آموزش استوکیومتری با الگویی متفاوت : استفاده از الگوی تدریس ساختگرایی

روش‌های سنتی تدریس در بهترین وضعیت و به‌کارگیری ابزار  لازم، بیش از 13 درصد حواس، آن هم تنها حس شنوایی  یادگیرنده را درگیر نمی‌کند. در روش سخنرانی ما فقط یاد گرفته‌ایم درس بدهیم ودانش‌آموزان نیز آموخته‌اند که تنها حفظ کنند و بدون چون و چرا مطالب را از ما بپذیرند (کیوانفر؛ 1380). این در حالی است که سخن معروف بنیامین فرانکلین، دانشمند، مخترع و نویسنده قرن هجدهم به ما یادآوری می‌کند که اگر روش یاددهی به گونه‌ای باشد که شخص یادگیرنده را درگیر کند، یادگیری اثربخش و همیشگی خواهد بود. فرانکلین می‌گوید:

 اگر به من بگوئی، فراموش می‌کنم.

 اگرآموزش دهی، به خاطر می‌آورم.

 اما اگر در آموزش درگیرم کنی، یاد می‌گیرم.

از ارکان  اصلی آموزش علوم تجربی فعالیت‌های عملی است که باعث رشد دانش، مهارت و نگرش‌های علمی ‌دانش‌آموزان می‌شود. انجام فعالیت‌های عملی، افزون بر تثبیت یادگیری و افزایش میزان ماندگاری مفاهیم آموخته شده، سبب دست‌ورزی و کسب مهارت‌هایی می‌شود که می‌تواند در زندگی روزانه مورد استفاده قرار گیرد و زمینه‌های نوآوری و تفکر انتقادی را در دانش‌آموزان فراهم کند. [1]

فعالیت‌های عملی افزون بر داشتن زمینه‌های توسعه فکری و مهارتی، موجب رشد مهارت‌های اجتماعی و شهروندی نیز می‌شوند. در بسیاری از مدارس ،متداول است که دانش آموزان فعالیت‌های عملی را به صورت گروهی و در گروه‌های کوچک انجام می‌دهند. به این ترتیب، آن‌ها افزون بر کسب مهارت و تجربه در انجام فعالیت‌های گروهی، مهارت‌های همیاری، هم‌فهمی‌ و احترام به دیدگاه مخالف را نیز یاد می‌گیرند. [2]

دلایل زیادی که اهمیت انجام فعالیت‌ها در آموزش اثربخش علوم تجربی را یادآور می‌شوند عبارتند از:

الگوی تدریس E 5

 روش تدریس موفق به دور از الگوهای خاص، روشی است که فراگیر را علاقه‌مند و دلگرم به یادگیری کند. در کنار روش‌های سنتی، روش‌های فعال تدریس بیش از پیش به دلیل نگرش تعاملی و اجتماعی، می‌توانند این وظیفه را به خوبی انجام دهند به شرط آنکه مدرسان و معلمان نیز آموزش دیده و علاقه‌مند به این نوع روش‌ها باشند.

 یک معلم اثرگذار باید گنجینه‌ای از الگوها و روش‌های تدریس مختلف داشته باشد تا به هنگام ضرورت و برحسب نوع درس و شرایط تدریس، یک یـا بـرخی از آن‌ها را بـه‌کـار گـیـرد. [4]

یکی از کارآمدترین الگوهای تدریس، الگوی تدریس ساخت‌گرایی است که دانش‌آموزان را با انجام یک فعالیت درگیر می‌کند. با تکرار چرخه یادگیری در این الگو، دانش‌آموزان مفاهیم علمی ‌را به‌صورت لذت‌بخش و با هیجان زیاد، به گونه‌ای یاد می‌گیرند که در ذهن آن‌ها تثبیت می‌شوند.

الگوی تدریس ساخت‌گرا بر این باور است که دانش‌آموزان در جریان تلاش برای حل مسائل علمی‌، همواره فرصت ساماندهی و بازسازی ادراکات خود را دارند و می‌توانند برای رسیدن به دانش، چندین راه را برنامه‌ریزی کنند.[5] کلاس‌هایی که از این الگو استفاده می‌کنند تقریباً فضایی شبیه کارگاه دارند.

این کلاس‌ها فرصت کشف فعال، کاوشگری و آزمایش را در اختیار دانش‌آموزان قرار می‌دهند و موقعیت‌ها و قالب‌های گوناگون آموزشی مانند طرح و ارائه پروژه، خواندن، گزارش دادن و بحث و گفت‌وگو را فراهم می‌کنند و دانش‌آموزان را به استدلال کردن، پرسیدن، برقراری ارتباط و .... وا می‌دارند. [7]

درواقع الگوی ساخت‌گرایی، الگویی براساس کاوشگری و چرخه یادگیری است. کارپلاس و دیر1 در نشریه معلم علوم، چرخه یادگیری را در سال 1967 معرفی کردند، شکل1.

مهارت‌های فرایندی مشاهده، ارتباط و نوشتن مشاهده‌ها، طبقه‌بندی، اندازه‌گیری مربوط اشیاء در فضا و زمان، پیش‌بینی، نتیجه‌گیری، متغیرهای کنترل و ... را شامل می‌شود. [8]

الگوی تدریس ساخت‌گرایی در آغاز شامل سه مرحله کاوش، توصیف و ارزشیابی بود که به مرور زمان کامل‌تر و به 5 مرحله گسترش پیدا کرد. از این‌رو، این الگو به 5E معروف شده است، زیرا هر مرحله از آن، با حرف E شروع می‌شود، شکل 2.

این 5 مرحله  تا مرحله کامل شدن فعالیت داده شده تکرار می‌شود.

روش اجرا

  در این بررسی دو کلاس 15 و 22 نفری از دانش‌آموزان  دختر رشته ریاضی و تجربی انتخاب شدند. انتخاب اعضای گروه براساس قوت و ضعف دانش‌آموزان و مهارت‌های آن‌ها بود.  بنا به پنج مرحله الگوی ساخت‌گرایی، روش اجرا شد و در آغاز،به منظور ایجاد انگیزه با استفاده از یک قرص جوشان و یک قوطی فیلم عکاسی، از یک واکنش شیمیایی نمایشی داده شد، شکل 3.

 سپس طرح مسئله انجام گرفت به این ترتیب که از دانش‌آموزان خواسته شد یک واکنش شیمیایی ارائه دهند که مواد آن ارزان‌قیمت و بی‌خطر  باشند و در اثر انجام آن، گاز تولید شود. آن‌ها باید وسیله مناسب برای انجام واکنش را نیز می‌ساختند؛ وسیله‌ای که بتوانند آن را حرکت دهند.

در این مرحله دانش‌آموزان با جست‌وجو در منابع گوناگون پیشنهاد‌هایی دادند و با راهنمایی، توانستند واکنش‌های مناسب را  انتخاب کنند. مرحله بعد ساخت وسیله بود که این مرحله هم نیاز به تلاش زیادی داشت. دانش‌آموزان دستگاه‌های گوناگونی ساختند و آن را امتحان کردند تا مشخص شود که این دستگاه‌ها برای انجام واکنش مناسب هستند یا نه.

سپس به محاسبه مقادیر واکنش‌دهنده‌ها پرداختند تا با روابط استوکیومتری نسبت‌های مناسب برای حرکت وسیله ساخته شده را به دست آورند. برای این منظور بارها و بارها محاسبات خود را تکرار کردند.

 در هر مرحله روند محاسبه، اندازه‌گیری و تغییر در وسیله‌ای که ساخته شده بود، برای به دست آوردن شرایط بهینه تکرار می‌شد. پیاده کردن این الگو برای هر کلاس، حدود 3 جلسه کارگاهی زمان برد. این دانش‌آموزان حتی خارج از ساعت کلاس به فعالیت ادامه می‌دادند. در جلسه پایانی، به کمک چک لیستی که در ادامه آمده است، کار دانش‌آموزان ارزیابی شد. هر گروه باید گزارش فعالیت خود را به‌طور مبسوط ارائه می‌داد.

شکل 6. نمایی از انجام مهارت‌های فرایندی

شکل 7. نمایی از اجرای آزمایش نهایی

نتایج و بحث

مشاهده‌ها در این بررسی نشان می‌دهد که این الگوی تدریس موجب فعال شدن دانش‌آموزان و مشارکت کامل آنان در امر آموزش و فرایند یادگیری می‌شود به طوری که در مقایسه با شیوه سنتی رایج برای آموزش مفهوم استوکیومتری ـ که در آن  مفاهیم و محاسبات بدون هیچ ارتباط و پیوند با کاربرد صورت می‌گیرد و باعث می‌شود پس از مدتی این مفاهیم فراموش شود ـ‌ اثربخشی الگوی ساخت‌گرایی به خوبی مشهود است. برخی از دلایل این اثربخشی را می‌توان چنین برشمرد:

نتیجه‌گیری

با اینکه اجرای این روش به زمان زیادی نیاز دارد  اما تکرار برای یادگیری مفهوم، باعث تثبیت یادگیری، بروز نوآوری، رشد مهارت‌های فردی و سواد علمی‌ می‌شود و در عین حال، تلاش  دانش‌آموزان در فرایند یادگیری، افزایش انگیزه، شور و اشتیاق برای یادگیری را در پی دارد.