مشخص

مشخص

مشخص

صفر

داده شده توسط معلم

داده شده توسط معلم

داده شده توسط معلم

یک

آزاد ( توسط فراگیر )

داده شده توسط معلم

داده شده توسط معلم

دو

آزاد ( توسط فراگیر )

آزاد ( توسط فراگیر )

داده شده توسط معلم

سه

آزاد ( توسط فراگیر )

آزاد ( توسط فراگیر )

آزاد ( توسط فراگیر )

چهار

در سطح یک، معلم موضوعی را طرح کرده و از فراگیران می‌خواهد تا با بهره گرفتن از روشی که در اختیار آنان قرار می‌دهد، به حل مسئله بپردازند. در این سطح معلم جواب سوال را به فراگیران می‌دهد و باید آنان تلاش نمایند تا با به دست آوردن همان جواب، به مهارت «تایید نظریه علمی» نایل شوند. این گونه فعالیت‌هایی که شامل آزمایش‌های تفسیری است، می‌تواند چندین بار در یک پایه تحصیلی تکرا شود تا فراگیران مهارت لازم را کسب نمایند.
در سطح دوم، معلم مسئله‌ای را طرح کرده و با ارائه روش کار، از فراگیران می‌خواهد تا جواب آن مسئله را با توجه به تجارب و مهارت‌های کسب شده در مراحل قبلی به دست آورند. فراگیران با در نظر گرفتن متغییرهای موجود در آن مسئله، به حل آن اقدام می‌کنند. معلم با راهنمایی فراگیران به آنها کمک می‌کند تا به جواب درست برای آن مسئله دست یابند. در این مرحله فراگیران توانایی بیان نظریه علمی و توصیف پدیده مورد مطالعه را کسب می‌کنند. تکرار فعالیت‌های این سطح کمک می‌کند تا فراگیران به مرحله کسب مهارتهای استقرایی و قیاس نایل آیند. فراگیران با این مهارت‌ها می‌توانند به ارائه فرضیه پرداخته و یک نظریه را جهت حل مسئله به دیگر پدیده‌های علمی بسط دهند(کسب مهارت اکتشافی).

در سطح سوم، معلم با آگاهی از میزان پیشرفت فراگیران در کسب مهارت‌های قصد شده، مسئله‌ای را طرح کرده و از فراگیران می‌خواهد تا در قالب گروه‌های همیار روشی را برای حل آن مسئله ارائه نمایند. با بررسی دقیق روش‌های ارائه شده توسط فراگیران و کمک به برطرف نمودن نواقص آنها، از فراگیران خواسته می‌شود تا فرضیه خود را برای حل مسئله به کار بسته و جواب مناسبی برای آن پیدا نمایند. در این مرحله فراگیران با اتکا به مهارت‌های کسب شده در مراحل قبلی، فرضیه خود را به اجرا گذاشته و مسئله مورد نظر را از طریق آن حل می‌کنند. در این سطح، فراگیران به‌طور هم زمان، تمامی مهارت‌های خود از جمله مهارت‌های استقرایی و قیاس را به کار می‌بندند تا به جواب مسئله دست یابند. برای رشد و هماهنگی بین مهارت‌های کسب شده، این مرحله باید چندین با انجام گیرد تا فراگیران به رشد مهارتی لازم ، که همان حل مسئله است، دست یابند.
در سطح چهارم، از فراگیران خواسته می شود تا مسئله‌ای را طرح کرده و مهارت کشف مسئله را به نمایش گذارند. با روشن شدن موضوع یا مسئله، فراگیران باید بتوانند روشی را برای حل آن مسئله در قالب یک یا چند فرضیه ارائه نمایند. با بررسی روشها یا فرضیه‌های ارائه شده و مطابقت دادن آنها با امکانات و واقعیتهای موجود، بهترین روش یا فرضیه انتخاب شده و فعالیت‌های عملی لازم برای حل مسئله انجام می‌گیرد. لازم به ذکر است که در این سطح معلم فقط نقش راهنما را ایفا کرده و چه بسا با موضوعات جدیدی روبرو می‌شود. این نوع فعالیت‌های آزمایشگاهی، سبب دسیابی به بالاترین سطح مهارتی (کاوشگری) گردیده و سبب می‌شوند تا فراگیران با اتکاء به مهارت‌های کسب شده، همانند پژوهشگران به کشف مسائل و ارائه راه حل بپردازند(اصفا، ۱۳۸۵).
۲-۶ آزمایش واقعی
۲-۶-۱ مفهوم آزمایش واقعی
آزمایش به مجموعه‌ای از اعمال و فعالیتها گفته می‌شود که به منظور شناخت پدیده‌ها و در جهت سنجش فرضیه‌ای انجام گرفته و موجبات دست ورزی و کسب مهارت و تجربه را فراهم می سازد ( هودسون^[۴۸]، ۱۹۹۰).
۲-۶-۲ تاریخچه فعالیت های آزمایشگاهی واقعی
الف) – تاریخچه فعالیت های آزمایشگاهی در جهان
هر چند از زمان های بسیار دور به طور غیر رسمی از فعالیتهای عملی در آموزش علوم استفاده می شد، اما در سال ۱۸۸۰، برای اولین بار آرمسترانگ پژوهشگر و معلم علوم تجربی در انگلستان، نظریه هیوریسم یا یادگیری اکتشافی را مطرح کرده و با تلفیق بعضی از نظریه های یادگیری علوم تربیتی، از آن در آموزش علوم تجربی استفاده کرد. این الگوی آموزشی به پرورش مهارتهایی چون: مشاهده، اندازه گیری و کاربرد این مهارتها در حل مسائل تاکید داشت. این نظریه دانش آموزان را قادر می ساخت تا اصول نظریه های علمی را به خوبی یاد بگیرند.
نظریه یادگیری اکتشافی آرمسترانگ مورد استقبال قرار گرفت و برای پرداختن به این رویکرد آموزشی، آزمایشگاههای ساده ای در بعضی از مدارس احداث گردید و در سال ۱۸۹۶، وجود آزمایشگاه به عنوان بخش مهم و ضروری در آموزش علوم تجربی در انگلستان به تصویب رسید.
در اوایل قرن نوزدهم، هر چند آزمایشگاه های اولیه در انگلستان با الهام از آزمایشگاههای شیمی کشور آلمان احداث گردید اما با گذشت زمان، آزمایشگاه های مجهز فیزیک و زیست و شیمی نیز در مدارس ساخته شد (سالمون^[۴۹] به نقل از نشاط پور،۱۳۹۱).
در ابتدای قرن بیستم تردیدهای در ارتباط با لزوم فعالیت های عملی در مدارس به وجود آمد و بسیاری از اشراف زادگان اروپایی مقاومت هایی را به خاطر اجباری بودن فعالیتهای عملی در مدارس از خود نشان دادند. این امر باعث شد تا تردیدهایی در ارتباط با لزوم اجرای فعالیتهای عملی در مدارس ایجاد شود. اولین تردیدها در مورد ارزش فعالیتهای عملی در مدارس دوره راهنمایی مطرح شد که عمدتاً به خاطر امکانات محدود بود، و سپس از طرف پژوهشگران مورد نقد و بررسی قرار گرفت. پژوهشگران درباره علت پیدایش تردیدها نکات زیر را یادآور شده‌اند:

• تعداد کمی از معلمان دوره راهنمایی صلاحیت و توانایی استفاده از آزمایشگاه و فعالیتهای عملی را به نحو احسن دارند.

• تأکید بیش از حد بر اجرای فعالیت‌های عملی، به درک نادرستی از کاوشگری علمی منجر می شود.