علوم الحياة والارض


أخطاء ينبغي الاحتراس منها في التدريس وتصحيحها:
       العبارة "خسف وسط محيطي" أو الالتباس ذروة ـ خسف، إذ يحصل أن تكون الذروات غير وسط محيطية وليس لها خسف محوري. لذا نميز بين:
       الذروات البطيئة (سرعة اتساعها تقل عن 4cm/an ولها خسف مركزي).
       والذروات السريعة (سرعة اتساعها تفوق 4cm/an) مثال:
       ذروة المحيط الهادئ.
       الذروة الشرق ـ هندية.

       باطن الأرض ليس سائلا أو رخوا لأن:
       %85 من حجم الأرض مواد صلبة متبلورة والنواة الخارجية فقط توجد في حالة سائلة.
       لا توجد طبقة من الصهارة تحت القشرة.
       كل الحركات تحدث في الحالة الصلبة.
       لزوجة الأستنوسفير تعادلPoises  1020 أي 106 أكثر صلابة من الجليد.

       حركات الأستنوسفير ليست حركات صهارية، بل تنقلات جد بطيئة للرداء تحدث كلها في الحالة الصلبة.
       تركيب الرداء ليس افتراضيا بل يتكون من البيريدوتيت.
       لا تتكون القشرة القارية فقط من الكرانيت بل كذلك من صخور متحولة.
       لا تشكل الذروة المحرك في تكتونية الصفائح:
       لا تدفع ذروة الغلاف الصخري المحيطي على الجوانب إلا قليلا في حدود %20. بل المحرك الأساسي لحركة الصفائح هو الطمر الذي يجر نحو الأسفل بنسبة %80.
       لا تنقص مساحة أو حجم الأرض.

       ليست البركانية محركا للذروات:
       تظهر ملاحظة الذروات البطيئة الحالية (جزء من الذروة الأطلسية) أو القديمة (جزء من المحيط الألبي)، حيث نشاهد الرداء مباشرة عاريا، أنها تعمل دون وصول قطرة من الصهارة إليها.
       في الواقع تنشأ الذروة عن امتداد بين صفيحتين وصعود للرداء التحتي، بحيث ليست البركانية سوى أثر لهذا الصعود أي أثر لاحق لاشتغال الذروة. فإذا أبطأ صعود المادة الردائية قد لا يحدث انصهار جزئي ولا تقع صهارية.

بعض العوائق مصدر الأخطاء:
       العائق الأول: مسوغ ظرفي Chronologique يتمثل في السبق الزمني لفهم ظاهرة الاتساع قبل ظاهرة الطمر.

       العائق الثاني: دافع بيداغوجي يتمثل في تحول العلاقة علة بمعلول وقلبها.

       العائق الثالث: دافع فلسفي حيث في التكتونية العامة يشكل "الموت" أي الطمر علة وسببا للولادة والنشأة (الاتساع).
نظرية تكتونية الصفائح: ثلاثة مخابر بحثية

    ابتدأ الجدل حول دينامية الكرة الأرضية سنة 1955: سمك القشرة المحيطية (5 Km إلى 10 Km) أربع مرات أقل من سمك القشرة الأرضية (30 Km)، إذ اعتبرا بنيتان مختلفتان من حيث التكوين (genèse) و التطور (évolution). وبدأ البحث عن دلالة هذا الاختلاف بين المحيطات والقارات من جهة، ودلالة الخسف ضمن المحيطات من جهة أخرى.

برانستون PRINCETON     لامونت LAMONT  كامبردج CAMBRIDGE في إنجلترا
في الولايات المتحدة الأمريكية       
1960: أنشأ Harry Hess فرضيته حول تجدد قعور المحيطات (Sea-floor-spreading) فحواها:
يشكل قعر المحيطات بساطا (Tapis) ضخما زاحفا (متحركا) ينشأ عند محور المحيطات وينغرز على امتداد الحفر المحيطية. هذا البساط، نتيجة حركته، هو ما ينقل القارات.
تحدث الزلازل والبراكين عند مواقع نشأته (أي الأخساف) أو مواقع اختفائه (أي الحفر).
الحفر المحيطية هي مناطق تقارب (Convergence) حيث قعر المحيط ينحو إلى الانغمار (الانغراز) تحت القارة المحادية وفق ما اقترحه Vening Meinesz، إضافة إلى اتساع الخسف مما أفضى إلى صيغة تركيبية: تحت تأثير تيارات الحمل الحراري (Holmes وEwing) قريبا من السطح (الفرضية H2)، يتحرك قعر المحيط على هيأة بساط يطفو على مستوى الخسف وينتقل دون تشوه لينغرز عند الحفر (الفرضية H1). فرضية Hess : H = H1 + H2.
في 1961: اقترح Dietz لهذه الفرضية تسمية (Sea-floor-spreading).
ملحوظة:
* في 1961 تم إنجاز خريطة لشذوذات منتظمة في عرض الساحل الغربي لأمريكا، دون ظهور أي خسف، من قبل Mason وRaft.
في يناير 1962 رُفع الالتباس نهائيا في مؤتمر الجيولوجيا السنوي بين الجامعات.
في 1963 استخلص الجيوفيزيائي  Tuzo Wilsonمن كندا، فكرة النقط الساخنة Hot Spots: خط براكين Hawaï ناتج عن نقطة ساخنة عميقة تتزحزح فوقها صفيحة.
  بعد 8 سنوات، من وضع فرضية Hess، تم إدماج هذه ضمن نظرية حركية شاملة؛ سميت "تكتونية الصفائح".
            1954: وصف الحزام الزلزالي الوسط المحيطي من قبل Jean Pierre Rothe.
1956: التنبؤ بامتداد الخسف الأطلنتي داخل المحيط الهندي من قبل Maurice Ewing وBruce Heezen.
  1959: اكتشاف الخسف الوسط المحيطي Rift-Médio-Océanique من طرف فريق Maurice Ewing: سهل عميق يخترق (يقطع) ذروة وسط محيطية طولها 60000 Km.
موقفان:
موقف جيودينامي: المحيطات بنيات حديثة جيولوجيا تتشكل بواسطة الاتساع انطلاقا من الخسف (فريق Bruce Heezen)
موقف جيوفيزيائي اعتبر فكرة الاتساع السريع ساذجة، 75% من الزيادة في 100 مليون سنة (فريق Maurice Ewing).
أسند النشاط البركاني للخسف إلى تيارات حمل حراري عميقة لا تصل إلى السطح، هي مصدر التمدد Distension والبركانية (موقف ثباتي).
في 1965 أدى الجمع بين أفكار Heezen وEwing مباشرة إلى فرضية (Sea-floor-spreading).
المفارقة:
لا يوجد تحت الذروات مؤشر على أي زيادة في سمك القشرة المحيطية (خرق ظاهر لمبدأ Archimède دون ملاحظة أي شذوذ للجاذبية).
استعصاء التفسير في الستينات إلى حدود 1965 حيث اقترح  X.le PichonوM.Talwani وM.Ewing التفسير الحالي: وجود كتلة ساخنة (أي أخف) في الرداء تحت الذروة.
         1963: أنجز Fred Vine في كامبردج وLawrence Morley في كندا اختبارا عمليا حول المغناطيسية تمخضت عنه الفرضية :(H3) إذا حدث بالفعل تجدد لقعر المحيطات وتحرك لبساط Hess، فإنه يجب بالضرورة أن تكتسب اللافات المتدفقة، في قعر الخسف، المَغْنَطَة السائدة (Aimantation ambiante ) في تلك الحقبة تناوبا بين الإيجاب والسلب. فيكون قعر المحيط مزركشا بكتل ممغنطة ذات قطبية متعاقبة وموازية للذروة. وتكون هذه الشذوذات (Anomalies) متماثلة بالنسبة للخسف وتسمح بقياس سرعة التجدد (renouvellement).
ملحوظة:
لم تؤخذ في هذه الفترة أي بيانات منتظمة ومتماثلة لهذه الشذوذات في المحيط الأطلسي أو في المحيط الهندي.
قد يقترح مفهوم دون أن تكون أدلة ملموسة قد تهيأت بعد لتسنده أو تدعمه.
مثال: مفهوم اتساع قعر المحيطات (Sea-floor-spreading)، مما يجعله يثير أسئلة أكثر مما يحل من مشكلات.


تعاون العلماء

1964 حول بنية الذروة الوسط ـ أطلسية: تعويض التضاغط مصدره تغير في الرداء في العمق (X. le Pichon و M. Tawani).

1965: تأويـل قياسـات التدفـق الحـراري حول الذروة الأطلسية  Flux Conductif (X.le Pichon و Marcus Langseth)، مع إغفال الحرارة المنقولة بالدوران الماـ حراري (Dan McKenzie من كامبردج).

1966: اعترف X. le Pichon، الذي قدم أطروحته بجامعة Strasbourg، لزوجته بخطأ خلاصاته وصواب فرضية Hess، بعدما أطلعه Walter Pitman على الجانبية المغناطيسية المنجزة فوق ذروة المحيط الهادي (على طول 1000Km) تظهر تماثلا بالنسبة لمحور الذروة.

أظهر المقطع (الجانبية) والعينات Carottes حدثا مغناطيسيا جديدا (Doell وDalrymple) سمي Jaramillo وهو فترة قصيرة من الحقل المغناطيسي العادي تعود إلى حوالي 900000 سنة.

في 19 أبريل 1967 حصل التحول التام والتلقائي للجماعة العلمية الأمريكية نحو زحزحة القارات بوضع قواعد تكتونية الصفائح وتوضيحها على أنموذج للأرض كروي وكمّي من طرف J.Morgan من Princeton تحت عنوان "مبادئ سينماتيك الصفائح الصلبة" في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي American Geophysical Union.
الخطاطة 1
أنموذج ديداكتيكي ملائم لتعلّم العلوم وفق مراكز اهتمام المتعلمين
وحدة الظواهر الجيولوجية الباطنية "محور: تكتونية الصفائح"

تفسير الخطاطة (الأنموذج):
الاستكشاف (بواسطة أشرطة، قراءة وثائق ومعطيات، رسوم متحركة أو قصص مصورة...) يهدف إلى وضع المتعلم في موقف تساؤل.
يعني التنظيم تدبيرا جماعيا لإنشاء تصميم أو خطة عمل.
يفيد التقصي البحث عن المعلومات بالاشتغال في مجموعات صغيرة وهي مرحلة تنمية الكفايات والقدرات.
التواصل والبناء يدلان على تقديم المنتجات والأعمال أمام مجموعة الصف لمناقشتها وتمحيصها والوعي بالمفاهيم المدرسة.
    ينصب التقويم على قياس اكتساب المعارف والمفاهيم من جهة وتنمية القدرات والمهارات من جهة ثانية.
مسوّغات اختيار الأنـموذج الديداكتيكي
بحث ـ تقصي/ بناء
Investigation –Structuration
الاعتناء بإنماء كفايات وقدرات(1) قابلة للاستثمار والتوظيف في مواد أخرى و/أو في الحياة المعيشة واكتساب المفاهيم العلمية الأساسية.
تمكين المتعلم من أدوات اكتساب المعارف، إذ الاعتماد على المقاربة "ملاحظة ـ تجريب" في تناول موضوع "مجرد" لم يعد كثير الجدوى.
الأنموذج:
         يعتبر:
         تمثلات المتعلمين المتجذرة في الفكر،
         حرية الاختيار والانتقاء وتعدد مصادر المعرفة،
         محتوى التلقين بناء معرفيا

         يمكّن الفرد من تدبير المعلومة وفك رموزها.
         يصل البحث بالواقع عبر:
         التعلم بواسطة سيرورة حل المشكلات تعرفا وطرحا وصوغا.
         توجيه المسارات المعرفية والصعوبات المنهجية.

         يعتني (يهتم) بالبعد الاجتماعي ـ العاطفي للتعلم بما أن الاشتغال في مجموعات يوفر التفاعل الأفقي بين المتعلمين، وبين هؤلاء والمدرس والمادة الدراسية بحيث تعميق فكرة أو تمحيص مثال يؤول بهم أحيانا إلى الانكشاف ومواجهة واختيار مواقف أخلاقية حميدة.
         انبثق (أي الأنموذج) من :
         التفكير النظري حول تدريس العلوم.
         وأخضِع للتجريب في علوم الأحياء بمؤسسات التعليم بفرنسا.

         يعتمد مراكز اهتمام المتعلمين وواقعهم المعرفي وبيداغوجيا حل المشكلات(2).
         يهتم بترسيخ التعلمات.
         يمكن من:
وضع إستراتيجية للبحث عن حلول إزاء المشكلات المصوغة وعن المعلومات والوثائق انتقاء وتصنيفا وإنشاء ونقدا.
         إيصال وتبليغ Communiquer نتائج البحث والتقصي.
         التربية على المحافظة على البيئة وتوازناتها وصحة الإنسان وسلامته.
الأنشطة التكوينية المقترحة

الأهداف        الأداة   النشاط المطلوب
* اعتبار مراكز الاهتمام في الجيولوجيا.
* الكشف عن تمثلات التلاميذ والعوائق المعرفية من أجل تعديلها وتهيئ نقط الارتكاز لبناء المعرفة.   * استقصاء أولي عن الموضوع "محور الدراسة" في سؤالين مفتوحين:
1. حول الظواهر الجيولوجية في علاقتها بحركية الأرض.
2. الجوانب التي يحبذ التلاميذ تناولها (3 اختيارات).       صوغ السؤالين
المفتوحين
في الصف الدراسي:
         يؤدي تنفيذ الأداة (الإجراء) مع التلاميذ إلى:
       تقويم جودة التعبير وصحة المصطلحات العلمية المستخدمة.
       تحديد مراكز الاهتمام.
       إبراز التمثلات حول مفاهيم الجيولوجيا ونظرياتها .
       استثمار نتائج الاستقصاء بمواجهة أفكار التلاميذ بمعلومات أخرى مبنية، مصدرها المدرس، الخبير، وثائق مرجعية...
       استخلاص عناصر الوضعية ـ مشكلة (طرح، تدقيق، صوغ المشكلة الجيولوجية المحورية وتفريعها إلى أسئلة موجهة).
* تمكين المتعلم من التعبير بدقة أكثر عن المفاهيم المبنية لديه قبليا.
* تمكين المدرس من اختيار الإستراتيجية الملائمة للمعالجة.        * الاختبار القبلي:
ضروري لتأسيس المعارف الجديدة عن وعي بالملاءمة بين الإطار المرجعي لكل من المتعلم (شبكته الدلالية) والمدرس(3). إعداد اختبار قبلي في الجيولوجيا (تعاريف، اختيار من متعدد، إنجاز رسوم ...)، يصبح ذاته اختبارا بعديا، فجائيا في نهاية الوحدة لقياس درجة الإدماج.
* توجيه المتعلمين باعتماد وسائل ديداكتيكية (أشرطة، رسوم ثابتة أو متحركة، نصوص...) للتعبير فرديا وكتابيا عن التساؤلات والآراء والانفعالات والأحاسيس والمصطلحات الملتبسة لديهم.    * الاستكشاف: Exploration
ضروري لتصور سيناريو للتتبع
* التنظيم: Organisation
ـ بإعادة الصياغة والتصنيف.
ـ بوضع تصميم (مخطط) في إطار مجموعات ومناقشته وتبني المتفق بشأنه.     إعداد سيناريو مفترض لمقاربة نظرية تكتونية الصفائح:
ـ تعيين الوسائل.
ـ أنماط الأنشطة.
ـ بلورة المشكلة الجيولوجية المحورية.

* تنمية الكفايات والقدرات:
ـ البحث عن المعلومات وتنظيمها (اختيار، رصد، حفظ).
ـ اختبار تصميم تجريبي.
ـ استثمار نصوص تجارب وتقييمها.
ـ تدبير الزمن.
ـ الاندماج.
ـ تصور وإعداد مشروع.
ـ المواجهة النقدية (إثارة ذهنية فارقية)(4).
* الاشتغال ضمن فريق دون تنافس مع توزيع المهام.
* بناء المفاهيم ليس باسترجاع تعاريف بل بإعادة صوغها في عبارات مغايرة واستخدامها لتفسير ظواهر أخرى (الفهم).         * البحث والتقصي investigation
بـ: اللجوء إلى مصادر متنوعة (مركز توثيق، موسوعات، قواميس، جذاذات، مراجع، خبراء...).      تحديد سيرورة البحث والتقصي لمعالجة المشكلة المحورية "علاقة الظواهر الجيولوجية الباطنية بأنموذج تكتونية الصفائح" (الوضعيات الصفية وغير الصفية)
* إبداء وتفعيل القدرات:
ـ تقديم واضح ومركز لنتائج البحث (حل المشكلة)(5).
ـ إيضاح بواسطة أمثلة ونقائضها.
ـ تطبيق قانون، مفهوم، أنموذج في وضعيات مستجدة.
ـ إنجاز وثيقة تركيبية.         * التواصل ـ بناء
Communication - Structuration   * إعداد خطاطة تركيبية لتوضيح أنموذج تكتونية الصفائح.
* إنشاء مجسم مادي أو صوري بالحاسوب.
التقويم:
     يقيس: ـ منطق بنية العرض.
               ـ وضوح اللغة ودقتها
               ـ المحتوى: كمية المعلومات الأساس.
               ـ وسائل الإيضاح المعتمدة.
الهوامش:

(1) القدرات باعتبارها قاسما مشتركا للتكوين بما هي "عمليات مستقلة عن المحتوى الذي تجرى عليه، وقابلة للنقل من مادة لأخرى".

Meirieu (Ph), Apprendre … oui, mais comment ?  E.S.F     Paris     1987     p :17.

(2) تعرف مشكلة على أنها كذلك، وطرحها يعدان مظهرا أمثل للنشاط الخلاق إن لم يكن للنشاط العقلي برمته.

الخطاطة 2
مثال: مفاهيم علم المناعة في التعليم الثانوي الإعدادي
ـ تصميم مفترض ـ
    

من التمثّلات إلى بناء المفاهيم العلمية

    بعد اختبار لقياس درجة اكتساب مفهوم التنفس لدى عينة من تلاميذ الأقسام النهائية (المستوى الثالث من التعليم الثانوي ـ شعبة العلوم التجريبية) تباينت إجابات هؤلاء وقد لقّنوا المفهوم في ثلاث مراحل سابقة، وجاء صوغه على النحو التالي:(*)

       التنفس استهلاك لـ O2 وتحرير لـ CO2 بواسطة تفاعلات تحدث على مستوى الرئتين.
       يبقى الهواء المتنشَّق داخل الرئتين.
       التنفس هو O2 الذي يدخل من الأنف وبحركة الرئتين الـ O2 يدخل و CO2 يخرج.
       على مستوى الغلاصم، يتم انتقاء O2 وطرح H2 عبر الفتحات.
       تبتلع الأسماك حجما من الماء، تفكك O2 عن H2 فتستعمل O2 وتطرح CO2.
       تتنفس النباتات بواسطة الجذور لأن O2 يوجد في التربة.
       تتنفس النباتات بواسطة الجذور التي تحتبس فضلا عن O2 الماء والأملاح المعدنية.
       تتنفس النباتات، مباشرة، O2 بواسطة خلاياها.
       تتنفس النباتات، تفعل عكس ما يفعله الإنسان.

مثال لمحاور اشتغال ورشة:

1 ـ مناقشة الصيغ في ضوء منهاج علوم الحياة والأرض للتعليم الثانوي التأهيلي: الأخطاء العلمية، التمثلات/العوائق الإبستمولوجية.
2 ـ اقتراح وضعيات تعليمية/تعلُّمية للتجاوز والدعم (تحضير جذاذة).


(*) DRAFATE (A), CHOUKRI (A) ; Etude du degré d’acquisition du concept respiration dans l’enseignement secondaire, RABAT C.F.I.E 1989.