إطار عمل العلوم في دراسة البرنامج الدولي لتقييم الطلبة PISA 2025

الإنجاز الثقافي للعلوم هو مجموعة من النظريات التفسيرية التي غيرت فهمنا للعالم الطبيعي. وبالتالي فإن الكفاءة في تفسير الظواهر التي تحدث في العالم المادي تعتمد على معرفة هذه الأفكار الرئيسية للعلم.

يحتاج الطلبة إلى إدراك وانتاج وتطبيق وتقييم التفسيرات والحلول لمجموعة من الظواهر والمشاكل الطبيعية والتقنية، بإظهار القدرة على: 

• استدعاء المعرفة العلمية المناسبة وتطبيقها.
• استخدام نماذج مختلفة من التمثيلات والتنقل بينها.
• وضع التوقعات، والحلول العلمية المناسبة وتبريرها.
• تحديد النماذج، وبناؤها وتقييمها.
• التعرف على الافتراضات التفسيرية للظواهر في العالم المادي وتطويرها
• شرح الآثار المحتملة للمعرفة العلمية على المجتمع

ومع ذلك ، فإن بناء تفسيرات للظواهر العلمية والتقنية والبيئية يتطلب أكثر من القدرة على استدعاء واستخدام النظريات والأفكار التفسيرية والمعلومات والحقائق (معرفة المحتوى). ويتطلب تقديم التفسير العلمي أيضًا فهمًا لكيفية اشتقاق هذه المعرفة ومستوى الثقة التي قد نحتفظ بها بشأن أية ادعاءات علمية. ولهذه الكفاءة، يحتاج الفرد إلى معرفة الإجراءات والممارسات القياسية المستخدمة في البحث العلمي للحصول على هذه المعرفة (المعرفة الإجرائية)، واستيعاب دورها ووظيفتها في تبرير المعرفة التي ينتجها العلم (المعرفة الإدراكية).

شهد العقد الماضي تدفقًا في المعلومات، وازديادًا في كميتها، وتطورًا في قدرة الأفراد على الوصول إليها. ولسوء الحظ، وإضافة إلى تدفق المعلومات الصحيحة والموثوقة، كان هناك ازدياد في تدفق المعلومات الخاطئة، والأسوأ منها، المعلومات المُضللة. وعندما يتعلق الأمر بالمعلومات العلمية، سواء أكانت صحيحة أم خاطئة ، يحتاج جميع المواطنين إلى الكفاءة للحكم على مصداقية وقيمة المعلومات التي تحيط عادة بأي قضية تتعلق بالعلوم.

ثمة قلق متزايد حول سهولة إقبال الناس على المعتقدات التي يُزعم أنها "علمية"، والتي لا دليل ماديًا جوهريًا عليها، وهي بذلك على عكس تلك المعتقدات التي يدعمها دليل جيد. ويجب أن يعي الشخص المثقف علميًا أهمية تطوير نزعة متشككة، والتي تسعى إلى التساؤل عما إذا كان هناك تضارب في المصالح، وما إذا كان هناك إجماع علمي راسخ وما إذا كان المصدر لديه الخبرة ذات الصلة.

في جوهر هذه الكفاءة ثمة فهمٌ بأن العلم عبارة عن مشروع مجتمعي، وأن العلم ليس معصومًا. وفي حين قد يُخطيء العلماء فُرادى أو كمجموعات، يُعَدّ الإجماع من المجتمع  أكثر جدارة بالثقة، وذلك لآنه نتاج مراجعة مكثفة من الأقران ضمن ذلك المجتمع الذي يمثل المعرفة التي تم التحقق منها عدة مرات. 

يحتاج الطلبة إلى البحث وتقييم المعلومات العلمية، والمزاعم والحجج في مجموعة متنوعة من التمثيلات والسياقات، واستخلاص النتائج المناسبة وإظهار القدرة على:

• البحث عن المزايا النسبية لمصادر المعلومات المختلفة (العلمية والاجتماعية والاقتصادية والأخلاقية) وتقييمها وتعميمها والتي قد يكون لها أهمية أو ميزة في التوصل إلى قرارات بشأن القضايا المتعلقة بالعلوم، وما إذا كانت تدعم حجة أو حلًا ما.
• التمييز بين الإدعاءات استنادًا إلى الأدلة العلمية القوية، الخبرة مقابل عدم الخبرة، والرأي، وتقديم أسباب التميز
• بناء حجة لدعم استنتاج علمي مناسب من مجموعة البيانات
• نقد العيوب المعيارية في الحجج المرتبطة بالعلوم، على سبيل المثال: الافتراضات الضعيفة، السبب مقابل العلاقة، التفسيرات الخاطئة، التعميمات من البيانات المحدودة
• تبرير القرارات باستخدام الحجج العلمية، سواء الفردية أو المجتمعية، والتي تُسهم في حل القضايا المُعاصرة أو التنمية المُستدامة

تتطلب هذه الكفاءة امتلاك الطلبة المعرفة الإجرائية والإدراكية على حد سواء ولكن قد يعتمدون  أيضًا، بدرجات متفاوتة، على معرفتهم بمحتوى العلوم. 

يمكن للطالب الذي يُظهر هذه الكفاءة:

• البحث عن الأدلة من نُظُم ومصادر المعرفة المتنوعة وتقييمها
• تقييم وتصميم الحلول المحتملة للقضايا الاجتماعية والبيئية والإيكولوجية باستخدام التفكير الإبداعي والنظمي، مع الأخذ في الاعتبار الآثار المترتبة على الأجيال الحالية والمستقبلية
• المشاركة، بشكل فردي وجماعي، في العمليات المدنية في اتخاذ قرارات مستنيرة وتوافقية
• تحديد الأهداف ، والتعاون مع الشباب والبالغين الآخرين عبر الأجيال ، والعمل من أجل التغيير الاجتماعي البيئي (الإيكولوجي) المتجدد والدائم على مجموعة من النطاقات  (المحلية إلى العالمية)

تُقاس عناصر هذه الكفاءة من خلال الكفاءة العلمية رقم 2 (بناء وتقييم التصاميم للبحث العلمي وتفسير البيانات والأدلةالعلمية بشكل نقدي) والكفاءة العلمية رقم 3 (البحث والتقييم واستخدام المعلومات العلمية لاتخاذ القرارات والإجراءات). وتتطلب هذه الكفاءة المعرفة بالمحتوى والمعرفة الإجرائية والإدراكية.

ترتبط كفاءات العلوم البيئية التي سيتم قياسها في PISA 2025 بمخرجات تعليم العلوم للطلبة والمتعلقة بالبيئة، والتي تعرف على أنها التأثير البشري في العصر الجيولوجي الجديد "الأنثروبوسين"

يتطلب مفهوم التأثير البشري في العصر الجيولوجي الجديد "الأنثروبوسين" فهم أن التأثيرات البشرية قد غيرت بالفعل نُظُم الأرض بشكل كبير، وأنها مازالت تقوم بذلك. وهي تُشير إلى طُرُق الوجود والعمل داخل العالم الذي يضع الناس بوصفهم جزءًا من النظم البيئية  (وليسوا منفصلين عنها)، مع الاعتراف بجميع الكائنات واحترامها والاعتماد المتبادل في الحياة.

الشباب والتأثير في العصر الجيولوجي الجديد "الأنثروبوسين":

• يعتقدون أن إجراءاتهم ستكون موضع تقدير وموافقة وفاعلية أثناء عملهم على التخفيف من تغير المناخ وفقدان التنوع البيولوجي وندرة المياه وغيرها من القضايا والأزمات المعقدة
• التسليم والإقرار بالطرق العديدة التي انتهجتها المجتمعات في إيقاع الظلم، والعمل على تمكين الناس كافة من المساهمة في رفاهية المجتمع والنظام البيئي معًا.
• إظهار التفاؤل والمرونة والفعالية في وجه الأزمات الاجتماعية والبيئية على حدٍ سواء
• احترام وجهات النظر المتعددة ونُظُم المعرفة المتنوعة وتقديرها.
• الانخراط مع الشباب والبالغين الآخرين، عبر الأجيال، في العمليات المدنية التي تؤدي إلى تحسين رفاهية المجتمع والمستقبل المستدام
• العمل بشكل فردي ومع الآخرين عبر مجموعة من المقاييس، من المحلية إلى العالمية، لفهم ومعالجة التحديات المعقدة التي تواجه جميع الكائنات في مجتمعاتنا

يمكن قراءة المزيد حول هذا الموضوع في ورقة عمل منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية OECD ، هنا.

يمكن تقييم عينة واحدة فقط من محتوى مجال العلوم في تقييم البرنامج الدولي لتقييم الطلبة PISA 2025 لمادة العلوم. وسيتم اختيار المعارف التي ستُقيم من المجالات الرئيسية للفيزياء، والكيمياء والأحياء وعلوم الأرض والفضاء، بحيث تكون المعرفة:

• لها صلة بمواقف الحياة الواقعية
• تُمثل مفهومًا علميًا هامًا لنظرية توضيحية رئيسية وذات فائدة دائمة
• مناسبة للمستوى النمائي لمن في عمر 15 عامًا

يستخدم إطار العمل مصطلح "نُظُم" بدلًا من "علوم" في واصفات معرفة المحتوى، لإيصال فكرة أنه يجب على المواطنين فهم المفاهيم من العلوم الفيزيائية والحياتية، وعلوم الأرض والفضاء، وتطبيقها في سياقات  حيث تكون عناصر المعرفة مترابطة ومتعددة التخصصات.

استخدم الأسهم أدناه لمراجعة معرفة المحتوى الرئيسية بالتفصيل.

يمكن أن يفكر المرء أن المعرفة الإجرائية هي المعرفة بالإجراءات والممارسات القياسية التي يستخدمها العلماء من أجل الحصول على بيانات موثوقة وصحيحة. ومثل هذه المعرفة مطلوبة لكل من إجراء البحث العلمي والمشاركة في المراجعة النقدية للأدلة التي قد تُستخدم لدعم الإدعاءات المُستقاة من البيانات.

تتضمن أمثلة المعرفة الإجرائية التي يمكن التحقق منها ما يأتي:

• مفهوم المتغيرات بما في ذلك المتغيرات التابعة والمستقلة والضابطة
• مفاهيم القياس على سبيل المثال: [القياسات] الكمية، و [الملاحظات] النوعية، واستخدام المقياس، والمتغيرات الفئوية والمستمرة
• طُرُق تقييم وتقليل الشكّ مثل تكرار القياسات وحساب متوسطها
• آليات لضمان الدقة (التقارب في الاتفاق بين القياسات المتكررة لنفس الكمية)، ودقة البيانات (التقارب في الاتفاق بين الكمية التي تم قياسها والقيمة الحقيقية للقياس)
• الطُرُق الشائعة في استخلاص وتمثيل البيانات باستخدام الجداول، والرسوم البيانية والمخططات واستخدامها على النحو المناسب
• استراتيجية ضبط المتغيرات ودورها في التصميم التجريبي أو استخدام التجارب العشوائية ذات الشواهد لتجنب النتائج المربكة وتحديد الآليات السببية المحتملة
• في ضوء سؤال علمي، ما هو التصميم المناسب للتحقيق فيه، على سبيل المثال ، البحث عن نمط تجريبي أو ميداني أو نمطي؛ دور الضوابط في إثبات العلاقة السببية
• ما هي عمليات فحص الأقران التي يستخدمها المجتمع العلمي للتأكد من أن ادعاءات المعرفة جديرة بالثقة