بسیاری از دروس که برای تمرین دادن و پروراندن مهارتهای کاوشگری در شاگردان طراحی شده اند می تواند در شکل آزمایشگاهی سازمان یابد. اصطلاح <آزمایشگاه> بدین معنا نیست که آزمایش مدون در اتاق خاص و با ابزار و وسایل خاص آزمایشگاهی اجرا شود. بلکه آزمایشگاه را می توان برای توصیف هر نوع فعالیت آموزشی که در آن دانش آموزان مستقیماً بامواد سر و کار داشته باشند به کار برد. این فعالیت ممکن است روی نیمکت خودشان باشد، روی میز باشد یا در قسمتی از کلاس که برای کارهای آزمایشگاهی تدارک دیده شده باشد و یا حتی در یک آزمایشگاه سنتی در هر جای دیگر.

باید های یک نظام علمی کارا و اثرات آن در یک نظام علمی کارا، باید در دانش آموز توان مساله یابی با روشهای جستجو گرانه و کنجکاوانه برانگیخته شود تا ادراک او گسترش یابد.

در اروپا در کلاس پنجم ابتدایی یکی از مدارس، دانش آموزان را به طور گروه بندی شده به مزرعه چند کشاورز بردند، معلم از آنها خواسته بود، تا هر چه را که مشاهده می کنند بنویسند و در صورت لزوم به تصویر بکشند و کوشش کنند، سوال بیابند و پاسخ آن را یا به طور واقعی و یا بطور حدسی بدهند. نتیجه این کار در گروه و سپس در کلاس بحث می شد. از این طریق بچه ها یاد می گیرند به همه چیز توجه کنند، فعالانه به جستجوی پدیده های اطراف خود بر آیند، روابط علّی میان پدیده ها را کشف نمایند، هر نوع تغییری را در محیط خود بیابند.

این بچه ها وقتی سر کلاس می رفتند خوشحال بودند، از کار خود لذت می بردند، از کار بچه های دیگر متقابلاً یاد می گرفتند. معلم کسی را تحقیر نمی کرد، حتی آنهایی که کارشان را انجام نداده بودند. زیرا در آن فضا همه دانش آموزان با میل درونی به دنبال کار می روند و هیچوقت کسی حاضر نیست آن تمرین لذت بخش را انجام ندهد. اگر کار نکند، بچه های دیگر به او چطور نگاه می کنند. این برای هر دانش آموز بزرگترین توبیخ درونی است.

در این روش دانش آموزان آنچنان محو این کارها هستند و ذهنشان فعال است که همواره سوالات مختلف دارند و معلم در واقع کارش پاسخ دادن به سوالات است. کسی که سوال نداشته باشد، ذهنش فعال نیست، او نمی تواند چیزی کشف کند، از این طریق ذهن افراد جستجو گر و پرسشگر می شود.

در نظام آموزشی ما باید بیش از پیش سوال جایی داشته باشد، زیرا علم در پی کنجکاوی به وجود می آید، آن هم از طریق مشاهده و ادراک وضعیت های گوناگون و سپس کوشش برای تبیین آن، لذا این نخستین شرط شروع رشد و تکامل علمی انسانی است و این روحیه باید از کودکی در جوانان پرورش یابد.

استاد دکتر علی محمد کاردان در این زمینه به سه نکته اشاره می کند.

۱) عادت دادن به جستجوی واقعیت

۲) آموزش روش مشاهده علمی وآزمایش و سنجش و اندازه گیری

۳) پرورش روح علمی در دانش آموزان

که این کار مستلزم آموزش عملی و مبتنی بر فعالیت شخصی یادگیرنده است نه القاء افکار ساخته و پرداخته به ذهن او اما در بسیاری از موارد مشاهده می شود که در مدارس تکیه بر آموزش نظری و آموزش حفظی بیشتر است. اگر چه در برخی از مدارس به همت مدیران و معلمان زحمت کش آزمایشگاههایی سازمان داده شده و بچه ها گاه در آنجا آزمایش هایی انجام می دهند، اما در مجموع می توان گفت آموزش در مدارس ما بسیار نظری است. و دانش آموزان علی الاصول توانایی عملی برای حل مسائل را کسب نمی کنند. در نتیجه قادر نخواهند بود مسایل عملی و واقعی را حل کنند.

آموزش عملی که در آزمایشگاه های کوچک و بزرگ روی می دهد نه فقط موجب می شود که افراد آموخته های خود را در عمل آزمایش کنند، بلکه با آزمایش عملی، رشته فکری آنها از مرحله آموخته به بعد، شروع به کار می کند. آنها به علت آزمایش در عمل، قدرت تجسم به دست می آورند و می توانند از مرحله موجود به طرف جلو چندین مرحله فکری را تجسم نمایند. در نتیجه فکر و عمل تولیدی می شود.

اما وقتی آموزش عملی نباشد، هم قدرت تجسم رشد نمی کند و هم ادراک انسان محدود می شود. این قدرت تجسم و ادراک برای حل مسائل در همه زمینه ها لازم است. از تجسم ستارگان تا ملا اعلی یا ساختن یک ساختمان یا ماشین و یا تجسم رفتار فلان شخص و شخصیت و بسیاری چیزهای دیگر که برای افراد معمولی مشهود نیست.

پیامدهای توجه نکردن به آموزش عملی و آزمایشگاهی

توجه نکردن به آموزش عملی و آزمایشی و آزمایشگاه در مراکز آموزشی در طولانی مدت باعث بروز مشکلات زیر در امور آموزشی خواهد شد.

۱) عدم پیشرفت علمی

۲) عدم پیشرفت صنعتی

۳) عدم پیشرفت اقتصادی

۴ ) بیکاری و مشکل اشتغال

۵) بروز رفتارهای مصرفی در مردم

به همین سبب است که کشورهای صنعتی و پیشرفته ضمن رقابت شدید و گسترده بر سر تصاحب بازارها و منابع جهانی نه تنها به هیچ وجه مایل نیستند رقیب جدیدی پیدا کنند بلکه سعی دارند سایر ملل را از طریق ارزشهای علمی و فرهنگی ظاهری به یک مصرف کننده علم تبدیل کنند و این روش را گسترش دهند.

استاد ابتکار در یک نوشته به این نکته بسیار مهم چنین اشاره کرده است.

یک برنده جایزه نوبل به عبدالسلام گفته بود: واقعاً شما انتظار دارید ما نتیجه این همه زحمت، تجربه و سرمایه گذاری خود را با یک درخواست به شما واگذاریم.

بدین ترتیب ملاحظه می شود که کشورهای پیشرفته سعی دارند فقط آخرین حلقه و مرحله زنجیره تولید تکنولوژی خود یعنی کالای قابل مصرف را در اختیار دیگران قرار دهند.

لذا برای رشد علمی نیاز به یک تحول اساسی به سوی کارهای عملی، آزمایشگاهی و علوم کاربردی در مدارس است تا از این طریق بتوانیم دانش آموزان را از شرایط یک مقلد علمی بیرون آورده و به مولد علم و استفاده کننده عملی از آن تبدیل کنیم.

معایب آموزشهای نظری صرف و ارتباط آن با یادگیری

آموزشهای نظری صرف بر خلاف کارهای آزمایشگاهی، کارگاهی و تجربی کمتر بچه ای را خوشبخت و در زمینه های مختلف زندگی موفق می گرداند. و جامعه نیز از این افراد بهره زیادی نمی برد. راه حلهایی که دانش آموختگان علوم نظری برای حل مسایل می دهند، عموماً یک بعدی و بدون در نظر گرفتن تأثیر عوامل گوناگون است. فراتر از این، آنها افرادی می شوند پر توقع و تافته های جدابافته که برای خود حقوق بیشتری قایل هستند.

تحولات آموزشی حاصل از فعالیتهای آزمایشگاهی و فرآیند کاوشگری

وقتی دانش آموز پدیده ای را می بیند که وی را به حیرت وا می دارد، فرآیند کاوشگری آغاز می شود.

علت این حیرت نوعی ناهمخوانی است، بین آنچه او مشاهده می کند که دارد اتفاق می افتد و آنچه انتظار دارد که اتفاق بیفتد. دانش آموز برای آنکه این ناهمخوانی را درک کند و دست به کاوشگری بزند، باید اشیاء را دست کاری کند و مشاهداتی انجام دهد. دانش آموزی که اشیاء را دست کاری نکرده باشد نمی تواند موقع عمل در مفاهیم ذهنی خود به خوبی دخل و تصرف کند و از آنها بهره گیرد.

موقعیتهای آزمایشگاهی در ایجاد روحیه کاوشگری

برای ایجاد موقعیت هایی که در آنها امکان بروز ناهمخوانی وجود داشته باشد باید:

۱) اشیاء را در اختیار دانش آموزان قرار داد، تا آنها چیزی برای دست کاری داشته باشند.

۲) باید آنها را به کاوش کردن در هر نوع ناهمخوانی تشویق کرد.

۳) تنها اطلاعاتی را در اختیار آنها قرار دهید که علاقه مند به آن هستند و نمی توانند با فرآیند کاوشگری خود به آنها دست یابند.

۴) اگر از دادن هرگونه توضیحی برای ناهمخوانی دریافت شده دانش آموز خودداری شود، وی به سرعت یادمی گیرد که خودش باید کاوش کند.

کیفیت یادگیری در کارهای عملی و آزمایشگاهی

معمولاً در تدریس کارهای عملی آزمایشگاهی از دو شیوه تدریس استفاده می شود.

۱) تدریس تعلیمی که با کنترل و راهنمایی معلم، کتاب و برنامه آموزشی صورت می گیرد.

۲) تدریس کاوشگری که در آن یادگیرنده خود به کشفیاتی دست می یابد.

نقاط قوت تدریس به صورت کاوشگری در این است که علمی که از طریق کاوشگری یادگرفته می شود:

۱) برای مدت زیاد تری در ذهن می ماند.

۲) می تواند در موقعیتی متفاوت با موقعیتی که مطالب یاد گرفته شده اند به کار گرفته شود.

۳) این گونه تدریس برای دانش آموز و معلم هیجان انگیز تر است.

۴) دانش آموز با کشف خودش پاداش درونی می گیرد و این پاداش وی را ترغیب می کند تا با تجسس بیشتر به دنبال یادگیری بیشتری باشد.

چگونه فعالیتهای آزمایشگاهی و کارگاهی در یادگیری تأثیر می گذارند؟

روش تدریس را می توان به چهار نوع تقسیم کرد.

۱) آغاز کننده

۲) متمرکز کننده

۳) گسترش دهنده

۴) پایان دهنده

در یک استراتژی تدریس هر کدام از روشها موقعیت خود را دارد. هر کدام برای این مورد استفاده قرار می گیرد که شاگردان را کمی بیشتر به سوی هدف آموزشی راهنمایی کند.

دانش آموز وقتی به درسی مثل علوم فکر می کند، اغلب آزمایش کردن، ترکیب کردن چیزها و مواد با یکدیگر، رسیدن به ترکیبات و روشهای جدید، دست یابی به پاسخهای سوالات خود و... را در ذهن دارد. اگر فرد این نظر را بپذیرد که علم مجموعه ای از مطالب و نیز روشهای جمع آوری، سازماندهی و ارزیابی آن مطالب است، بنابراین دانش آموز همواره دارد کار علمی انجام می دهد.

تجربه آزمایشگاهی در کلاس درس می تواند در کمک به یاد گیری دانش آموز نقش مهمی ایفا کند. به علاوه فعالیتهای آزمایشگاهی تجارب مشترکی را فراهم می آورد که توجه شاگردان را بر یک رویداد یا پدیده خاص متمرکز می کند به همین دلیل فعالیتهای آزمایشگاهی تاکتیک های متمرکز کننده بسیار خوبی هستند.

تجارب آزمایشگاهی عمل گرایانه ترین روش تدریسی است که یک معلم می تواند به کار برد.

انواع فعالیتهای آزمایشگاهی مؤثر در یادگیری

حداقل پنج نوع متفاوت از فعالیتهای آزمایشگاهی وجود دارد که می تواند در یادگیری و تثبیت آن مؤثر باشد.

۱) فعالیتهای نوع اول: در فعالیت آزمایشگاهی نوع اول مهارتهای روانی، حسی و حرکتی دانش آموز فراهم و افزایش می یابد این نوع فعالیت می تواند شامل اندازه گیری طول،وزن، حجم، چگالی و... باشد.

۲) فعالیت نوع دوم: در این نوع فعالیت آزمایشگاهی هدف عمده تأیید مفهوم یا اصلی است که قبلاً در کتاب درسی یا موقعیت کلاسی ارائه شده است یا تکرار آزمایشی است که قبلاً به وسیله شخص دیگر انجام شده است.

۳) فعالیت نوع سوم: مقصود از فعالیت آزمایشگاهی نوع سوم این است که شاگردان را در مشاهده روابط میان داده های جمع آوری شده تمرین دهند. از این داده ها تعمیمی حاصل می شود که قبلاً برای دانش آموزان ناشناخته بوده است.

۴) فعالیت نوع چهارم: در فعالیت آزمایشگاهی نوع چهارم دانش آموز تجربه خود را هدایت می کند. در این نوع فعالیت، فقط مساله مورد بررسی ارائه می شود و کار دانش آموز پروراندن روش های جمع آوری داده هاست. مقصود از این نوع فعالیت فراهم آوردن تمرین برای مهارتهای جمع آوری داده ها، مانند اندازه گیری، شناسایی، کنترل متغیر ها و کشف یک مفهوم یا اصل عملی است. در این روش از دانش آموز می توان خواست آنچه را که انجام داده عرضه کند.این نوع فعالیت آزمایشگاهی از این نظر که در آن مساله ای پرورانده می شود کاملاً شبیه فعالیتهایی است که توسط بیشتر دانشمندان انجام می شود.

۵) فعالیت نوع پنجم: در این فعالیت آزمایشگاهی تمام بار مسئولیت بررسی کردن بر دوش شاگرد است در این روش دانش آموز مساله و روش جمع آوری داده ها را مشخص می کند، داده ها را تعبیر می کند تا به نتیجه گیریهایی بر اساس آنچه انجام داده، برسد.

آزمایشگاه مکان تنوع و انگیزش برای یاد گیری

یکی از عوامل کلیدی در انگیزش و یاد گیری، تنوع است، متنوع بودن انواع فعالیتهای آزمایشگاهی می تواند نقش مهمی در ایجاد علاقه به یک درس ( مانند علوم و...) ایفا کند.

با استفاده از انواع فعالیت های آزمایشگاهی می توان توجه شاگردان را به کاری که باید انجام گیرد جلب کرد.

در این روش به شاگردان اجازه انجام کار و یاد گیری عمیق تر داده می شود. و از این طریق می توان توجه درباره آنها را به داده های جمع آوری شده متمرکز کرد. تا به آنها در جذب مطالب و یا انطباق آنها با چار چوب مفاهیمی کمک شود.

نتیجه

هیچ یک از ما انتظار نداریم که تمامی دانش آموزان یک کلاس به دانشمندان محققی تبدیل شوند. اما مطمئناً یک نگرش مثبت به فعالیتهای کارگاهی و آزمایشگاهی نه تنها در یادگیری عمیق دانش آموزان مؤثر است بلکه در آنها نگرش مثبت تری نسبت به علوم و همه درسهای عملی و مفاهیم آن ایجاد می شود.

فعالیتهای آزمایشگاهی به بیشتر شاگردان آزادی انتخاب می دهد. در این فعالیت ها دانش آموز آزاد است که روش خود را برای حل مساله انتخاب کند یا حتی مساله خود را برای بررسی شناسایی کند.

یک راهنمای خوب برای این داوریها این ضرب المثل قدیمی است که می گوید: <دو صد گفته چون نیم کردار نیست>.