מחקר בהשתתפות יותר מ-50 תלמידי כיתות ב' עד ו' מצא כי 68% מהם הצליחו לבנות הסברים המבוססים על מנגנון של סיבה ותוצאה. החוקרות מציעות למורים ולהורים לשאול יותר "איך", ולהעריך לא רק את נכונות התשובה אלא גם את דרך החשיבה שהובילה אליה
כשילד שואל מדוע דג אבו-נפחא מתנפח והופך לכדור, המבוגרים ממהרים בדרך כלל לספק לו תשובה. ואולם, מחקר של מדעניות ממכון ויצמן למדע מציע לעצור לרגע ולשנות את השאלה: במקום לשאול "למה הדג מתנפח?", לשאול "איך הוא מתנפח?". השינוי הקטן בניסוח עשוי לעודד את הילד לחפש תהליך, גורמים וקשר בין סיבה לתוצאה – כלומר לחשוב באופן הדומה יותר לחשיבה מדעית.
במחקר התברר כי גם תלמידים צעירים מאוד מסוגלים להציע הסברים מורכבים לתופעות ביולוגיות. היכולת אינה תלויה רק בכמות העובדות שהם יודעים. ילדים יכולים לטעות בפרט ביולוגי מסוים, ובכל זאת לבנות הסבר בעל מבנה מדעי: לזהות גורם, להציע תהליך פנימי ולקשור אותו לתוצאה הנצפית.
לא רק מה קורה, אלא כיצד הוא קורה
הסברים החושפים את התהליכים שמאחורי תופעה מכונים הסברים מכניסטיים. הם מנסים לזהות את מרכיבי המערכת, את הפעולות שהם מבצעים ואת קשרי הגומלין ביניהם. בדרך זו אפשר לעבור מתיאור של התופעה להסבר של האופן שבו היא נוצרת.
לעומתם, הסבר מעגלי חוזר למעשה על התופעה במילים אחרות, בלי לחשוף את הגורמים לה. אמירה שלפיה צמח גדל לכיוון האור משום שהוא נמשך לאור אינה מסבירה איזה תהליך גורם לצמיחה. גם הסבר תכליתי, שלפיו הצמח פונה לאור כדי לשרוד, מתאר תועלת אפשרית אך אינו מראה כיצד הצמח חש את האור וכיצד האיתות משנה את כיוון צמיחתו.
הסבר מכניסטי ינסה להשלים את החוליות החסרות: כיצד נקלט האור, איזה איתות עובר ברקמת הצמח וכיצד אותו איתות גורם לצד אחד של הגבעול לצמוח באופן שונה מן הצד האחר. זהו ההבדל בין תשובה המתארת יעד או תוצאה לבין תשובה הבונה שרשרת של סיבות ותהליכים.
יותר ממחצית הילדים בנו הסבר מכניסטי
את המחקר הובילה ד"ר מיכל השכל-איטח מהמחלקה להוראת המדעים במכון ויצמן למדע. בצוות השתתפו גם תלמידת המחקר יעל שטכמן ופרופ' מרידה ארגזקי מאוניברסיטת פטרס ביוון. החוקרות ביקשו לברר אם לילדים יש כלים לחשוב באופן מדעי, וכיצד הם מעריכים סוגים שונים של הסברים.
לשם כך הן ראיינו יותר מ-50 ילדים בכיתות ב' עד ו'. בחלק הראשון התבקש כל ילד לבנות הסבר לתופעה ביולוגית. בחלק השני הוצגו לילדים הסברים מסוגים שונים לשלוש תופעות ביולוגיות אחרות, והם התבקשו להעריך אותם.
שישים ושמונה אחוזים מן הילדים סיפקו הסברים מכניסטיים. אחד הילדים, למשל, הציע שפעימות לב מהירות מאפשרות לדג האבו-נפחא לשאוב לתוכו אוויר רב. ההסבר אינו מדויק מבחינה ביולוגית, אך יש בו מבנה סיבתי ברור: שינוי בפעולת איבר פנימי מוביל לתהליך שבסופו הדג מתנפח.
ילדים אחרים הסתפקו בתיאור שלפיו הדג נעשה עגול, או הסבירו שהוא מתנפח כדי להיראות מאיים ולהרחיק סכנה. ההסברים האלה מתייחסים למה שרואים או לתועלת של ההתנפחות, אך אינם מנסים לתאר את המנגנון שיוצר אותה.
דיוק וכוח הסברי
כאשר הילדים התבקשו לבחור בין כמה הסברים, הם העדיפו בעקביות הסברים מכניסטיים. הם לא הסתפקו בתחושה שהסבר מסוים נשמע נכון, אלא השתמשו בשני מדדים: מידת הדיוק של המידע וכוחו של ההסבר להבהיר כיצד התופעה מתרחשת.
את הדיוק בדקו הילדים מול ידע קודם שרכשו בכיתה, בבית או מניסיון אישי. הם הסתמכו גם על עקרונות טבע מוכרים ועל השוואות לתופעות אחרות. כך, ילד אחד השווה צמח הפונה אל האור לאדם המסתובב כאשר הוא שומע צעדים מאחוריו. כשהסבר סתר דבר שכבר ידעו, הילדים נטו לדחות אותו.
עם זאת, במקרים רבים כוחו של ההסבר היה חשוב להם אף יותר מההתאמה לידע קודם. הם העדיפו תשובות שהציגו רצף ברור של סיבה ותוצאה, וידעו לזהות הסבר שרק מתאר את התופעה בלי להסביר את התהליך שמאחוריה.
הממצאים אינם מלמדים שכל ילד כבר מחזיק בידע ביולוגי מדויק, וגם המדגם המצומצם אינו מאפשר להסיק ממנו לבדו כיצד ישתנו הישגים במערכת חינוך שלמה. תרומתו של המחקר היא בזיהוי יכולת חשיבה שקיימת כבר בגיל צעיר, ושאפשר לטפח אותה באמצעות שאלות ומשוב מתאימים.
מה יכולים מורים והורים לעשות
מערכות חינוך נוטות לתגמל בעיקר תשובות נכונות. במבחן, בשיעורי הבית ואפילו בשיחה עם הורה, תשומת הלב מופנית בדרך כלל לתוצאה הסופית. החוקרות מציעות להתייחס גם למבנה ההסבר: האם הילד זיהה גורמים רלוונטיים, תיאר תהליך וקישר אותו לתוצאה.
תשובה שאינה מדויקת אך בנויה היטב יכולה לשמש נקודת מוצא ללמידה. במקום לפסול אותה מיד, אפשר לזהות את שרשרת הסיבות שהילד ניסה לבנות, ואז להוסיף או לתקן את הידע הביולוגי החסר. כך נשמרת היוזמה המחשבתית, בלי לוותר על הדיוק המדעי.
כלי פשוט נוסף הוא להעדיף שאלות של "איך". כאשר ילדים נשאלים כיצד תופעה מתרחשת, הם נוטים יותר לחפש את התהליכים שמחוללים אותה. גם שאלת המשך קצרה – "אבל איך זה קורה?" – עשויה לעזור להם להרחיב תשובה תיאורית או תכליתית לכדי הסבר מנגנוני.
מבחינת החוקרות, התועלת האפשרית חורגת משיעורי הביולוגיה. היכולת לדרוש הסבר שמחבר בין טענה, מנגנון ותוצאה היא מרכיב בחשיבה ביקורתית ובאוריינות מדעית. טיפוח שלה מגיל צעיר נועד לא רק להכשרת מדעני העתיד, אלא גם להכשרת אזרחים המסוגלים לבחון הסברים וטענות המוצגים להם.
שאלות ותשובות
מהי חשיבה מכניסטית?
זו דרך להסביר תופעה באמצעות הגורמים והתהליכים שיוצרים אותה, והקשרים ביניהם. במקום לומר רק מה קרה או לשם מה הוא מועיל, ההסבר מראה כיצד התוצאה נוצרה.
האם ילדים בכיתה ב' מסוגלים להסביר תופעות מדעיות?
במחקר הנוכחי גם תלמידי כיתה ב' הצליחו לבנות הסברים מכניסטיים. ההסברים לא תמיד היו נכונים בכל פרט, אבל רבים מהם הציגו שרשרת מובנת של סיבה, תהליך ותוצאה.
מה מצאו החוקרות?
שישים ושמונה אחוזים מן הילדים שנבדקו הציעו הסברים מכניסטיים. כאשר התבקשו להעריך הסברים שונים, הילדים נטו להעדיף הסברים בעלי כוח הסברי והשתמשו גם בידע קודם כדי לבדוק את מידת הדיוק שלהם.
כיצד אפשר לעודד חשיבה מדעית בבית ובכיתה?
כדאי לשאול כיצד תופעה מתרחשת, לבקש מן הילד לפרט את שלבי התהליך, ולהגיב גם לאיכות דרך החשיבה ולא רק לנכונות התשובה הסופית. לאחר מכן אפשר לתקן יחד את העובדות החסרות או השגויות.
המאמר המדעי
עוד בנושא באתר הידען
- שתי השאלות שמעריכות את האוריינות המדעית שלכם
- לרגל יום המדע הלאומי: יוזמה חדשה של משרד המדע והטכנולוגיה
- חינוך – לשדרג את המורה למדע
- מקצוע חדש בבתי הספר התיכוניים: מדע וטכנולוגיה לכול
- לעודד את הילדים ללמוד אסטרונומיה
לפרסום המקורי: [הצעירים והחושבים: איך לעזור לילדים לחשוב כמו מדענים – מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן למדע](