آموزش زمينه- محور شيمي، شيوه اي نوين براي آموزش شيمي در هزاره سوم
منبع: کتاب نگرشی نو بر آموزش شیمی، تالیف دکتر عابد بدریان، زير چاپ.
شيمي شاخه‌اي از علوم تجربي است كه به مطالعه تركيب، ساختار و خواص مواد مي‌پردازد. كاربردهاي گسترده علم شيمي در پزشكي، داروسازي، صنايع غذايي، كشاورزي، آرايشي و بهداشتي، تهيه رنگ، پلاستيك، لاستيك و انواع پوششها، محيط زيست، انرژي و ...، نشان از اهميت زياد اين علم در تامين رفاه، بهداشت، سلامت، رشد اقتصادي و توسعه پايدار جوامع بشري دارد.
دانووان[1] و نخله[2] (2001) معتقدند كه اهميت روزافزون علم شيمي در زندگي انسان‌ها سبب شده است تا آموزش مناسب و اثربخش آن به ويژه در برنامههاي درسي مدارس، به عنوان يكي از حوزه‌هاي فعال علوم تجربي از اهميت به سزايي برخوردار گردد. از نظر آنان، با ورود به قرن 21، عوامل مختلفي شيوههاي ياددهي ويادگيري علم شيمي را تحت تاثير قرار داده است. نگرانيهاي جهاني نسبت به انرژي، منابع آب وآلودگي محيط زيست، افزايش سطح سواد علمي جامعه و افزايش درك عمومي از علوم مختلف، سبب شده است تا آموزش و يادگيري اثربخش شيمي در مدارس و دانشگاهها، مورد توجه مسئولان، سياست‌ورزان، جامعه‌شناسان و حتي اقتصاددانان قرار گيرد.
يادگيري و درك مفاهيم شيمي به خاطر پديده‌هاي شيميايي پيچيده و غير قابل لمس به ويژه در سطح مولكولي، اغلب دشوار است. در فرايند آموزش و يادگيري شيمي، معلمان و دانش‌آموزان با نظريه‌ها و فرضيه‌هايي روبرو هستند كه به راحتي قابل درك و تجسم نيستند. بررسي ويژگي‌ها و رفتار مواد شيميايي كه در اندازه‌هاي مولكولي و اتمي هستند و با چشم مسطح و حتي ميكروسكوپ‌هاي قوي نيز قابل مشاهده نيستند، اغلب مشكل است و منجر به كج‌فهمي[3] مي‌گردد(دوري[4] و هاميري[5]، 2003).
پايلوت[6] و بالت[7] (2006) معتقدند كه در طراحي و اجراي برنامه درسي شيمي در سطح مدارس، سه بحث چالش برانگيز مطرح است كه عبارتند از:
1. انگيزه پايين دانش‌آموزان براي يادگيري علم شيمي؛
2. عدم هماهنگي مفاهيم و نظريه‌هاي علمي طرح شده در كتابهاي درسي با تجربههاي يادگيري؛
3. شيوههاي نامناسب اجراي برنامه‌ي درسي در مدارس.
در چند دهه اخير، علم شيمي از رشد بسيار زيادي برخوردار بوده و موضوع‌ها و نظريه‌هاي جديدي به اين دانش بشري اضافه شده است. شرط پويا بودن محتواي آموزشي ايجاب مي‌كند تا براي آشنايي دانش‌آموزان با حيطه‌هاي مختلف علم شيمي و كاربردهاي متعدد آن در زندگي روزمره، توجه ويژه‌اي به طرح مباحث نوين در محتواي آموزشي و كتابهاي درسي نمود. به علت وسعت زياد مباحث طرح شده در برنامه‌ي درسي شيمي و حجم محدود كتابهاي درسي، اغلب ملاحظه مي‌شود كه مطالب مورد نظر در كتابهاي درسي به صورت خلاصه شده و نسبتاً محدود ارايه مي‌شوند. در اين حالت، كتابهاي درسي كه ساختاري لايه مانند دارند، به تابلوهايي تبديل مي‌شوند كه از قطعه‌هاي كوچكي تشكيل شده‌اند و ارتباط طولي و عرضي اندكي با هم دارند. در اين كتاب‌ها نظريه‌ها و مدلهاي شيمي طوري ارايه شده‌اند كه دانش‌آموزان نمي‌دانند چرا يك نظريه از پس نظريه‌ي ديگر آمده است، و اصلاً چه نيازي به اين كار بوده است. بنابراين دانش‌آموزان با مشاهده قطعات مجزا از مفاهيم شيمي، نمي‌توانند به تصويري جامع و رايج از علم شيمي دست يابند (بنت[8] ، گراسل[9]، پارچمن[10] و وادينگتون[11] ، 2005). اين امر به طور وسيعي سبب كاهش انگيزه دانش‌آموزان براي مطالعه علم شيمي و ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر شده است.
در مورد شرايط و فضاي حاكم بر كلاس‌هاي درسي شيمي، اسبورن[12] و كالينز[13] (2001) معتقدند: «برنامههاي درسي شيمي طوري تنظيم شده‌اند كه روش تدريس معمول آنها در كلاس درس، روش ديكته‌ايي است كه در آن معلم سخنراني مي‌كند و دانش‌آموزان چيزهايي را گوش مي‌دهند يا يادداشت مي‌كنند. در بيشتر بحث‌هاي كلاسي، معلم سخنران اصلي است و به تفاوتهاي فردي دانش‌آموزان در كلاس درس كمتر توجه مي‌شود. تعامل بين معلم و دانش‌آموزان بيشتر به اين صورت است كه معلم سئوال‌هايي را مي پرسد و دانش‌آموزان جواب مي‌دهند. در ادامه، معلم جواب را تاييد و يا تكذيب كرده و نهايتاً جواب درست را مي‌گويد. در اين حالت مشاهده مي‌شود كه دانش‌آموزان نقش اندكي در فرايند يادگيري در كلاس درس دارند و احتمال غير فعال شدن آنها بيشتر است». آنها براي غني سازي محيط يادگيري و ارايه برنامه‌ي درسي دانش‌آموز- محور، يادگيري بر پايه نظريه ساختن‌گرايي[14] و تدوين زمينه- محور[15] محتواي آموزشي شيمي را پيشنهاد نمودند.
در رابطه با هماهنگي مفاهيم و نظريه‌هاي علمي طرح شده در كتابهاي درسي با تجربههاي يادگيري ، وان اورز[16] (1998) مي‌گويد: «آيا دانش‌آموزان قادر هستند مفاهيم و نظريه‌هاي آموخته شده شيمي را در زندگي روزمره خود به كار برند»؟ وي سپس اضافه مي‌كند: «در سالهاي نه چندان دور، محتواي يادگيري تنها عامل مهم در يادگيري تلقي مي‌شد؛ اما در سالهاي اخير، علاوه بر محتوا، بايد به موقعيت يادگيري نيز توجه ويژه‌اي نمود». گيلبرت[17] (2006) نيز معتقد است كه شناخت و يادگيري بايد موقعيت يافته[18] باشند. بنابراين زمينه‌اي كه در آن شناخت رخ مي‌دهد و يا يادگيري صورت مي‌گيرد، از اهميت به سزايي برخوردار است. اين امر به نوعي برگرفته از نظريه ساختن‌گرايي فرهنگي- اجتماعي[19] ويگوتسكي[20] (1978) و تاثير زمينه و محيط بر يادگيري است.
مفاهيم ارايه شده در كتابهاي درسي شيمي كاملاً واگرا هستند. براي فعال كردن دانش‌آموزان در فرايند يادگيري، بايد زمينه‌هايي را يافت كه براي آنان جذاب و معني‌دار باشد. در برنامههاي درسي شيمي بايد از زمينه‌هايي استفاده شود كه دانش‌آموزان اهميت مفاهيم آموخته شده را در اين زمينه‌ها ببينند و به اين ترتيب براي گسترش دانش خود در جهات مختلف، انگيزه‌ي لازم را كسب كنند (دي جانگ[21]، 2004).
ماهافي[22] (2005) معتقد است كه قبل از سال1975، به هنگام تدوين برنامه درسي شيمي در دوره‌هاي مختلف تحصيلي، اغلب كارشناسان برنامه‌ريزي آموزشي با اين سؤال عمده مواجه بودن كه «چه موضوع‌هايي را بايد در برنامه درسي شيمي آموزش داد؟» اين سؤال باعث شد تا يك برنامه درسي منسجم و حجيمي از موضوع‌ها و مفاهيم متنوع شيمي تهيه و به مورد اجرا درآيد. اين برنامههاي درسي بر پايه ارزشيابي‌هاي صورت گرفته بارها مورد اصلاح و بازبيني قرار گرفتند؛ اما در اواخر قرن بيستم اين سوال در مراكز علمي و صنعتي مطرح شد كه «چه چيزي را بايد دانش‌آموزان ياد بگيرند؟» با اين سؤال، بيشتر پژوهش‌هاي انجام گرفته در سطح جهان، از برنامههاي درسي دانش- محور به سمت برنامههاي درسي بين رشته‌اي و زمينه – محور و اتخاذ رويكردهاي فرايندي، كاوشگري و انجام پژوهش سوق داده شد.
در چند سال اخير، نگرانيهاي جهاني نسبت به منابع انرژي، آب، تغذيه، ، محيط زيست و آلودگيهاي هوا و آبهاي زير زميني، سبب شده است تا علم شيمي جايگاه ويژه‌اي در اقتصاد و علوم اجتماعي كسب نمايد. با استفاده از رويكرد «علم- فناوري- جامعه و محيط زيست»[23] (STSE) و استفاده از زمينه‌هاي اجتماعي، فرهنگي و اقتصادي، مي‌توان مفاهيم و نظريه‌هاي شيمي را در قالب تجربههاي يادگيري جديدي به دانش‌آموزان ارايه كرد (هادسون[24]، 2003). استفاده از رويكرد زمينه- محور در آموزش شيمي سبب شده است تا مفاهيم ارايه شده از جذابيت بيشتري برخوردار بوده و دانش‌آموزان با ملاحظه كاربرد عيني مفاهيم آموخته شده در زندگي واقعي، انگيزه و رغبت بيشتري براي مطالعه شيمي نشان دهند.
چندين راهبرد براي آموزش زمينه- محور شيمي وجود دارند كه بيشتر آنها بر اساس راهبرد «نياز به دانستن»[25] طراحي شده اند. اين راهبردها منطبق بر رويكرد حل مسئله بوده و هدف اصلي آنها «يادگيري معني‌دار»[26] شيمي است. برنامههاي درسي متعددي بر پايه آموزش زمينه- محور شيمي تدوين و در برخي از كشورها به مورد اجرا در آمده است. برنامههاي درسي «شيمي در زمينه»[27] در آلمان (گراسل، ننتيگ[28] و پارچمن، 2005)، «شيمي در جامعه»[29] در ايالات متحده آمريكا (شوارتز[30]، 2006)، «شيمي پيشرفته سالتر»[31] در انگلستان (بنت[32] و لوبن[33] ، 2006)، «كاوشگري در شيمي»[34] در كانادا (ماهافي[35]، 2004) و «آموزش معني‌دار شيمي»[36] در هلند (پايلوت و بالت ، 2006) نمونه‌هاي بارزي از برنامههاي درسي زمينه- محور شيمي دوره‌ي متوسطه هستند كه در چند سال اخير با موفقيت به اجرا درآمده‌اند.
در برنامههاي درسي زمينه- محور شيمي، از موضوع‌هاي متنوعي در زمينه محيط زيست و مسائل اجتماعي براي تدوين محتواي آموزشي استفاده شده است. مبناي نظري برنامههاي درسي ذكر شده با نظريه يادگيري ويگوتسكي[37] (1978) مبتني بر تاثير محيط فرهنگي- اجتماعي در يادگيري هماهنگي دارد. در اين برنامه‌ها تلاش شده است تا بين مفاهيم و نظريه‌هاي شيمي و پديده‌هاي موجود در زندگي واقعي دانش‌آموزان ارتباط برقرار شود و شكاف‌هاي موجود در برنامههاي درسي سنتي مرتفع گردد. در اغلب اين برنامه‌ها از راهبرد حل مسئله استفاده شده است و تجربههاي يادگيري دانش‌آموزان بيشتر بر اساس ارتباط مفاهيم شيمي با زمينه‌هاي واقعي زندگي آنها سازماندهي مي‌شود.
پژوهش‌هاي متعددي در رابطه با بررسي اثربخشي آموزش زمينه- محور موضوع هاي مختلف شيمي انجام گرفته است. باربر[38] (2001) ضمن مطالعه اثربخشي برنامه‌درسي سالترز، انگيزه و درك دانش‌آموزان را نيز مورد بررسي قرار داد. دانش‌آموزان گروه آزمايشي وي، برنامه‌ي شيمي پيشرفته‌ي سالترز[39] و دانش‌آموزان گروه گواه نيز برنامه‌ي درسي سنتي را مطالعه كرده بودند. نتايج بررسي‌ها نشان داد كه افراد گروه آزمايشي از دوره‌ي آموزشي زمينه- محور ارايه شده بسيار راضي بودند. اين رضايت و علاقه بيشتر به خاطر انجام فعاليت‌هاي متنوعي همچون انجام پژوهش در رابطه با نقش شيمي در رويدادهاي اجتماعي و زندگي روزمره، جستجوي اينترنتي اطلاعات، بحث كلاسي، استفاده از فعاليت‌هاي ايفاي نقش و بازي در برنامه‌ي‌‌درسي بود.
هولمن[40] و پيلينگ[41] (2004) نيز در مطالعه‌اي ثابت كردند كه آموزش زمينه- محور ترموديناميك شيميايي سبب افزايش علاقه‌ي دانش‌آموزان به علم شيمي مي‌شود. نخله[42]، بانس[43] و اسكوارتز[44] (1995) در بررسي اثربخشي برنامه درسي «شيمي در جامعه» ( ChemCom ) مشاهده كردند كه اجراي اين برنامه علاوه بر افزايش انگيزه دانش‌آموزان نسبت به مطالعه شيمي، باورها و نگرش‌هاي آنان نسبت به اين علم را تحت تاثير قرار داده و اغلب دانش‌آموزان معتقد بودند كه علم شيمي نقش مهم و تعيين كننده‌اي درجامعه، صنعت، اشتغال‌زايي، تامين رفاه و تصميم‌گيري‌هاي زندگي دارد.
پژوهش‌هاي ديگري نيز براي بررسي اثربخشي برنامههاي درسي زمينه- محور شيمي انجام گرفته است (از جمله: پيترمن[45]، 2008؛ ؛ ننتيگ[46] و دموث[47]، 2007؛ كينگ[48]، 2007 و ماهافي، 2004). اغلب اين پژوهش‌ها بر اثربخشي بالاي برنامه‌ي درسي زمينه – محور شيمي در افزايش سواد علمي دانش‌آموزان، ارتقاي رشد تحصيلي،افزايش انگيزه براي مطالعه عميقتر شيمي، به‌كارگيري آموخته‌ها در زندگي روزانه و تصميم‌گيري‌هاي شخصي، و نيز كسب نگرش‌هاي مثبت نسبت به علم شيمي براي حل مسائل اجتماعي (از جمله آلودگي آب و هوا، اثرات گلخانه‌اي، تغذيه سالم، بهداشت عمومي، سلامت، بازيابي مواد مصرفي، تامين انرژي و ...) تاكيد دارند.
[1] Donovan
[2] Nakhleh
[3] Misscinception
[4] Dori
[5] Hameiri
[6] Pilot
[7] Bulte
[8] Bennett
[9] Gräsel
[10] Parchmann
[11] Waddington
[12] Osborne
[13] Collins
[14] Constructivism
[15] Context- based
[16] Van Oers
[17] Gilbert
[18] Situated learning
[19] Socio Cultural Perspective
[20] Vygotsky
[21] De Jong
[22] Mahaffy
[23] Science- Technology- Society and Environment Approach
[24] Hodson
[25] Need to Know
[26] Meaningful
[27] Chemie im Context (CHiK)
[28] Nentwig
[29] Chemistry in Community (ChemCom)
[30] Schwartz
[31] Salters Advanced Chemistry
[32] Bennett
[33] Lubben
[34] Inquiry in Chemistry
[35] Mahaphy
[36] Meaningful Chemistry Education
[37] Vygotsky
[38] Barber
[39] Salters advanced chemistry
[40] Holman
[41] Pilling
[42] Nakhleh
[43] Bunce
[44] Scwartz
[45] Peterman
[46] Nentwig
[47] Demuth
[48] King