१. शैक्षणिक साधने (Teaching Aids)
शिक्षणाची प्रक्रिया अधिक प्रभावी, सोपी आणि आनंददायी बनवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या साधनांना शैक्षणिक साधने म्हणतात.
शिक्षणाचे उद्दिष्ट: संकल्पना स्पष्ट करणे, विद्यार्थ्यांची रुची वाढवणे, अध्ययन-अनुभवांना स्थायित्व (Permanence) देणे.
प्रकार:
दृक साधने (Visual Aids): फक्त पाहता येतात. उदाहरणे: फळा, चित्रे, नकाशे, तक्ते, पोस्टर्स, मॉडेल्स, हस्तलिखिते (Flash Cards), बुलेटिन बोर्ड.
श्राव्य साधने (Auditory Aids): फक्त ऐकता येतात. उदाहरणे: रेडिओ, टेप रेकॉर्डर, ग्रामोफोन, भाषा प्रयोगशाळा (Language Lab).
दृक-श्राव्य साधने (Audio-Visual Aids): पाहता आणि ऐकता येतात. उदाहरणे: चित्रपट, दूरदर्शन, व्हिडिओ, संगणक (Computer), मल्टिमीडिया प्रोजेक्टर.
१.१. दृक-श्राव्य साधनांचे महत्त्व
बहु-इंद्रिय अनुभव: या साधनांमुळे डोळे, कान अशा अनेक इंद्रियांचा (Senses) वापर होतो, ज्यामुळे शिक्षण अधिक प्रभावी होते.
उदाहरण: ज्वालामुखीचा उद्रेक (Volcanic Eruption) व्हिडिओमध्ये पाहिल्याने, त्याचे वर्णन फक्त ऐकण्यापेक्षा अधिक तीव्र अनुभव मिळतो.
अमूर्त संकल्पना स्पष्टता: ज्या गोष्टी वर्गात प्रत्यक्ष आणता येत नाहीत किंवा ज्या खूप सूक्ष्म (Microscopic) किंवा अतिविशाल (Gigantic) आहेत, त्या सहज समजावता येतात.
उदाहरण: पृथ्वीची संरचना, सौरमाला, अणूची रचना.
वेळेची बचत: कमी वेळेत अधिक माहिती आकर्षक पद्धतीने सादर करता येते.
प्रेरणा व आवड: विद्यार्थ्यांची विज्ञानामध्ये आवड आणि उत्सुकता वाढते.
१.२. प्रयोगशाळेचे महत्त्व (Importance of Laboratory)
विज्ञान शिक्षणात प्रयोगशाळा हे एक अत्यंत महत्त्वाचे शैक्षणिक साधन आहे.
प्रत्यक्ष अनुभव: विद्यार्थी स्वतः प्रयोग करतात आणि निरीक्षण (Observation) करून निष्कर्षांपर्यंत पोहोचतात. हा 'करून शिकणे' (Learning by Doing) या तत्त्वावर आधारित अनुभव आहे.
उदाहरण: आम्ल आणि आम्लारी (Acid and Base) यांच्या क्रियांची तपासणी लिटमस पेपर वापरून करणे.
वैज्ञानिक वृत्तीचा विकास: प्रयोग करताना तर्कशुद्ध विचार (Logical Thinking), चिकित्सक वृत्ती (Critical Attitude), सहकार्य (Cooperation) आणि वैज्ञानिक पद्धतीचे (Scientific Method) ज्ञान मिळते.
सिद्धांत आणि व्यवहाराची सांगड: पुस्तकी ज्ञान (Theory) आणि त्याचे वास्तविक जीवनातील (Practical Application) उपयोजन समजून घेता येते.
कौशल्य विकास: प्रयोग हाताळणे, उपकरणे वापरणे, निरीक्षणे नोंदवणे, आलेख काढणे यांसारख्या हातांनी करावयाच्या (Psychomotor) कौशल्यांचा विकास होतो.
त्रुटी सुधारणा: प्रयोग करताना झालेल्या चुका लगेच कळतात आणि त्या सुधारण्याची संधी मिळते.
२. मूल्यांकन (Evaluation)
मूल्यांकन म्हणजे विद्यार्थ्याच्या अध्ययन प्रगतीचे आणि शैक्षणिक उद्दिष्टांच्या प्राप्तीचे मोजमाप करणे.
२.१. सातत्यपूर्ण सर्वंकष मूल्यमापन (CCE - Continuous and Comprehensive Evaluation)
राष्ट्रीय शैक्षणिक संशोधन आणि प्रशिक्षण परिषदेने (NCERT) शिक्षणाच्या हक्काच्या कायद्याच्या (RTE Act, 2009) अंमलबजावणीसाठी या पद्धतीचा पुरस्कार केला.
सातत्यपूर्ण (Continuous):
अध्ययन-अध्यापन प्रक्रियेदरम्यान नियमितपणे (Regularly) मूल्यमापन केले जाते.
यामध्ये रचनात्मक मूल्यमापन (Formative Assessment - FA) आणि संकलनात्मक मूल्यमापन (Summative Assessment - SA) या दोन्हींचा समावेश असतो.
उद्देश: विद्यार्थ्याला शिकत असतानाच प्रतिक्रिया (Feedback) देणे आणि त्याच्या त्रुटी वेळीच सुधारणे.
सर्वंकष (Comprehensive):
फक्त शैक्षणिक (Scholastic) क्षेत्राचेच नव्हे, तर सह-शैक्षणिक (Co-Scholastic) क्षेत्राचेही मूल्यमापन केले जाते.
शैक्षणिक क्षेत्र: ज्ञान, आकलन, उपयोजन, कौशल्ये, विश्लेषण (Knowledge, Understanding, Application, Skills).
सह-शैक्षणिक क्षेत्र: कला, आरोग्य, खेळ, जीवन कौशल्ये (Life Skills), अभिवृत्ती (Attitude), मूल्ये (Values).
उद्देश: विद्यार्थ्याचे सर्वांगीण व्यक्तिमत्त्व (All-round Personality) विकसित करणे.
२.२. रचनात्मक मूल्यमापन (Formative Assessment - FA)
स्वरूप: शिकण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान (During Learning) केले जाते.
उद्देश: अध्यापनात सुधारणा करण्यासाठी आणि विद्यार्थ्याला वेळेवर मदत करण्यासाठी.
साधने: गृहपाठ (Homework), वर्गकार्य (Classwork), तोंडी प्रश्न, प्रकल्प (Projects), चाचण्या, गटचर्चा, निरीक्षणे.
महत्त्व: विद्यार्थी कोठे अडकला आहे हे शिक्षकाला त्वरित समजते.
२.३. संकलनात्मक मूल्यमापन (Summative Assessment - SA)
स्वरूप: शिकण्याच्या समाप्तीनंतर (At the end of a Unit/Term) केले जाते.
उद्देश: विद्यार्थ्याने किती शिकले आणि उद्दिष्टे किती प्रमाणात साध्य केली हे तपासणे.
साधने: सत्र परीक्षा, वार्षिक परीक्षा.
महत्त्व: विद्यार्थ्याला गुण (Marks) किंवा श्रेणी (Grades) देण्यासाठी आणि पुढील वर्गात प्रवेश देण्यासाठी.
२.४. निदान चाचणी (Diagnostic Test)
उद्देश: विद्यार्थ्याच्या शैक्षणिक अडचणीचे (Learning Difficulties) मूळ कारण शोधून काढणे.
उदाहरण: जर विद्यार्थ्याला गणितातील 'अपूर्णांक' (Fractions) समजत नसेल, तर निदान चाचणीद्वारे त्याचे कारण बेरीज, वजाबाकी किंवा भागाकार यात आहे का, हे शोधले जाते.
स्वरूप: विशिष्ट विषयातील कमजोर क्षेत्रावर आधारित असते. उपचारात्मक अध्यापनाची (Remedial Teaching) योजना आखण्यासाठी याचा उपयोग होतो.
फरक: सामान्य चाचणी (Achievement Test) फक्त विद्यार्थी काय शिकला हे तपासते, तर निदान चाचणी का शिकला नाही याचे कारण शोधते.
३. उपचारात्मक अध्यापन (Remedial Teaching)
जेव्हा विद्यार्थी सामान्यांपेक्षा (Average Level) कमी गतीनुसार शिकत असतो, तेव्हा त्याला व्यक्तिगत (Individualized) किंवा लहान गटात (Small Group) दिलेले विशेष मार्गदर्शन म्हणजे उपचारात्मक अध्यापन.
३.१. उपचारात्मक अध्यापनाची गरज
निदान चाचणीचा आधार: निदान चाचणीतून समोर आलेल्या त्रुटींवर (Deficiencies) किंवा कमजोर घटकांवर (Weak Concepts) लक्ष केंद्रित करण्यासाठी.
शैक्षणिक अंतर भरून काढणे: विद्यार्थ्याने जे शिकणे अपेक्षित होते, पण तो शिकू शकला नाही, हे अंतर (Gap) दूर करण्यासाठी.
आत्मविश्वास वाढवणे: सततच्या अपयशामुळे विद्यार्थ्यांमध्ये येणारा नैराश्य (Frustration) आणि आत्मविश्वासाचा अभाव (Lack of Confidence) दूर करणे.
मुख्य प्रवाहात आणणे: इतर विद्यार्थ्यांच्या शैक्षणिक पातळीवर (Academic Standard) आणण्यासाठी.
३.२. अंमलबजावणीची प्रक्रिया
१. अध्ययन अडचणीचे निदान: प्रथम निदान चाचणी घेऊन अडचणीचे नेमके स्वरूप व मूळ कारण शोधावे.
* उदाहरण: विज्ञानात 'प्रकाशाचे परावर्तन' (Reflection of Light) या संकल्पनेत अडचण आहे.
२. उपचारात्मक योजना: विद्यार्थ्याच्या गरजेनुसार आणि अध्ययन शैलीनुसार (Learning Style) वैयक्तिक किंवा गट योजना तयार करणे.
३. योग्य पद्धतीचा वापर: शिकवण्यासाठी वेगळ्या आणि अधिक सोप्या अध्यापन पद्धती व साधनांचा वापर करणे.
* उदाहरण: 'परावर्तन' संकल्पनेसाठी आरसा (Mirror) आणि लेझर लाईट (Laser Light) वापरून प्रत्यक्ष कृती (Demonstration) करणे.
४. प्रतिक्रिया व प्रोत्साहन: विद्यार्थ्याला सतत सकारात्मक प्रतिक्रिया (Positive Feedback) देणे आणि प्रोत्साहित करणे.
५. प्रगतीचे मूल्यांकन: उपचारानंतर पुन्हा चाचणी घेऊन (Post-Test) विद्यार्थ्याच्या प्रगतीचे मूल्यांकन करणे आणि आवश्यक असल्यास उपचारांची पुनरावृत्ती (Revision) करणे.
४. विज्ञान शिकवताना येणाऱ्या सामान्य समस्या
विज्ञान हा विषय शिकवताना आणि विद्यार्थी तो शिकत असताना अनेक समस्या येतात, ज्या शिक्षकाने ओळखणे आणि सोडवणे आवश्यक आहे.
१. अमूर्त संकल्पना (Abstract Concepts): विज्ञानातील अनेक संकल्पना (उदा. 'ऊर्जा', 'विद्युत क्षेत्र', 'अदृश्य सूक्ष्मजीव') कल्पना (Imagination) आणि तर्कशक्तीवर (Reasoning) आधारित असतात, ज्यांचे प्रत्यक्ष मूर्त रूप (Concrete Form) नसते.
उपाय: मॉडेल्स, ॲनिमेशन, वास्तविक जीवनातील उदाहरणे वापरणे.
२. प्रयोगशाळेचा अभाव/कमतरता: अनेक शाळांमध्ये पुरेशी प्रयोगशाळा साधने, उपकरणे किंवा प्रशिक्षित कर्मचारी नसतात. यामुळे विद्यार्थ्यांना प्रत्यक्ष अनुभवापासून वंचित राहावे लागते.
उपाय: स्वस्त आणि स्थानिक स्तरावर उपलब्ध असलेल्या साहित्यातून प्रयोग (Jugaad Science) तयार करणे.
३. भाषिक अडथळे: विज्ञान विषयाची पारिभाषिक शब्दावली (Technical Terminology) अनेकदा विद्यार्थ्यांना कठीण वाटते, खासकरून ग्रामीण भागातील विद्यार्थ्यांना.
उपाय: संकल्पना मातृभाषेतून (Mother Tongue) स्पष्ट करणे आणि नंतर योग्य वैज्ञानिक संज्ञा परिचय करून देणे.
४. पाठ्यपुस्तकांवर जास्त अवलंबित्व: शिक्षक केवळ पाठ्यपुस्तकातील माहिती वाचून आणि व्याख्या (Definitions) सांगून विषय पूर्ण करतात, ज्यामुळे विद्यार्थ्यांची उत्सुकता (Curiosity) मरते.
उपाय: चर्चा, क्षेत्रभेटी (Field Trips), विज्ञानाचे प्रकल्प (Science Projects) यांना प्रोत्साहन देणे.
५. शिक्षकांचे अपुरे प्रशिक्षण: काही शिक्षकांकडे विज्ञानाच्या नवीन अध्यापन पद्धती (Modern Pedagogy) आणि तंत्रज्ञानाचा (Technology) वापर करण्याचे पुरेसे ज्ञान नसते.
उपाय: नियमितपणे सेवांतर्गत प्रशिक्षण (In-service Training) कार्यक्रम घेणे.
६. परीक्षेवर आधारित शिक्षण: विद्यार्थ्यांकडून पाठांतर (Rote Memorization) करून घेण्यावर अधिक भर दिला जातो, ज्यामुळे त्यांना संकल्पनांचे मूळ आकलन (Conceptual Understanding) होत नाही.
उपाय: मूल्यांकन पद्धतीत बदल करून समस्या निराकरण (Problem Solving) आणि उपयोजन (Application) आधारित प्रश्नांचा समावेश करणे.
५. विज्ञानाच्या अध्यापनात समाविष्ट करावयाच्या काही प्रक्रिया
| वैज्ञानिक प्रक्रिया (Scientific Process) | स्पष्टीकरण (Explanation) |
| निरीक्षण करणे (Observing) | आपल्या पाच इंद्रियांच्या (Five Senses) मदतीने वस्तू, घटना किंवा प्रयोगाची माहिती गोळा करणे. *उदा: पाण्याचे रंगहीन असणे. |
| वर्गीकरण करणे (Classifying) | निरीक्षणाच्या आधारावर वस्तू किंवा संकल्पनांमध्ये असलेल्या साम्य आणि फरकांनुसार त्यांना गटांमध्ये विभागणे. *उदा: सजीव आणि निर्जीव वस्तू वेगळ्या करणे. |
| मापन करणे (Measuring) | प्रमाणित साधनांचा वापर करून वस्तूची लांबी, वजन, तापमान यांसारख्या परिमाणांचे (Parameters) मोजमाप करणे. *उदा: थर्मोमीटरने शरीराचे तापमान मोजणे. |
| माहिती गोळा करणे (Collecting Data) | सर्वेक्षण (Survey), प्रयोग किंवा निरीक्षणाद्वारे अचूक आकडेवारी किंवा माहिती जमा करणे. |
| निष्कर्ष काढणे (Inferring) | गोळा केलेल्या माहितीच्या (Data) आधारावर तार्किक विचार करून अंतिम निर्णय किंवा निष्कर्ष (Conclusion) निश्चित करणे. |
| अंदाज लावणे (Predicting) | वर्तमान माहिती किंवा पूर्वीच्या अनुभवांच्या आधारावर भविष्यात काय घडू शकते याबद्दल संभाव्यता (Probability) व्यक्त करणे. *उदा: तापमान वाढले तर बर्फ वितळेल. |
६. वैज्ञानिक पद्धतीचे टप्पे (Steps of Scientific Method)
ही समस्या-निराकरणाची (Problem Solving) एक व्यवस्थित आणि तार्किक प्रक्रिया आहे.
१. समस्या निश्चिती (Identifying the Problem): नेमका कोणता प्रश्न सोडवायचा आहे किंवा कशाचा अभ्यास करायचा आहे हे स्पष्ट करणे.
* उदा: झाडांना सूर्यप्रकाश न मिळाल्यास काय होते?
२. माहिती संकलन/निरीक्षण (Collecting Information/Observation): समस्येशी संबंधित उपलब्ध माहिती (पुस्तके, इंटरनेट) गोळा करणे.
३. परिकल्पना मांडणे (Formulating Hypothesis): समस्येचे संभाव्य उत्तर (Tentative Answer) किंवा स्पष्टीकरण देणारा एक गृहीत धरलेला (Assumed) विधान करणे.
* उदा: सूर्यप्रकाश न मिळाल्यास झाडे वाढणार नाहीत.
४. प्रयोग करणे/परिकल्पनेची चाचणी (Experimentation/Testing Hypothesis): परिकल्पना खरी आहे की खोटी हे तपासण्यासाठी नियंत्रित (Controlled) वातावरणात प्रयोग करणे.
* उदा: दोन समान रोपे घेऊन, एकाला सूर्यप्रकाश देणे आणि दुसऱ्याला न देणे.
५. माहितीचे विश्लेषण (Analyzing Data): प्रयोगातून मिळालेल्या निरीक्षणांची आणि आकडेवारीची तपासणी करणे.
६. निष्कर्ष काढणे (Drawing Conclusion): विश्लेषणानंतर परिकल्पना सिद्ध झाली की असिद्ध झाली हे स्पष्ट करणे.
७. विज्ञानाच्या शिक्षणातील मूल्ये (Values in Science Education)
विज्ञान शिक्षणामुळे विद्यार्थ्यांमध्ये खालील मूल्यांची वाढ होणे अपेक्षित आहे.
१. सत्यनिष्ठा (Integrity/Truthfulness): वैज्ञानिक माहिती जशी आहे तशी स्वीकारण्याची वृत्ती.
२. चिकित्सावृत्ती (Critical Thinking): कोणताही विचार किंवा माहिती तपासल्याशिवाय (Without Verification) स्वीकारायची नाही.
३. उत्सुकता (Curiosity): 'हे असे का होते?' असा प्रश्न विचारण्याची आणि नवीन शोध घेण्याची इच्छा.
४. वस्तुनिष्ठता (Objectivity): केवळ पुराव्यावर (Evidence) आधारित निष्कर्ष काढणे, वैयक्तिक भावनांना महत्त्व न देणे.
५. खुला दृष्टिकोन (Open-mindedness): नवीन कल्पना आणि पुरावे स्वीकारण्याची तयारी ठेवणे, आपले मत बदलायला तयार असणे.
६. श्रमप्रतिष्ठा (Dignity of Labor): प्रयोगात किंवा अभ्यासात मेहनत करण्याची तयारी.
