היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.
יכולת ליבה
פעולות
התמצאות מדעית
(Nature of science, Epistemic knowledge)
להבחין בין שאלות מדעיות (אפשר לבררן באמצעות חקירה מדעית, אמפירית) לבין שאלות שאינן מדעיות (למשל שאלות פילוסופיות ומוסריות).
להכיר מאפיינים של הסברים ותיאוריות מדעיות (לדוגמה עוסקות בטבע בלבד ולא בעל-טבעי, אפשר להפריכן, מתאפיינות בחסכנות תיאורטית בכוח הסברי) ולדעת להבחין בינן לבין אלה שאינן מדעיות.
להכיר מאפיינים מרכזיים של חקר מדעי (כדוגמת מידול, הכללה, היפותזה), להבין עקרונות וקריטריונים של חקר מדעי המובילים לביסוס ידע מהימן כמו אובייקטיביות, מניעת הטיות, שקיפות) ולהעריך יתרונות וחסרונות של שיטות מחקר (ניסוי מבוקר, מחקר מתאמי, מחקר תצפיתי, מדגם אקראי וכיו"ב).
להעריך דיווחים במדיה על אוריינות מדעית – היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.אודות נושאים הקשורים למדע ונסמכים על נתונים אמפיריים (לדוגמה חיסונים, תזונה, התחממות גלובלית), לקבל החלטות מושכלות לגביהם ולהגיב באופן ביקורתי על מידע קיים וחסר
להבין היבטים אתיים של ניסויים מדעיים.
הסבר מדעי של תופעות(Explaining phenomena scientifically)
להשתמש בידע מדעי לתיאור ולהסבר של תופעות ואירועים ולנסח טיעון מדעי.
להעריך הסבר וטיעון מדעי ולזהות בו בעיות או כשלים.
להשאוריינות מדעית – היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.תמש בידע מדעי בהקשרים מגוונים (למשל בתכנון פרויקטים, בחיזוי תופעות, בקבלת החלטות).
לזהות, להשתמש, להעריך ולבנות מודלים לתיאור, להסבר ולחיזוי תופעות (בהקשרים כמו מבנה החומר, מערכות אקולוגיות, הדבקה ויראלית, שינוי אקלים, שרשרת אירועים סיבתית).
לחשוב מערכתית, כולל זיהוי רכיבים במערכת, זיהוי קשרים ביניהם וחיזוי ההשפעה של שינוי אחד או יותר של רכיב בתוך המערכת, לצורך הסבר תופעות ופתרון בעיות מורכבות.
תכנון ביצוע והערכת מחקר
(Evaluating, performing and designing scientific inquiry)
לנסח שאלות מחקר, להעלות השערות, לתכנן מערך מחקר מתאים ולבצעו היטב באופן בטוח ובהתאם לתכנון.
לזהות ולהאוריינות מדעית – היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.עריך שאלות מחקר, תצפיות וניסויים מדעיים.
לזאוריינות מדעית – היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.הות מגבלות מחקריות ואת הדרכים להתמודד עימן.
להאוריינות מדעית – היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.כיר ולהעריך שיטות להבטחת מהימנות נתונים ואובייקטיביות של הסברים.
להתנהל ביושרה ובשקיפות בעריכת ניסויים מדעיים ובדיווח על תוצאותיהם.
פרשנות מדעית של נתונים וראיות
)Interpreting data and evidence scientifically)
לנתח תוצאות (כולל סטטיסטיקה תיאורית), להפיק ייצוגים בעלי משמעות, לפרש ממצאים ולהסיק מסקנות מבוססות.
להעריך ראיות ממקורות שונים (לדוגמה תוצאות ניסוי מבוקר, ניתוח מסד נתונים).
לבחון מסקנות מחקר לאור הידע המדעי המצטבר ולזהות את ההנחות וההטיות בראיות ובמסקנות המוצגות במחקרים.
להבחין ביאוריינות מדעית – היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.ן טיעונים המבוססים על ראיות ותיאוריות מדעיות לבין אלה שאינם.
להאוריינות מדעית – היכולת להשתמש בידע, במושגים וברעיונות מדעיים על מנת לתאר ולהסביר תופעות, לזהות שאלות לחקירה מדעית, להסיק מסקנות מבוססות ראיות ולהשתמש בנתונים אובייקטיביים ובידע מדעי בהיבטים לימודיים, חברתיים ואישיים, אגב הבנת הרלוונטיות והנחיצות של המדע לחיי היום-יום. יכולת זו מובילה לגיבוש זהות מדעית ומאפשרת חתירה פעילה לצדק חברתי וסביבתי.שתמש בחשיבה הסתברותית לצורך הערכת מידת הוודאות של הסבר/תיאוריה/טענה בהתבסס על ההבנה כי דרגת הביטחון במסקנות גדלה עם הצטברות ממצאים דומים.
לזהות את ההשלכות האפשריות של ידע מדעי על סוגיות חברתיות, סביבתיות ומוסריות (כדוגמת ההשלכות האפשריות של מיפוי הגנום, שימוש באנרגיה).
יכולות ליבה:
התמצאות מדעיתהסבר מדעי של תופעותתכנון, ביצוע והערכת מחקרפרשנות מדעית של נתונים וראיות
פעולות:
להבחין בין שאלות מדעיות (שאפשר לבררן באמצעות חקירה מדעית, אמפירית) לבין שאלות שאינן מדעיות (למשל שאלות פילוסופיות ומוסריות)
לגלות סקרנות ופליאה לנוכח אובייקטים, אירועים ותופעות טבעיות וטכנולוגיות
לשאול שאלות פשוטות על אובייקטים, אירועים ותופעות
להבחין בין שאלות מדעיות – שאלות שאפשר לענות עליהן באמצעות חקר מדעי, מדידות ואיסוף ראיות אמפיריות, לשאלות לא מדעיות – שאלות שאי-אפשר לענות עליהן באמצעות חקר מדעי, מדידות ואיסוף ראיות אמפיריות (לדוגמא, שאלות שמתייחסות לשאלה האם תופעה היא ראויה או צודקת)
להעריך עד כמה שאלות מדעיות הן רלוונטיות לנושא הנדון
פעולות:
להכיר מאפיינים של הסברים ותיאוריות מדעיות (לדוגמה, תיאוריות שעוסקות בטבע בלבד ולא בעל-טבעי, שאפשר להפריכן ומתאפיינות בחסכנות תיאורטית ובכוח הסברי) ולדעת להבחין בין תיאוריות מדעיות לבין אלה שאינן מדעיות
לגלות סקרנות ופליאה לנוכח אובייקטים, אירועים ותופעות טבעיות וטכנולוגיות
לשאול שאלות פשוטות על אובייקטים, אירועים ותופעות
להתבונן בסביבה הטבעית ולהבחין בתופעות מסקרנות, גורמות לפליאה ומצריכות הסבר
להבין שמדענים מבקשים לתאר בצורה מדויקת את העולם ולהסביר תופעות ואירועים טבעיים (למשל באמצעות מציאת קשר בין סיבה ותוצאה)
להבין שהסברים מדעיים מסבירים את המנגנונים שעומדים מאחורי תופעות מפתיעות ובבד בבד מוכיחים מדוע התופעות צפויות בהינתן המנגנונים העומדים מאחוריהן
להבין שתיאוריות מדעיות הן סינתזה של מאגר גדול של ידע מצטבר, מבוססות על ראיות ובדיקות מרובות ואף עשויות להתעדכן עם הופעת ראיות חדשות
להבין שיכול להיות יותר מהסבר אחד לאותה תופעה
להבחין בין הסברים טובים יותר ופחות לאותה תופעה, בהינתן הראיות הקיימות
להבין שהשערה (היפותיזה) היא חיזוי של התנהגות תופעה נחקרת על בסיס ידע וראיות קודמות
להבין את המשמעות המדעית של המונח "תיאוריה" ולהבחין בין משמעות זו לבין השימוש במונח בחיי היום-יום
להבין שהתקדמות במדע מתקיימת באמצעות דיוק, שינוי או החלפה של תיאוריות מקובלות כדי שיתאימו לראיות מצטברות חדשות
להבין שחוקים מדעיים הם סדירויות או תיאורים מתמטיים של תופעות טבעיות
להבין שאחת הדרכים המרכזיות לבחון תיאורייה היא באמצעות השערות שניתן לאשש או להפריך באמצעות ניסויים ותצפיות
להבין שהשערה (היפותזה) היא חיזוי של התנהגות תופעה נחקרת על בסיס ידע וראיות קודמות, ואישוש של השערה עשוי לתרום להרחבת הידע ולדיוק ולשיפור תיאוריות מדעיות
להבין שתיאוריה מדעית נשענת על הסבר המבוסס על ראיות מצטברות ואשר התקבל על ידי הקהילה המדעית לאחר שהוצדק ואושש בהקשרים מגוונים בניסויים ובתצפיות
להבין שתיאוריה מדעית אינה חסינה מפני הפרכה או שינוי וכי יכולות להתגלות ראיות חדשות שאינן מתיישבות איתה, ולכן תחייבנה התאמה או החלפה בתיאוריה חדשה
להבין כי מודלים והסברים הם כלים בפיתוח תיאוריה מדעית
פעולות:
להכיר מאפיינים מרכזיים של חקר מדעי (כדוגמת מידול, הכללה, היפותזה), להבין עקרונות וקריטריונים של חקר מדעי המובילים לביסוס ידע מהימן (כמו אובייקטיביות, מניעת הטיות, שקיפות) ולהעריך יתרונות וחסרונות של שיטות מחקר (ניסוי מבוקר, מחקר מתאמי, מחקר תצפיתי, מדגם אקראי, וכיו"ב)
לגלות סקרנות ופליאה לנוכח אובייקטים, אירועים ותופעות טבעיות וטכנולוגיות
לשאול שאלות פשוטות על אובייקטים, אירועים ותופעות
להבין שכל חקר מדעי מתאפיין בשאלה מדעית ובהשערה
להבין שמדענים משתמשים בשיטות מגוונות (התבוננות, ניסוי, חיפוש סדר ודפוסים וכו') כדי ללמוד ולהבין תופעות
להבין שהתפתחויות טכנולוגיות מאפשרות התקדמות מדעית
להבין שחקר מדעי כולל תיאור עובדתי של התופעה הנחקרת, המובחן מפרשנות ומתיאור רגשות הקשורים לתופעה
להכיר סוגים שונים של שאלות מדעיות
להבין שההחלטה על שיטות המחקר מתקבלת לפי השאלה שעליה רוצים לענות
להבין שחקר מדעי מבוצע במגוון שיטות וכלים כדי לבצע תצפיות ומדידות מדויקות
להבין שממצאים של חקר מדעי מבוססים על נתונים כמותיים ועל זיהוי דפוסים בנתונים ובתופעות
להבחין בין חקר מדעי לחקר לא מדעי באמצעות זיהוי עקרונות מנחים לאיסוף והערכה של ראיות באופן המבטיח דיוק, מדידות, מדגם מייצג, חזרה, שקיפות בדיווח ממצאים ואובייקטיביות וכן חשיבה לוגית ומניעת הטיות, פתיחות מחשבתית וספקנות
להכיר מאפיינים מרכזיים של מחקר מדעי, לדוגמה ניסוי, מידול חישובי והכללה
להבין שהתקדמות מדעית מושגת באמצעות הערכה של הסברים שונים לתופעה ובדיקה של הקשר בין טענות לבין ראיות
פעולות:
להעריך דיווחים במדיה על אודות נושאים הקשורים למדע ונסמכים על נתונים אמפיריים (לדוגמה חיסונים, תזונה, התחממות), לקבל החלטות מושכלות לגביהם ולהגיב באופן ביקורתי על מידע קיים וחסר
לגלות סקרנות ופליאה לנוכח אובייקטים, אירועים ותופעות טבעיות וטכנולוגיות
לשאול שאלות פשוטות על אובייקטים, אירועים ותופעות
להשתמש בטקסטים תואמי גיל ובמדיה כדי להשיג מידע על אודות תופעות בעולם
לקחת חלק פעיל בדיון על אודות דיווחים במדיה העוסקים במדע אגב שימוש והתבססות על מידע ונתונים
לזהות שהדיווח במדיה עוסק בנושא מדעי, לזהות את המידע הרלוונטי לשאלה המדעית או לתמיכה בטענה המדעית ולהבחין בדיווחים בין מידע מבוסס מחקר למידע שאינו מבוסס מחקר
לזהות את הרלוונטיות של התוכן המדעי בדיווחים במדיה לסוגיות מעשיות העוסקות לדוגמה בבריאות, חברה וסביבה ברמה האישית, המקומית והעולמית, ולהשתמש במידע זה באופן מושכל לקבלת החלטות בחיי היום-יום
להעריך דיווחים ופרסומים במדיה על אודות נושאים הקשורים למדע: להעריך את סמכות הכותבים ואת הרלוונטיות של המומחיות שלהם לתחום המדעי הנדון, להעריך את המוסד שבו הם עובדים, להעריך את העדויות המוצגות כבסיס לטיעון, לזהות סיבות אפשריות נוספות לפרסום הדיווח במדיה ולזהות הטיות אפשריות וניגודי אינטרסים
להשוות בין דיווחים במדיה על אודות נושאים הקשורים למדע, לזהות בהם טעויות ואי-דיוקים ולהגיב באופן ביקורתי על מידע קיים וחסר
להבחין בפסיאודו-מדע ובידיעות כזב בנושאים הקשורים למדע
להעריך את העדויות המוצגות כבסיס לטיעון המופיע במדיה, לבדוק אם יש מגוון עדויות, להצליב מידע מהמדיה, להעריך עדויות ממקורות מעובדים, עדויות לשיפוט עמיתים והתאמה של הכותרת לתוכן
להעריך דיווחים במדיה ולהשתמש בהם באופן מושכל לצורך קבלת החלטות בחיי היום-יום ובגיבוש עמדות בנושאים אישיים וחברתיים, מקומיים ועולמיים
להבחין בין ראיות שרלוונטיות לשאלה מדעית נתונה לבין ראיות שאינן רלוונטיות
להבחין בין נימוקים המתבססים על עובדות לנימוקים המתבססים על ממצאים ותצפיות לנימוקים המתבססים על השערות
לשאול שאלות על הצדקה של הסבר מוצע
לזהות הסברים שנתמכים על ידי ראיות ולשאול שאלות על הראיות התומכות בהסברים מוצעים
להבחין בין הסברים טובים יותר (מסבירים את כל הראיות) לבין הסברים טובים פחות (לא מסבירים את כל הראיות)
להבחין בין ראיות רלוונטיות לשאלה מדעית נתונה לראיות שאינן רלוונטיות
להבחין בין ראיות למסקנות
לזהות כשלים נפוצים בהסברים מוצעים על ידי הסובבות אותן או באמצעי התקשורת ובפרשנות ראיות (כשלים כדוגמת הכללת יתר, הסקת סיבתיות ממתאם, היעדר בידוד משתנים, הסתמכות על מדגם לא מייצג, תיאור תופעות ביולוגיות במונחים תכליתיים והאנשה)
לתאר ולהסביר תופעות בטבע בשים לב לאקראיות בשינויים שמתרחשים, ללא שימוש בתכליתיות או בהאנשה
להשוות בין טיעונים שונים המבוססים או מתייחסים לאותם ממצאים
להעריך כיצד הממצאים תומכים בטענה ואת המידה בה הם מעלים את סבירותה
לשאול שאלות שמאתגרות את ההנחות העומדות בבסיס טיעון מוצע (על ידי הסובבים אותם ובמדיה) ו/או את פרשנות הנתונים ו/או את תהליך איסופם
פעולות:
להשתמש בידע מדעי בהקשרים מגוונים (למשל בתכנון פרויקטים, בחיזוי תופעות, בקבלת החלטות)
להבין שידע מדעי מתחומים שונים ובהקשרים מגוונים מאפשר להרחיב את הידע שלנו על העולם ומסייע לפתור בעיות בתחומים רבים
להבין שהידע המדעי הוא תוצר של הקהילה המדעית ושהשימוש בשיטות ובידע מדעי הם נחלתה של החברה
להבחין ברלוונטיות של ידע מדעי ושיטות מדעיות לסוגיות (תיאורטיות ומעשיות) שמעסיקות את החברה האנושית ואותנו כפרטים בחברה
להשתמש בידע מדעי בדיון בסוגיות חברתיות, סביבתיות וכולי
לקבל החלטות המתבססות על ידע מדעי וליזום פעולות לפתרון של סוגיות מורכבות המשלבות היבטים מדעיים
למזג בין רעיונות משלימים, ליישב בין רעיונות סותרים ולהשתמש ברעיונות מתחומי דעת שונים כדי להסביר ולחזות תופעות או לפתור בעיות
לחזות ולהסביר תופעות באמצעות מודלים המייצגים תופעות מזווית המחקר של תחומי דעת שונים ולהיעזר בהם כדי לפתור בעיות מורכבות
להבין מושגים הקשורים למדע כמו משבר האקלים, ביטחון תזונתי, פיתוח מקיים, בריאות, שוויון הזדמנויות מגדרי בתחומי דעת שונים, ולחבר בין ההקשרים השונים שבהם כל מושג נדון כדי לייצר לו תפיסה כוללת
לקשר בין מושגים הקשורים למדע לסביבה ולחברה כדי לגבש הבנה לגבי תפיסת השלומות (wellness) והרווחה הבריאותית, הגופנית והחברתית של בני האדם
פעולות:
לזהות, להשתמש, להעריך ולבנות מודלים לתיאור, להסבר ולחיזוי תופעות (בהקשרים כמו מבנה החומר, מערכות אקולוגיות, הדבקה ויראלית, שינויי אקלים, שרשרת אירועים סיבתית)
לפתח מודל או להשתמש במודל כדי להמחיש תופעות לדוגמה מודל פיזי או פיקטוגרם
להבין כי מודל יכול להמחיש תופעה רחוקה או גדולה על ידי ייצוג מוקטן של התופעה (כמו מודל מערכת השמש) או להמחיש תופעה בעלת ממדים קטנים על ידי ייצוג מוגדל (כמו מודל של מבנה השן)
להשתמש במודלים או לפתח אותם באופן עצמאי כאמצעי לשיפור ההבנה ולהרחבת הידע
להכיר סוגים שונים של מודלים, להשתמש בהם או לפתח אותם כדי להדגים תופעה ולהסביר כיצד היא מתרחשת באופן שמתיישב עם הראיות הנתונות וכאמצעי לתקשר את הבנת התופעה הנדונה
להכיר מודלים מסוגים מגוונים (לדוגמה מבניים, התפתחותיים, תהליכיים, מיון וקנה מידה) ולבחור בין מודלים חלופיים לאור הראיות
להשתמש או לפתח מודלים כדי להסביר ולחזות היבטים מרכזיים בקבוצה של תופעות, כאמצעי לחידוד ההבנה , לענות על שאלות היפוטתיות, או כדי לשאול שאלות חדשות על התופעה הנבחנת
לפתח מודלים אלטרנטיביים לייצוג תופעות נתונות ולהעריך את היתרונות והחסרונות של כל מודל להסביר ולחזות את התופעות הנדונות
לשפר ולעדכן מודלים לפי הראיות
פעולות:
לחשוב מערכתית לרבות זיהוי הרכיבים במערכת, זיהוי הקשרים ביניהם וחיזוי ההשפעה של שינוי של רכיב אחד או יותר בתוך המערכת, לצורך הסבר תופעות ופתרון בעיות מורכבות
להבין שמערכות (טבעיות ומלאכותיות) מורכבות מרכיבים שפועלים ביחד ושיש לה יכולת תפקודית שאין לכל אחד ממרכיביה בנפרד
לזהות ולהבין קשרים סיבתיים פשוטים בין מרכיבי המערכת
להבין שלכל מרכיב במערכת יש השפעה על התפקוד השלם של המערכת
לזהות את הרכיבים והתהליכים במערכת, את היחסים ביניהם ולתאר את המערכת באמצעותם
להבחין בין הרכיבים במערכת לבין התהליכים שמקשרים ביניהם (מנגנוני זרימה של חומר, מידע ואנרגיה)
לתאר את רכיבי המערכת ואת התהליכים שמקשרים ביניהם על ידי מודל ייצוגי פשוט של מארג היחסים (איור או גרפים)
להשתמש במודל פשוט כדי לחזות כיצד שינוי באחד הרכיבים ו/או התהליכים ישפיעו על תפקוד המערכת
להבין שמערכת היא אסופה של רכיבים הפועלים ביחד, ושיש לה יכולת תפקודית שאין לכל אחד מרכיביה בנפרד
לזהות יחסים דינמיים (לא ליניאריים) בתוך מערכת, לארגן את רכיבי המערכת, התהליכים והאינטראקציות בתוך מארג יחסים ולבדוק מה ההשפעה של שינוי באחד מהרכיבים, מהתהליכים או מהאינטראקציות על התנהגות המערכת
להפיק הכללות לגבי מערכת ולזהות דפוסים בתוך המערכת
להתבונן בדינמיקה של מערכת לאורך זמן ולהבדיל בין השפעות מיידיות לעומת השפעות ארוכות טווח
להבין יחסי גומלין בין מערכות (מערכות יכולות להיות באינטראקציה עם מערכות אחרות; רכיבים במערכות יכולים להיות תתי-מערכות שניתן לחלק לקטגוריות ברמות ארגון שונות)
להבין את מגבלות המודל המייצג מנגנון של מערכת ושל היותו אידיאליזציה
לזהות ממדים חבויים של מערכת
לחקור ולנתח מערכות באמצעות הגדרת גבולות, תנאים התחלתיים ופלט
להבין תהליכי בקרה מורכבים שפועלים בתוך המערכת. לדוגמה מעגלי משוב.
להשתמש במודלים (פיזיקליים, מתמטיים, ממוחשבים) לביצוע סימולציות של פעילות מערכות ושל אינטראקציות בין רכיבים בתוך מערכת ובין מערכות שונות, לצורך חיזוי תופעות, אגב הבנת המגבלות של המודל
פעולות:
לנסח שאלות מחקר, להעלות השערות, לתכנן מערך מחקר מתאים ולבצעו היטב באופן בטוח ובהתאם לתכנון
לשאול שאלות על העולם (תופעות, אורגניזמים, עצמים, תהליכים וכולי)
להעלות רעיונות להשערות (מה אני חושבת שיקרה אם...)
למדוד ולהשוות באמצעות יחידות מידה לא סטנדרטיות
לאסוף נתונים באמצעות מנייה ומדידה
להעלות שאלות על תופעה ולמיין אותן על פי תבחינים. לדוגמה שאלות שהמענה עליהן באמצעות תצפית, ניסוי או מידענות
לנסח שאלות מחקר ולהעלות השערות המתבססות על תצפיות במטרה למצוא מידע נוסף על העולם הטבעי והמלאכותי
לערוך תצפיות וניסויים פשוטים ולתעד אותם
לעבוד עם חומרים וכלים ולהתנסות בהם באופן בטוח, כדי לענות על שאלות ולבחון רעיונות והשערות
למדוד באמצעי מדידה מגוונים ולתעד את התוצאות
להשתמש בציוד וחומרים באופן בטוח תוך זיהוי סיכונים אפשריים
לנהוג בהתאם לכללי אתיקה ושמירה על הטבע
לשאול שאלות על תופעות ולמיין אותן לפי הצורך או המניע התיאורטי שעומד מאחוריהן (שאלות תיאוריות המסייעות להכיר תופעה/אובייקט לעומקו, שאלות סיבתיות המסייעות להבין תופעה או מנגנון וכולי)
לזהות שאלת מחקר גלויה במקורות המתארים מחקר מדעי
לנסח שאלות שאפשר לענות עליהן באמצעות מחקר כדי לבחון השערות ותחזיות (לדוגמה, מה היה קורה אילו?)
לנסח השערות בעזרת מילים כמו "יתכן ש...", "אם... אז..." ולתת הסבר מדעי להשערה
לבחון השערה על פי תבחינים כמו, נשענת על עובדה, ראיות ו/או מידע מבוסס וניתנת לבדיקה מדעית
להבחין בין השערה לבין ניחוש על פי התבחינים לעיל.
להציע ניסויים פשוטים או תצפיות פשוטות (לתכנן מדידות טמפרטורה או אורך למשל) כדי למצוא תשובות לשאלות, לתכנן את הניסויים בשים לב לגורמים שאת השפעתם בודקים, לגורמים קבועים, לבקרה, לחזרות ולשימוש בכלי מדידה ולהסביר את חשיבותם
להעריך כלים ושיטות שונות המתאימים לאיסוף נתונים
להחליט על סוג הבדיקות הנדרשות לצורך בחינת ההשערה
לערוך תצפיות, ניסויים ומדידות ולתעד אותם בכלים מתאימים לרבות בטכנולוגיות דיגיטליות
לנסח שאלות חקר שאפשר לענות עליהן באמצעות מחקר עצמאי (במעבדה, בבית, בסביבה חוץ כיתתית) כדי לבחון השערות המבוססות על מודל או תיאוריה לבחינת מידת התאמה בין חיזוי לבין תוצאות; להוסיף ממצאים או לחזק טיעונים; להבין קשרים בין משתנים תלויים לבלתי תלויים או יחסי גומלין בין רכיבים במערכת או במודל; להבהיר או ללטש מודל או הסבר
לבחור כלי חקר מתאים ולנמק את בחירתו לרבות ניסויים, תצפיות, סקר אקולוגי, לצורך איסוף מהימן של נתונים כמותיים ואיכותניים כדי לענות על שאלות ולבחון את ההשערות.
לתכנן בשיתוף עמיתות את מערך המחקר ולנמק בשים לב לגורמים קבועים ולגורמים משתנים, לבידוד משתנים, לבקרה, לחזרות, לריבוי פריטים ולשימוש בכלי מדידה
לזהות גורמים קבועים וגורמים משתנים (משתנים תלויים, בלתי תלויים ומבוקרים) ולהבחין בין שיטת המדידה לבין הגורמים הנמדדים
להעריך את הדיוק של מגוון שיטות לאיסוף מידע ונתונים
לערוך תצפיות, ניסויים ומדידות ולתעד נתונים כמותיים ואיכותניים באופן בטוח, קפדני, מדויק ואובייקטיבי
לבחור כלים מתאימים לאיסוף, לתיעוד, לניתוח ולהערכת נתונים
להשוות בין שיטות מחקר (תצפיות ומדידות) שערכו הן ועמיתיהן
להעריך את שיטות איסוף הנתונים של עצמן ושל עמיתיהן
לזהות מקורות אפשריים לטעות ולהציע שיפורים לשיטות המחקר של עצמן ושל עמיתיהן
לזהות הנחות הקיימות בדיווח על תוצאות ניסויים
להבחין בין דעות, רגשות ואמונות לבין מה שנתפס באמצעות החושים למדידות באמצעות מכשירים בביצוע ובהערכה של חקר מדעי
להעריך את שיטות החקר ומערך הניסוי המוצעים לרבות מידת השליטה במשתנים (תלויים ובלתי תלויים) ואיכות מסד הנתונים שנאסף
לזהות מקורות אפשריים לטעות ולהציע הצעות לשיפור מערך המחקר
לגלות מודעות להנחות מובלעות ולהטיות אפשריות בעבודתם ובדיווחים על ממצאים מדעיים
להבחין בין ראיה כמותית לאיכותנית
להעריך את התקפות והמגבלות של המודל או הייצוג של האובייקטים והתופעות המיוצגים
להפגין ספקנות מנומקת ולהשתמש בידע הנצבר כדי להעריך טיעונים בדיווחים על ממצאים מדעיים
להעריך יתרונות וחסרונות של ניסוי מבוקר לעומת מחקר מתאמי (קורלציה), תצפית לעומת ניסוי, מדגם אקראי לעומת מדגם מייצג, מחקר עם חזרות לעומת מחקר המבוסס על מקרה יחיד (case study), מחקרי מיפוי ונתוני עתק (Big Data) (לדוגמה פרויקט הגנום) לעומת מחקרים מונחי השערה
להבין את דרכי הדיווח המדעי, הנערך באמצעות ביקורת עמיתים. להעריך אמינות מקורות מידע מדעיים
להעריך את שיטות החקר ומערך הניסוי המוצעים, לרבות זיהוי מקורות לטעויות או לסבירות נמוכה, משתנים מתערבים ופרשנויות והסברים חלופיים לראיות
לתאר באופן מפורט דרכים אפשריות לשיפור שיטות החקר ואיכות מסד הנתונים
להפגין מודעות וספקנות מנומקת להנחות היסוד ולמסד הנתונים ולזהות הטיות בעבודתן שלהן ושל עמיתיהן ובדיווחים על ממצאים מדעיים
פעולות:
לנתח תוצאות, להפיק ייצוגים בעלי משמעות, לפרש ממצאים ולהסיק מסקנות מבוססות
לתעד מידע (תצפיות, מחשבות ורעיונות) באמצעות תמונות, ציורים, טבלאות וגרפים או תיאור מילולי
לתאר דפוסים או יחסי גומלין בין אובייקטים/תופעות/אירועים טבעיים או מלאכותיים המתגלים בתצפיות, כדי להשיב על שאלות מדעיות ולפתור בעיות
להשוות בין תחזיות (המבוססות על התנסויות קודמות) לבין מה שהתרחש בפועל (אירועים נצפים)
לעבד את הנתונים ולנתח אותם באופן סטטיסטי תיאורי (לדוגמה חישוב ממוצע)
לייצג נתונים בטבלאות או בייצוגים גרפיים מגוונים (גרף עמודה, פיקטוגרף, דיאגרמת עוגה) לגילוי דפוסים המעידים על יחסי גומלין
לנתח ולפרש נתונים למשל בעזרת ייצוגים, כדי לאתר היגיון בתופעות (הכללות, מגמות ודפוסים), באמצעות הנמקות, ייצוגים וחישובים
להבחין בין תיאור הנתונים לבין המסקנות שאפשר להסיק מהם
להשוות בין נתונים שנאספו על ידי קבוצות שונות כדי לדון בדמיון ובהבדל בין ממצאיהן
לבנות, לנתח ולפרש ייצוגים גרפיים (לדוגמה תרשימים, גרפים או טבלאות) של נתונים או של קבוצות נתונים גדולות כדי לזהות קשרים ליניאריים ולא ליניאריים
לזהות קשרים של סיבה ושל מתאם
לנתח ולפרש נתונים כדי לספק ראיות להסבר או לתיאוריה
ליישם מושגים סטטיסטיים והסתברותיים (כולל ממוצע, חציון, שכיח ורעיון השונות) כדי לנתח ולאפיין נתונים בכלים דיגיטליים
לגלות מודעות למגבלות של נתונים (לדוגמה שגיאת מדידה) ולחתור לשיפור הדיוק של הנתונים באמצעות שיטות וכלים מגוונים
לנתח נתונים בכלים, בטכנולוגיות או במודלים (לדוגמה, חישוביות, מתמטיקה) כדי לנסח טענות מדעיות מבוססות ומהימנות או כדי למצוא פתרון אופטימלי
ליישם מושגים ורעיונות סטטיסטיים והסתברותיים (כולל סטיית תקן, שונות, קביעה אם פונקציה מתאימה לנתונים, לשיפוע, לנקודת חיתוך ולקבוע את הישר עבור פונקציות ליניאריות) בכלים דיגיטליים
להשוות בין מסדי נתונים מסוגים שונים (מופקים באופן עצמאי או ממאגר) כדי לבחון עקביות של מדידות ותצפיות
להעריך את ההשפעה של מידע ונתונים חדשים על הסבר קיים
פעולות:
להעריך ראיות ממקורות שונים (לדוגמה, תוצאות ניסוי מבוקר, ניתוח מסד נתונים, נתוני מחקר איכותני)
לזהות את ההנחות וההטיות בראיות ובמסקנות המוצגות במחקרים
להבחין בין טיעונים המבוססים על ראיות ותיאוריות מדעיות לבין כאלה שאינם
להעריך את הטענות, הראיות ושיקול הדעת התומכים בהסברים מקובלים, כדי להחליט באיזו מידה הם מחזקים את ההסבר או את הטענה
לקבל ולהעביר ביקורת על טיעונים מדעיים ולשאול שאלות מערערות על אודות הנחות מובלעות ומסקנות, אגב שימוש בראיות המוצגות ובשיקול דעת ובהתחשב בפרספקטיבות או בפרדיגמות שונות; זיהוי המידע או הנתונים הנדרשים כדי ליישב בעיות או סתירות
לנסח טענה חדשה ולבסס אותה באמצעות ראיות, נתונים ושיקול דעת מדעי
פעולות:
להשתמש בחשיבה הסתברותית לצורך הערכת מידת הוודאות של הסבר/תיאוריה/טענה ולהבין כי דרגת הביטחון במסקנות גדלה עם הצטברות ממצאים דומים
לזהות את ההשפעה של גורמים טבעיים ומלאכותיים על הסביבה, לדוגמה עונות השנה או התערבות אנושית בטבע
לפתח מודעות לחשיבות של שימור הסביבה ולהשפעות של מוצרים טכנולוגיים על הסביבה ועל החברה
לזהות את השימוש בידע מדעי לפתרון בעיות
לפרש ולהסביר את השלכות של פתרונות (המבוססים על ידע מדעי) לבעיה ולנסח טיעונים על השלכות שלהם על היבטים חברתיים, סביבתיים ומוסריים באמצעות הצגת ממצאים רלוונטיים ודיונים על דילמות ולהשוות ביניהם
לנסח טענות התומכות ביעילות או בחוסר היעילות של פתרונות המבוססים על ידע מדעי הכוללות התחשבות בהשפעות של הפתרונות על החברה ועל הסביבה
להעריך פתרונות שונים לצרכים דומים בהתבסס על קריטריונים מוסכמים ולנוכח ההשלכות שלהם על החברה ועל הסביבה
להעריך פתרונות שונים לבעיות ממשיות המבוססים על רעיונות מדעיים ועל עקרונות, ממצאים אמפיריים או טיעונים לוגיים הקשורים לגורמים רלוונטיים (כגון כלכליים, חברתיים, סביבתיים ואתיים)
מקורות נבחרים
Ben-Zvi Assaraf, O., & Snapir, Z. (2018). Teaching about human biology taking a systems approach. In Kostas Kampourakis, K., & Reiss M. J. (Eds.), Teaching biology in schools global research, issues, and trends, p. 62-73. Routledge Publication. https://doi.org/10.1080/03057267.2020.1733183
Berland, Leema & Mcneill, Katherine. (2010). A Learning progression for scientific argumentation: Understanding student work and designing supportive instructional contexts. Science Education, 94, 765 - 793. https://doi.org/10.1002/sce.20402
OECD (2017), PISA 2015 Assessment and Analytical Framework: Science, Reading, Mathematic, Financial Literacy and Collaborative Problem Solving, PISA, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264281820-en.
Schwarz, Christine, Reiser, Brian, Davis, Elizabeth, Kenyon, Lisa, Achér, Andres, Fortus, David, Shwartz, Yael, Hug, Barbara, & Krajcik, Joe. (2009). Developing a learning progression for scientific modeling: Making scientific modeling accessible and meaningful for learner. Journal of Research in Science Teaching, 46. 632-654. https://doi.org/10.1002/tea.20311
Sikorski, T., Winters, V., & Hammer, D. (June 2009). Defining a learning progression for scientific inquiry. Learning Progressions in Science (LeaPS). Iowa City, IA.
אתרים נבחרים
Government of British Columbia, Competencies Progression
לכל אחת מ-13 המיומנויות קיים עמוד ובו הגדרת המיומנות, טבלת יכולות הליבה ופירוט הפעולות שהן מאפשרות לבצע. בלחיצה על "אבני דרך לפיתוח מיומנות" בסרגל שבראש כל עמוד מיומנות ניתן לעבור לטבלאות אבני הדרך בנוגע לכל אחת מהפעולות של המיומנות.
בכל טבלה ניתן לעבור בין טווחי הגיל מגיל 3 עד כיתה י"ב בעזרת גלילה לאחד הצדדים ולראות בה את התפתחות אבני הדרך. הטבלאות המוצגות בפירוט נוגעות ליכולת הליבה הרלוונטית להן, ועל מנת לראות את הטבלאות השונות יש לעבור בין יכולות הליבה המוצגות בראש הטבלה. שימו לב שלחלק מהפעולות לא קיימות אבני דרך בכל טווח גיל.
האבנים מצטברות ותלויות האחת בהתפתחותה של הקודמות לה באותה השורה, ולכן ילדה וילד צריכים להיות מסוגלים לעשות את הדברים המתוארים בעמודות הקודמות בטבלה (מימין) כדי שתהיה להם היכולת לעשות את הדברים המתוארים בעמודות המתקדמות יותר (משמאל).
חשוב להדגיש כי אבני הדרך של המיומנויות משמשות לצורך הצבת מטרות ללמידה ואינן מספיקות לצורך הערכת לומדים. על מנת להעריך את רמת ההתפתחות של המיומנות אצל הלומד יש צורך ביצירת מחוון להערכת רמת התלמיד בנוגע ליכולת הנדונה. מכאן שאבני הדרך הן כלי ליצירת שפה משותפת ומטרות משותפות בנוגע למיומנויות ולא בנוגע לתלמיד מסוים. הן מדד התוצאה שבעזרתו נוכל להכיר ביכולתם של ילדה וילד לעשות את המתואר לגביו בשלב גיל מסוים (ולא כלי להעריך יכולת זו).
