معرف فعاليتهاي آزمايشگاهي مبتني بر كاوشگري - پژوهش آزاد
تفاوت اصلي فعاليت هاي آزمايشگاهي مبتني بر كاوشگري با شيوه اكتشافي در اين است كه در روش كاوشگري، جواب يا نتيجه پژوهش هم براي معلم و هم براي فراگير نامشخص است، در حالي كه در روش اكتشافي نتيجه عمل براي معلم مشخص بوده و فراگيران بايد با اجراي درست روش كار ارايه شده از طرف معلم به جواب مورد نظر وي دست يابند. در سبك فعاليتهاي آزمايشگاهي از نوع كاوشگري، معلم هيچ روش كار يا راه حلي را براي فراگيران معرفي نميكند، بلكه بايد خود فراگيران با استناد به آموخته هاي قبلي و مهارتهاي كسب شده به ارايه طريق بپردازند. از آنجايي كه جواب مسئله هم براي معلم و هم براي فراگير تازگي دارد، لذا اين شيوه منجر به توليد دانش جديدي ميشود كه هم براي معلم و هم براي فراگير داراي بار آموزشي بالايي است.
مثال:
معلم اسيدها، بازها و واكنش آنها را در كلاس درس آموزش داده است. همچنين برخي ويژگيهاي اسيدها، بازها و نمك حاصل از واكنش آنها را بيان كرده است. در آزمايشگاه شيمي معلم محلول شفافي را به فراگيران نشان داده و ميگويد: اين محلول ميتواند با صداي شما تغيير رنگ دهد. چند تن از فراگيران محلول را نزديك صورت خود گرفته و با سوت زدن بر روي محلول مشاهده كردند كه رنگ محلول كمي نارنجي شد. معلم از فراگيران خواست تا علت اين امر را پيدا كنند. فراگيران با كنجكاوي و طرح سؤالهاي فراوان شروع به گردآوري اطلاعات در رابطه با نوع محلول و تاثير دميدن بر آن نموده و نتيجه گرفتند كه به هنگام دميدن در محلول، گاز كربندي اكسيد در آن حل شده و با اسيدي كردن محيط، موجب تغيير رنگ شناساگر اسيدي موجود در محلول ميشود.
يكي از فراگيران با درك اين موضوع سوالي در ذهنش شكل گرفت و آن را با معلم و ساير فراگيران مطرح كرد. وي گفت آيا با دميدن در يك ليوان چاي داغ تاثيري در خواص آن ايجاد ميشود. معلم با معرفي كردن تركيبات و يونهاي موجود در چاي وي را راهنمايي كرد تا جواب را به دست آورد. فراگيران ديگر نيز در بحث شركت كرده و به اظهار نظر پرداختند. فراگير با استفاده از كاغذ تورنسل متوجه شد كه محلول چاي اندكي خاصيت بازي دارد. فراگير با پي بردن به خواص بازي كافئين در چاي فرضيهاي را ارايه كرد. وي گفت كه دميدن بر چاي داغ منجر به توليد كربنيك اسيد خواهد شد كه ميتواند با كافئين واكنش داده و نمك ايجاد كند. وي براي اثبات اين امر، با استفاده از يك ني شروع به دميدن در محلول چاي سرد شده نمود. وي معتقد بود كه اين امر سبب خنثي و يا اسيدي شدن محلول چاي خواهد شد. در انتها پديده ديگري مشاهده شد. محلول چاي كدر شده و ذرات معلقي داخل آن پديد آمد. فراگيران مسئله جديدي كشف كرده بودند و بايد با راهنمايي اندك معلم آن را نيز حل ميكردند.
بعدها يكي از فراگيران مؤفق شد تا روش جديدي را براي اندازهگيري ميزان گاز كربن دي اكسيد موجود در هوا كشف كند. وي با وارد كردن مقدار مشخصي هوا در محلول آب آهك و جمعآوري رسوب كلسيم كربنات و انجام يك سري محاسبات استوكيومتري، مقدار گاز كربن دي اكسيد هوا را اعلام كرد.
پژوهشگران (ساچمن[1]، 1967 ؛ هافشتاين[2]، 2004) معتقدند كه استفاده از سبك كاوشگري ميتواند هم براي آموزش مفاهيم نظري و هم كسب مهارتهاي مورد نظر از فعاليتهاي آزمايشگاهي مفيد واقع شود. اين سبك هيچ محدوديتي براي انواع موضوعهاي علمي نداشته و حتي ميتوان در دوره تحصيلي ابتدايي نيز از آن استفاده كرد. براي استفاده مناسبتر از سبك كاوشگري، الگويي ارايه شده است كه مراحل آن عبارتند از:
1- طرح مسئله: مسئله با انجام آزمايش كوتاه كه نتيجه آن برخلاف انتظار فراگيران است مطرح ميشود. اين نوع آزمايشها ميتوانند نوعي احساس عدم تعادل فكري ايجاد كنند و فراگيران را به حالت بهت زدگي و وارد شدن در مسئله سوق دهند.
2- طرح سؤال از سوي فراگيران: به جاي فرضيهسازي، از فراگيران خواسته ميشود تا سؤالهاي خود را كه در واقع نوعي فرضيهسازي است، مطرح كنند.
3- ارايه پاسخهاي كوتاه از سوي معلم: اين پاسخها در واقع نوعي آزمون فرضيهها است كه فراگيران با اخذ پاسخ آن را انجام ميدهند.
4- مشخص شدن علت يا اصل: اگر فراگيري در فرايند پرسش- پاسخ جواب موضوع را پيدا كند، معلم پاسخ بلي- خير ارايه نميدهد؛ بلكه آن را كمي كش ميدهد تا همه فراگيران به نوعي در سؤال و جواب شركت كنند و پس از آن معلم از فراگيران ميخواهد تا علت موضوع را مشخص كنند.
5- تعميم نتايج: معلم با ارايه نمونههاي جديد ديگر، از فراگيران ميخواهد تا علت موضوع را مشخص كنند.
مثال: معلمي دو لوله استوانهاي مدرج كه از نظر شكل و اندازه با هم يكساناند و در هر يك از آنها 100 ميليليتر مايع شفاف ريخته بود، به كلاس درس آورده و از فراگيران ميپرسد كه، اگر محتواي يكي از لوله ها را در ديگري بريزد حجم نهايي چند ميليليتر خواهد بود؟ اكثر فراگيران پيشنهاد ميكنند كه 200 ميلي ليتر خواهد شد. آنگاه معلم محتواي يكي از لوله ها را در ديگري ميريزد و به هم مي زند و با كمال تعجب مشاهده مي شود كه حجم نهايي 196 ميليليتر است. معلم به فراگيران مي گويد كه در اين مورد هر سؤالي كه به ذهن شما ميرسد، ميتوانيد مطرح كنيد؛ اما تلاش نماييد كه اكثر آنها جواب بلي و خير داشته باشد. بدين ترتيب فراگيران يكي پس از ديگري سؤال هايي را مطرح ميكنند.
سياوش: آيا هر دو استوانه مدرج يك اندازه هستند؟
معلم: بلي
آيدين: آيا اين مايع شفاف و بيرنگ آب است؟
معلم: ميتواني اين سؤال را به صورت دقيقتري مطرح كني؟
آيدين: آيا اين دو مايع با هم فرق دارند؟
معلم: بلي
آيدين: آيا يكي از آنها آب است؟
معلم: بلي
ياشار: آيا يكي از آنها سركه است؟
معلم: خير
آيدين: من فكر ميكنم كه آن يكي الكل است؛ چون بوي الكل ميآيد.
معلم: درست است.
ياشار: آيا وقتي كه اين دو مايع را مخلوط كرديد، مقداري از آنها بيرون ريخت؟
معلم: خير
بابك: آيا دماي اين دو مايع مساوي بود؟
معلم: بلي
بابك: مثلاً دماي آنها به اندازه دماي اتاق بود؟
معلم: بلي
اين گفتگو ادامه پيدا مي كند تا اينكه علت موضوع يعني تشكيل پيوند هيدروژني و قرار گرفتن مولكولهاي آب و الكل در لابه لاي يكديگر و در فضاي بين مولكولي مشخص ميشود. حال معلم به جاي آب و الكل مخلوط شدن آب و شير، آب و نوشابه گازدار، و نيز ساير مايعات را در كلاس مطرح مي كند و چگونگي كاهش و يا عدم كاهش حجم در مايعات را از فراگيران جويا ميشود. در پايان معلم به وسيله سؤال و جواب، مراحل انجام يافته را با فراگيران بررسي ميكند تا مشكل فراگيراني كه هنوز مسئله را درك نكردهاند و يا در فرايند حل مسئله مشكل دارند نيز رفع شود(فتحي آذر، 1382).
در سبك فعاليتهاي كاوشگري، معلم علاوه بر تشويق، ترغيب و انگيزش فراگير، همانند يك راهنما شكارگاه را به وي نشان ميدهد و فراگير نيز مثل شكارچي به دنبال شكار گشته و آن را صيد ميكند. از ويژگيهاي بارز فعاليتهاي كاوشگري، ميتوان به استفاده از مهارت استقرايي براي جمعبندي يافتههاي علمي مختلف و رسيدن به نتايج جديد علمي اشاره كرد. از آنجايي كه برونداد اين سبك به خلاقيت، نوآوري و اختراع منجر ميشود، لذا بيشتر كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعه بر استفاده از سبك كاوشگري در آموزش علوم به ويژه شيمي تاكيد ميورزند.
منبع: بخشي از كتاب "ياددهي و يادگيري شيمي در آزمايشگاه"، تاليف دكتر عابد بدريان (زير چاپ)
[1] Suchman
[2] Hofstein Avi