|
امروزه آموزش علوم تجربی در مدارس، به یکی از موضوع های دشوار و مورد توجه تبدیل شده است. تعداد اندکی از معلمان می توانند علوم تجربی را به نحو احسن و منطبق با اهداف آموزشی قصد شده آموزش دهند. موانع و مشکلات زیادی وجود دارد که هرگونه تلاش برای ارتقای کیفی آموزش علوم تجربی در مدارس و حتی دانشگاه ها را بی اثر می سازد. در مدارس، در آموزش علوم تجربی بالاخص؛ فیزیک، شیمی، و زیست شناسی که همگی علوم آزمایش محور محسوب می شوند، بیشتر به تشریح و بیان حقایق و اصول اولیه شناخته شده علمی پرداخته می شود که پس از مدت کوتاهی به فراموشی سپرده می شوند. برای آموزش اثر بخش علوم تجربی حتماً باید از فعالیتهای عملی و آزمایشگاهی استفاده شود تا ساخت شناختی دانش آموزان تقویت شده و همچنین مهارتهای عملی لازم را فرا بگیرند.
علوم تجربی یکی از دانش ها و معرفت های بشری است که یافته های آن از راه مشاهده تجربی به دست می آید و ملاک یا معیار درستی آن ها، انطباق داشتن با مشاهدات تجربی است. هدف از آموزش علوم تجربی، آموزش پدیده هایی است که در زندگی روزانه مشاهده می شود. در همه نظام های آموزشی جهان، آموزش و یادگیری علوم تجربی از جایگاه ویژه ای برخوردار بوده و تلاش می شود تا همه دانش آموزان، ضمن آشنایی با اصول و مفاهیم علوم تجربی و کسب سواد علمی لازم، آگاهی های لازم برای یک شهروند مطلوب را کسب کنند. دانش آموزان با کسب آگاهی و مهارت لازم در زمینه های مختلف علوم، قادر خواهند بود تا در زندگی خود تصمیمات آگاهانه و منطقی بگیرند.
پژوهش های علمی در دانشگاه ها بودجه اندکی داشته و به صورت ضعیفی سازماندهی می شوند. معلمانی که در دانشگاه ها و مراکز تربیت معلم آموزش می بینند، به علت کافی نبودن امکانات آزمایشگاهی و فعالیت های عملی، تبحر و تجربه کمتری در زمینه پدیده های علمی- عملی دارند. دانش آموزانی که با اتمام تحصیلات وارد بازار کار و یا دانشگاه ها می شوند، مهارت و تواناییهای لازم در انجام فعالیت های عملی را ندارند. از لحاظ سیاسی و اقتصادی، به نظر می رسد که آموزش اثربخش علوم تجربی برای رشد و توسعه اقتصادی هر کشوری ضروری است و باید به طور جدی به این امر اهتمام ورزید. در هر کشوری که به سوی صنعتی شدن پیش می رود، نیاز به کارگران ماهر و افراد تحصیل کرده و آشنا به پدیده های علمی- فناورانه و نیز مهارت های عملی روز به روز افزون تر می شود؛ اما واحدهای صنعتی نمی توانند به آموزش ویژه و اختصاصی افراد مورد نیاز خود بپردازند. همه کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به این نتیجه رسیده اند که پرداختن به آموزش اثربخش علوم تجربی و مهارتهای علمی- عملی در مدارس، مناسب ترین و اقتصادی ترین راه ممکن است و همه دانش آموزان باید علوم تجربی و مهارت های عملی لازم را فرا گیرند.
فعاليت عملي به مجموعهای از اعمال و فعاليت ها گفته می شود که به منظور شناخت پديدهها و در جهت سنجش فرضيهای انجام گرفته و موجبات دست ورزی و کسب مهارت و تجربه را فراهم می سازد.. در انجام فعاليت های عملی ممکن است از ابزار و وسايل خاصی استفاده شود. فعاليت های عملی فقط به انجام آزمايش در آزمايشگاه علوم تجربی ختم نمی شود و بسياری از فعاليت ها مثل: گردش علمی ، بازديد از موزهها و مراکز مختلف علمی- صنعتی و حتی فعاليت های زندگی روزمره نيز می توانند فعاليت عملی محسوب شوند. بدون شک فعالیت های عملی و اجرای آزمايش، نقش زيربنايی در درک عميق مفاهيم دارد و مثال چينی که ميگويد: می شنوم فراموش می کنم؛ می بينم به ياد ميآورم؛ انجام می دهم می فهمم، به خوبی بيانگر نقش و اهميت فعالیت های عملی در يادگيری مفهومی می باشد.
هر چند از زمان های بسیار دور به طور غیر رسمی از فعالیت های عملی در آموزش علوم استفاده می شد؛ اما در سال 1880، برای اولین بار آرمسترانگ پژوهشگر و معلم علوم تجربی در انگلستان، نظریه هیوریسم یا یادگیری اکتشافی را مطرح کرده و با تلفیق بعضی از نظریه های یادگیری علوم تربیتی، از آن در آموزش علوم تجربی استفاده کرد. این الگوی آموزشی به پرورش مهارت هایی چون: مشاهده، اندازه گیری و کاربرد این مهارت ها در حل مسائل تاکید داشت. این نظریه دانش آموزان را قادر می ساخت تا اصول نظریه های علمی را به خوبی یاد بگیرند. نظریه یادگیری اکتشافی آرمسترانگ مورد استقبال قرار گرفت و برای پرداختن به این رویکرد آموزشی، آزمایشگاه های ساده ای در بعضی از مدارس احداث گردید و در سال 1896، وجود آزمایشگاه به عنوان بخش مهم و ضروری در آموزش علوم تجربی در انگلستان به تصویب رسید.
در اوایل قرن نوزدهم، توسعه ماشین های بخار و کاربرد آن ها در صنعت و حمل و نقل، و نیز رشد روزافزون فعالیت های فناورانه و علمی- صنعتی سبب شد تا تقاضا برای کارگران ماهر، کارشناسان و مهندسان خبره و نیز دانشمندان و پژوهشگران علوم تجربی روز به روز بیشتر شود. هر چند آزمایشگاه های اولیه در انگلستان با الهام از آزمایشگاه های شیمی کشور آلمان احداث گردیده بودند؛ اما با گذشت زمان آزمایشگاه های مجهز فیزیک و زیست شناسی نیز در مدارس ساخته شد.
در ابتدای قرن بیستم، بسیاری از اشراف زادگان اروپایی مقاومت هایی را به خاطر اجباری بودن فعالیت های عملی در مدارس از خود نشان دادند. این امر باعث شد تا تردیدهایی در ارتباط با لزوم اجرای فعالیت های عملی در مدارس ایجاد شود. اولین ترديدها در مورد ارزش فعالیت های عملی در مدارس دوره راهنمايی مطرح شد كه عمدتاً به خاطر امكانات محدود بود، و سپس از طرف پژوهشگران مورد نقد و بررسی قرار گرفت. پژوهشگران درباره علت پیدایش تردیدها نکات زير را يادآور شدهاند:
* تعداد کمی از معلمان دوره راهنمايی صلاحيت و توانایی استفاده از آزمايشگاه و فعالیت های عملی را به نحو احسن دارند.
* تأکيد بيش از حد بر اجرای فعاليتهای عملی، به درك نادرستی از کاوشگری علمی منجر می شود.
* بسياری از آزمايشهای انجام گرفته در مدارس، پايه علمی درستی نداشته و بی ارزشند.
* فعاليت های عملی انجام شده در مدارس، دور از توانايی ها و علائق دانشآموزان هستند.
در اواسط جنگ سرد، در سال 1957، با پرتاب اولين سفينه فضايی (اسپوتنيک) توسط شوروی سابق، شوک عظيمی در بعضی از کشورها ایجاد شد. در مورد آموزش علوم تجربی، از قبل انتقادهايی در زمينه عدم کارايی روش های آموزشي موجود وجود داشت و پرتاب سفينه اسپوتنيک سبب شد تا بسياری از کشورها، با شدت هر چه بيشتری به انجام اصلاحاتی در برنامههای درسی خود همت گمارند. اصلاحات برنامه درسی آموزش علوم نيز از جمله برنامههايی بود که در بسياری از کشورها به آن پرداخته شد. از مهمترين برنامههای درسی جديد، می توان به پروژه های نافيلد در مدارس ابتدايی ، راهنمايی و متوسطه انگلستان و مطالعه و بررسی برنامه درسی علوم زيست شناسی ، فيزيک و شيمی در ايالات متحده اشاره کرد. اساس اين پروژهها بر درک مفهومی و يادگيری بخش اعظم حقايق علمی استوار بود و روی اين اصل، دانش آموزان مجبور شدند تا از کتاب های درسي جديد و ویژه ای استفاده نمايند. برنامه درسی جديد بر توسعه هر چه بيشتر مهارت های پايه، و نيز استفاده از فعاليت های عملی در کنار کلاس درس تأکيد داشت.
در سال 1980، جان سالومون با انتشار كتابی تحت عنوان « آموزش کودکان در آزمايشگاه» گفت: « شکی نيست که آموزش علوم تجربی بايد در آزمايشگاه صورت گيرد، زیرا كه علوم تجربی به آزمايشگاه تعلق دارد، همانطور كه آشپزی به آشپزخانه و کشاورزی به مزرعه تعلق دارد. سالومون اين الزام در اجرای فعالیت های عملی را با الهام از نظريهها و فعاليتهای صورت گرفته توسط آرمسترانگ مطرح کرد و با اجرای پروژههای مختلف آموزش علوم، موجب گسترش اين نظريه شد. سولومون درکتاب خود خاطر نشان کرده است که سؤالات زيادی در رابطه با چگونگی تنظيم برنامه فعالیت های عملی و اجرای آن در مدارس وجود دارد، اما در کتاب او اشارهای به ميزان فعالیت های عملی در مدارس نشده بود. با اين حال ميزان فعالیت های عملی در مدارس را کِر (1963) که در زمينه انجام فعالیت های عملی در مدارس پژوهش می کرد، مشخص کرد. کِر با الهام از نظریه رشد شناختی پیاژه متذکر شد که معلمان علوم برای تنظیم ميزان فعالیت های عملی در مدارس، بايد تلاش کنند تا در دوره تحصيلی ابتدایی (يعنی سنين 7 تا 11 سالگی)، با نمایش آزمایش های ساده و جذاب و نیز انجام آزمایش های بسیار ساده توسط دانشآموزان، آن ها را به علوم تجربی علاقمند كنند. در دوره تحصیلی راهنمایی نیز باید روش های علمی به دانش آموزان آموخته شود؛ ولي از سنين 14 و 15 سالگی ، ارتقای روش های علمی و دست یابی به سطوح بالاتر تفکر را هدف اصلی خود قرار دهند.
هودسون (1990) با مرور پژوهش های انجام گرفته در زمينه نقش فعالیت های عملي در آموزش علوم، ضرورت انجام فعالیت های عملی در مدارس را برای تأمين اهداف مهمی لازم می داند. اين اهداف عبارتند از: تقويت روشهای ايجاد انگيزه، آموزش مهارت ها، غنا بخشيدن به روشهای يادگيری مفاهيم، توسعه روشها و نگرشهای علمی نظير؛ تفکر آزاد، شفاف، آگاهانه، آيندهنگر و نيز تقويت توانايی قضاوت منطقی در امور مختلف. پژوهشهای هودسون در زلاندنو نشانمی دهد که 57% دانشآموزان 13 تا 16 ساله فعالیت های عملی را دوست دارند، اما 40% آنها هنگامی که نمی دانند چه نوع فعالیتی انجام ميدهند و يا برداشت نادرستی از فعالیتها دارند، انگيزه کمتری از خود نشان می دهند. نتايج حاصل از بررسی ها و مطالعات هودسون نشان می دهد که دانشآموزان هنگامی از فعالیت های عملی بيشترين بهره را می برند که موارد زير به درستی اجرا شود:
* فعالیت های عملی ، به صورت مشخص و آگاهانه انجام شوند.
* فعالیت های عملی دارای يک هدف شفاف و عملی باشند.
* فعالیت های عملی به صورت مستقل و با کنترل محدود انجام پذيرند.
نوع فعالیت های عملي که بسياري از دانشآموزان عهدهدار انجام آن می شوند، با انتقال از دوره ابتدايی به دوره راهنمايی تغيير می کند. در ابتدای امر شايد انجام فعالیت های عملی دارای ساختار مشخصی نباشد و فقط به انجام چند فعالیت عملی به وسيله دانشآموزان محدود شود، اما در دوره راهنمايی ، ممکن است فعالیت های عملی معلم محور انجام گيرد که در آن ها امکاناتی مثل آزمايشگاه مستقل و نيز انجام فعاليتهايی که در زندگی روزمره کاربردهایی داشته و همهگير باشند، در نظر گرفته شود. هنگامی که فعالیت های عملي نتواند سبب افزايش رشد تحصيلی شود، آميختهای از ناتوانی و بی ربط بودن مطالب علمی و فعالیت های عملی ، می تواند جايگزين انگيزه اصلی فعاليتهای عملی گردد.
هودسون (1993) در رابطه با ميزان فعالیت های عملي در مدارس، دو نوع الگو را پيشنهاد کرده است. اولين مورد ياددهی الگوهای رايج و معمول ميباشد که ممکن است در خارج از آزمايشگاه نيز موجود باشد، و دومين مورد آموزش الگوهايی است که برای تربيت دانشمندان آينده لازم است. او دلايل خود را برای اجرای الگوی اول تحت عنوان « کنارهگيری از موضوعات بی معنی» چنين بيان می كند:
« واقعاً سخت است که مثلاً تصور کنيم امکان فعاليت با يک پيپت و بورت در عمليات حجم سنجی در درس شيمی ، فقط بايد در يک آزمايشگاه مجهز صورت گيرد، يا از يک اسيلوسکوپ و يا ميکروسکوپ نمی توان در محيط غيرآزمايشگاهی مثل کلاس درس استفاده کرد. بسياری از الگوهای رایج يادگيری را می توان به صورت فعاليتهای عملی در خارج از محيط مدرسه و آزمايشگاه نیز انجام داد»
بدون شک انجام فعاليت های علمی ، بخشی از فرايند آموزش علوم می باشد. اما شواهد نشان می دهد که دانشآموزان نمی توانند برخی از فعاليتهای علمی را به خوبی انجام دهند. هر چند بعضی از آزمايشها را نمی توان بوسيله وسايل دست ساز انجام داد ؛ اما اين آزمايشها را می توان با استفاده از فعاليتهای رايانهای، مثل مدل سازی، پردازش اطلاعات و یا شبيهسازی انجام داد.
دلایل زیادی وجود دارد که به نوعی بیان کننده اهمیت انجام فعالیت های عملی در آموزش اثر بخش علوم می باشند. برخی از این دلایل عبارتند از:
1- انجام فعالیت های عملی به دانش آموز کمک می کند تا مهارت های لازم برای یک دانشمند را کسب کند. این مهارت ها عبارتند از:
برنامه ریزی، مشاهده دقیق، اندازه گیری، ثبت دقیق و درست اطلاعات، نمایش شفاف و به دور از اغراق اطلاعات، ارائه صحیح نتایج و یافتن ارتباط منطقی بین متغیرها.
2- پرداختن به فعالیت های عملی سبب می شود تا دانش آموزان حقایق و مفاهیم علمی را بهتر درک نمایند.
3- استفاده از فعالیت های عملی سبب فعال شدن یادگیری شده و دانش آموزان را وادار می کند تا درباره اهداف فعالیت عملی فکر کنند. بنابراین با اجرای فعالیت های عملی، به جای این که دانش آموزان در مقابل بارش یک طرفه اطلاعات از طرف معلم تسلیم شوند، به طور فعال در مبادله اطلاعات و تجربه با معلم شریک می شوند.
4- انجام فعالیت های عملی سبب واقعی تر جلوه دادن حقایق علمی می شود.
5- انجام فعالیت های عملی به دروس علوم تجربی هیجان و علاقه بیشتری می بخشد.
6-انجام فعالیت های علمی سبب رشد مهارت های مورد نظر برنامه درسی و اهداف آموزشی نظیر: رشد ارتباط های علمی، رشد سواد علمی، و توانایی استفاده از فناوری های اطلاعات و ارتباطات می شود.
بيشتر معلمان به اهميت استفاده از فعاليت های عملی در آموزش اثر بخش فيزيک، شيمی و زيست شناسی واقفند و معتقدند که بايد در آموزش علوم از فعاليت های عملی استفاده شود؛ اما در بيشتر مواقع اين امر محقق نمی شود. موانع متعددی وجود دارد که باعث می شود تا معلمان نتوانند به راحتی از فعاليت های عملی در آموزش علوم استفاده نمايند. صرف نظر از نظام آموزشی ، کتاب های درسی ، سنجش و ارزشيابی و نيز عوامل بيرونی مثل آزمون های ورودی دانشگاه ها و فرهنگ جامعه، می توان به سه عامل: کمبود امکانات، محدوديت زمان و اندازه کلاس درس و آزمايشگاه اشاره کرد که به نوعی بر ميزان استفاده از فعاليت های عملی در مدارس تاثير می گذارند.
اگر در يکی از مدارس دولتی حضور يافته و پای صحبت دانش آموزان بنشينيد، آنان خواهند گفت: « در مدرسه ما امکانات خوب آزمايشگاهی وجود ندارد، به سختی وسيله يا مواد شيميايی سالم پيدا می شود و متصدی آزمايشگاه ماهر نيز نداريم». مدرسه ای که در برنامه درسی خود بدون فراهم ساختن امکانات آزمايشگاهی به آموزش علوم تجربی می پردازد، از ارائه حداقل حمايت های خود از دانش آموزان کوتاهی کرده است. مسئولين مدرسه نبايد در تامين امکانات آزمايشگاهی خود را فريب داده و يا کوتاهی نمايند. مدارسی که دارای منابع و امکانات محدودتری هستند، لازم است تا فعاليت های عملی را که نيازمند حداقل امکانات آزمايشگاهی بوده و قابل اجرا در کلاس درس باشند، و يا حتی به صورت مطالعه ميدانی يا پژوهش در بيرون از کلاس درس قابل اجرا باشند، انتخاب کرده و اجرايی نمايند. حتی هنگامی که به علت محدوديت امکانات آزمايشگاهی ، معلم ناچار به اجرای نمايشی فعاليت های عملی می شود، دانش آموزان می توانند به طور فعال در رويکردهای انتخاب شده فعالانه شرکت نموده و حالت يادگيری را از حالت غير فعال خارج سازند. بيشتر مدارس فاقد تکنسين يا متصدی آزمايشگاهی ماهر هستند؛ اما در غياب آن ها نيز می توان با بهره گيری از يک يا چند نفر از دانش آموزان، بخش اعظم فعاليت های آزمايشگاهی را انجام داد.
بسياری از معلمان معتقدند که اگر بخشی از زمان کلاس درس را به انجام فعاليت های عملی اختصاص دهند، در اين صورت نمی توانند کتاب را در مدت زمان مقرر شده به پايان برسانند. در برنامه درسی مدارس ، انجام فعاليت های عملی بخشی از برنامه درسی بوده و زمان لازم برای انجام اين گونه فعاليت ها در برنامه درسی در نظر گرفته شده است و با يک برنامه ريزی دقيق و منظم می توان از وقت کلاس به نحو شايسته اي هم براي آموزش مفاهيم و هم براي انجام فعاليت هاي عملي استفاده کرد. از آنجايي که در برنامه درسي آموزش علوم، حدود 20 درصد نمره پايانی هر درسی به فعاليت های عملی اختصاص دارد، بنابراين منطقی خواهد بود که 20 درصد کل زمان کلاس در يک سال تحصيلی به انجام فعاليت های عملی اختصاص داده شود. همچنين بايد دقت کرد که معلمان در چارچوب برنامه درسی فعاليت نمايند. معمولاً معلمانی که به انجام فعاليت های عملی مبادرت نمی ورزند، تلاش می کنند تا به ارائه مطالب و مفاهيمی فراتر از موضوع های مورد بحث برنامه درسی بپردازند. اين عمل نه تنها موجب اتلاف وقت کلاس درس می شود، بلکه در صورت ارائه مفاهيمی سخت و خارج از کتاب درسی ، موجبات منفعل شدن دانش آموزان را فراهم می سازد.
بعضی از معلمان از کوچک بودن اندازه کلاس درس، آزمايشگاه و يا زياد بودن تعداد دانش آموزان شکايت کرده و می گويند که فضای کافی برای انجام فعاليت عملی وجود ندارد و با حرکت و جابه جايی دانش آموزان نظم کلاس به هم خورده و کنترل آن ها بسيار دشوار است. شکی نيست که انجام فعاليت عملی در يک کلاس درس شلوغ مشکل است. معمولاً ميانگين تعداد دانش آموزان در هر کلاس درس باید حداکثر30 نفر در نظر گرفته شده و فضای کافی برای آن ها لحاظ شود. در صورت زياد بودن تعداد دانش آموزان و يا کوچک بودن اندازه آزمايشگاه، می توان فعاليت عملی را در يک سالن بزرگتر انجام داد و يا اين که دانش آموزان را به گروه های کوچک تری تقسيم کرده و به نوبت اقدام به انجام فعاليت های عملی نمود.
فعاليت های عملی يکی ار ارکان اصلی آموزش علوم تجربی محسوب شده و موجبات رشد دانش علمی، مهارتی و نگرش های علمی دانش آموزان را فراهم می سازند. انجام فعاليت های عملی علاوه بر تثبيت يادگيری و افزايش طول عمر ماندگاری مفاهيم آموخته شده، سبب دست ورزی و کسب مهارت هايی می گردد که در زندگی روزانه مورد استفاده قرار گرفته و زمينه های نوآوری دانش آموزان را فراهم می سازد. هر چند مشکلات متعددي در انجام فعاليت های عملی در مدارس وجود دارد؛ اما برهمه افراد دخيل در آموزش علوم تجربی واجب است تا با برطرف نمودن مشکلات، شرايط استفاده از فعاليت های عملی در آموزش علوم را فراهم سازند.
| 
به نظر من آگاهی داشتن از خود وپیرامون خود نیاز به تخصص ندارد بلکه نیازبه کمی اطلاعات عمومی است چه بسا با این آگاهی هر چند ناچیز ازبیماریها وحتی مرگ نجات مییابیم.پس از هم اکنون دانسته های خود را بیفزا.