همه دانش آموزان، به خصوص آنانی که با طبيعت کمتر ارتباط دارند، باید فرصت مشاهده گياهان و جانوران مختلف را در كلاس درس و زمين مدرسه داشته باشند. بر اساس استانداردهاي ملي آموزش علوم امریکا ( 1996 ) درك شکوه و پرمایگی و هيجان دانستن درباره طبيعت، از جمله مهم ترين اهداف آموزش علوم در مدارس است . كسب چنين تجربه اي براي دانش آموزان ساكن در مناطق شهري اغلب دشوار است . با وجود خيابان هاي آسفالت شده و ساختمان هایي که دسترسي به فضاي باز را محدود می كنند، طبيعت بسيار دور از دسترس به نظر مي رسد . اما، دانش آموزان شهري نيز می توانند به روش های متعددی تجربه های زیست محیطی داشته باشند و طبیعت را در جاهایی كه انتظار آن نمي رود، پیدا كنند. استانداردهای ملی آموزش علوم دانش آموزان را به کنجکاوی علمی فرامی خواند. این فرایند از آمادگی تا پایه چهارم شامل راهکارهای زیر است:

• پـــرسيدن ســـوال
• طــرح ريزي و اجــراي آزمايشـــی ساده
• استفاده از ابـــزار ساده بــراي جمـــع آوري اطلاعات
• فـــراهم کــردن يک توضيح نهايـــي 
•  و در آخــر تبــادل نظــرها و توضيـــح ها

انجام دادن پژوهش های پايه، در کنار فرایند عادی یادگیری محتوا، یکی از راه هایی است که دانش آموزان را در دستیابی به این هدف ها کمک می کند . كشاندن کنجکاوی علمی به حياط مدارس بر هيجان درس ها می افزاید و احساس لذت بردن از فضای بیرون را در آنان پرورش می دهد. بنابراين، گر چه ممكن ست دانش آموزان شهري امكان پرسه زدن در هکتارها جنگل را نداشته باشند، این دانش آموزان هنوز هم مي توانند لذت پژوهش کردن در محیط باز را تجربه كنند . طبیعت همواره ما را فراگرفته است، خواه ، سلسله اي از كوه يا حتي فوجی از كبوترهاي خانگي باشد . حشرات و پرندگان در مناطق شهري نيز زندگی می کنند و چه بسا تفاوتي بين اين مناطق و مناطق روستايي قائل نشوند .

طرحهاي ساده ای که در اين مقاله پیشنهاد شده است، ماده اوليه خاصی نمی خواهند؛ سه فعاليت كه به دانش آموزان شهري در یادگیری درباره طبيعت کمک می کنند و هر سه مورد بر اساس استانداردهاي ملي آموزش علوم طراحي شده اند . در فعاليت اول، دانش آموزان الگوهاي مختلف رنگ را در كبوترها مطالعه مي كنند ؛ در فعاليت دوم ميزان ريزش باران در منطقه خودشان را اندازه گيري و با ساير نواحي مقايسه مي كنند و در فعالیت سوم، با مشاهده قطعه ای از چمنزار به مطالعه تنوع ژنتيكي مي پردازد.

مشــاهده كبوتـــران

دانش آموزان ساكن در مناطق شهري مي توانند از مزیت فراواني كبوتر بهره گیرند و الگوهاي مختلف رنگ را در آنان تحت مطالعه آماري قرار دهند . تنوع رنگ در اين پرندگان زياد است و اگر چه خاكستري یک دست، طوق هاي رنگي و لکه های تيره در بال ها ممکن است معمول باشد، الگوهاي رنگي ديگری ، از جمله لكه هاي قهوه اي مايل به زرد و سفيد ، خاكستري با لكه هاي قرمز و يا سفيد برفی، نيز دیده می شود.

1. درباره چیزها ، جانداران و رویدادهای پیرامونتان بپرسید.

دانش ‌آموزان به طور اجمالي و سريع تركيب هاي مختلف رنگ را در دسته اي از كبوتر ها مشاهده می کنند تا برای الگوهای رنگی که پیدا می کنند، نامي تعيين كنند، مانند " معمولی" یا " با لکه های خاکستری و سفید". به علاوه، دانش آموزان مي توانند از نام های ثبت شده درانجمن هاي پرنده شناسي يا پایگاه های اینترنتی نظیرhttp://birdsource.cornell.edu كمك بگيرند. سپس ، دانش آموزان تلاش می کنند تفاوت هاي کوچکی را که در پرندگاني با رنگ مشابه وجود دارد، پیدا کنند. مثلا ممكن است دو كبوتر ، هر دو از لحاظ ظاهري لكه هاي خاكستري تيره و سفيد داشته باشند، اما تعداد يك نوع لكه برای مثال، لكه هاي خاكستري يا لكه هاي سفيد نسبت به ديگري بيشتر باشد . معلم مي تواند دانش آموزان را به اين فكر وادارد كه چرا پرندگان از يك گونه چنين تنوع رنگ چشمگیری دارند ؟ البته دانشمندان هنوز جواب مشخصي براي اين پرسش ندارند، اما از زمينه هاي قابل توجه براي آنها ، چگونگي انتخاب جفت در پرندگان است و احتمال مي دهند كه شايد رنگ پرندگان از جمله عامل هاي دخيل در اين امر باشد. اکنون دانش آموزان مي توانند پیشبینی هایی درباره الگوهاي رنگ غالب پرندگان درحیاط مدرسه داشته باشند.

2. آزمایش ساده ای طـــرح ریـــزی و اجــرا کنید.

دانش آموزان را به چهار گروه تقسيم کنید و هر گروه محلي از محوطه مدرسه را براي مطالعه خود انتخاب مي كند. فرضا منطقه نزديك به محل غذاخوري ، محل زباله هاي مدرسه يا محلی که با ایمنی بتوان خیابان را دید. در اين مطالعه ، هر گروه انواع الگوهاي رنگي موجود و تعداد پرندگان مشاهده شده با هر نوع الگوي رنگي را ثبت مي كند . برخی از دانش آموزان می توانند برای سرشماری خارج از ساعت مدرسه در مناطق دیگر داوطلب شوند. برای تعداد کبوتر هایی که یک دانش آموز شمارش و در مطالعه خود وارد می کند، محدودیتی وجود ندارد. بنابراین، هر دانش آموزان علاقه مندی به انجام این طرح ترغیب می شود. این مطالعه محدودیت مکان ندارد و دانش آموزان می توانند این مطالعه آماری را همه جا برای مثال، در یک پارک، محوطه اطراف منزل یا محل خرید خانواده انجام دهند. البته، مکان انجام دادن مطالعه باید ذکر شود.

3. برای جمع آوری داده ها و گستـــرش دامنه حواس از ابزار و تجهیزات ساده بهـــره گیرید.

دانش آموزان داده های خود را روی برگه جمع آوری اطلاعات ثبت می کنند و عکس ها یا تصاویری را که از الگوهای مختلف رنگ تهیه کرده اند، به آن پیوست می کنند. از دوربین های دوچشمی ساده می توان برای مشاهده پرندگان استفاده کرد؛البته، یکی ازنکته های مثبت مطالعه کبوتران این است که دانش آموزان می توانند پیش از این که کبوتر بترسد و پرواز کند به اندازه کافی به آن نزدیک شوند.

4. از داده ها برای ساماندهــــی یک توضیح منطقـــی استفاده کنید.

دانش آموزان می توانند نتایج خود را روی هم بریزند و با برشمردن تعداد کبوترهایی که الگوی خاصی دارند، تعداد الگوی های مختلف مشاهده شده در منطقه را شناسایی کنند. به علاوه، می توانند درصد مربوط به هر الگو را محاسبه و از این طریق الگوی غالب را پیدا کنند. آیا در مکان های مختلفی که مورد مشاهده قرار گرفته اند، الگوی رنگ يكساني غالب است؟ چنان چه داده هایی از خارج مدرسه هم جمع آوری شده باشد، می توان آنها را با داده های داخل مدرسه مخلوط کرد و شایع ترین الگوی رنگ را در شهر به دست آورد.

5. دیگــــران را از تحقیقات و توضیح یافته هـــای خود آگـــاه سازید.

همه نتایج را می توان در یک گزارش کلاسی، که با همکاری همه دانش آموزان تهیه می شود، آورد. این گزارش باید شرحی درباره نحوه جمع آوری اطلاعات توسط دانش آموزان داشته باشد. دانش آموزان ممکن است برگه مجزایی برای هر مطالعه ای که خارج مدرسه انجام شده است، به گزارش پیوست کنند. تصویر هایی که دانش آموزان طراحی کرده اند، عکس و حتی قطعه ای فیلم کوتاه نیز می تواند جزو گزارش باشند. معلم می تواند این گزارش را در اختیار کلاس های دیگر قرار دهد و به این ترتیب از تحقیقات یکدیگر آگاه شوند. ارزشیابی به صورت های مختلفی می تواند انجام شود؛ برای مثال، از طریق کتابچه هایی که دانش آموزان فرایند انجام دادن این طرح را در آنها توضیح می دهند یا آزمون های کوچکی که در آنها از دانش آموزان می خواهیم مراحل اصلی تحقیق خود را ذکر کنند. معلم باید شیوه ارزشیابی را با توجه به شرایط کلاس خود انتخاب کند.

6. فــــرصت را غنیمت بشمارید.

آزمایشگاه مرکزی پرنده شناسی در حال انجام دادن طرح گسترده ای درباره الگوهای مختلف رنگ در پرندگان با نام طرح مشاهده کبوتر (Project Pigeon Watch) است. شما می توانید به پایگاه اینترنتی این مرکز به آدرسhttp://www.birds.cornell.edu/programs/urbanbirds/ubs_PIWMainEN.htmlمراجعه کنید، درباره الگوی های مختلف رنگ پرندگان اطلاعات به دست آورید، داده های خود را گزارش دهید، از داده هایی که دانش آموزان دیگر ارسال کرده اند آگاه شوید و دریابید که چگونه می توانید کلاس خود را در این طرح جهانی گسترده شریک کنید.

باز باران با تـــــرانه

میزان بارندگی را می توان در مناطق شهری و روستایی انجام داد. حوزه انجام این طرح می تواند از میزان بارش محلی تا میزلن بارندگی کل کشور باشد. فقط به یک ظرف درجه بندی شده نیاز دارید که می توانید با هماهنگی با مرکز هواشناسی نزدیک مدرسه، آن را تهیه کنید. البته، خود دانش آموزان می توانند چنین ظرفی را با کمک یک استوانه مدرج یا هر ظرف دیگری که حجمش روی آن نوشته شده باشد، بسازند.

1. درباره چیزهـــا ، جانداران و رویدادهــای پیـــرامونتان بپرسید.

دانش آموزان درباره آب و هوا و بارندگی و این که در چه فصل ها یا ماه هایی انتظار بارندگی دارند، گفت و گو می کنند . برای مثال، آنان ممکن است با توجه به این که در چه منطقه ای زندگی می کنند، بارندگی بیشتری را در بهار یا زمستان انتظار داشته باشند. آنان انتظار ندارند که با نزدیک شدن به تابستان بارندگی رخ دهد. دانش آموزان درباره مناطق مختلف کشور بحث می کنند و جاهایی را نام می برند که انتظار دارند در مقایسه با محل زندگی آنان بارندگی کمتر بیشتر یا مساوی داشته باشند. از طریق پایگاه اینترنتی سازمان هواشناسی می توان به اطلاعاتی در این زمینه دست یافت: http://www.weather.ir

دانش آموزان بر اساس اطلاعاتی که جمع آوری می کنند، درباره تاثیر موقعیت جغرافیایی بر میزان بارندگی و زمان بارندگی در طی سال پیش بینی هایی مطرح می کنند . دانش آموزان با تکیه بر تجربه های خود حدس می زنند که بیشترین میزان بارندگی به کدام ماه مربوط است و با توجه به داده هایی که جمع آوری کرده اند، درمی یابند که در کدام بخش کشور بیشترین میزان بارندگی رخ می دهد. آنان این اطلاعات را در مجله هواشناسی خود دفترچه ای با جلدی که روی آن نشانه های هواشناسی یا پدیده های مربوط به آب و هوا طراحی شده است ثبت می کنند و در پایان این فعالیت به آن مراجعه می کنند.

2. آزمایش ساده ای طــــرح ریــــزی و اجرا کنید.

دانش آموزان درباره مدت مطالعه و، تا اندازه ای که امکان داشته باشد، زمانی که می خواهند بارش را اندازه گیری کنند، تصمیم می گیرند. معلمان باید این طرح را زمانی اجرا کنند که دست کم بارش ملایمی وجود داشته باشد. مدت این طرح می تواند یک ماه یا حتی طول سال تحصیلی باشد. یکی از اهداف این طرح می تواند مقایسه میزان بارندگی در فصل ها مختلف سال باشد. به هرحال، کلاس در مورد زمان و نحوه اجرا تصمیم می گیرد.طی انجام طرح، ظرف جمع آوری باران باید به طور مرتب برسی شود. تصمیم گیری درباره برسی روزانه یا هفتگی این ظرف، که از هر دو رویکرد داده های مفیدی به دست می آید، بر عهده کلاس گذاشته شود. دانش آموزان باید درباره روزهای تعطیل، که امکان برسی ظرف وجود ندارد، پیشنهادهایی مطرح کنند. از دانش آموزان بخواهید سنجش مقدار بارندگی را در خانه نیز انجام دهند و داده های خود را با داده های کلاسی مقایسه کنند. از برخی دانش آموزان می توان خواست میزان بارش را در چند نقطه دیگر اندازه گیری کنند.

3. بــرای جمع آوری داده ها و گسترش دامنه حواس از ابزار و تجهیزات ساده بهـــره گیرید.

دانش آموزان روش کار با ظرف اندازه گیری میزان بارش را یاد می گیرند و چند بار تمرین می کنند تا مطمئن شوند ظرف را به نحو درست قرائت می کنند. تصمیم گیری درباره مکان قرار دادن ظرف جهت دست یابی به درست ترین نتیجه، برعهده دانش آموزان است. قرار دادن آن نزدیک یک فواره آب ممکن است باعث سر درگمی شود. قرار دادن ظرف در مکان روباز بسیار مهم است.

4. از داده ها برای ساماندهـــی یک توضیح منطقی استفاده کنید.

دانش آموزان در پایان جمع آوری داده ها می توانند میانگین بارش هفتگی یا ماهانه را محاسبه کنند. از آنان بخواهید به دنبال الگوها یا قاعده های کلی باشند؛ آنان ممکن است متوجه شوند بارش در برخی ماه ها بیشتر است. از آنان بخواهید شباهت ها و تفاوت های داده های کلاسی و داده هایی خارج مدرسه را پیدا کنند. دانش آموزان ممکن است شهر دیگری در استان خودشان را برای مطالعه نواحی جفرافیایی مختلف انتخاب کنند یا شهری نزدیک شهر خود را مد نظر قرار دهند تا دامنه تغییرات آب و هوا در دو منطقه نزدیک هم را نشان دهند. دانش آموزان باید داده هایی را که جمع آوری کرده اند، با پیش بینی های آغازین خود مقایسه کنند.

5. دیگــــران را از تحقیقات و توضیح یافته های خود آگــاه سازید.

دانش آموزان نتيجه طرح را به صورت پوستر عرضه مي كنند. نمودارهاي ستوني، كه ميزان بارندگي را در مدرسه طي دوره تحقيق مشخص مي كنند، بايد در اين پوستر وجود داشته باشد. به علاوه، روش هاي جمع آوري داده ها و الگوهاي مشاهده شده بايد ذكر شود. دانش آموزان مي توانند استنباط خود را از الگوي بارش يا آب و هواي مناطق مختلف، بسته با تواناي خود، در قالب جمله اي كوتاه يا اظهار نظرهاي پيچيده تر بياورند. براي مثال، " اگر فصل بارندگي را در نظر نگيريم، شمال غربي كشور از جنوب غربي آن پر باران تر است" يا " ميزان بارندگي در آستارا از گنبد كاوس بيشتر است." معلم مي توان عكس هايي از دانش آموزان حين انجام كار تهيه كند و در پوستر بگنجاند.

گيـاه شناســي پايـه

با شمارش گياهان و جانوراني كه در ناحيه مشخصي زندگي مي كنند، مي توان تنوع ژنتيكي آن ناحيه را برسي كرد. دانش آموزان مي توانند روي يك چمنزار وسيع يا باغچه كوچك مدرسه، يك طرح مطالعاتي در زمينه تنوع زيستي داشته باشند. بيشتر دانش آموزان يك چمنزار را منطقه اي مي دانند كه از يك نوع گياه، چمن، به تعداد انبوه دارد. اما، اگر فردي مدتي از چمنزار وسيعي مراقبت كرده باشد، مي داند گياهان گوناگوني را در آن جا مي توان يافت. مطالعه تنوع زيستي اين برداشت نادرست دانش آموزان را تصحيح مي كند. از آنجا كه مناطق شهري از چمنزارهاي وسيع بهره اي ندارند، منطقه اي كه گياهان وحشي در آن روييده باشند نيز مي تواند به همان اندازه مفيد باشد و گاهي ممكن است تنوع زيستي بيشتري هم داشته باشد. البته، مي توان يك گردش علمي به يك پارك محلي برگزار كرد يا به دانش آموزان فرصت داد در تعطيلات از يك چمنزار بازديد كنند.

۱. درباره چیزها ، جانداران و رویدادهــای پیــرامونتان بپرسید.

معلم قطعه اي كاغذ به ابعاد يك متر مربع به دانش آموزان نشان مي دهد و از آنان مي خواهد تخمين بزنند چه تعداد گياه مختلف در يك متر مربع از حياط مدرسه مي توانند پيدا كنند. آيا آنان حياط مدرسه شان را بايد محيطي با تنوع زيستي بالا در نظر بگيرند.

۲. آزمایش ساده ای طـــرح ریزی و اجـــرا کنید.

دانش آموزان كلاس را به گروه هاي 3 تا 4 نفري تقسيم كنيد. با استفاده از چهار قطعه نخ، كه طول هركدام يك متر است، يك چهار گوش يك متر مربعي بسازيد. هر گروه فرضيه خود را درباره تعداد گياهان مختلفي كه مي توان در حياط مدرسه پيدا كرد، ثبت مي كند. سپس بخشي از اين فضا را انتخاب مي كند و فرضيه خود را مي آزمايد. شيوه ثبت يافته ها را خود گروه ها تعيين مي كنند. آنان ممكن است تصميم بگيرند نمونه گياه را جمع آوري كنند، تصوير آنها را طراحي كنند يا آنها را توصيف كنند.

 ۳. برای جمع آوری داده ها و گستــرش دامنه حواس از ابزار و تجهیزات ساده بهـــره گیرید.

همان طور كه گفتيم، دانش آموزان مربعي از نخ درست مي كنند و گياهاني را كه درون مربع يك متر مربعي يافت مي شوند، شمارش مي كنند. آنان شاخص هاي مختلفي نظير شكل هاي متفاوت برگ ها ، تفاوت در ميزان سبزي گياهان يا داشتن گل كوچك يا بزرگ را مورد توجه قرار مي دهند و گياهان را از هم باز مي شناسند. در اين طرح مهارت مشاهده اهميت زيادي دارد، زيرا گياهان زيادي شبيه هم به نظر مي رسند.، به علاوه، گياهان يك گونه ممكن است متفاوت به نظر برسند، زيرا ممكن است يكي گل داشته و ديگري نداشته باشد. نوشتن محل انجام دادن مطالعه در برگه نتايج ضروري است. براي مثال، در گوشه راست حياط، نزديك توالت يا در مركز حياط. دانش آموزان در پايان كار مي توانند تصويرهاي دقيقي را كه از گياهان مشاهده شده كشيده اند يا نمونه هاي جمع آوري شده را براي شناسايي گياه به يكي از مراكز نگهداري نمونه هاي گياهي ببرند يا براي آنها پست كنند. البته، دانش آموزان با كمك معلم خود مي توانند از كتاب هاي مرجع براي شناسايي گياهان استفاده كنند. همچنين، مي توان يك گياه شناس را به كلاس دعوت كرد. معلم بايد با توجه به شرايط كلاس، يكي از اين كارها را انتخاب كند.

۴. از داده ها برای ساماندهـــي یک توضیح منطقـــی استفاده کنید.

پس از پايان يافتن مطالعه، معلم تعداد گياهان مختلفي را كه هر گروه گزارش كرده است، روي تخته مي نويسد و دانش آموزان را راهنمايي مي كند ميانگين آنها را محاسبه كنند. دانش آموزان ميانگين كلاسي را با پيش بيني هاي خود مقايسه مي كنند و پيرامون اين حقيقت كه چرا در يك چمنزار بيش از يك نوع گياه وجود دارد با هم بحث مي كنند. يكي از آنان ممكن است بگويد:" چمنزار يك محيط طبيعي است و بيشتر محيط هاي طبيعي يك نوع گياه ندارند، مگر اين كه يك نوع گياه در آن جا كاشته شود كه ديگر يك مزرعه است نه يك چمنزار."

۵. دیگـــران را از تحقیقات و توضیح یافته های خود آگــاه سازید.

هر گروه پوستري تهيه مي كند كه طرح و نحوه اجراي آن را توضيح مي دهد. دانش آموزان در آن مي نويسنده كه چه چيزهايي ياد گرفتند، فرضيه هاي خود را مي نويسند، مراحل فعاليت را شرح مي دهند و نتيجه را گزارش مي كنند.

همه چيــز یا هيچ چيــز

در اين مقاله فعاليت هاي ساده اي را مطرح كرديم كه برخي از مهمترين استانداردهاي آموزش علوم را پوشش مي دهند و در عين حال به ابزار و شرايط ويژه اي نياز ندارند. شما نيز مي توانيد چنين فعاليت هاي ساده اي را طرح كنيد و به نهادينه شدن استانداردهاي آموزش علوم در ذهن و رفتار دانش آموزان كمك كنيد. هدف ما نبايد پركردن ذهن دانش آموزان باشد، بلكه بايد ذهن آنان را چنان پرورش دهيم كه از قابليت هاي خودش استفاده كند.