یکی از حوزه‌های یادگیری در برنامه درسی ملی، حوزه علوم تجربی است. در بیانیه این حوزه در سند برنامه درسی ملی، تعریف، کارکرد، قلمرو و جهت گیری‌های کلی به شرح زیر مورد توجه قرارگرفته است:
تعریف علوم تجربی
علوم تجربی، حاصل کوشش انسان برای درک واقعیت‌های هستی و کشف فعل خداوند است.
کارکرد حوزۀ علوم تجربی
1- برخورداری متربیان از سواد علمی فناورانه در بعد شخصی و اجتماعی
2- رشد و ارتقای شایستگی‌های عقلانی، ایمانی، دانشی، مهارتی و اخلاقی
3- شناخت و استفاده مسئولانه از طبیعت به مثابه بخشی از آفرینش الهی
4- ایفای نقش سازنده در ارتقای سطح زندگی فردی، خانوادگی، ملی و جهانی
5- زمینه‌سازی تعظیم نسبت به خالق متعال از طریق درک عظمت آفرینش
6- تعمیق و تعادل در نگرش توحیدی و دستیابی به درک غایتمند از آفرینش
قلمرو حوزۀ علوم تجربی
1- دانش: شامل مطالعه فرایندهای حیاتی موجودات، زمین و پیرامون آن، تغییرات ماده و انرژی، طبیعت و مواد فراوری شده، علوم در اجتماع، علوم در زندگی روزانه، تاریخ علم در ایران و اسلام و… است.
٢– فرایندهای علمی و روش های علم آموزی: شامل مهار تهای فرایندی (مانند مشاهده، جمع آوری اطلاعات، اندازه‌گیری، تفسیر یافته‌ها، فرضیه و الگوسازی، پیش‌بینی، طراحی تحقیق، برقراری ارتباط) و مهارت‌های پیچیده تفکر می شود.
٣- نگرش های ناشی از علم و فناوری: به ویژه به محیط زیست و نگرش‌های ناظر به علم و فناوری از اجزای جدایی ناپذیر فعالیت‌های علمی فناورانه است که دریچه‌ای برای ورود مبانی فلسفی پذیرفته شده را فراهم می‌کند.
جهت گیری‌های کلی
سازماندهی محتوا تا پایان دوره ابتدایی و دوره اول متوسطه به صورت تلفیقی است. در سازماندهی محتوا و آموزش باید به این موارد توجه کرد:
- پذیرش اصل همه جانبه‌نگری براساس پذیرش رویکرد تلفیقی
- تلفیق نظر و عمل به منظور پرورش مهارت‌های فرایندی علمی
- آموختن روش و مسیر کسب علم، آگاهی و توانایی
- پرورش انواع تفکر به منظور دستیابی به خودیادگیری، ژرف اندیشی و تعالی جویی
- ایجاد ارتباط بین آموزه‌های علمی و زندگی واقعی (علم مفید، سودمند، هدفدار و …)
- مرتبط ساختن محتوای یادگیری با کاربردهای واقعی (یادگیری معنادار)
- پرورش انسان‌هایی مسئولیت‌پذیر، متفکر و خلاق.
ضرورت و اهمیت آموزش علوم تجربی
یکی از ویژگی های برجسته انسان «کنجکاوی» است که از دوران کودکی تا پایان عمر، او را به «دانستن» و کشف حقایق و پرده‌برداری از مجهولات سوق می‌دهد. این نیروی درونی، جست وجوی انسان را برای کسب «علم» و گریز از «جهل» افزون می‌کند.
آنچه امروزه از دانش بشری در شاخه‌های مختلف و رشته‌های گوناگون در دسترس ماست، حاصل تلاش انسان‌های گذشته و همین نیروی درونی خدادادی آنهاست. بی‌تردید نسل‌های کنجکاو آینده، بسیاری از مطالبی را کشف خواهند کرد که اکنون برای ما مجهول است. بخشی از دانش امروز بشر، که حاصل مطالعه و جست وجوی او در جهت شناخت جهان مادی و نظام‌ها و قوانین آن است، «علوم تجربی» نام دارد.
بشر برای کشف و شناخت اسرار این جهان مادی، عمدتاً از ابزارهای حسی خود استفاده می‌کند؛ به همین دلیل، نقش «تجربه» در این حوزه، بسیار اساسی و تکیه بر آن بسیار ضروری است. بر این اساس، انسان برای توسعه و تقویت حوزه عمل خود به ساخت دستگاه‌های گوناگون و دقیق دست زده است.
ساخت و تولید ابزارهای گوناگون، توانایی انسان را برای کشف رازهای جهان و طبیعت افزایش می‌دهد و زندگی او را متحول می‌سازد.
استفاده از دستاوردهای علمی و فناوری در بعضی جهات، رفاه نسبی به همراه می آورد و به انسان کمک می‌کند تا کارهایی را که در گذشته با رنج و سختی و صرف وقت زیاد انجام می‌داده است، بسیار راحت‌تر و سریع‌تر انجام دهد.
دانش‌آموزی که به مدرسه وارد می‌شود، دارای نیروی خدادادی کنجکاوی است؛ نیرویی که هر لحظه او را به سوی دانشی تازه و پاسخی برای پرسش‌های بی‌شمار می‌کشاند. از سوی دیگر، او باید برای زندگی در دنیای فردا که دنیای علم و فناوری است آماده شود؛ به این ترتیب، نظام آموزشی باید به گونه‌ای برنامه‌ریزی شود که هم قوه جست‌وجوگری را در دانش‌آموزان شکوفا کند و دانستن و کشف مجهولات را برای آنها لذتبخش و نشاط‌آور سازد و هم آنچه را برای زندگی در دنیای امروز و فردا به آن نیازمندند به آنها بیاموزد.
درس علوم تجربی، که یکی از درس‌های اصلی دوره‌های ابتدایی و متوسطه اول است به نوبه خود باید بتواند به هر دو هدف یاد شده دست یابد. در این درس، محتوا و روش باید به گونه‌ای طراحی شود که از یک سو به نیازهای فطری دانش آموزان در زمینه شناخت محیط پاسخ گوید؛ به آنان در پی بردن به شگفتی‌های جهان آفرینش کمک کند و معرفت آنان را نسبت به خالق جهان افزایش دهد و از سوی دیگر، آنها را با دانش و بینش مورد نیاز زندگی حال و آینده آشنا سازد.
بر همین اساس، کارشناسان گروه علوم تجربی «دفتر تألیف کتاب های درسی» درصدد برآمدند با مطالعه برنامه آموزش علوم سایر کشورها و تشخیص نیازها و وضعیت کشورمان برای آموزش علوم طرح جدیدی را پی ریزی کنند. این طرح بر برنامه درسی ملی و در راستای اجرایی نمودن بیانیه حوزه یادگیری علوم آن مبتنی است.
اهداف کلی برنامۀ درسی آموزش علوم تجربی در دورۀ اوّل متوسطه
اهداف کلی برنامه درسی علوم‌تجربی در جهت انطباق با عناصر برنامه درسی ملی در پنج قلمرو تفکر و تعقل، ایمان، باور و علایق، علم و آگاهی، عمل و اخلاق به شرح زیر است:
تفکر و تعقل
کسب مهارت های تفکر (تفکر حل مسئله، تفکر تحلیلی، تفکر خلاق، تفکر نقاد)
پرورش مهار تهای فرایند تفکر (مفهوم سازی، درک معنا، درک روابط، طبقه‌بندی، فرضیه‌سازی، تجزیه و تحلیل، استدلال، قضاوت و داوری، دقت و تمرکز، نتیجه‌گیری، تعمیم)
درک روابط علت و معلولی، تشخیص حقیقت از کذب، کشف راه حل، درک رابطه کل با جزء، درک سیستمی (ورودی، فرایند، خروجی، بازخورد) و ارتباط با سایر سامانه ها
تفکر در پدیده‌های آفرینش و روابط بین آنها به عنوان آثار قدرت خداوند تفکر در چگونگی برخورد مناسب با حوادث زندگی پند و عبرت‌آموزی از آنها
ایمان، باور و علایق
تقویت ایمان به خداوند و احساس نیاز همیشگی به عنوان بنده خدا تقویت بینش آیه‌ای از طریق مشاهده پدیده‌های آفرینش و نظام هستی
علاقه به علم و فناوری و یادگیری مادام‌العمر
باور به ارزشمندی مقام انسان و باور به ارزشمندی آفرینش
علاقه‌مندی به آداب، سنت‌ها، مفاخر و شخصیت‌های علمی ایرانی و اسلامی
باور به هدفدار بودن آفرینش انسان
باور به هدفدار بودن عالم آفرینش و زیبایی‌های آن به عنوان مظاهر فعل و جمال خداوند
علم و آگاهی
آشنایی با ماده و تغییرات و کاربردهای آن در زندگی و توانایی استفاده مناسب از آنها
آشنایی با مفاهیم حرکت و انرژی در زندگی و توانایی به کارگیری آنها در موقعیت‌های واقعی
آشنایی با ساختار، عملکرد و شیوه زندگی موجودات زنده و یادگیری درباره چگونگی برقراری ارتباط منطقی با آنها
آشنایی با ویژگی‌های زمین و پدیده‌های پیرامون و چگونگی برقراری ارتباط علمی و منطقی با آنها
آگاهی از نقش دین، علم و فناوری در حل مشکلات فردی و اجتماعی
آگاهی از توانایی‌ها و استعدادها و نیازهای زیستی و روانی خود
آشنایی با مفاهیم پایه در علوم تجربی و منابع یادگیری در علوم
آگاهی از جنبه‌های کاربردی علوم و فناوری اطلاعات و ارتباطات و توانایی بهره‌گیری از آنها
درک زیبایی‌ها، رویدادها و قوانین جهان آفرینش به عنوان آیات الهی
آشنایی با مخاطرات محیطی و راه‌های حفاظت از سیاره زمین
آگاهی از روابط انسان و محیط و درک یکپارچگی جهان هستی
عمل (مهارت‌ها)
توانایی به کارگیری مهارت‌های روش علمی (مشاهده علمی، جمع‌آوری اطلاعات، طبقه‌بندی، فرضیه‌سازی، طراحی آزمایش، انجام دادن آزمایش، تجزیه و تحلیل، تغییر یافته‌ها و…) را در برخورد با پدیده‌های طبیعی و محیط به دست آورد و بتواند با رفتار مسئولانه در برابر آنها برخورد مناسب و واکنشی صحیح داشته باشد.
ــ توانایی کار عملی و تولید اطلاعات علمی را به دست آورد.
ــ توانایی ارائه یافته‌های علمی را با استفاده از روش‌های مختلف مانند گزارش‌نویسی، استفاده از IT و ICT (اطلاعات، بازیافت اطلاعات، ذخیره‌سازی و انتقال اطلاعات) به دست آورد.
ــ مهارت‌های علمی و روحیه تحقیق و اکتشاف را به دست آورد و به کتاب‌خوانی و مطالعه توجه عملی کند.
ــ برای حفظ سلامت و بهداشت فردی و اجتماعی تلاش کند.
ــ توانایی کارهای فردی را به طور مستقل به دست آورد و با مشکلات فردی و چالش‌های زندگی روزمره، عاقلانه برخورد کند.
ــ الگوی مصرف را در استفاده از منابع خدادادی رعایت کند.
ــ در برابر خداوند متعال و رفتارهای خود، احساس مسئولیت کند.
ــ توانایی برقراری ارتباط مناسب با دیگران، و روحیه کار جمعی و گروهی را به‌دست آورد.
ــ با پرهیز از تخریب طبیعت و هدر دادن منابع برای پاکیزه نگهداشتن محیط زندگی تلاش کند.
اخلاق
ــ از منابع طبیعی به طور صحیح و عاقلانه استفاده کند.
ــ در برابر محیط زیست و تلاش در جهت حفظ گیاهان و جانوران از خود مسئولیت اخلاقی نشان دهد.
ــ به معلم، والدین، همکلاسی و سایر افراد جامعه و حقوق آنان احترام بگذارد.
ــ در کسب روزی حلال و سخت‌کوشی در زندگی، احساس مسئولیت کند و از خود تعهد نشان دهد.
اهداف علوم تجربی و هماهنگی آن با اهداف سایر موضوعات درسی
بسیاری از مهارت‌ها، نگرش‌ها و باورهایی که دانش‌آموزان در درس علوم تجربی از طریق فعالیت‌های علمی به دست می‌آورند، به گونه‌ای است که می‌توانند آنها را در بقیه موضوعات درسی نیز بیاموزند و به‌کار گیرند. تمام مهارت‌هایی که فرایند آموزش علوم به آنها وابسته است، مثل مشاهده کردن، پیش‌بینی، استنباط و… مهارت‌های یادگیری در سطوح وسیعی از موضوعات درسی تلقی می‌شود. طبقه‌بندی هر فعالیت به عنوان فعالیت علوم تجربی یا ریاضی، چندان تغییری در چگونگی فعالیت نمی‌دهد؛ با این‌حال اگرچه بسیاری از اهداف علوم با اهداف موضوعات آموزشی دیگر یکسان است؛ باید دقت کرد که این یکسانی شامل همه اهداف علوم نمی‌شود؛ مثلاً در تاریخ، زمانی که با استناد به شواهد تاریخی یک تعریف پیشنهاد می‌شود، امکان تکرار تاریخ برای اثبات صحت یا عدم صحت آن نیست؛ اما در علوم تجربی وقتی گفته می‌شود که «نور در رشد گیاهان نقش اساسی دارد» می‌توان گیاهان را در وضع کنترل شده‌ای پرورش داد و تأثیر نور را بر آنها مشاهده کرد یا وقتی به دانش‌آموزی گفته می شود «درخت، موجودی زنده است «، وی باید تجربه کافی از درخت و موجود زنده به دست آورده باشد تا با ارتباط دادن آنها با یکدیگر، این واقعیت را بپذیرد. بنابراین آن دسته از فعالیت‌هایی که دانش آموزان در انجام دادن آن با روش علمی و مشاهده اشیای اطراف، باورهایی را به دست می آورند، آموزش علوم تجربی قلمداد می‌شود. و این وجه تمایز اصلی علوم تجربی با بسیاری از موضوعات درسی است.
بسیاری از نگرش‌هایی که ما از آنها به نگرش‌های علمی نام می‌بریم، مانند کنجکاوی، پشتکار، انعطاف پذیری، عدم تعصب در هر نوع آموزشی مهم است. بنابراین وقتی دانش آموز در فعالیتی مهارت‌ها و نگرش‌ها را به کار می‌برد، می‌توان گفت وی در حال یادگیری علوم تجربی است و این، وابستگی شدید علوم و سایر موضوعات درسی را می‌رساند.
اهداف آموزش علوم در برنامه درسی جدید در سه حیطه کسب دانستنی‌ها، مهارت‌ها و نگرش‌های ضروری به صورت یکپارچه در قالب شایستگی‌ها تبیین شده است. این شکل از بیان اهداف نیازمند این است که دانش‌آموزان بتوانند آموخته‌های خود را به صورت معنادار به‌کار گیرند و آن را به موقعیت جدید انتقال دهند. این مفهوم به بافت و زمینه‌ای ناظر است که یادگیری در آن رخ می دهد و نیز پیامدهای حاصل از یادگیری است.
رویکرد زمینه محور و ویژگی‌های آن
زمانی که قرار است مفهومی را به دانش آموزان آموزش دهیم، اگر دانش آموزان بتوانند برای آنچه آموزش داده می‌شود، دلیل و معنایی در محیط اطراف بیابند، یادگیری بسیار راحت‌تر صورت می‌گیرد. البته این امر خاصّ دانش آموزان نیست؛ بلکه یادگیرندگان بزرگسال نیز زمانی بهتر یاد می‌گیرند که برای آنچه می‌آموزند در ارتباط با زندگی و محیط روزمره دلیلی بیابند. در این زمینه، هالبروک اظهار می کند که: «آموزش نمی‌تواند در خلأ اتفاق افتد. آموزش نیازمند بافت و زمینه است تا برای آنچه به مخاطب می آموزد، دلیل و جایی در زندگی روزمره وی پیدا کند. درس علوم تجربی شامل محتوا، موضوع‌ها و مفاهیمی است که می‌تواند به محیط زندگی یادگیرنده انتقال داده شود. این شیوه از روش‌هایی استفاده می‌کند که مفاهیم و موضوعات را در موقعیت‌های اصلی و واقعی آنها به کار می‌گیرد، و می‌تواند موجب بالندگی دانش‌آموزان شود.» (هالبروک 2010)
در رویکرد زمینه محور یا تماتیک، آموزش مفاهیم علمی در زمینه زندگی روزمره فراگیران، اصل قرار می‌گیرد و با همین راهبرد است که یادگیری جذاب‌تر می‌شود. این رویکرد از این بابت تماتیک نامیده می‌شود که تم‌ها (Themes) یا موضوع‌های مربوط به زندگی را اصل قرار می‌دهد و مفاهیم علمی را در ارتباط با این موضوع‌ها طرح می‌کند. فراگیران در این فرایند با موضوع، احساس نزدیکی و آشنایی، و انگیزه بیشتری برای یادگیری پیدا می‌کنند؛ چون موضوع‌ها و زمینه‌های یادگیری از درون زندگی روزمره آنان گرفته شده است. دانش‌آموزان در فرایند یادگیری در عمل با موضوع (Theme) درگیر می‌شوند و در این ارتباط موضوعات علمی را به کار می‌گیرند. این شیوه به کارگیری و ارائه علوم و موضوعات و مفاهیم علمی در موقعیت و مکان‌های آشنا و مناسب دانش‌آموز، یادگیری را برای وی معنادار و ملموس می‌کند.
رویکرد زمینه محور بر این واقعیت تأکید دارد که یادگیری با شخصیت و احساساتی ارتباط دارد که مخاطب (فراگیر) از خود نشان می دهد. در این فرایند، تجربه‌های یادگیری از تعامل فراگیر با محیط یادگیری به دست می‌آید و ساخت و ساز شخصی دانش، هنگامی روی می‌دهد که تعامل بین دانش فعلی فرد و تجربه‌ها با محیط روی می‌دهد؛ به عبارت ساده، زمینه و محیط بر یادگیری تأثیر می گذارد.
ویژگی عمده رویکرد زمینه محور این است که می‌تواند بسیاری از حوزه‌های برنامه درسی را به هم پیوند زند و آنها را یکپارچه کند. در این رویکرد موضوعات آموختنی پراکنده نیست و انسجام درونی دارد.
در رویکرد زمینه محور، معلم به محیط‌های گوناگون یادگیری (کلاس، آزمایشگاه، خانه، مزرعه برنج و یا…) نیاز دارد. وی در این فرایند، مفاهیم را با مثال و مصداق‌هایی از محیط زندگی فراگیر ارائه می‌کند؛ به طور مثال در آموزش، موضوع‌هایی مثل جانوران، گیاهان، آهن‌ربا، آب و خاک و سنگ، مثال‌هایی از محیط زندگی دانش آموز نشأت می‌گیرد و در همان فضا پرورش می یابد. وقتی از جانوران و یا گیاهان صحبت می‌کند تا دانش فراگیر را در این زمینه‌ها زیادتر کند، جانور و گیاه برای دانش‌آموز آشنا است و مثال‌ها از خود دانش‌آموز و در ارتباط با محیط آشنای او آورده می‌شود و در نهایت حاصل کار و تعامل دانش‌آموزان با یکدیگر و با معلم به دانشی می‌رسد که دانش‌آموز، خود در تعامل با محیط زندگیش به دست آورده، و با نیازهای او متناسب است. اعتقاد بر این است که این شیوه یادگیری باعث می‌شود فراگیر، آموزش را به محیط عادی زندگی خود بکشاند. بدیهی است زمانی که فراگیر بین آموخته‌ها و نیازهای روزمره، ارتباط تنگاتنگی می‌بیند، انگیزه یادگیری او بیشتر، و نیز میزان مشارکت وی در فرایند یادگیری زیادتر می‌شود و دامنه آموخته‌های وی گسترش می یابد. رویکرد زمینه محور از مهارت‌های مورد تأکید در رویکرد فرایند محور و نیز از روش‌های مورد استفاده در رویکرد پژوهش‌محور بهره می‌گیرد تا یادگیری علوم تجربی را برای یادگیرنده معنادار، مرتبط با زندگی روزمره و کاربردی کند.
با توجه به ویژگی آموزش زمینه‌محور، هر فعالیتی که پیشنهاد می‌کنید، باید دارای این ویژگی‌ها باشد:
- در ارتباط با زندگی روزمره دانش‌آموز باشد (رویکرد مسئله محور باشد؛ مثال: مشکل کم آبی/ محیط زیست / انرژی/ …)
- قابل تجربه و آزمایش باشد؛ به دانش‌آموز کمک کند تا با بروز خلاقیت‌های خود کشف کند؛ اختراع کند و به افکار نو بیندیشد. این فعالیت ها قلب یادگیری مفهومی است (رویکرد پژوهش محور: معرفی فعالیت های پژوهشی در مورد مسئله طرح شده، مثال: آلودگی محیط زیست/ کم آبی/ صرفه جویی در انرژی /…)
- کاربرد داشته باشد. مفاهیم و اطلاعاتی که نهادینه شود، دانش آموز را به تصور آینده مجازی می‌کشاند. ارتباط بین نظر و عمل: تصور مشاغلی در مورد مسئله (مثال: مشکل کم آبی) / حل مسئله (مثال: ارائه راه‌حل‌هایی برای حل مشکل کم‌آبی از طریق مناسب برخورد با مسئله).
- تا حد امکان دانش‌آموز را به کارگروهی تشویق کند. یادگیری مشارکتی و تعاملی، مقدمه یادگیری مفهومی پایدار است (یادگیری مشارکتی: انجام دادن پژوهش‌ها یا جمع‌آوری اطلاعات به صورت گروهی و تعامل در مورد یافته‌ها و تجزیه و تحلیل آنها).
- از نتایج آموخته‌ها در علوم تجربی استفاده کند؛ به عبارت دیگر موقعیت‌های جدیدی فراهم کند که دانش‌آموز بتواند آموخته‌ها را در آن موقعیت‌ها نیز به کار گیرد (پژوهش علم در عمل، مثال: انجام دادن فعالیت‌هایی در عمل در مدرسه یا خانه برای حفاظت از آب/ جلوگیری از آلودگی آب/ صرفه جویی در مصرف آب و …)
منبع: کتاب معلم (راهنمای تدریس) علوم تجربی پایه‌های هفتم، هشتم و نهم