منبع: کتاب نگرشی نو بر آموزش شیمی، تالیف دکتر عابد بدریان، زير چاپ.
پژوهش در آموزش شيمي، شاخه جواني از درخت دانش بشري است كه عمري تقريباً 50 ساله دارد. بعد از واقعه اسپوتنيك در دهه 1960، با انجام اصلاحات آموزشي در سطح جهان، حجم پژوهشهاي مرتبط با آموزش شيمي افزايش چشمگيري يافت و راهبردها و رويكردهاي جديدي مبتني بر نظريههاي علوم تربيتي وارد برنامه درسي شيمي گرديد. با ورود به قرن 21، عوامل مختلفي شيوههاي ياددهي ويادگيري شيمي را تحت تاثير قرار داده است. گسترش نظريههاي شناختي و افزايش درك پژوهشگران از چگونگي يادگيري دانشآموزان، استفاده گسترده از رايانه و فناوري اطلاعات براي تجسم ومرئيسازي پديده هاي علمي پيچيده، عوامل بيروني مانند نگرانيهاي جهاني نسبت به انرژي، منابع آب ومحيط زيست، افزايش سطح سواد علمي، تبيين سطوح مختلف سواد شيمي و افزايش درك عمومي از علوم سبب شده است تا متخصصان برنامهريزي درسي، ضرورت بازانديشي در برنامه ريزي درسي شيمي را امري اجتناب ناپذير پندارند.
متخصصان آموزش شيمي براي رسيدن دانشآموزان به يك درك صحيح از علم شيمي، به تبيين سطوح مختلف سولاد شيمي پرداخته و سه سطح تفكر ماكروسكوپي، مولكولي و نمادي را در قالب يك نمايه مثلثي شكل ارايه كردهاند. در اين مقاله با هر كدام از سطوح سه گانه بيشتر آشنا خواهيم شد.
سطوح تفكر نمادي
يكي از يادگيريهاي ضروري در آموزش شيمي كار با اعداد است. براي هر فردي كه علوم تجربي را درك كند و به ماهيت تجربي بودن دانش شيمي و اهميت جنبههاي كمّي، اندازهگيري، احتمالات، صحت و دقت، به كارگيري اعداد و استفاده از رياضي و روابط كمّي در آن پي ببرد، ضرورت كار با اعداد آشكار ميشود. حل مسئله به تقويت اين يادگيري ميانجامد. بنابراين بايد در سراسر كتاب دانشآموزان فرصت تقويت راههايي را داشته باشند كه به كمك آنها بتوانند متغيرها را دستكاري كنند، كميتها را اندازهگيري كنند، دادههاي به دست آمده را ثبت و آنها را تحليل و تفسير كنند. تنها قراردادن اعداد درون فرمولها كافي نيست بلكه دانشآموزان بايد به اهميت اطلاعات عددي در دنياي علوم پي ببرند و به آمار و ارقام به دست آمده از پژوهشهاي علمي اعتقاد پيدا كنند .
علاوه بر كاربرد اعداد، آشنايي با زبان تحصصي شيمي براي بيان تغييرات شيميايي و استفاده از آنها در متون علمي مربوط به شيمي، يكي ديگر از يادگيريهاي ضروري است. دانش آموزان علاوه بر خواندن و نوشتن فرمول شيميايي مواد، بايد به كسب مهارت در نوشتن، موازنه كردن، محاسبات مربوط به جرم، حجم، مول بر پايه معادلههاي شيميايي نوشته شده بپردازند.
سطح تفكر ماكروسكوپي (يا آزمايشگاهي)
آشنايي با خواص فيزيكي و شيميايي و نيز رفتار مواد شيميايي در آزمايشگاه يكي از حيطههاي برانگيزاننده براي ياددهي و يادگيري روش علمي، انجام پژوهش و كسب مهارتهاي كاوشگري و حل مسئله محسوب ميشود. به علت پر جاذبه بودن انجام آزمايش در شيمي، دانشآموزان ترغيب ميشوند تا از طريق انجام فعاليتهاي عملي مهارتهاي زيادي را كسب نمايند كه برخي از آنها عبارتند از:
1. مهارتهاي دستورزي
2. مهارت در شناخت ابزارها و وسايل آزمايشگاهي و شيوه كار با آنها
3. مهارت مشاهده علمي
4. پرورش روحيه كاوشگري علمي شامل: طراحي آزمايش، اجراي آزمايش، گردآوري دادههاي تجربي، تجزيه، تحليل و تفسير داده ها و اطلاعات و تعميم دادن نتايج حاصل به ساير پديدههاي مشابه است.
در فرايند ياددهي- يادگيري شيمي، استفاده از فعاليتهاي عملي مناسب و رسيدن به سطح تفكر ماكروسكوپي نتايج زيادي به همراه دارد كه برخي از آنها عبارتند از:
1. ترغيب و تشويق به انجام مشاهده و ثبت دقيق دادهها
2. داشتن فكري باز، شفاف و ساده بر پايه روشهاي علمي
3. توسعه مهارتهاي دستورزي در فعاليتهاي آزمايشگاهي
4. وارد كردن رويكردهاي تربيتي در حل مسئله
5. انطباق آموختههاي علمي با آموخته هاي عملي
6. تبيين آموزشهاي نظري و بررسي كاربرد جامع آنها
7. اصلاح حقايق واصول، هماهنگ با نتايج اخذ شده در آزمايشگاه.
8. جامعيت بخشيدن به بخش اعظم يافتههاي علمي از طريق اثبات و مشاهده آنها در آزمايشگاه
9. انگيزش و علاقمند شدن به موضوع موردنظر
10. حقيقيتر جلوه دادن پديدههاي علمي از طريق تجربه عملي
بنابراين بايد دقت كرد كه در فرايند ياددهي- يادگيري علم آزمايشگاه- محوري مثل شيمي، نبايد از پرداختن به انجام آزمايش و فعاليت هاي عملي مناسب غافل ماند؛ چرا كه آموزش شيمي بدون انجام آزمايش، همانند آموزش شنا بدون حضور در استخر است.
سطح تفكر مولكولي (يا زير ميكروسكوپي)
يادگيري و درك شيمي به خاطر مفاهيم شيميايي غير قابل لمس و پيچيدگي آنها اغلب مشكل است و كمك به دانشآموزان براي درك درست ايدههاي علمي و پديدههاي شيميايي، و اصلاح كجفهميهاي رايج در آموزش شيمي، هدف هر معلم شيمي ميباشد. در فرايند ياددهي و يادگيري شيمي، معلمان و دانشآموزان با نظريهها و فرضيههايي روبرو هستند كه به راحتي قابل لمس نيستند. در سالهاي اخير، براي بررسي ويژگيها و رفتار مواد شيميايي كه در اندازه هاي مولكولي و اتمي هستند و با چشم مسطح و حتي ميكروسكوپ هاي قوي نيز قابل مشاهده نيستند، استفاده از شبيهسازي، ساخت مدل و نيز انيميشنهاي رايانهاي پيشنهاد شده است.
استفاده از مدلها و شبيهسازيها كمك بسيار زيادي به درك عميق و مفهومي شيمي نموده و بسياري از كجفهميهاي رايج را برطرف نموده است. نرمافزارهاي زيادي براي مدلسازي، شبيه سازي و حتي رسم نمودار و پيشبيني رفتار مواد شيميايي طراحي شده است. بسياري از اين نرمافزارها را ميتوان به صورت رايگان از برخي موسسههاي آموزشي دريافت كرد.
لزوم توجه زياد به سطح تفكر مولكولي سبب شده است تا پژوهشگران به كارگيري «فناوري اطلاعات و ارتباطات» ( ICT ) به صورت تلفيق شده با برنامه درسي شيمي را در دستور كار قرار دهند. قابليتها و توانمنديهاي موجود در فناوري اطلاعات و ارتباطات، اين امكان را براي برنامهريزيان درسي فراهم ميسازد تا بتوانند در يك زمان واحد با بهكارگيري يك رايانه متصل به شبكه، به آموزش شيمي در هر سه سطح ماكروسكوپي، نمادي و مولكولي بپردازند. استفاده وسيع از انيميشنهاي رايانهاي، شبيه سازيها ومدلهاي مولكولي پويا، انجام آزمايش در يك آزمايشگاه مجازي و ... منجر به تغيير نگرش و توانايي دانشآموزان در تجسم مولكولها، يونها و اتمها و همچنين تغييرات شيميايي صورت گرفته در سطح مولكولي ميشود.
منبع: نگرشي نو بر آموزش شيمي، تاليف دكتر عابد بدريان، زير چاپ
