توجه توأمان به گستره و عمق مفاهیم و اصول علمی
در انتخاب محتوا باید مطالب و مفاهیمی مورد توجه قرار گیرد که بنیادهای ثابت و بادوام علمی لازم برای پی ریزی دانش‌های بعدی دانش آموز را به دنبال داشته باشد. این اصول و مفاهیم علمی، مبنای دانشی لازم را در اختیار دانش آموزان قرار می دهد و به عنوان پیش نیاز یادگیری و زیر ساز سایر محتواهای علمی نقش ایفا می کند. البته توجه به این مطلب نباید سبب تأکید افراطی بر گستره و پرداختن سطحی و وسیع به مفاهیم و اصول متعدد علمی گردد. از این رو، در انتخاب محتوا نباید تأکید تام و تمام بر ارائه هرچه بیشتر محتوا باشد و عناوین و مطالب متعددی در دستور کار قرار گیرد.با نظر به مبنای معرفت شناختی سطوح مختلف علم، در ارائه مفاهیم و اصول علمی نباید محدود به سطوح پایین و ناقص درک و فهم در دانش آموزان شد. از این رو، اگر وسعت محتوای ارائه شده به گونه‌ای باشد که درک و دریافت کم عمق را به دنبال داشته باشد، باید از میزان تعدد عناوین محتوا به نفع تعمیق و درک و دریافت‌های ژرف تر کاست تا دانش آموز مجال و فرصت کاویدن لایه‌های زیرین اندیشه‌های علمی را داشته باشد. البته پرداختن به ابعاد و وجوه مختلف یک مفهوم علمی در گرو دانستن مفاهیم و روابط دیگر است، اما آنچه در این اصل بر آن تأکید می شود، ضرورت توجه به گستره مطالب و مفاهیم به موازات عمق و مجال درگیری جدی دانش آموزان با مطالب است.
از کتاب‌های مرتبط با آموزش علوم که در آنها به این اصل توجه نشده، می توان از فیزیک ۱ پیش دانشگاهی رشته‌های ریاضی فیزیک و علوم تجربی یاد کرد. تعدد مفاهیم و پیچیدگی مطالب این دو کتاب در ترم اول، با توجه به چهار ساعت در هفته برای رشته تجربی) و سه ساعت (برای رشته ریاضی فیزیک) شرایطی را فراهم می آورد که مجال و فرصت فهم و برداشت عمیق و مناسب را هرگز فراهم نمی آورد. در مقابل، فیزیک ۲ پیش دانشگاهی وضعیت مناسب تری دارد (فیزیک ۱ و ۲ دوره پیش دانشگاهی رشته علوم تجربی، ۱۳۸۵).
برگزیدن محتوا با توجه به تجارب دانش آموزان
با نظر به مبنای معرفت شناختی اکتشافی بودن علم، محتوا باید به گونه‌ای باشد که علم به منزله پی بردن به مجهولات و پرده برداری از واقعیات نمایانده شود. دانش آموزان در محیط زندگی خود با پدیده های طبیعی بسیاری سروکار دارند و به طور طبیعی علاقه مند به دانستن علت وقوع و سازوکارهای روی دادن آنها هستند. اگر محتوای درس علوم به گونه‌ای ارائه شود که دانش در ارتباط با آن پدیده ها دیده شود، علاوه بر ایجاد انگیزه و رغبت در دانش آموزان، این امر مانع از تبدیل شدن مطالب علمی به اموری بریده از واقعیات و راکد در ذهن دانش آموزان می شود. از این رو، مرتبط کردن محتوا با تجارب دانش آموزان دارای اهمیت بسزایی است.به طور مثال، می توان به قوانین شکست نور در علوم و نحوه ارتباط آن با تجارب دانش آموزان اشاره کرد. پدیده سراب و رنگین کمان هر دو با قوانین شکست نور قابل توضیح است اما در حالی که پدیده سراب در مناطق گرم و خشک می تواند مثال مناسبی از ارتباط تجارب دانش آموزان با محتوای علمی باشد، رنگین کمان برای همین عده از دانش آموزان مثالی نامرتبط با تجارب آنان است و از این رو تبدیل به امری بی معنا و یا حداقل مطلبی غیرزایا و ایستا در ذهن آنان می شود. همین مثال برای دانش آموزانی که در مناطق پرباران زندگی می کنند وضعیتی برعکس دارد. این دانش آموزان می توانند بر اساس ارتباط برقرار کردن بین پدیده شکست نور و رخ دادن رنگین کمان، به درک و دریافتی مولد و رشد یابنده از مفاهیم و قوانین مربوط به آن دست یابند و مثلا رنگین دیده شدن لایه نازک نفت روی آب و یا پدیده مشابه با رنگین کمان موقع آبیاری مزارع و دشت‌ها را اموری در ارتباط با یک قانون فیزیکی ببینند.
ارتباط با واقعیت طبیعی مورد مطالعه
با نظر به مبنای معرفت شناختی مطابقت علم با واقع، دانش آموز باید اطلاعات دریافتی را در ارتباط با امر مورد مطالعه یا واقعیت طبیعی موردنظر ببیند. در درس علوم تجربی، مفاهیم و قوانین علمی باید در ارتباط با پدیده های طبیعی و نه به صورت مفاهیمی انتزاعی و بریده از واقعیت برای دانش آموزان نمایانده شود. از این رو، در ارائه محتوا باید از قالب‌های مختلف برای ارتباط دادن مطالب به واقعیت‌ها بهره گرفت تا دانش آموز، زمینه درگیری ذهنی با واقعیت را بیابد و شرایط لازم برای تصویر سازی ذهنی و تجسم که نقش مهمی در شکل گیری مفاهیم علمی دارد فراهم آید. استفاده از اشکال و تصاویر مختلف، نمودارها، جداول و هر آنچه در بازسازی شرایط وقوع یک پدیده طبیعی بتواند سودمند گردد، حایز اهمیت است. فعالیتهای عملی و آزمایشگاهی، حضور در موقعیت‌های طبیعی و شبیه سازی شده در جریان سفرهای علمی، فیلم‌های ویدیویی سی دی‌های رایانه ای و بسیاری امور دیگر، فرصت مناسب برای درگیری ذهنی و عملی دانش آموز در ارتباط با امور مورد مطالعه فراهم می آورند.این اصل برای جلوگیری از تبدیل مفاهیم علمی در ذهن دانش آموزان به اموری ساکن و راکد اهمیت دارد. وقتی یک پدیده طبیعی برای دانش آموز در سایه مشاهده دقیق یا هرگونه درگیری فکری دیگر با آن، به صورت امری مجهول نمایانده شود و پس از آن به ارائه مفاهیم و قوانین علمی اقدام شود، دانش آموز مطالب را بر بستر ارتباط با واقعیت‌های طبیعی ملاحظه خواهد کرد و درک معنادارتری از مطالب خواهد داشت. در این صورت، شرایطی به وجود می آید که او مطالب طرح شده را به فراتر از موقعیت کلاس بسط و گسترش دهد.
در کتاب‌های علوم دوره دبستان و راهنمایی، تصاویر رنگی متعدد و مرتبط با پدیده های مطرح شده وجود دارد که علاوه بر توجه به این اصل، بر جذابیت این کتاب‌ها افزوده است. البته برخی از تصاویر غیرواضح که ارتباط آن به روشنی برای دانش آموز محسوس نیست، به ویژه در کتاب‌های علوم دبستان وجود دارد. به طور مثال، در علوم سال دوم ابتدایی (۱۳۸۵) در قسمت «هوا باید تمیز بماند» (ص ۶۶)، ذیل مطلب «هوا چگونه آلوده می شود»، تصویر ناواضحی از آلوده شدن هوا به وسیله فعالیتهای صنعتی آمده است. عدم وضوح تصویر به گونه‌ای است که بسیاری از کودکان یا متوجه منظور تصویر نمی شوند یا به اشتباه، آن را صحنه پردرد و غبار جنگی یا منطقه ای در حال سوختن! تصور می کنند.
ارائه شواهد و دلایل تجربی
از آن جایی که علم دارای ویژگی مطابقت با واقع است، فرد باید در مسیر آموختن آن از شواهد و دلایل حاکی از این مطابقت آگاهی یابد. توجه به شواهد و دلایل تجربی و به کارگیری آنها در تبیین‌های ارائه شده از سازوکار جهان طبیعت از ویژگی‌های علوم تجربی است. در ارائه محتوای علمی باید از شواهد و پشتوان‌ه‌های تجربی استفاده کرد تا دانش آموز در مواجهه با مطالب علمی، ناگزیر از حفظ کردن و بازگویی آنها نباشد و بیاموزد که استحکام و قوت ادعاهای علمی، نه به دلیل اقتدار معلم یا مرجعیت کتاب درسی بلکه بر حسب دلایل و شواهد تجربی، قابل قبول است.شواهد و دلایل متناسب با درس علوم، شامل مشاهده، اند‌ازه گیری و استدلالهای ریاضی است. مشاهده و اند‌ازه گیری می تواند در محیط طبیعی یا آزمایشگاهی انجام شود. بدین منظور حواس آدمی و نیز ابزار و وسایل آزمایشگاهی نقش عمده‌ای دارند. وسایلی مانند میکروسکوپ، ریزسنج، دماسنج و نیروسنج، ویژگی‌هایی از مواد را می سنجند و اند‌ازه می گیرند که فرد به طور عادی یا با دقت مناسب نمی تواند آنها را اند‌ازه بگیرد.
در این اصل، مسیر و فرایند رسیدن از دلایل و شواهد به قوانین علمی باید موردنظر باشد. قوانین علمی، مبتنی بر دلایل تجربی و استدلال منطقی است. برای اینکه دانش آموز، خود به مرحله ای از توانمندی برسد که مانند دانشمندان بتواند قوانین علمی را کشف کند، باید در اموری نظیر طبقه بندی، تجزیه و تحلیل، استنباط و نتیجه گیری، پیش بینی، استدلال منطقی و انتقادی تبحر یابد. این توانمندی‌ها زمینه خلق اندیشه‌های جدید را بر اساس فهمها و دانش‌های موجود دانش آموزان فراهم می آورد.
به طور مثال، طبقه بندی، تجزیه و تحلیل مطالب و پیش بینی، در بخش غذا و سلامتی» کتاب علوم تجربی سال دوم راهنمایی (۱۳۸۵، صص ۱۲۱ تا ۱۳۶) به خوبی مورد توجه قرار گرفته است. در این بخش از مواد غذایی ضروری بدن نام برده شده: کربوهیدرات‌ها، لیپیدها، پروتئین‌ها، ویتامین‌ها، مواد معدنی و آب. پس از این طبقه بندی از مواد غذایی، به تجزیه و تحلیل هر یک به طور جداگانه پرداخته شده و به دنبال آن، پیش بینی عوارض و مشکلات کمبود هر یک ذکر شده است. اگر دانش آموز یاد بگیرد که خود نیز چنین خط سیری را در مواجهه با سایر موضوعات اتخاذ کند، می توان گفت به توانمندی درخور توجهی از مهارت‌های ذهنی لازم برای انجام فعالیت علمی دست یافته است.
ایجاد فضا برای فرضیه پردازی
با نظر به مبنای معرفت شناختی ابداعی بودن علم، توجه به فرضیه پردازی در علوم تجربی موضوعیت می یابد. منظور از این اصل آن است که محتوای علوم تجربی چنان سامان یابد که زمینه برای پرورش فرضیه در ذهن دانش آموز و در جریان فعالیتهای علمی آنان فراهم آید. این امر مستلزم آن است که روابط و قوانین علمی بلافاصله و سریع در اختیار دانش آموز گذاشته نشود. صرف استناد به شواهد و دلایل پشتیبان مطالب علمی کافی نیست، بلکه ایجاد فضایی برای فرضیه پردازی و ارائه حدس‌های خلاقانه از سوی دانش آموزان برای رسیدن به قوانین علمی نیز مهم است. این مطلب از آن جهت حایز اهمیت است که همواره فرایند دستیابی به دانش علمی مستلزم خلق فرضیه‌ها و تصورات و خیال پردازی برای تجسم چگونگی سازوکار پدیده های طبیعی است.این اصل در کتاب‌های درسی تا حدی مورد توجه بوده است. برای مثال، در مقدمه کتاب علوم تجربی سال پنجم دوره ابتدایی (۱۳۸۵) با عنوان «مانند دانشمند فکر کنید» و مقدمه علوم تجربی سال دوم دوره راهنمایی تحصیلی (۱۳۸۵) با عنوان «فعالیت علمی را چگونه انجام دهیم» به طور مستقیم به این مطلب توجه شده و بطور غیرمستقیم نیز در بخش‌هایی از کتاب با عناوینی چون «طراحی کنید» و «آزمایش کنید» به آن ارجاع شده است. اما مهم این است که فرضیه پردازی در متن و بطن فعالیتهای آموزشی قرار گیرد. بر این اساس، حتی پر کردن ستون جداول کتاب در انجام مراحل آزمایشی کافی نیست. فرضیه پردازی منحصر به انجام عملی آزمایش و برقراری ارتباط میان متغیرهای مختلف نیست؛ چه بسا فعالیتهای آزمایشگاهی ممکن است به گونه‌ای انجام شود که تنها در جهت تأیید مطلبی علمی مورد توجه قرار گیرد. درحالی که آنچه در این اصل مورد توجه است، فعالیت خلاقانه فرد برای ارائه حدس‌ها و فرضیه‌هاست. استفاده از آزمونها و تجرب‌ه‌های فکری یا هر آنچه موجب تأخیر در بیان مطلب، جهت امکان دادن به پرواز خیال و اند‌یشه شود، به گونه‌ای که فرد خود به خلق سازه یا اند‌یشه ای نو بپردازد، مطلوب این اصل است.
در شرایطی که دانش آموز به اهمیت و ضرورت خلق فرضیه‌ها برای تجسم چگونگی سازوکار طبیعت در پیشبرد علم نایل نشود، علم را فعالیتی صرفا اطلاعاتی و فارغ از ابعاد خیال ورزانه تلقی خواهد کرد و این امر، مانع از پرورش افرادی مبدع و خلاق در زمینه علوم تجربی خواهد شد.
منبع: درآمدی بر فلسفه تعلیم و تربیت جمهوری اسلامی ایران، جلد دوم، خسرو باقری،صص259-254، شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، تهران، چاپ نخست، 1389
