بر این اساس، یادگیری در علوم تجربی، از یک سو با تجربیات حسی و مشاهدات حتى تصادفی وی ارتباط می یابد و به این ترتیب، ممکن است دانش آموز به برخی مفاهیم و اصول علمی هرچند خام دست یابد. از سوی دیگر، او بر اساس تعمیم‌هایی که در ذهن دارد، به تبیین موارد جدید و پیش بینی نسبت به آنها می پردازد. در هر دو جنبه مذکور، پدیده های طبیعی و قابل حس و تجربه در کانون یادگیری علوم تجربی قرار می گیرد.
با نظر به اصل مورد بحث، می توان گفت که یادگیری علوم، مستلزم رفت و برگشت میان امور محسوس و امور انتزاعی برای نیل به فهم کامل تر و جامع تر پدیده های طبیعی است. فراهم آوردن این حرکت رفت و برگشتی در آموزش علوم ضروری است. به طور مثال، در مطالعه گیاهان، داده‌ها و اطلاعات می تواند منجر به این استنتاج شود که گیاهان برای رشد به نور احتیاج دارند. آنگاه بر اساس این تعمیم، دانش آموز باید در موارد خاصی بتواند با استفاده از تعمیم مذکور به پیش بینی بپردازد همچون جنگل‌های بسیار انبوه که نور خورشید به سهولت به گیاهان نمی رسد. پس از نظرورزی دانش آموز، برای او جالب خواهد بود که دریابد در چنین موقعیتی، به سبب رقابت درختان برای رسیدن به نور خورشید، شاخه‌های بعضی از درختان به صورت‌های عجیبی رشد می کنند. همچنین، دانش آموز بعد از مطالعه قانون گازها باید بتواند تغییرات مربوط به دما، فشار و حجم گازها را در شرایط جدید توضیح دهد. کاهش فشار باد درون لاستیک اتومبیل در تابستان و افزایش آن در زمستان از جمله این موارد است.
اصول آموزش علوم
در مورد آموزش علوم نیز اصولی باید مورد توجه قرار گیرد که معلم کار خود را با توجه به آنها سامان دهد. اهم این اصول را در زیر توضیح می دهیم.تعاملی بودن آموزش
با نظر به مبنای انسان شناختی اراده و اختیار، می توان گفت معلم و دانش آموز هر دو آگاهانه و عامدانه اعمال و فعالیت‌های خود را رقم می زنند. البته این مطلب با نظر به کل فعالیت‌های فرد و نه در مقطع زمانی کوتاه صادق است. آنان اعمال خود را برای نیل به اهداف و مطلوبیت‌های قصدشده، تعیین و انتخاب می کنند و بدان سو حرکت می کنند. در موقعیت‌های آموزشی و تربیتی، این حرکت و فعالیت معلم و دانش آموز باید به سمت اهداف مشترکی جریان یابد تا به دنبال این همگرایی در اهداف، نیل به مقاصد موردنظر تأمین شود. بدین منظور، معلم در جریان آموزش و برای دستیابی به مقاصد موردنظر باید دانش آموز را با خود همراه کند. از این رو، آموزش باید تعاملی باشد. معلم در تدریس، برای آنکه همراهی دانش آموزان با خود را داشته باشد، ضرورتا باید به صورت تعاملی به پیش رود. البته این ارتباط دوسویه برای یاددهی و یادگیری هر دو لازم است.معلم در جریان رابطه دو طرفه میان خود و دانش آموز، به سطح دانش و نقاط قوت و ضعف دانش آموز وقوف می یابد. در این صورت، آموزش را از جایی شروع خواهد کرد که دانش آموز امکان همراهی با او را بیابد. به علاوه، او در این جریان، انگیزه‌ها و علایق دانش آموز را بهتر خواهد شناخت و درنتیجه، امکان معطوف کردن فعالیت‌های خود به نیازها و علایق دانش آموز را می یابد. برانگیختن کنجکاوی، ارائه چشم اند‌ازی از سودمندی و کاربرد مطالب مطرح شده، نشان دادن تأثیرات علم بر زندگی در سطح فردی و جمعی افراد، افزایش توان تصمیم گیری فردی در مورد مسائل جامعه از جمله اموری است که معلم به تناسب موقعیت کلاس برای جلب مشارکت و همراهی دانش آموزان می تواند به کار گیرد. چگونگی استفاده از هر یک از این عوامل برانگیزاننده، در گرو شناخت مستمر معلم از وضعیت کلاس است که در جریان رابطه دو سویه او با دانش آموزان ممکن می شود.
معلم در جریان تعامل با دانش آموزان با پیامد فعالیت‌هایش روبه رو می شود. بر این مبنا می تواند فرایند آموزش خود را ادامه، اصلاح یا تغییر دهد. بدون در نظر گرفتن این مطلب معلم مانند دستگاهی مکانیکی خواهد بود که مطالبی از پیش تهیه شده را به دانش آموزان بازگو می کند و این نگاهی است که از واقعیت محیطهای انسانی فاصله بسیار دارد.
توجه به ایجاد فهم و برقراری ارتباط بین مطالب علمی
بنا به مبنای معرفت شناختی جامع نگری در علم، علم از سطوح مختلف برخوردار است. از این رو در آموزش باید به سطوح مختلف علم توجه شود. بدین معنی که معلم نباید تنها وجهه همت خود در آموزش علوم تجربی را محدود به مفاهیم علمی کند. توجه به ایجاد سطوح بالاتر درک و فهم در دانش آموزان از اهمیت بالایی برخوردار است. در آموزش باید علاوه بر توجه به مفاهیم و قوانین علمی، به برقراری ارتباط و اتصال میان آنها نیز توجه شود. فهم علمی مستلزم آن است که دانش آموز بتواند مفاهیم و قوانین علمی را در یک چارچوب منسجم کلان همراه با ارتباط و اتصال میان اجزای مختلف مشاهده کند.به عبارت دیگر، معلم باید در آموزش به ایجاد «تصویر بزرگ» از موضوعات و مسائل علمی در دانش آموز توجه داشته باشد. بدین معنی که معلم نباید اجزاء و بخش‌های مختلف موضوعات علمی را به صورت قطعات مجزا و بی ارتباط با یکدیگر در هر جلسه ارائه کند یا نباید تأکید او بر جزئیات و ریزه کاری‌های مطالب و تمرین‌ها آن قدر زیاد باشد که مانع از تشکیل شبکه‌ای به هم پیوسته از مطالب در ذهن دانش آموز گردد. این تصویر بزرگ از مطالب مانند نقشه قلمرو موضوعات علمی عمل می کند که دانش آموز با در اختیار داشتن آن پیوستگی و ربط منطقی مطالب را می تواند دریابد و به فهم‌های عمیق و کامل تر نایل شود.
مقوله‌ها و اندیشه‌های اساسی در علوم تجربی مانند انرژی، سیستم (نظام)، تعادل، تغییر و تکامل، متضمن روابطی ساختاری و شبکه‌ای اند. به طور مثال، در ذیل قلمرو مفهومی انرژی، موضوعاتی نظیر انواع انرژی، پایستگی انرژی، تبدیل انرژی، منابع انرژی و بسیاری مطالب دیگر مطرح می شود. در کلیه موضوعات و مطالب طرح شده در این زمینه دانش آموز باید ارتباط میان بخش‌های مختلف را دریابد.
در طول تاریخ، ابداعات و پیشرفت‌های علمی در سایه مرتبط دیدن امور به ظاهر بی ارتباط و مجزا از یکدیگر روی داده اند. نیوتن با ارائه مفهومی جدید از نیرو و مرتبط کردن آن با حرکت اجسام، قوانین مهم فیزیک را بنیان گذاشت. پیشرفت و رشد سریع علم و به وجود آمدن حوز‌ه‌های جدید علمی نظیر بیوفیزیک، بیوشیمی، بیوتکنولوژی، مهندسی پزشکی و بسیاری از عرصه‌ها‌‌‌ی دیگر، حاصل امتزاج و ترکیب حوز‌ه‌های علمی مجزا و برقراری ارتباط میان آنها بوده است. از این رو، ایجاد توانمندی برقراری ارتباط میان مطالب در دانش آموزان از فعالیت‌های ضروری معلم است.
منبع: درآمدی بر فلسفه تعلیم و تربیت جمهوری اسلامی ایران، جلد دوم، خسرو باقری،صص271-268، شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، تهران، چاپ نخست، 1389
