حضرت علی(ع):
علم توأم با عمل است آن که عمل کرد علم می‌داند. علم از عمل دعوت میکند اگر پاسخ شنید پا برجای می‌ماند و گرنه رخت بر می‌بندد.
امروزه آموختن علوم تجربی همچون سوادآموزی و حساب کردن امری اساسی و ضروری است که با زندگی روزمره ی ما در ارتباط است و با پیشرفت تکنولوژی اهمیت آن بیشتر شده است. به عبارت دیگر آموزش علوم بیشتر به آموزش راه یادگیری می پردازد که آگاهی از آن برای هر کودکی لازم است،چرا که او در دنیایی زندگی می کند که سریعاً در حال تغییر است و وی باید قادر باشد خود را دایم با آن تغییرات هماهنگ سازد. گفته اند که در 20 سال دیگر سرعت رشد اطلاعات آن قدر سریع است که کمتر از 75 روز میزان اطلاعات و دانش بشر دو برابر می شود و بنابراین آنچه مهم است یادگیری شیوه کسب اطلاعات و به روز کردن و پردازش آنهاست و نه کسب اطلاعات به مثابه یک بسته ی دانشی. به این دلیل فراگیری علوم تجربی دو جنبه ی مثبت دارد. هم فرایند است و هم فراورده.
فرایند علوم: روش یافتن اطلاعات،آزمایش نظریات و توضیح و تفسیر آن هاست.«از دو گلدان کاملاً مشابه ، یک گلدان را در جای کم نور و دیگری را در جای پر نور می گذارم به اندازه ای هم آب می دهم تا ببینم آیا واقعاً میزان تابش نور بر رشد گیاه اثر دارد؟»
فراورده ی علوم: نیز آراء و عقایدی است که می تواند در تجارب آتی به کار گرفته شود. این که می گوییم «می تواند» به این معنی است که آموزش علوم فقط زمانی فواید بالا را دارد که مراحل صحیح و مناسب خود را طی کند و گرنه هیچ تضمینی برای دستیابی به آن ها نیست. و چون این دو، یعنی فرایند علوم و فراورده ی علوم شدیداً به یکدیگر وابسته اند، بسط و پرورش آن ها نیز باید همراه هم تحقق پذیرد.
مثلاً آموزش مفهوم «گرما باعث افزایش حجم مواد می شود.» یک (فراورده ی علم)، باید از طریق مسیر مناسب و انجام فعالیت مناسب ، (فرایند علم) ، طی شود تا آموزش به واقع اتفاق افتد. قبل از توجه به این مورد، به دو نکته ی مهم دیگر که بر اهمیت آموزش علوم تاکید دارد می پردازیم. اول این که چه ما علوم را به کودکان آموزش دهیم،چه ندهیم، آنان، خود، از اولین سال های کودکیشان، عقاید و نظریاتی در باره ی دنیای اطراف خود کسب می کنند. مثلاً بسیاری معتقدند«اگر در کتری را ببندید، آب در دمای کم تری می جوشد» ، یا «جریان الکتریسیته زمانی که سیم ها تاب نخورده بیشتر است» و بسیاری تصورات غلط دیگر که بر تصورات کودکان در مورد تجاربشان اثر می گذارد. مسئله ی دیگر این که اگر کودکان به خود گذاشته شوند با تصوراتشان عقاید خلق می کنند که بیشتر غیرعلمی اند؛ مثلاً «برای به حرکت درآوردن اجسام نیرو لازم است حال آن که برای متوقف ساختن آن ها نیرویی لازم نیست».از آن جا که این عقاید را می شود آزمایش کرد، وظیفه ی آموزش علوم این است که به کودکان اولاً علاقه مندی و ثانیاً مهارت کافی برای انجام این آزمایش ها داده شود. انجام آزمایش ها نه تنها باعث اصلاح عقاید آن ها می شود، بلکه به آنان می آموزد که در علوم تجربی نسبت به آنچه «حقیقت» نامیده می شود شک کنند مگر آن که صحت آن را از طریق آزمایش تجربه کنند.
تعریف روش :
روش در مقابل واژه ی لاتینی «متد » به کار می رود ، وواژه ی متد در فرهنگ فارسی « معین » و فرهنگ انگلیسی به فارسی «آریانپور »به :روش ، شیوه ،راه ،طریقه ، طرز ، اسلوب معنی شده است . به طور کلی «راه انجام دادن هر کاری » را روش گویند .روش تدریس نیز عبارت از راه منظم ،با قاعده و منطقی برای ارائه درس می باشد .
تعریف تدریس :
« تدریس عبارت است از تعامل یا رفتار متقابل معلم و شاگرد ، بر اساس طراحی منظم و هدفدار معلم ،برای ایجاد تغییر در رفتار شاگرد . تدریس مفاهیم مختلف مانند نگرشها ، گرایشها ،باورها ، عادتها و شیوه های رفتار وبه طور کلی انواع تغییراتی راکه می خواهیم در شاگردان ایجاد کنیم، دربر می گیرد .» (میرزا محمدی ،ص 17 ، 1383)
چهار ویژگی خاص در تعریف تدریس وجود دارد که عبارتند از :
الف ) وجود تعامل بین معلم و دانش آموزان
ب) فعالیت بر اساس اهداف معین واز پیش تعیین شده
ج ) طراحی منظم با توجه به موقعیت و امکانات
د) ایجاد فرصت و تسهیل یادگیری . » ( شعبانی ،ص 9 ، 1382)
علوم تجربی :
مجموعه ای ازدانستنی هاست که ازراه تجربه حسّی و آزمایش، قانون مندی های خود را ثابت می کند .
ماهیت علوم تجربی :
پایه علوم تجربی ؛شواهد علمی (مشاهدات) است . این مشاهدات از منابع گوناگون و به روش علمی گردآوری می شود از نظر تاریخی نیز ؛ دانش علمی گذشته راباید درمتن تاریخی همان دوره بررسی کرد و نباید آن را با دانش امروزی مقایسه کرد . به زبانی دیگر باید به شرایطی که یک پدیده در آن رخ داده است نگریست . از نظر ارتباط و وابستگی شاخه های علوم با یکدیگر ؛ تمام شاخه های علوم با یکدیگر وابستگی درونی دارند . علوم تجربی در شرایط آزمایشی یکسان به نتایج یکسانی می رسد . این دانش برپایه ی مشاهده یا آزمایش پایه ریزی شده است .علوم تجربی به دنبال پیش بینی یا توضیح مطلق پدیده ها نیست و ماهیت احتمالی دارد . این دانش ،روش های ویژه ی خود را دارد، دگرگون شونده است و محصول فرهنگ وارتباط انسان هاست .
مفاهیم کلیدی علوم تجربی :
دگرگونی ، تعامل ، نظم ، موجودات زنده ، ادراک ، تقارن ، نیرو ، کمّی کردن ، تولید دوباره یافته ها ، قابلیت پیش بینی ، علّت ومعلول ، حفظ ونگهداری و بقا ، ماده وانرژی ، چرخه ، مدل ، دستگاه ، میدان و فضا ، جامعیت ، احتمال ، نظریه ، دقت ، اصول هستی ، ثبات ، مقیاس ، زمان ومکان (فضا) ، تکامل .
محتوای علوم تجربی :
علوم فیزیکی ، زیستی ، زمین وفضا، علم وفناوری . موضوع علم وفناوری ؛ کاربرد علم در طراحی و ساخت ابزارها وحل مشکل است . در دوره های پیش دبستانی وابتدایی ؛ با فراهم کردن فرصت ها برای مشاهده ی ابزارهای ساده مانند چرخ چاه ؛ الاکلنگ ؛ چراغ قوه و ... و نشان دادن چگونگی کار آن ها می توان این مهارت را در آنان پرورش داد .
آنچه در روش تدریس مهم است تاثیری است که دیدگاههای برنامه ریزان درسی در معلم و کتب درسی می گذارند. این دیدگاهها نقش مهمی در روند تدریس معلم دارند. لذا ابتدا نگاه مختصری به این دیدگاهها در برنامه درسی می اندازیم:
برنامه ریزی درسی
برنامه درسی عبارت است از جهت گیری اساسی در باره ی یاددهی – یادگیری و ابعاد گوناگون نظری وعملی آن. این جهت گیری ها در روند آموزش تاثیر گذار هستند.مثلا:
تلقی نسبت به یادگیرنده: یک برنامه یادگیرنده را عنصری فعال در نظر می گیرد و دیگری دانش آموز را در وضعیت منفعل تری قرار میدهد.
نقش معلم: در برنامه ها و دیدگاههای مختلف متفاوت است. در برخی دیدگاهها معلم نقش فرمایشی و تصمیم گیرنده ایفا می کند در حالی که در گروهی دیگر نقش معلم به تسهیل کننده یادگیری نزدیکتر است.
تلقی نسبت به سنجش آموخته ها: روش های سنجش نیز با توجه به دیدگاههای گوناگون متفاوت است. برخی دیدگاهها بر آزمون های مبتنی بر معیار تکیه دارند و بعضی دیگر بیشتر از فنون تجربی و تشریح بهره می برند. در این بین معلمان نیز دیدگاههایی دارند که در نگاه آنان به کودکان و نحوه ی کار کردن با ایشان تاثیر می گذارد.
برنامه درسی با دیدگاه کاوشگری
بسیاری از برنامه های درسی منعکس کننده ی استفاده بیش از یک دیدگاه است . در این حالت دیدگاه فرادیدگاه به حساب می آید. یکی از دیدگاههای جدید برنامه درسی که متشکل از چند دیدگاه است دیدگاه کاوشگری می باشد.
این دیدگاه در سالیان اخیر مهمترین دیدگاه برنامه درسی خصوصا در درس علوم مطرح شده است.این دیدگاه ترکیبی از دیدگاههای فرآیند شناختی، رشدگرا وشهروندمردم سالاری است. توجه این دیدگاه به پرورش مهارتهای کاوشگری است. دانش اموزان ومعلمانی که در چارچوب این دیدگاه عمل می کنند دانش اموزان را به شناسائی مسائل، انتخاب راه حل های گوناگون، تجزیه وتحلیل اطلاعات و تصمیم گیری بر می انگیزند.
کاوشگری:
فرآیند کاوشگری به فعالیتهایی که طی آن دانش آموزان، دانش و درک خود را از ایده های علمی افزایش می دهند و نیز به فهمیدن راههایی که دانشمندان دنیای طبیعی را مطالعه می کنند، گفته می شود.دیویی فرآیند کاوشگری را به عنوان روش تدریس جامع که میتواند در یاددهی- یادگیری همه ی علوم از آن استفاده شود ، مطرح می کند. به عقیده ی او، در هر یک از مراحل این فرآیند ذهنی، حواس، عواطف و به طور کلی مغز و دست یادگیرنده، به طور فعال به کار گرفته می شود.
کاوشگری در علوم به معنای افزایش توانایی،در هدایت کاوشگرانه ودرک کاوش علمی است. کاوش علمی کاری است که دانشمندان انجام می‌دهند. در این مفهوم دانش آموزان در فرآیند آموزش با رویکرد کاوشگری و یا فرایند یاددهی- یادگیری باید در فعالیتهای سئوال کردن،طراحی،هدایت پژوهش، استفاده از ابزار مناسب، فنون جمع‌آوری اطلاعات و ... توانایی لازم را پیدا کنند. لذا باید دانش آموزان محتوی علوم را هم زمان با رویکرد کاوشگری( یادگیری مهارتهای تفکر) واز طریق درک و به کارگیری آن بیاموزند.
در این نوآوری سعی شده است که جهت گیری برنامه درسی به سمت دانش‌آموز محوری میل کند و بر رشد مهارتهای تفکر تأکید شده است.
در برنامه درسی علوم بر اساس کاوشگری برنامه‌ریزان می‌کوشند در کنار مباحث علمی و مهارتهای تفکر، شرایطی را بیافرینند که دانش‌آموزان را به سوی گرایشها، ارزشها و صفات انسانی مطلوب سوق دهند. در برنامه درسی بر مبنای کاوشگری فرصتها و تجربه‌های یادگیری به گونه‌ای انتخاب وسازماندهی می شود که دانش‌آموزان به کمک هم کلاسی‌های خود در قالب فعالیتهای دونفره یا گروهی، در فرایند یادگیری شرکت کنند. این تعامل چند جانبه فرصتی را ایجاد میکند تا بسیاری از ارزشها وصفات انسانی به طور غیر مستقیم در آنها رشد و گسترش یابد.
تغییر نگرش در برنامهریزی درسی از تدریس به یادگیری ،پاسخی به نیازهای آموزشی نسل جوان امروز و کارآفرینان فردا است. جامعه امروز وفردا به شهروندانی نیاز دارد که بتوانند با تفکر نقاد، تحلیل قضایا، دست یابی به اطلاعات درست و مناسب خلاقیت و اتخاذ شیوه‌های مؤثر راهبردی به حل و فصل مسائل بپردازند.
یک مثال از آموزش به روش کاوشگری:
تاریخچه کشف ویتامین ها می تواند دست مایه مناسبی برای ورود به بحث کاوشگری باشد. در این حالت معلم ضمن بیان تاریخچه ای از کار آقای هاپکینز کلاس را به چالش مناسب می کشاند. معلم برای دانش اموزان توضیح می دهد که آقای هاپکینز در اوایل قرن بیستم بچه موشهای یک مادر را در دو گروه قرار داد و دو رژیم غذایی مختلف را برای آنها در نظر گرفت. که در هر دو گروه مواد غذایی کاملا یکسان بود اما به گروه اول روزانه 3 سانتی مکعب شیر داد وبه گروه دوم شیر نداد.. و روزانه وزن موشهای گروه اول و دوم را ثبت و در یک جدول یادداشت کرد.
در روز هجدهم 3 سانتی مکعب شیر را به جای گروه اول به گروه دوم داد ونتایج مربوط به وزن آنها را نیز یادداشت کرد.
پس از ثبت نتایج مربوط به هر دو گروه در جدول روی تابلو می توان سئوالات زیر را از دانش اموزان پرسید.
1- چرا هاپکینز از بچه های یک مادر برای آزمایش استفاده کرد؟
2- چرا غذای مورد استفاده برای هردو گروه یکسان بود؟
3- چرا او به جای دو موش از دو گروه موش استفاده کرد؟
4- به نظر شما هاپکینز در پی یافتن پاسخ چه سئوالی بود؟
..
..
سپس از دانش اموزان بخواهیم که برای یافتن پاسخها با هم گروههای خود مشورت کنند ویا از کتاب درسی و سایر منابع برای یافتن بهترین پاسخها تلاش کنند.
پس از آن باید جواب تولید شده توسط دانش اموزان را هدایت کرده و سپس از آنها بخواهیم کارهایی را که برای رسیدن به این جواب انجام دادند ثبت کنند( طرح سئوال- گردآوری اطلاعات- فرضیه سازی و مفهوم سازی) و این کار با هدایت معلم انجام می شود.
مورد بالا مثال ساده ای از ارائه روند کاوشگری در علوم بود. در زیر مراحل آموزش علوم در این رویکرد را دو باره مرور می کنیم.
مراحل فرایند کاوشگری:
1- ارائه مسئله
مسائلی را مطرح کنید که در موقعیتهای واقعی مورد نیاز انسان باشد. برای پدیده ای، مدل یا الگویی بسازید.
2- مشاهده
پدیده را در دنیای واقعی مشاهده کنید. پدیده را شرح دهید.
3- تحقیق
روش و وسایل مناسبی را برای تحقیق انتخاب کنید.( مشاهده- مصاحیه – پرسش نامه- ازمایش، جست وجوی اطلاعات موجود، تحلیل ریاضی اطلاعات...) از وسایل اندازه گیری مرسوم و متداول استفاده کند. نمونه‌ای را طراحی ومتغیرها را کنترل کند. اطلاعات را جمع‌آوری و ثبت کند.
4- تجزیه وتحلیل اطلاعات
اطلاعات را بررسی و سپس آنها را شرح دهد.
اطلاعات را تجزیه وتحلیل کند.
مدل ها یا الگوها را با اطلاعات واقعی ارتباط دهید.
روابط میان اطلاعات را تفسیر کند.
5- برقراری ارتباط
ایدهها را توضیح دهد. سئوالهای جدیدی را مطرح کند.
ویژگیهای برنامه درسی بر مبنای کاوشگری
1- استفاده از یادگیری فعال( یادگیری مبتنی بر فرآیند کاوشگری)
عبارت است از دانشی که یادگیرنده از راه فعالیت مداوم و تعبیر وتفسیر تجربه های خود به دست می آورد. چون دانش جنبه شخصی دارد افراد مختلف در شرایط به ظاهر یکسان برداشتهای متفاوتی از یک موضوع دارند. و دانش هیچ کس دقیقا مانند دانش دیگری نیست. البته این ویژگی مشکلاتی را نیز در خود دارد.
D محدودیت وقت کلاس
D افزایش زمان آماده سازی
Dمشکلات بالقوه استفاده از این روشها در کلاسهای بزرگ
Dکمبود منابع ، تجهیزات و مواد آموزشی
اما علی رغم مشکلات ذکر شده شاید مهمترین مانع وتنها مانع جدی بر سر راه یادگیری فعال این باشد که معلمان در تلاش برای استفاه از روشهای فعال باید مشکلات احتمالی را بپذیرند. بعضی از این مشکلات عبارتند از:
D عدم مشارکت دانش آموزان
D استفاده از مهارتهای سطوح بالای تفکر
D یادگیری محتوای لازم وکافی
D از دست دادن کنترل کلاس
Dنداشتن مهارتهای ضروری
Dمورد انتقاد واقع شدن برای استفاده از روشهای غیر متعارف
این روش در طول زمان و همراه با تجربه موفقیت آمیز خواهد بود.
2- درهم تنیدگی محتوی و روش:
در این روش علوم و به ویژه علوم طبیعی و ریاضی به همان شیوه ای که قبلا از طریق کاوشگری تولید شده بودند در برنامه درسی عرضه شوند. برای مثال به جای انکه به دانش اموز گفته شود هوا وزن دارد، فضا اشغال میکند، جابجا میشود یا تولید فشار می کند، عملا شرایطی پیشنهاد می شود که در آن یادگیرنده خود دست به تجربه و عمل می زند و به کشف دوباره این اصول می پردازد.
روش علمی:
مواجهه با مشکل ومساله وشنا سایی آن ، گردآوری اطلاعات و مشاهدات و طبقه بندی آن ها ، فرضیه سازی ، آزمون فرض با گردآوری اطلاعات؛آزمایش و ... ، تایید یا ردّ فرض ونتیجه گیری و تعمیم یافته ها است.
در بحث در هم تنیدگی محتوی و روش به این مسئله اشاره می شود که علوم را از همان طریقی که قبلا تولید شده بودند به دانش اموزان منتقل کنیم. روشی را که دانشمندان برای بدست آوردن علوم طی می کنند روش علمی گویند که این روش از چندین مرحله پشت سرهم تشکیل شده است.
این مراحل عبارتند از:
1- طرح سئوال 2- جمع آوری اطلاعات 3- فرضیه سازی 4- آزمایش فرضیه 5- ثبت نتایج 6- تحلیل یافته ها 7- انتشار گزارش
لذا دیدگاه کاوشگری اعتقاد دارد که باید مراحل آموزش علوم به دانش اموزان همانند همین روشها باشد. و عملا نیز در کتب درسی چنین دیدگاهی حاکم است.
3- پرورش مهارتهای تفکر:
برنامه درسی مبتنی بر کاوشگری و مهارتهای تفکر به دنبال تربیت افرادی هستند که به عنوان حل کننده مسئله وتصمیم گیرنده، قادر به حل مسائل و مشکلات جاری جامعه خود باشند. مهارتهای تفکر در کنار دانش تولید شده که در فرآیند کاوشگری حاصل آید، به پشتوانه محکم برای یادگیری های بعدی مبدل میشود که زمینه یادگیری مادام العمر را برای یادگیرنده فراهم می کند. مهارتهای تفکر را در ادامه به صورت کاملتری بررسی خواهیم کرد.
4- رشد و توسعه ی باورها، صفات و ارزشهای انسانی:
در این دیدگاه برنامه ریزان می کوشند در کنار مباحث علمی ومهارتهای تفکر، شرایطی را بوجود آورند که دانش آموزان را به سوی گرایشها، ارزشها و صفات انسانی مطلوب سوق دهند. دانش آموزان به کمک همکلاسیهای خود در قالب فعالیتهای دونفره یا گروهی، در فرآیند یادگیری مشارکت می کنند. این تعامل چند جانبه فرصتی ایجاد می کند تا بسیاری از ارزشها و صفات انسان به طور مستقیم یا غیر مستقیم در آنها رشد کند.
5- تربیت دانش اموز با سواد علمی وفناورانه:
برای سواد علمی و فن آورانه چند تعریف میتوان بیان کرد:
- توانایی درک علم وفن‌آوری در زندگی روز مره را سواد علمی گویند.
- مجموعه‌ای از دانش‌ها و مهارتها ونگرش‌ها در زمینه علوم وفناوری که هر انسانی برای زندگی کردن به آنها نیاز دارد.
- کسب توانایی برای حل مسائل ومشکلاتی که جامعه ی امروزی بشر با آن مواجه است.
و هدف اصلی تمام برنامه‌‌های آموزش علوم پرورش سواد علمی است. فرد دارای سواد علمی آن‌چنان توانایی علمی ومهارتی دارد که میتواند مسئولانه تصمیم بگیرد.
برنامه درسی با توجه به این دیدگاه باید دانش‌آموزانی را تربیت کند که بتوانند:
1- از فرایندها واصول علمی در تصمیم‌گیریهای شخصی استفاده کنند.
2- از یادگیری علم لذت ببرند.
3- در بحث‌های علمی به صورت هوشمندانه شرکت کنند.
4- بهره‌وری اقتصادی خود را در مشاغل از طریق دانش،درک و مهارتهای سواد علمی افزایش دهند
مشخصات فوق جامعه‌ای با سواد علمی را تعریف میکند.
محتوای برنامه‌درسی علوم، به تعریف و تشریح دانستنی‌‌هایی می‌پردازد که فرد با سواد علمی پس از 12 سال یادگیری علوم باید تشخیص دهد، بداند، درک کند و قادر به تصمیم گیری مستند و انجام دادن آن باشد.
کشاورز دارای سواد علمی از تجربیات دیگران بخوبی استفاده می کند. و به اهمیت استفاده از روشهای علمی در کشاورزی ارج می نهد.
در آموزش عمومی هدف هر کشور آماده کردن تک تک کودکان به گونه‌ای است که بتوانند زمینه‌ی توسعه‌ی پایدار کشور خود را فراهم کنند. یعنی شهروندانی کنجکاو- پرسشگر- جستجوگر- دارا بودن سواد علمی- فناورانه
تغییر نگرش در برنامه‌‌ریزیهای درسی از تدریس به یادگیری، پاسخی به نیازهای آموزشی نسل جوان امروز و کارآفرینان فردا است.
ویژگیهای سواد علمی:
1- نیازی همگانی است. شخص باید بتواند مقاله‌های نشریات علمی را بخوانند و در باره مسائل اجتماعی بحث کنند. لازمه توانایی بشر برای زندگی کردن در قرن آینده است.
2- کسب سواد علمی برای افراد مختلف با توجه به شرایط محیطی شغلی- سنی متفاوت است. مثلا سواد علمی کشاورز- معلم- پزشک و راننده متفاوت است. مردم سواد علمی خود را به شکلهای گوناگون استفاده میکنند.
3- سواد علمی دائما در حال تغییر است. سواد مورد نیاز هر فرد در زندگی آینده او از هم اکنون روشن نیست.
4- آموختن سواد علمی مستمر است. در زمان خاصی نمی‌توان همه اطلاعات مورد نیاز او را اختیارش گذاشت.(آینده نامشخص است)
ابعاد سواد علمی و فناورانه
1- دانستنی‌ها ( مفاهیم پایه را بداند نظریه – دقت – هستی...)
2- مهارتها (مهارت طبقه بندی – تفسیر – پرسشگری –ترتیب دادن آزمایش...)
3- ارزشها و نگرشها ( ارزش صرف وقت برای یادگیری – توجه به پیامد یک مسئله – ارزش پرسشگری ...)
انواع کاوشگری
انواع کاوشگری با توجه به سطوح رشدی کودکان،تفاوتهای فردی و نیز مراحل کاوشگری متفاوت می باشد. برای انتخاب یکی از انواع کاوشگری باید آنها را شناخت وسپس یکی از انواع کاوشگری را با توجه به نیاز انتخاب و اجرا کرد.
1 - کاوش گری ساختار بندی شده:
در این نوع کاوشگری، یک مسئله، روش حل آن و لوازم ومطالب مورد نیاز در اختیار دانش‌آموز قرار می گیرد. نتایج مورد انتظار به آنها داده نمیشود.دانش اموزان باید از میان داده های جمع آوری شده، روابط و تعمیم آنها را کشف کنند.
مثال: دیدن گیره فلزی معلق در هوا با استفاده از آهن ربا ، نخ و پایه فلزی . وسایلی را بین گیره فلزی و آهن‌ربا قرارداده و دانش‌اموزان را به سئوال کردن واداریم.
2-کاوشگری هدایت شده :
یک مسئله برای دانش آموزان مطرح می شود. دانش آموز باید روش حل مسئله را و سایر ابزار وعناصر مورد نیاز را خود پیدا کند.
مثال: دانش‌آموزان آزمایشی را طراحی واجرا کنند تا بفهمند که آیا گیاهان سبز برای رشد کردن به نور احتیاج دارند.
3-کاوشگری باز:
دانش آموز باید خود مسئله ای را که می‌خواهد مورد بررسی و تحقیق قرار دهند ارائه دهند و سپس به ارائه‌ی راه‌حل وتهیه مطالب ولوازم مورد نیاز بپردازند. کاوشگری باز به روش دانشمندان واقعی یا کاوش علمی بیشتر شباهت دارد.
مثال: اگر تغییری در طول نخ و یا اندازه گیره فلزی دهیم چه اتفاقی می‌افتد.( در آزمایش فوق)
مثلا معلم میتواند برای کلاس چهارم یک ایستگاه هواشناسی را در کلاس راه اندازی وخود مسئولیت آنرا بر عهده گیرد.وسایل هواشناسی واندازه‌گیری، راهبردهای جمع‌آوری داده‌ها ساخت وسایل اندازه‌گیری تحلیل نتایج و ارائه الگو در این کار مورد بررسی قرار می گیرد.
کاوشگری اغلب به تولید ایدهها، نتایج، نظریه‌ها و سئوالهای تازه میشود. که میتوان آنها را از طریق برقراری ارتباط با دیگران مطرح و در باره آن گفتگو کرد.
محتوا و رویکرد آموزش علوم
محتوا یا دانستنی‌های علوم در هر قسمت با توجه به معیارهای گوناگون متفاوت است محتوی چیزی است که دانش‌آموز باید یاد بگیرد وشاید تغییر کند. و برنامه درسی راهی است که محتوی را سازماندهی میکند
ارائه درس به عنوان محصول نمی‌تواند نیازهای یادگیری دانش‌آموزان را در آینده فراهم آورد بلکه باید دانش را به عنوان فرآورده در اختیار دانش‌آموزان گذاشت. یعنی دانش‌آموز در روند فرآیند یادگیری قرار گیرد. این رویکرد به رویکرد یادگیری فرآیند محور مشهور است.
برای رسیدن به این رویکرد باید مهارتهای فرآیندی را یادگرفت. و از آنها در هنگام آموزش استفاده کرد.
مهارتهای آموزش علوم
مهارتهای فرآیندی:
آن دسته از مهارتهایی تفکر را که بیشتر در ارتباط با کاوشگری هستند به عنوان مهارتهای فرآیندی علوم یا فرآیندهای علم می‌شناسند. این مهارتها ابزار تحقیقات و پژوهشهای علمی‌اند در همه روشهای علمی مهارتهای فرایندی استفاده می شود. این مهارتها در حین درگیری دانش‌آموز با تجربه‌ها و آزمایشهای عملی، بهتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. یعنی دانش‌آموزان دوست دارند مهارتهای فرایندی از طریق اجرای علوم در آنها پرورش یابد. مهم ترین ابزار کاوشگری کنجکاوی در باره دنیای مادی است که دانش‌اموزان ابتدایی همراه خود به کلاس می‌آورند.
شناسائی و استفاده از ده مهارت فرآیندی در آ موزش علوم تجربی دانش آموزان دوره ابتدایی مهم است که در زیر به معرفی هر یک از آنها می پردازیم:
1- مشاهده:
استفاده از یک یا چند حس برای شناسایی پدیده‌های طبیعی . در زبان فارسی منظور از مشاهده
نگاه کردن است ولی مشاهده در علوم به معنای کاربرد حواس پنجگانه است. مشاهده زیر بنای سایر مهارتها مانند طبقه بندی و جمع‌آوری اطلاعات است.
از طریق حواس خود میتوانیم به خواص اشیاء و مواد پی بیریم. حواس ما همه چیزهایی که در محیط وجود دارد جذب نمی کند بلکه آنها را انتخاب میکند. و کار انتخاب تحت تأثیر ایدهها و انتظارت فرد است.
در کلاس درس با وجود شرایط یکسان همه کودکان چیزهای مشابهی مشاهده نمی‌کنند.
در مهارت مشاهده باید هدف را برای دانش‌آموز مشخص کرد. در غیر این صورت آنها به مشاهده چیزی می‌پردازند که دوست دارند نه موضوعات درسی. بین مشاهده و ادراک رابطه بنیادی وجود دارد. بنابراین مشاهده و تشکیل مفاهیم به طور همزمان در ذهن انجام می گیرد. پرورش مهارت مشاهده کودکان را به جستجوی آگاهانه اطلاعات مورد نظر می کشاند. نقش معلم باید در این فرآیند ایجاد موقعیتهایی است که دانش‌آموزان از طریق بحث یا طرح مسائلی که حل کردن آنها نیازمند مشاهدات فراوان وتلفیق است بتوانند جنبه‌‌های مختلف مشاهده را یاد بگیرند و تمرین کنند.. یعنی افزایش درک و فهم با بهبود بخشیدن مهارتهای مشاهده توام است.
انواع مشاهده:
مشاهده معمولا به پنج منظور صورت می‌گیرد.
1- مشاهدهی کمی وکیفی: احتمالا بیشتر مشاهدات کیفی‌اند و مشاهدهی کمی یعنی توضیح دادن در مورد اشیایی که مشاهده شده‌اند مثلا در مورد برگهای یک گلدان گیاه شمعدانی توضیح دهیم.
برگ ها سبزند لبه ی صاف ندارند پهن‌اند .....
اگر برای مشاهده به استفاده از ابزارهای استاندارد ویژه ای ناچار شویم مشاهده کمی است.در این مورد استفاده از خط کش ترازو و ..... انجام می‌گیرد.
2- مشاهده شباهتها وتفاوتها:
در آموزش علوم باید مشاهده هدف دار و به مشاهده بعدی کمک کند. معمولا یافته تفاوتها از شباهتها آسانتر است. ولی مشاهده شباهتها مهم از مشاهده تفاوتها ست یک راه مشاهده‌مؤثرتر این است که بدانیم کدام شباهت وتفاوت از بقیه مهم‌تر است. دانش‌آموزان باید تفاوتهای وشباهتهای کم اهمیت را کنار بگذارند. مثلا مساوی بودن احتمالی تعداد هسته‌‌های یک سیب.
3- مشاهده جزئیات
در بعضی موارد باید مشاهده جزئیات را با سئوالاتی به کودکان آموزش دارد. اشتباهاتی که در گروه بندی اشیا می‌باشد به همین دلیل توجه به کلیات و نادیده گرفتن جزئیات است.
مثال: آیا همه مدادها پاک کن دارند؟
4-مشاهده وقایع وترتیب آنها:
تشخیص یک رویداد با ایجاد رابطه بین مشاهده و مشاهده بعدی قابل انجام است. مثلا کودکی در روی شیشه آبی که از یخچال بر می‌دارد رطوبت مشاهده می کند. درک علت این پدیده مشروط به آن است که آیا وقتی شیشه در یخچال گذاشته شد خیس بود ؟ رطوبت چه وقت ظاهر شد؟ آیا در مورد شیشه خالی هم همین اتفاق می‌افتد؟
5- جستجوی الگوها در مشاهدات:
در این نوع مشاهده آنچه در فاصله یک مشاهده با مشاهده بعدی اتفاق می‌افتد و همچنین ایده‌هایی که در مورد الگوهای احتمالی است توجه می شود.مثلا ارتباط دادن بین ابرها و بارندگی.
با چه راههایی میتوان توانایی مشاهده کودکان را افزایش داد:
الف) استفاده از مشاهده برای کمک به گسترش مفاهیم:
ایجاد موقعیتی برای انجام مشاهده با زمان مناسب و در صورت لزوم تکرار واصلاح آن. بسیاری از بچه‌ها ظاهرا عمل مشاهده را سطحی انجام داده و بزودی خسته می‌شوند اما اگر به آنان فرصت فکر کردن وبحث کردن داده شود مجددا به مشاهده روی می‌آورند.
مثلا مشاهده میوه‌ها در مراحل مختلف رشد و یا قرار دادن چند میوه در اختیار دانش‌آموز تا او بتواند میوه را بر حسب درجه رسیده بودن مرتب کرده و برای کار خود دلیل هم بیاورد. بهتر از مشاهده یک میوه است.
ب)استفاده از مشاهده برای کمک به افزایش دانش و گسترش اطلاعات:
مدادی را داخل لیوان آ ب قرار داده و در معرض مشاهده دانش‌آموزان قرار دهیم آب میتواند مانند یک ذره‌بین عمل کند.
سه اقدام برای زمینه سازی مشاهده در جهت گسترش اطلاعات مهم است:
1- نقاشی کردن: مثلا قبل از مشاهده یک حشره توسط دانش اموزان از آنان بخواهید که تصویر یک حشره ماننده پروانه را به طور ذهنی رسم کنند. آنان حتما به این نتیجه می‌رسند که چه چیزهایی را در باره حشره نمی‌دانند. و با مشاهده به آن دست پیدا میکنند.
2- تاثیر بحث و گفتگو کردن در گروه مثلا وقتی معلم می‌خواست دانش اموزان را به مشاهده مسجدی ببردتا در آنجا از قدمت مسجد وامکان هوازدگی آن صحبت کند سئوالاتی را در باره سنگها و اینکه کدام قسمتها بیشتر فرسایش می‌یابند و چگونه باید سنگهای نو و کهنه را تشخیص داد پرسیده تا آنها بتوانند با مشاهده به جواب خود برسند.
3- پرسش را به صورتی مطرح کرد که جواب دادن آن نیاز به انواع مشاهده باشد.
وقتی قند در آب حل میشود چه تغییری روی میدهد؟
قند در آب داغ سریع‌تر حل میشود یا در آب سرد؟
یا میتوان مخلوطها را در زمان تهیه خمیر هم زمان تهیه کرد و تفاوت آنها را قبل از پخت، در حین پخت و بعد از آن مشاهده کرد
ج) استفاده از مشاهد برای کمک به ایجاد انگیزه پژوهش:
مشاهده از اجزای اصلی پژوهش است مثلا مشاهده دو پاندول با طول و وزنه‌های متفاوت و مشاهده اینکه یکی سریع‌تر از دیگری نوسان دارد میتواند سئوالاتی مانند اینکه تفاوت مربوط به طول نخ است یا سنگینی وزنه یا هر دوی آنها را به عنوان یک سئوال پژوهشی در ذهن دانش اموز فعال کند.
د) استفاده از مشاهده برای کمک به نتیجه‌گیری:
مثلا لازم است به کودکانی که شاهد چرخیدن یک تکه کاغذ نازک مارپیچ اند که بر فراز یک شمع روشن آویخته است کمک کرد تا بتوانند این مشاهده رابه اتفاقی که برای هوای گرم شده می‌افتد ارتباط دهند. آیا حرکت کاغذ مارپیچ حاکی از آن است که هوا رو به بالا حرکت میکند؟ چرا به طرف پایین حرکت نمی‌کند؟
نتیجه‌گیری معمولا به روابط موجود میان پدیده‌ها بستگی دارد مشاهده‌ای که نتیجه‌ای عینی از آن استخراج شده مورد عینی است که با نتیجه‌گیری‌ها ی دیگر مربوط میشود.
راهنمایی به معلمان جهت پرورش مهارت مشاهده و بالا بردن نقش آن در یادگیری:
1 - برای مشاهده کردن به دانش‌آموز فرصت کافی بدهید
2- بعد از انجام دادن مشاهدات اصلی به تناسب راهنمایی‌هایی مشخص به کودکان ارائه دهید تا بتوانند از مشاهده ی سطحی و ظاهر بگذرند. گاهی با دادن تکلیفی مشخص مانند مقایسه ویژگیهای مورد نظر، پاسخ دادن به پرسش نامه و نقاشی کردن مشاهده را روی نکاتی معین متمرکز کنید.
3-همیشه چیزهای گوناگون را برای دست ورزی و مشاهده در اختیار کودکان بگذارید.
4- در انتخاب مواد وسایل خوب بیندیشید
5- مشاهداتی را ترتیب دهید که کودکان بتوانند ضمن آنها، در باره‌ی داده‌های خود به طور گروهی بحث کنند و در حین بحث حاصل مشاهدات خود را برای یکدیگر تعریف کنند.
6- سعی کنید از طریق بحث در باره وقایع اشیاء انگیزه‌ای برای مشاهده د رکودکان ایجاد کنید تا آنان برای یافتن شواهد و دلایل تلاش کنند.
7- به پرسشهایی که به عنوان انگیزه برای مشاهده کودکان مطرح می‌کنید توجه داشته باشد.
پرسشهای واگرا سبب می‌شوند که کودکان خود در باره‌ی آنچه می‌خواهند ببیند تصمیم بگیرند. در مقابل پرسشهای همگرا سبب توجه آنها به نکته ای ویژه میشود.
2- برقراری ارتباط:
برقراری ارتباط امری دو جانبه است و باید در آن توانایی کسب اطلاعات از منابع کتبی و استفاده از اطلاعات به شکل گرافیکی یا جدول نیز وجود داشته باشد
روشهای برقراری ارتباط بین معلم و دانش آموز را به سه دسته تقسیم میکنند:
الف- انواع گفت وشنود وبحث کلاسی
ب- استفاده از طرح،تصویر ومدل
چ- استفاده از دفترچه یادداشت دفتر علوم وپوشه
الف) انواع گفت وشنود وبحث کلاسی
نوعی ارتباط باز و آزاد در کلاس است این نوع ارتباط رقابت را ایجاد می کند. در این روش سهم معلم و دانش‌آموزان یکی است پذیرفتن عقیده معلم به جهت قدرت معلم نیست بلکه به علت صحت عقیده‌ی اوست. نقش معلم تنظیم وقت به گونه‌آی است که همه افراد وقت یکسانی را داشته باشند. چیدمان کلاس نیز میتواند به گونه‌ای صورت گیرد که همه تمایل به شرکت د ربحث داشته باشند. که جثه دانش‌آموزان در این باره میتواند موثر باشد.
1- میتوان دانش‌آموزان را به گروههای کوچکتر تقسیم کرد.
2- به آنان خاطر نشان کنید که انتظار شما بحث در گروه با یکدیگر است.
3- فقط در صورتی از دانش‌آموزان سئوال بپرسید که مطمئن باشید آنها چیزی برای گفتن دارند. . و اگر هدف مطمئنی را در بحث دانش‌آموزان می‌بینید انان را به حال خود بگذارید.
4- قبل از هر گونه توصیه‌ای به دانش‌آموزان نظر خود آنان ر ا بخواهید.
5- به آنان فرصت دهید تا دانش‌آموزان گروههای خود را برای ارائه گزارش آماده کنند.
6-همه نکات مطرح شده دانش‌آموزان را مد نظر قرار دهید. و اگر دانش اموزی با عقیده یا نظریه‌ای مخالف است به او اجازه اعتراض بدهید.
ب- استفاده از طراحی،نقاشی و مدل سازی:
نفس نقاشی موجب بهبود تکامل مشاهده نمی شود معلم باید کمک کند تا دانش‌آموزان ادراک‌های قبلی خود را دور ریخته و آنچه واقعا وجود دارد ببینند. یعنی نقاشی یا مدل هدف دار باشد. مثلا اگر منقار اردک نوغ غذای پرنده را نشان میدهد اشکال ندارد که او دمش را اشتباه بکشد.
نقاشی یا مدل باعث می شود که دانش‌آموزان آنچه دیده بخاطر بسپارد و در تقویت تمرکز او نقش دارد. تفسیر نقاشی‌های دانش‌آموز باید در نتیجه بحث با خود او باشد در غیر این‌صورت ممکن است معلم دچار اشتباه شود.
ج- دفترچه یادداشت:
فعالیتهای دانش‌اموز حاصل فعالیتها ی مغزی او حساب میشود.
بعدها دفتر یادداشت به عنوان ابزاری مفید برای ثبت نتایج آزمایش و نتایج آن بکار میرود. هر چه زودتر دانش‌آموز یادداشت برداری را یاد بگیرد به اهمیت آن بیشتر پی میبرد. بهتر است در جریان آزمایش صبر کنیم تا دانش اموز خود احساس کند که کار انجام داده اش چیزی برای نوشتن دارد. معلم نیز باید بداند این دفتر گزارش کار دانش‌آموز ان است معلم نباید به دانش‌آموز بگوید چه چیز را غلط و چه چیز را درست توصیف کرده‌ای بلکه باید با پرورش مهارت و تقویت دقت دانش‌آموزان به هنگام مشاهده آنان ر ا یاری دهد و در بیان صحیح عقیده راهنماییشان کند.
این دفتر به معلم در شناسایی آن دسته از دانش آموزانی که مستقل و با تکیه بر قوه‌ی تصور خود کار میکنند تشویق میکند. این دفتر را نباید با مداد قرمز تصحیح کرد. ونمره دادن به آن نیز کمکی نمی‌کند. بلکه معلم میتواند با نوشتن نظریات خود در این دفتر آنان را یاری دهد.
میتوان از دانش‌آموز خواست تا در بحث‌های گروهی خود از این دفتر استفاده کنند. تا به ارزش آن بیشتر پی ببرند. گاه و بیگاه معلم باید این دفتر را خوانده و روشهای درست تنظیم اطلاعات را به آنان پیشنهاد کند.
3- اندازه‌گیری و کاربرد ابزار
اندازه‌گیری و کاربرد ابزار
مهارت اندازه‌گیری برای انجام دادن مشاهدات کمی، مقایسه‌ها، طبقه‌بندی اشیاء اطراف ما و برقراری ارتباط اهمیت دارد.
استفاده از ابزارها و وسایل در این مهارت ارزش زیادی دارد. بعضی ابزارها جنبه‌ی اندازه‌گیری، برخی جنبه‌تسهیلاتی وبرخی نیز وسایل نوشتاری‌اند.
یک- کاربرد ابزار
پرورش قوه‌ابتکار در دانش‌آموزان تنها از طریق انجام دادن کارهای گوناگون و استفاده از ابزار و امکانات گوناگون امکان پذیر است. مدل‌سازی، کاردستی، رسم نمودار وجداول، از جمله مواردی هستند که به کمک آنها میتوان در باره دانش آموز قضاوت کرد و همچنین این مهارت را پرورش داد. اصولا کار با اشیاء واقعی سبب تقویت رشد ذهنی وعقلی دانش‌آموزان میشود.برای پرورش این مهارت میتواند از راههای زیر استفاده کرد
1- تشویق دانش‌آموزان به استفاده از ابزار برای ساخت وسایل و یا ایجاد تغییر در آنها( استفاده از چکش، یا اره و ساخت وسایل چوب)
2- تدارک موادی مانند جعبه ابزار، وسایل تعمیرات الکتریکی وسایل خیاطی و وسایل کاردستی
3- نشان دادن طرز کار بعضی از وسایل و کاربرد بعضی از ابزار و بحث در باره قوانین مربوط به استفاده از هر چیز
4- آگاه کردن کودکان در باره این که چگونه می‌توانند پاسخ بعضی از پرسشهای خود را از طریق به کار بردن وسایل بیابند.
دو: اندازه‌گیری
باید به دانش‌آموزان یاد داد که برای اندازه‌گیری هر کمیت از وسیله اندازه‌گیری مناسب استفاده کنند. تا دقت در اندازه‌گیری بیشتر شود. مثلا اندازه‌گیری طول حیاط مدرسه با متر نه خط کش
برای اندازه‌گیری هر کمیت باید مقیاس داشته باشیم که مقیاس یک کمیت واحد آن کمیت است. گاه در اندازه‌گیری نیاز به مقیاس نداریم و به جای آن از مقایسه استفاده میکنیم مثلا مقایسه طول دو مداد یا قد دو دانش‌آموز بدون استفاده از واحد طول : مهارت در اندازه‌گیری سبب تقویت دقت در مشاهده میشود.دقت در اندازه‌گیری هم به دقت فرد اندازه‌گیرنده هم به دقت وسیله ی اندازه‌گیری بستگی‌دارد.
برای تقویت این مهارت میتوان توجه دانش‌آموزان را به نکات ذیل جلب کرد:
1- در سالهای اولیه دوره ابتدایی به جای استفاده از کمیت در اندازه‌گیری از طریق پرسش کردن بیشتر به دانش‌آموزان را به توسعه مهارت مشاهده تقویت کنیم و از آنها بخواهیم بجای اندازه‌گیری کردن کمیت‌ها مقایسه کنند.
2- استفاده از پرسشهایی که پاسخ دادن آنها نیاز به اندازه‌گیری باشد. انسان هر روز چقدر آب می‌خورد
3- در طول دوره ابتدایی دانش‌آموزان را با طرز کار وسایل اندازه گیری مانند خط کش، متر، دماسنج، ساعت، ترازوی دو کفه‌ای، یک کفه‌ای،استوانه مدرج و کرنومتر.... آشنا کنیم.
آنچه در مهارت اندازه‌گیری اهمیت دارد آن است که علاوه بر استفاده از ابزار باید به مراحل اندازه‌گیری و روشهای‌آن نیز دقت کنیم مثلا تعداد دفعات اندازه‌گیری نیز مهم است.
4- طبقه بندی:
طبقه بندی کردن مهارتی است که کودک به وسیله آن گروهی ازاشیاء رابراساس خصوصیاتی که درآن ها آشکارتراست ، دریک دسته ی جداگانه قرارمی دهد . جهت گسترش مهارت طبقه بندی می توان کارت های تصویری انواع پرندگان ، خوراک وپوشاک ، ماشین ها ، پازل ها و ... رادراختیارکودکان قراردادتا آنان عمل طبقه بندی راانجام دهندوبه توضیح دلائل خودبپردازند.
طبقه بندی فعالیتی است که دانشمندان برای نظم بخشیدن به پژوهش های خوددرباره طبیعت برمبنای نظام هاوملاک های مناسبی انجام می دهند. هنگامی که کودکان شروع به یادگیری مفهوم طبقه بندی می کنند، می توان به آن ها فرصت انتخاب نظام طبقه بندی دلخواه راداد ، زیرا نیازی نیست که درآموختن نظام های علمی طبقه بندی توسط دانشمندان ، عجله به خرج داد. دراین زمینه نیازی نیست که خودمربی ومعلّم ازطبقه بندی هرموجودی با خبر باشدوآن رادرطبقه مناسب علمی اش جای دهد ، به عبارتی دیگرمیتوانیم طبقه بندی رابه خاطرخودطبقه بندی ، آموزش بدهیم .
دانشمندان برای آسان شدن مطالعه، طبقه بندی را اجرا می کنند.در هر نوع طبقه بندی مهمترین نکته کاربرد داشتن آنهاست مثلا معلم ممکن است دانش‌آموزان را بر اساس میزان اطلاعات آنها طبقه بندی کند. هنگام طبقه بندی این امکان وجود دارد که دانش‌آموزان طبقه‌بندی خود را بر حسب ملاکهای گوناگون انجام دهند. مهم این است که طبقه‌بندی درست انجام شده باشد.انسان در امر طبقه‌بندی سعی‌می‌کند چیزهای جدید را نیز در طبقه‌بندی قبلی جای دهد. لذا مهارت طبقه‌بندی یکی از مهارتهای فرایندی مهم برای شناخت و تبدیل امور نامعلوم به معلوم است.
5 – مهارت استنباط کردن
ما دوست داریم رویدادهای پیرامون خود را تجزیه و تحلیل کنیم و الگوها را بدست آورده و انتظار داریم که الگوها تحت شرایط مشابه تکرار شوند. بیشتر رفتارهای ما بر اساس استنباط ما از حوادث گوناگون است. معلم نیز در باره رفتار دانش آموزان خود به استنباط نیاز دارد. دانشمندان نیز فرضیه‌های خود را براساس استنباط قرار می‌دهند. برای پرورش مهارت استنباط میتوانیم با استنباطهای حاصل از مشاهد شروع کنیم.
مشاهده تجربه حاصل از ادراک از طریق یک یا چند حس اما استنباط توضیح یا تفسیری است که بر مشاهدات می‌گذاریم. مثلا دیدن دو نفر که در حال حمل کردن یک تلویزیون از خانه‌ی همسایه‌اند. شما این صحنه را به شکلهای گوناگون تفسیر می کنید.
هرگونه توضیح منطقی برای آنچه مشاهده شده یک استنباط نامیده میشود.در استنباط چیزی را که به طور مستقیم مشاهده کرده‌ایم با دانستههای قبلی خود در این باره پیوند می‌زنیم . در علم، بسیار اتفاق می افتد که استنباطهای ما در باره اشیاء و طرز رفتار آانها ، در نتیجه انجام دادن مشاهدات جدید، بازسازی ، تعدیل و حتی رد می شوند.
نمونه‌هایی از استنباط حاصل از مشاهده:
1- قسمتی از چمن خشک شده تصور میکنیم ...........
2- علامت برنجی روی آن در کدر شده و خاک گرفته تصور میکنم...............
3- ورق‌های این کتاب زرد شده استنباط من این است که ..............
4- در بیرون ساختمان پرچمی د رحال تکان خوردن است تصور میکنم ...............
در هنگام استنباط کردن بهتر است گامهای زیر را برداریم:
1- تا حد امکان مشاهدات خود را افزایش دهیم.
2- از تجربه‌ها ودانسته‌های قبلی خود در باره یک حادثه یا شیء چزهای بیشتری را به خاطر آورده با مشاهده فعلی مربوط سازیم.
3- هر استنباط را به گونه‌ای بیان کنیم که به روشنی با گفتههای دیگر(مشاهدات یا پیش‌بینی‌ها) تفاوت داشته باشد
از مشاهدات این طور استنباط میشود که ................ شواهد چنین حکم میکند که ...................
استنباط علاوه بر اتکا بر مشاهدات با دانستههای قبلی نیز ارتباط دارد نقش معلم در این جا این است که بین دانستههای قبلی و دریافت‌های فعلی دانش‌آموز ارتباط برقرار کند. نباید فکر کنیم که همه دانش‌آموزان دانش‌قبلی یکسان دارند مشاهداتی که به الگوهای اطلاعات قبلی مربوط باشند اساس استنباط را تشکیل می‌دهند.
6- فرضیه‌سازی:
بعضی از رویدادهای به طور ناگهانی در اطراف ما اتفاق می‌افتد که در این موارد از خود می‌پرسیم چه شده یا چه اتقاق افتاده، در چنین مواردی به مهارت فرضیه‌سازی نیاز داریم فرضیه نوعی اظهار نظر برای توضیح دادن یک رویداد ، اتفاق یا یک خاصیت است. یا به عبارتی پاسخ احتمالی به پرسش یا مسئله است. آنچه در رشد مهارت فرضیه‌سازی اهمیت دارد آن است که دانش آموزان را وادار کنیم به حوادث اطراف خود کنجکاوی نشان دهند علت حوادث را جویا شوند واز کنار آنها بی تفاوت نگذرند.. دانش‌آموزان باید پس از فرضیه‌سازی به فکر تعمیم دادن آن باشند یعنی ببیند که این فرضیه در مورد رویدادهای مشابه کارایی داردیا نه( تعمیم یک فرضیه) گاهی باید برای بیان دلیل یک پدیده بیش از یک فرضیه ارائه دهیم بهترین دقایق کلاس علوم می تواند زمانی باشد که دانش آموزان از فرضیه های خود در برابر ایرادها واشکالاتی که دوستان آنها از فرضیه می گیرند دفاع کنند. و در این لحظات است که خلق وخوی علمی رشد می کند.. فرضیه‌سازی کوشش برای ارائه راه حل احتمالی یک مسئله است. لذا در این مهارت لازم است که کودک در باره مسئله مورد نظر اطلاعات اولیه را داشته باشد. باید دانش‌آموز را تا مرحله‌‌ای راهنمایی کرد که خود قادر به ارائه فرضیه باشد. حتی دانشمندان هم اغلب فرضیه‌های نادرستی ارائه می‌دهند.
دو عامل یک فرضیه را علمی میکند
الف) منطبق بودن با شواهد: همیشه هنگام ساخت یک فرضیه دانسته‌هایی که مربوط به شواهد و دلایل باشند وجود دارد. دانش‌آموزی در طی آزمایش مشاهده میکند که چوب روی آب می‌ماند و سکه به زیر آب میرود توضیح این امر به فرضیه نیاز دراد
ب) قابل آزمایش بودن: کودکان گاهی فرضیه غیر ممکن ارائه می‌دهند گاهی هم نکاتی را بیان میکنند که از نظر بزرگترها بسیار روشن و ساده است. با افزایش سن این مشکل از بین میرود. ا زدانش اموزان باید بخواهیم برای فرضیه خود راهی پیشنهاد کنند. مثلا : اگر بخواهیم نان کپک نزند باید چه کنیم؟ فرضیه1 : آنرا بیشتر بپزیم 2- آن را خشک کنیم 3- آن را در یخچال نگه داریم......
در دوره ابتدایی ما فرضیه‌ها را به صورت سئوال به دانش‌آموزان ارائه میدهیم و از آنان می‌خواهیم که بعد از آزمایش به درستی آن پی ببرند.
مثلا : در مقابل نور خورشید اجسام سیاه بیشتر گرم می‌شوند یا اجسام سفید؟و دانش‌آموزان پس از انجام آزمایش نتیجه را به صورت یک جمله مطرح کنند.
گاهی نیز دانش‌آموزان باید فرضیه را خود بسازند:
کدام آب برای رشد گیاه مناسب است؟ یا سایه چگونه تشکیل می شود؟
ارزش فرضیه‌سازی آن است که دانش‌آموزان متوجه می‌شوند که بعضی از مسائل بیشتر از یک راه حل دارند و دانش‌آموزان خلاق ومبتکر در این زمینه میدان دید وسیع‌تری دارند.
مهارت فرضیه‌سازی یکی از مهارتهای اساسی فرایندی است که سبب رشد فکری دانش‌آموزان و ایجاد توانایی بیشتر در به کارگیری روش کاوشگری میشود.پاسخ دادن به پرسشهای زیر لازمه به کارگیری مهارت فرضیه سازی است:
1- به نظر شما چرا بعضی از دانه‌های کاشته شده نمی‌رویند؟
2- اگر بخواهیم نان کپک نزند باید چه کنیم؟
3- اگر بخواهیم دانش‌آموز به درس علوم علاقمند شود چه باید کنیم؟
4- کدام آب برای رشد گیاه مناسبتر است؟
5- سایه چگونه تشکیل می شود؟
برای افزایش مهارت فرضیه سازی میتوانیم کارهای زیر را انجام دهیم:
1- ایجاد موقعیت برای آزمون پدیده‌هایی که دانش‌آموزان توانایی توضیح دادن آنها را با استفاده از دانش و تجربه قبلی خود دارند.
2- سازماندهی کلاس به گونه‌ای است که دانش‌آموزان بتوانند د رباره توضیحات خود بحث کنند
3- تشویق دانش‌اموزان به آزمودن فرضیه‌ها
4- افزون بر منابع مفید اطلاعاتی ( کتاب – عکس – منابع انسانی و ...)
7-پیش بینی کردن :
پیش بینی ها، بیان جمله یا عبارت در باره اتفاقی که ممکن است در آینده اتفاق بیافتد. با پیش بینی قابل ا عتماد توانایی پیشی گرفتن در رفتار مناسب در مقابل طبیعت را نیز خواهیم داشت. مثل آنکه پیش بینی کنیم که ماشینی با 8 لیتر بنزین چه مقدار راه را طی میکنیم. پیش بینی کردن با مهارت مشاهده کردن، استنباط کردن و طبقه بندی کردن ارتباط نزدیک دارد. (اتکای یک مهارت به مهارت دیگر) استنباط توضیح یا تفسیر مشاهده است و توسط آنها حمایت می‌شوند . وجود نظم در محیط، تشخیص و پیش‌بینی الگوهایی را که در آینده مشاهده خواهند شد ممکن می‌سازد.
برای پرورش این مهارت،میتوانیم قبل از اقدام به انجام دادن یک آزمایش یا در نیمه‌های راه از دانش‌آموزان بخواهیم نتیجه آنرا پیش بینی کنند.
اگر این اتقاق بیفتد چه نتیجه‌آی خواهد داشت؟ اگر این کار را بکنیم، چه اتقاقی خواهد افتاد
مثلا از دانش‌آموزان بخواهیم تا هنگام کار با خواص آهن ربا پیش بینی کنند که کدامیک از اجسام موجود، کدام ییک جذب آهن ربا خواهند شد.
در مهارت پیش بینی لزومی ندارد دانش‌آموز بتواند توضیح دهد که چرا واقعیت شماره‌ی یک، سبب بروز و اقعیت شماره دو میشود یعنی پاسخ دادن به«چراها» بیان توضیحات و کشف رابطه های علت و معلولی، جزء مهارت پیش بینی کردن نیست.
پیش بینی با حدس زدن تفاوت دارد در پیش بینی یک الگوی منطقی در ذهن دانش‌آموز وجود دارد در حالی که در حدس رابطه منطقی وجود ندارد. در حدس زدن بر خلاف پیش بینی نمی‌توان از تجربیات قبلی استفاده کرد.
مثال: دیروز یکی از دوستان خود را دیدم و از دیدن او خوشحال شدم بچه‌ها فکر می‌کنید دوست من چند سال دارد؟ (حدس)بچه‌ها فکر می‌کنید من چند سال دارم؟ ( پیش بینی)
معلم باید بتواند چنین تمرین‌هایی را در کلاس طرح کنتد.
تفاوت مشاهده، استنباط و پیش بینی
مشاهدة: اطلاعات کسب شده از طریق اندام حسی
استنباط: دلیل بروز اتقاقات و پدیده‌ها
پیش بینی: چیزی که احتمال مشاهدهی آن در آینده وجود دارد.
- می‌بینیم که باران می‌بارد،خورشید هم در حال ظاهر شدن است، ا حتمال دارد رنگین کمان پیدا شود
-آهن ربای ضعیف، پنج گیره کاغذی را بلند میکند. پیش بینی میکنیم که آهنربای قویتر گیرها ی بیشتری را بلند کند.
پیش بینی‌ها گفتههای مستدلی هستند که نه تنها بر مشاهدات بلکه بر مدل‌‌های ذهنی‌ای که برای آنها ساخته‌ایم نیز تکیه دارد. برای حدس دلیلی ارائه نمی شود.
زمانی مردم عقیده داشتند که زمین مسطح است./ پیش بینی : اگر کشتی ها از ساحل زیاد فاصله بگیرند از آن طرف زمین پائین می‌افتند.
دریانوردان این پیش بینی را رد کردند. استنباط مردم از شکل زمین تغیر کرد. پیش بینی آنان در باره‌فرو افتادن از سطح آن عوض شد
¨برای آزمودن پیش بینی به مشاهدات بیشتری نیاز داریم.
وقتی اطلاعات جدیدی ( مشاهدات) جمع آوری می‌شوند نظریه‌هایی( استنباط‌ها) پیشنهاد می‌شوند تا توضیحی بر مشاهدات و پیش بینی چیزهایی باشند که هنوز اتفاق نیافتاده‌اند.در واقع برای قبول یک نظریه در علم سه نوع ازمون لازم است:
1- بتواند آنچه را مشاهده شده است توضیح دهد
2- بتواند آنچه را مشاهده نشده پیش بینی کند.
3- با انجام دادن آزمایشات بیشتر قابل آزمایش باشد و در صورت لزوم با جمع‌آوری اطلاعات بیشتر بتوان آن را اصلاح کرد.
مشاهده ، استنباط و پیش بینی مهارتهای تفکر مرتبط هستند که با کمک آنها به دنیای پیرامون خود معنا میدهیم.
برای افزایش مهارت دانش‌آموزان در مهارت پیش بینی میتوانیم اقدامات زیر را انجام دهیم:
1- تشویق دانش‌آموزان به پیش بینی کردن، قبل از انجام دادن مشاهده یا آزمایش به منظور کنترل درست بودن آن
2- بحث در مورد این که آیا در یک موقعیت مشخص میتوان پیش بینی قابل اطمینانی به عمل آورد.
8- طراحی تحقیق
تحقیق را میتوان طراحی یک موقعیت برنامهریزی شده توصیف کرد و هدف از آن نیز به دست آوردن اطلاعاتی است که فرضیه را تأیید یا رد میکند. در گام نخست طراحی تحقیق باید مسئله را به صورت یک پرسش قابل تحقیق در آوریم:
پرسش: کدام یک از دستمال کاغذی‌ها برای استفاده بهتر است؟
پرسش قابل تحقیق:
کدام دستمال کاغذی از نظر میزان جذب آب بهتر است؟ کدام دستمال کاغذی از نظر میزان سرعت جذب آب بهتر است؟
در هر تحقیق باید یک متغیر را بسنجیم و سایر متغیرها را ثابت نگه‌داریم. برای مثال،وقتی می‌خواهیم اثر آفتاب را در گرم شدن آب بررسی کنیم باید مقدار آب، جنس ظرف،اندازهی ظرف و مدت زمان اندازه‌گیری را ثابت نگه‌داشته و فقط محل قرار دادن ظرف آب را تغییر دهیم.
اندازه گیری متغیرها طی یک تحقیق انجام می شود ولی قبل از شروع به تحقیق باید با تعیین روشی برای اندازه گیری یک متغیر، متغیرها را عملا تعریف کنید. به عبارت دیگر تعریف عملی متغیر، معرفی روشی برای اندازه گیری آن متغیر است. یک تعریف عملی متغیر بیان می کند که چه مشاهده می شود و چگونه اندازه گیری می گردد.
ممکن است محققات تعاریف عملی متفاوتی را برای یک متغیر انجام دهند. مثلا برای تحقیق بررسی تاثیر ویتامین E بر تحمل یک فرد متغیر – تحمل یک فرد – را می توان به صورتهای زیر تعریف کرد.
الف- مدت زمانی که یک فرد می تواند بیدار بماند.
ب- مسافتی که یک فرد، بدون توقف می تواند بدود.
ج- تعداد جشهای در جا که فرد بدون توقف می زند.
طراحی شامل مراحلی است که در فاصله ی مطرح کردن یک مسئله و یافتن پاسخ آن طی می شود.
مهارت طراحی تحقیق محتاج ابتکار وخلاقیت است. یعنی مهارتی سطح بالا است. معمولا در دوره ابتدایی تحقیقات محدودترند و با دقت کمتری اندازه‌گیری می‌شوند. مثلا اگر فرضیه میدهیم اگر روی یخ نمک بریزیم زودتر آب میشود راه آزمایش و نوع آن را هم مشخص کرده‌ایم اما وقتی فرضیه‌ی ما این باشد که چگونه باید مقدار درصد ماسه موجود در یک نوع خاک را تعیین کرد برای رسیدن به پاسخ باید راهی را ابداع کنیم.
بسیاری از فعالیتهای طراحی تحقیق را میتوان به صورت تکلیف خانه به دانش‌آموزان ارائه داد تا بیرون ا زمدرسه حل کرده و گزارش کار خود را به کلاس بیاورند.
پرسشهایی که میتواند مهارت طراحی تحقیق را بسنجد
1- کدام نوع باتری برای مصرف در چراغ قوه‌بهتر است؟
2- چرا پارچه پشمی بهتر از پارچه نخی بدن را گرم نگه‌می‌دارد؟
3- چرا فقط در فصل زمستان شیشه‌ی اتومبیل وکلاس( ان هم ا زداخل) عرض میکند؟
4- چرا باید در تابستان لباسهایی با رنگ روشن پوشید؟
معلمان هنگام تدریس می توانند با توجه به نکات زیر به پرورش مهارت طراحی تحقیق در دانش اموزان خود کمک کنند.
1- دانش آموزان را به سوی مسائلی که برای آنها قابل تحقیق است و به راحتی به نتیجه می رسند هدایت کنند نه مسائلی که حل کردن آنها از توانایی کودکان خارج است.
2- به دانش آموزان مهارت کنترل متغیرهای را آموزش دهند. یعنی این که در یک تحقیق چه چیزهایی را باید ثابت نگه داشت و چه چیزی را باید تغییر داد.
3- در مورد طراحی های هر گروه به بحث وتبادل نظر بپردازند تا هر گروه، به نقاط قوت وضعف خود پی ببرند.
4- نتیجه گیری از بحث ها و انتخاب بهترین طراحی را به عنوان راه حل مسئله که احتمالا تلفیقی از راه های ارائه شده است نباید فراموش کرد.
9- آزمایش کردن:
آزمایش کردن در آزمایش کردن همه مهارتهای قبلا آموخته شده به کار گرفته میشود.در یک آزمایش به حاصل اندازه‌گیری‌هایی که انجام میشود داده می‌گوییم.با مطالعه داده‌ها میتواند به نتایج کار الگویی بخشید برای مثال اندازه‌گیریهای مربوط به حجم، زمان و دما داده هستند. تنظیم داده‌ها د رجدول منا را به شناخت الگوی داده‌ها یاری می دهد.
مثال:
مسئله: چه عاملی در قدرت آهنربای الکتریکی تآثیر دارد؟
فرضیه: اضافه کردن باتری به آهنربای الکتریکی آن را قویتر می سازد.
مواد لازم:
روش آزمایش
جمع‌آوری داده‌ها
مثال: اگر بخواهید آزمایشی ترتیب دهید که بفهمید آیا مخمر،شکر را بهتر مصرف میکند یا شربت آلبالو را،فرضیه‌ی شما چه خواهد بود؟
برای فرضیه خود آزمایش را ترتیب دهید.
10- نتیجه‌گیری
منظور از نتیجه‌گیری آن است که دانش‌آموز بتواند با استفاده از مشاهدات وداده‌هایی که در اختیار اوست الگوها و روابطی را میان داده‌ها پیدا کند و به اصطلاح دلایل بروز پدیده‌ها را ارائه دهد. برای مثال وقتی دو نوع خاک در دسترس کودک قرار می‌گیرد او می‌بیند که آب در خاک زبرتر سریع‌تر از خاک نرم‌تر نفوذ میکند پس، چنین نتیجه‌گیری میکند که اندازهی دانه‌های خاک در سرعت عبور دادن آب دخالت دارد.
در نتیجه‌گیری آگاه بودن از دانش‌پایه ضروری است.( مثلا در مورد علائم یک بیماری فقط پزشک میتواند اظهار نظر کند) از این رو نباید انتظار داشت که دانش‌آموزان بتوانند قوانین و اصول حاکم بر پدیده‌ها را خودشان کشف کنند. مگر اینکه اطلاعات لازم را به آنان بدهید.
همین قدر که دانش‌آموز سعی میکند در مورد رویدادهای خیلی ساده قاعده‌ای کلی اما ساده را بیان کند کافی است.
مثلا دانش آموزان دوره ابتدایی پس از انجام دادن یک آزمایش ساده و با رجوع به تجربه های پیشین خود به این نتیجه می‌رسند که چرخ حرکت اجسام را ساده میکند. که در همین سطح برای او مطلوب است.
فعالیت:
یکی از فصلهای کتاب‌های علوم دوره ابتدایی را انتخاب و ابعاد مهارتی آن را مشخص کنید:
فعالیت:
در یک گردش علمی خارج از شهر که در بردارنده‌ی مطالعه‌ی محیط زیست جانوری و گیاهی است چگونه ،با ارزش شمردن محیط زیست طبیعی را در دانش‌آموزان خود ایجاد می‌کنید؟
آیا از آن دسته افرادی هستید که از دست خط خود خجالت می کشید؟ به نظرتان دست خط بدی دارید؟ پس ما به شما توصیه می کنیم برای داشتن دست خطی زیباتر چکار کنید: