بسیاری از دروس که برای تمرین دادن و پروراندن مهارتهای کاوشگری در شاگردان طراحی شدهاند می‌تواند 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 می‌توان برای توصیف هر نوع فعالیت آموزشی که در آن دانش‌آموزان 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.
باید‌های یک نظام علمی کارا و اثرات آن در یک نظام علمی کارا، باید در دانشآموز توان مساله یابی با روشهای جستجو‌گرانه 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 می‌کنند 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 می‌شد. از این طریق بچه‌ها یاد می‌گیرند به همه چیز توجه کنند، فعالانه به جستجوی پدیده‌های اطراف خود بر آیند، روابط علّی میان پدیده‌ها را کشف نمایند، هر نوع تغییری را در محیط خود بیابند.
این بچه‌ها وقتی سر کلاس می‌رفتند خوشحال بودند، از کار خود لذت می‌بردند، از کار بچه‌های دیگر متقابلاً یاد می‌گرفتند. معلم کسی را تحقیر نمی‌کرد، حتی آنهایی که کارشان را انجام نداده بودند. زیرا در آن فضا همه دانش آموزان با میل درونی به دنبال کار می‌روند و هیچوقت کسی حاضر نیست آن تمرین لذت بخش را انجام ندهد. اگر کار نکند، بچه‌های دیگر به او چطور نگاه می‌کنند. این برای هر دانشآموز 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 نمی‌تواند چیزی کشف کند، از این طریق ذهن افراد جستجو گر و پرسشگر می‌شود.
در نظام آموزشی ما باید بیش از پیش سوال جایی داشته باشد، زیرا علم در پی کنجکاوی به وجود می‌آید، آن‌هم از طریق مشاهده و ادراک وضعیت‌های 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 می‌کند.
۱) عادت دادن به جستجوی واقعیت
۲) آموزش روش مشاهده علمی وآزمایش و سنجش و‌اندازه 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 می‌شود 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 بچه‌ها گاه در آنجا آزمایش‌هایی انجام می‌دهند، اما در مجموع می‌توان گفت آموزش در مدارس ما بسیار نظری است. و دانش آموزان علی‌الاصول توانایی عملی برای حل مسائل را کسب نمی‌کنند. در نتیجه قادر نخواهند بود مسایل عملی و واقعی را حل کنند.
آموزش عملی که در آزمایشگاه‌های کوچک و بزرگ روی می‌دهد نه فقط موجب می‌شود که افراد آموخته‌های خود را در عمل آزمایش کنند، بلکه با آزمایش عملی، رشته فکری آنها از مرحله آموخته به بعد، شروع به کار می‌کند. آنها به علت آزمایش در عمل، قدرت تجسم به دست می‌آورند و می‌توانند از مرحله موجود به طرف جلو چندین مرحله فکری را تجسم نمایند. در نتیجه فکر و عمل تولیدی می‌شود.
اما وقتی آموزش عملی نباشد، هم قدرت تجسم رشد نمی‌کند و هم ادراک انسان محدود می‌شود. این قدرت تجسم و ادراک برای حل مسائل در همه زمینه‌ها 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 سرمایه‌گذاری خود را با یک درخواست به شما واگذاریم.
بدین ترتیب ملاحظه می‌شود 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، آزمایشگاهی‌‌‌‌و 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 بچه‌ای را خوشبخت و در زمینه‌های مختلف زندگی موفق می‌گرداند. و جامعه نیز از این افراد بهره‌زیادی نمی‌برد. راه حلهایی که دانش آموختگان علوم نظری برای حل مسایل می‌دهند، عموماً یک بعدی و بدون در نظر گرفتن تأثیر عوامل گوناگون است. فراتر از این، آنها افرادی می‌شوند پر توقع و تافته‌های جدابافته که برای خود حقوق بیشتری قایل هستند.
● تحولات آموزشی حاصل از فعالیتهای آزمایشگاهی و فرآیند کاوشگری
وقتی دانش آموز پدیده‌ای را می‌بیند که وی را به حیرت وا می‌دارد، فرآیند کاوشگری آغاز می‌شود.
علت این حیرت نوعی ناهمخوانی است، بین آنچه او مشاهده می‌کند که دارد اتفاق می‌افتد 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 نمی‌تواند موقع عمل در مفاهیم ذهنی خود به خوبی دخل و تصرف کند و از آنها بهره‌گیرد.
● موقعیتهای آزمایشگاهی در ایجاد روحیه کاوشگری
برای ایجاد موقعیت‌هایی که در آنها امکان بروز ناهمخوانی وجود داشته باشد باید:
۱) اشیاء را در اختیار دانش آموزان قرار داد، تا آنها چیزی برای دست‌کاری 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 نمی‌توانند با فرآیند کاوشگری خود به آنها دست یابند.
۴) اگر از دادن هرگونه توضیحی برای ناهمخوانی دریافت شده دانشآموز 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 می‌شود.
۱) تدریس تعلیمی که با کنترل و راهنمایی معلم، کتاب و برنامه آموزشی صورت می‌گیرد.
۲) تدریس کاوشگری که در آن یادگیرنده خود به کشفیاتی دست می‌یابد.
نقاط قوت تدریس به صورت کاوشگری در این است که علمی که از طریق کاوشگری یادگرفته می‌شود:
۱) برای مدت زیاد تری در ذهن می‌ماند.
۲) می‌تواند در موقعیتی متفاوت با موقعیتی که مطالب یاد گرفته شدهاند به کار گرفته شود.
۳) این گونه تدریس برای دانش آموز و معلم هیجان‌انگیز‌تر است.
۴) دانش آموز با کشف خودش پاداش درونی می‌گیرد و این پاداش وی را ترغیب می‌کند تا با تجسس بیشتر به دنبال یادگیری بیشتری باشد.
● چگونه فعالیتهای آزمایشگاهی و کارگاهی در یادگیری تأثیر می‌گذارند؟
روش تدریس را می‌توان 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 می‌گیرد که شاگردان را کمی بیشتر به سوی هدف آموزشی راهنمایی کند.
دانشآموز وقتی به درسی مثل علوم فکر می‌کند، اغلب آزمایش کردن، ترکیب کردن چیزها و مواد با یکدیگر، رسیدن به ترکیبات و روشهای جدید، دست‌یابی به پاسخهای سوالات خود و… را در ذهن دارد. اگر فرد این نظر را بپذیرد که علم مجموعه‌ای از مطالب و نیز روشهای جمع آوری، سازماندهی و ارزیابی آن مطالب است، بنابراین دانش آموز همواره دارد کار علمی انجام می‌دهد.
تجربه آزمایشگاهی در کلاس درس می‌تواند در کمک به یاد گیری دانش آموز نقش مهمی ایفا کند. به علاوه فعالیتهای آزمایشگاهی تجارب مشترکی را فراهم می‌آورد که توجه شاگردان را بر یک رویداد یا پدیده خاص متمرکز می‌کند به همین دلیل فعالیتهای آزمایشگاهی تاکتیک‌های متمرکز کننده بسیار خوبی هستند.
تجارب آزمایشگاهی عمل گرایانه‌ترین روش تدریسی است که یک معلم می‌تواند به کار برد.
● انواع فعالیتهای آزمایشگاهی مؤثر در یادگیری
حداقل پنج نوع متفاوت از فعالیتهای آزمایشگاهی وجود دارد که می‌تواند در یادگیری و تثبیت آن مؤثر باشد.
۱) فعالیتهای نوع اول: در فعالیت آزمایشگاهی نوع اول مهارتهای روانی، حسی و حرکتی دانشآموز فراهم و افزایش می‌یابد این نوع فعالیت می‌تواند شامل‌اندازه 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 داده‌های جمع آوری شده تمرین دهند. از این داده‌ها تعمیمی حاصل می‌شود که قبلاً برای دانش‌آموزان ناشناخته بوده است.
۴) فعالیت نوع چهارم: در فعالیت آزمایشگاهی نوع چهارم دانش آموز تجربه خود را هدایت می‌کند. در این نوع فعالیت، فقط مساله مورد بررسی ارائه می‌شود و کار دانش آموز پروراندن روشهای جمع آوری داده‌هاست. مقصود از این نوع فعالیت فراهم آوردن تمرین برای مهارتهای جمع آوری داده‌ها، مانند‌اندازه گیری، شناسایی، کنترل متغیر‌ها و کشف یک مفهوم یا اصل عملی است. در این روش از دانش آموز می‌توان خواست آنچه را که انجام داده عرضه کند.این نوع فعالیت آزمایشگاهی از این نظر که در آن مساله‌ای پرورانده می‌شود کاملاً شبیه فعالیتهایی است که توسط بیشتر دانشمندان انجام می‌شود.
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 جمع‌آوری داده‌ها را مشخص می‌کند، داده‌ها را تعبیر می‌کند تا به نتیجه‌گیریهایی 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 می‌تواند نقش مهمی در ایجاد علاقه به یک درس ( مانند علوم و…) ایفا کند.
با استفاده از انواع فعالیتهای آزمایشگاهی می‌توان توجه شاگردان را به کاری که باید انجام گیرد جلب کرد.
در این روش به شاگردان اجازه انجام کار و یاد گیری عمیق‌تر داده می‌شود. و از این طریق می‌توان توجه درباره آنها را به داده‌های 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 می‌شود.
فعالیتهای آزمایشگاهی به بیشتر شاگردان آزادی انتخاب می‌دهد. در این فعالیت‌ها 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 ضرب‌المثل قدیمی است که می‌گوید: <دو صد گفته چون نیم کردار نیست>.
تهیه کننده: سیده آمنه مولانژاد، معلم پایه چهارم
تایید کننده: حسن وظیفه پرست، مدیریت