريس العلوم , وخلفية أساسية للتقدم العلمي . ولهذا اعتبرت (المعرفة العلمية ) هدفا رئيسا في تدريس العلوم (يسعى تدريس العلوم ) لمساعدة الطلبة على اكتسابها بصورة وظيفية , وبالتالي فان المعرفة العلمية التي يتلقاها الطالب ليست للإجابة عن الأسئلة فحسب ,لأنها تصبح محدودة الفائدة ,بل لابد لها من أن تؤدي إلى تعديل سلوكه وتفكيره أو وجدانه . وكذلك ينبغي أن تكون وثيقة الصلة والفائدة في حياته ومشكلات المجتمع بكل أبعاده . وعليه ,عندما يشعر (الطالب ) بان ما يتعلمه ليس شيئا غريبا عنه ,بل يساعده على فهم نفسه وبيئته وما يحيط به من أشياء وظواهر , فانه عندئذ يقبل على تعلم العلوم برغبة قويه فيسهل تعلم ما يفهمه .
ما الاعتبارات التربوية العلمية التي ينبغي على معلم العلوم مراعاتها في سلوكه وممارساته التدريسية عند تدريس المعرفة العلمية بأشكالها المختلفة ؟
ينبغي لمعلم العلوم عند تدريس المعرفة بأشكالها المختلفة ,أن يراعي الاعتبارات التربوية العلمية التالية في سلوكه وممارساته التدريسية :
·       تدريس المعرفة العلمية بصورة وظيفية وذات معنى لحياة الطالب
·       مناسبة المعرفة العلمية لنمو الطلبة أو نضجهم بيولوجيا وفكريا (عقليا) .
·       اعتبار المعرفة العلمية وسيلة وليست غاية في حد ذاتها , وبالتالي لابد من ربطها في حياة المتعلم اليومية ومشكلات مجتمعه بكل أبعاده
·       تدريس المعرفة العلمية على أساس العمليات العقلية (الدنيا والعليا ) وبالتالي تجنب التركيز على الحفظ الآلي  للمعلومات العلمية وتذكرها .
·                   الاهتمام بالكيف والعمق المعلوماتي لا في التوسع الأفقي في كمية (المعرفة العلمية ) التي تغطيها المقررات والكتب (العلمية ) المدرسية .
·       ربط أشكال المعرفة العلمية بعضها ببعض , وبالتالي تدريسها بشكل يوضح ترابط مستوياتها وتكاملها مما يسهل على الطالب فهمها واستيعابها وبالتالي الاحتفاظ بها مدة أطول وتوظيفها في الحياة .
وتصنف أشكال المعرفة العلمية إلى الأنواع والأشكال المعرفية التالية :
 الحقائق العلمية Scientific Facts
تعرف الحقيقة العلمية بأنها نتاج علمي مجزأ وخاص لا يتضمن التعميم ؛وغير قابلة للنقاش والجدل في وقتها ؛إلا أنها بالطبع قابلة للتعديل في ضوء الأدلة والبراهين العلمية الجديدة ,ويمكن تكرار ملاحظتها أو قياسها وبالتالي التأكد من صحتها عن طريق الملاحظ هاو القياس أو التجريب العلمي.
ويمكن توضيح التعريف السابق من خلال الأمثلة التالية :
تعرف الحقيقة العلمية بأنها نتاج علمي مجزأ (مثال : الأكسجين يساعد على الاشتعال ) . وخاص لا يتضمن التعميم ( مثال : النحاس فلز جيد التوصل للحرارة ) وغير قابلة للنقاش والجدل في وقتها  (مثال : قلب الإنسان مكون من أربع حجرات ) .
أمثلة على الحقائق العلمية :
·       الماء يتبخر بالحرارة
·       يتكون جسم سمكة البلطي من رأس وجذع وذيل
·       تجذب المسطرة البلاستيكية المدلوكة في قطعة من الحرير قصاصات الورق .
·       يحتوي دم الإنسان على نوعين من الكرات حمراء وبيضاء .
·       تعرق الورقة في ذوات الفلقة الواحدة متواز
·       غاز الأكسجين يساعد على الاشتعال ولا يشتعل
·       تم اكتشاف طبيعة الجين عام 1953
·       للضوء طاقة
·       تحافظ المواد الجامدة على حجمها
·       يحتاج الاحتراق للأكسجين
·       يتفاعل حامض الهيدروكلوريك مع الماغنسيوم ويتصاعد غاز الهيدروجين .
·       الزهرة اقرب الأجرام السماوية إلى الأرض
·       يضخ القلب الدم لسائر أجزاء الجسم .
ما هي البيانات ؟
البيانات هي نوع من الحقائق العلمية التي تتصف بكونها حقائق كمية أي أنها تختص بوصف الظواهر أو الأحداث وصفا كميا وغالبا ما يستخدم في هذا الوصف أدوات القياس العلمي .
ومن أمثلة البيانات :
·       معامل التمدد الطولي للحديد 0,000012 سم .
·       كثافة النحاس 8,9جم|سم3.
·       ينصهر شمع البرافين عند 52 م .
ما هي أساليب تعلم الحقائق والبيانات العلمية  ؟
·    الملاحظة :تعد الملاحظة من عمليات العلم ويتم ملاحظة ومشاهدة الصفات الظاهرة للحالة المراد دراستها ,وقد تكون الملاحظة مباشرة عن طريق الحواس الخمس أو باستخدام بعض الوسائل والأدوات العلمية الدقيقة التي تساعد في عملية الملاحظة .
·    التجريب :في بعض الأوقات قد يصعب تعلم بعض الحقائق العلمية بالملاحظة وفي هذه الحالة يكون التجريب هو الأسلوب الأمثل لتعلم هذه الحقائق مثل تجربة تأثير بعض الحموض على بعض المركبات الكيميائية والتي تحتاج إلى تجربة لإثبات ذلك . وفي الواقع يعتبر التجريب نوعا من الملاحظة المنظمة والمقننة حيث تخضع دراسة الظاهرة العلمية لظروف محددة .
·    مصادر أخرى : يمكن تعلم الحقائق العلمية عن طريق مصادر أخرى غير مباشرة مثل الاطلاع وقراءة بعض المراجع المتخصصة حول موضوع معين , ومشاهدة برنامج علمي ما في التلفاز أو الاستماع إلى شرح المعلم والأمثلة التي يقدمها .
وهناك بعض النقاط الأساسية التي يجب أن يراعيها معلم العلوم عند تدريسه للحقائق العلمية منها :
·    كمية الحقائق هائلة جدا وعلى المعلم أن يختار الحقائق العلمية التي ترتبط بحاجات المتعلم ومتطلبات نموه ,فبهذا يكون التركيز على النوع وليس الكم . ولان جميع الحقائق قد لا يحتاجها المتعلم ؛ فالحقائق التي يتعلمها الطالب وهو في حاجة لها ومناسبة لنموه تبقى في ذهنه لفترة طويلة وبالإمكان أن يوظفها كلما دعت الحاجة لذلك .
·    ينبغي التركيز على ترابط الحقائق مع بعضها البعض ,فعندما يكون هناك ترابط واتصال بين الحقائق كلما أدى ذلك إلى تعلمها بصورة وظيفية كبيرة .
·    على المعلم أن يدرك أن الحقائق العلمية ليست هدفا في حد ذاتها , ولكن الهدف منها هو  التوصل إلى مدركات ومفاهيم وقواعد علمية عامة , لان من المستحيل أن يكون المعلم مخططا في درسه بان يعمل على تدريس حقائق فقط ,بل يسعى ليصل إلى مدركات ومفاهيم علمية أخرى عن طريق تدريسه للحقائق العلمية , وبذلك فان المعلم هو المسؤول الأول عن تقديم الحقائق العلمية بصورة وظيفية للطلاب وتحديد العلاقات بين ما يتعلمون وما يشعرون به من حاجات ورغبات واهتمامات.
كيف يمكن قياس تحصيل الطلبة للحقائق العلمية ؟
ينبغي على معلم العلوم أن يعي أن تحصيل الحقيقة العلمية يجب أن يتضمن جانبين هما :
(أ ) – معرفة الحقيقة أو (حفظها ) .
(ب ) – القدرة على الإفادة منها (أي تطبيقها ) .
وعليه يشمل قياس تحصيل الحقائق العلمية جانبين :
الأول / مدى معرفة (تذكر ) الطلبة للحقائق العلمية: وذلك من خلال أسئلة تقويمية تقيس المعرفة والحفظ كما في : ما رمز الأكسجين ؟ ,اذكر خصائص الأكسجين ؟ ضع  أسماء الأجزاء على الرسم ؟
الثاني / مدى الإفادة العلمية (التطبيقية ) من الحقائق العلمية: كان يسأل المعلم عن :كمية السعرات الحرارية التي يمكن الحصول عليها من (100غم ) حليب بقري وذلك في ضوء معرفة مكونات الحليب .
 المفاهيم : Scientific Concepts
يعتبر المفهوم العلمي المستوى الثاني من مستويات المعرفة العلمية ,وهو يقوم أو يبنى على عديد من الحقائق ,ويمكن تعريف المفهوم بأنه تصور عقلي أو تجريد للصفات المشتركة بين مجموعة من الأشياء أو المواد أو الظواهر وعادة ما يعطى هذا المفهوم اسما أو كلمة ,ومعنى المفهوم ليس هو هذه الكلمة ولكن دلالتها عندنا .
 مثال / المادة : هي كل ماله حيز ويشغل جزءا من الفراغ (فالعنصر المشترك هنا هو الوزن وشغل حيز من الفراغ ) .
كما يعرف المفهوم العلمي ,على اختلاف الباحثين فيه ,على انه : ما يتكون لدى الفرد من معنى وفهم يرتبط بكلمة (مصطلح ) أو عبارة معينة (مثل : الثدييات : هي حيوانات ذات أثداء جسمها مغطى بالشعر ).
ومن أمثلة المفاهيم العلمية : التنفس ,الهضم  , الخلية , الايون , .....الخ .
ما الطرائق والأساليب التي ينبغي على معلمي العلوم إتباعها لمساعدة الطلبة على تعلم المفاهيم العلمية وتعليمها ؟
ينبغي لمعلمي العلوم أن يتبعوا ا (ويمارسوا ) طرائق وأساليب تدريسية مختلفة لمساعدة الطلبة على تعلم المفاهيم العلمية وتعليمها والتي يمكن أن يكون من بينها :
1 – استخدام أساليب تدريسية مختلفة في تدريس المفاهيم وتعليمها كما في :
·       المنحى الاستقرائي  Inductive Approach
 وهو الأسلوب  التدريسي الطبيعي لتعلم المفاهيم العلمية وتعليمها : أي يبدأ (معلم العلوم ) مع الطلبة بالحقائق والمواقف العلمية الجزئية (الأمثلة ) المحسوسة (ومن خبراتهم الحسية المباشرة ) , ثم بادراك هذه الحقائق أو الخصائص المميزة ومعرفة العلاقة بينها يوجههم (المعلم ) عندئذ إلى فهم العلاقات أو الخصائص المشتركة بين تلك الحقائق أو المواقف حتى يتوصل والى (المفهوم العلمي ) المراد تعليمه.
وهنا يجب التأكيد على انه ينبغي لمعلم العلوم أن يوفر للطلبة بعض الأمثلة الايجابية للمفهوم (أمثلة المفهوم ) وأمثلة أخرى سلبية (الأمثلة السلبية للمفهوم ) لا تدخل ضمن المفهوم .
·       المنحى الاستنباطي (ألاستنتاجي ) Deductive approach
 وهو الأسلوب التدريسي في توكيد المفاهيم العلمية وتنميتها والتدرب على استخدامها في مواقف تعليمية – تعلمية جديدة . ففي هذا الأسلوب , يقوم معلم العلوم بتقديم المفهوم (الحشرة مثلا ) ثم يقدم الأمثلة والحقائق المنفصلة عليه أو يجمعها من إجابات الطلبة وذلك للتحقق (التأكد) من تكوين المفهوم (الحشرة ) أو تعلمه .
2 – التوكيد على الخبرات والمواقف التعليمية-التعلمية الحسية في تدريس المفاهيم العلمية وبخاصة خبرات المتعلم (الطالب) نفسه والانطلاق منها بحيث يكون (الطالب) فاعلاً ونشطاً وايجابياً في عملية تكوين المفهوم العلمي وبنائه .
3- استخدام الوسائل التعليمية وتكنولوجيا ومصادر التعليم المختلفة .... والرحلات (الميدانية ) العلمية لتسهل من عملية تكوين المفهوم العلمي واكتسابه .
4 – الربط بين الدراسة النظرية والدراسة  المخبرية العملية بحيث يمكن للطالب أن يستخدم ما اكتسبه من معارف علمية في القيام بالنشاطات والتجارب المخبرية وتفسيرها وبالتالي استخدام التجارب للوصول إلى بناء المفاهيم وتعلمها
5 – التذكير بالمفاهيم العلمية (السابقة ) من حين إلى آخر  وكلما اقتضى الموقف التعليمي ذلك , ومن ثم تقديم المفاهيم العلمية في الصفوف التعليمية المختلفة بشكل أوسع وأعمق وأكثر تطورا ونموا من سابقتها .
6 – التأكيد على كثرة الأمثلة (أمثلة المفهوم وأمثلة اللامفهوم ) كلما اقتضى الأمر ذلك أثناء تدريس المفاهيم العلمية , وذلك لمساعدة المتعلم (الطالب ) على تكوين صورة أوسع وأكثر عمقا واتساعا ونموا للمفاهيم العلمية المتعلمة .
7- التأكيد على إبراز العلاقات المختلفة بين المفاهيم العلمية المختلفة , ومحاولة صياغتها بصورة رياضية (أو كمية ) إذا اقتضى الأمر ذلك , والتطبيق عليها لاكتسابها وتمثلها عمليا .
8 – ربط المفاهيم العلمية بخبرات الطالب السابقة وبظروف البيئة المحلية التي يعيش فيها , وبالتالي الانطلاق من خبرات (الطالب ) لتعليم المفاهيم وتعلمها .
9 – تقديم المفاهيم العلمية وبيان تطبيقاتها النظرية والعملية في مختلف الفروع العلمية بدلا من الاقتصار على تدريسها في فرع علمي واحد مما يؤكد تكامل فروع المعرفة العلمية وتداخلها واندماج فروع بعضها مع بعض .
10- توجيه الطلبة إلى القراءات العلمية الخارجية , وتنظيم مواقف تعليمية للمناقشة في المواد العلمية المختلفة التي يمكن من خلالها توجيه الطلبة للرجوع إلى المراجع العلمية ذات الصلة ومتابعة التطور والنمو المفاهيمي العلمي ؛ كذلك إعطاء تمرينات ومشكلات علمية تكشف عن مدى فهم الطلبة للمفاهيم العلمية وتصحيح الأخطاء العلمية التي قد يقعون فيها .
11 – لما كان تعلم المفهوم العلمي وتكوينه لا يتم بعمليات التلقين والتنقيل , لذا يتطلب من الفرد المتعلم (الطالب ) أن يمارس عمليات التعرف إلى خصائص الأشياء والمواقف والمقارنة بينها وتفسيرها في ضوء ما لديه من معلومات علمية ؛كما يتطلب من معلم العلوم مساعدة الطلبة وتوجيههم لتقصي المعرفة العلمية بأشكالها المختلفة سواء من خلال النشاطات العلمية أم التجارب المخبرية والمشروعات البحثية المنفردة .
12 – استخدام أساليب القياس في الامتحانات المدرسية بصورة أكثر جدية ,بحيث تكون صالحة لقياس فهم الطالب لما تعلمه من مفاهيم علمية وأساليب التفكير وكذلك مدى قدرة الطالب على الإفادة من المفاهيم العلمية في مواجهة المواقف التعليمية الجديدة وحل المشكلات .
13 – مراعاة التسلسل المنطقي والسيكولوجي في تعليم المفاهيم العلمية وتعلمها , وذلك بالتأكيد من فهم الطلبة للمفاهيم العلمية السابقة اللازمة لتعلم المفهوم العلمي الجديد واكتسابه ؛كما ينبغي لمعلمي العلوم التعرف إلى مصادر الصعوبة المختلفة في تعلم المفاهيم العلمية وتعليمها , وبالتالي الانتباه إلى المفاهيم العلمية (الصعبة ) وتحليلها أثناء العملية التعليمية – التعلمية .
14 – التأكيد على أن تعلم المفاهيم العلمية وإنماءها عملية مستمرة لا تتم بمجرد تقديم تعريف المفهوم أو دلالته اللفظية , بل تقتضي تخطيطا في التدريس يتضمن تنظيما متكاملا للمعرفة العلمية والمواقف التعليمية التي تتيح الفرصة للطالب للتعرف على الأشياء أو المواقف والمقارنة بينها ومن ثم تصنيفها للوصول إلى تكوين المفهوم العلمي واكتسابه .
كيف يمكن قياس تعلم الطلبة للمفاهيم العلمية ؟
ولقياس تعلم المفاهيم العلمية ,يمكن لمعلم العلوم أن يستخدم وسائل وأساليب عديدة لقياس المفهوم العلمي لدى الطلبة أو يستدل بها على صحة تكوين المفهوم العلمي وبنائه . ومن هذه الوسائل والأساليب التقويمية التي تقيس قدرة الطالب ما يأتي :
أ – اكتشاف المفهوم العلمي من خلال تطبيق عمليات تكوين المفهوم العلمي الثلاث : التمييز ,والتصنيف ,التعميم .
ب – قدرة (الطالب ) على تحديد الدلالة اللفظية للمفهوم العلمي .
ج – تطبيق المفهوم العلمي في مواقف تعليمية – تعلمية جديدة .
د – تفسير الملاحظات والمشاهدات أو الأشياء في البيئة التي يعيش فيها (الطالب ) وفق المفاهيم العلمية المتعلمة .
هـ - استخدام المفهوم العلمي في حل المشكلات .
و- استخدام المفهوم العلمي في استدلالات أو تعميمات أو فرضيات علمية مختلفة .
تشير نتائج الدراسات والأبحاث التربوية في تدريس العلوم إلى وجود بعض الصعوبات في تعلم المفاهيم العلمية واكتسابها ,وضحي ذلك ؟
من بين الصعوبات في تعلم المفاهيم واكتسابها التي أشارت إليها نتائج الدراسات والأبحاث التربوية في تدريس العلوم ما يلي :
1 -طبيعة المفهوم العلمي , ويتمثل في مدى فهم المتعلم (الطالب ) للمفاهيم العلمية المجردة أو المفاهيم المعقدة أو المفاهيم ذات المثال الواحد كما في مفاهيم   :(الايون , الجين , التأكسد , الطاقة ,DNA ..الخ ) .
2- الخلط في معنى المفهوم أو في الدلالة اللفظية لبعض المفاهيم العلمية خاصة المفاهيم التي تستخدم كمصطلحات علمية وكلغة محكية بين الناس كما في مفاهيم (الزهرة ,الذرة ,الشغل , ....الخ ) .
3 -النقص في خلفية الطالب العلمية (الثقافية ) فمثلا عندما يدرس الطالب مفهوم الانصهار ,فان تعلم المفهوم العلمي يعتمد على بعض المفاهيم العلمية السابقة والتكيف معها كما في : مفهوم الحرارة ,ومفهوم الحالة الصلبة ,ومفهوم الحالة السائلة , ومفهوم التغيير الطبيعي.
4 - صعوبة تعلم المفاهيم العلمية السابقة اللازمة لتعلم المفاهيم العلمية الجديدة .
ما هي مصادر صعوبات تكوين المفاهيم العلمية ؟
يقسم الأدب التربوي مصادر صعوبات تكوين المفاهيم العلمية إلى فئتين هما :
أولا : صعوبات تنجم في معظمها عن عوامل خارجية , ومنها :
1 – المناهج الدراسية غير الملائمة , والتي تتمثل بما يلي :
أ – مقررات منهجية لا تراعي بدرجة اكبر الخلفيات المباشرة للطلبة .
ب – قد لا تتمشى مفاهيم المناهج المقررة مع المستويات الحقيقية للطلبة .
ج – يمكن أن تتضمن نشاطات علمية قد لا يستطيع غالبية الطلبة القيام بها .
د – توقع المسؤولين والمعلمين (وأولياء الأمور ) أن يتعلم الطلبة قدرا كبيرا من المفاهيم العلمية بسرعة , في حين أنهم (الطلبة ) غير مستعدين لتعلمها , ومن هنا تنشأ فكرة "عدم ملاءمة مناهج العلوم ) .
هـ - قد تبنى المناهج والمقررات الدراسية (او تقتدي ) بالمناهج الغربية (الأجنبية ) دون أن تأخذ اختلاف الثقافات والإمكانات المادية والفنية بعين الاعتبار .
2 – العوامل اللغوية أو لغة التعليم , تعتبر لغة التدريس (العربية ) من العوامل الخارجية التي قد تؤثر في استيعاب الطلبة للمفاهيم العلمية وخاصة عند تدريس الطلبة بلغة تختلف عن لغة الأم كاللغة الانجليزية أو الفرنسية كما يحدث في بعض الدول العربية . كما أن اللهجات التي يستخدمها المعلمون قد تؤثر أيضا في تكوين المفاهيم العلمية أو استيعابها لدى الطلبة .
3 – طرق التدريس  ,تؤثر طرق وأساليب التدريس (التقليدية ) السائدة (كما في : الإلقاء , المحاضرة , الشرح ,العرض .....الخ ) في تكوين المفاهيم العلمية واستيعابه لدى الطلبة , وكما تقول الحكمة : عندما لا يتعلم الطلبة جيدا في المدرسة , فان ذلك يرجع في معظم الحالات إلى المعلم بقدر ما يرجع إلى الطالب .
4 – معلمو العلوم أنفسهم , ويرتبط هذا العامل بطرق وأساليب التدريس التي يتبعها أو يطبقها المعلمون في ممارساتهم التدريسية الصفية والمخبرية وقد ترجع أيضا ,بالإضافة إلى ما سبق إلى عوامل أخرى في المعلمين أنفسهم كما في :
أ – مؤهلات المعلمين دون المستوى المطلوب .
ب – مدى فهم المعلمين أنفسهم للمفاهيم العلمية نفسها .
ج – مدى توافر الحوافز الداخلية عند المعلم , ومدى دافعيته ,وارتباطه بمهنة التعليم .
ثانيا: العوامل الداخلية :
تسهم العوامل الداخلية في صعوبات تكوين المفاهيم العلمية لدى الطلبة ,فعلى اختلاف الباحثين فيها ,تتمثل بما يلي  :
·       مدى استعداد الطالب نفسه ودافعيته للتعلم بوجه عام وتعلم المفاهيم بوجه خاص
·       مدى اهتمام الطالب وميوله للمواد العلمية وتعلم مفاهيمها .
·       البيئة (والثقافة ) التي يعيش فيها الطالب التي قد لا تشجع (أو تطمس ) روح التساؤل والاستقصاء العلمي .
وعليه ينبغي لمعلم العلوم أن يساعد الطلبة على تكوين المفاهيم العلمية وتمثلها وذلك بربطها بالخبرات المألوفة للطلبة وبالتالي الانطلاق من خبرات الطلبة أنفسهم .
ما الأخطاء الشائعة في تعلم المفاهيم العلمية :
من بين الأخطاء الشائعة التي ذكرها الأدب التربوي ما يلي :
1 – النقص في التعريف أو في الدلالة اللفظية للمفهوم العلمي ,فقد تبين أن هناك عددا من الطلبة يخطئون عند تعريف المفهوم العلمي أو عند تحديد دلالته اللفظية , وذلك بان يقتصروا على خاصية واحدة أو أكثر دون ذكر الخصائص المميزة (المعرفية ) التي تشكل المفهوم . فعلى سبيل المثال ,اعتماد الطالب على خاصية البريق المعدني وحدها للتمييز بين الفلز واللافلز قد يؤدي به إلى اعتبار (الجرافيت )(من صور الكربون ) من الفلزات علما بأنه لا فلز.
2 – الخلط بين المفاهيم ( أو المصطلحات ) العلمية المتقاربة في الألفاظ , كأن يخلط الطالب بين المفاهيم العلمية التي تتقارب مصطلحاتها من الناحية اللفظية كما في المفاهيم التالية :
عامل مؤكسد / عامل مختزل / عامل مساعد    ؛ التكافؤ/ الوزن المكافئ ؛ الوزن الذري / العدد الذري     ......الخ .
3 – الخلط بين المفاهيم (أو المصطلحات ) العلمية المتقابلة في الألفاظ ,كان يخلط الطالب بين المفاهيم المتقابلة التالية : تأكسد/اختزال ؛ مغطاة البذور /معراة البذور ؛ فلقة واحدة /فلقتين ....الخ .
4 – التسرع في التعميم , ويتمثل هذا الخطأ المفاهيمي في اعتماد الطالب على إحدى الصفات الموجودة في كل الأفراد أو العناصر أو المواقف الداخلة ضمن المفهوم العلمي وتعميمها على مواقف أخرى خارجة عن نطاق المفهوم العلمي الأصلي .كأن يعتبر الطالب كل حيوان له أجنحة من الطيور ,فالحشرات والخفافيش لها أجنحة ولها القدرة على الطيران ولكنها ليست من الطيور .
ما العوامل التي تسهم في وقوع الطلبة في الأخطاء المفاهيمية ؟
يذكر الأدب التربوي أن وقوع الطلبة في الأخطاء المفاهيمية قد يعزى لعامل أو أكثر من العوامل التالية :
1 – الاعتماد في تعلم المفاهيم العلمية وتعليمها على الحفظ الآلي مما يسهل نسيانها والخلط بينها .
2 – نقص الخبرة في استخدام هذه المفاهيم وتطبيقها في مواقف تعليمية مختلفة .
3 - عدم تعرض الطلبة لخبرات ومواقف تعليمية تعلمية كافية تسمح لهم باستخدام المفاهيم العلمية في التمييز , والتصنيف ,والتعميم – وهي المواقف (العمليات ) التي تحدد تكوين المفاهيم العلمية واكتسابها .
4 – نوعية الاستعداد المسبق في العلوم خاصة الاستعداد المتعلق بتعلم المفاهيم العلمية اللازمة لتعلم المفاهيم الجديدة ذات الصلة .
ثالثا : المبادئ (اوالتعميمات ) والقواعد العلمية     Scientific Principles ( Generalizations)
المبدأ هو جملة صحيحة علميا له صفة الشمول وإمكانية التطبيق على مجتمع الأشياء أو الأحداث أو الظواهر التي ترتبط بها هذه المبادئ (التعميمات ) العلمية .
أمثلة على المبادئ (التعميمات )العلمية :
·       الحوامض تحول ورقة عباد الشمس من الزرقة إلى الحمرة .
·        الثدييات حيوانات لها أثداء وجسمها مغطى بالشعر .
·       الفلزات جيدة التوصيل للحرارة .
·       المعادن تتمدد بالحرارة .
·       كل الكائنات الحية تتنفس
·        كل النباتات الخضراء تقوم بعملية البناء الضوئي
وتعلم المبادئ العلمية هدف رئيس من أهداف تدريس العلوم ؛إذ المبدأ اشمل من المفهوم , ويتوقع أن تتوسع مدارك المتعلم عن إدراكه بعض المبادئ العلمية ؛إذ لا يمكن التوصل إلى المبادئ العلمية قبل إدراك بعض الحقائق والمفاهيم العلمية .
وتصاغ المبادئ أو التعميمات عادة بطريقة وصفية , ولكن إذا تمت صياغتها بطريقة كمية فإنها تسمى عندئذ قاعدة مثل قاعدة ارخميدس التي تنص على انه " إذا غمر جسم في سائل فانه يلاقي دفعا من أسفل إلى أعلى يساوي وزن السائل المزاح " وتعد القواعد العلمية أعلى درجة من المبادئ العلمية نظرا لما تحمله من تحديد دقيق لطبيعة العلاقة بين أجزاء القاعدة كالعلاقة بين الجسم المغمور والسائل المزاح .
v  تدريس المبادئ (التعميمات ) العلمية .
بالنسبة لتدريس المبادئ (التعميمات ) العلمية , فانه يمكن لمعلم العلوم أن يتبع طريقة أو أكثر من الطرائق والأساليب الشائعة في تدريس العلوم ,كما يمكنه أن يدرس المبادئ (التعميمات ) العلمية بأحد الأسلوبين (أو المنحيين ) التاليين أو كليهما : المنحى (أو التفكير) الاستقرائي , والمنحى (التفكير ) الاستنباطي (ألاستنتاجي ) .
ما هي أساليب قياس (تحصيل ) المبادئ والتعميمات العلمية لدى الطلبة ؟
ولقياس (تحصيل ) المبادئ والتعميمات العلمية لدى الطلبة وتعلمها , فانه ينبغي لمعلم العلوم أن ينطلق من مفهوم المبدأ العلمي نفسه وذلك من خلال تطبيق عدة أساليب أو مستويات لقياس تحصيل المبادئ (التعميمات )العلمية كما في :
1 – معرفة المبدأ أو التعميم العلمي , ويمكن التحقق من ذلك من خلال أسئلة تقيس المستوى المعرفي للمبدأ العلمي أو تفسيره . 
2– القدرة على تطبيق المبدأ العلمي في حل المشكلات العلمية , أو في تفسير مواقف أو ظواهر علمية جديدة , كان يسال معلم العلوم على سبيل المثال , أسئلة  تتضمن مستويات عقلية عليا في المجال العقلي كالتطبيق , والتحليل , والتركيب والتقويم ؛ أو يعرض المشكلات العلمية على الطلبة ثم يطلب منهم اقتراح حلها في ضوء معرفتهم للمبادئ والتعميمات العلمية .

رابعا : القوانين العلمية Scientific Laws
يعتبر القانون درجة من درجات التعميم التي تتشابه إلى حد كبير مع المبدأ والقاعدة , فالقانون يصف علاقة عامة أو صورة متكررة في أكثر من موقف ويكون هذا الوصف مصاغا بطريقة كمية كما يحدث في القاعدة ,إلا أن القانون يتميز بتحديد هذا الوصف في صورة علاقة رياضية .
أمثلة على القوانين العلمية :
·       فعندما نتكلم عن العلاقات التي بين مفهوم الضغط وبين مفهوم القوة وبين مفهوم المساحة , يمكن أن تصاغ بصفة كمية . ويتكون لدينا قانون علمي وهو قانون الضغط والذي يعني أن الضغط هو القوة المؤثرة على وحدة المساحات .
 ض = ق ÷م
حيث   : (ض ) الضغط يمثل العلاقة بين القوة التي تؤثر على وحدة المساحة ؛فكلما زادت المساحة قل الضغط وكلما زادت القوة زاد الضغط فبذلك يكون هناك علاقة كمية
·       العلاقة بين حجم الغاز والضغط الواقع عليه والتي صاغها "بويل " كما يلي : يتناسب حجم معين من الغاز تناسبا عكسيا مع الضغط الواقع عليه عند ثبوت درجة الحرارة ,يمكن التعبير عنها رياضيا بالصورة :
ح xض =ح' x ض'  
حيث ح حجم الغاز عند ضغط معين ,ح' هي حجم الغاز عند تغيير الضغط
·       قانون اوم الذي ينص على أن المقاومة الكهربية تساوي فرق الجهد مقسوما على شدة التيار الكهربي والذي يعبر عنه بالصيغة الرياضية :  م = ج÷ت
·       قانون الكثافة  ث=ك ÷ح
وعادة ما يربط القانون بين مفهومين أو أكثر فقانون إيجاد الكثافة مثلا يربط بين ثلاثة مفاهيم هي الكثافة والكتلة والحجم ,وهكذا الحال مع بقية القوانين .
تدريس القوانين العلمية :
بالنسبة لتدريس القوانين العلمية ,يمكن لمعلم العلوم أن يستخدم الأسلوب الاستقرائي أو الاستنباطي (الاستنتاجي ) أو كليهما والتطبيق عليها في مواقف جزئية أو عامة .كما ينبغي على معلم العلوم إدراك المفاهيم الأساسية في هذه القوانين ومدى علاقة بعضها مع بعض ودرجة تعقيد هذه العلاقة وما يحتاجه الطلاب من مهارات رياضية لإدراك هذه القوانين والقدرة على تطبيقها , كذلك على معلم العلوم أن يدرك ما للمختبر من دور هام في استنتاج القوانين العلمية وإثباتها . لان جميع القوانين العلمية تم التوصل إليها عن طريق البحث والتجريب . فاستخدام المختبرات العلمية والأنشطة المعملية أساسي في تدريس القوانين العلمية . وتعمل على تسهيل إدراك الطلاب للعلاقات الكمية بين المفاهيم المختلفة وتأثير العوامل أو المتغيرات التي تتضمنها القوانين العلمية وتتأثر بظروف معينة ,كذلك على معلم العلوم إلا يطالب طلابه بحفظ عبارات القانون ؛لأنها مجردات تختلف في درجة سهولتها وتعقيدها وتتطلب خبرات سابقة مختلفة بناء على درجة صعوبتها . وعلى المعلم أن يجعل طلابه يتعلمون ويفهمون ويدركون ويستنتجون ويطبقون ما تعلموه في مواقف تعليمية مختلفة .
ما هي أساليب قياس (تحصيل ) تعلم القوانين العلمية ؟
يمكن لمعلم العلوم استخدام عدة أساليب أو مستويات تقويمية مختلفة لقياس (تحصيل ) تعلم القوانين العلمية كما في :
1 – معرفة القانون العلمي أو النص العلمي للقانون ,وذلك من خلال أسئلة تقيس مدى معرفة قانون بويل ,أو نص قانون اوم.....الخ .
2 – تفسير القانون العلمي ,وذلك من خلال أسئلة تقيس مدى فهم (استيعاب ) الطالب للقانون العلمي كان يطلب منه أن يفسر (أو يشرح ) قانون بويل بلغته الخاصة ,أو قانون اوم ....الخ .
3 – القدرة على تطبيق القانون العلمي في حل المشكلات العلمية أو المواقف الرياضية المختلفة أو تفسير الظواهر العلمية الجديدة كما في :
أ – حل المسائل والتمرينات الرياضية التطبيقية على القانون ذي العلاقة .
ب – أسئلة تطبيقية تتضمن التحليل والتركيب والاستنتاج والتقويم .
ج – عرض مشكلات علمية على الطلبة لاقتراح حلها في ضوء القوانين العلمية التي تم تعلمها .
د – إعطاء أمثلة على بعض التطبيقات والتقنيات العلمية المختلفة للقوانين العلمية في الحياة .  
النظريات العلمية Scientific Theoris
النظرية العلمية هي " مجموعة من التصورات الذهنية الفرضية التي تتكامل في نظام معين يوضح العلاقة بين مجموعة كبيرة من المبادئ والمفاهيم والقوانين والقواعد العلمية" .
وتساعد النظرية العلمية في ربط الحقائق المختلفة في مجال ما في نسق يسمح بتفسير بعض الظواهر وفي التنبؤ أيضا ببعض المشاهدات أو الأحداث .
أمثلة على النظريات العلمية :
·       النظرية الذرية
·       النظرية الجزيئية لتركيب المادة .
·       نظرية الحركة للغازات .
·       نظرية الخلية .
تدريس النظريات العلمية :
هناك أمور عديدة على معلم العلوم أن ينظر إليها عند تدريسه للنظريات العلمية ومنها :
·       تقديم المعلومات الأساسية والتي على أساسها تقوم النظرية العلمية . فإذا لم يعط المعلم طلابه هذه المعلومات فان تدريس النظريات لن يكون فعالا ولن يكون ناجحا كما ينبغي .
·       تقديم الإثباتات والبراهين والأدلة التي تؤكد هذه النظرية للطلاب وشرح الخطوات الضرورية والإثبات والبرهنة .
·       تقديم نظرة عامة تاريخية للنظرية العلمية توضح تطورات النظرية التي مرت بها حتى وقت تدريسها .
·       مساعدة الطلاب على تحديد المجالات التي يمكن تطبيق هذه النظرية فيها وكيفية تطبيقها .
وعلى معلم العلوم ألا يركز على حفظ النظريات العلمية , وإنما المهم هو معرفة الطلاب لكيفية التوصل إلى هذه النظرية والطرق التي أدت إلى إثباتها وبرهنتها وإمكانية تطبيقها وقت الحاجة إلى ذلك .
وهنا يجب التوكيد على تكامل أشكال المعرفة العلمية وهرمية بنائها وتعلمها واندماجها بحيث أن تعلم الحقائق العلمية ضروري لتعلم المفاهيم العلمية , وتعلم المفاهيم العلمية ضروري لتعلم المبادئ (التعميمات) والقواعد العلمية والقوانين العلمية والنظريات العلمية .
ثانيا : مساعدة الطلاب على اكتساب مهارات التفكير العلمي :
تعتبر تنمية مهارات التفكير العلمي لدى الطلاب هدفا تربويا تسعى إلى تحقيقه كل المناهج المدرسية ومناهج العلوم بطبيعتها الخاصة يمكن أن تسهم بقدر كبير ومتميز في تحقيق هذا الهدف .
ما المقصود بالتفكير العلمي ؟
يقصد به  مجموعة من المهارات العقلية التي يقوم بها الفرد لحل مشكلة معينة أو تفسير ظاهرة بطريقة موضوعية وتتلخص هذه المهارات في الخطوات التالية :
أ – الإحساس بالمشكلة
ب- تحديد المشكلة
ج – جمع المعلومات المتصلة بالمشكلة
د –  وضع أحسن الفرضيات (أو التفسيرات ) لحل المشكلة .
هـ - اختبار الفرضية (أو الفرضيات ) بأية وسيلة علمية .
و- الوصول إلى حل المشكلة .
ز- التعميم من النتائج . (استخدام الفرضية كأساس للتعميم في مواقف أخرى مشابهة) 
  والطريقة العلمية (بخطواتها السابقة ) هي التي يؤمل أن يكتسبها الطالب ويمارسها عمليا , وهي التي يستخدمها الباحث (العالم ) في تقصي العلم واكتشاف حقائقه ومفاهيمه ومبادئه .
ما الأساليب التي ينبغي على معلم العلوم إتباعها لكي ينمي مهارات التفكير العلمي لدى طلابه ؟
·       التدريس باستخدام حل المشكلات :  يعتبر مدخل حل المشكلات احد المداخل التدريسية التي تستخدم في تدريس العلوم , والذي يمكن من خلاله تنمية مهارات التفكير العلمي لدى الطلاب .
·       استخدام الوسائل التعليمية  : أن استخدام المعلم للوسائل التعليمية المختلفة بطريقة مناسبة , يمكن أن يساعد الطلاب على اكتساب بعض مهارات التفكير العلمي .
·       الدروس العلمية وتجارب العرض العملية : يمكن للمعلم أن يخطط جيدا لتنمية بعض مهارات التفكير العلمي لدى الطلاب من خلال الدروس العلمية وتجارب العرض العملية , فيمكن أن يدرب هؤلاء الطلاب على كيفية تصميم تجربة للتأكد من صحة فرض ما , وكيف يعممون النتائج التي يصلون إليها على مواقف أخرى جديدة مشابهه .
·       الاستفادة من أنشطة الطلاب المدرسية : يمكن للمعلم أن يستغل اهتمامات الطلاب وأنشطتهم المختلفة في إكسابهم بعض مهارات التفكير العلمي , فمثلا : لو أرادت مجموعة من الطلاب القيام بمشروع ما في المدرسة – كمشروع لصناعة الصابون – فيمكن للمعلم أن يعاون هؤلاء الطلاب في التخطيط لهذا المشروع وتنفيذه وتقويمه , ومن خلال مشاركة الطلاب في هذا المشروع ومواجهتهم لما يتحدى تفكيرهم من قضايا ومشكلات يمكن أن يكتسبوا بعض مهارات التفكير العلمي .

·       القصص العلمية : يمكن للمعلم من خلال شرحه أو تقديمه لبعض القصص العلمية والتي توضح كيف سار العلماء والباحثون في دراسة ما واجههم من مشكلات , أو في محاولاتهم لتفسير بعض الظواهر العلمية أن ينمي لدى الطلاب مهارات التفكير العلمي.
وفي نهاية الحديث عن تنمية مهارات التفكير العلمي لدى الطلاب نشير إلى الأمور التالية :
ü   تنمية مهارات التفكير العلمي لدى المتعلمين هدف تسعى إلى تحقيقه كل المناهج الدراسية , وليس مناهج العلوم فقط , وان كان دور مناهج العلوم في ذلك أكثر من غيرها , لذا يجب أن تخطط هذه المناهج وتنظم بصورة تساعد على تنمية مهارات التفكير العلمي لدى المتعلمين .
ü   يجب أن يكون المعلم في سلوكه قدوة لطلابه فيما يتصل بالتفكير العلمي , وعليه أيضا أن ينوع في أساليب تدريسه ويستخدم منها ما يساعد على تنمية مهارات التفكير العلمي لدى الطلاب .
ü   يجب الاهتمام بإعداد أدوات تقويم تقيس مدى اكتساب الطلاب لمهارات التفكير العلمي , حتى يمكن للمعلمين استخدام هذه الأدوات في تقويم تعلم طلابهم .
ü   يحتاج اكتساب الطلاب لمهارات التفكير العلمي إلى قدرات عقلية خاصة قد لا تكون متوافرة لدى كل الطلاب , لذا فعلى المعلم أن يراعي مابين طلابه من فروق فردية في هذا الشأن ولا يحاول تنمية نفس القدر من المهارات لدى كل الطلاب .
ü   تؤدي البيئة المحيطة بالطالب دورا كبيرا في اكتسابه مهارات التفكير العلمي من عدمه , لذا يجب التنسيق بين كل من المدرسة والأسرة في تنمية هذه المهارات لدى الطلاب , وان يسعى الجميع في اتجاه واحد لتحقيق هذا الهدف التربوي الهام .
ü   التفكير العلمي والاتجاهات العلمية وجهان لعملة واحدة , فلا يمكن أن يكون شخص ما لديه اتجاهات علمية مرغوبة ويفكر تفكيرا غير علمي , أو يكون هذا الشخص مكتسبا لمهارات التفكير العلمي وتكون اتجاهاته العلمية سالبة . فالإنسان الذي يفكر تفكيرا علميا تكون اتجاهاته العلمية غالبا موجبة , والشخص الذي لديه اتجاهات علمية موجبه سيفكر تفكيرا علميا .

ثالثا : مساعدة الطلبة على اكتساب عمليات العلم :      
يؤكد التربويون في التربية العلمية على أن اكتساب الطلبة عمليات العلم يجب أن يكون هدفا رئيسا لتدريس العلوم .
ما المقصود بعمليات العلم ؟
هي مجموعة من القدرات والعمليات العقلية الخاصة اللازمة لتطبيق طرق العلم والتفكير العلمي بشكل صحيح .
تتميز خصائص العلم بالخصائص التالية :
·       أنها عمليات تتضمن مهارات (عقلية ) محددة يستخدمها العلماء والأفراد والطلبة لفهم الظواهر الكونية والوجود .
·       أنها سلوك محدد (للعلماء ) يمكن تعلمها أو التدريب عليها .
·       عمليات يمكن تعميمها ونقلها في الحياة , إذ أن العديد من مشكلات الحياة اليومية يمكن تحليلها واقتراح الحلول المناسبة لها عند تطبيق مهارات عمليات العلم .
تقسم عمليات العلم إلى نوعين ما هما ؟
تقسم عمليات العلم إلى نوعين هما : عمليات العلم الأساسية وعمليات العلم المتكاملة
أولا : عمليات العلم الأساسية : وهي عمليات علمية أساسية (بسيطة نسبيا ) تأتي في قاعدة هرم تعلم العمليات وتضم عشر عمليات هي :
1 الملاحظة : وهي انتباه مقصود ومضبوط للظواهر أو الأحداث أو الأمور بغية اكتشاف أسبابها وقوانينها . وهي تتطلب تخطيطا واعيا من قبل الفرد (الطالب) , وبالتالي تحتاج إلى تدريبات عملية لابد للطالب من التدرب عليها ؛ كما تستلزم الفرد استخدام حواسه المختلفة أو الاستعانة بأدوات أو أجهزة علمية أخرى . ولكي تؤدي الملاحظة هدفها في البحث والاستقصاء العلمي ,يجب أن تكون : منظمة ومضبوطة ؛وموضوعية ودقيقة , وشاملة لعدد من الحالات تحت ظروف مختلفة ؛ وان تسجل بأسرع ما يمكن عقب الملاحظة المباشرة . 
2 – القياس :  تهدف عملية القياس إلى تدريب الطلبة على استخدام أدوات ووسائل القياس المختلفة بدقة في دراسة العلوم وتدريسها . وهي تشمل مهارات القياس المختلفة كما في قياس الأطوال والأوزان والحجوم والحموضة ودرجات الحرارة ....الخ ومن أمثلة أدوات القياس المستخدمة في تدريس العلوم : المتر ومشتقاته , الموازين , موازين الحرارة , المخبار المدرج ...الخ .
3 – التصنيف : تتضمن عملية التصنيف قيام الطلبة بتصنيف المعلومات والبيانات التي تم (ويتم ) جمعها إلى فئات أو مجموعات معينة اعتمادا على خواص (معايير ) مشتركة بينها . ومن أمثلة مهارات التصنيف التي قد يستخدمها الطالب , مهارات تصنيف الملاحظات والأفكار أو الأشياء حسب الحجم أو اللون أو الشكل أو الوزن أو العمر أو تصنيف النباتات حسب الورقة أو الزهرة . وتتضمن مهارة التصنيف مهارة أخرى كما في مهارة (التمييز ) للتمييز بين الأشياء المختلفة , ومهارة (المقارنة ) لمعرفة الشبه والاختلاف بين الأشياء أو المواد المختلفة .
4 – الاستنباط أو الاستنتاج : وهي عملية عقلية يتم فيها الانتقال من العام إلى الخاص , ومن الكليات إلى الجزئيات , كان يتوصل الطالب من (تعميم ) علمي معروف – المعادن تتمدد بالحرارة – إلى نتائج جزئية خاصة – النحاس يتمدد بالحرارة .
5 – الاستقراء : وهي عملية عقلية يتم فيها الانتقال من الخاص إلى العام ومن الجزئيات (الأمثلة ) إلى العموميات , كان يتوصل (الطالب ) من ملاحظاته لحقائق (أمثلة ) معينة أو حالات فردية منفصلة( الحديد يتمدد بالحرارة – النحاس يتمدد بالحرارة , الرصاص يتمدد بالحرارة ) إلى تعميم علمي – المعادن تتمدد بالحرارة .
6 الاستدلال : وهي عملية تهدف إلى وصول المتعلم (الطالب ) إلى نتائج معينة تعتمد على أساس من الأدلة والحقائق المناسبة الكافية .
ومن هنا يحدث الاستدلال عندما يستطيع (الطالب ) أن يربط ملاحظاته ومعلوماته المتوافرة عن ظاهرة بمعلوماته السابقة عنها , ثم يقوم بعد ذلك بإصدار حكم معين يفسر به الملاحظات أو يعممها فإذا شاهدنا حيوانا لم نره من قبل ,جسمه مغطى بالريش فإننا نستدل انه من الطيور إذ أن لدينا معلومات سابقة تتمثل في أن غطاء الجسم بالريش من خصائص الطيور . وكذلك إذا شاهدنا أن بعض الدبابيس انجذبت إلى قطعة ما , فإننا نستدل أن تلك القطعة مغناطيس أو أنها مادة ممغنطة . 
7 – التنبؤ  : وهي عملية تتضمن قدرة الطالب على استخدام معلوماته السابقة (أو الملاحظة ) للتنبؤ بحدوث ظاهرة أو حادث ما في المستقبل . وعليه فان معرفة أو اكتشاف الطالب العلاقة بين الحرارة وتمدد المعادن , ستجعله قادرا على التنبؤ بان قضبان السكك الحديدية أو أسلاك التلفون سوف تتمدد وتتقوس إذا مر عليها القطار ولم تكن هناك فراغات بين أجزاء السكك الحديدية .
8 – استخدام الأرقام :  وهي عملية عقلية تهدف إلى قيام الطالب باستخدام الأرقام الرياضية بطريقة صحيحة على القياسات والبيانات العلمية التي يتم الحصول عليها عن طريق الملاحظة والأدوات والأجهزة العلمية الأخرى . كما تتضمن هذه المهارة استخدام الرموز الرياضية والعلاقات العددية بين المفاهيم العلمية المختلفة .
9 استخدام العلاقات المكانية والزمانية : وهي عملية عقلية مكملة لاستخدام الأرقام , تتطلب العلاقات الرياضية والقوانين العلمية التي تعبر عن علاقات مكانية أو زمانية بين المفاهيم العلمية ذات العلاقة .
10 الاتصال  : تتضمن هذه العملية مساعدة الطالب على القيام بنقل أفكاره أو معلوماته أو نتائجه العلمية إلى الآخرين , وذلك من خلال ترجمتها إما شفويا أو كتابيا إلى جداول أو رسومات بيانية أو لوحات علمية أو تقارير بحثية .كما تتضمن هذه العملية تدريب الطلبة على مهارات التعبير العلمي بدقة ووضوح , وحسن الاستماع والإصغاء والمناقشة مع الآخرين , والقراءة العلمية الناقدة , ومهارة كتابة التقارير والبحوث العلمية . 
ثانيا : عمليات العلم المتكاملة   : وهي عمليات علمية متقدمة وأعلى مستوى من عمليات العلم الأساسية في هرم تعلم العمليات العلمية وتضم خمس عمليات هي :
1 تفسير البيانات   : وتشمل عملية التفسير , تفسير المعلومات والبيانات التي جمعها أو يجمعها ولاحظها وصنفها الطالب . وكذلك , تفسير البيانات والنتائج التي توصل (أو يتوصل ) إليها وذلك في ضوء المعلومات التي يمتلكها الطالب او الخلفية العلمية التي رجع (ويرجع ) إليها .
2- التعريفات الإجرائية : وتتضمن تعريف المفاهيم أو المصطلحات العلمية تعريفا غير قاموسي (أو مفاهيمي ) بل تعريفا إجرائيا إما بتحديد المفهوم أو المصطلح بسلسلة من الإجراءات العملياتية أو بيان كيفية قياسه .
3 – ضبط المتغيرات : وهي عملية يقصد بها قدرة المتعلم (الطالب ) على إبعاد اثر العوامل (المتغيرات ) الأخرى – عدا العامل التجريبي بحيث يتمكن من الربط بين المتغير التجريبي المستقل وأثرة في المتغير التابع . فإذا أراد الطالب أن يدرس اثر عامل درجة الحرارة في معدل تبخر السوائل فان عليه أن يعزل (يضبط ) العوامل (المتغيرات ) الأخرى التي تؤثر في معدل التبخر كما في السائل , سرعة الهواء , الرطوبة , سعة سطح الإناء الموجود فيه السائل .
4 – فرض الفرضيات (الفروض ) : وتتضمن قدرة الطالب على اقتراح حل (تفسير ) مؤقت لعلاقة محتملة بين متغيرين , أو إجابة (محتملة ) لسؤال (أو أسئلة ) الدراسة أو المشكلة المبحوثة
5 – التجريب : يعتبر التجريب أعلى العمليات العلمية وأكثرها تقدما لأنها تتضمن عمليات العلم السابقة جميعا الأساسية والمتكاملة . وهي تتطلب تدريب الطالب وقدرته على إجراء التجارب العلمية بنجاح , بحيث تتكامل فيها طرق العلم وعملياته من حيث : التخطيط للقيام بالتجربة , جمع البيانات , وضع الفرضيات واختبارها ,ضبط المتغيرات .... ثم الوصول إلى النتائج وتفسيرها تفسيرا علميا مناسبا وإصدار الأحكام (الاستنتاجات ) العلمية المناسبة وفقا لنتائج الدراسة واستنتاجاتها .     
رابعا  مساعدة الطلاب على اكتساب مهارات مناسبة ,
مالمقصود بالمهارة ؟
يقصد بالمهارة أداء عمل ما بدرجة مناسبة من الإتقان مع تلافي الأضرار أو الأخطار والاقتصاد في النفقات أو التكاليف مع التكيف للمواقف الطارئة .
ما المهارات التي يهدف تدريس العلوم لتنميتها لدى الطلاب ؟
يهدف تدريس العلوم إلى تنمية عديد من المهارات لدى الطلاب ويقسمها بعض المهتمين بتدريس العلوم إلى ثلاثة مجالات رئيسة هي :
(أ ) : المهارات  العملية ( اليدوية ) : وتتمثل في مساعدة الطلاب على امتلاك المهارات العملية المناسبة كما في :
·                        استخدام الأجهزة والأدوات العلمية الفيزيائية والكيميائية والإحيائية والتعامل معها (صيانتها والمحافظة عليها ) كما في استخدام المجهر , وأدوات التشريح , الموازين , وأجهزة القياس ...الخ
·                        إجراء التجارب والنشاطات العلمية عمليا ومخبريا .
·                        المهارات الأساسية في تشريح الكائنات الحية المختلفة
·                        المهارات الأساسية في عمل التحضيرات المجهرية الإحيائية
·                        المهارات الأولية في الرسومات الإحيائية والفيزيائية والكيميائية
·                        المهارات الأساسية في عمل بعض الوسائل التقنية التعليمية – التعلمية المناسبة .
(ب) : المهارات الاجتماعية .تتضمن إكساب الطالب مهارات الاتصال والتواصل العلمي والعمل مع زملائه الطلبة الآخرين كما في :
·                        مهارات العمل (والتعاون ) في مجموعات صغيرة
·                        الاشتراك في الجمعيات والنوادي والمعارض العلمية الاجتماعية سواء داخل المدرسة أو خارجها
(ج) : مهارات تعليمية تعلمية ( اكاديمية ) كما في :
·                        اختيار المراجع والمصادر العلمية وتحديد المادة العلمية
·                        استخدام الدوريات والمجلات العلمية بصورة صحيحة وفاعلة
·                        القراءة العلمية بصورة فاعلة والمبنية على الفهم والاستيعاب والنقد والتحليل واستخلاص الأفكار العلمية منها
·                        مهارات تنظيمية تتمثل في تصميم الجداول الإحصائية والرسومات البيانية والخرائط العلمية وفهمها بصورة تحليلية ناقدة .
·                        استخدام اللغة العلمية المناسبة .
كيف يمكن مساعدة الطلاب على اكتساب المهارات المناسبة ؟
توجد أساليب متعددة يمكن لمعلم العلوم أن يساعد طلابه من خلالها على اكتساب بعض المهارات التي ذكرناها سابقا , أو اكتساب كثيرا منها ومن هذه الأساليب :
·                        العروض العملية : العروض العملية التي يعرضها المعلم أمام الطلاب أو يشتركون في تقديمها يمكن أن تنمي لديهم بعض المهارات
·                        الدراسات الميدانية : تعتبر الدراسات الميدانية احد الأساليب الجيدة التي يمكن للمعلم أن ينمي من خلالها عددا من المهارات الاجتماعية
·                        الجمعيات العلمية : اشتراك الطلاب في الجمعيات العلمية بالمدرسة كجمعية العلوم أو جمعية الصحافة المدرسية وغير ذلك من الجمعيات العلمية يمكن أن ينمي لديهم عديدا من المهارات المرغوبة في تدريس العلوم . لذا فعلى المعلم توجيههم للمشاركة في هذه الجمعيات ومتابعتهم جيدا خلال اشتراكهم فيها
·                        إقامة المعارض المدرسية : تعتبر المعارض التي تقام بالمدرسة فرصة طيبة لمشاركة الطلاب في إعدادها وتنفيذها وهذا يساعدهم على اكتساب بعض المهارات المرغوبة
خامسا : مساعدة الطلبة على اكتساب الاتجاهات العلمية وتنميتها :
يرى المختصون بالتربية العلمية وتدريس العلوم أن تكوين الاتجاهات العلمية وتنميتها لدى الطلبة من الأهداف الرئيسة لتدريس العلوم .
ما المقصود بالاتجاه , والاتجاه العلمي ؟
يعرف الاتجاه كظاهرة نفسية – تربوية , بأنه عبارة عن مجموعة من المكونات المعرفية والانفعالية والسلوكية التي تتصل باستجابة الفرد (الطالب ) نحو قضية أو موضوع أو موقف وكيفية تلك الاستجابات من حيث القبول (مع ) أو الرفض (ضد ) . أما الاتجاه العلمي فهو مفهوم يرتبط بمعنى العلم وركائزه وأسسه وهو يعبر عن محصلة استجابات الفرد (الطالب ) نحو موضوع ما من موضوعات العلم , وذلك من حيث تأييد الفرد (الطالب ) لهذا الموضوع (مع ) أو معارضته له (ضد ) .
وبذلك يمكن تعريف الاتجاه العلمي بأنه : تهيؤ نفسي مكتسب من البيئة له صفة الثبات النسبي , وهذا التهيؤ يوجه سلوك الفرد نحو الظواهر المختلفة بطريقة تتسم بالموضوعية والبعد عن الخرافات والتسليم بان المحك الأساسي للحكم على الحقائق العلمية هو التجريب أو الملاحظة المنظمة .
ما هي خصائص الاتجاهات العلمية في التربية العلمية وتدريس العلوم ؟
1 – الاتجاهات متعلمة : أي أن الاتجاهات ليست غريزية أو فطرية موروثة بل أنها متعلمة – حصيلة مكتسبة من الخبرات والآراء والمعتقدات ,يكتسبها الفرد (الطالب ) من خلال تفاعله مع بيئته .وهي (الاتجاهات ) أنماط سلوكية يمكن اكتسابها وتعديلها بالتعلم والتعليم ؛ وتتكون وتنمو وتتطور عند الطالب من خلال تفاعله مع بيئته (البيت , المدرسة , المجتمع ) وبالتالي فهي لذلك متعلمة معرفية يكتسبها الطالب بالتربية والتعلم عبر العملية التربوية والتنشئة الاجتماعية . ولذالك توصف بأنها نتاج التعلم , ومن هنا يبرز دور معلم العلوم في تكوينها وتنميتها لدى الطالب .
2 – الاتجاهات تنبئ بالسلوك : تعمل الاتجاهات كموجهات السلوك , ويستدل عليها من السلوك الظاهري للفرد (الطالب ) فالطالب ذو الاتجاهات العلمية يمكن أن تكون اتجاهاته لحد كبير (منبئات ) لسلوكه العلمي .
3 – الاتجاهات اجتماعية : توصف الاتجاهات بأنها ذات أهمية شخصية – اجتماعية , تؤثر في علاقة الطالب بزملائه أو العكس . وهي (الاتجاهات ) تقترح أن للجماعة دورا بارزا على السلوك الفردي , وان الفرد (الطالب ) ربما يؤثر في استجابة (سلوك ) الطلبة الآخرين .
4 – الاتجاهات استعدادات للاستجابة : الاتجاه تحفز وتهيؤ للاستجابة , وبالتالي فان وجود (تهيؤ أو تحفز ) خفي (أو كامن ) يهيئ الشخص لتلك الاستجابة .
5 – الاتجاهات استعدادات  للاستجابة عاطفيا : أن ما يميز الاتجاهات عن المفاهيم النفسية الأخرى (كالمعتقدات , والآراء والقيم .....) هو مكونها التقويمي الذي يتمثل في الموقف التفضيلي أو (الميل )أو (النزعة ) لان يكون الفرد (الطالب ) مع أو ضد شيء أو حدث أو شخص أو موقف ما . ومن هنا اعتبر المكون الوجداني (الانفعالي ) أهم مكونات الاتجاهات أو المكون الرئيسي للاتجاه .
6 – الاتجاهات ثابتة نسبيا وقابله للتعديل والتغيير : تسعى الاتجاهات بوجه ,إلى المحافظة على ذاتها , لأنها متى تكونت وبخاصة تلك الاتجاهات المتعلمة في مراحل تعليمية مبكرة , فانه يصعب تغييرها نسبيا لأنها مرتبطة بالإطار العام لشخصية الفرد وبحاجاته وبمفهومه عن ذاته . ومع ذلك , فهي (الاتجاهات ) قابلة للتعديل لأنها مكتسبة ومتعلمة (معرفية ) .
7 – الاتجاهات قابلة للقياس : يمكن قياس الاتجاهات على صعوبتها , وتقديرها من خلال مقاييس الاتجاهات مادام أنها تتضمن الموقف التفضيلي (التقويمي ) في فقرات المقياس , سواء من خلال قياس الاستجابات اللفظية للطلبة أم من خلال قياس الاستجابات الملاحظة لهم .
ما هي جوانب أو مكونات الاتجاه العلمي ؟
1 – الدقة : ويقصد بهذا الجانب التزام الإنسان المكتسب له بالدقة في كل ما يقوم به من أعمال وفي ملاحظاته للظواهر الطبيعية وفي التعبير عنها وفي كتابة التقارير العلمية ....وغير ذلك من المواقف .ومثال على ذلك دقة ملاحظة ارخميدس لارتفاع وانخفاض الماء أثناء استحمامه في حوض الماء هي التي ساعدته إلى التوصل إلى قانون الطفو وقاعدة ارخميدس .
2 – الموضوعية : ويقصد بها أن يسلم الإنسان بان المحك الأساسي للحكم على الحقيقة العلمية هو التأكد من خلال التجربة أو ملاحظة الظواهر والأشياء وليست القيمة الحقيقية للنظريات والقوانين والحقائق العلمية مرتبطة شخص ما ولكن بقدرة هذه النظريات والقوانين على تفسير الظواهر
3 -  سعة الأفق : ويقصد بذلك أن يتحلى الإنسان بصفتين أساسيتين وهما :
أ – لا يتعصب لرأيه تعصبا أعمى ولكن يعترف بالخطأ عندما يخطئ ويعدل آراءه في ضوء ما يصل إليه من معلومات جديدة بل قد يتخلى عن رأيه كلما استدعى الأمر ذلك
ب – ألا يقبل أية نتيجة على أنها نهائية أو مطلقة ولكن يفهم جيدا طبيعة العلم النسبية والديناميكية واللانهائية وينعكس ذلك على أقواله وأفعاله .
4 – حب الاستطلاع : ويقصد بها أن يكون لدى الشخص دافع داخلي ورغبة حقيقية في معرفة المزيد من العلم وخاصة عندما يواجه بموقف جديد أو ظاهرة يصعب عليه أن يفسر هذا الموقف وهذه الظاهرة في ضوء خبرته الحالية ولكن يسعى إلى تفسير ذلك بقراءاته أو استفساراته أو القيام ببعض الاعتمال البحثية المناسبة .
والمتأمل لتاريخ العلم يجد أن حب الاستطلاع كان وراء الكثير من الاكتشافات العلمية فمثلا رغبة نيوتن في تفسير سبب سقوط التفاحة هي التي دفعته إلى البحث والتقصي حتى وصل إلى قانون الجاذبية الأرضية
5 – العقلانية : ويقصد بذلك ألا يعتقد الإنسان في الخرافات والأساطير عند تفسيره للظواهر المحيطة به . ولكن يسعى بطريقة علمية لمعرفة أسباب هذه الظواهر وحتى عندما يفشل في ذلك يسلم أن هناك سببا ما وسيصل الى هذا السبب في يوم ما . كما أن المتسم بالعقلانية لا يسلم بضرورة وجود علاقة ضمنية بين حادثتين لمجرد حدوثهما في وقت واحد فمثلا لو سمع عواء كلب أمام منزل احد جيرانه ثم مات هذا الجار بعد ذلك ,لا يعتقد أن عواء الكلب سيتبعه موت شخص ما .
6 – التأني في إصدار الأحكام  : ويقصد بذلك ألا يتسرع الإنسان في إصدار أحكامه ولكن يجمع المعلومات والأدلة الكافية قبل أن يصدر حكما ما أو نتيجة ما . فهو عندما يختبر فرضا ما ويصل إلى نتيجة لا يعلن هذه النتيجة مباشرة ولكن يتأكد من صحة ما وصل إليه قبل ذلك . ويرتبط بهذا الحذر من التعميمات الجارفة بل يعرف جيدا حدود تعميم النتائج التي يصل إليها ويفرق بين التعميم العلمي وبين التعميمات الأخرى الخاطئة التي تشيع بين بعض الأفراد مثل : كل ذي عاهة جبار , العباقرة يكتبون بخط رديء ....وغير ذلك
يلاحظ مما تقدم , أن المظاهر السلوكية التي تظهر في سلوك الطالب (أو الباحث العلمي ) ذي الاتجاهات العلمية تختلف عن سلوك الشخص العادي في بحث القضايا (العلمية ) أو المشكلات الحياتية . ومن هنا يؤكد تدريس العلوم على تشكيل الاتجاهات العلمية وتنميتها لدى الطلبة وذلك نظرا لأهميتها في حياة الطالب وتشكيل شخصيته العلمية وتوجيه سلوكه والتنبؤ به ؛ كما تثير الاهتمام والرغبة (الميول ) لديه وبالتالي الدافع لمتابعة العلوم ودراستها واستخدام منهجية علمية في البحث والتفكير العلمي , وتكوين العقلية لعلمية للطالب (والباحث ) سواء بسواء .
سادسا : مساعدة الطلبة على اكتساب الميول العلمية وتنميتها :
يؤكد التربويون أن تشكيل الميول العلمية لدى الطلبة وتنميتها هدف رئيسي لتدريس العلوم . كما يعتبرونها هدفا استراتيجيا ينبغي على معلمي العلوم تحقيقه , وذلك نظرا لا أهميتها (الميول العلمية ) في حياة الطالب وتشكيل شخصيته العلمية , اذ أنها تثير الاهتمام والنزعة العلمية لدى الطالب وبالتالي إشراكه بصورة فاعلة في العملية التعليمية – التعلمية مما يؤدي إلى سرعة التعلم والاحتفاظ به . , وما يقومون به من أعمال ونشاطات علمية محببة إليهم يشعرون من خلالها بقدر كبير من الحب والارتياح .
ماهي خصائص الميول العلمية ؟
1-                  تكتسب الميول العلمية وتتعلم وتنمى في البيت والمدرسة والمجتمع ؛ وهي تتكون وتنمو وتتطور عند الفرد (الطالب ) من خلال تفاعله مع البيئة المادية والاجتماعية وتغيرها ثقافيا واجتماعيا واقتصاديا .
2-                  الميول العلمية , بمجرد تشكيلها وتكونها , غالبا ما تميل إلى الاستقرار النسبي.
3-                  الميول العلمية نزعة (شخصية ) سلوكيه لدى الفرد (الطالب ) للانجذاب نحو نشاط معين من الأنشطة (العلمية ) المختلفة .
4-                  الميول العلمية قابلة للقياس والتقويم , إما من خلال الاستجابات اللفظية للطلبة (الميول المعلنة ) أو من خلال ملاحظات أوجه السلوك والنشاطات العلمية التي يقوم بها الأفراد (الميول الملاحظة ) ويهتمون بها عمليا .
5-                  الميول العلمية تحقق ذاتية الفرد (الطالب ) , وبالتالي فان نقص الميول لدى الأفراد (الطلبة ) قد يؤدي بهم إلى اضطرابات صحية أو عقلية .
6-                  تختلف الميول عن الاتجاهات في أنها :  ميل  (شخصي ) نحو شي ما (كالعلوم مثلا ) واقل ( نفعية ) من الاتجاهات .
7-                  تقترن الميول بالسلوك, فالطالب الذي لديه ميول علمية يتوقع أن يمارس ميوله واهتماماته بالعلوم ونشاطاتها المختلفة بشكل أفضل من النشاطات الإنسانية الأخرى التي لا يميل إليها .
8-                  تختلف الميول باختلاف العمر والجنس , فالميول لدى الأطفال تختلف عن الميول لدى المراهقين والشباب والشيوخ ؛ وميول الإناث تختلف لحد ما عن ميول الذكور ؛ فقد لوحظ أن الإناث يملن نحو الموضوعات الإنسانية والتربوية والاجتماعية , في حين للذكور ميول واهتمامات أكثر اتساعا وعمقا وغالبا ما يميلون نحو الموضوعات العلمية بوجه عام .
9-                  الميول العلمية ذات صبغة (انفعالية ) أكثر منها (عقلية ) وبذلك تختلف الميول عن القدرة العقلية , من حيث أن الفرد (الطالب ) قد يكون لديه ميول علمية لدخول كلية العلوم , إلا انه غير قادر على تحقيق ذلك , وقد يكون طالب آخر قادر على دخول كلية العلوم إلا انه لا يميل إليها . وفي هذا الجانب تختلف الميول عن الاتجاهات من حيث أن (الاتجاهات ) عميقة الجذور في نفس الفرد , يؤمن بها بشكل عقلاني أكثر منها بشكل (انفعالي )كما في الميول العلمية .
ما أهمية تنمية الميول العلمية في حياة الطالب ؟
أ‌-                      تشعر الطالب (بالارتياح ) نحو الميل العلمي الذي يسعده كما يشعر بالارتياح نحوه .
ب‌-                تهيئ الطالب لاختيار  التخصص (أو المهنة ) الذي يناسبه ويتفق مع ميوله ورغباته وقابليته واستعداداته وقدراته (العقلية ) .
ت‌-                تعطي الطالب فرصة اكبر للنجاح في تحقيق التخصص أو الهدف الذي يسعى إليه مما لو اختار تخصصا لا يميل إليه .
ج – تعطي الطالب القدرة على التكيف , فقد أشارت خلاصة أدبيات الموضوع إلى أن الأطفال الذين لم تكن لهم ميول أو هوايات أو اهتمامات (علمية ) غالبا ما يظهرون أنماطا من التكيف الشخصي , اقل مما وجد عند نظرائهم الذين كانت لديهم ميول وهوايات واهتمامات مختلفة . كما أن نقص الميول والاهتمامات نحو ما يدور في بيئة التلميذ , قد يؤدي إلى إشعاره بالعزوف عن القيام بأي دور مهم في حياة المجتمع .
ما هي المكونات السلوكية للميول العلمية ؟
1 – ملء الفراغ بالنشاطات العلمية . ,يظهر الطالب ميولا علمية في ملء الفراغ بالنشاطات العلمية عندما :
أ‌-                      يقوم بهوايات علمية
ب‌-                يشاهد برامج التلفزيون العلمية
ج -  يصنع أدوات وأجهزه علمية بسيطة
د – يشتري (يمتلك )الألعاب العلمية .
و- يعمل لوحات ورسومات ونماذج ذات طابع علمي
ز- يقوم بهواية التصوير العلمي (للكائنات الحية والموجودات الأخرى )
2 – التوسع الحر في القراءات العلمية , يظهر الطالب ميولا علمية في القراءات العلمية عندما :
أ – يقرأ الموضوعات العلمية برغبة واهتمام
ب – يستعير (ويطالع ) المجلات والكتب العلمية المختلفة
ج – يقرأ عن العلم والعلماء وسير حياتهم .
د – يقرأ عن الاختراعات والاكتشافات العلمية
ه- يتردد باستمرار على المكتبة والمكتبات العامة لتقصي موضوعات العلوم ودراستها
3 – استطلاع القضايا والمسائل العلمية , يظهر الطالب ميولا علمية في استطلاع القضايا والمسائل العلمية عندما :
أ – يهتم بآخر الاكتشافات العلمية ويميل إليها
ب – يهتم بقضايا غزو الفضاء
ج – يستفسر باستمرار عن المعلومات العلمية والظواهر الطبيعية والبيولوجية الإضافية
د – يظهر الاستطلاع والفضول العلمي باستمرار .
4 – الالتحاق بالجمعيات والنوادي العلمية داخل المدرسة او خارجها , يظهر الطالب ميولا واهتمات علمية بالجمعيات والنوادي العلمية عندما :
أ – يشترك في الجمعيات العلمية المدرسية .
ب – يشترك في النوادي العلمية .
ج – يتطوع للعمل في النوادي العلمية .
د – يزور المعارض ومراكز البحوث العلمية .
ه – يحضر المحاضرات والندوات العلمية .
5 – مناقشة الموضوعات العلمية وإثارتها : يظهر الطالب ميولا علمية في مناقشة الموضوعات العلمية وإثارتها عندما :
أ - يدافع عن العلم والعلماء
ب – يناقش الموضوعات والقضايا ذات الطابع العلمي
ج – يهتم بالقضايا المنشورة في الصحف والمجلات والكتب العلمية .
د – يكتب في الصفحة العلمية في مجلة الحائط (العلمية ) في المدرسة أو في الصحف والمجلات .
ه-يثير أو يناقش القضايا العلمية ذات المضامين الاجتماعية كالهندسة الوراثية , أطفال الأنابيب , وتجميد الأجنة , وزراعة الأعضاء .....الخ
6 – جمع النماذج والعينات من البيئة , يظهر الطالب ميولا علمية في جمع النماذج والعينات عندما :
أ – يربي أو (يعتني ) بالكائنات الحية الحيوانية والنباتية في البيت أو حديقة المنزل .
ب يجمع عينات من الصخور والمعادن من البيئة المحلية .
      ج – يقوم بالرحلات الحقلية – الميدانية (العلمية )
      د – يجمع عينات نباتية وحيوانية من البيئة
       ه – يتفاعل ايجابا مع عناصر جديدة وغريبة في البيئة محاولا بحثها واستكشافها
     و – يشارك في حملة النظافة ويحافظ على مصادر البيئة .
 7 – الاهتمام بالعمل المخبري ونشاطاته العملية المرافقة : يظهر الطالب ميولا واهتمامات علمية في المختبر ونشاطاته العملية عندما :
أ – يقوم بارتياح بإجراء التجارب العلمية
ب – يقوم بتجارب ونشاطات عملية (طوعية ) في البيت
ج – يساعد المعلم في إجراء العروض والتجارب العلمية
د – يبقى في المختبر مدة أطول من المدة المقررة للمختبر
ه – يشارك في إعداد زاوية العلوم في المدرسة .
سادسا : توجيه الطلاب نحو تقدير دور العلم والعلماء وما قدمه العلماء من جهود في التقدم العلمي والتكنولوجي , والتحلي بأخلاق العلماء كالصدق والأمانة والإخلاص والصبر والتحمل
إن العلم تراكمي البناء ومتطور كما سبق و ذكرنا , وكل يوم هناك اكتشافات جديدة وفي المجال التكنولوجي هناك اكتشافات جديدة كنتاج العلم ومنها ما هو نافع ومنها ما هو ضار للبشرية.ولكن النافع أكثر من الضار ن هذه الاكتشافات , وتدريس العلوم في التربية القديمة لا يعطي الطلاب الفرصة لتنمية قدراتهم على تقدير دور العلم وجهود العلماء الذين قضوا الكثير من أعمارهم في البحث والتجريب رغبة في اكتشاف ما يحافظ على البشرية ويسعدها ويوفر لها الراحة والاطمئنان , وعلى هذا الأساس فان تدريس العلوم يجب أن يركز على تنمية هذا المجال وجعله من الأهداف الأساسية التي يسعى إلى تحقيقها تدريس مناهج العلوم , ومع ذلك فان الكثير من مناهج العلوم في الوطن العربي لا تركز على مثل هذا الهدف , وإذا ذكرت شيئا فانه يقتصر على مساهمات بعض علماء العرب والمسلمين ويكاد يكون ذلك بإيجاز , وهنالك بعض المقررات الجامعية التي تركز على تاريخ العلم والعلماء المسلمين ومثل هذه المقررات لا تكون إلزامية بل مقررات اختيارية
تدريس العلوم لتنمية وتقدير دور العلم والعلماء :
إذا أراد معلم العلوم إن يجعل طلابه يقدرون دور العلم والعلماء العرب والمسلمين في تقدم العلم , فعليه تزويدهم بالمعلومات والمعارف الضرورية عما قدمه وساهم به هؤلاء العلماء في تقدم العلم . وتزويد الطلاب بالمعلومات قد يكون عن طريق تقديم مقررات متخصصة في هذا المجال أو عن طريق توضيح دور العلم والعلماء عند شرح المواضيع ذات العلاقة .
1 – قد تكون هناك مقررات دراسية منفصلة تقدم  في كل مرحلة تعليمية كالمرحلة المتوسطة والمرحلة الثانوية كمقرر دراسي , وفي الغالب تقدم مثل هذه المقررات في المرحلة الجامعية , ويتم عرض دور العلم والعلماء في التطور الذي نعيشه وتوضيح مساهمات العلماء العرب والمسلمين في مجالات البحث العلمي .
2 – عرض دور العلم والعلماء في التقدم العلمي وفي خدمة البشرية عند التعرض لتدريس بعض المواضيع . وقد يستخدم الأسلوب القصصي في عرض المحتوى بهدف شد انتباه الطلاب وزيادة رغبتهم واهتمامهم لتعلم المعلومات التي تؤدي إلى تقدير ما قام به العلماء من جهد لخدمة البشرية , وعلى سبيل المثال عند التحدث عن الدورة الدموية في الإنسان يتم مناقشة الدور الذي قام به ابن النفيس في اكتشاف الدورة الدموية وما لذلك الاكتشاف من دور بارز في المجال الطبي , وعلى معلم العلوم إلا يتجاهل دور العالم المسلم ابن النفيس في اكتشافه للدورة الدموية كما تجاهل الغرب ونسبوا اكتشاف الدورة الدموية في الإنسان إلى العالم هارفي Harvey  .كذلك عندما يتكلم المعلم أو يشرح موضوعا له علاقة بالأمراض مثل مرض الحصبة أو الجدري يذكر الدور الذي قدمه الرازي وابن سيناء في التعرف على هذين المرضين واكتشافهما . – كذلك على معلم العلوم أن يوضح لطلابه عند الحديث عن الأجهزة العلمية الطبية الدور الذي قدمه علماء المسلمين في اكتشاف واختراع العديد من الأجهزة العلمية , وما لهذه الاكتشافات من دور هام في حياتنا في الوقت الحاضر . وكذلك في مجال وحساب الزمن فقد حسب العرب القدامى الوقت "الزمن" وطوروا المراصد الفلكية بهدف رصد النجوم , وتطور علم الفلك في عهدهم بشكل كبير ,كذلك ابن سينا يعد مفخرة للعلماء المسلمين وذلك لمساهماته وكتاباته المتخصصة فهو أول من عرف وأدرك وجود كائنات دقيقة والتي قد تكون ضارة للإنسان قبل أن يكتشفها باستير وقد كتب الكثير عنها.وفي مايلي توضيح بعض إسهامات العرب والمسلمين في بنية العلم .
إسهامات العرب والمسلمين في بنية  العلم :
بدأ ازدهار الحركة العلمية في المجتمع الإسلامي منذ منتصف القرن الأول الهجري تقريبا حيث عكف المسلمون على ترجمة الكتب العلمية الرومانية والانطلاق مما خلفته الامبراطورية الرومانية في بناء صرح حضاري إسلامي .
وقد اهتم العلماء العرب بالمنهج العلمي التجريبي الذي يعد احد جانبي العلم الرئيسة فكانوا لا يقبلون إلا ما أثبتته التجربة , وقد انطلق النشاط العلمي من منطلقات إسلامية , إذ اتبع خلفاء المسلمين في الدولة الأموية والعباسية أوامر الرسول صلى الله عليه وسلم في تشجيعهم للعلماء لاكتساب المعرفة وتشييدهم لمراكز التعليم في بغداد والشام وقرطبة .
وكان من اكتشافات العلماء العرب في مجال العلوم الطبيعية تقديم العديد من الاكتشافات في مجال البصريات وطريقة التقطير والبلورة وصناعة ملح البارود والورق كما اكتشف العرب الدورة الدموية وأسباب تكون قوس قزح وقانون ثبات الكتلة وغيرها .
  وكان من الخلفاء المسلمين من اشتغل بالعلم مثل الخليفة " المأمون " الذي كان عالما في الرياضيات وفي عهده قيس قطر الأرض بكل دقة وإتقان بناء على طلبة .
وقد سبق العرب الأوربيين في اكتشاف الكثير من النظريات والآراء على الرغم من ادعاء الأوربيين السبق بذلك فقد سبق العرب أوربا في اكتشاف الجاذبية والضغط الجوي .
  وقد نبغ من علماء العرب في مجال الكيمياء جابر بن حيان وتتلمذ على يديه بعض علماء الغرب مثل "روجر بيكن " الذي درس علم البصريات أيضا عن كتب ابن الهيثم .
ويعتبر علم البصريات من ابتكار المسلمين أولا وأخيرا ومن أشهر مؤسسيه الحسن بن الهيثم الذي اكتشف قوانين انكسار وانعكاس الضوء كما اخترع المسلمون عدة آلات تعتمد على العدسات لأغراض الاكتشافات الفلكية .
وفي مجال الجراحة برع أبو القاسم خلف الزهراوي الذي ألف موسوعة طبية تتكون من ثلاثة أجزاء تتعلق بالطب الداخلي وتحضير الأدوية وفن الجراحة وترجم كتابة إلى اللغة اللاتينية
ويتفق المؤرخون في حقل العلوم أن علم الكيمياء علم عربي أصيل حتى أن هناك إشارة في مراجع أجنبية أن كلمة الكيمياء عربية الأصل وقد توصل العرب إلى تحضير الكثير من الأحماض مثل حامض النيتريك وحامض الكبريتيك كما حضروا كثيرا من المركبات الكيميائية كماء الذهب والصودا الكاوية وكربونات البوتاسيوم والصوديوم والنشادر ونترات الفضة , كما فرقوا بين الأحماض والقلويات وعرفوا  التأكسد , وان النار تنطفي بانعدام الهواء بالإضافة إلى تطور عمليات الترشيح والتسامي والتقطير وغيرها .
كما ألف العرب في النبات سواء أنواعها أو فوائدها ومن أمثلة ذلك كتاب النبات لأبي حنيفة الدينوري وكتاب الجامع لصفات أشتات النبات للشريف الإدريسي وكتاب الأدوية الفرد لضياء الدين ابن البيطار كما برع العرب في فن تجميل وغرس الحدائق وتحديد النباتات الطبية والعطرية .
ولعل هذه المنجزات تكون دافعا لنا على مواصلة الاشتراك في حلقات النهضة العلمية العالمية من جديد والإسهام في ركب الحضارة العالمية .
ما الأساليب التي يمكن لمعلم العلوم استخدامها لتوجيه انتباه الطلاب نحو تقدير دور العلم والعلماء ؟
الأسلوب القصصي يعد من الأساليب الفعالة في تدريس مثل هذه الأحداث ودورها في خدمة البشرية وللمعلم دور رئيسي في توجيه الطلاب ومساعدتهم لإدراك الهدف من مثل هذه المعلومات وما تتضمنه من معاناة وجهد قام به العلماء لتحقيق حياة أفضل .
أما الأسلوب الآخر بإمكان معلم العلوم أن يتبعه لتدريس مثل هذه المواضيع ودور العلم والتكنولوجيا والعلماء فهو ربط العلم ونتاج العلم ومساهمات العلماء بالواقع الخارجي سواء في الماضي أو الحاضر . وذلك عن طريق ذكر بعض الأمثلة المناسبة لموضوع الدرس كدور العلم ومساهمات العلماء في حياتنا ومثال ذلك ما كان يعانيه العالم من مشاكل عديدة من الأمراض الفتاكة كالجدري وفي هذا المجال يذكر دور العلماء في اكتشاف المرض واكتشاف اللقاح المضاد له والذي أنقذ البشرية من هذا المرض الخطير . كذلك الاكتشافات والاختراعات الحديثة العديدة التي يسرت للبشرية الحياة بإذن الله وجعلتها سهلة مثل الطائرات السيارات التيلفون الكهرباء الحاسب ....الخ .
كذلك بإمكان معلم العلوم القيام مع طلابه برحلات ميدانية إلى المؤسسات العلمية التي في بيئته والتي قدم العلم والتكنولوجيا نصيبا وافرا من الخدمات والتقدم  مثل محطات الكهرباء ,مراكز الحاسوب , محطة تحليه المياه وغيرها من المؤسسات والمصانع . وقد يعمد المعلم على استضافة شخص متخصص في مجال تاريخ العلوم أو التكنولوجيا أو غيره من المجالات ذات العلاقة بالعلم والتكنولوجيا ليعطي الطالب فكرة شاملة عن دور الاكتشافات العلمية ودور العلماء في التوصل إلى ذلك مع التركيز على العلماء العرب والمسلمين , وقد يكون هناك بعض الأفلام التعليمية التي تمكن من توصيل ما يسعى إلية الطلاب بسهوله . كذلك قد يطلب المعلم من بعض الطلاب قراءة بعض الموضوعات في هذا المجال وعرض ما توصلوا إليه لزملائهم وهذا يشجع على تعلم الطلاب بعضهم من بعض .
سابعا : إكساب الطلاب تقدير قدرة الله فيما صنع وأبدع وترسيخ العقيدة في نفوسهم .
تعتبر دراسة العلوم وسيلة هامة وفعالة في تعميق إيمان التلاميذ بالله في بناء الكون بمجراته ومابها من نجوم وكواكب وأحيائه من إنسان وحيوان ونبات . فيكفي أن نتأمل مثلا النظام المتقن الذي يقوم عليه الكون ودوران المجرات والنجوم والكواكب في مدارات محددة قال تعالى " لا الشمس ينبغي لها أن تدرك القمر ولا الليل سابق النهار وكل في فلك يسبحون "
كذلك عند التمعن في التركيب المعجز لأجسامنا ولأجسام الحيوانات وتركيب النباتات في مجال دراستنا للعلوم البيولوجية إننا نرى الإعجاز في تركيب الذرة كما نراه في تركيب الأجرام السماوية ونراه في تركيب الخلية كما نراه في تركيب الكائن الحي ونتذكر دائما : الذي خلق فسوى والذي قدر فهدى , والذي خلق كل شي فأحسن خلقة .
وإذا كنا نريد تقوية الإيمان في نفوس تلاميذنا وتعميقه فيجب على تدريس العلوم أن يسعى جاهدا نحو مساعدة التلاميذ على تقدير هذه القدرة اللانهائية لله في كل ما يدرسون من علوم فيزيقية وكيميائية وبيولوجية وان يربط واضعي المناهج ومدرسي العلوم كلما أمكن فقرات محتوى العلوم ببعض الآيات القرآنية التي توضح الإعجاز العلمي للقران وقدرة الخالق سبحانه في صنعته .