۳۳/۱۳

۵۰

۶۷/۴۱

۴۳

۸۳/۳۵

۱۱

۱۷/۹

۱۲۰

۱۰۰

بررسی آمارهای ارائه شده از طرف مسئولین و نیز مشاهده مستقیم آزمایشگاههای مدارس، نشان می‌دهد که در چند سال اخیر تلاش‌های زیادی جهت تجهیز مدارس از لحاظ مواد شیمیایی، ابزار، تجهیزات و نرم افزارهای ویژه آموزش مجازی و شبیه سازی فعالیت‌های عملی صورت گرفته است؛ اما این اقدامات تاثیر اندکی در استفاده اثربخش از آزمایشگاهها و انجام فعالیت‌های عملی درمدارس دوره متوسطه داشته است(حسینی،۱۳۸۱).
همچنین مطالعات مختلف (بدریان، ۱۳۸۵؛ کیامنش، ۱۳۸۲) نشان می‌دهند که بسیاری از کشورهای برخوردار که دارای مدارس و آزمایشگاههای بسیار مجهزمی‌باشند(از جمله آمریکا)، فاقد کیفیت آموزشی مقبول و مؤفقی هستند. همچنین برخی از کشورهای نیمه برخوردار و یا حتی کم برخوردار که از حیث برخورداری از امکانات و وسایل آزمایشگاهی در حد مطلوبی نیستند، کارنامه درخشانی در آموزش علوم و مهارت‌های پایه دارند. این وضعیت در کشورایران و نیز مدارس مناطق مختلف قابل مشاهده است. برگزاری مسابقات دانش‌آموزی انجام فعالیت‌های آزمایشگاهی که هر ساله به صورت منطقه‌ای و کشوری برگزار می‌شود، نشان داده است که اغلب مدارس موفق در زمره مدارس کم برخوردار و نیمه برخوردار هستند.
این امر نشان می‌دهد که شاخص‌های موفقیت در میزان پیشرفت تحصیلی و نیز مسابقات آزمایشگاهی برخی از مدارس کم برخوردار و حتی غیر برخوردار از امکانات فیزیکی و تجهیزات آزمایشگاهی، در مقایسه با مدارس مشابه اما برخوردار، چشمگیرتر بوده است. بررسی‌های اولیه نشان داده است که میزان توجه ویژه معلم، مدیر و کادر اداری این مدارس موفق، دلیل اصلی انگیزش وموفقیت دانش‌آموزان بوده و کمبود امکانات نتوانسته است مانع اجرای فعالیت‌های آزمایشگاهی شود. مدیران مدارس به عنوان برنامه‌ریزان و سیاست‌گذاران اصلی فعالیت‌های آموزشگاهی نقش پررنگ‌تری در این امر داشته و اهتمام ویژه آنان به استفاده بهینه از امکانات آزمایشگاهی و آموزش اثربخش علوم پایه نقشی تعیین کننده دارد. توجه ویژه مدارس برخوردار به آماده‌سازی دانش‌آموزان جهت قبولی در آزمونهای ورودی دانشگاهها سبب گشته است تا در این نوع مدارس به جای پرداختن به آموزش عمیقتر و مفهومی‌تر علوم، آموزش کلیشه‌ای و کنکور محور ملاک قرار گرفته و بخش اعظم زمان کلاس‌های درسی صرف ارائه مطالب بیشتر و نکات کنکوری گردد تا بدینوسیله شانس قبولی دانش‌آموزان در دانشگاهها افزایش یابد. این در حالی است که رویکرد آزمونهای ورودی دانشگاهها در سالهای اخیر به سنجش مفاهیم و مهارت ها معطوف شده و دانش‌آموزانی که مطالب را عمیقتر و مفهومی‌تر فرا گرفته‌اند (از طریق انجام فعالیت‌های آزمایشگاهی)، شانس قبولی بیشتری دارند.
بررسی مطالعات انجام شده در زمینه دست‌یابی به حیطه‌های بالاتر سطوح شناختی و مهارتی در انجام فعالیتهای آزمایشگاهی، نشان داده است که این مهارت‌ها را می‌توان به پنج سطح مختلف طبقه‌بندی کرد. این طبقه‌بندی به صورت زنجیره‌ای و سلسله مراتبی ازساده به مشکل تنظیم می‌شوند طبقات بالاترضمن اینکه ویژگی‌های خاص خود را دارند، ویژگی‌های طبقات پایین‌تر را نیز شامل می‌شوند.
براساس این طبقه‌بندی، سطوح مختلف مهارت‌های کسب شده در انجام آزمایش به شرح زیر است:
۱- مرحله تایید: ساده‌ترین و پایین‌ترین سطح از مهارت‌های انجام آزمایش است که شامل تایید نظریه و مفاهیم مطرح شده در کلاس درس بوده و فراگیران در این مرحله می‌توانند موضوع‌های انتزاعی را به شکل واقعی تجربه کنند.
۲- مرحله بیان یا توصیف: عبارت است از توصیف نظریه، حقایق و واقعیتهای علمی. در این مرحله فراگیران برای آگاهی از نظریه‌ها، مفاهیم و پدیده‌های جدید ترغیب شده و به بررسی رابطه بین متغیرهای موجود در پدیده علمی مورد مطالعه می‌پردازند.

۳- مرحله استقرایی: عبارت است ازدرک حقایق علمی وبسط آنها جهت رسیدن به حقایق دیگر. دراین مرحله فراگیران می‌توانند واقعیت‌ها وحقایق را به حالت معنی‌دارسازمان داده وبه یک قاعده کلی و یا اصل برسند. این مرحله سبب پیدایش یقین شده و به عنوان روش آزمایشی و یا مشاهده‌ای جهت جمع‌ آوری مدارک، بررسی و ارزش سنجی فرضیه‌ها و رسیدن به یک جمع بندی کلی از یک پدیده علمی می‌شود.
۴- مرحله قیاس: عبارت است از درک حقایق و مفاهیم علمی و مقایسه آنها با حقایق مشابه. در این مرحله فراگیران می‌توانند پدیده‌ها و حوادث را بر مبنای مفاهیم و اصول علمی آموخته شده تبیین نمایند. رسیدن به
مرحله استدلال قیاسی این توانایی را در فراگیران ایجاد می‌کند تا بتوانند قوانین و نظریه‌های علمی را بسط داده و به مفاهیم و نظریه‌های ویژه و تخصصی دست یابند.
۵- مرحله رشد مهارت در حل مسئله و تمرین پژوهش: پیچیده‌ترین و بالاترین سطح از مهارت‌های قصد شده در انجام آزمایش بوده و عبارت است از دست ورزی و توانایی انجام کار با ابزار، وسایل آزمایشگاهی و به کارگیری نظریه‌های علمی در حل مسائل. در این مرحله فراگیران می‌توانند بر مهارت‌های مورد نیاز فعالیت‌های آزمایشگاهی تسلط یابند. آشنایی و تسلط بر روش علمی، کشف مسئله، انجام پژوهش و به کارگیری رویکرد اکتشافی، سبب می‌شود تا فراگیران بتوانند به مهارت حل مسئله در پدیده‌های علمی دست یابند. این مراحل در اهداف قصد شده در آموزش علوم یکی پس از دیگری مورد تاکید است.
شایان ذکر است که اهداف قصد شده در آموزش علوم رسیدن به بالاترین سطح مهارت (حل مسئله) توسط فراگیران است.با انجام هرکدام ازمراحل ذکر شده وگذربه مرحله بعدی، میزان گستردگی، پیچیدگی وسطح علمی فعالیت‌های عملی نیزافزایش می‌یابد. فراگیران با انجام مرحله به مرحله هرکدام از این فعالیت‌ها، به مهارت مورد نظر دست می‌یابند(استامولیزز وتساپارلیز^[۸۶]،۲۰۰۳ به نقل از بدریان، ۱۳۸۵).
بررسی نتایج پژوهش‌ها نشان داده است که بیشتر فعالیت‌های عملی صورت گرفته درآزمایشگاه، کلاس درس و حتی محیط خارج از مدرسه، در راستای «تایید» ویا «بیان» پدیده یا نظریه علمی مورد مطالعه بوده وکمتربه مراحل «استقرایی» و «قیاس» توجه می‌شود. این امر سبب می‌شود تا فراگیران نتوانند مهارت‌های
لازم برای حل مسئله و انجام پژوهش را کسب نمایند. دلیل اصلی این امرعدم استقبال فراگیران از افزایش سطح علمی وپیچیدگی فعالیت انجام شده می‌باشد. بنابراین معلم با دیدن ظرفیت پایین فراگیران درانجام آزمایشهای پیچیده، رغبت کمتری برای انجام این نوع فعالیت‌ها نشان داده و در نتیجه دست‌یابی به سطوح بالاتر مهارت امکان پذیر نخواهد بود (وایت^[۸۷]،۱۹۹۶ به نقل از بدریان ، ۱۳۸۵).
روش های نظام‌مند برای پرداختن به ساختن‌گرایی،آموزش منبع محور و یاددهی- یادگیری پروژه محور از جمله روش های جدیدمطرح شده برای فایق آمدن براین گونه مشکلات است.
(مک کوماس،۱۹۹۹ به نقل از بدریان)با برقراری یک ارتباط منطقی می توان بین روش‌های یادگیری پروژه- محوری وحل مسئله،رابطه برقرارکرد.بالاترین سطح یادگیری به حل مسئله ختم شده وفراگیرمی‌تواندعملکردی همانند دانشمندان داشته باشد.برای رسیدن به این مرحله، فراگیر بایددرروش یادگیری پروژه- محوری مهارت لازم را کسب نماید. دراین روش، موضوع یا مسئله وهمچنین نحوه فعالیت فراگیردرقالب روش کارتوسط معلم تعریف شده و پس از اتمام فعالیت، معلم به ارزشیابی عملکرد فراگیر می‌پردازد. در این روش فراگیر فاقد استقلال در یادگیری بوده و همه فعالیت‌ها تحت کنترل معلم است تا فراگیر بتواند به مهارت مورد نظر دست یابد. این مهارت علاوه بر مرحله تایید، شامل بیان و تصویر نظریه یا پدیده علمی نیز می‌شود.
درادامه فعالیت‌ها، برای رسیدن فراگیر به مرحله استقرایی و قیاس در مهارت‌ها، آمیخته‌ای از روش پروژه- محور وحل مسئله مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، فراگیر با راهنمایی معلم موضوع یا
مسئله مورد پژوهش را تعریف کرده و به تنهایی اقدام به حل آن می کند. معلم که ناظر بر فعالیتهای فراگیر است، فقط در نقش مشاور ایفای نقش نموده و با اتمام فعالیت فراگیر، چند گزینه جهت ارزشیابی فعالیت فراگیر پیشنهاد می‌کند و فراگیر با انتخاب یکی از این روشها به ارزشیابی عملکرد خود می‌پردازد. با اجرای این روش و کسب مهارت در مراحل استقرایی و قیاس، فراگیر می‌تواند به تنهایی موضوع یا مسئله‌ای را طرح کرده و روشی را برای حل آن پیشنهاد نماید. مهارت وبینش فراگیردراین مرحله به قدری رشدکرده است که می‌تواند به تنهایی عملکرد خودرا ارزشیابی نماید. پژوهشگران متعددی ازجمله کولبورن^[۸۸](۱۹۹۷)، توماس^[۸۹](۲۰۰۰)، به نقداین روش پرداخته و کارایی آن را به جهت پیچیده بودن و نیازبه خروج ازبرنامه درسی رسمی زیر سوال بردند با بررسی انواع روش‌های رایج در آموزش آزمایشگاهی، چهار سبک از آزمایش‌های معروف را نام برده و ویژگیهای هر کدام را بر شمرد. این سبک‌ها عبارت بودند از: «آزمایش‌های تفسیری»، «آزمایش‌های کاوشگری»، آزمایش‌های اکتشافی» و«آزمایش‌های حل مسئله‌ای».ویژگی هرکدامجازروش‌های ذکرشده دررجدول۲-۱۵آورده شده است (دامین^[۹۰] ،۱۹۹۹٫ به نقل ازبدریان، ۱۳۸۵).
جدول ۲ - ۱۶ ویژگی انواع روش‌های یاددهی –یادگیری عملی آزمایشگاهی

روش کار

رویکرد

برونداد

ویژگی
سبک
و نوع آزمایش

داده شده

استقرایی

از قبل مشخص

تفسیری

فراگیر ساخته

قیاسی