دانش‌آموزان به طور غریزی نسبت به دنیای اطرافشان کنجکاو هستند ابرها، ترن‌‌های هوایی، قورباغه‌‌ها، آینه‌‌ها و کوه‌‌های یخ آنها را به خود جلب می‌کنند. این مهندس‌‌های کوچک دوست دارند در ساختن یک دستگاه جدید، یک سازه و حل مسئله همکاری کنند. دانش‌آموزان تنها به فرصت نیاز دارند و معلم همان کسی است که می‌تواند به آنها اعتمادبه‌نفس و لذت جستجو در طبیعت و جهان پیرامونشان را در هر جایی که اثری از علم هست را بدهد از نوری که می‌بینیم تا وسایلی که استفاده می‌کنیم؛ از غذایی که می‌خوریم تا زمینی که بر آن قدم می‌گذاریم.
تدریس علوم با چه مشکلاتی روبه‌رو است؟
متاسفانه یکی از مهم‌ترین مشکلات در راه تدریس علوم، کم‌توجهی به آن در دوره آموزش پیش‌دبستان و دبستان است. در آموزش پیش‌دبستانی معمولا توجه اصلی بر آموزش ریاضی و زبان است و کودکان فرصت کافی برای ارضای کنجکاوی‌‌های علمی در زمینه‌‌های مختلف ندارند. در دوره ابتدایی نیز همچنان آموزش علوم، توجهی کمتر از تدریس ریاضی و ادبیات به خود جلب می‌کند و دانش‌آموزان چندان فرصتی برای علم‌ورزی مقدماتی که پایه‌ای برای دروس پیشرفته علوم در حوزه‌‌های زیست‌شناسی، شیمی، فیزیک و مکانیک در سالهای بالاتر پیدا نمی‌کنند.
برای معلمان دوره ابتدایی که معمولا یک معلم، مسئول تدریس همه دروس موجود در برنامه درسی است، اولین دغدغه این است که تدریس ریاضی و زبان بیشترین وقت کلاس درس را می‌گیرد و معمولا نمرات این دروس برای مدرسه و والدین، اهمیت به‌مراتب بالاتری از نمرات درس علوم دارد.
با این حال، با اندکی روشن‌بینی و خلاقیت می‌توان تدریس علوم را با برنامه درسی موجود تلفیق کرد. می‌دانیم که سرآمدترین دانشمندان و مهندسان نیز قسمت مهمی از فعالیت‌‌های روزانه خود را به خواندن، نوشتن، گوش دادن و برقراری ارتباط با دیگران صرف می‌کنند. از ریاضی و مهارت‌‌های آماری برای تجزیه و تحلیل داده‌‌های علمی و حل مسائل استفاده می‌کنند. بنابراین یکی از راه‌‌هایی که می‌توان تدریس علوم را با برنامه درسی موجود تلفیق کرد آن است که علوم را وارد آموزش زبان و ریاضی کنیم. خواندن مطالب علمی و بحث و گفتگو پیرامون موضوعاتی که به حوزه علوم مرتبط است، می‌تواند قدم اول باشد.
مانع دیگر در تدریس علوم در مدارس، این است که بسیاری از معلمان به عشق زبان و ادبیات وارد این حرفه شده‌اند و از دانش یا اعتمادبه‌نفس کافی برای ورود به مباحث علمی برخوردار نیستند و ترجیح می‌دهند حتی درس علوم را نیز به صورت درس گفتار و خواندن صرف از روی کتاب درسی تدریس کنند. ممکن است روش تدریس سنتی مبتنی بر تدریس مستقیم و معلم‌محور بوده باشد یعنی معلم‌‌ها درس را توضیح می‌دادند و دانش‌آموزان گوش می‌کردند و بعد با خواندن و از بَرکردن متن کتاب، درس را می‌آموختند. اما امروزه روش‌‌های آموزش و یادگیری به طور کلی عوض شده است. دیگر قرار نیست معلم، متکلم وحده باشد، درس را توضیح بدهد و دانش‌آموزان یادداشت‌برداری کنند. معلم یک راهنما است که قرار است به دانش‌آموزان کمک کند، قابلیت اکتشاف و یادگیری مستقل را در خود پرورش دهند. بنابراین امروز هر معلمی می‌تواند با تکیه بر متن کتاب درسی، آزمون و خطا و آزمایش، درس علوم را با مشارکت فعال دانش‌آموزان جذاب و مفید ارائه نماید.
چالش دیگر در تدریس علوم این است که ممکن است این تصور وجود داشته باشد که آزمایش‌‌های عملی علوم به تجهیزات و مواد گران‌قیمت و زیادی نیاز دارد که دسترسی به آن ساده نیست. اما خبر خوب اینکه بسیاری از آزمایش‌‌هایی که برای تدریس مفاهیم علوم در دوره ابتدایی مناسب هستند با وسایل کاملا معمولی و با کاربرد روزمره در زندگی قابل انجام هستند: مثل آب و نمک، دانه‌‌ها و برگ‌‌ها، چراغ‌قوه و جعبه کفش، آهن ربا و گیره‌‌های کاغذ.
بله حتما آزمایش‌‌های علوم باعث ایجاد سرو‌صدا، شلوغی، ریخت‌و‌پاش و گاهی حتی کثیفی لباس‌ها و میز کار است اما در همین‌جا نقش معلم این است که دانش‌آموزان را به سمت بحث و گفتگوهای سازنده و آموزنده در مورد کشفیات‌شان در علم سوق دهد و به والدین و مسئولین مدرسه، توضیح دهد که چرا اهمیت دارد آموزش علوم به این شیوه و متفاوت از سایر برنامه‌‌های درسی پیش رود.
چالش بعدی، نحوه ارزشیابی است. معمولا نمره دادن به فعالیت‌‌ها و آزمایش‌‌های علوم سخت‌تر از تکالیف سایر دروس است. آنچه در این زمینه می‌تواند به معلمان کمک کند، بیش از ارزشیابی محفوظات دانش‌آموزان، توانایی آنها در توضیح مفاهیم پایه‌ای علوم و مشارکت‌شان در تمرین‌‌ها و فعالیت‌‌های عملی علمی و مهندسی است.
هنر تدریس علوم
یکی از اولین سوالاتی که معلم‌‌ها با آن مواجه می‌شوند آن است که آیا تدریس یک فن است یا هنر؟ تدریس علوم نیز خارج از این قاعده نیست. اینکه آیا راه و روش خاصی برای آموزش علوم به دانش‌آموزان وجود دارد یا اینکه معلم باید بر اساس ذوق و قریحه خود، شاگردان را در مسیر کشف و اختراع در پدیده‌‌های علمی قرار دهد، می‌تواند دغدغه معلم‌‌های علوم باشد.
این صحیح است که تدریس در واقع فن و روش است اما هر معلم کارآزموده و قابلی می‌داند که در واقع تدریس، بیش از آنکه علم و فن باشد، هنر است. وقتی پای تدریس علوم به میان می‌آید هنر تدریس، به معنای سوق دادن دانش‌آموزان به سمت پرسیدن سوالات درست میل می‌کند. معلم کمک می‌کند حس کنجکاوی دانش‌آموزان تحریک شود، تفکر انتقادی، کار گروهی، صبر و استقامت و پشتکار در آنها شکل بگیرد.
بعد چهارم
در استاندارهای جدید آموزش علوم، سه بعد اصلی مطرح شده‌اند که نیاز است به صورت متعادل در تدریس علوم مورد توجه قرار گیرند: 1) محتوا (مفاهیم اصلی و پایه‌ای علوم چیستند؟) 2) روش (دانشمندان و مهندسان چگونه کار می‌کنند؟) و 3) تفکر بین رشته‌ای (چگونه آموخته‌‌ها را به حوزه‌‌های مختلف ارتباط دهیم؟) در این چارچوب جدید، هر سه بعد مطرح شده از اهمیت برابری برخوردار هستند و لازم است طراحان روش تدریس و کتاب‌‌های درسی علوم، هر سه جنبه را در برنامه‌ریزی و تدوین درسها لحاظ نمایند. اما آنچه در این میان نباید پنهان بماند، بعد چهارم و در واقع نقش کلیدی معلم است.
این معلم است که سکان‌دار اصلی آموزش است و بدون نقش کلیدی او، بهترین طرح درسها، مجهزترین آزمایشگاه‌‌ها و جذاب‌ترین فعالیت‌‌های علمی نیز نمی‌توانند به نتیجه مورد نظر برسند. معلم با راهنمایی در فعالیت‌‌های علمی مختلف و هدایت بحث و گفتگوهای آموزنده پیرامون روند و نتایج این فعالیت‌‌ها، افق فکری دانش‌آموزان را فراخ‌تر کرده و به آنها کمک می‌کند حس کنجکاوی خود را در مسیر درستی هدایت کنند و با استفاده از روش و ابزار مناسب، در دریای علم، غوطه‌ور شوند.
Tepper, D. (2019). THE FOURTH DIMENSION OF SCIENCE EDUCATION. SEEN Magazine