A.- Par jugement du 15 septembre 1994, le Tribunal de première instance de Genève a prononcé le divorce des époux M._, attribué au père la garde sur les enfants Esperança, née le 7 août 1983, Hardy, née le 17 janvier 1989 et Patricia, née le 12 octobre 1991, réservé un droit de visite à la mère, institué une curatelle au sens de l'art. 308 al. 1 et 2 CC, et donné acte au mari de ce qu'il renonçait à toute contribution d'entretien.
Il s'est révélé par la suite qu'Esperança n'était pas issue de l'union des époux M._, mais de la relation entre celui-ci et F._, qu'il a épousée le 8 novembre 1995; ce dernier couple étant également en instance de divorce, la garde d'Esperança a été attribuée, sur mesures provisoires, à M._, et F._ astreinte à payer 200 fr. par mois à titre de contribution d'entretien. Le lien de filiation concernant Esperança ayant été établi, le Tribunal tutélaire a relevé la curatrice de ses fonctions et invité, le 5 août 1998, M._ et F._ à faire modifier en conséquence l'état civil de l'enfant; depuis lors, dame M._ n'exerce plus de droit de visite sur Esperança.
B.- Le 26 septembre 1997, dame M._ a sollicité la modification du jugement de divorce du 15 septembre 1994. Plusieurs ordonnances de mesures provisionnelles ont été rendues. Par jugement du 3 juin 1999, le Tribunal de première instance de Genève, statuant à titre provisoire, a attribué à la mère la garde et l'autorité parentale sur les enfants Hardy et Patricia; réservé au père un droit de visite devant s'exercer à raison d'un week-end sur deux et, alternativement, d'un mercredi sur deux, si le défendeur ne travaille pas, ainsi que de la moitié des jours fériés et des vacances scolaires; institué une curatelle au sens de l'art. 308 al. 1 et 2 CC; enfin, condamné le père à verser une contribution d'entretien de 250 fr. par mois et par enfant, allocations familiales non comprises.
Sur le fond, le Tribunal a modifié le jugement de divorce en ce sens que la garde sur les deux filles est attribuée à la mère, un large droit de visite, dont les modalités correspondent à celles décidées sur mesures provisoires, étant accordé au père. La mesure de curatelle a par ailleurs été confirmée et la cause transmise à l'Autorité tutélaire pour qu'elle nomme un nouveau curateur. Le père a en outre été condamné à verser à la mère, par mois et par enfant, une contribution d'entretien de 250 fr. de 5 à 10 ans, 300 fr. de 10 à 15 ans et 350 fr. de 15 ans à la majorité, allocations familiales et indexation non comprises.
Statuant sur l'appel de M._, la Cour de justice du canton de Genève a, par arrêt du 12 novembre 1999, confirmé le jugement de première instance et débouté les parties de toutes autres conclusions.
C.- a) Antonio M._ exerce un recours en réforme contre cet arrêt. Reprenant ses conclusions formulées en appel, il conclut à ce que le jugement de divorce soit modifié en ce sens que le droit de visite de l'intimée sur ses filles s'exercera à raison de trois week-ends consécutifs, le quatrième lui étant réservé, et pendant la moitié des vacances scolaires. Il demande en outre que l'intimée soit condamnée à payer, par mois et par enfant, une contribution d'entretien de 250 fr. de 5 à 10 ans, 300 fr. de 10 à 15 ans et 350 fr. de 15 ans jusqu'à la majorité, allocations familiales non comprises, le jugement étant confirmé pour le surplus et l'intimée déboutée de toutes autres, plus amples ou contraires conclusions. Il requiert enfin que celle-ci soit condamnée aux dépens, tant pour les instances cantonales que pour la procédure fédérale.
Le recourant sollicite par ailleurs l'octroi de l'assistance judiciaire.
Une réponse n'a pas été requise.
b) Par arrêt de ce jour, la cour de céans a rejeté, dans la mesure de sa recevabilité, le recours de droit public connexe formé par le recourant.

Considérant en droit :
1.- a) Le recours en réforme est recevable, sous l'angle de l'art. 44 OJ, quant à l'attribution de la garde et de l'autorité parentale sur les deux enfants ainsi que - par attraction - au sujet des contributions d'entretien en faveur de ceux-ci (J.-F. Poudret, Commentaire de la loi fédérale d'organisation judiciaire, n. 1.4 ad art. 44 OJ). Déposé en temps utile contre une décision finale prise en dernière instance cantonale, il est également recevable sous l'angle des art. 54 al. 1 et 48 al. 1 OJ.
b) Les dépens des instances cantonales ne sont pas réglés par le droit fédéral. Le recours est donc irrecevable dans la mesure où le recourant cherche à en obtenir (cf. art. 43 al. 1 OJ). Celui-ci entend sans doute son chef de conclusions comme une conséquence de l'admission du recours (cf.
art. 159 al. 6 OJ).
c) Saisi d'un recours en réforme, le Tribunal fédéral fonde son arrêt sur les faits tels qu'ils ont été constatés par la dernière autorité cantonale, à moins que des dispositions fédérales en matière de preuve n'aient été violées ou que des constatations ne reposent manifestement sur une inadvertance (art. 63 al. 2 OJ). Il ne peut être présenté de griefs contre les constatations de fait (art. 55 al. 1 let. c OJ), ni contre l'appréciation des preuves à laquelle s'est livrée l'autorité cantonale (<ref-ruling> consid. 4a/aa p. 32, 61 consid. 2c/bb; <ref-ruling> consid. 2b p. 99 et les arrêts cités). Les faits et moyens de preuve nouveaux sont irrecevables, même si la maxime d'office est applicable (<ref-ruling> consid. 5b p. 440; <ref-ruling> consid. 1c p. 231; <ref-ruling> consid. 3b p. 19).
Le recours est par conséquent irrecevable dans la mesure où, notamment dans l'exposé des faits - d'ailleurs superflu au regard des exigences légales (art. 55 al. 1 let. c, deuxième phrase OJ) -, il s'écarte des constatations de l'arrêt entrepris, les complète ou encore les modifie, sans que l'une des exceptions susmentionnées puisse être invoquée.
La demande tendant à ce que le nouveau curateur établisse un rapport sur le déroulement du droit de visite est, pour le même motif, également irrecevable. Lorsque le recourant reproche sur ce point à l'autorité cantonale de n'avoir pas donné suite à cette offre de preuve, son grief concerne l'application du droit cantonal et ressortit dès lors au recours de droit public.
d) Le recourant critique les modalités de son droit de visite sans toutefois prendre de conclusions subsidiaires à cet égard. De toute façon, il ne résulte pas de l'arrêt entrepris que ce grief ait été soulevé devant l'autorité cantonale; le défendeur ne le prétend d'ailleurs pas. Il s'agit dès lors d'un moyen nouveau, partant irrecevable pour ce motif déjà (art. 55 al. 1 let. c OJ). La violation du principe de l'égalité de traitement, auquel le recourant se réfère, relève en outre du recours de droit public.
2.- Le recourant reproche à l'autorité cantonale d'avoir violé l'<ref-law>. Il prétend en substance qu'il n'existe aucun fait nouveau pouvant justifier une mesure aussi extrême que la modification de l'attribution de l'autorité parentale et de la garde sur les enfants, solution qui revient à séparer les fillettes de leur demi-soeur et à bouleverser leur existence.
a) Selon l'<ref-law>, le juge prend, à la requête de l'un des parents, les mesures commandées par des faits nouveaux concernant la situation des enfants. La Cour de justice a rappelé correctement les conditions nécessaires à l'admission d'une modification de jugement de divorce (cf.
notamment <ref-ruling> consid. 3a p. 178).
L'autorité cantonale a considéré, de manière à lier la cour de céans, qu'à l'époque où le jugement de divorce avait été rendu, l'intimée souffrait de dépression nerveuse en rapport avec cette procédure. Ses problèmes de santé avaient entraîné son hospitalisation d'octobre 1995 à novembre 1996, suivie d'un traitement ambulatoire. Depuis lors, sa situation personnelle s'était profondément modifiée. En effet, elle n'avait plus besoin de soins et avait pleinement recouvré son équilibre psychologique. La Cour de justice a également retenu qu'elle avait des projets professionnels et qu'elle avait mis en place, pour le cas où les enfants lui seraient confiées, un horaire et une organisation satisfaisante pour leur prise en charge pendant ses heures de travail; il était par ailleurs établi qu'un appartement plus grand pourrait être mis à sa disposition par les services compétents. L'autorité cantonale a par ailleurs constaté que la mère avait su regagner la confiance de ses filles et qu'elle s'était montrée ouverte quant à la poursuite de relations suivies entre celles-ci et leur père ainsi que leur demi-soeur.
S'agissant du recourant, il a été retenu qu'il ne présentait plus les qualités qui étaient apparemment les siennes au moment du divorce quant à l'éducation et à la prise en charge des deux enfants. Il s'en était en effet en grande partie remis à son aînée Esperança, qui assumait la plupart des travaux ménagers et s'occupait de ses deux soeurs dans une mesure dépassant de beaucoup ce qui pouvait être raisonnablement imposé à une jeune fille de quinze ans. Le fait qu'il soit à nouveau en instance de divorce ne contribuait pas non plus à assurer un minimum de stabilité familiale, dès lors qu'il était possible qu'Esperança fût en fin de compte confiée à sa mère. De plus, il faisait tout pour entraver les relations entre les fillettes et leur mère, ne cessait de discréditer celle-ci et cherchait à maintenir sur les enfants une emprise très malsaine. Les rapports - concordants dans leurs constatations et leurs conclusions - de la curatrice et du Service de protection de la jeunesse étaient à cet égard éloquents. La Cour de justice en a déduit que seule l'intimée était actuellement apte à assurer aux deux filles une éducation et un équilibre suffisants, tout en respectant l'autre parent et en facilitant les relations personnelles entre ce dernier et les enfants.
b) On ne saurait, dans ces circonstances, considérer que l'autorité cantonale a fait une application erronée du droit fédéral en admettant que les conditions d'une modification du jugement de divorce étaient remplies, en ce sens que l'autorité parentale et le droit de garde sur les enfants Hardy et Patricia sont retirés à leur père et transférés à leur mère. C'est en vain que le recourant s'efforce de démontrer qu'il n'est pas garanti que l'intimée respecte le droit de visite, ni qu'elle assure aux enfants une réelle prise en charge éducative et une stabilité relationnelle suffisante.
Ce faisant, il critique de manière irrecevable l'appréciation des preuves effectuée par l'autorité cantonale et les constatations de fait de l'arrêt entrepris. Il en va de même lorsqu'il affirme qu'en raison de ses antécédents psychiatriques, et bien qu'elle semble aujourd'hui rétablie, l'intimée pourrait à nouveau rencontrer des problèmes semblables.
3.- Le recourant soutient encore que l'arrêt déféré viole la Convention de l'ONU sur les droits de l'enfant (RS 0.107), dès lors qu'aucun crédit n'a été accordé à la parole des deux filles et que celles-ci n'ont pas été entendues comme témoins. Il ne précise toutefois même pas à quelle disposition de ce traité il convient de se référer (art. 55 al. 1 let. c OJ). Quoi qu'il en soit, les enfants ont été entendues par le Service de protection de la jeunesse, qui a mis en doute la spontanéité de leurs déclarations. L'autorité cantonale pouvait dès lors estimer à bon droit qu'elle n'était pas liée par l'avis des enfants.
4.- En conclusion, le recours apparaît mal fondé et doit être rejeté, en tant qu'il est recevable. Les frais de justice seront donc mis à la charge du recourant (art. 156 al. 1 OJ). Vu cette issue - prévisible - de la procédure, sa requête d'assistance judiciaire ne saurait être admise (art. 152 OJ). Il n'y a pas lieu d'allouer des dépens, une réponse n'ayant pas été requise.

Par ces motifs,
le Tribunal fédéral :
1. Rejette le recours dans la mesure où il est recevable et confirme l'arrêt entrepris.
2. Rejette la requête d'assistance judiciaire du recourant.
3. Met à la charge du recourant un émolument judiciaire de 1'500 fr.
4. Communique le présent arrêt en copie aux mandataires des parties et à la Chambre civile de la Cour de justice du canton de Genève.
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Lausanne, le 6 avril 2000 MDO/frs
Au nom de la IIe Cour civile
du TRIBUNAL FEDERAL SUISSE :
Le Président,
La Greffière,