خطوات المعرفة العلمي

خطوات المعرفة العلمية 

رابط مشاهدة الدرس على اليوتيوب 

 :https://www.youtube.com/watch?v=WLETXJlvwUk   

 

قضية للمناقشة

تشكٌل المفاهيم والفرضيات والقوانين والنظريات الأدوات الأساسيّة للمعرفة العلميّة.                                                          

1- ما المقصود بالمفاهيم العلميّة؟

هي مجموعة من التعميمات أو الحوادث التي تجتمع معا على أساس خطائصها 

مثل الالكترون  أو الضوء أو التفاعل 

2- أوضح كيف تستطيع القوانين العلمية تفسير الظواهر.

حيث تجمع العديد من المشاهدات و تساعد على وصف الظاهرة 

3- أحاول أن أضع تصوراً للمراحل الأساسيّة للمعرفة العلميّة؟

مشاهدة الظاهرة وضع فكرة السعي للتأكد منها وبعد ذلك تثبيت المعلومات 

أولاً -

الملاحظة

إنّ الملاحظات العلميّة تتميز عن الملاحظات اليومية فهي المشاهدة الدقيقة لظاهرة ما بالاستعانة بالأدوات والأجهزة لمعرفة صفاتها وخصائصها والعوامل المؤثرة فيها

تتميز الملاحظة العلمية بعدة مميزات 

وعلى الرغم من ذلك لا تتيح حتى أعقد وأدق الملاحظات العلميّة التغلغل في أعماق الظاهرة أي في جوهرها لأنّ أيّة ملاحظة حتى لو أجريت بوساطة أكثر الأجهزة تطوراً تترك الظاهرة موضوع البحث بالشكل الذي عليه في الطبيعة دون أن تغيّره أو تحوله

أذكر أمثلة أميز فيها بين الملاحظة العلمية والملاحظة العادية؟

مشاهدة طالب يعبث بأساس المدرسة من قبل الموجة المسؤول بالصدفة 

بينما عندما نضع كمرات في الصفوف وجهاز لتسجيل وحفظ المعلومات  تصبح ملاحظة منظمة

ثانياً :الفرضيّة

 الفرضية هي تفسير مؤقت للظواهر يمكن التأكد من صحته بالتجربة، ولعل أهم ما يميّز المعرفة العلميّة بالمعنى الحديث هو أنّ حصيلتها من القوانين والنظريات لا تتكوّن إلاّ عبر مرحلة الفرضيّة القابلة للتحقّق دحضاَ أو إثباتاً، وقد يبدأ العالم بحثه بالفرضيّة.

أتأول

إنّ الحقيقة العلميّة التي لم تكن في وقت من الأوقات فرضيّة تحتمل النقض ليست حقيقة علميّة.

الفرضية مرحلة أساسية من مراحل التفكير العلمي حيث للتخمينات التي يضعها العالم دور أساسي في صياغة النظرية 

وتتميز الفرضيّة العلميّة عن الملاحظات والتخمينات العاديّة بأنها معلّلة بأسباب موضوعية.

وتنشأ الفرضيات بطريقتين: ففي الحالة الأولى قد تنشأ بوصفها تعميماً لعدد كبير من الملاحظات التي لا يمكن لسبب ما إيجاد تفسير لها في النظريات السابقة وتسمى هذه الفرضيات بالتعميمات التجريبيّة أي القائمة على التجربة.

مثال

تقدّم العلماء منذ وقت طويل نتيجة آلاف الملاحظات لحالات المدَ والجذر البحريّة بفرضيّة مفادها أنّ هذه الظاهرة تتوقف على موقع القمر وفي وقت لاحق جرى على أساس الملاحظات والحسابات الدقيقة التأكّد من صحّة هذه الفرضيّة فاكتسبت صفة القانون العلمي.

وفي الحالة الثانية تنشأ الفرضيّة بوصفها تخمينات ابداعيّة للعلماء تراعي القوانين والنظريات المثبتة اثباتاً راسخاً.

ويمكن أن نضيف أنّ نشوء الفرضيات بحدّ ذاته والتحقّق من صحتها واختبار أكثرها دقّةً تجري بوساطة الملاحظات والتجارب العلميّة فالفرضيّة التي تمّ التحقّق منها تكفي عن أن تكون مجرّد تخمين أو افتراض محتمل بهذا القدر أو ذاك. ويشرّع العلماء اعتبارها قانوناً علمياً أيّ حقيقة علميّة موضوعيّة تعكس الروابط المستقرّة والضروريّة للواقع موضوع البحث بحدّ ذاته.

أنّ تجربة واحدة ليست برهاناً قاطعاً على صدق الفرضيّة لأنّ النتيجة اللازمة عنها يمكن أن تستنتج من عدّة فرضيات أمّا دحض التجربة للنتيجة فيعدّ بالضرورة دحضاً للفرضيّة.

إنّ تحوّل الفرضيّة إلى قانون علمي مرحلة مهمة من مراحل المعرفة العلميّة للعالم وهذا التحوّل بحد ذاته لا يمكن أن يتم إلاّ على أساس الممارسة التي تمثّل التجربة والملاحظات عناصرها الجوهريّة

ثالثاً : التجربة

تعد من أهم وسائل المعرفة العلميّة حيث تحدث الملاحظة في سياقها بصورة مقصودة وحسب قواعد محدّدة تحديداً دقيقاً وبهدف معطى سلفاً هو إثبات أو دحض هذه أو تلك من الفرضيات والحصول على وقائع جديدة لأجل وضع قوانين ونظريات جديدة، ويمكن أن نميّز عدّة أنواع :

أنواع التجارب العلمية

أكمل العبارات

 أتاح إطلاق المختبرات الفضائيّة إلى كوكب الزهرة إثبات صحّة جملة من بنود النظريّة النسبيّة العامة (تجربة إثبات فرضية)، واكتشاف ظواهر جديدة في فضاء الكوكب وعلى سطحه (تجربة إكتشاف ظواهر  ، وجرى خلال ذلك صنع تراكيب وأجهزة جديدة تماماً (تجربة تركيبية)، والتأكّد من دقّة وصلاحيّة الأجهزة العاملة (تجربة فحص وضبط أجهزة). 

وثمّة تشابه بين التجربة الواقعيّة والتجربة الفكريّة إلاّ أنّ التجربة الفكريّة شكل خاص لنشاط الذات النظري في حين أنّ التجربة الواقعيّة هي شكل للترابط المادي بين الوعي والعالم الخارجي.  

أذكر مثال

عن فرضية علمية تم التحقق منها تجريبيا وتحولت إلى قانون .

دافعة أرخميدس 

أن هناك قوة تدفع الأشياء لكي تطفو على سطح الماء 

إنّ التجربة بوصفها منهجاً علمياً عام للمعرفة يُستخدم الآن على نطاق واسع في العلوم الطبيعيّة والنفسيّة وفي الحياة الاجتماعيّة أيضاً، إنّ كل ذلك يفسّر لماذا يحتاج كل إنسان واعٍ إلى فهم دور التجربة في المعرفة والنشاط العلمي.

أستنتج أهمية التجربة في معرفتي مستعينا بالأمثلة؟

التجربة تؤكد صدق الفرضيات 

عند وصول السيارات إلى منعطف فإنها تجنح وتقلب وضع العلماء عدة فرضيات تم التجريب عليها حتى وصلو إلى نظرية صحيحة إمالة الطرق عند المنعطفات 

رابعاً : النظريّة

تعرف النظرية العلمية بأنها أعلى شكل منظّم للمعرفة العلميّة، تتألّف من منظومة من القوانين أو القضايا المترابطة والمتماسكة منطقياً والتي تعكس الترابطات (العلاقات) الضروريّة في مجال من المجالات.

وتتميز بتنظيمها المنطقي المحكم ودلالتها المعرفيّة ووظائفها. وقد تكون قائمة على علاقات سببيّة.

وتقسم عادةً إلى نظريات اختباريّة مستمدّة مباشرة من الواقع وعالم الخبرة، ونظريات منطقيّة رياضيّة تنطلق وترتبط في البداية بخبرة ما وتعبّر عن هذا الارتباط بالمصادرات (المسلّمات)، ولكن تشكّل بناؤها عن طريق الموضوعات المجرّدة دون عودة إلى مجال الخبرة.

تساءل

 كان القدماء يعرفون جيداً مواقع النجوم والكواكب، وتسنت لهم مـلاحظة العشرات من حالات الكسوف والخسوف لكنّهم لم يتمكنوا من تحديد مساراتها ومواقعها بدقة، أمّا علماء الفلك اليوم فبإمكانهم التنبؤ بدقة هائلة ليس بحركة الكواكب فحسب بل بمنظومات نجميّة متكاملة وبمقدورهم تفسير ما يجري على النجوم النائية من عمليات فيزيائيّة. فكيف يتسنى لهم ذلك؟

من خلال إستخدام أدوات ووسائل تفنية والتجريب عليها عبر المركبات الفضائية وبالتالي التجارب أكدت الملاحظات والفرضيات 

تقوم النظريّة بخلاف الوصف الاختباري للظواهر بتفسير الوقائع المعروفة والتنبؤ بما يمكن أن يحدث أي توقع آفاق التطوّر في المستقبل.

 من أبرز سماتها: 

تأمل

نظريّة دوران الكواكب حول الشمس، والتي تمّ صياغتها بصورة رياضيّة شكّلت معطيات أوليّة ساعدت على توقّع أين تقع هذه الكواكب أو تلك بدقة..

أتحاور مع رفاقي وأذكر مثالاً آخر عن دور النظرية العلمية في التطور العلمي اللاحق

نظرية لابلاس فترض وجود الثقوب السوداء مقترحاً وجود نجومٍ ضخمةٍ ذات جاذبيةٍ عاليةٍ جداً بحيث لا يستطيع الضوء أن يصدر عنها حتى.

كما افترض أن سرعة الصوت في الهواء تعتمد على نسبة الحرارة إلى السّعة.

 

استنتج

أستنتج العلاقة بين النظرية والقانون مستعيناً بالأمثلة 

القانون هو علاقة بين ظاهرتين تجمع مشاهدات مترابطة لوصف ظاهرة ما 

أما النظرية  هو إطار علمي نضع به الفرضيات و الحقائق والقوانين التي توصلنا إليها وتقوم بتفسير الحوادث والوقائع وتعطي أسباب لحدوثها 

وتقدم النظريّة العلميّة الإرشادات لمزاولة النشاط التجريبي إذ لا يمكن التوصّل إلى الاكتشافات العصريّة إلاّ بوساطة نظريّة علميّة جادّة. إنّ النظريّة العلميّة تيسّر وتسرّع عمليّة المعرفة، وتجعل معارف الإنسان أعمق وأدق، وتتيح له أن يشيد عليها كل نشاطه العملي.

* أجيب عن الأسئلة الآتية:

   أ- لم يتمكّن القدماء من تحديد مسارات الكواكب والتنبؤ بحدوث الكسوف والخسوف أعلل ذلك. بسبب عدم وجود وسائل وأدوات مناسبة تمكنه من ذلك 

    ب- أميز بين النظريات الاختبارية والنظريات المنطقية الرياضية.

النظرية الاختبارية مستمدة من الواقع وعالم الخبرة مثل ملاحظة غليان الماء

أما المنطقية والرياضية ترتبط من الخبرة في البداية وتعبر عن هذا الارتباط بالمسلمات والمصادرات وتكمل بنائها عن طريق الموضوعات المجردة .

   ح- تجربة واحدة ليست برهاناً قاطعاً على صدق الفرضيّة، أعلل ذلك؟

لأن هذا الصدق قد ينتج عن أكثر من فرضية وقد يكون صدفه لكن كذب الفرضية يؤدي لضحض هذه الفرضية نهائيا

     خ- نشوء الفرضيات والتحقّق من صحّتها يجري بوساطة الملاحظات والتجارب العلميّة. لماذا؟ لأن الفرضية التي تم التحقق منها بالملاحظة والتجربة  تتحول بشكل مباشر إلى قانون

       د- لا تتيح أعقد وأدق الملاحظات العلميّة التغلغل في أعماق الظاهرة وجوهرها. أفسّر ذلك؟ حيث لا تستطيع تغير الظاهرة والتحكم بها و تغيرها وتحويلها

       ذ- أبيّن لماذا تعد التجربة أهم وأبرز وسيلة للمعرفة العلميّة؟

لأنها توضح وتثبت صحة وصدق الفرضية وتؤكد صحة الملاحظة

2- أوضّح سمات النظريات العلميّة.

1-  تشمل ميادين واسعة من ظواهر العالم المادي وتقدّم عنها معارف عميقة جداً

2- يعوّل عليها في الحصول على المعلومات اللازمة دون أن نرجع بين فترة وأخرى إلى المراقبات المقصودة والمضنية.

3-  تقدّم ارشادات وقواعد يعول عليها لمزاولة النشاط العملي.

4- تتيح تنظيم وتصنيف ظواهر العالم الموضوعي.

3- أوازن بين طريقتي إنشاء الفرضيّة.

الحالة الأولى قد تنشأ بوصفها تعميماً لعدد كبير من الملاحظات التي لا يمكن لسبب ما إيجاد تفسير لها في النظريات السابقة وتسمى هذه الفرضيات بالتعميمات التجريبيّة أي القائمة على التجربة.

الحالة الثانية تنشأ الفرضيّة بوصفها تخمينات ابداعيّة للعلماء تراعي القوانين والنظريات المثبتة اثباتاً راسخاً.

4- أميّز بين الملاحظة العلمية والعادية مستعيناً بالأمثلة.

إنّ الملاحظات العلميّة تتميز عن الملاحظات اليومية فهي المشاهدة الدقيقة لظاهرة ما بالاستعانة بالأدوات والأجهزة لمعرفة صفاتها وخصائصها والعوامل المؤثرة فيها مثل ملاحظة حركة الكواكب عن طريق الأقمار الصناعية أما الملاحظة العادية بسيطة غير مسلحة بالأدوات والآلات بل تعتمد على العين المباشرة مثل ملاحظة حركة الغيوم في الشتاء بالنظر المباشر لها

5- أصمَم خريطة ذهنية أوضح من خلالها مراحل تكون المعرفة العلمية.

 

7- ـ أعالج الموضوع الآتي:

    أ- أقدّم رؤية عن النظريّة العلميّة ومراحل تكونها وأهميّتها في البحث العلمي.