(صفوی، ۱۳۸۰)
۲-۵-۳ روش آزمایش
آزمایش فعالیتی است که در جریان آن فراگیران با به کار بردن وسایل و مواد بخصوصی درباره مفهومی خاص عملا تجربه کسب می کنند. آزمایش معمولا در آزمایشگاه انجام می گیرد. اما نداشتن آزمایشگاه مجهز یا وسایل مناسب در مدرسه نباید دلیلی برای انجام ندادن آزمایش باشد. در بعضی موارد برای انجام دادن آزمایش در کلاس وسایل بسیار ساده ای لازم است که معلم و حتی دانش آموز می تواند به آسانی آنها را تهیه کند. آزمایش گاهی به منظور آشنا کردن دانش آموزان به جنبه های عملی یک مفهوم مورد استفاده قرار می گیرد. برای این کار معلم دستور العمل انجام آزمایش را در اختیار فراگیران می گذارد و انتظار دارد که دانش آموزان با بهره گرفتن از دستور کار سرانجام به نتیجه یکسانی برسند. در موارد دیگر آزمایش به منظور فراهم آوردن محیطی مناسب برای حل مسئله تلقی می شود. در این صورت معلم جهت کلی فعالیت را مشخص می کند و فراگیران را بر آن می دارد تا در اجرای آزمایش به طور مستقل تصمیم گیری و نتیجه گیری کنند. آزمایش برای تدریس مفاهیم علوم تجربی به ویژه فیزیکی و و شیمیایی بسیار لازم است و بدون آن دانش آموز نمی تواند مفاهیم مورد نظر را به درستی فراگیرد. دانش آموزان به آزمایشهای علوم علاقه فراوانی دارند خواه آزمایش علوم را معلم انجام دهد و یا اینکه دانش آموزان انجام دهند. البته حتی الامکان باید آزمایشهای علوم توسط دانش آموز انجام شود. در هر صورت تشخیص اینکه در هر مورد آزمایش را چه کسی انجام دهد به عهده معلم می باشد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

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 از ساده به مشکل تنظیم می‌شوند. طبقات بالاتر ضمن 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 از درک حقایق علمی و بسط آنها جهت رسیدن به حقایق دیگر. در این مرحله فراگیران می‌توانند واقعیت‌ها و حقایق را به حالت معنی‌دار سازمان داده و به 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(استاموولاسیس و تی ساپارلیس^[۴۲]، ۲۰۰۳).
شایان ذکر است که اهداف قصد شده در آموزش آزمایشگاهی علوم همانا رسیدن به بالاترین سطح مهارت (حل مسئله) توسط فراگیران است. با انجام هر کدام از مراحل ذکر شده و گذر به مرحله بعدی، میزان گستردگی، پیچیدگی و سطح علمی فعالیت‌های عملی نیز افزایش می‌یابد. فراگیران با انجام مرحله به مرحله هر کدام از این فعالیت‌ها، به مهارت مورد نظر دست می‌یابند.
بررسی نتایج پژوهش‌های نشان داده است که بیشتر فعالیت‌های عملی صورت گرفته در آزمایشگاه، کلاس درس و حتی محیط خارج از مدرسه، در راستای «تایید» و یا «بیان» پدیده یا نظریه علمی مورد مطالعه بوده و کمتر به 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 و پیچیدگی فعالیت انجام شده می‌باشد. بنابراین معلم با دیدن ظرفیت پایین فراگیران در انجام آزمایشهای پیچیده، رغبت کمتری برای انجام این نوع فعالیت‌ها نشان داده و در نتیجه دست‌یابی به سطوح بالاتر مهارت امکان پذیر نخواهد بود. پژوهشگران متعددی برای رفع این مشکل و ارائه طریق به پژوهش پرداخته و روش‌های گوناگونی را ارائه کرده‌اند. روش های نظام‌مند برای پرداختن به ساختن‌گرایی، آموزش منبع محور و یاددهی- یادگیری پروژه محور از جمله روش های جدید مطرح شده برای فایق آمدن بر این گونه مشکلات است(وایت^[۴۳]، ۱۹۹۶).
مک کوماس^[۴۴](۱۹۹۷) با برقراری یک ارتباط منطقی بین روش‌های یادگیری پروژه- محوری و حل مسئله، ماترسی طراحی کرد که سازوکار یادگیری بر پایه این دو روش را به خوبی نشان می‌دهد. این ماتریس در جدول- ۱ آمده است.
جدول ۲-۱ ماتریس سازوکار یادگیری برپایه پروژه- محوری و حل مسئله

در این ماتریس، بالاترین سطح یادگیری به حل مسئله ختم شده و فراگیر می‌تواند عملکردی همانند دانشمندان داشته باشد. برای رسیدن به این مرحله، فراگیر باید در روش یادگیری پروژه- محوری مهارت لازم را کسب نماید. در این روش، موضوع یا مسئله و همچنین نحوه فعالیت فراگیر در قالب روش کار توسط 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. در ادامه فعالیت‌ها، برای رسیدن فراگیر به مرحله استقرایی و قیاس در مهارت‌ها، آمیخته‌ای از روش پروژه- محور و حل 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 و بینش فراگیر در این مرحله به قدری رشد کرده است که می‌تواند به تنهایی عملکرد خود را ارزشیابی نماید.
پژوهشگران متعددی از جمله کولبورن^[۴۵](۱۹۹۷)، توماس^[۴۶](۲۰۰۰)، به نقد این روش پرداخته و کارایی آن را به جهت پیچیده بودن و نیاز به خروج از برنامه درسی رسمی زیر سوال بردند. دامین^[۴۷](۱۹۹۹) 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 هر کدام از روش‌های ذکر شده در جدول۲- ۲ آورده شده است.
جدول ۲-۲: ویژگی انواع روش‌های آموزش آزمایشگاهی