معکوس‌سازی آزمایشگاه

چند بار پیش‌آمده که از دانش‌آموزان بخواهید پیش‌آزمایشی[1] را انجام دهند و در روز انجام آزمایش واقعی،‌ ناچار شده‌اید بیشتر وقت کلاس را صرف این کنید که همه آنچه را که می‌خواستید در پیش‌آزمایش فرابگیرند،‌ مرور کنید؟

آیا از زمان محدود کلاستان به تنگ آمده‌اید و آرزو کرده‌اید که دانش‌آموزانتان وقت بیشتری برای انجام یک آزمایش داشتند؟ پس، آزمایشگاهتان را معکوس کنید.

ما معلمان علوم می‌دانیم که هیچ‌وقت دانش‌آموزان،‌ وقت کافی برای تمام کردن آزمایش‌هایشان ندارند. بسیاری از معلمان علوم زمان کلاسشان را کوتاه کرده‌اند و این باعث شده به‌سختی بتوانند آموزش‌ها،‌ مشاهدات و تحلیل‌های آزمایشگاه را در زمان یک کلاس بگنجانند.

یک‌راه برای حل مشکل زمان،‌ معکوس کردن پیش‌آزمایش است، با استفاده از ویدئوی کوتاهی که دانش‌آموزان را برای شروع آزمایش با راهنمایی کم معلم و یا بدون راهنمایی کلاسی او، آماده می‌کند. برای این کار،‌ دانش‌آموزان نمایشی (ویدئویی) از مراحل کار در حین آزمایش را می‌بینند و سپس در کلاس، آزمایش را انجام می‌دهند.

روش‌‌های معکوس‌سازی آزمایشگاه

یک راه برای به دست آوردن زمان بیشتر برای آزمایشگاه این است که از دانش‌آموزان خواسته شود قبل از حضور در كلاس ویدئوهایی را درباره تكنیك‌های آزمایشگاهی ببینند.

این ویدئوها برای معرفی برخی از شیوه‌های علوم مثل نحوه عیارگیری،‌ روش آزمودن سختی یک کانی یا نحوه به‌کار‌گیری یک ترازو خیلی مفید است. توجه کنید که بسیاری از دانش‌آموزان صرفاً با دیدن ویدئو، در انجام دادن تكنیك‌ها مهارت پیدا نمی‌کنند.
این فقط راهی برای معرفی تكنیك‌ها به دانش‌آموزان برای بهبود مهارتشان در آزمایشگاه است؛‌ و استفاده از ویدئوهای معکوس موجب می‌شود در کلاس،‌ زمان بیشتری برای افزایش مهارت‌های خاص ایجاد شود.

ما برای آموزش نحوه استفاده از یک پیپت حبابدار، ویدئویی تولید کرده‌ایم. مهارت پیدا کردن در این کار برای دانش‌آموزان سخت بود و وقت زیادی می‌گرفت.

تماشای ویدئو قبل از کلاس باعث شد زمان بیشتری در کلاس برای تمرین مهارت داشته باشیم. ابتدا از دانش‌آموزان خواستیم با آب تمرین کنند و سپس پیپت را برای مواد شیمیایی در آزمایش‌‌های مختلف استفاده کنند.

استفاده از ویدئوی آموزشی، پیش‌زمینه‌های اساسی را برای كسب این مهارت دشوار به دانش‌آموزان داد.

ایمنی آزمایشگاه معکوس

شروعی خوب برای کلاس علوم،‌ معکوس کردن آموزش ایمنی آزمایشگاه در آغاز سال است. جنیفر میز[2] که معلم شیمی ‌در کلرادو است سال تحصیلی را با ویدئویی آغاز کرد که بعضی از تصمیم‌های ضعیف او در آزمایشگاه را نشان می‌داد.

این ویدئوی خنده‌دار نه‌تنها به دانش‌آموزان اهمیت ایمنی در آزمایشگاه را بیان می‌كرد، بلکه نحوه درست کار کردن فرد در آزمایشگاه را نشان می‌داد. بعد از آن، میز یک آزمون نمونه برگزار کرد تا مطمئن شود دانش‌آموزان به‌درستی لزوم ایجاد ایمنی در آزمایشگاه علوم را درک کرده‌اند.

فایده دیگر معکوس کردن ایمنی آزمایشگاه این است که دانش‌آموزان،‌ در هر زمانی بعد از شروع سال تحصیلی در کلاس ثبت‌نام کنند، می‌توانند همان پیام‌های ایمنی را دریافت کنند که سایر دانش‌آموزانی که از ابتدای سال در کلاس بوده‌اند،‌ دریافت کرده‌اند.

شکل 1 جنیفر میز،‌ معلم شیمی ‌(‌سمت راست) و همکارش در دبیرستان فالکون،‌ ایمنی آزمایشگاه را در یک ویدئوی پیش از آزمایشگاه،‌ نشان می‌دهد.

ویدئوهای پیش از آزمایشگاه،‌ ساخته دانش‌آموزان

در کلاس درس شیمی،‌ هم‌زمان دانش‌آموزانی در سطوح مختلف حضور دارند. دانش‌آموزان ممتاز او با سرعت بیشتری محتوا را یاد می‌گیرند و زودتر از سایر دانش‌آموزان آماده انجام دادن آزمایش‌ها می‌شوند.

او از دانش‌آموزان ممتاز‌ می‌خواهد پس از تکمیل آزمایششان،‌ یک ویدئوی پیش از آزمایشگاه برای سایر دانش‌آموزان بسازند. این دانش‌آموزان به نحوی از دیگران متمایز می‌شوند. او دریافته است که این شیوه بسیار مؤثر و برانگیزاننده است،‌ هم برای دانش‌آموزان ممتاز و هم برای آن‌هایی که بعداً ویدئوی پیش از آزمایشگاه را می‌بینند.

ثبت آزمایش‌های دانش‌آموزان و اشتراک آن
با همه دانش‌آموزان

اینوک نگ[3]،‌ معلم علوم و ریاضی پایه پنجم در سنگاپور است. او با وجود ۳۸ دانش‌آموز در کلاس،‌ قادر به انجام آزمایش است و اغلب از دانش‌آموزان می‌خواهد آزمایش‌های مختلفی را در موضوعی مشخص انجام دهند و خلاصه‌ای ویدئویی از هر گروه،‌ درست می‌کند. به‌عنوان‌مثال دانش‌آموزان کلاس او روی عوامل مؤثر بر سرعت تبخیر آب تحقیق می‌کردند.

بعضی از گروه‌ها روی حرارت پژوهش کردند،‌ گروهی روی باد،‌ جمعی روی مساحت سطح و گروهی هم‌ روی مقدار ذرات محلول. دانش‌آموزان برای بررسی این تأثیرات،‌ در گروه‌های کوچک،‌ آزمایش‌های مختلفی را انجام دادند و وقتی کارشان به پایان رسید،‌ نگ خلاصه‌های سریعی از هر آزمایش برای عوامل مختلف به‌صورت فیلم تولید کرد؛ سپس همه این ویدئو‌ها را در ویدئویی ویرایش کرد و از دانش‌آموزان خواست تا ویدئوی خلاصه را ببینند.

با وجود اینکه او زمان و منبع کافی برای انجام دادن همه آزمایش‌ها، توسط همه دانش‌آموزان را نداشت، از آن‌ها خواست که تمام عوامل مؤثر بر تبخیر را بشناسند. این ویدئو، کلیدی بود که این خواسته او را محقق می‌کرد.

نگ مطمئن است که دانش‌آموزان نه‌تنها قادر به شرح آزمایشی هستند که انجام داده‌اند،‌ بلکه از آن مهم‌تر، ‌می‌توانند چگونگی انجام آزمایش و به نتیجه رسیدن آن را شرح دهند. این شیوه‌ای عالی است و به دانش‌آموزان کمک می‌کند درحالی‌که پدیده‌ای طبیعی را شرح می‌دهند،‌ عالمانه بیندیشند.

درخواست ثبت آزمایش‌ها از دانش‌آموزان

مارک سیگل که معلم شیمی ‌در نیوجرسی است،‌ از دانش‌آموزانش می‌خواهد آزمایش خودشان را به‌صورت ویدئو مستند کنند. او نه‌تنها از بچه‌ها می‌خواهد که از فرایند کارشان در آزمایشگاه فیلم بگیرند، بلکه می‌خواهد که موضوع را عمیق‌تر بررسی کنند. دانش‌آموزان،‌ داده‌ها را تحلیل می‌کنند،‌ نتایج را استخراج می‌کنند و نتایجشان را در ویدئو می‌آورند.

سیگل دریافت که وقتی دانش‌آموزان،‌ از خودشان فیلم می‌سازند، حاصل این فعالیت،‌ تفکری عمیق‌تر است؛ او فکر می‌کند، این فعالیت با ماهیت كلی ویدئو سروکار دارد؛ چون در كلاس او، همه دانش‌آموزان، محصول نهایی بچه‌های دیگر را می‌بینند.

شکل 2 دانش‌آموز در حال ثبت ویدئویی از آزمایش خود با استفاده از گوشی هوشمند

این مقاله برگرفته شده از: برگمن، جان و سامز، ارون (1396). یادگیری معكوس در علوم، ترجمه محمد عطاران و همكاران، تهران: مرآت

برای مطالعه بیشتر می‌توانید از طریق سایت shop.meraat.ir، این كتاب را تهیه نمایید.

[1]. Pre-lab منظور کارهایی است که باید پیش از انجام یک آزمایش انجام داد مثلاً پرسش درباره مفهومی که در آزمایش، بررسی می‌شود، اهداف آزمایش یا فرضیاتی که در آزمایش بررسی می‌شود.

[2]. Jennifer Maze

[3]. Enoch Ng