یاددهی و یادگیری علوم تجربی
آشنایی با آخرین یافته‌های پژوهشی در حوزه آموزش علوم
شیوه‌های ارزشیابی از فعالیتهای آزمایشگاهی
ارزشیابی را جمع آوری منظم اطلاعات، تحلیل و تفسیر آنها و قضاوت ارزشی به منظور تصمیم‌گیری در امر آموزش تعریف می‌کنند.
به علت گستردگی ویژگی‌های در نظر گرفته شده در انجام فعالیتهای عملی و آزمایشگاهی، برای سنجش پیشرفت تحصیلی فراگیران و ارزشیابی از کیفیت انجام فعالیتهای عملی و تعقیب اهداف آموزشی در نظر گرفته شده، باید از گستره‌ای از روشهای سنجش بهره گرفت، زیرا تنها در این صورت است که ارزشیابی به صورت درست و با روایی بالا انجام خواهد گرفت. از آنجایی که شیوه یادگیری فراگیران با هم تفاوت دارد و هر یک از آنان نیز آموخته‌های خود را به شیوه‌های گوناگونی ارائه می‌دهند، دست کم بایستی سنجش پیشرفت تحصیلی آنان نیز به سه شیوه گفتاری، نوشتاری وعملکردی به اجرا درآید.
با اجرای این شیوه ارزشیابی می‌توان ابعاد یادگیری گستره وسیعتری از فراگیران را مورد سنجش قرار داد.
برای ارزشیابی مناسب از فعالیتهای فراگیران در کلاس درس و آزمایشگاه از ابزارهای متعددی استفاده می‌شود که عبارتند از:
1- آزمونهای کتبی یا مداد- کاغذی[1][1]
2- آزمونهای عملکردی[2][2]
3- ارزشیابی با استفاده از کار پوشه[3][3]
4- ارزشیابی مشاهده‌ای[4][4]
آزمونهای کتبی عمدتاً برای اندازه گیری هدفهای آموزشی و بازده‌های یادگیری حوزه شناختی به کار برده می‌شوند. از آنجایی که هدفهای حوزه شناختی بخش مهمی از موضوع‌های درسی همه دوره‌های تحصیلی را شامل می‌شوند، آزمونهای کتبی شهرت زیادی کسب کرده‌اند. اما استفاده از این آزمونها در سایر حوزه‌های یادگیری، یعنی حوزه روانی- حرکتی و حوزه عاطفی به تنهایی کافی نیست و برای سنجش هدفهای آموزشی این حوزه‌ها باید از تدابیر دیگری سود جست. گرانلاند و لین (1990) معتقدند که برای سنجش و ارزشیابی از مهارتها، عادت های کاری، نگرشها، علاقه‌ها، ارج گذاری یا قدردانی و سازگاری نمی‌توان از آزمونهای کتبی یا مداد و کاغذی استفاده کرد.
بدون شک آزمونهای کتبی استفاده گسترده‌ای در سنجش پیشرفت تحصیلی برنامه درسی شیمی دارند؛ اما روش مناسبی برای ارزشیابی از فعالیتهای آموزشی صورت گرفته در آزمایشگاه محسوب نمی‌شود. با طرح پرسشهای چند گزینه‌ای، پرسشهای درست، نادرست و پرسشهایی که با عنوان « جای خالی را پر کنید» مطرح می‌شوند، تنها می‌توان سطوح پایین‌تر شناختی از جمله حافظه و بازگو کردن مفاهیم را مورد ارزشیابی قرار داد؛ در حالی که آزمونهای انشایی که شامل پرسشهای کوتاه پاسخ، بلند پاسخ و پاسخ – باز می‌باشند، علاوه بر دانش، فرایند یادگیری را نیز مورد ارزشیابی قرار می‌دهد. در ضمن رسم «نقشه‌های مفهومی»[5][5]، ارایه گزارش بطور شفاهی، اجرای یک پروژه پژوهشی، تهیه یک روزنامه دیواری ( پوستر )، تصویرسازی، مدل سازی یا دیگر پروژه‌های هنری همه و همه تکمیل کننده آزمونهای انشایی هستند و علاوه بر سنجش سطوح بالاتر یادگیری به سنجش بعد مهارتی آموزش نیز یاری می‌رساند. برای فراگیرانی که در نوشتن مشکل دارند بحث و گفتگو یک جایگزین مناسب برای آزمونهای انشایی است.
بررسی عملکردها شیوه مناسبی برای سنجش دانش و مهارتهای علمی و فنی است. برای مثال خواندن دما از روی یک نمودار با قراردادن یک دماسنج در یک دستگاه و اندازه گیری دما یکسان نیست. بهترین سنجش از فراگیران هنگامی انجام می‌گیرد که عملکرد آنها در هنگام انجام فعالیتهای فردی و گروهی سنجیده شود. به همین منظور استفاده از سنجش عملکردی مناسب‌ترین شیوه برای ارزشیابی از فعالیتهای عملی فراگیران محسوب می‌شود. غالباً آن دسته از سنجش‌ها که تلاش می‌کنند تا بفهمند که چگونه کسی می‌تواند کاری را انجام دهد، آزمونهای عملکردی نامیده می‌شوند و آن دسته از سنجش‌ها که می‌کوشند تا دامنه و صحت دانش شخص را بسنجند معمولاً آزمونهای کتبی یا مداد و کاغذی نامیده می‌شوند.
سنجش عملکردی فعالیتهای آزمایشگاهی
در سالهای اخیر بر استفاده از سنجش عملکردی تاکید زیادی شده است. در سنجش عملکردی یا «آزمونهای عملکردی»[6][6] فرایندها و فراورده‌های یادگیری فراگیران به طور مستقیم ارزشیابی می‌شود. آزمونهای عملکردی با فرایند یا شیوه اجرا، فراورده یا محصول کار، و یا ترکیبی از این دو سروکار دارند. ماهیت عملکرد مورد سنجش مشخص می‌کند که تاکید بر چه قسمتی باید باشد.
بعضی از عملکردها مثل دست‌ورزی در فعالیت با وسایل آزمایشگاهی به محصولات یا فراورده‌های ملموس و عینی نمی‌انجامد. این‌گونه فعالیتها را باید ضمن انجام دادن سنجش کنیم و لذا با شیوه اجرا یا فرایند عمل سروکار داریم.
در بعضی از زمینه های عملکردی دیگر، محصول یا فراورده مورد تاکید است و توجه چندانی به فرایند یا شیوه اجرا نمی‌شود. برای مثال حل مسئله و اخذ جواب درست در فعالیتهای آزمایشگاهی و نیز ارایه گزارش کار فعالیت آزمایشگاهی توسط فراگیر در زمره تولید فراورده یا محصول محسوب می‌شوند. بنابراین با یک جمع‌بندی به این نتیجه می‌رسیم که در فعالیتهای آزمایشگاهی هم فراورده، یعنی چیزی که فراگیر تولید می‌کند و هم فرایند، یعنی شیوه اجرای فعالیتهای عملی مورد تاکید قرار دارند. بنابراین باید هم فرایند و هم فراورده مورد به عنوان جنبه‌های مهم عملکرد مورد ارزشیابی قرار گیرند.
سنجش عملکردی یا آزمون عملکردی با «مهارت»[1][7] سروکار دارد. هم مهارت در استفاده از فرایندها و شیوه‌های اجرایی، و هم مهارت در تولید فراورده‌ها. به طور کلی هدفهای آموزش و یادگیری را از لحاظ سنجش می‌توان به دو بخش مهم تقسیم کرد. این اهداف عبارتند از:
1- هدفهای دانشی (مثلاً اینکه برای حجم سنجی از بورت استفاده می‌شود)
2- هدفهای مهارتی (مثلاً روش کار با بورت و انجام حجم سنجی).
برای ارزشیابی از اهداف آموزش و یادگیری فوق می‌توان از روشهای مختلفی استفاده کرد. گرانلاند (1988) انواع روشهای سنجش یا آزمونهای عملکردی را به چهار دسته زیر تقسیم کرده‌اند:
1- آزمونهای کتبی عملکردی
2- آزمون شناسایی
3- عملکرد در موقعیتهای شبیه‌سازی شده
4- انجام پروژه یا نمونه کار
در این تقسیم‌بندی، آزمون نوع اول، یعنی آزمون کتبی عملکردی، بیشترین فاصله را از عملکرد فراگیر در فعالیت های آزمایشگاهی دارد، ولی آخرین نوع آزمون، یعنی نمونه کار، کمترین فاصله را از عملکرد واقعی فراگیر در فعالیتهای آزمایشگاهی دارد. روشهای چهارگانه بالا را می‌توان به صورت جداگانه و یا به صورت تلفیقی از چند روش مورد استفاده قرار داد. در این بخش اشاره مختصری به هر کدام از آزمونهای مطرح شده می‌شود.
آزمونهای کتبی عملکردی
این نوع آزمونها با آزمونهای مداد و کاغذ مورد استفاده در ارزشیابی از دانش و هدفهای حوزه شناختی تفاوت داشته و عمدتاً بر کاربست دانش و مهارت در موقعیتهای عملی یا شبیه‌سازی شده با موقعیتهای عملی تاکید دارد. از این آزمونها می‌توان برای ارزشیابی طراحی آزمایش، استدلال و حل مسئله استفاده کرد. در این آزمونها که محصول یادگیری به صورت کتبی ارایه می‌شود، هم نتیجه دانش فرد است و هم نتیجه مهارت او. در بعضی مواقع می‌توان از آزمونهای کتبی عملکردی برای سنجش مهارتها یا فعالیتهای واسطه‌ای نیز سود جست. برای مثال به هنگام ارزشیابی از مهارت فراگیران در کار با دستگاههای گران قیمتی مثل طیف سنج جرمی یا ستون تقطیر می‌توان بدون اینکه فراگیران دستگاه را ببینند و یا لمس نمایند از آزمونهای عملکردی برای ارزشیابی مهارتهای آنان استفاده کرد.
آزمون شناسایی
«آزمون شناسایی»[2][8] نوعی ارزشیابی عملکردی است که برای سنجش توانایی فراگیر در تشخیص ویژگیها، محاسن، معایب و کاربرد مهارتهای کسب شده مورد استفاده قرار می‌گیرد. آزمونهای شناسایی انواع و کاربردهای مختلفی دارند. در بعضی مواقع می‌توان از فراگیر خواست تا یک ابزار یا دستگاه را شناسایی نماید یا کار آن را توصیف کند. برای مثال معلم از فراگیر می‌خواهد تا دستگاه pH متر را تنظیم کند و یا روش ساخت یک محلول بافر اسیدی را شرح دهد. در موقعیتهای دیگر می‌توان فراگیر را با مشکلی مواجه ساخت و از او خواست تا ابزارها، وسایل و شیوه‌های عملی رفع مشکل را شناسایی کند. برای مثال معلم از فراگیر می‌خواهد تا روش تهیه گاز کلر در آزمایشگاه از طریق واکنش منگنز دی‌اکسید و هیدروکلریک اسید غلیظ را شرح داده و وسایل لازم برای انجام واکنش را معرفی نماید.
عملکرد در موقعیتهای شبیه‌سازی شده
در آزمون شبیه‌سازی یا « عملکرد در موقعیتهای شبیه‌سازی شده»[3][9] که به «سنجش قیاس پذیر»[4][10] نیز معروف است، از یادگیرنده خواسته می‌شود تا در یک موقعیت شبیه سازی شده یا خیالی همان اعمالی را انجام دهد که در موقعیت های واقعی ضروری هستند. برای مثال معلم از فراگیر می‌خواهد تا روش رقیق کردن سولفوریک اسید غلیظ را شرح دهد؟ فراگیر نیز به طور تخیلی و در یک موقعیت شبیه‌سازی شده به تشریح عملیات و شیوه رقیق کردن سولفوریک اسید می‌پردازد و می‌گوید که اگر آب را بر روی اسید غلیظ بریزیم، گرمای زیاد آزاد شده سبب پخش شدن اسید به سر و صورت وی خواهد شد.
انجام پروژه یا نمونه کار
در روش «نمونه کار» از یادگیرنده خواسته می‌شود تا اعمالی را انجام دهد که معرف عملکرد واقعی مورد سنجش هستند. بدین لحاظ این روش نزدیکترین روش سنجش به عملکرد واقعی یادگیرنده در محیط‌‌های طبیعی است.
برای مثال معلم 10 میلی لیتر محلول نقره نیترات را در یک لوله آزمایش به فراگیر داده و از او می‌خواهد که غلظت یون نیترات را اندازه‌گیری نماید. فراگیر باید تشخیص دهد که غلظت یون نقره و یون نیترات با هم برابر بوده و با انتقال محلول به یک بشر و سپس حجم سنجی آن با محلول استاندارد سدیم کلرید، می‌توان رسوب نقره کلرید ایجاد کرده و با اندازه‌گیری جرم خشک شده آن و استفاده از معادله واکنش شیمیایی و محاسبات استوکیومتری غلظت یون نیترات را مشخص کرد.
قواعد تهیه آزمونهای عملکردی
در تهیه آزمونهای عملکردی، ابتدا باید اهداف آموزشی قصد شده را بررسی کرده و ملاک یا معیار عملکرد فعالیت‌هایی را که در اهداف ذکر شده مورد نظر هستند، مشخص کرد. برای مثال در انجام یک فعالیت عملی در آزمایشگاه شیمی می‌توان موارد زیر را در ارزشیابی عملکردی در نظر گرفت:
1- با توجه به دقت عملکرد، مثلاً: در تهیه محلولها، بالن حجمی را درست به حجم برساند.
2- با توجه به سرعت عملکرد، مثلاً: به هنگام حجم سنجی، شیر بورت را به موقع در نقطه پایانی واکنش ببندد.
3- با توجه به توالی درست مراحل، مثلاً: با رعایت درست مراحل، محلولی از یک ماده جامد با غلظت مشخص تهیه نماید.
4- با توجه به مهارت عملکرد، مثلاً: برای تعیین غلظت محلول هیدروکلریک اسید مجهول، وسایل حجم سنجی را با مهارت سوار کرده و غلظت آن را با استفاده از محلول استاندارد سدیم هیدروکسید بدست آورد.
5- با توجه به رعایت نکات ایمنی، مثلاً: دهانه باز لوله آزمایش محتوی واکنش دهنده را به طرف خود یا سایرین نگیرد و یا برای پرکردن پیپت به جای مکیدن از روش های صحیح پر کردن پیپت استفاده کند.
معمولاًً در آموزش برنامه درسی شیمی دوره متوسطه، ارزشیابی از فعالیت های آزمایشگاهی در آزمایشگاه انجام گرفته و بیست درصد از نمره ارزشیابی پایانی به فعالیتهای عملی اختصاص دارد. ارزشیابی از فعالیتهای آزمایشگاهی تقریباً دو هفته پیش از آغاز آزمونهای پایانی و در آزمایشگاه انجام می‌گیرد و حین اجرای آزمایش و دست کم در حول چند محور زیر ارزشیابی می‌شوند.
1- رعایت نکات ایمنی به هنگام حضور در آزمایشگاه و حین اجرای آزمایش؛
2- شناخت علائم هشدار دهنده و شرح پیام هر یک از آنها همراه با آوردن دست کم یک مثال؛
3- شناخت ابزارهای آزمایشگاهی و میزان مهارت در بکارگیری یا ساختن آنها؛
4- توجه به خطاهای موجود در اندازه گیری‌های آزمایشگاهی به ویژه هنگام ثبت داده های تجربی؛
5- میزان مهارت در کار با مواد شیمیایی جامد، مایع، گاز و محلولها؛
6- رعایت دقیق دستور کار آزمایشگاه و توجه جدی به راهنمایی‌های مربی؛
7- تنظیم درست گزارش کار و تحویل به هنگام آن؛
8- میزان صرفه جویی در مصرف مواد شیمیایی و دقت به هنگام دور ریختن آنها.
ارزشیابی حول این محورها مطابق یک چک لیست انجام گرفته و نمره ارزشیابی پایانی با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:
(2/0 نمره ارزشیابی آزمایشگاهی ) + ( 8/0 نمره امتحان نوشتاری ) = نمره ارزشیابی پایانی
بخشی از این ارزشیابی‌ها در قالب «ارزشیابی مستمر»[5][11] و برخی دیگر در قالب «ارزشیابی پایانی»[6][12] انجام می‌گیرند. در ارزشیابی‌های مستمر که در طول سال تحصیلی به مرحله اجرا در می‌آیند باید موارد زیر را در نظر گرفت:
1- بعد از اجرای فعالیتها و آزمایشهای ساده موجود در متن کتاب درسی، فراگیران موظفند تا گزارش این فعالیتها را بصورت نوشتاری، نمایشی یا به شکل سخنرانی تهیه و ارایه نمایند.
2- بعد از اجرای فعالیتهای بیرون از کلاس هم چون تهیه یک روزنامه دیواری و ارائه گزارش پژوهش مانند معرفی پیشه‌ها، بررسی زندگینامه دانشمندان، گفتگو با یک کارشناس، معرفی یک کارخانه صنایع شیمیایی، کاربرد مواد شیمیایی در زندگی، مدل سازی و بررسی مسائل زیست محیطی و ...، فراگیران موظفند تا گزارش این فعالیتها را بصورت نوشتاری، نمایشی و یا به شکل سخنرانی تهیه و ارایه نمایند.
3- میزان تسلط بر مهارتهای فرایندی از جمله مهارت مشاهده کردن، ثبت یافته ها، تفسیر داده‌ها، نتیجه‌گیری کردن، طراحی تحقیق ، آزمایش کردن و همچنین میزان مشارکت در اجرای گروهی فعالیتها، از جمله مؤلفه‌های مورد ارزشیابی هستند.
شیوه اجرای سنجش عملکردی
اگر فراگیران فعالیتهای آزمایشگاهی را جدی بگیرند، در این صورت لازم است تا به طور شایسته‌ای مورد تشویق قرار گیرند. برای ارزشیابی از فعالیتهای صورت گرفته و مهارتهای کسب شده باید چک لیستی از فعالیتها و مهارتهای مورد نظر برنامه درسی شیمی تهیه کرد و ارزشیابی‌ها را مطابق با مؤلفه‌های آن انجام داد. «کمپا»[7][13] و همکارانش (1999) چهار حیطه مهم را برای ارزشیابی از فعالیتهای آزمایشگاهی مطرح کرده‌اند که عبارتند از:
1- مهارتهای دست‌ورزی
2- توانایی انجام مشاهده علمی
3- توانایی تفسیر مشاهدات و نتایج کسب شده
4- توانایی طراحی و اجرای آزمایش
نتایج گزارش‌های پژوهشی نشان داده است که شیوه های ارزشیابی متداول و سنتی فقط توانایی ارزشیابی از حیطه‌های دوم و سوم یعنی مهارتهای مشاهده و تفسیر مشاهدات و نتایج به دست آمده را دارا هستند و نمی‌توانند مهارتهای دست‌ورزی و نیز توانایی طراحی و اجرای آزمایش را مورد ارزشیابی قرار دهند.
اگر فرض کنیم که ارزیابی کیفیت نتایج به نوعی نشانه ارزیابی از مهارتهای دست‌ورزی فراگیران نیز محسوب می‌شود، رویکرد نادرستی را انتخاب کرده ایم، زیرا که احتمال دارد فراگیری نتایج بسیار خوبی از اجرای فعالیتهای آزمایشگاهی به دست آورد؛ اما در حین فعالیت لوازم شیشه‌ای آزمایشگاهی را بشکند و موجب ریخت و پاش در آزمایشگاه شود. حتی این امکان وجود دارد که فراگیر بدون اینکه آزمایشی انجام دهد، با ثبت داده‌های به دست آمده توسط سایر فراگیران، نتایج رضایت بخشی گزارش نماید. برای سنجش مهارتهای دست ورزی باید فراگیر بتواند مهارتهای خود را به ارزشیاب نشان دهد. از طرفی ارزیابی عملکرد فراگیران با شیوه سنجش عملکردی، نوعی ارزشیابی کیفی محسوب شده و باید سازوکاری وجود داشته باشد تا بتوان از طریق آن عملکرد فراگیران را به نمره و ارزش‌های کمّی تبدیل کرد. برای این کار پژوهشگران استفاده از «کارپوشه»[8][14] و «سنجش مشاهده‌ای»[9][15] را پیشنهاد نموده‌اند.
[1][10] Analogue Assessment
