تفاوت حفظ کردن با فهمیدن؛ نگاهی به روش دکتر محمود بهزاد

بسیاری از ما سال‌های طولانی از زندگی خود را روی نیمکت‌های مدرسه گذرانده‌ایم بدون آنکه لذت واقعی کشف علمی را تجربه کنیم. آموزش واقعی تفاوتی بنیادین با انباشت اطلاعات زیست‌شناسی یا ریاضی در ذهن دارد. در این مقاله می‌خواهیم بررسی کنیم که چرا ساختار سنتی مدارس به‌جای پرورش خلاقیت، ذهن‌ها را به سمتی هدایت می‌کند که مفاهیم ساده علمی را با اعداد اشتباه یا قیاس‌های ناممکن ترکیب کنند. آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چرا رتبه‌های برتر آزمون‌ها گاهی در درک ابتدایی‌ترین مسائل زندگی درمانده می‌شوند؟ آیا مقصر اصلی معلمان هستند یا کتاب‌های درسی که فرصت تجربه مستقیم را از دانش‌آموز سلب می‌کنند؟ با ما همراه باشید تا نگاهی عمیق به این چالش بیندازیم.

پیش‌زمینه تاریخی آموزش نوین زیست‌شناسی در ایران

توسعه علوم تجربی در ایران معاصر همواره با چالش‌های ساختاری فراوانی روبه‌رو بوده است که ریشه در شیوه‌های سنتی مکتب‌خانه‌ای داشت. در دهه‌های نخست قرن گذشته، انتقال مفاهیم علمی به مدارس جدید عمدتاً به شکل ترجمه متون فرنگی بدون در نظر گرفتن زیرساخت‌های آزمایشگاهی انجام می‌شد. دکتر محمود بهزاد که او را پدر زیست‌شناسی نوین ایران می‌دانند، در دوران فعالیت خود تلاش کرد تا نگاه سنتی حفظ محور را به نگاهی پویا و مبتنی بر نظریه تکامل (Evolution) تغییر دهد. او به خوبی درک کرده بود که بدون ایجاد بستری برای لمس پدیده‌ها، دانش زیست‌شناسی به چند واژه فرار خلاصه می‌شود.

در اواسط قرن چهاردهم خورشیدی، نظام آموزشی ایران با حجم انبوهی از متون ترجمه‌شده مواجه بود که معلمان مجبور بودند آن‌ها را در ساعت‌های محدود آموزشی به دانش‌آموزان تزریق کنند. این دوران گذار با کمبود شدید کیت‌های آزمایشگاهی و میکروسکوپ همراه بود که منجر به پدید آمدن آموزش انتزاعی شد. تلاش‌های مصلحان آموزشی در آن زمان متمرکز بر تغییر کتب درسی و افزودن بخش‌های عملی بود. با این حال مقاومت ساختاری مدارس و روش‌های ارزیابی مبتنی بر نمره نهایی، مانع از استقرار کامل روش‌های اکتشافی شد و سایه سنگین نمره‌گرایی تا دهه‌ها بر سر مدارس باقی ماند.

کلاس درس و خاطره آزمون فیزیولوژی

چند سال پیش روزی ورقه‌ای مربوط به امتحان فیزیولوژی (Physiology) حیوانی را در جمع معلمانی که به تصحیح اوراق مشغول بودند می‌خواندم تا نمره مناسبی به آن بدهم. یکی از سؤالات درباره گلبول‌های قرمز خون بود و دو نمره از بیست نمره بدان تعلق داشت. دانش‌آموز مطالب درستی درباره شکل و کار گلبول قرمز نوشته بود. ولی این جمله نیز به چشم می‌خورد: «در هر متر مکعب خون انسان ۵۰۰۰ گلبول قرمز وجود دارد.» این جمله را با صدای بلند خواندم تا دیگر همکاران من از آن آگاه شوند. همه خندیدند و یکی گفت: «عجب دانش‌آموز احمقی!»

به هر صورت ورقه تصحیح شد و به اصطلاح، بر طبق بارم سؤالات، نمره ۱۷.۷۵ به آن ورقه تعلق گرفت. فردای آن روز در ورقه دیگری که به تکامل مربوط بود و به آن طبق بارم ۱۸.۵ داده شده بود، این جمله به چشم می‌خورد: «از خزندگان تک‌سلولی دوران دوم می‌توان ایگوانودون (Iguanodon) را نام برد.» این جمله هم به وسیله یکی از همکاران با صدای بلند خوانده شد. این بار نیز همه خندیدند.

اگرچه جمله مربوط به تعداد گلبول‌های قرمز به هذیان بیشتر شبیه بود تا به گفته دانش‌آموزی عاقل، برخلاف گفته همکارم، نویسنده آن شخص احمقی نبود، بلکه دانش‌آموزی بود که از جمع ۲۰ نمره لازم ۱۷.۷۵ به دست آورده بود و به احتمال قوی در امتحان توفیق یافته و اکنون در یکی از دانشگاه‌های کشور به تحصیلات عالی اشتغال دارد. شاید حال و روز نویسنده جمله هذیان‌مانند مربوط به خزندگان نیز چنین باشد! سؤالاتی که در اینجا مطرح است، این است که: «چرا دانش‌آموزی که به قسمت اعظم سؤالات پاسخ درست داده و نمره‌ای عالی گرفته، به نوشتن چنین هذیانی مبادرت کرده است؟» برای پاسخ گفتن به این پرسش، ذکر مقدمه‌ای نیاز است.

ریشه‌یابی بی‌علاقگی دانش‌آموزان به علم

بسیاری از معلمان به درستی نمی‌دانند که غرض از علم‌آموزی چیست و از چه راهی باید آن را آموخت. اینان مطالبی را به دستور معلمان خود در دوره تربیت معلم حفظ کرده‌اند و آن‌ها را با رنج فراوان تا پایان امتحان در مغز خود ضبط نموده‌اند و پس از گذراندن امتحان از یاد برده‌اند. اکنون که بر مسند معلمی تکیه زده‌اند، کار معلمان خود را تکرار می‌کنند. تنها چیزی که می‌دانند این است که شاگردان باید مطالبی را در حدود برنامه یاد بگیرند و آن‌ها را امتحان بدهند. ولی چه یاد بگیرند و چگونه یاد بگیرند مطرح نیست.

مثلاً معلم علوم طبیعی سال‌هاست به تدریس یک سلسله مطالب معین اشتغال دارد و از کثرت تکرار، آن مطالب را با همه جزئیاتش می‌داند، یعنی از حفظ شده است. او سعی دارد که شاگردانش همه آن مطالب را مانند خود او با همان دقت و تفصیل بدانند. معلم شیمی و معلم فیزیک و دیگر معلمان نیز سعی دارند که شاگردانشان با دقت آن‌ها و به همان تفصیل، شیمی، فیزیک و غیره بدانند. به عبارت دیگر، شاگردی که ۱۵ نوع درس می‌خواند باید مانند پانزده نفر متخصص که هریک از آن‌ها عمری را در حفظ کردن و بازگو کردن مطالب سپری کرده است، چیز به خاطر بسپرد و نام این کار علم‌آموزی است!

اگر از اینان پرسیده شود «شما بر اثر سال‌ها تکرار چند مطلب معین، توانسته‌اید جزئیات آن‌ها را به خاطر بسپرید و تازه این کار را به خاطر شغلتان کرده‌اید، یعنی چون در ازای بازگو کردن آن مطالب اجر مادی گرفته‌اید و به اصطلاح به نان رسیده‌اید، خواه ناخواه بدان‌ها علاقه‌مند شده‌اید، حال شاگردان به چه عشقی بدان‌ها علاقه‌مند شوند» چه خواهند گفت؟

ممکن است بگویند این‌ها همه مطالب جالب علمی هستند و دانستن آن‌ها بر هر فرد متمدن لازم است. اما در پاسخ به این پرسش چه خواهند گفت: «پس چرا شما جز آنچه خود تدریس می‌کنید، کمترین علاقه به مطالب علمی دیگر ندارید؟» مثلاً اگر معلم فیزیک هستید نه تنها به علوم طبیعی راغب نیستید، بلکه از مطرح شدن مطالب مربوط به آن احساس ناراحتی می‌کنید؟

اصولاً هرکسی با هر وسیله‌ای که ارتزاق می‌کند به آن وسیله علاقه‌مند می‌شود. بازگو کردن مطالب مربوط به علم شیمی برای معلم شیمی وسیله ارتزاق است، پس بدان علاقه‌مند است. پارچه‌فروش نیز به پارچه علاقه‌مند است زیرا فروختن پارچه وسیله ارتزاق اوست. حاصل آنکه، جالب بودن مطالب علمی به تنهایی برای آن کافی نیست که دانش‌آموز را علاقه‌مند سازد. باید دید که چه عواملی می‌توانند علاقه علم‌آموزی را در شاگردان برانگیزند و معلمان چگونه باید از آن‌ها استفاده کنند.

ماجرای گریه نوزاد و هنر کنجکاوی

چندی پیش دعوت شدم برای گروهی از معلمان که از همه استان‌ها به مرکز خوانده شده بودند، درباره روش امروزی علم‌آموزی مطالبی بگویم. به سالنی هدایت شدم که جمعیتی متجاوز از ۲۵۰ نفر در آن به انتظار سخنان من بودند. صحبت را با طرح چند پرسش شروع کردم و مسئله را بدانجا کشیدم که چگونه می‌توان شاگردان را به علم‌آموزی علاقه‌مند کرد. در این میان ناگهان سخنانم را قطع کردم و گفتم به یاد سؤال جالبی افتادم، دلم می‌خواهد جواب آن را از شما بشنوم. سؤال این بود: «چرا بچه موقع به دنیا آمدن گریه می‌کند؟»

عده‌ای بدون تأمل دست بلند کردند و آمادگی خود را برای پاسخ‌گویی اعلام داشتند. یکی گفت: «چون محیط زندگی‌اش عوض می‌شود.» گفتم درست، ولی عوض شدن محیط که گریه ندارد! دیگری گفت: «چون از مادر جدا می‌شود.» پاسخ دادم در این مرحله از زندگی، مسئله مادر برای بچه مطرح نیست! سومی گفت: «چون از رحم مادر وارد هوا می‌شود.» چهارمی که طبعی شوخ داشت گفت: «چون بعدها می‌فرستندش مدرسه!»

هرکس چیزی گفت، ولی هیچ کس عامل اصلی گریه نوزاد را نگفت. بدون آنکه علت آن را بگویم، دنبال سخنان اولیه را گرفتم. یکی از معلمان فوراً حرفم را قطع کرد و پرسید: «پس چرا خودتان علت را نمی‌گویید؟»

البته مطرح کردن آن سؤال و نگفتن دلیل آن و گرفتن دنباله سخنان قبلی، همه صحنه‌سازی بود تا چنین پرسشی از من بشود. پرسیدم: «مگر میل دارید علت را بدانید؟» همه با هم گفتند: آری. من به شوخی گفتم: «حالا که شما میل دارید، من هم نمی‌گویم!» همه خندیدیم و بار دیگر دنبال سخنان اولیه را گرفتم. این بار متفقاً از من خواستند که علت را بگویم. گفتم تا حالا که نمی‌دانستید، از این پس هم ندانید، طوری نمی‌شود! حاصل آنکه چنان آن‌ها را برای دانستن علت گریه نوزاد کنجکاو کردم که همه آماده شنیدن آن شدند و شاید اگر علت را نمی‌گفتم اندکی ناراحت می‌شدند.

چگونه تفکر پویا را در کلاس زنده کنیم

در این موقع بود که گفتم یکی از راه‌های علم‌آموزی کنجکاو کردن شاگردان برای دانستن امری است که قبلاً چندان بدان توجه نداشته‌اند. هنگامی که دانش‌آموزی کنجکاو بشود، موضوع را به خوبی فرا می‌گیرد و آن موضوع جزو دانسته‌هایش می‌شود، بدون آنکه کوشش کند آن را مثل مطالب کتاب‌های درسی از حفظ کند.

راه دیگر این است که معلم از صورت سخنگو بیرون بیاید و شاگردان را به فکر کردن و سخن گفتن وادارد. برای این کار معلم باید پرسش‌هایی درباره موضوع درس مطرح کند و از شاگردان پاسخ آن‌ها را بخواهد و وضعی پیش آورد که همه در پاسخ دادن شرکت کنند. چه بهتر که پرسش روی تخته سیاه نوشته شود و پاسخ‌ها اگرچه نادرست باشند، در برابر آن نوشته شوند و از شاگردان خواسته شود که پاسخ درست را بیابند تا با این عمل راه برای درک پاسخ درست باز شود.

بعضی از معلمان ما خود را یکه‌تاز میدان کلاس و تنها فرد عالم آنجا نشان می‌دهند و به هیچ کس اجازه نمی‌دهند اظهار وجود کند؛ و اگر خدای نخواسته شاگردی که مطلبی درباره موضوع می‌داند پیش از آنکه مطلب از دهان معلم بیرون آید، آن را بر زبان راند، معلم چنان به او اخم می‌کند که آن بیچاره برای همیشه از تکرار چنین عملی خودداری می‌کند.

این روش سه چیز لازم دارد: تسلط بر موضوع درس، تسلط بر کلاس و مهم‌تر از همه صرف انرژی بسیار. بیشتر به خاطر اینکه انرژی کمتری در کلاس صرف شود، معلم سخنگو می‌شود. در گوشه‌ای می‌ایستد و به شرح موضوع درس می‌پردازد. غافل از اینکه یک امر روان‌شناسی، به زودی زحمات او و دقت همه دانش‌آموزان را به هدر می‌دهد. آن امر روان‌شناسی تداعی (Association) است.

اصولاً شاگرد مدرسه یا هر مستمع دیگر، برای استماع سخن، گنجایش محدودی دارد. هرچه مطلب جالب‌تر باشد مدت استماع طولانی‌تر می‌شود. به عکس، هرچه موضوع سخن کمتر جالب باشد مدت استماع کوتاه‌تر می‌گردد. از آنجا که مطالب درسی، به صورتی که در کتاب‌ها نوشته شده‌اند یا به وسیله معلمان عرضه می‌شوند، توجه دانش‌آموزان را جلب نمی‌کنند، شاگردان چند دقیقه پس از آغاز هر درس، اگر در آن به صورتی شرکت داده نشوند، بر اثر تداعی، در حالی که درست به چهره معلم خیره شده‌اند و صدای او را می‌شنوند، به چیزی دیگر می‌اندیشند. علل و اسباب تداعی بسیار است و کوچک‌ترین عوامل محیط گرداگرد دانش‌آموز در کلاس و حیاط مدرسه می‌تواند عامل تداعی باشد. نظر به اهمیتی که مسئله تداعی در از بین بردن زحمات معلمان سخنگو دارد، با ذکر مثالی آن را روشن‌تر می‌کنیم.

هرگونه صدایی که به گوش دانش‌آموزی برسد ممکن است موجب تداعی شود. مثلاً صدای گنجشک شاگردی را به یاد گنجشکی که دیروز با تیرکمان زده است می‌اندازد و خاطر او را مشغول می‌کند. صدای سرفه‌ای شاگرد دیگر را به یاد سرفه‌های پدر بیمارش که دیشب خواب را بر وی حرام کرده بود می‌اندازد. صدای بوق اتومبیلی شاگردی را به یاد بوق آزاردهنده اتومبیل همسایه می‌اندازد.

بدین روش، هر شاگردی با یک عامل محیطی گرداگرد خود به فکری فرو می‌رود و بدان مشغول می‌شود. در تمام مدتی که در این خیال‌بافی است، سخنان معلم را می‌شنود، ولی چیزی از آن نمی‌فهمد. دوام مدت تداعی عموماً چندان زیاد نیست، به طوری که پس از چند دقیقه قطع می‌شود و بار دیگر سخنان معلم برای شاگرد مفهوم پیدا می‌کند. اما این بار چون ردیف مطالب در ذهن شاگرد گسیخته شده است، زودتر دستخوش تداعی می‌شود و این جریان چندبار در یک ساعت درس اتفاق می‌افتد.

بسا اتفاق می‌افتد که معلمی در چنین حالی سؤالی مطرح می‌کند. آن عده از شاگردان که همراه سخنان معلم نبوده‌اند و از موضوع سؤال آگاه نشده‌اند با عجله از رفقای نزدیک خود سؤال مطرح شده را می‌پرسند! حاصل آنکه امر تداعی، زحمات معلمانی را که شاگردان را در کلاس علم‌آموزی شرکت نمی‌دهند، به هدر می‌دهد.

مفهوم چیست و تفاوت آن با حفظ کردن

راه درست علم‌آموزی این است که کوشش شود شاگرد مفاهیم علمی را کسب کند نه آنکه مطالب علمی را حفظ کند. برای روشن شدن معنی مفهوم علمی با چند مثال مسئله مفهوم را، به طور کلی، اعم از علمی و غیر علمی، توضیح می‌دهم.

روزی آموزگاری که در کلاس چهارم ابتدایی تدریس می‌کرد این موضوع را برای نوشتن انشا به شاگردانش داد: «وضع یک خانواده فقیر را شرح بدهید.» دختر یک میلیونر که در آن کلاس تحصیل می‌کرد این‌طور نوشت: «خانواده‌ای بود فقیر، پدر فقیر، مادر فقیر، پسران فقیر و دختران فقیر، پدربزرگ فقیر و مادربزرگ فقیر، کلفت‌ها فقیر، نوکرها فقیر، همه ماشین‌ها فقیر، ساختمان خانه فقیر، استخر شنا فقیر، زمین تنیس فقیر، فرش‌ها و مبل‌ها و همه چیزهای خانه فقیر بودند.» آیا غیر از این است که دخترک میلیونر از مفهوم فقر بی‌اطلاع بود؟

روزی تابوتی را به سوی گورستانی می‌بردند و گروهی آن را بدرقه می‌کردند. پسر مرد فقید به دنبال تابوت پدر می‌رفت و زاری‌کنان می‌گفت: «پدر جان، امشب تو را در جایی منزل خواهند داد که نه چراغی دارد، نه فرش، نه آب دارد، نه نان و نه وسیله گرما.» گدایی با پسر کوچکش در کناری نشسته بود و به سخنان پسری که زاری می‌کرد گوش می‌دادند. پسرک از پدرش پرسید: «بابا این تابوت را به خانه ما می‌برند؟» آیا غیر از این است که پسرک نه تنها مفهوم بینوایی را می‌دانست، بلکه آن را لمس می‌کرد؟

کسی که سواد ندارد و خواندن و نوشتن نمی‌داند، اگر جلوی میزی بنشیند و به خوردن غذا مشغول شود، چنانچه ناگهان دستش به لیوانی بگیرد و آن را به سوی زمین واژگون کند، بلافاصله دستش را به سرعت به سوی زمین می‌برد و لیوان را قبل از افتادن به زمین می‌گیرد. این شخص بی‌سواد، بی‌تجربه، از دو مفهوم آگاهی دارد: اول مفهوم جاذبه زمین است و آن اینکه هر جسم سنگینی که رها شود به سوی زمین می‌رود و دوم، مفهوم از دست رفتن لیوان. این شخص در هیچ کتابی ندیده و نخوانده و حفظ نکرده است که «اگر لیوانی رها شود، به سوی زمین می‌رود و می‌شکند، پس باید آن را پیش از رسیدن به زمین گرفت تا از دست نرود.»

نقش مشاهده تجربی در درک مفاهیم علمی

مفهوم علمی هم همین حال را دارد و باید به تجربه کسب گردد نه به زور در حافظه جا داده شود. حال وقت آن است که این پرسش را که در آغاز مطرح کرده‌ایم پاسخ گوییم: «چرا دانش‌آموزی که به قسمت اعظم پرسش‌ها پاسخ درست داده، به نوشتن چنین هذیانی مبادرت کرده است؟»

دانش‌آموز مفهوم متر مکعب را نمی‌دانست و نیز از مفهوم اندازه گلبول قرمز بی‌اطلاع بود. به عبارت دیگر، به تجربه نمی‌دانست متر مکعب چه حجمی است و میلی‌متر مکعب چه. نیز تصوری از عظمت متر مکعب نسبت به میلی‌متر نداشت و نمی‌دانست که یک متر مکعب معادل ۱۰۰۰ در ۱۰۰۰ در ۱۰۰۰ یعنی یک میلیارد (هزار میلیون) میلی‌متر مکعب است. همین دانش‌آموز هیچ‌گاه چیزی را که گفته شود به اندازه فندق است با چیزی که گفته شود به اندازه هندوانه بزرگی است اشتباه نمی‌کند. چون فندق و هندوانه از نظر جثه دو مفهوم برای او دارند. ولی این را به تجربه آموخته، نه آنکه در کتاب دیده و به عنوان درس به خاطر سپرده است.

دانش‌آموزی که خزندگان را از تک‌سلولی‌ها به حساب آورده است، نه مفهوم خزنده را می‌داند و نه مفهوم حیوان تک‌سلولی را. او هرگز سلولی را زیر میکروسکوپ (Microscope) ندیده است، بلکه عکس سلول و حیوان تک‌سلولی را بسیار درشت‌تر از معمول در کتاب خود دیده است. و نیز تصویر ایگوانودون، خزنده دوران دوم، را در کتاب و تقریباً به همان جثه مشاهده کرده است. هیچ‌گاه در زیر عکس ایگوانودون ننوشته‌اند «۱/۱۰۰ برابر» و در زیر عکس سلول نوشته نشده است «۱۰۰۰ برابر» تا تصور درستی در ذهن او ایجاد کنند.

از این گذشته، خزنده برای او فقط بدان معنی است که روی زمین می‌خزد و شاید پیش خود فکر کرده است آمیب (Amoeba) هم، که جانوری تک‌سلولی است و روی برگ مرده می‌خزد و پیش می‌رود، پس خزنده است؛ و حال آنکه خزنده در مفهوم حیوان‌شناسی به حیواناتی می‌گویند که خزیدن یکی از خاصه‌های آن‌هاست و چه بسا خزندگانی بوده‌اند یا اکثراً وجود دارند که حرکتی چون چارپایان داشته‌اند و دارند و این کلمه فقط نماینده نام گروه است. مثلاً کلمه سلول (Cell) یعنی حجره، و حال آنکه محتویات حجره زنده و فعال است نه خود حجره، و گرچه این نام‌گذاری را تغییر نداده‌اند، اما توجه می‌دهند که نام درستی نیست. قهوه‌خانه جایی است که شاید همه‌چیز در آن پیدا می‌شود اما تنها چیزی که در آن نیست قهوه است!

اکنون ببینیم چگونه می‌توان دانش‌آموزان را در کسب مفاهیم علمی یاری کرد. هر مفهوم علمی یک واقعیت یا گروهی از واقعیت‌های مربوط به هم است. مثلاً وجود جانداران میکروسکوپی یک واقعیت است. واقعیت، مشاهده‌ای است که همه کس می‌تواند انجام دهد. هرکس می‌تواند قطره‌ای آب حوض را روی تیغه شیشه‌ای بریزد و آن را با تیغکی بپوشاند و در زیر میکروسکوپ مشاهده کند و تعداد بسیاری جاندار میکروسکوپی ببیند. نیز می‌تواند آن قطره روی تیغه شیشه‌ای را بدون کمک میکروسکوپ مشاهده کند و چیزی نبیند. پس یک واقعیت دیگر این است: «جاندارانی وجود دارند که مستقیماً با چشم دیده نمی‌شوند.» واقعیت دیگر این است: «میکروسکوپ جاندارانی را مرئی می‌سازد که مستقیماً با چشم دیده نمی‌شوند.» واقعیت دیگر این است: «بدن بیشتر جانداران میکروسکوپی عموماً سه بخش دارد: سیتوپلاسم، هسته و غشا.» یک واقعیت دیگر: «هر بخش از یک گیاه را در زیر میکروسکوپ مشاهده کنید، آن را مرکب از واحدهایی خواهید دید که هریک مرکب از سیتوپلاسم، هسته و غشاست.» همچنین «هر عضو حیوانی را در زیر میکروسکوپ مشاهده کنید، آن را مرکب از واحدهایی خواهید یافت که هریک مرکب از سیتوپلاسم، هسته و غشاست.»

دانشمندی نام این واحدها را سلول گذاشت. از جمع این واقعیت‌ها تئوری سلولی به وجود می‌آید: «بدن هر جاندار، از یک یا اجتماع تعداد بی‌شماری سلول مرکب است.» باکتری هم جاندار است، ولی به خلاف بیشتر جانداران میکروسکوپی، فقط سیتوپلاسم و غشا دارد و هسته‌ای در آن دیده نمی‌شود. پس این سؤال پیش می‌آید: آیا ممکن است بعضی از جانداران میکروسکوپی هسته نداشته باشند؟ پس از ترتیب دادن چند آزمایش، به این واقعیت می‌رسیم: «ماده هسته در سیتوپلاسم باکتری پراکنده است و به صورت دانه در آن جمع نشده است.» پس تئوری سلولی درست است.

بنابر آنچه گذشت، مفاهیم علمی حاصل مشاهدات هستند. مشاهده عبارت است از ادراک امور به وسیله حواس سالم و ابزارهایی که برد حواس را زیاد می‌کنند. مشاهده فقط با چشم صورت نمی‌گیرد، بلکه به وسیله همه حواس انجام می‌گیرد. شنیدن صدا مشاهده است، ادراک مزه یا بوی اشیا مشاهده است. ادراک زبری، نرمی، گرمی و سردی اجسام مشاهده است.

پس مشاهده اساس ادراک واقعیت‌ها و در نتیجه کسب مفاهیم علمی به صورت انتزاعی است. اگر به شاگردی بگویید، یا خودش در کتابی بخواند که در هر میلی‌متر مکعب خون پنج میلیون گلبول قرمز هست، این مشاهده نیست. بلکه آگاهی از یک واقعیت، از راه شنوایی یا بینایی، است. به عبارت دیگر، این یک خبر است. از آنجا که شاگرد خود مشاهده نکرده است و حتی در مشاهده سهیم نبوده است، موضوع مدت کمی در ذهنش باقی می‌ماند و به زودی به فراموشی سپرده می‌شود.

اما اگر اندکی خون از یکی از شاگردان کلاس بگیرند و روی تیغه شیشه‌ای پهن کنند، بعد آن تیغه را به یک یک افراد کلاس نشان دهند تا ببینند که لکه قرمزی روی تیغه شیشه‌ای پهن و خشک شده است و سپس آن را در زیر میکروسکوپ، ابتدا با درشت‌نمایی کم، به آن‌ها نشان دهند تا اولاً کثرت تعداد گلبول‌ها و ثانیاً کوچکی آن‌ها را مشاهده کنند و بعد از آن گلبول‌ها را با درشت‌نمایی زیاد نشانشان دهند تا مشاهده شود که به شکل قرص‌های مقعرالطرفین‌اند، این موضوع به صورت یک مفهوم علمی کسب می‌شود. تازه برای آنکه این مفهوم به صورتی به ذهن شاگرد راه یابد که به زودی فراموش نشود، باید به او تکلیف شود که آنچه را مشاهده کرده است رسم کند و نیز مفهومی را که کسب کرده است در جمله‌ای بنویسد.

چه بهتر که از مقدار خون آدمی و مقایسه آن با حجم‌های محسوس نیز صحبت و میلی‌متر مکعب برای شاگردان به خوبی مجسم شود و از تعداد کل گلبول‌ها در خون آدمی سخن به میان آید. در این صورت می‌توان مطمئن شد که شاگرد مفهومی علمی را کسب کرده است. ضمناً هر وقت که صحبت از خون به میان می‌آید، آن مشاهده را یادآوری کنند تا موقعیتش در ذهن تحکیم شود.

ممکن است گفته شود: «چون میکروسکوپ در اختیار ندارم، ناگزیرم آنچه را که در کتاب نوشته است بازگو کنم.» قبول، در شهری کوچک هستید و هیچ وسیله‌ای برای علم‌آموزی در اختیار ندارید. اما آیا این را می‌دانید که علم‌آموزی به روشی غیر از روش کسب مفاهیم اتلاف وقت است؟ آیا با علم به این واقعیت، به کار خود و شاگردان زیر دست خود و به علم علاقه‌مند هستید؟ اگر این دو جواب مثبت است، راهی خواهید اندیشید.

شما قاره‌ها، اقیانوس‌ها، رودها و رشته‌کوه‌های بزرگ و کشورهای مهم جهان را می‌شناسید و هر وقت درباره آن‌ها صحبتی شود به خوبی در خاطر خود مجسم می‌کنید و اگر اطلاعاتی از آن‌ها بخواهند خواهید داد، و حال آنکه ممکن است مستقیماً به بازدید هیچ یک از آن‌ها نپرداخته باشید.

آگاهی شما از این واقعیت‌ها به چه وسیله صورت گرفته است؟ مسلماً نقشه جغرافیا و کره جغرافیایی. پس عکس، نقشه و مدل‌های کوچک‌تر یا بزرگ‌تر می‌توانند در مشاهده جانشین اصل شوند. مسئله مهم در این‌گونه موارد آن است که اولاً تناسب نقشه، مدل یا عکس با اصل حفظ شود و شاگرد کاملاً متوجه این تناسب باشد. ثانیاً با وسایل گوناگون، توجه شاگرد به مسئله جلب شود. این کار، علاقه، ابتکار و صرف انرژی می‌خواهد.

عصب‌شناختی یادگیری فعال و ساختار مغز

تحقیقات نوین در حوزه علوم اعصاب شناختی (Cognitive Neuroscience) نشان می‌دهند که مغز انسان برای بایگانی اطلاعات خام و بی‌ارتباط با واقعیات حسی طراحی نشده است. هنگامی که یک دانش‌آموز متنی را صرفاً جهت شب امتحان حفظ می‌کند، داده‌ها در حافظه موقت یا همان حافظه فعال (Working Memory) متوقف می‌شوند و پس از مدت کوتاهی مسیرهای سیناپسی مربوط به آن‌ها تضعیف می‌گردد. در مقابل یادگیری فعال که با درگیری حواس چندگانه همراه است، ترشح انتقال‌دهنده‌های عصبی مانند دوپامین را تحریک کرده و فرآیند تحکیم حافظه (Consolidation) را در هیپوکامپ تسهیل می‌کند.

پژوهش‌های انجام‌شده بر روی بازنمایی فضایی در مغز نشان می‌دهند که عدم درک مقیاس‌ها ارتباط مستقیمی با عدم فعال‌سازی کورتکس آهیانه‌ای دارد؛ بخشی از مغز که وظیفه پردازش فضا، اندازه و نسبت‌ها را بر عهده دارد. وقتی دانش‌آموزی بدون دیدن فیزیکی متر مکعب فقط عدد آن را می‌خواند، مغز او هیچ تصویر سه‌بعدی از این مفهوم نمی‌سازد. بنابراین برای پیشگیری از هذیان‌های علمی نظیر وجود پنج هزار گلبول در یک متر مکعب خون، سیستم عصبی نیازمند تحریکات حسی ملموس و شبیه‌سازی‌های فیزیکی است تا بتواند نقشه‌های ذهنی دقیقی از مقیاس‌های میکروسکوپی و ماکروسکوپی ترسیم کند.

الگوهای نوین آموزشی و کلاس معکوس

نظریه‌پردازان حوزه آموزش در سال‌های اخیر الگوهای متعددی را برای شکستن ساختار سنتی و خسته‌کننده کلاس‌های درس پیشنهاد داده‌اند که یکی از موفق‌ترین آن‌ها روش کلاس معکوس (Flipped Classroom) است. در این شیوه آموزشی، فرآیند انتقال اطلاعات پایه و تدریس مستقیم به خارج از کلاس و در قالب ویدیوهای کوتاه یا پادکست‌های آموزشی منتقل می‌شود. دانش‌آموزان پیش از ورود به کلاس با مفاهیم اولیه آشنا می‌شوند و ساعت گران‌بهای حضور در کلاس را صرف فعالیت‌های گروهی، حل مسئله و طراحی آزمایش‌های علمی می‌کنند.

یک نمونه واقعی از اثربخشی این روش در آموزش مفاهیم انتزاعی زیست‌شناسی، پروژه مدارس فنلاند در درس علوم تجربی است که در آن دانش‌آموزان به جای حفظ کردن تئوری‌های سلولی، ملزم به ساخت مدل‌های سه‌بعدی با ژله و قطعات میوه شدند تا اجزای سلول را به طور ملموس حس کنند. این تجربه نشان داد که میزان ماندگاری مطالب در ذهن کودکان تا هشتاد درصد افزایش می‌یابد. در این الگو معلم دیگر یک سخنران بی‌وقفه نیست بلکه به تسهیل‌گری تبدیل می‌شود که با طرح پرسش‌های چالش‌برانگیز، تفکر انتقادی را در میان دانش‌آموزان خود بارور می‌سازد.

ابزارهای دیجیتال و شبیه‌سازی مقیاس‌ها

پیشرفت فناوری‌های تعاملی امکانات بی‌نظیری را برای رفع محدودیت‌های فیزیکی مدارس مناطق محروم فراهم کرده است. استفاده از واقعیت مجازی (Virtual Reality) و واقعیت افزوده به دانش‌آموز اجازه می‌دهد تا به درون یک سلول سفر کند، اندازه اندامک‌ها را با یکدیگر بسنجد و فاصله ابعاد میکرومتری را لمس کند. این ابزارها با تصویرسازی مقیاس‌های غیرقابل‌رویت، پلی میان دنیای انتزاعی ریاضی و جهان واقعی فیزیکی ایجاد می‌کنند تا دانش‌آموز تفاوت میان یک میلی‌متر مکعب و یک متر مکعب را در یک محیط بصری پویا درک کند.

علاوه بر این نرم‌افزارهای شبیه‌ساز آزمایشگاهی به دانش‌آموزان این امکان را می‌دهند که متغیرهای مختلف را در یک آزمایش ژنتیک یا فیزیولوژی تغییر داده و نتایج آن را به سرعت مشاهده کنند. این تجربه دیجیتال هرچند جایگزین کامل آزمایشگاه‌های واقعی نیست، اما مانع بزرگ فقدان تجهیزات را در مدارس ارزان‌قیمت از بین می‌برد. با درگیر کردن ابزارهای دیجیتال تعاملی، دیگر نیازی به تکیه بر تخیل مبهم دانش‌آموز برای درک جثه دایناسورها یا ابعاد تک‌سلولی‌ها نیست و فرآیند یادگیری به یک بازی اکتشافی جذاب تبدیل می‌شود.

سوالات متداول

مطالب مرتبط

مقاله‌ای قدیمی از ایزاک آسیموف در مورد رفتار و روانشناسی انسان – ترجمه دکتر محمود بهزاد

مقاله‌ای که دکتر محمود بهزاد سال 49 از آسیموف ترجمه کرد: علم چیست؟

مصاحبه‌ای قدیمی با دکتر محمود بهزاد

مقاله‌ای قدیمی اما همچنان معتبر و خواندنی از ایزاک آسیموف با ترجمه استاد محمود بهزاد: آینده انسان

کالبدشکافی ویوو نکس Vivo Nex برای فهمیدن طرز کار دوربین سلفی جهنده این گوشی

دکتر محمود افشار: دیدار زن جوان در کوهستان «برن»