لزوم تغییر روش‌های آموزش به منظور بهبود سواد علمی

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، «زاهلن روشه آلرد» استاد شیمی و بیوشیمی دانشگاه فلوریدا در آمریکا می گوید:‌ دانشجویان برای دانش آموختگی باید ۴۰ تا ۶۰ ساعت کار کلاسی علمی انجام دهند که حدود ۲۵۰۰ ساعت در دوره تحصیل به طول می انجامد. 

اما تحقیقات نشان داده است با وجود همه این تلاش ها، بیشتر دوره های آموزشی، شناخت پراکنده و از هم گسیخته ای از مفاهیم اساسی علمی به دانشجویان می دهد. شیوه های آموزش، حفظ حقایق مجزا را تقویت می کند و از یک فصل کتاب به فصل بعدی پیش می رود، بدون آنکه لزوما ارتباطی بین آنها برقرار کند و به جای آنکه دانشجویان یاد بگیرند چگونه از این اطلاعات استفاده کنند و حقایق علمی را به طور معنی دار با هم مرتبط کنند.

توانایی ایجاد این پیوستگی و ارتباط فراتر از کلاس درس با اهمیت است؛ زیر مبنای سواد علمی است که عبارت از توانایی استفاده از دانش علمی برای ارزیابی صحیح از اطلاعات و تصمیم گیری بر اساس شواهد است.

آلرد گفت: به عنوان یک محقق آموزش شیمی از سال ۲۰۱۹ با کمک همکارم به بررسی این نکته پرداختیم که دانشجویان شیمی چگونه دانش خود را با سایر رشته های علمی ادغام می کنند و به کار می گیرند. در تازه ترین مطالعه خود، در مورد اینکه دانشجویان چگونه می توانند از دانش شیمی خود برای توضیح پدیده های زیست شناسی دنیای واقعی استفاده کنند، به بررسی پرداختیم. برای انجام این کار به دانشجویان تکالیفی داده شد و طوری طراحی شده بود که پیوندها و ارتباطات میان رشته ای ایجاد کنند. 

وی افزود: در این مطالعه به این نتیجه رسیدیم هرچند بیشتر دانشجویان فرصت های مشابه به آنها داده نشده بود که برای انجام این کار آماده شوند اما اگر فعالیت هایی بخشی از برنامه ‌آموزشی باشند، می توانند مفید باشند.

یادگیری سه بعدی ۳DL

تحقیقات بسیاری نشان می دهد آموزش سنتی علم، نحوه کاربرد دانش علمی و توضیح مطالبی را که دانشجویان مستقیم یاد نگرفته اند، به خوبی به آنها آموزش نمی دهد.  

با درنظر گرفتن این نکات یک سری فعالیت های میان رشته ای تحت چارچوب یادگیری سه بعدی طراحی شد. یادگیری سه بعدی تاکید دارد که آموزش، یادگیری و ارزیابی دانشجویان باید شامل استفاده از ایده های اساسی درون یک رشته باشد. این یادگیری باید شامل ابزارها و قوانینی باشد که از دانشجویان در ایجاد ارتباط درون و میان رشته ای حمایت می کند. دست آخر اینکه باید مشوق دانشجویان در استفاده از دانش شان باشد. این چارچوب بر اساس نحوه یادگیری افراد به عنوان راهی برای کمک به همه دانشجویان برای کسب درک عمیق از علم طراحی و این فعالیت ها در کلاس درس انجام شد. 

ایجاد ارتباطات علمی

آلرد خاطرنشان کرد: ما با ۲۸ دانشجوی سال اول علوم و مهندسی مصاحبه کردیم. همه آنها در دوره های زیست شناسی و شیمی مقدماتی ثبت نام کرده بودند. از آنها خواسته شد ارتباطات بین محتوای دوره ها را شناسایی کنند و پیام اصلی هر دوره را از نظر خود بیان کنند. 

وی گفت: دانشجویان با فهرست گسترده ای از عناوین، مفاهیم و مهارت هایی که در کلاس آموخته بودند، پاسخ دادند. برخی اما نه همه ایده های اصلی هر علم را شناخته بودند. آنها می دانستند دانش شیمی شان برای درک زیست شناسی مهم است، اما ممکن است عکس آن صادق نباشد.

به طور مثال دانشجویان عنوان کردند که دانشی که در دوره شیمی در مورد واکنش ها کسب کردند، برای درک چگونگی و  علت گونه های شیمیایی سازنده دی ان ای، مهم است. 

برای دوره زیست شناسی ایده اصلی رابطه میان ساختار- عملکرد بود، اینکه چگونه شکل گونه های شیمیایی و زیست شناختی شغل آنها را تعیین می کند. سپس یک سری فعالیت های بین رشته ای طراحی شد تا دانشجویان را در استفاده از  دانش و ایده های اصلی شیمی برای کمک به توضیح پدیده های زیست شناختی واقعی هدایت کند.

دانشجویان یک ایده اصلی شیمی را بررسی کردند و از آن دانش برای توضیح یک سناریو شیمی مشابه استفاده کردند. سپس از این سناریو برای توضیح یک سناریو زیست شناسی بهره گرفتند.

در یک فعالیت تاثیر اسیدی شدن اقیانوس ها روی صدف های دریایی بررسی شد. در اینجا از دانشجویان خواسته شد از ایده های اساسی شیمی برای توضیح تاثیر افزایش سطح دی اکسید کربن آب دریا بر جانوران دریایی مثل مرجان ها و حلزون ها استفاده کنند. در فعالیت دیگری از دانشجویان خواسته شد دانش شیمی خود را برای توضیح فرایند اسمز نحوه ورود و خروج آب از سلولها در بدن بکار گیرند.  

در مجموع دانشجویان به دانش شیمی خود احساس اطمینان داشتند و توانستند به سادگی سناریوهای شیمی را توضیح دهند، اما استفاده از دانش شیمی برای توضیح سناریوهای زیست شناختی سخت تر بود. 

در فعالیت اسیدی شدن اقیانوس بیشتر دانشجویان توانستند پیش بینی کنند چگونه افزایش دی اکسید کربن سطح اسیدی اقیانوس را افزایش می دهد، اما نتوانستند توضیح دهند چگونه این تغییرات حیات دریایی را با توفق تشکیل صدف ها تحت تاثیر قرار می دهد.

این یافته ها بیانگر خلاء بزرگی بین آنچه دانشجویان در دوره های علمی یاد می گیرند و آمادگی آنها برای استفاده و کاربرد این اطلاعات است. این مشکل با وجود اینکه بنیاد ملی علوم آمریکا در سال ۲۰۱۲ رهنمودهای یادگیری سه بعدی را برای اثربخشی بیشتر آموزش علوم تعیین کرد، همچنان به قوت خود باقی است. 

دانشجویان در این بررسی گزارش دادند که این فعالیت ها به آنها کمک کرد ارتباطات بین دو رشته را ببینند که در غیر این صورت برای آنها قابل درک نبود.  

آلرد افزود:‌ ما دریافتیم دانشجویان شیمی دست کم مایل هستند توانایی درک عمیق تری از علم و نحوه کاربرد آن کسب کنند.