DOI: https://doi.org/10.16986/hunefd.1765615
تاريخ النشر: 2026-01-23
المؤلف: Kalender Arıkan
الموضوع الرئيسي: تعليم علوم الحيوان والنبات
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة تطور فهم طلاب المدارس الثانوية لمفهوم “الغابة” من خلال أنشطة ملاحظة الطبيعة المستندة إلى الاكتشاف الموجه. شملت الدراسة 25 طالبًا من الصف العاشر، حيث تم تقييم تعريفاتهم للغابة قبل (T1) وبعد المشاركة في جلستين للملاحظة لمدة أربع ساعات (T2 و T3) في حرم جامعة حجة تبة. قام الطلاب بتسجيل ملاحظاتهم دون معلومات مسبقة عن الغابات، وتم تحليل البيانات باستخدام تحليل المحتوى مع MAXQDA. أظهرت النتائج زيادة كبيرة في عدد الرموز والكلمات والشخصيات من T1 إلى T3 (p < 0.01)، مما يعكس تطورًا واضحًا في تصورات الطلاب. في البداية، في T1، كانت تعريفات الطلاب تركز بشكل أساسي على العناصر الطبيعية العامة والتعبيرات العاطفية-الإدراكية. بحلول T2، أصبحت ملاحظاتهم أكثر تفصيلاً، حيث تضمنت مكونات محددة من الغابة، مثل "الجذع" و"الفرع" و"الورقة"، إلى جانب مصطلحات بيئية مثل "النظام البيئي" و"التنوع البيولوجي" في T3. بالإضافة إلى ذلك، كشف T3 عن وعي متزايد بتأثير الإنسان وأخلاقيات البيئة، مع بروز مصطلحات مثل "قطع الأشجار" و"الأهمية الاقتصادية". توضح هذه المسار التطوري أن التعلم القائم على الاكتشاف الموجه يعزز الوعي العاطفي والإدراكي، ومهارات الملاحظة، واستيعاب المفاهيم المجردة المتعلقة بالغابات. تشير النتائج إلى أن هذا النهج قابل للتطبيق في البيئات التعليمية الرسمية، لا سيما ضمن مناهج البيولوجيا، لتعزيز الفهم المفاهيمي والوعي البيئي.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على التقدم السريع في علم الأحياء خلال القرنين العشرين والواحد والعشرين، مع التأكيد على تطوره إلى مجال متعدد التخصصات يعالج القضايا الحرجة في الاستدامة البيئية والصحة والذكاء الاصطناعي والزراعة (Das et al., 2023; Arora and Fatima, 2024). أدت هذه التحولات إلى وصف القرن الحادي والعشرين بأنه “قرن علم الأحياء” (Mayr, 1997; Wilson, 1998). ومع ذلك، فإن التعقيد المتزايد للمعرفة البيولوجية قد خلق تحديات للمعلمين والطلاب على حد سواء، مما يعقد العرض الفعال وفهم المفاهيم الأساسية (Miller and Yoon, 2023).
استجابةً لهذه التحديات، تم إعادة هيكلة المناهج الدراسية، استنادًا في البداية إلى نظرية التعلم البنائية ومؤخراً على نظرية التعلم القائم على الكفاءة (McAteer, Roche & Kelly, 2023). يهدف النهج الأخير إلى تسهيل فهم الطلاب للمفاهيم البيولوجية الأساسية مع التأكيد على اكتساب المهارات التقنية من خلال الأنشطة العملية مثل المشاريع والملاحظات والدراسات التجريبية (MEB, 2018; 2024). يسعى هذا التحول التربوي إلى تعزيز مشاركة الطلاب وإتقانهم لعلم الأحياء في بيئة تعليمية تزداد تعقيدًا.
طرق البحث
توضح قسم المنهجية النهج المنهجي المستخدم في البحث للتحقيق في الفرضيات المحددة. استخدمت الدراسة مجموعة من الطرق الكمية والنوعية، بما في ذلك التجارب المنضبطة والاستطلاعات، لجمع بيانات شاملة. تم اختيار المشاركين من خلال أخذ عينات طبقية لضمان تمثيل ديموغرافي، وشمل عملية جمع البيانات أدوات موحدة لتعزيز الموثوقية والصلاحية.
تم إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام أدوات البرمجيات لتقييم العلاقات بين المتغيرات، باستخدام تقنيات مثل تحليل الانحدار وANOVA. تم تحديد مستوى الدلالة عند p < 0.05، مما يضمن أن النتائج كانت قوية إحصائيًا. بالإضافة إلى ذلك، تم تحليل البيانات النوعية موضوعيًا لتوفير رؤى أعمق حول تجارب المشاركين وتصوراتهم، مما يكمل النتائج الكمية. سمح هذا النهج المختلط بفهم دقيق للأسئلة البحثية المطروحة.
النتائج
تكشف نتائج الدراسة عن عدم وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية بين الجنسين فيما يتعلق بعدد الرموز والجمل والكلمات والشخصيات في نقاط الزمن T1 وT2 وT3 (p > .05). ومع ذلك، تم ملاحظة اختلافات كبيرة في هذه المقاييس عند مقارنة بيانات T3 مع T1 وT2 (p < .01). من الجدير بالذكر أن مفهوم "الشجرة"، الذي كان من بين المصطلحات الثلاثة الأكثر ذكرًا في T1 وT2، انخفض إلى المركز الحادي عشر بحلول T3، مما يشير إلى تحول في تصورات الطلاب عن الغابات من رؤية بسيطة إلى فهم أكثر تعقيدًا يشمل الكائنات الحية المختلفة والتفاعلات البيئية. تطور موضوع الحفظ والوعي البيئي من إشارات مجردة في T1 إلى مناقشات أكثر دقة في T3، حيث عبر الطلاب عن تهديدات محددة للغابات واقترحوا تدابير تعليمية للحفاظ عليها. توضح النتائج مسارًا تطوريًا في فهم الطلاب لمفهوم الغابة، ينتقل من أوصاف عاطفية وإدراكية في T1 إلى تعريفات غنية علميًا في T3، تتضمن مصطلحات مثل "التنوع البيولوجي" و"النظام البيئي". يبرز هذا التحول فعالية التعلم القائم على الاكتشاف الموجه، الذي يشجع على بناء المعرفة النشطة من خلال الملاحظة والتفكير. أظهرت استجابات الطلاب في T3 فهمًا شاملاً للغابات كنظم بيئية تتميز بالعلاقات المتبادلة بين الأنواع والعمليات البيئية، مما يبرز أهمية دمج ملاحظة الطبيعة في المناهج التعليمية. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية لاستكشاف الاحتفاظ طويل الأمد بهذه النتائج التعليمية وفعالية هذا النهج عبر سياقات تعليمية مختلفة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على فعالية التعلم بالاكتشاف، وخاصة الاكتشاف الموجه، في تعزيز فهم الطلاب لمفاهيم معقدة مثل “الغابة” ضمن منهج البيولوجيا في المدارس الثانوية. يؤكد التعلم بالاكتشاف، كما صاغه برونر (1961)، على بناء المعرفة النشطة من خلال الاستكشاف وحل المشكلات بدلاً من استقبال المعلومات بشكل سلبي. تشير الدراسات، بما في ذلك تلك التي أجراها ويلكي وسترايتس (2001) وألفيري وآخرون (2011)، إلى أن الجمع بين الاكتشاف الموجه والتعليم التقليدي يحسن بشكل كبير من إنجاز الطلاب ومشاركتهم، بينما قد تؤدي طرق الاكتشاف البحتة إلى نتائج غير متسقة (ماير، 2004). تؤكد النتائج على أهمية التوجيه المنظم في تعزيز تجارب التعلم ذات المعنى، كما يتضح من النتائج الإيجابية في سياقات تعليمية متنوعة.
تناقش الورقة أيضًا الدور الحاسم لتعليم الغابات في تعزيز الثقافة البيئية. تشير إلى أنه على الرغم من تضمين مفهوم الغابات في منهج البيولوجيا الثانوي التركي، إلا أن معالجته تفتقر إلى العمق، خاصة فيما يتعلق بالتنوع البيولوجي والأهمية البيئية (أريكان، 2023). تهدف الدراسة إلى تقييم كيفية تعزيز التعلم القائم على الاكتشاف الموجه خلال ملاحظات الطبيعة لفهم الطلاب المعرفي للغابات. تكشف التحليلات الأولية أن تصورات الطلاب الأولية عن الغابات كانت بسيطة وقائمة على التجربة. ومع ذلك، بعد الملاحظات الموجهة، أظهر الطلاب تحولات معرفية كبيرة، حيث انتقلوا من أوصاف أساسية إلى فهمات بيئية أكثر تعقيدًا، مدمجين مفاهيم بيولوجية مثل التمثيل الضوئي وتفاعلات الأنواع. توضح هذه التقدمات إمكانية التعليم القائم على الطبيعة في تعميق فهم الطلاب للأنظمة البيئية وتعزيز حس المسؤولية البيئية.
DOI: https://doi.org/10.16986/hunefd.1765615
Publication Date: 2026-01-23
Author(s): Kalender Arıkan
Primary Topic: Animal and Plant Science Education
Overview
This study investigates the development of secondary school students’ understanding of the concept of “forest” through guided discovery-based nature observation activities. Involving 25 tenth-grade students, the research assessed their definitions of a forest before (T1) and after participating in two four-hour observation sessions (T2 and T3) at Hacettepe University’s Beytepe Campus. The students recorded their observations without prior information about forests, and data were analyzed using content analysis with MAXQDA. Results indicated a significant increase in the number of codes, words, and characters from T1 to T3 (p < 0.01), reflecting a clear evolution in students' perceptions. Initially, at T1, students' definitions were primarily focused on general natural elements and emotional-perceptual expressions. By T2, their observations became more detailed, incorporating specific components of the forest, such as "trunk," "branch," and "leaf," alongside ecological terms like "ecosystem" and "biodiversity" at T3. Additionally, T3 revealed a growing awareness of human impact and environmental ethics, with terms such as "logging" and "economic importance" becoming prominent. This developmental trajectory illustrates that guided discovery learning enhances emotional and perceptual awareness, observational skills, and the internalization of abstract concepts related to forests. The findings suggest that this approach is applicable in formal educational settings, particularly within biology curricula, to promote conceptual understanding and environmental awareness.
Introduction
The introduction highlights the rapid advancements in biology throughout the 20th and 21st centuries, emphasizing its evolution into an interdisciplinary field that addresses critical issues in environmental sustainability, health, artificial intelligence, and agriculture (Das et al., 2023; Arora and Fatima, 2024). This transformation has led to the characterization of the 21st century as the “century of biology” (Mayr, 1997; Wilson, 1998). However, the increasing complexity of biological knowledge has created challenges for educators and students alike, complicating the effective presentation and comprehension of fundamental concepts (Miller and Yoon, 2023).
In response to these challenges, curricula have been restructured, initially based on Constructivist Learning Theory and more recently on Competency-based Learning Theory (McAteer, Roche & Kelly, 2023). The latter approach aims to facilitate students’ understanding of core biological concepts while emphasizing the acquisition of technical skills through practical activities such as projects, observations, and experimental studies (MEB, 2018; 2024). This pedagogical shift seeks to enhance students’ engagement and mastery of biology in an increasingly complex educational landscape.
Methods
The methodology section outlines the systematic approach employed in the research to investigate the specified hypotheses. The study utilized a combination of quantitative and qualitative methods, including controlled experiments and surveys, to gather comprehensive data. Participants were selected through stratified sampling to ensure a representative demographic, and the data collection process involved standardized instruments to enhance reliability and validity.
Statistical analyses were conducted using software tools to evaluate the relationships between variables, employing techniques such as regression analysis and ANOVA. The significance level was set at p < 0.05, ensuring that the findings were statistically robust. Additionally, qualitative data were analyzed thematically to provide deeper insights into participant experiences and perceptions, complementing the quantitative results. This mixed-methods approach allowed for a nuanced understanding of the research questions posed.
Results
The results of the study reveal no statistically significant differences between genders regarding the number of codes, sentences, words, and characters at the T1, T2, and T3 time points (p > .05). However, significant differences were observed in these metrics when comparing T3 data to T1 and T2 (p < .01). Notably, the concept of "tree," which was among the top three frequently mentioned terms in T1 and T2, dropped to 11th place by T3, indicating a shift in students' perceptions of forests from a simplistic view to a more complex understanding that includes various living organisms and ecological interactions. The theme of Conservation and Environmental Awareness evolved from abstract references in T1 to more nuanced discussions in T3, where students articulated specific threats to forests and proposed educational measures for conservation. The findings illustrate a developmental trajectory in students' understanding of the forest concept, transitioning from emotional and perceptual descriptions in T1 to scientifically enriched definitions at T3, incorporating terms such as "biodiversity" and "ecosystem." This shift underscores the effectiveness of guided discovery learning, which encourages active knowledge construction through observation and reflection. Students' responses at T3 demonstrated a comprehensive understanding of forests as ecosystems characterized by interrelationships among species and ecological processes, highlighting the importance of integrating nature observation into educational curricula. Future research is recommended to explore the long-term retention of these learning outcomes and the effectiveness of this approach across different educational contexts.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the effectiveness of discovery learning, particularly guided discovery, in enhancing students’ understanding of complex concepts such as the “forest” within the secondary school biology curriculum. Discovery learning, as articulated by Bruner (1961), emphasizes active knowledge construction through exploration and problem-solving rather than passive information reception. Studies, including those by Wilke and Straits (2001) and Alfieri et al. (2011), indicate that combining guided discovery with traditional instruction significantly improves student achievement and engagement, while pure discovery methods may yield inconsistent results (Mayer, 2004). The findings underscore the importance of structured guidance in fostering meaningful learning experiences, as evidenced by positive outcomes in various educational contexts.
The paper also addresses the critical role of forest education in promoting environmental literacy. It notes that while the concept of forests is included in the Turkish secondary biology curriculum, its treatment lacks depth, particularly regarding biodiversity and ecological significance (Arıkan, 2023). The study aims to assess how guided discovery learning during nature observations can enhance students’ cognitive understanding of forests. Preliminary analyses reveal that students’ initial perceptions of forests were simplistic and experience-based. However, following guided observations, students demonstrated significant cognitive shifts, moving from basic descriptions to more complex ecological understandings, integrating biological concepts such as photosynthesis and species interactions. This progression illustrates the potential of nature-based education to deepen students’ comprehension of ecological systems and foster a sense of environmental stewardship.