نقش آزمایشگاه های مدارس در افزایش کیفیت آموزش علوم تجربی

آزمایشگاه های مدارس با فراهم کردن فرصت مشاهده مستقیم پدیده ها، تقویت تفکر انتقادی و خلاقانه از طریق فعالیت های حل مسئله، و درگیر کردن دانش آموزان با مواد و وسایل علمی، نقش حیاتی در افزایش کیفیت آموزش علوم تجربی ایفا می کنند. این محیط های عملی به دانش آموزان اجازه می دهند تا مفاهیم نظری را به صورت تجربی درک کنند و با انجام آزمایش ها، به درک عمیق تری از علم دست یابند، که این امر باعث ماندگاری بیشتر آموخته ها و ایجاد علاقه به علم می شود. نخستین بار در قرن هفدهم گالیله به منظور تایید قانون های فیزیکی استفاده از آزمایش را پیشنهاد داد و برای نشان دادن درستی و نادرستی تعدادی از قانون های فیزیک، آزمایش هایی را هم انجام داد. از این زمان به بعد انجام فعالیت های آزمایشگاهی یکی از ویژگی های متمایز علوم تجربی شد. اما استفاده از فعالیت های آزمایشگاهی به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از آموزش علوم تجربی در مدارس از قرن نوزدهم آغاز شد. رزن (۱۹۵۴) به نقل از گریفین (۱۸۹۲) می نویسد: «آزمایشگاه جایگاه خود را در مدرسه به دست آورده است؛ ورود آن به مدرسه موفقیت آمیز بوده است. آزمایشگاه طراحی شده است تا انقلابی در آموزش وپرورش ایجاد کند. دانش آموزان از آزمایشگاه های ما با توانایی مشاهده و عمل کردن بیرون خواهند رفت. «پس» از سال ۱۹۱۰، نهضت آموزشی به رهبری جان دیویی با شعار «یادگیری در عمل» تاثیر عمیقی بر ماهیت آموزش علوم داشت و اهمیت انجام فعالیت های آزمایشگاهی را پررنگ تر هم کرد. حتی کتاب های درسی و دستور کار های آزمایشگاهی هم به پیروی از این نهضت متحول شدند.پس از سال ۱۹۶۰ و مطرح شدن نظریه پیاژه در باب رشد مرحله ای، راهبردهای آموزشی علوم تجربی تحت تاثیر این نظریه قرار گرفت. در نتیجه به کارگیری این مدل، برنامه درسی معاصر شامل دست ورزی مواد در محیط آزمایشگاهی و مستلزم حضور فعال دانش آموزان می شد (به عنوان مثال: ۱۹۷۶،Lawson & Wollman). در همین زمان هرد (۱۹۶۹)، اهداف فعالیت های آزمایشگاهی را به صورت زیر خلاصه می کندبرای درگیر کردن یادگیرنده در استفاده از فرایندها و راهبردهای منطقی، برای نشان دادن مفاهیم مربوط به نظریه ها و قانون های علمی، فراهم آوردن فرصت های تجربی برای کاوش درباره پرسش های مناسب درباره طبیعت، فراهم آوردن فرصت هایی برای شناخت نظم، تقارن، تنوع و مشترکات مشاهده ها. به طور کلی، هدف از آزمایشگاه کمک به دانش آموز برای تحمیل نظم فکری بر داده هاست؛ مهارت های مورد نیاز در این راستا بیشتر فکری هستند تا دستی (ص ۱۱۱ ۱۱۲)