جایگاه و نقش آزمایشگاه در درس شیمی و شیوه های ارائه آن

واژگان کلیدی

- آزمایشگاه

- اهداف کار آزمایشگاهی

- شیوه های ارائه کار آزمایشگاهی

مقدمه

از آن جایی که انسان ذاتاً کنجکاو و جستجو گر است، آزمایشگاه به عنوان مکانی مناسب برای اقناع حس کنجکاوی وی به حساب می آید.

دانش آموزان با انجام کارهای آزمایشگاهی می توانند در درستی مطالب نظری پژوهش نموده، توانایی اندیشیدن و استدلال خود را افزایش داده، به علوم تجربی علاقه مند گردیده، معلومات خود را به آسانی منتقل نموده و حس همکاری با دیگران را در خود ایجاد و یا تقویت نمایند.

متأسفانه توجه بیش از حد به بحث های نظری و کم اهمیت جلوه دادن کارهای عملی و آزمایشگاهی نه تنها کیفیت علوم تجربی را پایین آورده است بلکه سبب کاهش مهارت های عملی و حتی سلب آن از دانش آموزان گردیده است.

در این مقاله سعی شده است که به جایگاه و نقش آزمایشگاه در درس شیمی و شیوه های مناسب ارایه آن پرداخته شود.

بیان مسئله

سال ها پیش اساتید محترم در حاشیه ی بحث های خود اظهار می کردند که کشورهای جهان سوم در کاربرد علوم و فنون ضعیف هستند و تذکر می دادند که شرقی ها در بحث و جدل، فلسفه و منطق، برهان و دلیل استدلال لفظی، ید طولایی دارند. کشور ما نیز در کاربرد عملی علوم و فنون مختلف ضعیف بوده و آنطور که شاید و باید بتواند به طور مقطعی نیاز خویش را برطرف کند، نیست (که علت آن را در طول دهه های مختلف باید در استعمارزدگی مطالعه نمود) و به مقتضای نیاز و به صورت اجبار دست به خرید تکنولوژی های مختلف زده و به علت نداشتن افراد مطلع از کاربری آن در کارخانه ها و آزمایشگاه ها، در کمترین زمان ممکن با پوشش نایلونی هنگام بازدید به معرض نمایش گذاشته می شود.

با تأمین زمینه ی کاربری علوم می توان از تکنولوژی دنیا استفاده نموده و با مانورهای مختلف علمی عملی، تکنیک دنیا را به مقتضای فکری و فرهنگی خویش در اختیار گرفت و از وابستگی و خریدهای ملال آور خلاصی یافت. امروزه در قرن بیست و یکم اهمیت حیاتی «آموزش» به معنای عام و نقش اساسی و کلیدی آن در جوامع انسانی تقریباً بر هیچ کس پوشیده نیست و به اعتقاد بیشتر صاحبنظران جهانی در این عصر انفجار اطلاعات و هنگامه پیشتازی دانش و فن آوری، کشورهایی توسعه یافته و پیشرفته تر خواهند بود که از آموزش های برتر و پیشرفته تری برخوردار باشند. بنابراین بایستی به طور کلی به موضوع آموزش و شاخه های گوناگون آن مانند آموزش علوم به اندازه ی کافی توجه شود و تلاشی کاملاً جدی برای بهینه سازی فعالیت های آموزشی و حذف شیوه های سنتی و غیر کارآمد و به کارگیری مفاهیم و روش های نوین و پیشرفته در همه ی مراکز آموزشی اعم از مدارس و دانشگاه ها به عمل آید.

امروزه دانش آموزان این امکان را دارند که در زمینه های توصیفی و نظری شیمی به کتاب های فراوانی دسترسی پیدا کنند ولیکن اغلب آنها نمی توانند به درستی بین شیمی تئوری و شیمی عملی (آزمایشگاه) ارتباط لازم را ایجاد کنند. در صورتی که استفاده بهینه از معلومات نظری کسب شده در کلاس و توجیه پدیده ها فقط در آزمایشگاه قابل حصول است. بنابراین لزوم به کارگیری روش های درست و مناسب عملی به منظور درک هر مطلب نظری امری اجتناب ناپذیر است و با انجام آزمایش های گوناگون است که درک مفاهم شیمی آسانتر می گردد.

اما جایگاه و نقش آزمایشگاه شیمی کجاست و شیوه های مناسب ارایه آن چگونه می باشد؟

بحث

در نظام آموزشی رایج در کشور ما کتاب درسی یک ابزار آموزشی است و آموزش علوم یک طرح بنیادی در آموزش و پرورش بوده که از اهمیت و ویژگی خاصی برخوردار است و می تواند دریچه های نوینی را در زمینه ی توسعه و پیشرفت علوم بر ما بگشاید. پس ضرورت دارد که از غنی ترین مطالب وبهترین کتاب ها وجدیدترین شیوه ها و کارآمدترین روش ها، در تدریس علوم استفاده می شود. شاید به همین دلیل است که در چند دهه ی اخیر کتاب های علوم (فیزیک، شیمی، زیست شناسی) بیش از سایر موضوعات درسی دستخوش تغییر و دگرگونی شده است.

آنچه امروزه بایستی توجه صاحبنظران را به خود معطوف دارد این است که چگونه می توان دانش آموزان را آموزش داد که توانایی رویارویی با مشکلات جدید را که در دنیای غیرقابل پیش بینی قرار دارند، را داشته باشند و بتوانند به حل مشکلات و مسائل آن بپردازند. تجارب آموزشی کشورهای پیشرفته نشان می دهد که کتاب درسی هرگز برای تدریس و یادگیری اهداف آموزش علوم (نحوه ی گزینش محتوایی، روش یاددهی و یادگیری - روش های ارزشیابی) کافی نیست. از این رو نباید به گفتن و شنیدن مطالب آموزشی اکتفا کرد. هدف از آموزش علوم به دانش آموزان، آموزش اصول علمی و استفاده از آنان برای توسعه ی زندگی فردی و اجتماعی آنان است نه یادگیری ساده اطلاعات.

تحقق این امر به تجهیزات و امکاناتی نیاز دارد تا دانش آموزان مطالب آموزشی را کاملاً مشاهده، لمس و تجربه کنند تا بتوانند در زندگی آینده و آتی خود به طور مستقل و در موقعیت های لازم آنها را به کار گیرند.

امروزه اندیشه ی استفاد از وسایل کمک آموزشی، رسانه ها، رایانه ها، تجهیزات و وسایل آزمایشگاهی و ... تقریباً جهانی شده است و بیشتر کشورهای جهان سرمایه گذاری های کلانی در این زمینه انجام داده اند. این گونه امور به امر تدریس کمک می کند، انگیزه و آگاهی به وجود می آورد و بر سرعت فرآیند یاددهی و یادگیری می افزاید. در واقع اینها ابزار و وسایلی هستند که برای ارایه ی آموزش به فراگیران مورد استفاده قرار می گیرند. البته استفاده ی مناسب و به جا و ترکیب و تلفیقی از مواد آموزشی و وسایل آزمایشگاهی و سایر روش ها و اصول تدریس می توانند معلمان را در امر تدریس علومی مانند شیمی موفق تر کرده و بهتر یاری دهند.

یادگیری علم شیمی تا حدی دشوار می باشد و این دشواری برای فراگیران مبتدی آشکارتر است. تمایل به ابتکار، خلاقیت و نوآوری یکی از ویژگی های منحصر به فرد انسان است و ارتباط تنگاتنگ علم شیمی و نوآوری موجب جذابیت این رشته ی علمی شده است. نوآوری در این رشته بیشتر در آزمایشگاه و با انجام آزمایش های گوناگون تحقق می یابد.

کار آزمایشگاهی برای دست یابی به نتایج و رسیدن به هدف های گوناگون انجام می شود. به مصداق
ضرب المثلی که می گوید: شنیدم فراموش کردم، دیدم به خاطر آوردم و عمل کردم آموختم، بدون انجام آزمایش یادگیری به آسانی حاصل نمی شود.

دانش آموزان ضمن آزمایش پدیده هایی را مشاهده می کنند که به ناچار باید درباره ی آنها بیندیشند و چنانچه لازم است برای توجیه آنها به آزمایش های تازه ای دست بزنند. در پیروی از این شیوه است که استعدادها شکفته می شود، بحث های نظری با عمق بیشتری انجام گرفته و نوآوری می شود و در سطح های بالاتر به کشف قانون یا ارایه ی نظریه می انجامد.

هدف کار آزمایشگاهی

کار آزمایشگاهی به دوره های تحصیلی و نیز آموزشی یا پژوهشی بودن آن و ... بستگی دارد. مهم ترین هدف های آموزشی از کارهای آزمایشگاهی عبارتند از:

- پژوهش در درستی مطالب نظری

- افزایش توانایی اندیشیدن و استدلال

- ایجاد علاقه به دانش تجربی

- ایجاد مهارت در کار و حل دشواری های روزمره ی زندگی

- آسانی انتقال معلومات

- ایجاد حس همکاری

- جایگزین کردن آموزش فعال و مؤثر به جای آموزش حفظی و مصرفی در جهت تبدیل فن آوری تقلید و مصرفی به فن آوری ابداع و تولید

- افزایش توان علمی و عملی معلمان و ایجاد مهارت های لازم برای درک عمیق تر مفاهیمی که تدریس
می کنند.

هدف بنیادی از کار در آزمایشگاه و انجام آزمایش، پژوهش درباره ی درست بودن مطالبی است که در کتابهای درسی آموزش داده می شود. چه بسیار دیده شده است که معلم برای تفهیم مطلبی در کلاس درس ساعت ها وقت صرف کرده و در آخر هم نتیجه ی رضایت بخشی به دست نیاورده است. در صورتی که اگر همان مطلب را با انجام آزمایش ساده ای آموزش می داد، نتیجه بهتری می گرفت.

آموزش بسیاری از مفاهیم شیمی با انجام آزمایش می تواند به آسانی انجام پذیرد. خواص گروهی و خواص تناوبی عنصرها، رسانایی محلول های آبی ترکیب های یونی، شناسایی کاتیون ها گرماسنجی، بررسی خواص کولیگاتیو و ... با انجام آزمایش های ساده، خیلی آسان آموزش داده می شود.

دیدگاه چند متفکر و صاحب نظر در رابطه با اهمیت تدریس آزمایشگاهی

جان هولمن در مقاله ای تحت عنوان هماهنگی آموزش علوم به زندگی واقعی می گوید:

«اگر آموزش علوم به واقعیات زندگی نزدیک گردد نه تنها دانش آموزان انگیزه بیشتری برای فراگیری پیدامی کنند بلکه بزرگسالان نیز آگاهی بیشتری به دست خواهند آورد. درس های علوم باید میان کار آزمایشگاهی و زندگی ارتباط برقرار سازند. علت روی گردانی در سنین بزرگسالی از دروسی مانند شیمی وفیزیک ،آن دسته دانش آموزانی هستند که بین زندگی اجتماعی و درس فراگیری شده در دبیرستان نمی توانند ارتباطی برقرار نمایند.

گروهی از صاحب نظران و کارشناسان یونسکو اعتقاد دارند که هر کجا علوم تجربی به شیوه ی ریاضی تدریس شود علوم تجربی نابود می شود. از این رو معلمان علوم تجربی باید از تدریس آن به روش تدریس ریاضی و منطق پرهیز نموده و با به کارگیری تجارب علمی و آزمایشگاهی دانش آموزان را با دنیای واقعی آشنا نموده و این نکته را مدنظر داشته باشند که علوم تجربی مطمئناً ریاضی یا منطق نیست.

پل دهارت هرد (استاد دانشگاه استانفورد) می گوید: کار آزمایشگاهی و کار عملی هسته ی مرکزی و اساس آموزش علوم را تشکیل می دهد. یادگیری از طریق کار در آزمایشگاه به ایجاد درک واقعی از آموزش علوم کمک فراوانی نموده و در فضای آزمایشگاه است که دانش آموزان مفاهیم و تئوری ها و مشاهدات را به عنوان وسیله ای جهت بررسی نظرات و اندیشه ها به کار می برند و کار در آزمایشگاه باید فراهم کننده ی فرصت هایی برای دانش آموزان باشد تا بتوانند مشاهدات و یافته های خود را تعبیر و تفسیر نمایند.

سایلر و الکساندر در کتاب برنامه ریزی درسی برای مدارس ضمن توجیه برنامه های آموزشی مدارس به مهارت های آزمایشگاهی اشاره نموده و نقش آزمایشگاه های موجود در مدارس را در بهبود مهارت های محاسبه ای و در نتیجه مهارت های اجتماعی با اهمیت می دانند.

زنده یاد پروفسور عبدالسلام، فیزیکدان مسلمان پاکستانی و برنده ی جایزه ی نوبل و بنیانگذار فرهنگستان علوم جهان سوم، آموزش علوم را پایه ای برای رشد و توسعه دانسته و در این باره چنین گفته است: رشد علوم و فنون (فن آوری) که از مشکلات اصلی و بسیار تأثیرگذار از کشورهای جهان سوم است، در گرو برنامه های اصولی برای آموزش بهینه علوم و نوآوری است. از عمده ترین وظایفی که در پیش روی مراکز آموزشی جهان سوم قرار دارد تلاش برای افزایش کمی و کیفی برنامه های آموزشی است.

در مورد تأثیر کارهای عملی و آزمایشگاه آقای محمد اسداللهی برنده ی مدال برنز المپیاد شیمی در سال 1379 می گوید: آزمون المپیاد شیمی در دو بخش تئوری و عملی انجام شد که بخش عملی آن برای ما مشکل بود.وی می گوید آموزش هایی که برای شرکت در مسابقات المپیادها داده می شود، بیشتر تئوری است. برای همین آزمون تئوری برای بچه های تیم ایران ساده بود ولی به راحتی از عهده ی آزمون های عملی و آزمایشگاهی بر نمی آمدند.

یکی از راههای جلوگیری از فرار مغزها توسعه ی امکانات آزمایشگاهی و عادت دادن جوانان به تحقیقات آزمایشی است.

با توجه به آنچه که در این بحث مورد بررسی قرار گرفت به جرأت می توان گفت در شرایط فعلی یکی از مؤثرترین راه های آموزش پایدار در شیمی و علوم تجربی دیگر به کارگیری آزمایش و آزمایشگاه است.

حال با روشن شدن جایگاه آزمایشگاه در درس شیمی، به نظر می رسد که در کتاب های شیمی دوره ی متوسطه آزمایش های جالب و متنوعی آورده شود. اما متأسفانه در کتاب شیمی (2) در سال تحصیلی 86-85 تعدادی از آزمایش های این کتاب حذف شده است. آیا حذف این آزمایش ها در پیشبرد اهداف آموزش شیمی درست است؟

شیوه ارایه

اولین وظیفه ی هر معلم این است که به یادگیری دانش آموزان که همان تغییر در رفتار آنان است کمک کند. دبیران شیمی نیز باید تمایل به کسب انواع تجربه ها را در دانش آموزان برانگیزند و فرصت هایی را برای دیدن، مشاهده کردن، مزه کردن، بوییدن و لمس کردن وسایل گوناگون در اختیار دانش آموزان قرار دهند و آزمایشگاه ها یکی از عرصه های مهم فعالیت در مدارس می باشند.

اساس روش آزمایشگای بر اصول یادگیری و اکتشافی استوار است. به این معنی که در این روش مستقیماً چیزی آموزش داده نمی شود بلکه موقعیت و شرایطی فراهم می شود تا دانش آموزان خود از طریق آزمایش به پژوهش بپردازند و جواب مسئله را کشف کنند. به عبارت دیگر روش آزمایش فعالیتی است که در جریان آن شاگردان عملاً با به کار بردن وسایل و تجهیزات و مواد خاصی درباره ی مفهومی خاص، تجربه کسب می کنند. آزمایش معمولاً در آزمایشگاه انجام می گیرد. اما نداشتن آزمایشگاه مجهز یا وسایل مناسب در مدرسه نباید دلیلی بر عدم اجرای این روش باشد. در بسیاری از موارد برای انجام آزمایش وسایل چندان پیچیده ای مورد نیاز نیست و حتی این گونه وسایل را می توان با کمک شاگردان فراهم کرد. این روش برای موضوعات علوم تجربی روش بسیار مناسبی است ولی امروزه حتی در روان شناسی و سایر علوم انسانی نیز از آن استفاده می شود.

برای انجام دادن آزمایش باید نخست وسایل و مواد لازم را فراهم آورد و دستگاه مورد نیاز را آماده کرد. آنگاه با انجام و تکرار آزمایش، مهارت و قوّه ی ابتکار را در دانش آموزان قدرت بخشید. می توان با انجام دادن آزمایش هایی به عنوان سرگرمی های شیمی، جادوهای شیمیایی و امثال آن افزون بر ایجاد علاقه به انجام آزمایش به کسب مهارت های عملی نیز کمک کرد زیرا برای این نوع آزمایش ها نیز مهارت لازم است.

متأسفانه در حال حاضر، اکثر آزمایشگاه های مدارس به دلایل مختلف فعال نبوده و در بسیاری از دبیرستان ها آزمایش حتی به صورت نمایشی نیز انجام نمی گیرد.

یکی از دلایل ضعف طرح های شیمی در جشنواره های خوارزمی، اهمیت ندادن به آزمایش و آزمایشگاه ها در دبیرستان های کشور می باشد.

برای هرچه بهتر شدن فعالیت های آزمایشگاهی شیمی در دوره ی متوسطه به کارگیری موارد زیر ضروری به نظر می رسد:

- با کوشش و همیاری اولیای مدارس به تأسیس یا تجهیز آزمایشگاه، هرچند کوچک، همت گمارده شود.

- کتاب آزمایشگاه شیمی برای هر سال تحصیلی با توجه به مطالب کتاب شیمی همان سال، به طور مجزای از کتاب درس تئوری تألیف گردد.

- در کتاب آزمایشگاه شیمی برای هر مفهوم مورد آزمایش، چند آزمایش آورده شود که در صورت عدم برخی مواد و وسایل، آزمایش حتماً انجام شود.

- در برنامه هفتگی ساعات کافی و مناسب به حضور دانش آموزان به همراه دبیر و مربی در آزمایشگاه و انجام دادن آزمایش های لازم اختصاص داده شود.

- مربی های مجرب و کارآمد در آزمایشگاه ها حضور داشته باشند.

- به ارزشیابی کار آزمایشگاهی اهمیت داده شود و در کارنامه دانش آموزان نمره آزمایشگاهی ثبت شده و در معدل تأثیرگذار باشد.

- سهمی از سئوالات کنکور ورود به دانشگاه ها به سئوالات آزمایشگاهی اختصاص داده شود.

- سهمی از سئوالات المپیادهای داخلی به سئوالات آزمایشگاهی اختصاص داده شود.

- در کتاب آزمایشگاه، طراحی آزمایش نیز لحاظ شود تا فرصت تحقیق و پژوهش بیشتری به دانش آموزان داده شود.

- امروزه با پیشرفت تکنولوژی های مختلف به ویژه به کارگیری IT در امر آموزش، می توان با طراحی و به کار بردن یک آزمایشگاه مجازی، آزمایش های متنوع و جالبی را بدون حضور در آزمایشگاه و بدون واهمه از مشکلاتی که در اثر بی احتیاطی و عدم توجه به نکات ایمنی و علایم هشدار دهنده به وجود می آید،. به راحتی انجام داد.

- جهت انجام آزمایش ها می توان از کیت های آزمایشگاهی میکروشیمی استفاده کرد. با این کیت ها و وسایل ساده ای که در آن ها وجود دارد می توان آزمایش های ساده و مشابه آن چه در کتاب های آزمایشگاه آمده است، ترتیب داد.

نتیجه گیری

آزمایشگاه ها یکی از عرصه های مهم فعالیت در مدارس می باشند. در آزمایشگاه است که فراگیران بخش عمده آموزش خود را دریافت می کنند. آنها ضمن آزمایش پدیده هایی را مشاهده می کنند که به ناچار باید درباره ی آنها و پیدایش آنها بيندیشد و برای توجیه آنها به آزمایش های تازه ای دست بزند و با این شیوه است که استعدادها شکفته می شود.

اگر می خواهیم پل ارتباطی بین مراکز صنعتی و تکنولوژی کشور و دنیای آفرینش از یک طرف و مراکز آموزشی از طرف دیگر برقرار کنیم، تنها راه آن اهمیت دادن به آزمایشگاه ها و تجهیز هرچه بیشتر آنهاست. آنگاه دانش آموزان فعالیت های ذهنی خود را با تجربیات عملی در هم می آمیزند و روحیه ی خلاقیت و نوآوری در آنها افزایش می یابد.

منابع

1- دکتر عظیم اکبرزاده خیاوی، اصول علم آزمایشگاه، انتشارات هاد، 1369.

2- شکوفه حبیبی، بررسی عوامل مرتبط با استفاده بهینه از آزمایشگاه ها از دید دبیران، دانش آموزن، متصدیان آزمایشگاه ها، پژوهش چهار محل و بختیاری، 1383.

3- محمدرضا ملاردی، غلامحسین لطیفی، سیدرضا آقا پورمقدم، آزمایشگاه شیمی، انتشارات مدرسه، 1376.

4- محمدمهدی سلطان بیگی، گام های امیدبخش در طراحی، ساخت و کاربرد وسایل آزمایشگاهی، انتشارات مدرسه، 1378.

5- زهره حبیبی، الهه کنوز، روش های علمی آزمایشگاه های شیمی، امید انقلاب، 1378.

6- مجله رشد تکنولوژیِ، لزوم به کارگیری تکنولوژِی پیشرفته در آموزش و پرورش، 1370.

7- مجله رشد شیمی

جایگاه و نقش آزمایشگاه در درس شیمی و شیوه های ارائه آن

مطالب مشابه :

مقاله شیمی: ایجاد انگیزه به کمک روشهای نوین تدریس درس شیمی

فنون ایجاد انگیزه در دانش آموزان

نمونه ای از عناوین اقدام پژوهی های برگزیده ناحیه یک کرج همراه با نام اقدام پژوه

جایگاه و نقش آزمایشگاه در درس شیمی و شیوه های ارائه آن

كاهش افت درس شيمي در دانش‌آموزان

نمونه هايی از فعالیت های خلاقانه

نتایج جلسه بررسی علل افت تحصیلی در سال گذشته دراستان کرمانشاه