دور التجربة في عملية التعلم لدى التلميذ في درس الفيزياء

مقدمــة 
إلى الدور الذي تلعبه التجربة بصفة عامة في درس الفيزياء و كنا قد رأينا بأن إنجاز التجربة في درس الفيزياء يأخذ أشكالا ( أنماطا) مختلفة : التجربة التوضيحية ـ تجربة التلميذ ـ الأعمال المخبرية ـ التجربة النموذجية (النمذجة) ـ التجربة التحفيزية ـ التجربة باستعمال الحاسوب …
و في هذا الموضوع سنركز على الأنماط الأكثر شيوعا و استعمالا في عملية التعلم:
1 التجربة التوضيحية
2 تجربة التلميذ
3 الأعمال المخبرية
إن للتجربة في درس الفيزياء بصفة عامة دور أساسي ،خاصة عندما يتعلق الأمر بالجانب التعليمي ـ المنهجي،و عليه للتجربة في الفيزياء معنيين أساسيين:
المعنى الأول : التجربة العلمية.

المعنى الثاني : التجربة المدرسية
لقد تعرضنا فيما سبق إلى كيفية استعمال التجربة الفيزيائية كهدف نظري الذي ينتج من الملاحظة و كمصدر لاكتساب المعارف.و أخيرا كاختيار للفرضيات ،أي أن التجربة تعتبر حلقة وصل بين الحقيقة (الواقع) و النظرية ، أي بين النظرية و التطبيق العملي.
إلا أن السؤال المطروح هنا هو: هل نبدأ في درس الفيزياء بالنظرية ثم ننتقل إلى التطبيق العملي أو العكس ؟
للإجابة على هذا السؤال المطروح ينبغي أن نتعرض في هذا الموضوع بالتفصيل إلى ماهية التجربة العلمية أولا ثم ما المقصود بالتجربة المدرسية و الاختلاف بين المعنيين أي بين التجربة العلمية والتجربة المدرسية ،كونها ذات صلة بدروس الفيزياء ، و لهذا سنركز  في دراستنا على التجربة المدرسية.

2 مفهوم التجربة المدرسية
إن التجربة المدرسية تعني التجربة التي تنجز من طرف المعلم أو من طرف التلميذ أو منهما معا (بغرض) اختبار فرضيات (مقولات، تصورات) التلاميذ، أو لحل بعض الإشكاليات التي تستمد من حياة التلميذ اليومية في درس الفيزياء.
و بالتالي الدور الذي تلعبه التجربة الفيزيائية في عملتي التعليم و التعلم ، قصد تربية التلميذ و تدريبه على التجريب. و عليه فاكتساب المعارف في درس الفيزياء يعتمد و يتعلق بصفة خاصة بالتجربة، التي تكوِّن مركز إهتمام التلميذ في هذه العملية (عملية اكتساب المعارف)،لكي يتمكن التلميذ من الوصول إلى نتائج علمية تترجم مجموعة من المفاهيم و المصطلحات العلمية التي ينبغي اكتسابها من درس الفيزياء و لكي يتم اكتساب المفاهيم و المصطلحات العلمية، بكيفية صحيحة و سليمة ينبغي أن نأخذ بعين الاعتبار ،مستويات تدرج معنى المفهوم العلمي و تطوره بالنسبة لنمو التلميذ ، لأن تقديم المفاهيم في درس الفيزياء مرتبط أشد الارتباط بالنمو وكذا بالإدراك عند التلميذ ، و كذلك المفاهيم الفيزيائية غير قابلة بأن تحدد بواسطة عمل التفكير الذهني لوحده، بل تحتاج يحديدها إلى وسيلة أخرى تتمثل في التجربة، أي أنه لا يوجد لهذا التحديدأي تحديد المفاهيم الفيزيائية في درس الفيزياء إلا وسيلة واحدة : هي التوجه إلى الطبيعة و مسائلهتا بواسطة التجارب الكثيرة  و المتنوعة، ثم مقارنة نتائج هذه التجارب مع بعضها و ترجمتها في صيغ و قوانين بسيطة تشكل أداة العمل للنظرية الفيزيائية في درس الفيزياء.
و بالتالي تمكن التجربة المدرسية  التلميذ أيضا من إيجاد العلاقة الصحيحة بين الأشياء الحقيقية و المفاهيم النظرية مثلها مثل التجربة العلمية، التي تشكل همزة وصل بين الحقيقية و النظرية ، أي بين المجال النظري و المجال التجريبي العملي و الأمثلة على ذلك كثيرة : منها التيار المائي كنموذج للتيار الكهربائي ، نموذج الشعاع الضوئي، نموذج الذرة … و على هذا الأساس ينبغي أن تناسب التجربة المدرسية حياة التلميذ و وسطه المعيشي لكي تحظى باهتماماته، و عليه فهي (التجربة المدرسية) تمتاز أيضا بالدقة مثل التجربة العلمية ، إلا أن لها طابع تعليمي ـ منهجي، لكي يكون لها نوع من التأثير على تحفيز التلميذ و تنشيطه في عملية التعلم.

2-1 مميّزات التجربة المدرسية
للتجربة المدرسية صفات تُميّزها عن التجربة العلمية :
& تتمتع التجربة المدرسية من الناحية الفيزيائية بالمعنى النظري للمفاهيم ، أي لا ينبغي أن تُجرَّد المفاهيم المستنتجة من التجربة من معناها العلمي ـ الفيزيائي .
&   تستعمل التجربة المدرسية في كل مراحل الدرس إذا اقتضت ذلك العملية التعلمية.
& تساهم التجربة المدرسية في تقديم المعارف و تثبيتها في الدرس ، و كذا في تحفيز التلاميذ ، و خاصة عندما ننتقل في الدرس من مستوى معرفي إلى مستوى معرفي أعلى  أي تمثل أهم عنصر في سير درس الفيزياء. 
& التجربة المدرسية لها مظهر (طابع) تعليمي منهجي في كل مرحلة من مراحل سير الدرس.
& التجربة المدرسية هي الجزء الأساسي في عملية التجريب في العملية التعلمية ، لكي تخدم تثبيت النتائج النظرية المكتسبة في درس الفيزياء .
& التجربة المدرسية تساهم في مراجعة المعارف الفيزيائية و تثبيتها و تنظيمها في عملية التعلم لدى التلميذ.
& التجربة المدرسية تكوِّن عند التلميذ الاهتمام ببعض التركيبات التقنية المتداولة في حياته اليومية.
& يتعود التلميذ في التجربة المدرسية على بعض العمليات مثل : القياس ، التحليل، التركيب، تنظيم و ترتيب أجهزة التجريب، دراسة النتائج و تعليلها و كما يتربى على العمل الجماعي و الشعور بالمسؤولية. 

2-2 وظيفة التجربة المدرسية
يُفهم مما سبق بأن التجربة المدرسية تلعب دورا أساسيا أثناء تدريس الفيزياء ، و عليه فهي تُكوِّن عند التلميذ قوة التخيل و التبصُّر اتجاه الظواهر الطبيعية و الحوادث الفيزيائية ، حتى  لا يكتسب التلميذ باستعمال التجربة في الدرس المعلومات و المعارف فقط، بل يكتسب أيضا القدرات و المهارات أثناء إجراء عملية القياس و أثناء تعامله مع مختلف أجهزة التجريب . فهي(التجربة المدرسية) تخدم في درس الفيزياء عمليات كثيرة منها.

	التدرب على عملية التجريب .
	الوصف و التفسير و التعليل.
	بناء التجربة أو تطويرها لتلبية وظيفة ما أو حل إشكالية ما في درس       الفيزياء.

تقييم معارف التلميذ و مراجعة مهاراتهم التجريبية.

 فالتجربة المدرسية إذن لها عدة وظائف سواء في درس الفيزياء أو في تدريس الفيزياء في حد ذاته. أي توصل التلميذ بالفعل إلى البرهنة على صدق الفرضيات أو تفنيدها ، فهي بذلك تمكنه من الوصول إلى نتائج حقيقية.
و عليه فالتجربة المدرسية تخدم مختلف العمليات في عملتي التعليم /التعلم مثل:
التأمل، الوصف، التفسير، التعليل، التصميم، وضع الخطط، التطوير ، إلى جانب القدرات و المهارات و الكفاءات أثناء التعامل مع أجهزة التجريب المختلفة ، التي تخدم تصميم و بناء و إنجاز التجربة في درس الفيزياء .
و في الأخير تخدم (تساعد) التجربة المدرسية في الدرجة الأولى تقديم المعارف الجديدة ، التي تتمثل في المصطلحات و القوانين الفيزيائية ، التي يسعى إليها درس الفيزياء باستعمال التجربة.

2 -3 التجربة المدرسية و شخصية التلميذ
للتجربة المدرسية دور أساسي في تطوير و تنمية شخصية التلميذ، و هذا ليس في درس الفيزياء فقط، بل أيضا في دروس المواد العلمية الأخرى: الكيمياء، البيولوجيا، التقني/التكنولوجي. و لكي تحقق التجربة المدرسية هذا المسعى ينبغي أن تتصف بمجموعة من المميِّزات:

Å	الشمولية أي أن التجربة المدرسية تشجِّع التلميذ على اكتساب معارف أوسع و أشمل تساعده على تطوير شخصيته، لأن كما هو معروف نمو المعارف و تطورها وفق المستويات المختلفة لنمو التلميذ و تطوره يعتبر من الأسباب التي تؤثر في تطوير شخصية التلميذ .
Å	التطور العلمي للقدرات و المهارات لدى التلميذ أثناء عملية التجريب.
Å	أخذ الأمثلة و النماذج من خبرات التلميذ من الحياة اليومية، لكي نربطه بالعادات الثقافية و الاجتماعية السائدة في محيطه خاصة و مجتمعه عموما، لأن تطور شخصية التلميذ ذات علاقة بالمحيط المعيشي له.
Å	التجربة المدرسية تساعد التلميذ على التزوّد بأسس علمية ذات طابع ثقافي و اجتماعي تؤهله على الاندماج في الحياة العملية ، عندها تساهم هذه الأسس فعلا في تطوير شخصية التلميذ .
و حتى تقوم التجربة المدرسية بهذا الدور (تطوير شخصية التلميذ) ينبغي أن تتوفر (التجربة المدرسية) على مجموعة من الشروط.
P	أن تكون التجربة المدرسية صالحة لشرح و توضيح الظواهر/ الحوادث في الدرس فيزيائيا.
P	أن تُوظَّف التجربة المدرسية للبحث في العلاقات و المتغيِّرات المختلفة التي تتوقف عليها ظاهرة أو حادثة ما في الدرس.
P	أن تكون التجربة المدرسية صالحة لإثبات الفرضيات و المقولات أ, تفنيدها.

أي أن التجربة المدرسية بهذه الشروط ستؤدي لا محالة دورها التعليمي - المنهجي في درس الفيزياء. و أخيرا قبل التطرق إلى الأنماط الأساسية للتجربة المدرسية في درس الفيزياء نشير إلى  الفرق بين التجربة المدرسية والتجربة العلمية.

2-4 أنواع (أنماط) التجربة المدرسية
إن الوصول بالتلميذ إلى إنجاز التجربة بنفسه في درس الفيزياء بنشاط و حركية ، يعتبر من أهم مكتسبات العملية التعليمية /التعلمية ، أي أن التلميذ ينبغي أن يشارك في كل مرحلة من مراحل الدرس في إنجاز التجربة بشكل مباشر ( يُنجزها بنفسه) أو غير مباشر (ينجزها مع الأستاذ)، و عليه لتحديد نوع التجربة التي سننجزها في درس الفيزياء ينبغي أن نعرف أولا :
ما هي الاشكاليات التي سنبحثها أثناء عملية التجريب؟
و ما هو نوع التجهيز الذي سنحتاج إليه؟
و ما هي نوع القياسات و العمليات التي سننجزها في هذه العملية (عملية التجريب)؟
و ذلك حتى نستطيع أن نتعرف على نوع أو نمط التجربة التي سنقوم بإنجازها في درس الفيزياء ، لأن نوع التجربة يتعلق فعلا بهذه الخطوات الأولية التي تسمح للأستاذ بمعرفة نوع التجربة التي يمكن القيام بها و تقديمها للتلميذ.
أي يمكن القول بأن التجارب المدرسية الفيزيائية تتمثل في:
أ‌) توضيح الظواهر /الحوادث الفيزيائية (وصف-تفسير- تعليل) من طرف الأستاذ أمام أعين التلاميذ.
ب‌) تعلُّم التلميذ كيف يُنجز التجربة بنفسه ، بتوجيه من الأستاذ.
جـ)إنجاز التلاميذ  للتجارب في أفواج بأنفسهم باتباع وثيقة الإنجاز المقترحة و المقدمة من طرف الأستاذ. و من هنا يمكن أن نقسِّم التجربة المدرسية إلى ثلاثة أنواع أساسية:
1- التجربة التوضيحية.
2- تجربة التلميذ.
3- التجارب في إطار الأعمال المخبرية.

2-4-1 التجربة التوضيحية
كنا قد أشرنا في موضوع " اعتماد التجربة في درس الفيزياء" إلى مفهوم التجربة التوضيحية ، دون التعرض إلى الدراسة التفصيلية.
باختصار التجربة التوضيحية هي التجربة أو التجارب التي يقوم بها الأستاذ أمام التلاميذ ، و دور التلميذ هنا يكمن في المشاركة و الإجابة عن التساؤلات التي يطرحها الأستاذ لا غير.
و لهذا أثناء إنجاز التجربة التوضيحية يتعلم التلميذ كيف يضع خطة لإنجاز التجربة، و كيف يصمم بناءا أو تركيبا للتجربة، و كيف يستعمل الأجهزة و الأدوات ، كما يتعلم إجراء عملية و استغلال نتائج التجربة، و بالتالي يتمكن الأستاذ عن طريق التجربة التوضيحية أن يوضح الأشياء المعقدة، و كذا تثبيت المعارف القبلية و إلغاء التصورات الخاطئة.
و قد تكون التجربة التوضيحية كيفية أو كمية مثال على ذلك "إيجاد عبارة التسارع على المستوي المائل" في القسم النهائي أو "دراسة أثار التيار الكهربائي " في السنة أولى ثانوي أو " تعيين محصلة القوى المتلاقية" … ينبغي أن تقدم التجربة التوضيحية بتركيب (بناء) تجهيزي كبير، حتى يمكن مشاهدتها من طرف كل تلاميذ القسم، و قد يحتاج الأستاذ أيضا إلى طاولة التجريب كبيرة نوعا ما.

×       وظائف ( مهام ) التجربة التوضيحية

&   تستعمل التجربة التوضيحية لجمع أكبر عدد من المعلومات و المعارف، مثلا تجربة توضيحية لشيء مجرد يتطلب النموذج (النمذجة)  نموذج الذرة.

&       تستخدم لاختبار صحة النتائج النظرية عمليا (مخبريا) في الدرس.

&        تستعمل لوصف و تفسير مبدأ عمل (تشغيل) بعض الأجهزة التقنية في الدرس.

&     تستخدم في فهم طبيعة و جوهر بعض النظريات الفيزيائية و استخداماتها (تطبيقاتها) في الحياة العملية .

 تسهل التجربة التوضيحية في درس الفيزياء اكتساب أكبر عدد من المعلومات و المعارف في أقصر فترة زمنية، كما تسمح بالوصول إلى أحسن و أعلى فعالية للدرس و أكثر نشاط و حركية للتلاميذ.

2-4-2   تجربة التلميذ

تجربة التلميذ هي التي ينجزها التلميذ بنفسه في درس الفيزياء أو في بعض الأحيان في الأعمال المخبرية . أي في هذا النوع من التجربة المدرسية ينبغي على التلميذ أن يقوم بكل الخطوات التي تتعلق بإنجاز التجربة بنفسه ، و بتوجيه من الأستاذ ، و الأستاذ هنا يلعب دور الموجه.

يستطيع التلميذ بهذه التجربة أن يتأكد من قانون أو مبدإ فيزيائي قدِّم أو عرِض عليه في التجربة التوضيحية بنفسه.

إنجاز التجربة من طرف تلميذ واحد (فوج صغير من التلاميذ) في درس الفيزياء، لحل كثير من الإشكاليات بالاعتماد على نفسه في إنجاز كل مراحل التجربة.

التحضير، التصميم (التخطيط)، بناء التجربة، الإنجاز، أخذ القياسات، دراسة النتائج.

و عليه فالعمل الذهني –اليدوي في هذا النوع من التجارب يكون من طرف التلاميذ أنفسهم.

وظـائـف و مـهـام تـجـربـة الـتلـمـيذ

*  تستخدم للإجابة عن بعض انشغالات التلميذ و ميوله حول الظواهر / الحوادث الفيزيائية في الدرس.

*  تستخدم  لتوظيف معارف التلميذ في وصف و تفسير و تعليل الظواهر / الحوادث الفيزيائية.

*  تتطلب نشاط التلاميذ  لحل بعض الإشكاليات بإتباع المسعى العلمي.

*  تستخدم لاكتشاف الرغبة في البحث عن المعرفة لدى التلاميذ.

*  تُكْسِبُ التلاميذ بالإضافة إلى المعارف الإتقان و القدرات و المهارات.

*  تساهم في تطور و نمو شخصية التلميذ.

   المشاكل التي تظهر أثناء استعمال تـجـربـة الـتلـمـيذ

من أهم المشاكل التي تترتب على إنجاز تجربة التلميذ:

@   تحتاج إلى فترة زمنية طويلة نوعا ما قد تؤثر سلبا علىسير مراحل الدرس.

وهذا يعرقل خصوصا الجانب التعليمي المنهجي لإنجاز هذا النوع من التجارب ، مثل تصميم التجربة ، تحضير الأجهزة و الأدوات و كذا التأكد من تشغيلها قبل الإنجاز.

@   يحتاج الأستاذ إلى وقت كاف لتوزيع الأجهزة و الأدوات على أفواج التلاميذ في الدرس (فوجين أو ثلاثة أفواج على الأكثر) ثم بناؤها وفق الإشكالية التي تتطلبها هذه التجربة ، وذلك لحل هذه الإشكالية بإتباع المسعى العلمي ، ثم أيضا الفترة الزمنية التي يحتاجها الأستاذ لجمع الأجهزة و الأدوات .

@   لتفادي الضياع في الوقت ينبغي التحكم في إنجاز التجربة من طرف الأستاذ ، لأن دوره هنا لا يتعدى التنشيط و التوجيه فقط.

@   المشكل الثاني الذي لا يقل أهمية هو كثرة التلاميذ في القسم ، أين يصعب على الأستاذ القيام بدور الموجه و المنشط.

@  و المشكل الثالث قد يرجع إلى عدم خبرة الأستاذ  و تعوده على العمل بمثل هذا النوع من التجارب ،لأنه قليلا ما يعتمد الأستاذ هذا النوع من التجارب في الدرس ،بل يقتصر استعمالها فقط في الأعمال المخبرية،

 يعتبر إنجاز تجربة التلميذ في الدرس ذو أهمية إذا عرف الأستاذ كيف يتعامل معها من حيث الوقت و عدد التلاميذ بـالمقارنة مع التجربة التوضيحية

2-4-3 الأعمال المخبرية
في هذه الحالة يشتغل التلاميذ في مجموعات على تجارب مختلفة أو متشابهة ، أي أنه يمكن لأي مجموعة (فوج أن يعالج موضوعا واحدا بعدة تجارب ، أو مواضيع مختلفة بتجارب مختلفة ، أي كل مجموعة (فوج تقوم بإنجاز تجربة خاصة بها ، و الأستاذ هنا أيضا يلعب دور المساعد ، وذلك بتقديم التوجيهات و إعطاء الملاحظات و الإجابة عن بعض التساؤلات التي لها علاقة بسير التجربة ، إذا تعذّر ذلك على التلاميذ.
و بالتالي تقوم كل مجموعة من التلاميذ بتنفيذ الخطوات العملية المدرجة في بطاقة الأعمال المخبرية ـ يمكن إدراجه على شكل عمل إنجازي ـ"protocolle ".
في الأعمال المخبرية يقوم التلاميذ بحل المشكلات تجريبيا أي باستعمال الطريقة التجريبية ، مع إعطاء كل الحرية لكل فوج من التلاميذ لاختيار و انتقاء الأجهزة و الأدوات المناسبة لإنجاز و تحقيق التجارب في الأعمال المخبرية بأنفسهم ، لكي يشعر التلميذ في المجموعة بأنه باحث، و يتمكن من إبداء رأيه في اختيار الوسائل و كيفية استعمالها و مناقشة النتائج المتحصل عليها و إقناع زملائه ، و هذا ما يجعله يحس بأنه يعمل بنفسه بكل نشاط و حركية ، لكي يتمكن من التعلم بنفسه، و كما يتمكن من اكتساب بعض الصفات مثل : المثابرة و المهارات اليدوية و الشعور بالمسؤولية و التعود على العمل في إطار الجماعة.
و عليه يمتاز سير الأعمال المخبرية بما يلي:

	يُمكن للتلاميذ تحضير الإشكاليات التي ينبغي معالجتها تجريبيا قبل المجيء إلى المخبر.
	تحضير البطاقة الإنجازية من طرف المجموعات من الناحية النظرية ، أي إشراك التلاميذ في تحضير البطاقة الإنجازية.
	إجراء القياسات و استخراج النتائج و معالجتها ، رسم المخططات.
	يتمكن التلميذ من استخدام الأجهزة و الأدوات الموجودة في المخبربعقلانية عندها يتمكن التلاميذ من مراجعة و مراقبة أعمالهم بأنفسهم.