الصعوبات العلمية لدى معلمي الفيزياء بالمرحلة الثانوية وعلاقتها بالتصارع المعرفي والتفکير المجرد لدى طلابهم

الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة وعلاقتها بالتصارع المعرفی والتفکیر المجرد لدى طلابهم

یاسر سید حسن*         ولید نبیل حسین**        شیری مجدی نصحی***

*أستاذ المناهج وطرق تدریس العلوم المساعد بکلیة التربیة - جامعة عین شمس

**مدرس المناهج وطرق تدریس العلوم بکلیة التربیة - جامعة عین شمس

ملخص البحث:

هدف البحث إلى دراسة الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة وعلاقتها بالتصارع المعرفی والتفکیر المجرد لدى طلابهم؛ ولتحقیق هذا الهدف تم بناء قائمة من 73 صعوبة علمیة تواجه معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة. وتم الاستعانة بهذه القائمة فی بناء اختبار لقیاس مستویات الصعوبات لدى المعلمین، کما تم إعداد مقیاس للتصارع المعرفی واختبار للتفکیر المجرد. وتم تطبیق اختبار الصعوبات على 24 معلم ومعلمة فیزیاء بالمرحلة الثانویة، کما تم اختیار فصل واحد من فصول کل معلم أو معلمة بهدف تطبیق مقیاس التصارع المعرفی واختبار التفکیر المجرد. وأظهرت النتائج معاناة معلمی الفیزیاء من صعوبات علمیة عدیدة وصلت نسبتها إلى 43.5% من الدرجة الکلیة للاختبار. کما توصلت النتائج إلى ضعف قدرة طلاب هؤلاء المعلمین على تفسیر الأحداث المتعارضة فی مقیاس التصارع المعرفی، وکذلک ارتفاع مستوى التصارع المعرفی لدیهم. وتوصل البحث کذلک إلى وجود ضعف فی مستوى التفکیر المجرد لدى هؤلاء الطلاب. وأثبت البحث وجود علاقة ارتباطیة موجبة دالة احصائیا بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء والتصارع المعرفی لدى طلابهم، وکذلک وجود علاقة ارتباطیة سالبة دالة إحصائیا بین تلک الصعوبات والتفکیر المجرد لدى الطلاب. وبناء على النتائج السابقة، أوصى البحث بضرورة تضمین الصعوبات العلمیة الأکثر شیوعا لدى معلمی الفیزیاء فی برامج الإعداد أثناء المرحلة الجامعیة، وکذلک برامج التنمیة المهنیة أثناء الخدمة.

الکلمات المفتاحیة: الصعوبات العلمیة، معلم الفیزیاء، التصارع المعرفی، التفکیر المجرد.

The Scientific Difficulties Encountered by Secondary School Physics Teachers and Their Relationship to the Students' Cognitive Conflict and Abstract Thinking

Abstract

The present research aims to study the scientific difficulties encountered by secondary school physics teachers and their relationship to students' cognitive conflict and abstract thinking; for achieving this aim a list of 73 common scientific difficulties was prepared. This list was used in the construction of a test to measure the levels of scientific difficulties of secondary school physics teachers. A cognitive conflict scale and abstract thinking test were prepared. The difficulties test was applied to 24 secondary school physics teachers. One of the classes of each teacher was selected in order to apply the cognitive conflict scale and the abstract thinking test. The results showed that the physics teachers suffer from many scientific difficulties which amounted to 43.5% of the total score of the test. There was a lack of the students' ability to interpret the conflicting events in the cognitive conflict scale, as well as the high level of cognitive conflict among secondary school students. The research also found that there is a weakness in the level of abstract thinking among secondary school students. A positive correlation between the physics teacher scientific difficulties and their students' cognitive conflict has been proved. A negative correlation between the physics teacher scientific difficulties and their students' abstract thinking has been proved. Based on the results, the research recommends including the common scientific difficulties to the preparation programs during the undergraduate, as well as professional development programs.

Keywords: The Scientific Difficulties, Physics Teacher, Cognitive Conflict, Abstract Thinking

الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة وعلاقتها بالتصارع المعرفی والتفکیر المجرد لدى طلابهم

یاسر سید حسن*         ولید نبیل حسین**        شیری مجدی نصحی***

*أستاذ المناهج وطرق تدریس العلوم المساعد بکلیة التربیة - جامعة عین شمس

**مدرس المناهج وطرق تدریس العلوم بکلیة التربیة - جامعة عین شمس

المقدمة

یعتبر علم الفیزیاء أحد أهم العلوم الطبیعیة فی الوقت الراهن؛ حیث یسهم بدور کبیر فی دفع عملیة التقدم العلمی والتکنولوجی فی کافة المجالات. ویهتم علم الفیزیاء بدراسة الجسیمات والموجات والتفاعلات بینهما فی الطبیعة دراسة علمیة معملیة. وقد تکون المفاهیم الفیزیائیة محسوسة تشتق مباشرة من الملاحظة، وقد تکون مفاهیم مجردة لا یمکن ادراکها عن طریق الحواس، وهی أکثر المفاهیم صعوبة. فعلم الفیزیاء یتناول بالبحث أبسط التراکیب فی الطبیعة ـ وهی فی نفس الوقت أهمها ـ کما یدرس أعمق الصلات فی الانسجام الکونی، وهذا ما یجعل الفیزیاء على درجة کبیر من التجرید والصعوبة.

ونظرا لاعتماد علم الفیزیاء على استیعاب المفاهیم العلمیة من جانب وتحلیل النظریات والقوانین العلمیة من جانب آخر، إضافة إلى الترکیز على تطبیق المنهج العلمی فی التفسیر والتحلیل والاستنتاج استناداً إلى عملیة التجریب، فإن تعلیم وتعلم الفیزیاء أمر یحتاج من المعلم والمتعلم مهارات عقلیة غیر عادیة یصاحبها الصبر وتلمس المتعة فی الوصول إلى الحقائق العلمیة؛ لذا فإن الوصول إلى الأداء الأمثل لتدریس الفیزیاء وتقدیمها إلى المتعلم بیسر وسهولة یواجهه مشکلات وصعوبات عدیدة (الجنابی، 2016).

وتشیر نتائج عدد کبیر من الدراسات الأجنبیة (e.g. Kaltakci-Gurel et al., 2016; Retnawati et al., 2018; Ünlü Yavas & Kizilcik, 2016) والدراسات العربیة (مثل: الظاهری، 2012؛ عبابنه، 2017؛ العلوانی، 2018) إلى معاناة معلمی الفیزیاء فی المرحلة الثانویة من صعوبات عدیدة أثناء تدریس الفیزیاء، ولعل من أکثر هذه الصعوبات خطورة هی الصعوبات العلمیة، والتی تتمثل فی وجود بعض الفجوات المعرفیة داخل بنیة المعلم المعرفیة، وعدم وضوح بعض المفاهیم لدیه، وکذلک امتلاکه لبعض التصورات الخطأ.

وتثیر معاناة معلمی الفیزیاء من تلک الصعوبات تساؤلات عدیدة حول مدى انعکاس ذلک على تدریسهم للمفاهیم الفیزیائیة التی یغلب علیها الطبیعة المجردة، وما ینتج عن ذلک من تأثیرات سلبیة قد تعرقل عملیات بناء المعرفة العلمیة لدى طلابهم، وقد تؤدی کذلک إلى تکون تصورات غیر صحیحة بین هؤلاء الطلاب؛ حیث تشیر نتائج عدید من الدراسات (e.g. Erman, 2017; Gudyanga & Madambi, 2014; Yates & Marek, 2014) إلى أن معلم الفیزیاء یعد أحد المصادر الرئیسة لتکون التصورات الخطأ لدى طلابه، ونتیجة لذلک توصلت دراسات أخرى (e.g. Antink-Meyer & Meyer, 2016; Korur, 2015; Liu & Li, 2017) إلى أن معلمی الفیزیاء یتشارکون نفس التصورات الخطأ مع طلابهم.

وقد ترتب على ما سبق انتشار التصورات الخطأ بین دارسی علم الفیزیاء؛ حیث توصلت نتائج دراسات عدیدة إلى أن تلک التصورات تنتشر بین المتعلمین فی کافة المراحل التعلیمیة، وفی مختلف موضوعات الفیزیاء مثل: الترکیب الجزیئی للمادة (Kapici & Akcay, 2016)، والحرارة، ودرجة الحرارة، وانتقال الحرارة، والتغیر فی درجة الحرارة، والخصائص الحراریة للمواد (نوافلة وآخرون، 2016)، وتکون السحب والریاح (De Cock et al., 2018)، والقوة والحرکة (Bani-Salameh & Hisham, 2017)، والوزن، ورد الفعل، وقانون نیوتن الثالث Low & Wilson, 2017))، والحرکة الدوریة (ملکاوی والمعمری، 2016)، والصوت (Eshach et al., 2018)، والضوء والهندسة البصریة (Ceuppens et al., 2018)، والموجات الکهرومغناطیسیة، والمصادر المترابطة، وصدر الموجة (محرم وآخرون، 2017).

وتکمن خطورة انتشار التصورات الخطأ بین المتعلمین بهذه الدرجة فی أن تعلمهم اللاحق مبنی علیها، فتتحول تلک التصورات إلى عائق فی طریق تعلم المفاهیم الجدیدة؛ حیث یتمسک المتعلم بتصوراته الخطأ بشدة لأنها تعطیه تفسیرات تبدو منطقیة بالنسبة له، ومتفقة مع بنیته المعرفیة التی تشکلت عن العالم من حوله بالرغم من تعارضها مع التفسیرات الصحیحة التی توصل إلیها العلماء، وتزداد المشکلة تعقیدا حین تصبح تلک التصورات راسخة عمیقة الجذور، فتشکل عوامل مقاومة للتعلم ومعیقة لاکتساب المفاهیم الصحیحة (نوافلة وآخرون، 2016؛ Basheer et al., 2018)

ونتیجة للصعوبة البالغة التی یواجهها المتعلم فی التخلی عن تصوراته وأفکاره الخطأ، وخاصة إذا کان یمتلکها منذ وقت طویل فإنه تنشأ حالة من التصارع المعرفی Cognitive Conflict داخل عقله، فیتولد لدیه إحساس داخلی بالتناقض بین التصور الخطأ الذی بحوزته والتصور الصحیح، ویتم حل هذا التناقض عندما یدرک المتعلم خطأ التصور الموجود لدیه.

ویرى أکمام وآخرون Akmam et al. (2018) أن التصارع المعرفی هو شعور المتعلم بعدم الراحة عندما تتناقض معتقداته مع بعضها البعض، أو عندما یکتشف عدم صحة ما یؤمن به بقوة. بینما یعتبر أولیفر وفینفیل Oliver and Venville (2017) التصارع المعرفی حالة من الحیرة والدهشة تصیب المتعلم نتیجة لتعارض المعارف الجدیدة المقدمة له حول إحدى الظواهر مع المعلومات المخزنة فی البنیة المعرفیة وأنماط تفکیره الحالیة، وتزداد حالة التصارع المعرفی عندما یفکر المتعلمون سویا من أجل تفسیر ما لاحظوه.

وتعد عملیة التصارع المعرفی أحد أهم أرکان نظریات التغیر المفاهیمی، فلقد اعتبر جان بیاجیه Jean Piaget أن التصارع المعرفی أو ما أطلق علیه الخبرة الداخلیة للتناقضات المتعارضة محورا أساسیا لعملیة التطور المعرفی للمتعلم، وقد ظهر هذا المفهوم فی الکتابات الأولى لبیاجیه، کما قام بتطویره من خلال نموذج الموازنة The Equilibration Model الذی یصف التنظیم الذاتی الداخلی (Hoidn, 2017). ویرجع الحربی (2018) الأهمیة التعلیمیة لدراسة التصارع المعرفی لکونه أحد أهم المتغیرات المرتبطة بأنشطة الذاکرة العاملة Working Memory، کما یعتبر أحد المتغیرات المعرفیة التی یمکن أن تعیق تکیف عملیات التعلم بما یتلاءم مع حدود أنظمة معالجة المعلومات.

ونظرا لأهمیة التصارع المعرفی فقد حظی باهتمام واضح من قبل الباحثین فی مجال التربیة العلمیة، فتم استخدام عدد کبیر من استراتیجیات التدریس التی تعتمد بصورة أساسیة على التصارع المعرفی فی تحسین مختلف نواتج التعلم؛ فتم توظیف استراتیجیات التصارع المعرفی فی علاج التصورات الخطأ حول الفیزیاء الحاسوبیة (Akmam et al., 2018)، والدمج بین تعلم الأقران واستراتیجیة التصارع المعرفی لتحسین نظرة المتعلمین نحو طبیعة العلم وتحقیق التعلم (Singer, 2018)، کما تم استخدام استراتیجیة التناقض المعرفی ونموذج بوسنر فی تعدیل التصورات الخطأ للمفاهیم الفیزیائیة (خلة، 2015)، والأحداث المتناقضة فی تنمیة تحصیل الفیزیاء والتفکیر الناقد (جواد، 2015)، والتصارع المفاهیمی فی تنمیة الاستیعاب المفاهیمی للفیزیاء (Mufit et al., 2018)، وإدارة التصارع المعرفی فی تنمیة التحصیل العلمی والمعرفی (Budiman et al., 2014). کما وجه الباحثون اهتماماً ملحوظاً باستخدام مخططات وخرائط التصارع المعرفی فی تحقیق عدد من المخرجات والتی منها: اکتساب مفاهیم الأحیاء (الربیعی وآخرون، 2015)، وتصویب التصورات البدیلة للمفاهیم فی وحدة المادة وترکیبها، وتنمیة مهارات التفکیر الناقد (یونس وکامل، 2016)، وتنمیة مهارات تولید المعلومات (الحسنات، 2017).

وباستقراء الدراسات السابقة یمکن ملاحظة أن هذه الدراسات رکزت على استخدام التصارع المعرفی کأحد استراتیجیات التدریس أی استخدامه کمتغیر مستقل لبیان تأثیره على المتغیرات الأخرى التابعة، مما یشیر إلى وجود قصور واضح فی الدراسات التی اهتمت بقیاس التصارع المعرفی الذی یتعرض له المتعلم، وذلک حتى یمکن فهمه بطریقة أکثر عمقا، والتعرف على العوامل التی تؤثر فی مقدار التصارع الذی یتعرض له المتعلم، وبالتالی إمکانیة ضبطه والتحکم فیه. ویشیر لی ویی Lee and Yi (2013) إلى أن التصارع المعرفی یشکل تحدیا کبیرا بالنسبة لتعلم الفیزیاء؛ حیث لم یتمکن معظم المعلمین من إدارة التصارع المعرفی بشکل مناسب، فلا یزال المعلمون فی حاجة إلى فهمه بشکل أفضل ومعالجته واستغلاله فی إحداث التغییر المفاهیمی للطلاب.

ولا یمکن تحقیق الفهم العمیق لکیفیة حدوث التصارع المعرفی دون فهم التفکیر المجرد؛ حیث یعتبر تمکن المتعلمین من هذا النمط من التفکیر ضرورة لحل التعارض والوصول للتفسیر الصحیح للظواهر التی ترتبط بهذا التعارض، ومن ثم إدراک علاقات واستنتاج معلومات جدیدة بناءً على تلک المعلومات المتوفرة فی الموقف، فمن خلال التفکیر المجرد یحاول الفرد تولید صور جدیدة أصیلة لم تکن موجودة من قبل من خلال الترکیز على الخصائص الأساسیة للظاهرة وإعادة تجمیعها واستخدامها للوصول لأفضل حل للمشکلات (شبیب، 2012؛ Tumonis, 2016).

ویرى بوتشر وشیلرکام (2016) Böttcher and Schlierkamp ان التفکیر المجرد یتمثل فی قدرة المتعلم على استنباط قواعد عامة ومبادئ علمیة من الأمثلة المختلفة المطروحة وذلک استعداداً لاستخدامها فی حل المشکلات. بینما یعتبر فیلازکویز (Velasquez (2013 التفکیر المجرد أنه نوع من التفکیر یستطیع خلاله الطلاب إیجاد علاقات بین المفاهیم واستخدامها فی مواقف جدیدة من خلال الاعتماد علیها فی القیام بعملیات الاستدلال العلمی وتحلیل الفرضیات استعداداً لحل المشکلات.

ونظراً لأهمیة التفکیر المجرد کأحد مخرجات التربیة العلمیة فقد حظی باهتمام من قبل الباحثین والدراسات العلمیة، فهناک دراسات استهدفت تنمیة مهارات التفکیر المجرد باستخدام استراتیجیات تدریسیة، مثل استراتیجیتی مخططات التعارض المعرفی والإتقان المعرفی (شبیب، 2012)، وهناک دراسات أخرى سعت إلى تنمیة مهارات التفکیر المجرد لدى الطلاب من خلال بناء برامج مقترحة (Alexandron et al., 2014)، واستهدفت دراسات أخرى اقتراح برامج قائمة على التفکیر المجرد لتنمیة مخرجات تعلم أخرى، مثل حل المشکلات (طنطاوی ،2013).

وقد حاول عدد آخر من الباحثین قیاس التفکیر المجرد ومهاراته لدى الدارسین، فتوصلت دراسة العمری (2013) إلى أن 46.6% من الطلاب لازالوا فی مرحلة التفکیر المحسوس، و35.7% فی المرحلة الانتقالیة بین التفکیر المحسوس والمجرد، و15.7% فی مرحلة التفکیر المجرد، وأوصت الدراسة بضرورة الاهتمام بتنمیة التفکیر المجرد لدى الطلاب فی کافة المراحل التعلیمیة. وتوصلت دراسة درویش Darwish (2014) إلى أن 62% من طلاب الفرقة الرابعة بشعبة العلوم بجامعة الأزهر عند مرحلة التفکیر المجرد، بینما 40% فقط من طلاب الفرقة الأولى بشعبة العلوم بجامعة الأزهر عند مرحلة التفکیر المجرد. وتشیر هذه النتائج إلى أن الطلاب خریجی المرحلة الثانویة لدیهم ضعف فی مهارات التفکیر المجرد؛ حیث أن نسبة کبیرة منهم لا یزالون عند مرحلة التفکیر المحسوس، وأوصت الدراسة بالاهتمام بتنمیة التفکیر المجرد من خلال دمج الأنشطة التعلیمیة خلال المناهج الدراسیة.

ویحتاج علاج الضعف فی مهارات التفکیر المجرد إلى معلم فیزیاء قادر على تدریس المفاهیم المجردة بإتقان، واختیار الاستراتیجیات المناسبة لتنمیة قدرة طلابه على التفکیر المجرد بما یمکنهم من التوصل إلى تفسیرات منطقیة وبناء استنتاجات علمیة وحل مشکلات حیاتیة.

وفی ضوء ما سبق یسعى البحث الحالی إلى دراسة العلاقة بین صعوبات تدریس الفیزیاء لدى معلمی المرحلة الثانویة والتصارع المعرفی والتفکیر المجرد لدى طلابهم. وفی حدود علم الفریق البحثی لا توجد دراسة عربیة أو أجنبیة هدفت إلى تعرف طبیعة تلک العلاقة.

تحدید مشکلة البحث:

تتحدد مشکلة البحث فی "معاناة معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة من صعوبات علمیة تؤدی إلى تکوین تصورات خطأ لدى طلابهم قد تعرقل عملیات بنائهم للمعرفة العلمیة، وقد تحدث حالة من التصارع المعرفی لدیهم، کما قد تؤثر على مستویات تفکیرهم المجرد". وللتغلب على هذه المشکلة یحاول البحث الإجابة عن السؤال التالی: "ما العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة والتصارع المعرفی والتفکیر المجرد لدى طلابهم؟" ویتفرع من هذا السؤال الأسئلة الفرعیة التالیة:

1. ما مستوى الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة؟
2. ما مستویات التصارع المعرفی لدى طلاب الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة؟
3. ما مستویات التفکیر المجرد لدى طلاب الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة؟
4. ما العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة والتصارع المعرفی لدى طلابهم؟
5. ما العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة والتفکیر المجرد لدى طلابهم؟
6. ما العلاقة بین التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة وتفکیرهم المجرد؟

أهداف البحث:

هدف البحث الحالی إلى:

-         تحدید مستویات الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة.

-         تعرف العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء ومستویات التصارع المعرفی لدى طلابهم.

-         تعرف العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء ومستویات التفکیر المجرد لدى طلابهم.

-         تعرف العلاقة بین التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة وتفکیرهم المجرد.

مصطلحات البحث:

-         الصعوبات العلمیة Scientific Difficulties: مواقف معرفیة معقدة وغامضة تواجه معلم الفیزیاء بالمرحلة الثانویة، وتولد لدیه حالة من الارتباک أثناء تدریسه؛ مما قد یؤدی إلى إعاقة عملیة التعلم لدى طلابه، ویحتاج المعلم إلى مزید من الجهد والتفکیر للتغلب على تلک المواقف.

-         التصارع المعرفی Cognitive Conflict: حالة داخلیة نفسیة وعقلیة تسیطر على طالب المرحلة الثانویة وتضعه فی موقف یتسم بالتناقض والاضطراب بین تصورین لمفهوم فیزیائی معین أحدهما قدیم ومستقر فی مخططاته المعرفیة وآخر جدید یمثل التصور العلمی السلیم، وتنتهی هذه الحالة عندما یصل المتعلم إلى توافق بین معلوماته السابقة والمعلومات المعروضة علیه. ویقاس بدرجة الطالب فی مقیاس التصارع المعرفی المستخدم فی هذا البحث.

-         التفکیر المجرد Abstract Thinking: قدرة طالب المرحلة الثانویة على تولید واستیعاب المفاهیم والتعمیمات ذات الصلة بالأشیاء والأفکار غیر المحسوسة من خلال ممارسة مجموعة من المهارات تتمثل فی التفسیر، والتطبیق، والاستنتاج، وفرض الفروض، والتجریب. ویقاس بدرجة الطالب فی اختبار التفکیر المجرد المستخدم فی هذا البحث.

حدود البحث:

اقتصر البحث الحالی على:

-         مجموعة من معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة العاملین بإدارة أوسیم التعلیمیة، وإدارة کرداسة التعلیمیة، ومنطقة الجیزة الأزهریة بمحافظة الجیزة.

-         مجموعة من طلاب معلمی الفیزیاء السابق تحدیدهم، والذین یدرسون بالصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة.

-         القوة والحرکة، وخواص المادة، والحرکة الموجیة، والکهربیة والمغناطیسیة، والفیزیاء الحدیثة من موضوعات الفیزیاء؛ نظرا لأن هذه الموضوعات هی التی یتم دراستها بالمرحلة الثانویة.

-         إدراک التناقض، والاهتمام، والقلق، وإعادة التقییم المعرفی للموقف من أبعاد التصارع المعرفی؛ نظرا لکونها الأبعاد الأکثر أهمیة فی عملیة التصارع المعرفی.

-         التفسیر، والتطبیق، والاستنتاج، وفرض الفروض، والتجریب من مهارات التفکیر المجرد؛ نظرا لأنها تمثل المهارات الأساسیة التی یجب أن تتوافر لدى طالب المرحلة الثانویة حتى یتمکن من التفکیر المجرد.

منهج البحث:

-         اتبع البحث الحالی المنهج الوصفی التحلیلی، والمنهج الوصفی الارتباطی المقارن.

 فروض البحث:

1. توجد علاقة ارتباطیة موجبة دالة احصائیا بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء والتصارع المعرفی لدى طلابهم.
2. توجد علاقة ارتباطیة سالبة دالة إحصائیا بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء والتفکیر المجرد لدى طلابهم.
3. توجد علاقة ارتباطیة سالبة دالة احصائیا بین التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة وتفکیرهم المجرد.

أهمیة البحث:

قد یسهم البحث الحالی فی زیادة وعی معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة بالصعوبات العلمیة التی قد تواجههم أثناء عملیة التدریس؛ مما قد یؤدی إلى انخفاض مستوى التصارع المعرفی لدى طلابهم، کما قد یؤدی إلى زیادة مهارات التفکیر المجرد لدى هؤلاء الطلاب. وقد یساعد البحث موجهی الفیزیاء على تعرف الصعوبات العلمیة لدى المعلمین بالمرحلة الثانویة؛ مما قد یزید من کفاءة عملیات التوجیه والإرشاد التی یقومون بها.

وقد یوجه البحث نظر القائمین على برامج إعداد المعلمین وبرامج التنمیة المهنیة إلى ضرورة بذل مجهود مقصود لتحدید الصعوبات العلمیة التی تواجه معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة، ومواجهة هذه الصعوبات من خلال دمجها فی تلک البرامج. وکذلک قد یؤدی البحث إلى زیادة اهتمام مخططی مناهج الفیزیاء بالتصارع المعرفی الذی یحدث داخل دماغ المتعلم أثناء اکتسابه لمفاهیم جدیدة تتناقض مع بنیته المعرفیة السابقة، ویکون هذا الاهتمام من خلال علاج التصورات الخطأ فی البنیة المعرفیة والتی تؤدی إلى حدوث هذا التصارع، وتوظیف التصارع المعرفی – فی حالة استمرار وجودة – فی زیادة اهتمام المتعلم بالمادة التعلیمیة. علاوة على ما سبق، فقد یوجه البحث مخططی المناهج لمزید من الاهتمام بالتفکیر المجرد باعتباره أحد أهم المخرجات التعلیمیة التی یمکن أن تساعد المتعلم فی اکتساب المعرفة العلمیة وتطبیقها من خلال حل المشکلات فی المواقف الحیاتیة المختلفة.

الإطار المعرفی للبحث

هدف الإطار المعرفی للبحث إلى تعرف ملامح الصعوبات العلمیة التی یعانی منها معلمی الفیزیاء، وأهم الدراسات التی أجریت فی هذا المجال، وکذلک مفهوم التصارع المعرفی وعلاقته بالتصورات الخطأ لدى الطلاب، وأهم النظریات والدراسات التی فسرت کیفیة حدوث التصارع المعرفی، وفی نهایة الإطار المعرفی تم تناول مفهوم التفکیر المجرد، وأهم مهاراته الفرعیة، والفرق بینه وبین التفکیر المحسوس، والدراسات التی اهتمت بتنمیة التفکیر المجرد.

أولا- الصعوبات العلمیة The Scientific Difficulties:

یسعى تدریس الفیزیاء إلى إعداد طلاب ملمین بأساسیات العلم وقادرین على التفکیر العلمی فی کافة الظواهر والمواقف التی یواجهونها فی حیاتهم الیومیة. ویلتمس الکثیر من العاملین فی میدان تدریس الفیزیاء فی المرحلة الثانویة أن هناک شکوى مستمرة من صعوبة الفیزیاء وضعف قدرة الطلاب على استیعابها، وقد تعود هذه الشکوى إلى ضعف أداء المعلم فی تدریس الفیزیاء وعدم تمکنه منها، فإذا کانت المفاهیم الأساسیة لعلم الفیزیاء غیر واضحة فی ذهن الطالب فإن ذلک قد یرجع إلى عدم وضوح تلک المفاهیم فی ذهن المعلم نفسه مما قد ینعکس على أداء الطلاب (الظاهری، 2012).

ولقد توصلت نتائج دراسات عدیدة (مثل: الزغبی وخلف، 2016؛ Erman, 2017; Gudyanga & Madambi, 2014; Yates & Marek, 2014) إلى أن فهم الطلاب وتصوراتهم فی مادة الفیزیاء یعتمد بشکل مباشر على فهم وتصورات معلم الفیزیاء لها، وأن معلم الفیزیاء یعتبر أحد المصادر الرئیسیة للمشکلات التعلیمیة التی یعانی منها طلاب المرحلة الثانویة. وتبرز نتائج الدراسات السابقة الدور المحوری الذی یقوم به معلم الفیزیاء؛ حیث یعتبر الدعامة الأساسیة لعملیة التدریس؛ لذلک ینبغی الاهتمام به والتعرف على قدراته المختلفة والصعوبات التی یعانی منها بصورة دوریة مستمرة.

وتتمثل الصعوبات العلمیة فی مواقف معرفیة صعبة تواجه معلم الفیزیاء نتیجة لمشکلات واضطرابات داخل بنیته المعرفیة، وذلک بسبب امتلاکه لتصورات خطأ أو فهم غیر دقیق علمیا أو وجود فجوات معرفیة تجعل رؤیته لموضوع فیزیائی معین غیر مکتملة. وتتعدد أسباب معاناة معلمی الفیزیاء من تلک الصعوبات، فتشیر دراسة (نوافلة وآخرون، 2016؛ Ekici,2016) إلى أن وجود الصعوبات العلمیة لدی معلم الفیزیاء على وجه التحدید یعود إلى أن المفاهیم الفیزیائیة صعبة الفهم ومجردة الإدراک ولا یمکن مشاهدتها بشکل مباشر، وهی أکثر صعوبة من مفاهیم مجالات العلوم الأخرى، فمنها ما یتعلق بالقوة والحرکة، ومنها ما یتعلق بالموجة والحرکة الموجیة، ومنها ما یتعلق بالفیزیاء الحراریة، فمثلا قد لا یمیز المعلم بین مفهوم الحرارة ومفهوم درجة الحرارة.

ویشیر أبو جحجوح (2016) إلى أن قلة اطلاع معلم الفیزیاء على کل ما هو جدید ومفید فی مجال الفیزیاء یعتبر أحد أهم أسباب الصعوبات العلمیة لدیه؛ فلا تکون لدیه القدرة على ربط العلم بالاکتشافات والظواهر والمتغیرات الحدیثة والتی عادة ما تکون محور اهتمام الطلاب، فتتکون بذلک فجوة بین العلم الذی یدرسونه وما یدور حولهم من أحداث وظواهر، وبالتالی یضعف لدیهم الإحساس بأهمیة الفیزیاء فی حیاتهم. فی حین یری سادوسکا وکامنسکا (Sadowska and Kamińska (2010 أن أحد اسباب الصعوبات العلمیة لتدریس الفیزیاء هو تقدیم مادة علمیة صعبة من الناحیة المفاهیمیة، مع صعوبة اللغة العلمیة والمفردات الموجودة التی یتضمنها محتوى کتب الفیزیاء.

وقد تبدأ الصعوبات العلمیة لدی معلم الفیزیاء من مراحل إعداده؛ حیث توصلت دراسة شاهین ویاسبان Şahin and Yağbasan (2012) إلى أن الصعوبات التی یعانی منها الطلاب المعلمین أثناء دراستهم للفیزیاء تمتد معهم أثناء عملهم بمهنة التدریس. وقد أوضحت نتائج عدید من الدراسات التی تناولت تعلم الفیزیاء فی المرحلة الجامعیة (مثل: الشایع، 2018؛ McBride, 2012; Oon & Subramaniam 2013) أن تعلم الفیزیاء یعد عقبة لدی کثیر من الطلاب المعلمین، وأن هؤلاء الطلاب یعانون من صعوبات علمیة عدیدة؛ نظرا لارتباط دراستهم للفیزیاء بکثیر من القوانین المجردة وارتباطها بصورة کبیرة بالریاضیات دون الترکیز على المعنى الفیزیائی الکامن وراء المعادلات الریاضیة.

وتوصلت دراسة ریدیش Redish (2015) إلى وجود فجوة کبیرة بین ما یتعلمه الطلاب الجامعیون من ریاضیات مع ما یجب أن یستخدموه فی حل المسائل الفیزیائیة، وأن تطبیقات الریاضیات بالفیزیاء تختلف فی استخدامها عن التطبیق الریاضی المجرد الذی یدرسه الطلاب الجامعیون فی مقررات الریاضیات، کما أن الغرض مختلف فاستخدام الریاضیات فی حل المسائل الفیزیائیة من أجل تمثیل الواقع أولا، ومن ثم تفسیره فی حین استخدام الریاضیات المجرد، یؤدی غالبا إلى تصورات خطأ لدى الطلاب المعلمین عن المفاهیم الفیزیائیة. کما یشیر الشایع (2014) إلى أن معلمی الفیزیاء یتجهون إلى الترکیز على المهارات الکمیة فی حل المسائل أکثر من التعلم ذاته، ووقد یؤدی الاتجاه نحو التوغل فی المعالجات الریاضیة فی المسائل الفیزیائیة إلى إعاقة فهم الطلاب للجانب الکیفی الفیزیائی وهو الجانب الأکثر أهمیة.

ومن ناحیة أخری، فإن امتلاک معلم الفیزیاء لمستوى ضعیف من المهارات الریاضیة قد یؤثر سلبا على أدائه؛ حیث تمثل القدرة على التعامل مع القوانین الفیزیائیة وتوظیفها التوظیف العلمی السلیم أحد الجوانب التی یحتاجها المعلم من أجل حل المسائل الفیزیائیة، ولقد خلصت نتائج دراسة سرور (2013) إلى أن الصعوبات العلمیة فی تدریس مادة الفیزیاء بالمرحلة الثانویة تعود إلی ضعف مستوى معلمی الفیزیاء فی مادة الریاضیات کأداة مساعدة فی فهم مادة الفیزیاء؛ حیث تم التوصل إلى وجود ضعف لدى معلمی الفیزیاء فی الفهم الکیفی للمفهوم الفیزیائی، والقدرة على التعامل مع القوانین الفیزیائیة، وتوظیفها التوظیف العلمی السلیم، مما ولد لدیهم صعوبات عند حلهم للمسائل الفیزیائیة.

ویشیر تعدد الصعوبات العلمیة التی یعانی منها معلمی الفیزیاء فی المرحلة الثانویة إلى ضرورة دراسة هذه الصعوبات، والتعرف على مستویاتها لدى هؤلاء المعلمین، وکذلک دراسة تأثیراتها على المتغیرات التی تؤثر فی تعلم الفیزیاء لدى طلابهم، ومن أمثلة هذه المتغیرات التصارع المعرفی، والتفکیر المجرد.

ثانیا- التصارع المعرفی Cognitive Conflict:

شهد الحقل التربوی تحولاً ملحوظاً فی رؤیته لعملیة التعلم خلال العقود الماضیة، وذلک نتیجة لظهور مجموعة من نظریات التعلم التی اعتمدت فروضها على عدد کبیر من التجارب التی أجریت على الإنسان، وتعد النظریة البنائیة Constructivism Theory فی مقدمة تلک النظریات. وطبقاً لافتراضات هذه النظریة فإن محور الارتکاز فی عملیة التعلم هو معلومات المتعلم السابقة، ویتوقف اکتساب المعلومات الجدیدة على تلک المعلومات السابقة، وذلک حتى یتمکن من الربط بینها لتکوین أبنیة معرفیة متزنة فی عقله (یونس وکامل، 2016).

ویرى فوسنادو وسکوبیلیتی Vosniadou and Skopeliti (2017) إلى أن هناک عدد من الأدلة التی تشیر إلى أن المتعلمین لدیهم معلومات ومفاهیم متأصلة داخل بنیتهم المعرفیة لا تکون متفقة مع التفسیرات العلمیة الصحیحة، وتقف هذه المعلومات عائقا أمام تعلم الفیزیاء؛ حیث یتشبث المتعلم بمثل هذا الفهم الخطأ؛ وذلک لأنه یعطیه تفسیرات تبدو منطقیة بالنسبة له، ولأنها تأتی متفقة مع تصوره المعرفی الذی تشکل لدیه عن العالم من حوله. ولقد استخدمت مصطلحات عدیدة مثل: التصورات الخطأ، والتصورات البدیلة، والتصورات المسبقة للإشارة إلى أفکار الطلاب غیر المتوافقة مع التفسیرات العلمیة الصحیحة.

وتنشأ التصورات الخطأ نتیجة لعوامل متعددة ومتداخلة، ویمکن تصنیف تلک العوامل إلى عوامل داخلیة تتمثل فی أسلوب التعلم، ومستوى النضج، والاستعدادات، والقدرات. وعوامل خارجیة تتمثل فی وجود تصورات خطأ لدى المعلم نفسه، ونقص العمق فی محتوى الکتاب، واستخدام طرق تدریس تقلیدیة، وعدم وضوح العلاقة بین المنهج وحیاة المتعلم، وتعارض مصطلحات الحیاة الیومیة مع المصطلحات العلمیة (A’yun et al., 2017; Mehmetlioğlu, 2014)، ولا یزال عامل المعلم هو السبب الرئیس فی تکون التصورات الخطأ؛ حیث توصلت دراسة لیما Lemma (2013) إلى أن المعلمین مسئولون عن 90% من التصورات الخطأ المتکونة لدى الطلاب.

وتمثل التصورات الخطأ عائقا کبیرا أمام تعلم واکتساب المفاهیم الصحیحة؛ حیث تتمتع بالاستقرار داخل البنیة المعرفیة للمتعلم، وبالتالی تقاوم أی عملیات تغییر مفاهیمی، فعندما یتعرض المتعلم للتصور الصحیح الذی یتعارض مع تصوراته الخطأ یتولد تصارع معرفی Cognitive Conflict بین هذه التصورات، فیصعب على المتعلم دمج التصور الصحیح داخل مخططاته المعرفیة الموجودة، ویؤکد ما سبق نتائج الدراسة التی قام بها أیاین وفریقه A’yun et al. (2017) والتی توصلت إلى أن المتعلمین الذین یعانون من نسبة أکبر من التصورات الخطأ یکون لدیهم مستویات أعلى من التصارع المعرفی.

ویعرف بودیمان وآخرون Budiman et al. (2014) التصارع المعرفی بأنه حالة من التعارض تتحدى تصور الطالب وتوقعاته، وهذا یخلق اختلالا معرفیا یتم حله بعد ذلک عندما یقوم الطلاب بتحویل استراتیجیة تفکیره من مخطط ذهنی بدائی لتنظیم المعرفة المخزنة إلى مخطط رفیع المستوى. بینما یرى شهباری وبیلید Shahbari and Peled (2015) أن التصارع المعرفی عبارة عن حالة غیر سارة من عدم الاتزان المعرفی Disequilibrium تتولد نتیجة للتعارض بین البنیة المعرفیة المستقرة فی ذهن المتعلم والمعلومات الجدیدة، وللتغلب على هذا الاختلال یحاول المتعلم استیعاب المعرفة الجدیدة إما عن طریق تغییر المخططات الموجودة أو عن طریق تطویر مخططات جدیدة.

ولقد تمکن لی وبین Lee and Byun (2012) من تطویر نموذج عملیة التصارع المعرفی The Cognitive Conflict Process Model بهدف شرح الاضطراب المعرفی الذی یحدث عندما یواجه الطالب موقف غیر مألوف لا یتوافق مع ما تعلمه من قبل.

شکل 1. نموذج عملیة التصارع المعرفی (Lee & Byun, 2012).

ویتکون هذا النموذج من ثلاث مراحل:

1. المرحلة التمهیدیة The Preliminary Stage: فی هذه المرحلة یلاحظ المتعلم أحداث تتعارض مع التصورات الخطأ فی بنیته المعرفیة، وبالتالی یعانی من حالة غیر مریحة من عدم الاتزان المعرفی. وقد یعتبر المتعلم الأحداث المتعارضة مجرد خدعة، وبالتالی لن ینتقل إلى المرحلة التالیة وهی مرحلة التصارع، ولهذا تعتبر المرحلة التمهیدیة هی مرحلة ما قبل التصارع المعرفی.
2. مرحلة التصارع The Conflict Stage: یحدث التصارع المعرفی وفقا لهذا النموذج عندما یتحقق ثلاث شروط وهی: اعتراف المتعلم بوجود تعارض، والتعبیر عن الاهتمام بحل التعارض، والاندماج فی إعادة التقییم المعرفی للموقف؛ حیث یصبح المتعلم شغوفا لإنهاء حالة عدم الاتزان المعرفی، وفی محاولته لتحقیق ذلک یصبح نشطا فی الملاحظة والتصنیف والتنبؤ والتجریب وبالتالی یتعلم الکثیر من المحتوی العلمی الصحیح.
3. مرحلة حل التصارع The Resolution Stage: وفی هذه المرحلة یحل الطالب التعارض بنفسه ویحقق الاتزان المعرفی مرة أخرى، إذ یحل التصور العلمی السلیم مکان التصور الخطأ، وبالتالی تتکون تراکیب معرفیة جدیدة أکثر دقة علمیة أی یحدث النمو المعرفی. ویمکن إیضاح مراحل نموذج عملیة التصارع المعرفی فی تدریس الفیزیاء من خلال المثال التالی:

جدول 1

مثال لکیفیة إحداث حالة التصارع المعرفی

ومن الملاحظ أن المعلم یسأل الطلاب عن توقعاتهم قبل تقدیم الحدث المتعارض، وذلک حتى یتمکن من التعرف على تصوراتهم الخطأ المخزونة فی بنیتهم المعرفیة، وکذلک یتمکن الطلاب من التعرف على هذه التصورات الخطأ، وتتمثل هذه التصورات فی الاعتقاد بأن هناک قوة واحدة تؤثر على الماء داخل الکوب وهی قوة الوزن لأسفل.

شکل 2. مراحل نموذج عملیة التصارع المعرفی لإحدى تجارب الفیزیاء (إعداد فریق البحث).

وعندما یقوم المعلم بتنفیذ التجربة یبدأ الطلاب فی المرور بالمرحلة الأولى من مراحل نموذج عملیة التصارع المعرفی وهی المرحلة التمهیدیة؛ حیث یلاحظ الطلاب أن الماء لم یسقط على الأرض وأن الورقة تظل ثابتة، وبالتالی تنشأ لدیهم حالة من عدم الاتزان المعرفی. وقد یعتقد بعض الطلاب أن هذه التجربة مجرد خدعة من المعلم، وتبدأ مرحلة التصارع عندما یدرک المتعلم أن هناک تعارض حقیقی بین ملاحظاته وتوقعاته، وبالتالی یتولد لدیه شغف لإنهاء حالة عدم الاتزان المعرفی ویندمج فی إعادة التقییم المعرفی للموقف المتعارض، ویصل المتعلم إلى مرحلة حل التصارع عندما یستنتج أن السبب فی عدم سقوط الماء والورقة هو وجود قوة ضاغطة تعمل لأعلى ناشئة عن تأثیر ضغط الهواء الجوی.

وتشیر دراسات عدیدة (e.g. Heimbuch & Bodemer, 2017; To & Liu, 2018) إلى أن حالة التصارع المعرفی الداخلیة بین المعلومات الجدیدة والمعلومات القدیمة قد تنتقل إلى البیئة الاجتماعیة التی یحدث فیها التعلم، فتنشأ حالة تصارع معرفی اجتماعی Socio-cognitive conflicts بین الطالب وأقرانه، وبین الطالب والمعلم. وانتقال التصارع المعرفی إلى البیئة الاجتماعیة یعد أمر حتمی لا مفر منه، وقد ینشأ عن هذا التصارع نتائج إیجابیة أو نتائج سلبیة على مخرجات التعلم تعتمد على طریقة إدارة هذا التصارع.

وفی هذا السیاق، یرى البحث الحالی أن التصارع المعرفی یعد سلاح ذو حدین، إذ یمکن توظیفه والاستفادة منه فی زیادة النشاط العقلی للمتعلمین، وتحقیق اندماجهم فی عملیات اکتساب المعلومات الجدیدة، إلا أن ارتفاع مستویات التصارع المعرفی لدى المتعلمین نتیجة لامتلاکهم مدى واسع من التصورات الخطأ قد یشکل عائقا کبیرا، وعبئا معرفیا زائدا على الذاکرة العاملة یؤدی إلى تعثر تدفق عملیة التعلم واکتساب المفاهیم الجدیدة. ولعل هذه الرؤیة تتفق مع ما أشار إلیه تساو وتریجست Chow and Treagust (2013) من أن التصارع المعرفی قد یکون له تأثیر بناء Constructive، وآثار أخرى مدمرة Destructive على تعلم الطلاب. کما توصلت دراسة فریدلی ومایر Friedli and Meier (2017) إلى أن التصارع یضر ویضعف من قدرة الذاکرة على معالجة المعلومات بصورة ملحوظة.

وبناء على ما سبق، فإنه من الضروری وضع الطلاب فی مواقف تعلیمیة تساعدهم على التخلص من حالة التصارع المعرفی التی یعانون منها، ولا یمکن أن یتحقق ذلک دون قیام المتعلم بعملیات التفکیر المجرد، والذی یساعده على فرض الفروض والتجریب حتى یصل إلى استدلالات واستنتاجات علمیة سلیمة یبنی فی ضوئها تفسیر منطقی لموقف التصارع، ومن ثم یطبق هذا التفسیر فی مواقف مشابهة کانت تمثل تصارعاً معرفیاً بالنسبة له. وسیتم تناول هذا النمط من التفکیر تفصیلیا فی المحور التالی.

ثالثا- التفکیر المجرد Abstract Thinking:

یعتبر التفکیر المجرد المرحلة الأکثر تعقیداً من التفکیر المعرفی؛ حیث یُمکن المتعلم من إیجاد علاقات بین المفاهیم واستخدامها فی مواقف جدیدة من خلال الاعتماد علیها فی القیام بعملیات الاستدلال العلمی وتحلیل الفرضیات استعداداً لحل المشکلات (Velasquez, 2013). ویشیر بوتشر وشیلرکامب (2016) Böttcher and schlierkamp إلى ان التفکیر المجرد یتمثل فی قدرة المتعلم على استنباط قواعد عامة ومبادئ علمیة من الأمثلة المختلفة المطروحة وذلک استعدادا لاستخدامها فی حل المشکلات. ویوضح دیوشارم وهال (2017) Ducharme and Hall أن التفکیر المجرد هو قدرة المتعلم على ربط المفاهیم المتشابهة وإیجاد علاقات بین المفاهیم الجدیدة والمفاهیم الأخرى الموجودة بالبنیة المعرفیة ویظهر فی تفسیره للظواهر فی ضوء فهمه لهذه المفاهیم.

ومما سبق یمکن التوصل إلى أن التفکیر المجرد هو القدرة على استیعاب المفاهیم العلمیة من خلال ممارسة مجموعة من المهارات یحددها (الخطیب والأشقر، 2014؛ حسن، 2017؛ الحطیبى، 2017؛ خلیل، 2012؛ عبد الحمید، 2018) فیما یلی:

-         التفسیر Reasoning: هو قدرة الطالب على تحدید الأسباب التی أدت إلى حدوث ظاهرة ما وتحلیلها والبحث عن المعلومات المرتبطة بها. والهدف من عملیة التفسیر إضفاء معنى على خبرات الفرد الحیاتیة، فعندما یقدم الفرد تفسیراً لخبرة ما فإنه یقوم بشرح المعنى الذی تمکن من استخلاصه. 

-         التطبیق Application: هو قدرة المتعلم على استخدام التجریدات التی سبق تعلمها من مفاهیم وقوانین ونظریات فی مواقف جدیدة وسیاقات مختلفة، فعندما یفهم الفرد الموضوع أو الفکرة المطروحة یصبح قادراً على إجابة أسئلة: أین وکیف یمکن استعمال هذه المعرفة أو المهارة التی تم تعلمها؟ کیف یمکن تطویر الأفکار السابقة للاستفادة من هذه المعرفة أو المهارة الجدیدة؟

-         الاستنتاج Conclusion: هو قدرة الطالب على التوصل إلى معلومة أو نتیجة جدیدة غیر موجودة مباشرة فی الموقف محل التفکیر ولکنه یستدل علیها من قرائن وملاحظات مرتبطة بهذا الموقف. ویقوم الطالب بربط الملاحظات والمعلومات المتوفرة عن الموقف بمعلوماته السابقة عنه حتى یتمکن من الوصول إلى الاستنتاج.

-         فرض الفروض Generating Hypotheses: هو عملیة عقلیة تتمثل فی قدرة المتعلم على إعطاء حل محتمل للمشکلة، ویعتمد تولید الفروض على قدرة الفرد على اکتشاف العلاقات، والربط بین الأحداث، وتعتمد قیمة الفرض على مدى قابلیته للاختبار، وعلى ما یحدده من توقعات حول نتائج معینة.

-         التجریب Experimentation: وهی قدرة الطالب على اختیار التصمیم التجریبی المناسب لاختبار صحة فرض أو الحصول على إجابة سؤال محدد، وکذلک قدرته على استخدام مهارات متعددة تتصل بمعرفة المشکلة وصیاغتها، وبناء خطة لاختبار صحة الفروض، واستخدام النتائج التی تجمعت فی حل المشکلة.

وفی ضوء ما سبق یمکن تمییز التفکیر المجرد عن نوع آخر من التفکیر یعرف بالتفکیر المحسوس. ویشیر التفکیر المحسوس إلى التفکیر السطحی، والذی یبدأ من عمر السابعة حتى الثانیة عشر. ویقوم الفرد ذو التفکیر المحسوس بعملیات التحلیل والتصنیف والقیاس والعملیات الحسابیة ویدرک العلاقة بین الکل والجزء. وعلى النقیض من ذلک، یشیر التفکیر المجرد إلى التفکیر المتعمق، والذی یبدأ تقریبا من عمر الثانیة عشر. ویتسم الفرد ذو التفکیر المجرد بالقدرة على الاستقراء والاستنباط وفرض الفروض واختبارها نظریاً لحل مشکلة من المشکلات (العمری، 2013). ویلخص (Darwish, 2014; Ducharme & Hall, 2017) الفروق بین التفکیر المحسوس والتفکیر المجرد کما بالجدول التالی:

جدول 2

الفرق بین التفکیر المحسوس والتفکیر المجرد

ولقد ازدادت أهمیة التفکیر المجرد فی الفترة الأخیرة نتیجة التغییرات الجذریة فی مفهوم التدریس، فالهدف أصبح إکساب الطلاب الاستراتیجیات المختلفة للتفکیر بما فی ذلک القدرة على التفکیر المجرد، ونظراً لأهمیة التفکیر المجرد فقد حظی باهتمام عدد من الدراسات السابقة، ولقد استخدم بعض هذه الدراسات التفکیر المجرد کمتغیر مستقل لتنمیة مخرجات تعلم معینة، مثل دراسة طنطاوی (2013) التی توصلت إلى فاعلیة برنامج للتفکیر المجرد فی تنمیة مهارة حل المشکلات المجتمعیة لدى طالبات المرحلة الجامعیة، ودراسة أحمدبور وآخرون Ahmadpour et al. (2019) التی توصلت إلى فاعلیة استخدام نموذجین أحدهما یرکز على التفکیر المجرد والثانی یرکز على التمثیل الرمزی فی تنمیة فهم الطلاب وقدراتهم على إثبات صحة البراهین.

وسعت دراسات أخرى إلى تنمیة التفکیر المجرد باستخدام طرق واستراتیجیات متنوعة، ومن الأمثلة على ذلک دراسة شبیب (2012) التی توصلت إلى فاعلیة استراتیجیة مخططات التعارض فی تنمیة مهارات التفکیر المجرد المتمثلة فی التفسیر العلمی وتولید الفرضیات، ودراسة ستاتر وأرمونی Statter and Armoni (2016) التی نجحت فی تحسین مهارات التفکیر المجرد من خلال دورة تدریبیة لطلاب الصف السابع قائمة على برمجیة تعلیمیة، کما تمکنت دراسة کانیاس وآخرون Cañas et al. (2017) من تنمیة مهارات التفکیر المجرد لدى الطلاب باستخدام خرائط المفاهیم.

علاوة على ما سبق، فقد حاول عدد من الباحثین إیجاد العلاقة بین التفکیر المجرد والمتغیرات الأخرى، فقد توصلت دراسة کیلیسوغلو وکابلان Kiliçoğlu and Kaplan (2019) إلى وجود علاقة بین التفکیر المجرد والانجاز الأکادیمی لدى الطلاب الصف السابع، کما توصلت دراسة بازی وآخرون Bazzy et al. (2019) إلى وجود علاقة وثیقة بین مستویات التفکیر المجرد والذکاء العاطفی.

ویتبین من خلال عرض محاور الإطار المعرفی التأثیر الواضح للصعوبات العلمیة التی یعانی منها معلمی الفیزیاء على عملیات اکتساب المعارف الجدیدة، وکذلک أهمیة دراسة التصارع المعرفی والتفکیر المجرد والعوامل المؤثرة فیهما، ومن هنا یسعى البحث الحالی إلى تعرف الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة وعلاقتها بالتصارع المعرفی والتفکیر المجرد لدى طلابهم.

إجراءات البحث

للإجابة عن أسئلة البحث، واختبار صحة الفروض قام الفریق البحثی بالخطوات التالیة:

أولا- تحدید الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء:

تم تحدید الصعوبات العلمیة التی تواجه معلمی المرحلة الثانویة من خلال الاطلاع على عدد من الدراسات السابقة (مثل: الجنابی، 2016؛ الشایع، 2014؛ Ekici, 2016; Redish, 2015)، علاوة على تحلیل الصعوبات والمشکلات التی یعبر عنها معلمو الفیزیاء من خلال عدد من مجموعات الفیس بوک Facebook المهتمة بتدریس الفیزیاء فی مصر؛ حیث یعرض المعلم الصعوبات التی تواجهه دون خجل أو تردد، وتشمل هذه المواقع عدد کبیر ومستویات متنوعة من معلمی الفیزیاء. وقد تم تجمیع تلک الصعوبات وحذف المکرر منها داخل المجموعة الواحدة کما یتضح من الجدول التالی:

جدول 3

مجموعات الفیس بوک التی تم استخدامها فی تحدید الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء

بعد الانتهاء من حصر الصعوبات داخل کل مجموعة تم حذف الصعوبات المکررة بین المجموعات، وبذلک تم التوصل إلى 59 صعوبة تواجه هؤلاء المعلمین. وتم استخدام هذه الصعوبات فی إجراء عدد من المقابلات الشخصیة مع 37 معلم وموجه فیزیاء فی مدارس مختلفة بمحافظات القاهرة والجیزة والقلیوبیة، کما تم إجراء عدد من المقابلات مع 43 من طلاب الفرقة الرابعة بقسم الفیزیاء فی کلیة التربیة – جامعة عین شمس، ومن خلال ذلک تم التوصل إلى 10 صعوبات أخرى.

وفی ضوء الإجراءات السابقة تم بناء قائمة أولیة بالصعوبات العلمیة التی یواجهها المعلم أثناء تدریس الفیزیاء تتکون من 69 صعوبة موزعة على خمس موضوعات رئیسة یدرسها طلاب الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة، وهذه الموضوعات هی: القوة والحرکة، وخواص المادة، والحرکة الموجیة، والکهربیة والمغناطیسیة، والفیزیاء الحدیثة. وللتأکد من صلاحیة القائمة تم عرضها على عدد من الخبراء فی مجال تدریس الفیزیاء والتربیة العلمیة؛ وذلک للتحقق من مدى شیوع هذه الصعوبات بین معلمی الفیزیاء فی المرحلة الثانویة. ولقد أجمع الخبراء على شیوع هذه الصعوبات بین المعلمین، کما اقترحوا إضافة 4 صعوبات أخرى نظرا لکونها من الصعوبات العلمیة الشائعة لدى المعلمین، وبالتالی أصبحت القائمة النهائیة مکونة من 73 صعوبة علمیة تواجه المعلمین أثناء تدریس الفیزیاء.

جدول 4

مکونات قائمة الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة

ثانیا- بناء اختبار الصعوبات العلمیة:

تم إعداد هذا الاختبار بهدف قیاس مستویات الصعوبات العلمیة التی یواجهها معلم الفیزیاء فی المرحلة الثانویة العامة، وتکون الاختبار فی صورته الأولیة من 20 مفردة موزعة على الموضوعات الرئیسة السابق تحدیدها، وقد روعی أن یکون الوزن النسبی لمفردات کل موضوع مکافئ تقریبا للوزن النسبی للصعوبات العلمیة فی کل موضوع. وتم صیاغة المفردات فی شکل أسئلة اختیار من متعدد ذات أربعة بدائل، کما تم کتابة تعلیمات الاختبار فی الصفحة الأولی منه. وفی نهایة الاختبار تم إعداد ورقة الإجابة ومفتاح التصحیح، وقد تم الإشارة فی مفتاح التصحیح إلى أن درجة الصعوبات التی یعانی منها معلم الفیزیاء تحسب من خلال مجموع عدد الإجابات الخطأ ولیس عدد الإجابات الصحیحة (درجة المعلم فی اختبار الصعوبات = العدد الکلی للمفردات – عدد الإجابات الصحیحة = عدد الإجابات الخطأ)، وبذلک یکون الاختبار قد أصبح فی صورته الأولیة.

وللتأکد من صدق الاختبار تم عرضه على مجموعة من الخبراء فی مجال تدریس الفیزیاء والتربیة العلمیة للتعرف على آراءهم من حیث: صلاحیة الاختبار لقیاس الصعوبات العلمیة لدى المعلمین، وشمول الاختبار لموضوعات الفیزیاء بالمرحلة الثانویة، ومدی مناسبة کل سؤال لمستوى المعلمین، ومدی الدقة العلمیة والصحة اللغویة لکل سؤال. وقد أجرى الباحثون التعدیلات التی أقرها السادة المحکمون، والتی من بینها إعادة صیاغة عدد من المفردات لتصبح أکثر دقة.

وتم حساب معامل ثبات الاختبار بطریقة إعادة التطبیق على مجموعة مکونة من 23 معلم ومعلمة -من غیر مجموعة البحث- بعدد من مدارس إدارة المعادی التعلیمیة، وإدارة البساتین ودار السلام التعلیمیة؛ حیث تم التطبیق فی الفترة من 18-21/11/2018، وإعادة التطبیق بعد أسبوعین، ومن ثم تم حساب معامل الارتباط بین أداء أفراد المجموعة فی المرتین والذی بلغ 0.71 ثم حساب ثبات الاختبار بطریقة سبیرمان وبراون، وقد بلغ 0.83 وهذا یشیر إلى ارتفاع معامل ثبات الاختبار. کما تم حساب زمن الاختبار بحساب متوسط زمن الإجابة والذی بلغ 37 دقیقة. وبعد التأکد من صدق وثبات الاختبار أصبح فی صورته النهائیة مکونا من 20 مفردة کعینة ممثلة للصعوبات التی سبق تحدیدها، وتکون الدرجة الکلیة للاختبار20 درجة. ومن ثم أصبح الاختبار بعد هذه الإجراءات فی صورته النهائیة صالحاً للتطبیق.

جدول 5

مکونات اختبار الصعوبات العلمیة

ثالثا- إعداد مقیاس التصارع المعرفی:

تم إعداد المقیاس بهدف قیاس التصارع المعرفی الذی یعانی منه طلاب المرحلة الثانویة عندما یتعرضون لحدث متعارض مع تصوراتهم السابقة، ولتحقیق هذا الهدف قام الباحثون بمراجعة الدراسات السابقة التی اهتمت بالتصارع المعرفی (e.g. Mufit et al., 2018; Singer, 2018)، وقد تم التوصل إلى أن کافة هذه الدراسات اهتمت باستخدام استراتیجیات التصارع المعرفی کمتغیر مستقل یسهم فی إحداث التغیر المفاهیمی، أما الدراسات التی اهتمت بتصمیم مقاییس للتعرف على مستویات التصارع المعرفی لدى الطلاب فقد کانت محدودة للغایة. وقد قام الفریق البحثی بدراسة متعمقة لعدد من مقاییس التصارع المعرفی، وکان فی مقدمتها اختبار مستویات التصارع المعرفی Cognitive Conflict Level Test (CCLT)، وهو أحد المقاییس الرائدة فی قیاس التصارع المعرفی، والذی أعده لی وبین Lee and Byun (2012) فی ضوء نموذج عملیة التصارع المعرفی.

وقد لاحظ الفریق البحثی أن المقاییس السابقة عادة ما تقتصر على استخدام حدث متعارض واحد أو حدثین متعارضین کحد أقصى، وفی ضوء ذلک تم استخدام حدثین متعارضین لکل صف دراسی بمجموع 6 أحداث متعارضة موزعة على عدد من موضوعات الفیزیاء التی یتم تدریسها فی المرحلة الثانویة (معادلات الحرکة، وقوانین نیوتن، والموائع الساکنة، وقوانین الغازات، وتوصیل المقاومات، ودوائر الرنین)، وفی ضوء ذلک قام الفریق البحثی ببناء ثلاث صور لمقیاس التصارع المعرفی؛ بحیث تخصص کل صورة لأحد صفوف المرحلة الثانویة، وتألفت المقیاس من أربعة مکونات رئیسیة لکل حدث متعارض، وهی:

1. السؤال المتعارض: وهو عبارة عن سؤال یهدف إلى اکتشاف التصور الخطأ الموجود لدى المتعلم، ویطلب فیها من المتعلم التنبؤ بما یحدث عند إجراء تجربة أو حدث متعارض مع تقدیم تفسیره لذلک. ویبین الجدول التالی الأسئلة المتعارضة المستخدمة للصفوف الثلاثة:

جدول 6

الأسئلة المتعارضة المستخدمة فی مقیاس التصارع المعرفی للصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة

1. تدوین الملاحظات: یقدم المعلم عرضا عملیا یتعارض مع أفکار الطلاب الذین أجابوا عن السؤال بطریقة غیر صحیحة، ویطلب من الطالب تدوین ملاحظاته التی تتعارض مع تصوراته الخطأ بهدف وضعه فی حالة التصارع المعرفی. وینبغی أن یکون العرض العملی فعالا وبسیطا بما فیه الکفایة بحیث یتمکن الطالب من فهم الموقف بسهولة. ولکی یحقق العرض العملی هذه الشروط ینبغی أن یکون الموقف جدیدا تماما بالنسبة للطلاب مما یساعد على تنشیط أفکار جدیدة ولیست الأفکار المحفوظة من قبل.
2. بنود قیاس التصارع المعرفی: وتتکون من 12 عبارة تهدف إلى قیاس درجة التصارع المعرفی لدى الطالب، وتوزع العبارات بالتساوی على أربعة أبعاد هی إدراک التناقض Recognition of Contradiction، والاهتمام Interest، والقلق Anxiety، وإعادة التقییم المعرفی للموقف Cognitive Reappraisal of the Situation کما بالجدول المبین، ویطلب من المتعلمین توضیح ما إذا کانوا موافقین أو رافضین لکل عبارة من العبارات على مقیاس لیکرت الخماسی (خطأ تماما = صفر، صحیح تماما = 4، وهکذا)، وبالتالی تکون الدرجة الخاصة بکل بعد 3×4= 12 درجة، وتکون الدرجة القصوى للحدث المتعارض الواحد 4×12= 48 درجة، والدرجة الکلیة للمقیاس المکون من حدثین متعارضین 2×48= 96 درجة.

جدول 7

أبعاد وبنود قیاس التصارع المعرفی

1. بنود تحدید نمط استجابة المتعلمین خلال التصارع المعرفی: تم إضافة ثلاث عبارات أخرى بهدف تحدید نمط استجابة المتعلمین عندما یواجهون حدث متعارض مع بنیتهم المعرفیة، وهذه العبارات هی:

-         أقبل بنتیجة العرض العملی الذی قام به المعلم، وأعتبرها صحیحة.

-         یمکننی تقدیم تفسیر لنتیجة العرض العملی.

-         لقد غیر العرض العملی أفکاری ومعتقداتی السابقة.

ویستجیب المتعلم على هذه البنود من خلال وضع علامة (Ö) أسفل بدیل من بین ثلاث بدائل وهذه البدائل هی: (لا –متردد –نعم)، ولقد تم تطویر هذه البنود الثلاث بناء على جدول 8 الموضح، والذی یصنف استجابات المتعلمین إلى سبع أنماط على النحو التالی:

جدول 8

تصنیف استجابات المتعلمین للحدث المتعارض

وبعد انتهاء الفریق البحثی من بناء کافة المکونات الأربعة للمقیاس، تم صیاغة التعلیمات فی الصفحة الأولی من کل صورة من صور المقیاس بحیث تشتمل على الهدف من المقیاس، ومکونات المقیاس، وطریقة الإجابة المطلوبة، وبذلک یکون المقیاس قد أصبح فی صورته الأولیة.

وللتأکد من صدق المقیاس، تم عرضه على مجموعة من خبراء التربیة العلمیة، وذلک لإبداء الرأی فی مدى صلاحیته للتطبیق. وقد أجرى الفریق البحثی التعدیلات التی أقرها السادة المحکمون. وتم تطبیق الصورة الأولیة للمقیاس على طالبات المرحلة الثانویة بمدرسة المطریة الثانویة بنات فی یوم 10/12/ 2018، ثم طبق مرة أخرى بعد أسبوعین، وقد بلغ معامل الارتباط بین نتائج التطبیقین 0.74 وبحساب ثبات المقیاس بطریقة سبیرمان وبراون وجد أنه 0.85 وهذا یشیر إلى ارتفاع معامل الثبات. کما تم تحدید زمن المقیاس عن طریق قیاس متوسط الزمن الذی استغرقه الطلاب للانتهاء من الإجابة، والذی بلغ 47 دقیقة. وبذلک أصبح المقیاس فی صورته النهائیة صالحا للاستخدام کأداة صادقة وثابتة لقیاس التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة.

رابعا- إعداد اختبار التفکیر المجرد:

تم إعداد الاختبار بهدف قیاس قدرة طلاب المرحلة الثانویة على التفکیر المجرد، ولتحقیق هذا الهدف قام الباحثون بمراجعة الدراسات السابقة التی اهتمت بتصمیم اختبارات للتعرف على قدرة الطلاب على التفکیر المجرد، ومنها دراسة درویش Darwish, (2014). کما قام الفریق البحثی بدراسة متعمقة لعدد من اختبارات التفکیر المجرد، وکان فی مقدمتها اختبار مهارات التفکیر المجرد لبیاجیه SRTs Test: The simple Pendulum Test، وهو أحد الاختبارات الرائدة فی قیاس التفکیر المجرد، والذی أعده جان بیاجیه وفیه یعرض الطالب لمشکلة البندول الشهیرة، ویسأله مجموعة من الأسئلة التی تقیس قدراته على التفسیر الاستنباطی الافتراضی.

وقد لاحظ الفریق البحثی أن الاختبارات السابقة عادة ما تقتصر على قیاس قدرة الطالب على التفسیر الاستنباطی، وقد رأی الفریق البحثی ضرورة قیاس جمیع المهارات الأساسیة التی ینبغی أن تتوافر لدى طالب المرحلة الثانویة حتى یتمکن من التفکیر المجرد، وفی ضوء ذلک تم بناء اختبار مکون من خمسة أقسام تقیس مهارات التفکیر المجرد باستخدام أسئلة الاختیار من متعدد، وهذه الأقسام هی:

-         القسم الأول: شمل 5 مفردات تقیس مهارة التفسیر، ویتعرض فیه الطالب لعبارات تعبر عن موقف، وعلیه اختیار العبارة التی تمثل التفسیر المنطقی المناسب للموقف المطروح.

-         القسم الثانی: شمل 5 مفردات تقیس مهارة التطبیق، ویتعرض فیه الطالب لفقرة تشتمل على معلومات علمیة ثم یلیها موقف تطبیقی على تلک المعلومات.

-         القسم الثالث: شمل 5 مفردات تقیس مهارة الاستنتاج، ویتعرض فیه الطالب لعبارات تعبر عن معلومات وبیانات وعلیه اختیار الاستنتاج المناسب فی ضوئها.

-         القسم الرابع: شمل 5 مفردات تقیس مهارة فرض الفروض، ویتعرض فیه الطالب لعبارات تعرض مشکلة ویلیها مجموعة من الفروض وعلیه استبعاد الفرض غیر المناسب.

-         القسم الخامس: شمل 5 مفردات اختیار من متعدد تقیس مهارة التجریب وفیه یتعرض الطالب لعبارات تعرض مشکلة تجریبیة وعلیه اختیار التصمیم التجریبی المناسب.

وبعد انتهاء الفریق البحثی من بناء کافة المکونات الخمسة للاختبار تم صیاغة التعلیمات فی الصفحة الأولی من الاختبار بحیث تشتمل على الهدف من الاختبار، ومکوناته، وطریقة الإجابة المطلوبة، وبذلک یکون الاختبار قد أصبح فی صورته الأولیة.

وللتأکد من صدق الاختبار، تم عرضه على مجموعة من خبراء التربیة العلمیة، وذلک لإبداء الرأی فی مدى صلاحیته للتطبیق. وقد أجرى الباحثون التعدیلات التی أقرها السادة المحکمون؛ وبعد إجراء التعدیلات المقترحة، أصبح الاختبار مکونا من 25 مفردة موزعة على مهارات التفسیر والتطبیق والاستنتاج وفرض الفروض والتجریب على أن یکون لکل مهارة 5 مفردات وتکون الدرجة الکلیة لکل مهارة 5 درجات والدرجة النهائیة للاختبار 25 درجة.

وتم تطبیق الصورة الأولیة للاختبار على مجموعة من طالبات الصف الأول الثانوی بمدرسة المطریة الثانویة بنات فی یوم 10/12/ 2018، ثم طبق مرة أخرى بعد أسبوعین، وبحساب معامل الارتباط بین أداء أفراد المجموعة فی المرتین وجد أنه 0.78، وبعد ذلک تم حساب ثبات الاختبار بطریقة سبیرمان وبراون، وقد بلغ 0.88، وهذا یشیر إلى ارتفاع معامل ثبات الاختبار. کما تم تحدید زمن الاختبار عن طریق قیاس متوسط الزمن الذی استغرقه الطلاب للانتهاء من الإجابة، والذی بلغ 42 دقیقة وبذلک أصبح الاختبار فی صورته النهائیة صالحا للاستخدام کأداة صادقة وثابتة لقیاس التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة.

جدول 9

مستویات اختبار التفکیر المجرد وعدد مفردات کل مستوى

خامسا - التجریب المیدانی:

تم اختیار 24 معلم ومعلمة فیزیاء بالمرحلة الثانویة من إدارة أوسیم التعلیمیة وإدارة کرداسة التعلیمیة ومنطقة الجیزة الأزهریة بمحافظة الجیزة، وقد تم مراعاة أن یکون ترکیز کل معلم على التدریس لصف واحد من صفوف المرحلة الثانویة؛ حیث تم اختیار 10 معلمین ومعلمات یدرسون للصف الأول الثانوی، و8 معلمین ومعلمات یدرسون للصف الثانی الثانوی، و6 معلمین ومعلمات یدرسون للصف الثالث الثانوی. وتم تطبیق اختبار الصعوبات العلمیة علیهم فی الفترة من 18/3/2019 إلى 25/3/2019، ولقد لاحظ الباحثون أثناء تطبیق الاختبار أن بعض المعلمین لا یدرکون أصلا أن لدیهم صعوبات، کما أن بعضهم یشکوا من نقص المعلومات الریاضیة اللازمة لتدریس موضوعات الفیزیاء. علاوة على ذلک، فقد عبر عدد منهم عن إحساسهم بصعوبة موضوعات الفیزیاء الحدیثة؛ نظرا لأنها لم تکن من ضمن برامج إعدادهم، ولذلک طالبوا بضرورة تدریبهم على مثل هذه الموضوعات.

جدول 10

المدارس والإدارات وأعداد المعلمین والمعلمات المشارکین فی البحث

وتم اختیار فصل واحد من فصول کل معلم أو معلمة بهدف تطبیق مقیاس التصارع المعرفی واختبار التفکیر المجرد. وقد بلغ مجموع المشارکین 826 طالب وطالبة، وینتمی الطلاب إلى خلفیات اجتماعیة واقتصادیة منخفضة، ومتوسطة، ومتوسطة مرتفعة. وقد تم مراعاة تطبیق الأدوات فی نهایة العام الدراسی فی الفترة من 31/3/2019 إلى 24/4/2019. وقد لاحظ الفریق البحثی أثناء تطبیق الأدوات إعجاب الطلاب الشدید بتجارب التصارع المعرفی؛ نظرا لأن نتائجها تتعارض مع تصوراتهم السابقة، وقد عبر عدد کبیر من الطلاب عن رغبتهم فی دراسة الفیزیاء باستخدام مثل هذه التجارب العملیة الشیقة التی تثیر التفکیر لدیهم بصورة کبیرة، کما أشار بعض الطلاب إلى أن هناک موضوعات لا تکون وضحة بالنسبة للمعلمین أنفسهم مما ینعکس على فهمهم لتلک الموضوعات.

جدول 11

توزیع أعداد المشارکین فی البحث على صفوف المرحلة الثانویة

سادسا- نتائج البحث:

تم رصد درجات المعلمین فی اختبار الصعوبات العلمیة، ودرجات الطلاب فی مقیاس التصارع المعرفی واختبار التفکیر المجرد، وبتحلیل البیانات باستخدام برنامج SPSS تم التوصل النتائج التالیة:

1- نتائج اختبار الصعوبات العلمیة:

للإجابة عن السؤال الأول "ما مستوى الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة؟" تم حساب المتوسطات، والنسب المئویة لدرجات معلمی الصف الواحد فی کل موضوع من موضوعات الاختبار. علاوة على ذلک، تم حساب المتوسط والنسبة المئویة للصفوف الثلاث ولجمیع الموضوعات کما یتضح من الجدول التالی:

جدول 12

المتوسطات والنسب المئویة لدرجات المعلمین فی اختبار الصعوبات العلمیة

أظهرت نتائج تطبیق اختبار الصعوبات العلمیة أن نسبة تلک الصعوبات وصلت لدى معلمی الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة إلى 43.5% من الدرجة الکلیة للاختبار، وذلک على الرغم من ترکیز الاختبار على الموضوعات الشائع تدریسها فی المرحلة الثانویة، والتی قام المعلمون بتدریسها لسنوات عدیدة. وأشارت النتائج إلى أن معلم الصف الأول الثانوی یعانی من أعلى نسبة صعوبات علمیة والتی بلغت 52%، بینما یعانی معلم الصف الثالث الثانوی من أقل نسبة صعوبات علمیة وهی 27.5%.

ویتضح من النتائج أن الصعوبات العلمیة تزداد لدى المعلم فی الموضوعات التی لا یقوم بتدریسها؛ فتکون أکثر صعوبات معلمی الصف الأول فی موضوعات الفیزیاء الحدیثة بنسبة 83.3%، والکهربیة والمغناطیسیة بنسبة 73.3%، وهی موضوعات یتم تدریسها فی الصف الثالث الثانوی، فی حین تکون أکثر صعوبات معلمی الصف الثالث الثانوی فی موضوع الحرکة الموجیة بنسبة 45.8% والذی یدرس فی الصف الثانی الثانوی. کما أظهرت النتائج أیضا أن أکثر الصعوبات العلمیة کانت فی موضوع الفیزیاء الحدیثة بنسبة وصلت إلى 68.1% یلیها موضوع الکهربیة والمغناطیسیة بنسبة 57.1%، فی حین أن أقل الصعوبات العلمیة کانت فی موضوع خواص المادة بنسبة 19.4% یلیها القوة والحرکة بنسبة 29.2%.

2- نتائج مقیاس التصارع المعرفی:

للإجابة عن السؤال الثانی "ما مستویات التصارع المعرفی لدى طلاب الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة؟" تم معالجة إجابات الطلاب على أقسام المقیاس؛ حیث تضمن القسم الأول السؤال المتعارض الذی یکشف عن تصور المتعلم الخطأ؛ حیث یقوم بالتنبؤ بما سیحدث عند إجراء الحدث المتعارض، کما یقدم تفسیر لهذا التنبؤ، ولقد تم حساب تکرار التفسیرات الخاصة بکل تنبؤ، وکذلک حساب النسب المئویة، کما یتضح من الجدول التالی:

جدول 13

التکرار والنسب المئویة للتفسیرات الخاصة بکل تنبؤ بنتائج الحدث المتعارض

یظهر الجدول السابق ضعف قدرة الطلاب على التنبؤ بما سیحدث عند إجراء العرض العملی؛ حیث تراوحت نسبة الطلاب الذین قدموا تنبؤات خطأ بین 87.7% وذلک فی التجربة الأولی للصف الأول الثانوی، و61.4%، وذلک فی التجربة الثانیة للصف الثالث الثانوی. أما نسبة الطلاب الذین قدموا تفسیرات خطأ أو غیر مکتملة فقد تراوحت نسبتها بین 95.8% وذلک فی التجربة الثانیة للصف الأول الثانوی، و63.5% وذلک فی التجربة الأولى للصف الثالث الثانوی. کما یظهر الجدول أن قدرة الطلاب على التنبؤ الصحیح بنتائج العرض العملی وتفسیرها تکون أقل بالنسبة لطلاب الصف الأول الثانوی، وتتحسن هذه القدرة قلیلا بالنسبة لطلاب الصف الثانی والصف الثالث الثانوی.

وتشیر النتائج إلى أن تقدیم الطالب للتنبؤ الصحیح لا یعنی بالضرورة امتلاکه التفسیر الصحیح، فعلى سبیل المثال نجح 43.6% من الطلاب فی تقدیم تنبؤ صحیح بنتیجة التجربة الأولى للصف الثانی الثانوی إلا أنه لم یتمکن من تقدیم التفسیر الصحیح لهذا التنبؤ سوى 21.8% من الطلاب. واتضح من النتائج وجود أکثر من تفسیر للتنبؤ الواحد، کما أن نسب هذه التفسیرات غیر متساویة، کما یمکن ملاحظة شیوع أحد التصورات على التصورات الأخرى ففی کل تجربة کان هناک تفسیر حصل على أعلى نسبة تکرارات کما فی التفسیر "لأن الکرة A ستسیر فی خط مستقیم بینما الکرة B یوجد فی مسارها منحنیات تقلل من سرعتها." الذی حصل على نسبة 55.5%.

وتم حساب المتوسطات والنسب المئویة لاستجابات الطلاب على بنود القسم الثالث الذی یقیس مستوى التصارع المعرفی لدى الطلاب، وتکون درجة البعد الواحد للتجربة الواحدة تساوی 12 درجة، ودرجة البعد الواحد لکل مقیاس تساوی 24 درجة، وبذلک تکون الدرجة الکلیة للمقیاس المکون من 4 أبعاد تساوی 96 درجة. وقد کانت النتائج على النحو المبین فی الجدول التالی:

جدول 14

المتوسط والنسبة المئویة لاستجابة الطلاب على بنود القسم الثالث "قیاس التصارع المعرفی"

من خلال النتائج المبینة فی الجدول السابق، یتضح أن طلاب الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة یعانون من قدر مرتفع نسبیا من التصارع المعرفی وصل فی مجمله إلى 60.03% وهی نسبة غیر قلیلة خاصة وأنه تم تطبیق المقیاس فی نهایة العام الدراسی، وأظهرت النتائج أن أکثر الطلاب معاناة من التصارع المعرفی هم طلاب الصف الأول الثانوی بنسبة 74.32% ویقل التصارع تدریجیا حتى تصبح نسبته 51.2% لدى طلاب الصف الثالث الثانوی. وبالنسبة لطلاب الصفوف الثلاثة، حصل بعد "الاهتمام" على أعلى نسبة بین أبعاد التصارع المعرفی، والتی وصلت 75.71%، بینما حصل بعد "القلق" على أقل نسبة بین أبعاد التصارع المعرفی، والتی وصلت إلى 44.46%.

وبحساب تکرارات الإجابة عن القسم الرابع تم تحدید نمط استجابة المتعلمین خلال التصارع المعرفی، والذی یتضح من خلال الجدول التالی:

جدول 15

تکرارات ومتوسطات استجابات المتعلمین للحدث المتعارض

تظهر النتائج تباین واضح فی استجابات الطلاب، فبالنسبة للصفوف الثلاثة حصلت استجابة التغییر المفاهیمی على أعلى نسبة، والتی بلغت 33.9% من مجموع الطلاب مما یشیر إلى أن أکثر من ثلث طلاب الصفوف الثلاثة قد تخلى عن معتقداته ومفاهیمه الحالیة وتکون لدیه مفاهیم جدیدة. کما نجحت الأحداث المتعارضة فی تمکین 18.64% من طلاب المرحلة الثانویة من تفسیر نتائج التجربة ضمن المفهوم الصحیح إلا أن الطالب ظل محتفظا بالمفهوم الخطأ داخل بنیته المعرفیة. ولقد حصلت استجابة "التجاهل" على أقل نسبة؛ حیث بلغت 1.33% لطلاب الصفوف الثلاثة وهی قلیلة للغایة.

ومن خلال الجدول یمکن ملاحظة أن مجموع نسب الاستجابات السلبیة وهی التجاهل، والرفض، وعدم التیقن، والاستبعاد، والتعطل قد بلغت 47.46% بینما بلغت نسبة الاستجابتین الإیجابیتین، وهما: التفسیر والتغیر المفاهیمی 52.54%، وهذا یدل إلى أن الحدث المتعارض قد أسهم فی تطویر البنیة المعرفیة للطلاب، ولعل هذا ما یشیر إلى الدور الذی یمکن أن تقوم به المتناقضات والأحداث المتعارضة فی تطویر تدریس الفیزیاء.

3- نتائج اختبار التفکیر المجرد:

للإجابة عن السؤال الثالث "ما مستویات التفکیر المجرد لدى طلاب الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة؟" تم حساب متوسطات درجات الطلاب والنسب المئویة لاختبار التفکیر المجرد ولکافة أبعاده، وذلک کما یتضح فی الجدول التالی:

جدول 16

المتوسطات والنسب المئویة لاختبار التفکیر المجرد ولکافة أبعاده

تشیر نتائج تطبیق اختبار التفکیر المجرد إلى وجود ضعف فی مستوى التفکیر المجرد لدى طلاب المرحلة الثانویة حیث لم تتجاوز النسبة المئویة للمتوسط العام 49.45%، وقد کان هذا الضعف أکثر وضوحا لدى طلاب الصف الأول الثانوی حیث لم تتعدى النسبة المئویة لمتوسط درجاتهم 32.3%. ومن الملاحظ وجود تحسن فی هذه النسبة لدى طلاب الصف الثانی حیث وصلت إلى 56.6%، وازداد تحسن النسبة لدى طلاب الصف الثالث الثانوی حیث وصلت إلى 59.44%. کما أظهرت النتائج أن أکثر المهارات التی یتقنها الطلاب هی مهارة "التفسیر" والتی وصلت نسبتها إلى 55.3%، فی حین أن أقل مهارة یتقنها الطلاب هی مهارة "التجریب" حیث لم تتجاوز 41.98%.

4- العلاقة بین الصعوبات العلمیة والتصارع المعرفی:

للإجابة عن السؤال الرابع "ما العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة والتصارع المعرفی لدى طلابهم؟" تم حساب معامل الارتباط بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء والتصارع المعرفی لدى طلابهم، علاوة على حساب معامل التحدید، ومعامل التحدید المعدل، ومستوى دلالة الارتباط، کما یتضح من الجدول التالی:

جدول 17

معامل الارتباط بین الصعوبات العلمیة والتصارع المعرفی، ومعامل التحدید، ومعامل التحدید المعدل، ومستوى الدلالة

ویتضح من الجدول السابق وجود ارتباط موجب دال إحصائیا بین الصعوبات العلمیة لدى المعلمین والتصارع المعرفی لدى طلابهم عند مستوى 0.01، وبلغ قیمة معامل الارتباط 0.664، وتشیر هذه النتیجة إلى أنه کلما ارتفع مستوى الصعوبات العلمیة التی یعانی منها معلمی الفیزیاء زادت درجة التصارع المعرفی لدى طلابهم، وبذلک تتحقق صحة الفرض الأول والذی ینص على أنه "توجد علاقة ارتباطیة موجبة دالة احصائیا بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء والتصارع المعرفی لدى طلابهم".

وبتربیع معامل الارتباط یتم الحصول على معامل التحدید Coefficient of determination والذی بلغ 0.441 وبلغ معامل التحدید المعدل 0.415، وهذه القیمة لمعامل التحدید المعدل تعنی أن 41.5% من التباین فی التصارع المعرفی الذی یعانی منه الطلاب یمکن تفسیره فی ضوء الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم. ولکی یمکن التنبؤ بالتصارع المعرفی لدى الطلاب بمعلومیة الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم أو العکس تم حساب معادلة الانحدار Regression Equation باستخدام برنامج SPSS، وکانت النتائج على النحو المبین فی الجدول التالی:

جدول 18

متغیرات معادلة الانحدار للعلاقة بین الصعوبات العلمیة والتصارع المعرفی

وتکون الصیغة العامة لمعادلة الانحدار هی:

وبالتعویض عن القیم من الجدول تصبح معادلة الانحدار على النحو التالی:

5- العلاقة بین الصعوبات العلمیة والتفکیر المجرد:

للإجابة عن السؤال الخامس "ما العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة والتفکیر المجرد لدى طلابهم؟" تم حساب معامل الارتباط بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء والتفکیر المجرد لدى طلابهم، علاوة على حساب معامل التحدید، ومعامل التحدید المعدل، ومستوى دلالة الارتباط، کما یتضح من الجدول التالی:

جدول 19

معامل الارتباط بین الصعوبات العلمیة والتفکیر المجرد، ومعامل التحدید، ومعامل التحدید المعدل، ومستوى الدلالة

یتضح من الجدول السابق وجود ارتباط سالب دال إحصائیا بین الصعوبات العلمیة لدى المعلمین والتفکیر المجرد لدى طلابهم عند مستوى 0.01، وبلغ مقدار معامل الارتباط 0.663، وتشیر هذه النتیجة إلى أنه کلما ارتفع مستوى الصعوبات العلمیة التی یعانی منها معلمی الفیزیاء قل مستوى التفکیر المجرد لدى طلابهم، وبذلک تتحقق صحة الفرض الثانی والذی ینص على أنه "توجد علاقة ارتباطیة سالبة دالة إحصائیا بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء والتفکیر المجرد لدى طلابهم".

وبتربیع معامل الارتباط یتم الحصول على معامل التحدید والذی بلغ 0.439، وبلغ معامل التحدید المعدل 0.414، وهذه القیمة لمعامل التحدید المعدل تعنی أن 41.4% من التباین فی التفکیر المجرد لدى الطلاب یمکن تفسیره فی ضوء الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم. ولکی یمکن التنبؤ بالتفکیر المجرد لدى الطلاب بمعلومیة الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم أو العکس تم حساب معادلة الانحدار، وکانت النتائج على النحو التالی:

جدول 20

متغیرات معادلة الانحدار للعلاقة بین الصعوبات العلمیة والتفکیر المجرد

وبالتعویض عن القیم السابقة تصبح معادلة الانحدار على النحو التالی:

6- العلاقة بین التصارع المعرفی والتفکیر المجرد:

للإجابة عن السؤال السادس "ما العلاقة بین التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة وتفکیرهم المجرد؟" تم حساب معامل الارتباط بین التصارع المعرفی والتفکیر المجرد، وکذلک حساب معامل التحدید، ومعامل التحدید المعدل، ومستوى دلالة الارتباط، کما یتضح من الجدول التالی:

جدول 20

معامل الارتباط بین التصارع المعرفی والتفکیر المجرد، ومعامل التحدید، ومعامل التحدید المعدل، ومستوى الدلالة

یتضح من الجدول السابق وجود ارتباط سالب دال إحصائیا بین التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة وتفکیرهم المجرد عند مستوى 0.01، وبلغ مقدار معامل الارتباط 0.989 وهو ارتباط قوی جدا یقترب من الواحد الصحیح، وتشیر هذه النتیجة إلى أنه کلما ارتفع التصارع المعرفی لدى الطلاب کلما قل مستوى التفکیر المجرد لدیهم، وبذلک تتحقق صحة الفرض الثالث والذی ینص على أنه "توجد علاقة ارتباطیة سالبة دالة احصائیا بین التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة وتفکیرهم المجرد". ولکی یمکن التنبؤ بالتفکیر المجرد لدى الطلاب بمعلومیة تصارعهم المعرفی أو العکس تم حساب معادلة الانحدار، وکانت نتائج على النحو المبین فی الجدول التالی:

جدول 21

متغیرات معادلة الانحدار للعلاقة بین التصارع المعرفی والتفکیر المجرد

وبالتعویض عن القیم السابقة تصبح معادلة الانحدار على النحو التالی:

سابعاـ مناقشة النتائج، وتفسیرها:

یتضح من نتائج البحث معاناة معلمی الصفوف الثلاثة بالمرحلة الثانویة من عدد من الصعوبات العلمیة، والتی وصلت نسبتها إلى 43.5% من درجة اختبار الصعوبات العلمیة، وقد یعود وجود هذه النسبة من الصعوبات العلمیة إلى ضعف برامج إعداد معلمی الفیزیاء فی المرحلة الجامعیة، وکذلک ضعف برامج التنمیة المهنیة المقدمة أثناء الخدمة. کما أن توغل معلمی الفیزیاء فی استخدام المعادلات الریاضیة المجردة أثناء تدریس الفیزیاء قد أدى بمرور الوقت إلى ضعف استیعابهم للجانب الکیفی للفیزیاء، وقد یترتب عن ذلک ظهور قصور فی فهم المعلمین لبعض الموضوعات الفیزیائیة. علاوة على ما سبق، فإن خجل بعض المعلمین من مناقشة المشکلات العلمیة التی تواجههم مع أقرانهم وموجهیهم، وکذلک ضعف وعی بعضهم بوجود هذه الصعوبات الأساس نتیجة لامتلاکهم عدد من التصورات الخطأ. وتتفق النتائج السابقة مع ما توصلت إلیه دراسة (Kaltakci-Gurel et al., 2016; Retnawati et al., 2018; Liu & Li, 2017) من إلى أن معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة یعانون من عدد الصعوبات العلمیة التی تعوق تدریسهم للفیزیاء.

کما أظهرت النتائج معاناة معلمی الصف الأول الثانوی من أعلى نسبة صعوبات علمیة، وعلى العکس من ذلک یعانی معلم الصف الثالث الثانوی من أقل نسبة صعوبات علمیة، وقد یرجع ذلک إلى أن معلم الصف الثالث الثانوی عادة ما یکون أکثر خبرة وإلماما بالموضوعات التی یتم تدریسها بالمرحلة الثانویة؛ مما یمکنه من امتلاک نظرة أکثر شمولا لموضوعات الفیزیاء التی یتم تدریسها بالمرحلة الثانویة.

واتضح من خلال النتائج أن الصعوبات العلمیة تزداد لدى المعلم فی الموضوعات التی لا یقوم بتدریسها؛ وقد یعود ذلک إلى أن انغماس المعلم فی تدریس موضوعات معینة قد یؤدی إلى نسیان تفاصیل عدد من الموضوعات التی تدرس فی المراحل الأخرى، وبالتالی تتکون فجوات معرفیة فی فهمه لهذه الموضوعات، ویترتب عن ذلک زیادة الصعوبات التی یعانی منها المعلم فی تلک الموضوعات.

کما ازدادت نسبة الصعوبات فی موضوعات الکهربیة والمغناطیسیة والفیزیاء الحدیثة؛ ویمکن إرجاع ذلک إلى الطبیعة المجردة لتلک الموضوعات، وکذلک تعقد بعض مفاهیمها العلمیة على عکس موضوعات أخرى مثل موضوع خواص المادة والذی حصل على أقل نسبة صعوبات نظرا لأنه یتعامل مع الأشیاء والظواهر المحسوسة فی الحیاة الیومیة.

وبالنسبة لمقیاس التصارع المعرفی، أظهرت النتائج ارتفاع نسبة التنبؤات والتفسیرات الخطأ لنتائج العروض العملیة، ویمکن إرجاع ذلک إلى استقرار التصورات الخطأ داخل البنیة المعرفیة للطلاب، وقد أسهم وجود مثل تلک التصورات إلى توقع نتائج للعروض العملیة تتعارض مع النتائج الحقیقیة لتلک العروض، ویتفق ذلک مع دراسة کل من (محرم وآخرون، 2017؛ Eshach et al., 2018; Ceuppens et al., 2018; Cock et al., 2018) التی توصلت إلى انتشار التصورات الخطأ بین دارسی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة.

ویدل تعدد التفسیرات الخطأ لنتائج کل عرض من العروض العملیة إلى وجود أکثر من تصور خطأ للمفهوم الواحد، ویمکن إرجاع عدم تساوی النسب المئویة لتلک التفسیرات إلى وجود مصادر متعددة تتفاوت فی تأثیرها وإسهامها فی تکوین التصورات الخطأ، کما یمکن تفسیر شیوع أحد التفسیرات الخطأ لدى الطلاب واتفاقهم علیه بنسبة کبیرة إلى أن هناک مصادر للتصورات الخطأ تکون أکثر تأثیرا من باقی المصادر.

وقد یرجع الضعف الواضح لدى طلاب الصف الأول الثانوی فی التنبؤ بنتائج العروض العملیة وتفسیرها إلى أن دراسة طلاب الصف الأول الثانوی لعلم الفیزیاء لا تزال غیر متعمقة وقد تکون سطحیة فی بعض الأحیان، واعتمادهم بشکل کبیر على المشاهدات الحیاتیة التی قد تؤدی إلى تکون تصورات خطأ، واستخدام تلک المشاهدات فی التنبؤ بنتائج العروض العملیة وتفسیرها.

ویمکن تفسیر ارتفاع نسب التصارع المعرفی لدى طلاب المرحلة الثانویة بصورة عامة إلى أن التصورات الخطأ التی یعانی منها هؤلاء الطلاب تتصارع مع المعلومات الجدیدة وتعوق دمجها داخل البنیة المعرفیة، ویمکن تفسیر انخفاض مستویات التصارع لدى طلاب الصف الثانی والثالث إلى أن هؤلاء الطلاب أکثر اهتماما ومیلا لتعلم الفیزیاء خاصة وأنهم التحقوا بالقسم العلمی بناء على رغبتهم الشخصیة، کما یمکن تفسیر ذلک فی ضوء انخفاض مستوى الصعوبات العلمیة التی یعانی منها معلمی الصف الثانی والثالث الثانوی.

ویمکن تفسیر حصول بعد الاهتمام على أعلى نسبة بین أبعاد التصارع المعرفی إلى نجاح العرض العملی فی جذب انتباه الطلاب وترکیزه على الحدث المتعارض، وشعور الطلاب بحالة من الفضول وحب الاستطلاع. کما یدل انخفاض النسبة التی حصل علیها الطلاب فی بعد "القلق" إلى أن إحساس الطلاب بحالة الارتباک وعدم الاتزان نتیجة للعرض کان بنسبة أقل.

ویمکن إرجاع الارتفاع الملحوظ فی استجابة "التغییر المفاهیمی" لدى الطلاب إلى نجاح الحدث المتعارض فی إحداث حالة من عدم الاتزان المعرفی أدت إلى التخلص من التصورات الخطأ فی البنیة المعرفیة للطلاب وتکوین التصورات الصحیحة بدلا منها، ولعل هذا ما یشیر إلى أن الأحداث المتعارضة تعتبر ذات قدرة ملحوظة على تعدیل التصورات الخطأ لدى المتعلمین. علاوة على ما سبق فقد نجح الحدث المتعارض فی مساعدة عدد آخر من المتعلمین فی اکتساب المفهوم الصحیح على الرغم من احتفاظهم بالتصور الخطأ. ویمکن تفسیر حصول "استجابة التجاهل" على أقل نسبة إلى الاهتمام الواضح للطلاب بالحدث المتعارض وأنه أثار انتباههم.

ویمکن تفسیر ضعف مستوى التفکیر المجرد لدى الطلاب إلى إهمال تدریس مهارات التفکیر المجرد، وترکیز اهتمام معظم المعلمین على تلقین المعارف بهدف استرجاعها فی الامتحانات، وعدم بذل مجهود مقصود لتنمیة تلک المهارات، کما یمکن إرجاع التحسن النسبی فی مهارات التفکیر المجرد لدى طلاب الصفوف الأعلى إلى عامل النمو وزیادة القدرات العقلیة لهؤلاء الطلاب، کما یمکن إرجاعها إلى انخفاض مستوى الصعوبات العلمیة التی یعانی منها معلمیهم. وتتفق هذه النتائج من دراسة کل من (العمری، 2013؛ Darwish, 2014) التی توصلت إلى انخفاض قدرة الطلاب على التفکیر المجرد، وأن معظم هؤلاء الطلاب لا یزالون فی مرحلة التفکیر المحسوس.

کما أظهرت النتائج انخفاض کبیر فی عدد من مهارات التفکیر المجرد، مثل: التجریب، والاستنتاج، وفرض الفروض وقد یعود ذلک إلى أنها تعتبر مهارات مرکبة تحتاج إلى تکامل عدد من المهارات الأخرى مما یجعلها أکثر صعوبة وبالتالی تقل قدرة الطلاب على ممارستها.

ویمکن تفسیر وجود ارتباط موجب بین کل من الصعوبات العلمیة لدى المعلمین والتصارع المعرفی لدى طلابهم إلى أن معاناة المعلمین من تلک الصعوبات قد یؤدی إلى تکون عدد من التصورات الخطأ لدى الطلاب، وخاصة أن المعلم یعتبر -فی ظل النظام التعلیمی الحالی- المصدر الرئیسی لتعلم الفیزیاء، وعادة ما یتمتع بدرجة ثقة کبیرة من طلابه، ویسهم ذلک فی جعل تلک التصورات الخطأ أکثر استقرارا داخل دماغ الطلاب، وبالتالی تحدث حالة کبیرة من التصارع المعرفی عند تقدیم مفهوم آخر یتعارض مع هذه التصورات الخطأ. وکلما زادت الصعوبات لدى المعلم زادت التصورات الخطأ لدى طلابه، وبذلک یرتفع مستوى التصارع المعرفی لدى هؤلاء الطلاب. ویمکن تفسیر 41.5% من التباین فی التصارع المعرفی لدى الطلاب فی ضوء الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم. کما یمکن التنبؤ بمستوى التصارع المعرفی بمعلومیة الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم أو العکس باستخدام معادلة الانحدار التی یعبر عنها الرسم البیانی المبین.

ویمکن تفسیر وجود ارتباط سالب بین کل من الصعوبات العلمیة لدى المعلمین والتفکیر المجرد لدى طلابهم إلى أن تلک الصعوبات قد تؤدی إلى تکون تصورات خطأ لدى المتعلمین، وقد سبق تناول ذلک، وهذا یعنی أن المعلومات المتوفرة فی الذاکرة طویلة المدى تصبح متضمنة لعدد من الأخطاء، وتعتبر هذه المعلومات هی المادة الأساسیة للتفکیر، وبالتالی تصبح عائقا یقلل من قدرة المتعلمین على ممارسة مهارات التفکیر المجرد المختلفة، فعلى سبیل المثال یؤدی استدعاء الطالب لمعلومات الخطأ من الذاکرة طویلة المدى واستخدامها فی عملیة التفسیر إلى التوصل إلى تفسیرات غیر صحیحة ومتناقضة مع الواقع مما یصیب المتعلم بحالة من الاضطراب وعدم الثقة، وبالتالی یشعر بالعجز وعدم القدرة على القیام بمهارات التفکیر المجرد. وبناء على ذلک فإن زیادة الصعوبات لدى المعلمین یؤدی إلى انخفاض مستویات التفکیر المجرد لدى طلابهم. ویمکن تفسیر 41.4% من التباین فی التفکیر المجرد الذی یعانی منه الطلاب فی ضوء الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم. کما یمکن التنبؤ بمستوى التفکیر المجرد لدى الطلاب بمعلومیة الصعوبات العلمیة لدى معلمیهم أو العکس باستخدام معادلة الانحدار التی یعبر عنها الرسم البیانی المبین.

ویمکن تفسیر وجود ارتباط سالب قوی جدا بین کل من التصارع المعرفی لدى الطلاب وتفکیرهم المجرد إلى أن حالة التصارع المعرفی تؤدی إلى وجود عبء معرفی زائد على الذاکرة العاملة، ومن المعلوم أن هذه الذاکرة محدودة السعة والتخزین، وبالتالی تکون الذاکرة العاملة غیر قادرة عن القیام بأی معالجات أو عملیات تفکیر أخرى مما یتسبب فی ضعف قدرات المتعلمین على التفکیر المجرد. وبناء على ذلک فإن زیادة التصارع المعرفی لدى الطلاب یؤدی إلى انخفاض مستویات التفکیر المجرد لدیهم. ویمکن التنبؤ بالتفکیر المجرد لدى الطلاب بمعلومیة التصارع المعرفی أو العکس باستخدام معادلة الانحدار التی یعبر عنها الرسم البیانی المبین.

ثامنا- التوصیات والمقترحات:

فی ظل الاهتمام المتزاید بمعلم الفیزیاء باعتباره أحد أهم أرکان نجاح المنهج فی تحقیق أهدافه، والمسئول الأول عن تنفیذه، وفی ظل الاهتمام بالبنیة المعرفیة للمتعلم والدور الکبیر الذی تقوم به فی عملیة التعلم، وفی ضوء النتائج التی تم التوصل إلیها یوصی البحث بضرورة تضمین الصعوبات العلمیة الأکثر شیوعا لدى معلمی الفیزیاء بالمرحلة الثانویة فی برامج الإعداد أثناء المرحلة الجامعیة، وکذلک برامج التنمیة المهنیة المقدمة أثناء الخدمة، مع توجیه مزید من الترکیز على الموضوعات ذات الطبیعة المجردة مثل: الکهربیة والمغناطیسیة والفیزیاء الحدیثة.

کما یوصی البحث بضرورة اهتمام موجهی الفیزیاء بالصعوبات العلمیة التی یعانی منها المعلمین، وتدریبهم على کیفیة التغلب على تلک الصعوبات. وتوجیه معلمی المرحلة الثانویة إلى أهمیة تبادل الخبرات بین المعلمین وبعضهم البعض من خلال مجتمعات التعلم وجلسات العمل التشارکی وفرق العمل بحیث یمکن من خلالها تحقیق استفادة للمعلمین الأقل خبرة فی موضوع معین من زملائهم الأکثر خبرة فی هذا الموضوع. ویوصی البحث أیضا بضرورة بذل جهد مقصود لعلاج الصعوبات العلمیة لدى المعلمین کأحد الطرق الفعالة لخفض مستویات التصارع لدى الطلاب وزیادة قدرتهم على التفکیر المجرد؛ حیث کشف البحث عن وجودة علاقة ارتباطیة موجبة بین الصعوبات العلمیة والتصارع المعرفی، وکذلک وجود علاقة ارتباطیة سالبیة بین الصعوبات العلمیة والتفکیر المجرد.

ونظرا لکون التصورات الخطأ هی السبب الرئیس فی ارتفاع مستوى التصارع المعرفی بین المعلومات الجدیدة وتلک الراسخة فی البنیة المعرفیة، فإن البحث یوصی بضرورة التعمق فی دراسة علم الفیزیاء بدلا من الدراسة السطحیة التی تعتمد على مشاهدات قد تؤدی إلى تکون تلک التصورات الخطأ، وتوجیه مزید من الاهتمام بعلاج التصورات الخطأ لدى الطلاب. مع التأکید على أن تکون الأولویة لطلاب الصف الأول الثانوی نظرا لأنهم أکثر الطلاب معاناة من التصارع المعرفی.

وفی ضوء النتائج التی توصلت إلى أن الأحداث المتعارضة المستخدمة فی هذا البحث قد نجحت بصورة کبیرة فی زیادة اهتمام الطلاب وفضولهم وحب استطلاعهم، وکذلک نجاحها فی تحقیق التغییر المفاهیمی داخل البنیة المعرفیة لعدد من الطلاب، فإن البحث یوصی بضرورة استخدام المتناقضات والأحداث المتعارضة کأحد أهم استراتیجیات تدریس الفیزیاء التی یمکن استخدامها فی تعدیل التصورات الخطأ لدى طلاب المرحلة الثانویة وجذب انتباههم واهتمامهم بعلم الفیزیاء.

کما یؤکد البحث على ضرورة توجیه مزید من الاهتمام بمهارات التفکیر المجرد نظرا لأنها من المهارات الأساسیة لتعلم العلوم بصفة عامة والفیزیاء بصفة خاصة حیث أنها تجعل المتعلمین قادرین على التوصل لتفسیرات علمیة سلیمة للظواهر العلمیة المرتبطة بالمفاهیم العلمیة المختلفة من خلال ربط هذه المفاهیم الجدیدة ببنیتهم المعرفیة ومن ثم تطبیقها فی مواقف حیاتیة جدیدة؛ لذا یوصى البحث بالتأکید علیها فی کافة مراحل تنفیذ المنهج وخاصة أثناء عملیة التدریس والتقویم؛ بحیث یصبح لها نسبة ثابتة من کافة اختبارات الفیزیاء فی المرحلة الثانویة.

وقد توجه النتائج التی تم التوصل إلیها الباحثین إلى إجراء المزید من البحوث المستقبلیة على عینات ومراحل أخرى، ومن الأمثلة على هذه البحوث: الکشف عن الصعوبات العلمیة لدى معلمی الکیمیاء الأحیاء بالمرحلة الثانویة وعلاقتها بالتصارع المعرفی والتفکیر المجرد لدى طلابهم. وإعداد برامج تنمیة مهنیة لعلاج الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء وقیاس فاعلیتها فی خفض التصارع المعرفی وتنمیة التفکیر المجرد لدى طلابهم. ودراسة العلاقة بین الصعوبات العلمیة لدى معلمی الفیزیاء ومتغیرات أخرى، مثل: التحصیل العلمی، والمیل نحو الفیزیاء. وقیاس فاعلیة استراتیجیات ونماذج تدریس مختلفة فی خفض التصارع المعرفی وتنمیة التفکیر المجرد لدى طلاب المرحلة الثانویة. واستخدام الاستراتیجیات التی تستفید من التصارع المعرفی مثل: استراتیجیة المتناقضات فی تنمیة بعض مخرجات التعلم ذات الأهمیة فی تدریس الفیزیاء، مثل: الاندماج فی التعلم، والدافعیة للإنجاز.

المراجــع

أولاً- المراجع العربیة:

أبو جحجوح، یحی محمد (2016). طبیعة علم الفیزیاء وعلاقته بطرائق التدریس لدی معلمی الفیزیاء فی المدارس الثانویة بفلسطین. مجلة جامعة الأقصى، 17(2)، 177- 217.

الجنابی، أحلام حمید (2016). مستوی العلاقة بین فهم طبیعة علم الفیزیاء وطرائق تدریس العلوم لدی مدرسی الفیزیاء فی المرحلة الإعدادیة. مجلة کلیة التربیة الأساسیة للعلوم التربویة والإنسانیة بجامعة بابل، 26، 686-701.

جواد، مهدی محمد (2015). فاعلیة استراتیجیة الأحداث المتناقضة فی التحصیل وتنمیة التفکیر الناقد لدى طلال الصف الرابع العلمی فی مادة الفیزیاء. مجلة کلیة التربیة الأساسیة للعلوم التربویة والإنسانیة-جامعة بابل، 22، 438-472.

الحربی، مروان بن علی (2018). التضارب المعرفی فی الذاکرة العاملة وعلاقته بالوظائف المعرفیة التنفیذیة وسرعة المعالجة العصبیة لدى طلاب وطالبات المرحلتین المتوسطة والثانویة بالمدینة المنورة. مجلة العلوم التربویة بجامعة الإمام محمد بن سعود الإسلامیة، 13، 241-318.

حسن، سوزان محمد (2017). فاعلیة استخدام استراتیجیة التعلم بالعمل (LBDS) فی تنمیة مهارات التفکیر العلیا ومهارات العمل المعملی فی مادة العلوم لدى الطالبات الفائقات بالصف الثانی المتوسط بالسعودیة. مجلة التربیة العلمیة، 20(1)، 153- 194.

الحسنات، مروة حمد (2017). أثر مخططات التعارض المعرفی فی تنمیة مهارات تولید المعلومات فی مادة العلوم لدى طالبات الصف التاسع الأساسی بغزة (رسالة ماجستیر)، کلیة التربیة، الجامعة الإسلامیة بغزة، ثم استرجاعها من https://bit.ly/2oeTyeu

الحطیبى، دینا عبد الحمید (2017). تطویر منهج العلوم للمرحلة الإعدادیة فی ضوء نظریة التعلم القائم على المخ لتنمیة عملیات العلم والخیال العلمی (رسالة دکتوراة غیر منشورة). کلیة تربیة، جامعة عین شمس.

الخطیب، منى فیصل والأشقر، سماح فاروق (2014). أثر استخدام نموذج الاستقصاء القائم على الجدل فی تنمیة مهارات التفکیر العلیا ومستوى الطموح لدى تلمیذات الصف الثالث الإعدادی فی مادة العلوم. مجلة التربیة العلمیة، 4(17)، 73-120.

خلة، أسامة عبد الرحیم (2015). أثر استراتیجیتی التناقض المعرفی وبوسنر فی تعدیل التصورات الخطأ للمفاهیم الفیزیائیة لدى طلاب الصف الثامن الأساسی (رسالة دکتوراه)، کلیة التربیة، الجامعة الإسلامیة بغزة، تم استرجاعها من https://bit.ly/2p531Fy

خلیل، محمد أبو الفتوح (2012). التفکیر (العلمی- الابتکاری- الناقد- عملیات العلم) اسالیب تنمیته وطرق قیاسه. الریاض: دار تربیة الغد.

الربیعی، عباس حسین والموسوی، فاضل عبید ومصطفى، سجا محمد (2015). أثر مخططات التعارض المعرفی فی اکتساب المفاهیم الإحیائیة واستبقائها لدى طالبات الصف الخامس العلمی. مجلة کلیة التربیة الأساسیة للعلوم التربویة والإنسانیة بجامعة بابل، 19، 314-327.

الزغبی، طارق وخلف، محمود (2016). أسالیب معلمی العلوم فی معالجة صعوبات تعلم المفاهیم العلمیة لدی طلاب المرحلة الأساسیة فی ضوء مبادئ التدریس الاستراتیجی. مجلة الجامعة الإسلامیة للدراسات التربویة والنفسیة، 24(2)، 65-83.

سرور، متوکل أحمد (2013). صعوبات تدریس مادة الفیزیاء بالمرحلة الثانویة، محلیة الحصاحیصا، ولایة الجزیرة السودان (رسالة ماجستیر غیر منشورة)، جامعة الجزیرة، السودان.

الشایع، فهد سلیمان (2014). صعوبات حل المسائل الفیزیائیة لدی طلاب مقررات الفیزیاء الأولیة بجامعة الملک سعود. مجلة الدراسات التربویة والنفسیة بجامعة السلطان قابوس، 8(2)، 272-289

الشایع، فهد سلیمان (2018). العوامل المؤدیة إلى تدنی تحصیل طلاب مقررات الفیزیاء الأولیة فی جامعة الملک سعود. مجلة العلوم التربویة بجامعة الملک سعود، 30(1)، 19-50.

شبیب، عادل کامل (2012). تأثیر استراتیجیة مخططات التعارض المعرفی واستراتیجیة اتقان التعلم فی نمو مرحلة التفکیر التجریدی فی ضوء نظریة بیاجیه فی تنمیة مفاهیم الثقافة العلمیة المعاصرة لدى الطلاب. مجلة العلوم التربویة والنفسیة، (90)، 245- 282.

طنطاوی، نسرین عادل (2013). فاعلیة برنامج للتفکیر المجرد لتنمیة مهارة حل المشکلات المجتمعیة لطالبات المرحلة الجامعیة. مجلة دراسات الطفولة، 15(56)، 35- 44.

الظاهری، یحی حمد (2012). صعوبات تدریس الفیزیاء فی المرحلة الثانویة بالمملکة العربیة السعودیة من وجهة نظر المعلمین والطلاب. مجلة دراسات عربیة فی التربیة وعلم النفس، 27(1)، 77-103.

عبابنه، موسی جابر (2017). الصعوبات التی تواجه تدریس الفیزیاء من وجهة نظر معلمی ومشرفی الفیزیاء فی الأردن.  مرکز البحث العلمی بجامعة الجنان، 9، 185-207.

عبد الحمید، أمانی محمد (2018). فاعلیة نموذج دورة التقییم المستمر والتدریس والتعلم فی العلوم SAIL لتنمیة مهارات الاستقصاء العلمی وبعض عادات العقل لدى طلاب المرحلة الإعدادیة. مجلة التربیة العلمیة، 11(4)، 1-46.

العلوانی، محمد دحام (2018). صعوبات تدریس مادة الفیزیاء فی المرحلة الإعدادیة من وجهة نظر المدرسین فی محافظة الأنبار/العراق (رسالة ماجستیر غیر منشورة)، کلیة العلوم التربویة، جامعة الشرق الأوسط، عمان.

العمری، ناعم بن محمد (2013). قیاس التفکیر التجریدی فی ضوء نظریة بیاجیه وعلاقته ببعض المتغیرات لدى الطلاب السعودیین وغیر السعودیین الملتحقین بمعهد اللغة فی جامعة غرب فرجینیا. مجلة جامعة الإمام محمد بن سعود الإسلامیة للعلوم الإنسانیة والاجتماعیة، 28، 195- 254.

محرم، نیفین عبد الحمید وعبد السلام، عبد السلام مصطفى ومختار، إیهاب أحمد (2017). فعالیة استراتیجیة PDEODE البنائیة فی تصویب التصورات الخطأ فی الفیزیاء لدى طلاب المرحلة الثانویة. مجلة کلیة التربیة ببورسعید، 22، 1009-1026.

ملکاوی، آمال رضا والمعمری، راشد بن جمعة (2016). أثر استخدام المحاکاة الحاسوبیة فی تعدیل التصورات الفیزیائیة البدیلة المتعلقة بالحرکة الدوریة لدى طلبة الصف الحادی عشر فی سلطنة عمان. مجلة الدراسات التربویة والنفسیة بسلطنة عمان، 10(2)، 318-338.

نوافلة، ولید حسین والمومنی، أمل رشید وبنی خلف، محمود حسن (2016). المفاهیم البدیلة المتعلقة بمفهومی الحرارة ودرجة الحرارة لدى طلبة تخصص الفیزیاء فی جامعة الیرموک. مجلة دراسات العلوم التربویة، 43(3)، 1442-1423.

یونس، جمال الدین توفیق وکامل، إیمان عبد الفتاح (2016). أثر استخدام الصراع المعرفی فی تصویب التصورات البدیلة للمفاهیم العلمیة فی وحدة "المادة وترکیبها" وتنمیة مهارات التفکیر الناقد لتلامیذ الصف الأول الإعدادی. دراسات عربیة فی التربیة وعلم النفس، 77، 17-64.

ثانیاً: المراجع الأجنبیة:

A’yun, K., Suyono, Poedjiastoeti, S., & Bin-Tahir, S. Z. (2017, August). Reduction of cognitive conflict and learning style impact towards student-teacher’s misconception load. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1868, No. 1, p. 030004). AIP Publishing.‏

Ahmadpour, F., Reid, D., & Reza, M. (2019). Students’ ways of understanding a proof. Mathematical Thinking and Learning, 21(2), 85-104. doi: 10.1080/10986065.2019.1570833 ‏

Akmam, A., Anshari, R., Amir, H., Jalinus, N., & Amran, A. (2018, April). Influence of Learning Strategy of Cognitive Conflict on Student Misconception in Computational Physics Course. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 335, No. 1, p. 012074). IOP Publishing.‏

Alexandron, G., Armoni, M., Gordon, M., & Harel, D. (2014, May). Scenario-based programming: reducing the cognitive load, fostering abstract thinking. In Companion Proceedings of the 36th International Conference on Software Engineering (pp. 311-320). ACM.‏

Antink-Meyer, A., & Meyer, D. Z. (2016). Science teachers’ misconceptions in science and engineering distinctions: Reflections on modern research examples. Journal of Science Teacher Education, 27(6), 625-647. doi:10.1007/ s10972-016-9478-z

Bani-Salameh, H. N. (2017). How persistent are the misconceptions about force and motion held by college students?. Physics Education, 52(1), 1-7.‏ doi: 10.1088/1361-6552/52/1/014003

Basheer, A., Kortam, N., Zahran, N., Hofestein, A., & Hugerat, M. (2018). Misconceptions among middle school students regarding the conservation of mass during combustion. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(7), 3109-3122.‏ doi: 10.29333/ejmste/91664

Bazzy, J. D., Smith, A. R., & Harrison, T. (2019). The impact of abstract thinking on entrepreneurial intentions. International Journal of Entrepreneurial Behavior & Research, 25(2), 323-337.

Böttcher, A., Schlier Kamp, K., Thurner, V., & Zehetmeier, D. (2016). Teaching abstraction. 2nd International Conference on Higher Education Advances, HEAd’16. Valencia, University of Polytechnic, 357-364. doi: 10.4995/HEAd16.2016.2770

Budiman, Z. B., Halim, L., Meerah, S. M., & Osman, K. (2014). The effects of cognitive conflict management on cognitive development and science achievement. International Journal of Science and Mathematics Education, 12(5), 1169-1195.‏ doi: 10.1007/s10763-013-9460-6

Cañas, A. J., Reiska, P., & Möllits, A. (2017). Developing higher-order thinking skills with concept mapping: A case of pedagogic frailty. Knowledge Management & E-Learning, 9(3), 348.‏ doi: 10.34105/j.kmel.2017.09.021

Ceuppens, S., Deprez, J., Dehaene, W., & De Cock, M. (2018). Tackling misconceptions in geometrical optics. Physics Education, 53(4), 1-10. doi: 10.1088/1361-6552/aac604 ‏

Chow, T. C., & Treagust, D. (2013). An intervention study using cognitive conflict to foster conceptual change. Journal of Science and Mathematics Education in Southeast Asia, 36(1), 44-64.‏

Darwish, A. (2014). The abstract thinking levels of science- education students in Gaza universities, Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 15(2) ,1-24.

De Cock, M., Steegen, A., & Hasendonckx, F. (2018). Can an interactive learning path on a tablet PC counter misconceptions on the formation of clouds and wind?. Review of International Geographical Education Online (RIGEO), 8(1), 53.‏

Ducharme, M. & Hall, H. (2017). Concrete Vs. Abstract thinking in the world of development. Retrieved from https://bit.ly/2oZUIuv

Ekici, E. (2016). " Why Do I Slog through the Physics?" Understanding high school students' difficulties in learning physics. Journal of Education and Practice, 7(7), 95-107.‏

Erman, E. (2017). Factors contributing to students’ misconceptions in learning covalent bonds. Journal of Research in Science Teaching, 54(4), 520-537.‏ doi: 10.1002/tea.21375

Eshach, H., Lin, T. C., & Tsai, C. C. (2018). Misconception of sound and conceptual change: A cross‐sectional study on students' materialistic thinking of sound. Journal of Research in Science Teaching, 55(5), 664-684.‏ doi: 10.1002/tea.21435

Friedli, M., & Meier, B. (2017, March). Cognitive conflicts hurt memory.‏ In: 59th Conference of Experimental Psychologists - Tagung experimentell arbeitender Pschologen (TeaP) 2017. Dresden, Germany.

Gudyanga, E., & Madambi, T. (2014). Pedagogics of chemical bonding in Chemistry; perspectives and potential for progress: The case of Zimbabwe secondary education. International Journal of Secondary Education, 2(1), 11-19.‏ doi: 10.11648/j.ijsedu.20140201.13

Heimbuch, S., & Bodemer, D. (2017). Controversy awareness on evidence-led discussions as guidance for students in wiki-based learning. The Internet and Higher Education, 33, 1-14.‏ doi: 10.31234/osf.io/57wap

Hoidn, S. (2017). Constructivist foundations and common design principles of student-centered learning environments. In Student-Centered Learning Environments in Higher Education Classrooms (pp. 23-103). New York: Palgrave Macmillan.

Kaltakci-Gurel, D., Eryilmaz, A., & McDermott, L. C. (2016). Identifying pre-service physics teachers’ misconceptions and conceptual difficulties about geometrical optics. European Journal of Physics, 37(4), 1-30. doi: 10.1088/0143-0807/37/4/045705

Kapici, H. O. & Akcay H. (2017). Particulate nature of matter misconceptions held by middle and high school students in Turkey. European Journal of Education Studies, 2(8), 43-58. doi; 10.5281/zenodo.163547

Kiliçoğlu, E., & Kaplan, A. (2019). An examination of middle school 7th grade students’ mathematical abstraction processes. Journal of Computer and Education Research, 7(13), 233-256.‏

Korur, F. (2015). Exploring seventh-grade students' and pre-service science teachers' misconceptions in astronomical concepts. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 11(5), 1041–1060. Doi. 10.12973/eurasia.2015.1373a

Lee, G., & Byun, T. (2012). An explanation for the difficulty of leading conceptual change using a counterintuitive demonstration: The relationship between cognitive conflict and responses. Research in Science Education, 42, 943–965.

Lee, G., & Yi, J. (2013). Where cognitive conflict arises from?: The structure of creating cognitive conflict. International Journal of Science and Mathematics Education, 11(3), 601-623.‏

Lemma, A. (2013). A diagnostic assessment of eighth grade students’ and their teachers’ misconceptions about basic chemical concepts. African Journal of Chemical Education, 3(1), 39-59.‏

Liu, E., & Li, M. (2017). Enhancing science teacher professional development: lessons from a study of misconceptions of junior secondary biology teachers. In Chinese Science Education in the 21st Century: Policy, Practice, and Research (pp. 401-412). Springer, Dordrecht.‏

Low, D., & Wilson, K. (2017). Weight, the normal force and Newton's third law: Dislodging a deeply embedded misconception. Teaching Science, 63(2), 17-26.

McBride, D. L. (2012, February). Student views of similarity between math and physics problems. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1413, No. 1, pp. 275-278). AIP.‏ doi: doi.org/10.1063/1.3680048

Mehmetlioğlu, D. (2014). Misconceptions of elementary school students about comparing decimal numbers. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 152, 569-574.‏ doi: 10.1016/j.sbspro.2014.09.245

Mufit, F., Festiyed, F., Fauzan, A., & Lufri, L. (2018, April). Impact of learning model based on cognitive conflict toward student’s conceptual understanding. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 335, No. 1, p. 012072). IOP Publishing. doi: 10.1088/1757-899x/335/1/012072

Oliver, M., & Venville, G. (2017). Bringing CASE in from the cold: the teaching and learning of thinking. Research in Science Education, 47(1), 49-66.‏ doi: 10.1007/s11165-015-9489-3

Oon, P. T., & Subramaniam, R. (2013). Factors influencing Singapore students' choice of Physics as a tertiary field of study: A Rasch analysis. International Journal of Science Education, 35(1), 86-118.‏ doi: 10.1080/09500693.2012.718098

 Redish, E. F. (2015, August). Problem solving and the use of math in physics courses. Paper presented at World View on Physics Education: Focusing on Change, India: Delhi.

Retnawati, H., Arlinwibowo, J., Wulandari, N. F., & Pradani, R. G. (2018). Teachers' difficulties And Strategies In Physics Teaching And Learning That Applying Mathematics. Journal of Baltic Science Education, 17(1), 120- 135.

Sadowska, M., & Kamińska, A. (2010). Problems in teaching physics in primary and secondary school, as seen by young Polish she-teachers. In Proceedings of selected papers of the GIREPICPE-MPTL International conference (pp. 180-185).‏

Şahin, E., & Yağbasan, R. (2012). Determining which introductory physics topics pre-service physics teachers have difficulty understanding and what accounts for these difficulties. European Journal of Physics, 33(2), 315-325. doi: 10.1088/0143-0807/33/2/315

Shahbari, J. A., & Peled, I. (2015). Resolving cognitive conflict in a realistic situation with modeling characteristics: Coping with a changing reference in fractions. International Journal of Science and Mathematics Education, 13(4), 891-907.‏ doi: 10.1007/s10763-014-9509-1

Singer, P. J. T. (2018). The learning effects of combining Peer Instruction with a cognitive conflict strategy (Master's thesis).‏ Utrecht University, Netherlands.

Statter, D., & Armoni, M. (2016, October). Teaching abstract thinking in introduction to computer science for 7th graders. In Proceedings of the 11th Workshop in Primary and Secondary Computing Education (pp. 80-83). ACM.‏ doi: 10.1145/2978249.2978261

To, J., & Liu, Y. (2018). Using peer and teacher-student exemplar dialogues to unpack assessment standards: challenges and possibilities. Assessment & Evaluation in Higher Education, 43(3), 449-460.‏ doi: 10.1080/02602938.2017.1356907

Tumonis, W. (2016). Why abstract representations enhance creative thinking. Retrieved from https://bit.ly/2p7q9Dm

Ünlü Yavas, P., & Kizilcik, H. S. (2016). Pre-Service physics teachers' difficulties in understanding special relativity topics. European Journal of Physics Education, 7(1), 13-24.‏ ‏

Velasquez, K., (2013) Stimulation of reasoning and cognitive development of students of English at Cocle University. G. Project, College of Humanity, University of Panama.

Vosniadou, S., & Skopeliti, I. (2017). Is it the Earth that turns or the Sun that goes behind the mountains? Students’ misconceptions about the day/night cycle after reading a science text. International Journal of Science Education, 39(15), 2027-2051.‏

Yates, T. B., & Marek, E. A. (2014). Teachers teaching misconceptions: a study of factors contributing to high school biology students’ acquisition of biological evolution-related misconceptions. Evolution: Education & Outreach, 7(1), 1-18. doi:10.1186/s12052-014-0007-2