🔬 विज्ञान अध्यापनशास्त्र - भाग १: स्वरूप, उद्दिष्ट्ये आणि शिक्षण पद्धती
१. विज्ञानाचे स्वरूप (Nature of Science)
विज्ञान म्हणजे काय?
विज्ञान हे जगाला समजून घेण्याचे एक संघटित आणि पद्धतशीर ज्ञान आहे. हे केवळ माहितीचा साठा नाही, तर माहिती मिळवण्याची आणि पडताळण्याची एक विशिष्ट प्रक्रिया आहे.
सोपे उदाहरण: सफरचंद खालीच का पडते? या घटनेचे निरीक्षण करणे, त्यासाठी गुरुत्वाकर्षणाचा नियम शोधणे आणि तो नियम इतर वस्तूंनाही लागू होतो का हे तपासणे म्हणजे विज्ञान.
वैज्ञानिक ज्ञान:
हे ज्ञान अनुभवांवर आणि निरीक्षणांवर आधारित असते.
ते नेहमी परिवर्तनशील (बदलणारे) असते; नवीन पुरावे किंवा तंत्रज्ञान मिळाल्यावर जुने सिद्धांत बदलले जाऊ शकतात.
उदाहरण: 'पृथ्वी सपाट आहे' हा जुना सिद्धांत नवीन वैज्ञानिक निरीक्षणांमुळे 'पृथ्वी गोल आहे' या सिद्धांताने बदलला.
विज्ञानाची प्रक्रिया (Scientific Process):
विज्ञान हे तर्कशुद्ध (Logical) आणि वस्तुनिष्ठ (Objective) असते.
यात शंका घेणे, प्रश्न विचारणे, निरीक्षण करणे, गृहितके (Hypotheses) मांडणे आणि प्रयोगांद्वारे त्यांची पडताळणी करणे या पायऱ्यांचा समावेश असतो.
उदाहरण: पाणी $100^\circ C$ ला उकळते. या निष्कर्षावर विश्वास ठेवण्यापूर्वी, वेगवेगळ्या वेळी आणि वेगवेगळ्या परिस्थितीत प्रयोग करून पाहिले जाते.
विज्ञान, तंत्रज्ञान आणि समाज:
विज्ञान हे ज्ञान निर्माण करते, तर तंत्रज्ञान (Technology) हे त्या ज्ञानाचा उपयोग मानवाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी करते.
उदाहरण: विद्युतधारा (Electricity) कशी कार्य करते हे विज्ञान सांगते. त्या ज्ञानाचा वापर करून बल्ब (Light Bulb) बनवणे हे तंत्रज्ञान आहे.
वैज्ञानिक दृष्टिकोन (Scientific Temper):
सत्य स्वीकारण्यापूर्वी पुरावे आणि तर्क यांची मागणी करणे.
अंधश्रद्धा किंवा पूर्वग्रहांवर आधारित नसलेला, निष्पक्ष विचार करण्याची क्षमता.
उदाहरण: 'मांत्रिक रोग बरा करतो' यावर लगेच विश्वास न ठेवता, 'तो कसा करतो? त्याचे वैज्ञानिक कारण काय?' असा प्रश्न विचारणे.
२. विज्ञानाचे शिक्षण-उद्दिष्ट्ये (Objectives of Science Teaching)
विज्ञानाचे शिक्षण प्राथमिक स्तरावर (Primary Level) शिकवण्याची उद्दिष्ट्ये:
आजूबाजूच्या जगाची ओळख: मुलांना त्यांच्या नैसर्गिक आणि सामाजिक पर्यावरणाशी जोडणे.
उत्सुकता वाढवणे: मुलांच्या मनात 'कसे आणि का' असे प्रश्न विचारण्याची सवय लावणे.
निरीक्षण कौशल्य: वस्तू, घटना आणि बदलांचे लक्षपूर्वक निरीक्षण करण्याची क्षमता विकसित करणे.
स्वच्छता आणि आरोग्य: आरोग्यदायी सवयी आणि स्वच्छतेचे महत्त्व समजून घेणे.
पर्यावरणाची काळजी: निसर्गाबद्दल प्रेम आणि पर्यावरणाचे रक्षण करण्याची भावना निर्माण करणे.
उदाहरण: रोपटे कसे वाढते हे निरीक्षण करून शिकणे आणि त्याला पाणी देण्याची जबाबदारी घेणे.
विज्ञानाचे शिक्षण उच्च प्राथमिक स्तरावर (Upper Primary Level) शिकवण्याची उद्दिष्ट्ये:
वैज्ञानिक संकल्पनांचे आकलन: विज्ञानातील मूलभूत नियम, सिद्धांत आणि संकल्पना योग्य प्रकारे समजून घेणे.
वैज्ञानिक पद्धतीचा परिचय: वैज्ञानिक पद्धतीच्या (Scientific Method) विविध पायऱ्यांचा वापर करण्यास शिकणे.
चिकित्सक विचार (Critical Thinking): माहितीचे विश्लेषण करणे, चांगले-वाईट ठरवणे आणि स्वतःचे मत तयार करण्याची क्षमता विकसित करणे.
समस्या सोडवणे: दैनंदिन जीवनातील समस्या सोडवण्यासाठी वैज्ञानिक ज्ञानाचा आणि कौशल्यांचा वापर करणे.
वैज्ञानिक दृष्टिकोन विकसित करणे: विद्यार्थ्यांमध्ये तर्कशुद्ध विचार, वस्तुनिष्ठता आणि खुलेपणा (Open Mindedness) वाढवणे.
उदाहरण: पाणी शुद्ध करण्याच्या वेगवेगळ्या पद्धतींचा अभ्यास करणे आणि आपल्या घरी कोणती पद्धत जास्त उपयुक्त ठरू शकते हे ठरवणे.
३. विज्ञानाच्या शिक्षण पद्धती (Methods of Science Teaching)
A. निरीक्षण पद्धत (Observation Method)
संकल्पना: आजूबाजूच्या घटना, वस्तू किंवा बदलांचे डोळ्यांनी किंवा साधनांनी काळजीपूर्वक पाहणे आणि माहिती गोळा करणे.
प्रक्रिया:
उद्देश निश्चित करणे: कशाचे निरीक्षण करायचे हे ठरवणे.
निरीक्षण: लक्षपूर्वक पाहणे.
नोंदणी: जे पाहिले ते लिहून ठेवणे (आलेख, नोंदी, चित्रे).
निष्कर्ष: नोंदींवरून अर्थ काढणे.
उदाहरणे:
सूर्य कोणत्या दिशेने उगवतो व मावळतो याचे काही दिवस निरीक्षण करणे.
एका बीजाचे रोपटे होईपर्यंत दररोजच्या बदलांची नोंद ठेवणे.
फायदे:
विद्यार्थी सक्रिय राहतात.
ज्ञान प्रत्यक्ष अनुभवावर आधारित असल्याने ते अधिक काळ स्मरणात राहते.
B. प्रयोग पद्धत (Experimentation Method)
संकल्पना: नैसर्गिक घटना समजून घेण्यासाठी नियंत्रित परिस्थितीत (Controlled Conditions) विशिष्ट कृती करणे, ज्यामुळे 'कारण आणि परिणाम' (Cause and Effect) संबंध स्पष्ट होतो.
प्रक्रिया (वैज्ञानिक पद्धतीवर आधारित):
समस्या ओळखणे: प्रश्न किंवा समस्या निश्चित करणे.
गृहितक (Hypothesis) मांडणे: समस्येचे तात्पुरते उत्तर किंवा अंदाज लावणे.
प्रयोगाची रचना: प्रयोग कसा करायचा, कोणती साधने वापरायची हे ठरवणे.
प्रयोगाची अंमलबजावणी: नियंत्रित परिस्थितीत प्रयोग करणे आणि माहिती (Data) गोळा करणे.
माहितीचे विश्लेषण: गोळा केलेल्या माहितीच्या आधारे निष्कर्षांपर्यंत पोहोचणे.
गृहितकाची पडताळणी: निष्कर्ष गृहितकाशी जुळतो की नाही हे तपासणे.
उदाहरणे:
प्रकाशसंश्लेषण (Photosynthesis) प्रक्रियेसाठी कार्बन डायऑक्साइड आवश्यक आहे की नाही, हे सिद्ध करण्यासाठी वनस्पतीचा उपयोग करून नियंत्रित प्रयोग करणे.
विविध पदार्थांची पाण्यात विद्राव्यता (Solubility) तपासणे.
फायदे:
वैज्ञानिक कौशल्ये (मापन, नियंत्रण, विश्लेषण) विकसित होतात.
सिद्धांतांवर विश्वास बसतो कारण ते स्वतः सिद्ध केलेले असतात.
C. प्रकल्प पद्धत (Project Method - किलपॅट्रिक)
संकल्पना: ही एक उद्देशपूर्ण (Purposeful) कृती आहे, जी विद्यार्थ्यांच्या नैसर्गिक वातावरणात (Natural Setting) पूर्ण केली जाते. विद्यार्थी स्वतःच्या आवडीनुसार काम करतात.
प्रक्रिया (सामान्य पायऱ्या):
परिस्थिती निर्माण करणे: शिक्षकाने विद्यार्थ्यांसमोर समस्या किंवा आव्हान उभे करणे.
प्रकल्प निवडणे: विद्यार्थी स्वतःच्या आवडीनुसार प्रकल्प निवडतात.
नियोजन (Planning): प्रकल्पाचे उद्दिष्ट, साधने आणि कामाच्या पायऱ्या ठरवणे.
अंमलबजावणी (Execution): नियोजनानुसार काम करणे (माहिती गोळा करणे, प्रयोग करणे, मॉडेल बनवणे).
मूल्यांकन (Evaluation): प्रकल्पाचे काम योग्य झाले आहे की नाही हे तपासणे.
नोंद (Recording): केलेल्या कामाचा, अनुभवांचा आणि निष्कर्षांचा अहवाल (Report) तयार करणे.
उदाहरणे:
'प्लास्टिकमुक्त शाळा' मोहीम राबवणे.
'सौर ऊर्जा उपकरणाचे' कार्यरत मॉडेल बनवणे.
स्थानिक पाण्याच्या स्त्रोतांच्या पाण्याची गुणवत्ता तपासणे.
फायदे:
विद्यार्थ्यांमध्ये सहकार्य (Cooperation) आणि स्वयं-अध्ययन (Self-Learning) ची भावना वाढते.
हे ज्ञान वास्तविक जीवनाशी (Real-Life) जोडलेले असते.
सृजनशीलता (Creativity) आणि जबाबदारी विकसित होते.
४. वैज्ञानिक दृष्टिकोन (Scientific Temper) आणि चिकित्सक विचार (Critical Thinking)
वैज्ञानिक दृष्टिकोन:
मूलभूत तत्व: कोणत्याही गोष्टीवर पुरावा (Evidence) असल्याशिवाय विश्वास न ठेवणे.
हा दृष्टिकोन सत्यशोधन (Search for Truth) आणि कारण-मीमांसा (Reasoning) वर आधारित असतो.
विकास: विद्यार्थ्यांना प्रश्न विचारण्यास प्रोत्साहन देणे आणि त्यांच्या प्रश्नांचे वैज्ञानिक स्पष्टीकरण देणे.
चिकित्सक विचार:
संकल्पना: माहिती किंवा विचारांचे सखोल विश्लेषण करणे, त्यांची सत्यता तपासणे आणि त्यातील तर्कशुद्धता शोधणे.
यात केवळ माहिती स्वीकारणे नव्हे, तर ती माहिती मांडणाऱ्याच्या हेतूवर किंवा स्त्रोताच्या विश्वासार्हतेवर प्रश्नचिन्ह लावणे समाविष्ट आहे.
उदाहरण: वर्तमानपत्रात आलेली 'अमुक औषधाने रोग बरा होतो' ही जाहिरात वाचल्यावर, त्या औषधाची वैज्ञानिक चाचणी झाली आहे की नाही, हे तपासणे.
शिक्षकाची भूमिका:
शिक्षकाने विद्यार्थ्यांना 'नेमके उत्तर' न देता, त्यांना उत्तर शोधण्याच्या मार्गावर (Process) मदत करणे महत्त्वाचे आहे.
चर्चा, वादविवाद आणि खुली विचारसरणी (Open Inquiry) यातून हे कौशल्य विकसित करता येते.
