دانش آموزان جوانتر بیشتر مستعد یادگیری هستند و معلمان از کار دشوار آموزش که با آن روبرو هستند، آگاه هستند. در حالیکه بسیار از دانش آموزان نسبت به هم سن و سال هایشان اطلاعات تحصیلی زیادی دارند، دانش محدودی نسبت به جهان خارج از خانه خود دارند. آنها معمولا با خانواده ارتباطات نزدیک و خوبی دارند و در مراکز خرید و تفریح با افرادی که دوست دارند، وقت می گذرانند.
موقعیت های اجتماعی
تجربه آنها، حتی برای کسانی که تجربه اینترنت گسترده و رسانه ای دارند، همچنان محدود است. برخورد با بسیاری از موقعیت های مختلف اجتماعی چیزی است که آنها باید یاد بگیرند و به سیستم مدرسه وارد می شوند تا آنها را آموزش دهند.
رفتار
دانش آموزان مدرن
با نگاهی نزدیک به هر نمایش تلویزیونی در میابیم که به ندرت صحنه های ویدئویی از کودکان با رفتارهای مناسب تولید می شود، و والدین اندکی در واقع در مورد این موضوع فکر می کنند. آنها زندگی پر مشغله دارند و فرزندانشان به ندرت تمایل به اشاره به این موضوع دارند که آنچه که در تلویزیون می بینند در مواجهه با رفتار پدر و مادرشان در برابر تدریس والدینشان تأثیر می گذارد.
رفتارهای اجتماعی
خوردن شام رسمی، معرفی دوستان و یا حتی درک اینکه چگونه با دیگران ارتباط برقرار کنید، از طریق سرگرمی های روزمره آموزش داده نمی شود. پدر و مادر بهترین ها را انجام می دهند، اما آنها نیاز به اطلاعات اساسی وحمایت مدارس برای کمک به آنها را برای تبدیل شدن فرزندان خود به بزرگسالان مودب در آینده دارند. اوضاع برای دانش آموزان مدرن مهم تر از همیشه است و دنیای شلوغ از آنها می خواد تا در اسرع وقت یاد بگیرند.
تعاملات
اجتماعی
دانش آموزان باید یاد بگیرند چگونه با دیگران در یک سطح اجتماعی ارتباط برقرار کنند. معلمان باید به صورت رسمی به کار گرفته شوند و با دانش آموزان برخورد محترمانه ای صورت گیرد. یادگیری عملکرد در جامعه، در خانه آغاز می شود، اما تقویت آن از طریق مدارس است که به کودکان در هنر متمدن شدن کمک می کند.
آموزش
رفتار مناسب
بسیاری از دانش آموزان باید قبل از اینکه بتوانند فارغ التحصیل شوند، کار کنند، و رفتار مناسب در جامعه یکی از جنبه های مهم آموزش آنها است. در حالی که بسیاری از مدارس آن را به عنوان یک موضوع جداگانه فهرست نمی کنند، تعامل آنها با دانش آموزان و مربیان دیگر توسط سیستم پیگیری می شود. کسانی که از لحاظ یادگیری رفتار اجتماعی مناسب، پیشرفت می کنند، در طول زندگی با داشتن دوستان خوب، به دلیل احترام به دیگران، پاداش می گیرند.
آموزش STEAM
شیوه های این نوع آموزش بسیار رفتارگرا است زیرا دانش آموزان مجبورند درگیر مسئله باشند و به صورت تیمی و گروهی یک پروژه علمی را پیش ببرند. در این نوع آموزش، نوع رفتار با هم گروهی، سرگروه و دبیر راهنما را به خوبی یاد می گیرند و تفکر بحرانی و حل مسئله را نیز می آموزند. شیوه های آموزش STEAM در ایران در شرکت آموزشی اندیشه آفرینان شریف تدریس می شود.
ابداع این شرکت آموزشی-پژوهشی، به کار گیری این روش و تلفیق آن با آموزش آزمایشگاهی است.
طبق گزارش سالانه ی اندیشه آفرینان شریف، در اخبار و گزارش های جهانی، اگر به فکر بچه دار شدن هستید یا می خواهید کودکتان را به دنیا بیاورید، دانمارک رتبه ی اول را در گروه بهترین کشورهای جهان برای پرورش و رشد کودکان در سال ۲۰۱۸ است. در رتبه بندی قبلی، سوئد به مدت دوسال در صدر قرار داشت.
ارزیابی کشورها در سطح جهانی
به منظور کمک به مردم در درک اینکه چگونه ملیت ها در سطح جهانی از نظر قرار گیری در گروه بهترین کشورهای جهان برای پرورش و رشد کودکان ارزیابی می شوند، بیش از ۲۱،۰۰۰ پاسخ دهنده در ۸۰ کشور با مقیاس رتبه بندی ۶۵ ویژگی مورد ارزیابی قرار گرفت. در میان این ویژگی ها، نفوذ اقتصادی، قدرت، شهروندی و کیفیت زندگی قرار داشتند که به طور کل به تعیین موفقیت هر کشوری به عنوان یک کشور مدرن کمک می کرد.
ویژگی های هشت گانه
به منظور تعیین اینکه کدام کشورها بهترین شرایط را برای کودکان در بر دارند، محققات به ویژگی های هشت گانه زیر توجه کردند: حفظ حقوق بشر، دوستار خانواده بودن، برابری جنسیتی، شادی، برابری درآمد، سطح ایمنی، سیستم مراقبت بهداشتی توسعه یافته.
قوانین و سیاست های طلاق والدین به طور مستقیم در این رتبه بندی وارد نشده است، اما کشورهایی که در سطح بالای بهترین کشور جهان برای کودکان قرار دارند، از جمله دانمارک و سوئد، تمایل دارند که ملایم ترین قوانین را در این زمینه دارند.
نگاه به شرایط ویژه ی آموزش و سیستم های آموزشی نیز نقشی اساسی در انتخاب برترین کشورها برای کودکان دارد زیرا تاثیر این عامل اساسی را نباید در آینده ی کودکان نادیده گرفت. البته عوامل بسیاری دخیل هستند که در صدر آنها سیستم های حمایتی و حفظ حقوق کودکان و خانواده به چشم می خورد. کودکان بهترین و اصلی ترین دارایی هایی یک کشور هستند که می توان بر روی آنها سرمایه گذاری کرد. این سرمایه گذاری قطعا و صدرصد در کوتاهترین مدت بازگشت داده می شود و کودکانی که برای رشد و پرورش آنها هزینه شده است. تبدیل به گردانندگان بازارهای اقتصادی آن کشور خواهند شد.
آزمایش های نمایشی یک جاذبه بصری برای ایجاد سرگرمی در درک شیمی مدرن ارائه می‌دهند.
به عنوان یک مفهوم کمک آموزشی برای دانش آموزان هستند.
آزمایش های نمایشی دارای ویژگی‌های زیر می‌باشند:
آزمایش های نمایشی اغلب تماشایی و مهیج هستند و ایجاد انگیزه می‌کنند. اجازه می‌دهند دانش‌آموزان آزمایش‌هایی را مشاهده کنند که خودشان به دلیلی مانند کمبود مهارت، ایمنی، دستگاه‌های گران‌قیمت و مواد یا منابع محدود هیچگاه قادر به انجام آنها نبوده‌اند.
منابع اندیشه آفرینان شریف از متون و از تجربیات معلمان شیمی در سراسر جهان جمع‌آوری شده است و منطبق با مطالبی است که دانش‌آموزان در کلاس‌های درس می‌خوانند و باید بدانند.
در ادامه به صورت خلاصه علم شیمی و آزمایش های نمایشی را به شما معرفی کرده‌ایم…
واژهٔ شیمی از کیمیا که نام یکی از علوم پنجگانه خفیه در دوران کهن است، اقتباس شده است. در زبان مصری باستان، کیمیا از واژهٔ خامه یا خَمِه به معنای زمینِ سیاه برگرفته شده است. پس از تسلط ایرانیان بر مصر در ۵۲۰ پیش از میلاد ، این واژه به صورت کیمیا (به معنی آزمایش های شیمی نمایشی) به شرق آمده است. پس از تسلط یونانیان در ۳۳۰ پیش از میلاد به صورت خومِیا (به یونانی: χυμεία) در یونانی نیز وارد گردیده است. در دوران تسلط خلافت اسلامی در خاورمیانه، به صورت الکیمیاء درآمده است. با جنگ‌های صلیبی به صورت الشمی(به انگلیسی: Alchemy) مجدداً به اروپا آمده است.
محققان در یک پیوند شگفت انگیز علم و هنر، یک سیستم برای تبدیل ساختارهای مولکولی پروتئینی، بلوک های پایه ساختمانی تمام موجودات زنده، به صدای شنیداری شبیه به نوت های موسیقی ایجاد کرده اند. سپس، با تغییر روند، آنها می توانند برخی از تغییرات را در موسیقی ایجاد کنند و آن را به پروتئین های جدیدی تبدیل کنند که هرگز در طبیعت دیده نمی شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید
تاریخچه شیمی و آزمایش های نمایشی
کوشش‌های نخستین بشر برای فهمیدن طبیعت مواد و بیان چگونگی دگرگونی آنها ناموفق بود. اندک اندک کوشش‌ها برای تبدیل مواد کم ارزش، به مواد ارزشمندی چون زر و سیم، منجر به پیدایی دانش کیمیا یا آزمایش های نمایشی گردید. این دانش اغلب همراه با شعبده بازی و آزمایش های نمایشی بود. هر چند در ظاهر دانش کیمیا به خواست اصلی خود نرسید. اما دستاوردهای کیمیاگران در این راه به اندوخته گرانبهایی تبدیل شد. که پایه‌گذار شیمی مدرن یا همان آزمایش های نمایشی گردید.
نظریه اتمی پایه و اساس علم شیمی است. این تئوری بیان می‌دارد. که تمام مواد از واحدهای بسیار کوچکی به نام اتم تشکیل شده‌اند. یکی از اصول و قوانینی که در مطرح شدن شیمی به عنوان یک علم تأثیر به‌سزایی داشته، اصل بقای جرم است. این قانون بیان می‌کند که در طول انجام یک واکنش شیمیایی معمولی یا آزمایش های نمایشی، مقدار ماده تغییر نمی‌کند. (امروزه فیزیک مدرن ثابت کرده که در واقع این انرژی است که بدون تغییر می‌ماند. همچنین انرژی و جرم با یکدیگر رابطه دارند)
این مطلب به طور ساده به این معنی است:
اگر ده‌هزار اتم داشته باشیم و مقدار زیادی واکنش شیمیایی معمولی یا ازمایش های نمایشی انجام پذیرد، در پایان ما همچنان بطور دقیق ده‌هزار اتم خواهیم داشت. اگر انرژی از دست رفته یا به‌دست‌آمده را مد نظر قرار دهیم. مقدار جرم نیز تغییر نمی‌کند. شیمی کنش و واکنش میان اتم‌ها را به تنهایی یا در بیشتر موارد به‌همراه دیگر اتم‌ها و به‌صورت یون یا مولکول (ترکیب) بررسی می‌کند.
این اتم‌ها اغلب با اتم‌های دیگر در آزمایش های نمایشی شرکت می کنند. برای نمونه زمانی‌که آتش چوب را می‌سوزاند. واکنشی است بین اتم‌های اکسیژن موجود در هوا و مواد آلی چوب. که نور بر روی مواد شیمیایی فیلم عکاسی ایجاد می‌کند شکل می‌گیرد)
یکی از یافته‌های بنیادین و جالب دانش شیمی این بوده‌است که:
اتم‌ها روی‌هم‌رفته همیشه به نسبت برابر با یکدیگر ترکیب می‌شوند. سیلیس دارای ساختمانی است که نسبت اتم‌های سیلیسیوم به اکسیژن در آن یک به دو است. امروزه ثابت شده‌است. که استثناهایی در زمینهٔ قانون نسبت‌های معین وجود دارد(مواد غیر استوکیومتری).
یکی دیگر از یافته‌های کلیدی شیمی این بود که زمانی که یک واکنش شیمیایی مشخص یا ازمایش های نمایشی رخ می‌دهد، مقدار انرژی که بدست می‌آید یا از دست می‌رود همواره یکسان است. این امر ما را به مفاهیم مهمی مانند تعادل، ترمودینامیک و سینتیک شیمیایی می‌رساند.
دانشمندان کشف کردند که نوشیدن یک فنجان قهوه میتواند «چربی قهوه ای» را تحریک کند. چربی قهوه ای خود دفاعی بدن برای مبارزه با چربی است، که می تواند نکته ی کلیدی برای مقابله با چاقی و دیابت باشد. اصل خبر را در اینجا مطالعه کنید.
شیمی فیزیک
شیمی فیزیک بر پایهٔ فیزیک پیشرفته (مدرن) بنا شده‌است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی یا ازمایش های نمایشی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتوم شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است. به هر حال در عمل و بطور واقعی تنها بررسی سیستم‌های سادهٔ شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است. و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد (مانند تئوری کاری دانسیته). بنابراین درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد. زیرا نتایج مهم این تئوری (بخصوص اوربیتال اتمی) با استفاده از مفاهیم ساده‌تری قابل درک و به‌کارگیری هستند.
با اینکه در بسیاری موارد ممکن است مکانیک کوانتوم نادیده گرفته شود. اما از مفهوم اساسی آن، یعنی کوانتومی کردن انرژی، نمی‌توان صرف نظر کرد. شیمی‌دان‌ها برای بکارگیری کلیه روش‌های طیف نمایی به آثار و نتایج کوانتوم وابسته‌اند. علم فیزیک هم ممکن است مورد بی توجهی واقع شود. اما به هر حال برآیند نهایی آن (مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای) پژوهیده و مطالعه می‌شود.
یکی دیگر از تئوری‌های اصلی فیزیک مدرن که نباید نادیده گرفته شود. نظریه نسبیت است. این نظریه که از دیدگاه ریاضی پیچیده‌است، شرح کامل فیزیکی علم شیمی است. مفاهیم نسبیتی تنها در برخی از محاسبات خیلی دقیق ساختمان هسته، به‌ویژه در عناصر سنگین‌تر، کاربرد دارند، در عمل تقریباً با شیمی آزمایش های نمایشی پیوند ندارند.
کاربرد و زیر شاخه‌ها
همانطور که می‌دانیم شیمی در تمام سطوح زندگی اعم از زندگی روزمره تا تخصصی‌ترین مسائل مانند مکانیک کوانتم نقش دارد. اما ما در اینجا می خواهیم بدانیم که یک متخصص در زمینه های مرتبط با علم شیمی و آزمایش های نمایشی چه توانایی هایی دارد:
شیمیست محض
یک شیمیست محض به تمام مسایلی که حل آن کمکی در جهت گسترش مرزهای دانش شیمی آزمایش های نمایشی است. علاقه نشان داده است. و در یک اشل آزمایشگاهی مشغول پژوهش و تحقیق بر روی آزمایش های نمایشی می‌شود. بدون توجه زیاد به آنکه نتیجه کار تا چه حد کاربرد صنعتی داشته باشد. بنابراین، یک شیمیست عهده‌دار تجزیه شیمیایی، اندازه‌گیری ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی است. این موارد مربوط به یک ترکیب، سنتز یک ماده شیمیایی جدید و یا تکوین یک فرآیند نوین شیمیایی می‌باشد. این کار اغلب در کنار کامپیوتر‌های پیشرفته و یا بر روی میز آزمایشگاه و به کمک ابزار و آلاتی که ظرفیت آنها حداکثر به پنج لیتر می‌رسد، انجام می‌گیرد.
شیمیست کاربردی
یک شیمیست کاربردی با عنایت به اینکه در اصل یک شیمیست بوده است (متجاوز از ۷۰ درصد دروس مشترک با شیمی محض گذرانده). در جنب آن با زیان و اصلاحات مهندسی صنعتی و مهندسی آشنایی دارد، دستاوردها و نتایج پژوهش‌های شیمی محض را مرور کرده است. بخشی از آن را که کاربردی و قابل پیاده شدن در صنعت تشخیص دهد. جدا کرده و در یک اشل نیمه صنعتی (پاپیلوت) آزموده است. و نسبت به امکان اجرای پروژه در اشل صنعتی اظهار نظر می‌کند.
بنابراین، پس از آنکه فرآیند نوینی توسط شیمیست محض در اشل آزمایشگاهی گزارش شد. مراحل بعدی و رساندن فرآیند به مرز صنعتی به شیمیست کاربردی واگذار می‌شود. طرح‌های موفق شیمیست کاربردی برای پیاده شدن در صنعت و طراحی تاسیسات به مهندس شیمی. یعنی کسی که در اصل یک مهندس است. (متجاوز از ۷۰ درصد دروس گذرانده مهندسی بوده). به‌طور جنبی با زبان و اصطلاحات شیمی آشنا است، محول می‌شود.
در این مرحله از کار، موضوع انتقال حرارت و انتقال جرم جزء مشکل‌ترین بخش پروژه به حساب می‌آید. مواد خام اولیّه به جای آن که با دست حمل شوند به وسیله پمپ یا وسایلی نظیر آن به راکتور منتقل می‌شود. کنترل کیفیت هوای داخل کارخانه بایستی در حد استاندارد‌های تعیین شده باشد. جمع‌آوری و دفع ضایعات و محصولات جنبی بایستی مطابق اصول انجام گیرد.
یک مهندس شیمی علاوه بر موارد فوق می‌بایستی به کاهش هزینه تولید، کیفیت مواد اولیه و انرژی مصرفی توجه کند. همچنین نیروی انسانی، بازگشت سرمایه و نحوه دفع مواد ضایع شده و جنبی را مد نظرداشته باشد.
شاخه‌های علم شیمی
شیمی تجزیه، که به تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهنده آنها می‌پردازد.
شیمی آلی، که به مطالعه ترکیبات کربن‌دار، غیر از ترکیباتی چون دو اکسید کربن (دی اکسید کربن) می‌پردازد.
شیمی معدنی، که به اکثریت عناصری که در شیمی آلی روی آنها تاکید نشده است. برخی خواص مولکول‌ها می‌پردازد.
شیمی فیزیک، که پایه و اساس کلیه شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌دهد. شامل ویژگی‌های فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آن‌هاست.
دیگر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی و آزمایش های نمایشی پیوند دارند. عبارت‌اند از: علم مواد، مهندسی شیمی، شیمی بسپار، شیمی محیط زیست و داروسازی.
شیمی در ایران
شیمی و آزمایش های نمایشی در ایران از پیشینه بسیار طولانی برخوردار است. از زمان کیمیاگران گرفته که سعی می‌کردند از فلزات بی‌ارزش طلا بسازند. تا زکریای رازی، کاشف الکل. همگی بر قدمت این علم در ایران دلالت دارند.
اما تاریخچه مهندسی شیمی در ایران به تأسیس مدرسه صنعتی ایران و آلمان برمی‌گردد. که پس از جنگ جهانی یکم به عنوان غرامت جنگی به ایران واگذار گردید. در این مدرسه عالی در هر رشته مهندسی شیمی، برق و ماشین حدود بیست نفر دانشجو پذیرفته می‌شد. گرچه پس از گذراندن دوره‌ای دو ساله دانش‌آموختگان آن مهندس شیمی نامیده می‌شدند. اما برنامه درسی آنها بیشتر دروس مربوط به رشته شیمی با تأکید بر شیمی تجزیه و آزمایشگاه بود. شش سال بعد یعنی در سال ۱۳۱۳ که دانشگاه تهران بنیاد شد. و رشته مهندسی شیمی بخشی از دانشکده فنی را به خود اختصاص داد.
رقابت‌های ناسالم
رقابت های ناسالم میان دانش آموختگان این دو واحد آموزشی سرانجام منجر به منحل شدن مدرسه عالی صنعتی شد. که در آن زمان «هنرسرای عالی» نامیده می‌شد گردید. مدتی بعد دانشگاه صنعتی پلی تکنیک تأسیس شد (سال ۱۳۳۶) . برای دوره چهار ساله مهندسی شیمی نیز دانشجو پذیرفت. پس از این دو دانشگاه، دانشگاه شیراز تاسیس شد. سپس در سال ۱۳۴۴ دانشگاه صنعتی آریامهر سابق (صنعتی شریف فعلی) برپا شد. با برنامه‌ای که تفاوت محسوسی با برنامه درسی امروز مهندسی شیمی نداشت پا به عرصه وجود گذاشتند.
در سال‌های بعد ضمن گسترش دوره‌های کارشناسی، دوره‌های کارشناسی ارشد و در بعضی دانشگاه‌ها دوره دکتری نیز گشایش یافتند. لازم به یادآوری است. در طی این سالیان دانشکده نفت آبادان نیز با افت و خیزهای زیاد فعالیت کرده است. در برخی از سال‌های فعالیت خود، در رشته مهندسی شیمی نیز دانشجو پذیرفت. تعداد دانش‌آموختگان مهندسی شیمی در ایران تا سال ۱۳۷۰ حدود هشت هزار نفر برآورد می‌شود.
STEM برنامه
آموزشی مبتنی بر ایده آموزش به دانش آموزان در چهار اصل خاص – علم، فن آوری، مهندسی
و ریاضی – با رویکردی بین رشته ای و کاربردی است. درواقع، به جای آموزش دادن این
چهار رشته به صورت موضوعاتی جداگانه و گسسته، STEM آنها را در یک
چهارچوب یادگیری همگرا بر اساس کاربردهای دنیای واقعی متصل می کند.
اگرچه کشورهای غربی و در راس آنها آمریکا از لحاظ تاریخی
در این زمینه پیشرو بوده است، دانش آموزان این کشورها کمتر بر روی این موضوعات
تمرکز کرده اند. طبق آمار، تنها ۱۶ درصد از دانش آموزان در این کشورها به کار در
زمینه ی STEM علاقه مند
هستند و در زمینه ی ریاضی مهارت خود را اثبات کرده اند. در حال حاضر تقریبا ۲۸
درصد از دانش آموزان علاقه مند به یکی از زمینه های مرتبط با STEM هستند، اما
حدودا ۵۷ درصد از این دانش آموزان پس از فارغ التحصیلی علاقه خود را از دست خواهند
داد. در سال ۲۰۰۹ کمپین “آموزش با هدف نوآوری” راه اندازی شده است تا
انگیزه ای برای پیشرفت در موضوعات STEM باشد. این کمپین همچنین به تعداد معدودی از
معلمان متخصص در زمینه ی تدریس این موضوعات اشاره دارد. هدف این است که دانش
آموزان با سطح متوسط در زمینه های علوم و ریاضیات به سطح بالایی در عرصه بین المللی
دست پیدا کنند.
هدف از برنامه های درسی مبتنی بر STEM جذب
دانش آموزانی است که با شیوه ی آموزش های قدیمی و تئوری ارتباط برقرار نمی کنند.
به عنوان مثال، دانش آموزان پسر بیشتر به دنبال رشته های مهندسی و فناوری هستند،
در حالیکه دختران زمینه های علمی مانند زیست شناسی، شیمی و زیست شناسی را ترجیح می
دهند. به گزارش تیم STEM شرکت اندیشه آفرینان
شریف به طور کلی، دانش آموزان پسر سه برابر بیشتر به دنبال پیگیری فعالیت STEM هستند.
همچنین از لحاظ قومی، دانش آموزان آسیایی بالاترین سطح علاقه را در زمینه های STEM نشان داده
اند.
