طريقة المعمل :

تعريف المعمل :

حدد قاموس ويبستر كلمة ((المعمل)) على أنها ممثلة لكل من المكان المجهز للعمل العملي وأيضاً ((الفترة)) الزمنية التي يقضيها الشخص في الدراسة المعملية وسواء استخدمت كلمة ((معمل)) لتعطي دلالة للمكان Place أو لتعطي دلالة للفترة الزمنية Period فإن المعامل تختلف فيما بينها تبعاً للاستعدادات والتجهيزات التي ينبغي أن يجهز بها المعمل من أدوات وأجهزة معملية .

وغالباً ما ترتبط كلمة معمل كلفظ مرادف للبحث العلمي أو أنه المكان الذي يؤدي فيه العلماء دراساتهم وأبحاثهم العلمية وأنه المكان الذي يتم فيه وصف وتفسير الظواهر الطبيعية .

ويعتبر المعمل بمثابة القلب لأي برنامج لدراسة العلوم ولا يمكن تصور برنامج دراسي لدراسة العلوم الطبيعية دون معمل وبذلك يتضح أهمية المعمل لتدريس العلوم وتحقيق أهداف التدريس وبه ومنه يمكن تحقيق أهداف الثقافة العلمية .

الوظائف الرئيسة للمعمل :

1.تعلم وفهم طبيعة العلم والتكنولوجيا :

يمكن اعتبار العلم هو الطريق لعمل الأشياء (أي القيام بمجموعة أفعال) تتضمن دراسة الظواهر الطبيعية من خلال مشاهدتها ثم تسجيل نتائج تلك المشاهدات ثم محاولة تفسير النتائج وفي كثير من تلك العلميات فإن الدارس قد يقوم بضبط بعض المتغيرات التي قد تؤثر في نتائجه وغالباً ما تكون النتائج غير أكيدة أو صحيحة صحة مطلقة بل أن المشاهدات والنتائج غالباً في العلم احتمالية وليست دقيقة أو صحيحة تماماً .

كما يتضح أن المعمل هو المكان المناسب الذي يقوم فيه المتعلم بعمليات العلم المختلفة من مشاهدة وتجريب وتسجيل للنتائج والمشاهدات المختلفة لما يجريه من تجارب يدرك المتعلم أن نتائج العلم ليست لها صفة الثبات بل أنها متغيرة كما أنها ليست دقيقة أو صحيحة تماماً كما أن المعلم يمكن أن يوضح للمتعلم طبيعة التكنولوجيا والعلاقة بينها وبين العلم . ويضح بصورة جلية أن المتعلم لا يمكنه تعلم أو فهم طبيعة العلم والتكنولوجيا بدون معمل للعلوم يقوم بالدراسة فيه .

2. تعلم مهارات حل المشكلة :

تعتبر طريقة حل المشكلة هي طريقة العلم وتسمى الطريقة العلمية في التفكير ويعتبر هدف انسياب مهارات الطريقة العلمية للتفكير الهدف الرئيسي لتدريس العلوم وتلك المهارات تعتمد اعتماداً كلياً على تدريب التلاميذ على عمليات العلم ولقد كان نتيجة لذلك ظهور أحد الاتجاهات المعاصرة لتدريس العلوم والذي يستند على تدريب الطلاب على عمليات العلم التي تسهم في تحقيق هدف التفكير بطريقة علمية وهو اتجاه عمليات العلم .

ويتضح مما سبق أن المعمل يعتبر أنسب مكان لتدريب التلاميذ على القيام بتلك العلميات التي تنمي مهاراتهم الملائمة لحل المشكلات .

3. إكساب وتنمية المهارات اليدوية :

يتضح أيضاً أن المعمل له أهميته في تنمية المهارات التي يستخدم فيها المتعلم يديه وتحتاج إلى حركة ولذلك يمكن أن نطلق عليها المهارات الحركية ومنها على سبيل المثال : القياس باستخدام أدوات القياس – ضبط الميكروسكوب – إشعال الموقد – استخدام الماصة أو السحاحة مثلاً – الدقة عند صب المواد الكيميائية في الدوارق والأكواب .. الخ.

ولعله من الواضح أن المعمل يهيئ الفرصة التعليمية المناسبة لتعلم وتنمية مثل تلك المهارات اليدوية بصورة واضحة .

4. تعلم المبادئ والأفكار الرئيسية للعلم :

إن المعمل له أهميته في التوصل إلى النتائج أو المعلومات التي من خلال ترتيبها يمكن للمتعلم التوصل إلى المبادئ الرئيسية للعلم كما أنه يعضد ويؤكد عند التلميذ تلك المفاهيم والأفكار الرئيسية للعلم كما أنه يعضد ويؤكد عند التلميذ تلك المفاهيم والأفكار الرئيسية للعلم بما يتوصل إليه المتعلم من حقائق ونتائج تعضد صحة تلك المفاهيم أو المبادئ والقوانين الرئيسية للعلم .

5. تنمية الاتجاهات والاهتمامات والقيم :

إن العمل بالمعمل يشجع المتعلم على تنمية حب الاستطلاع لديه وهو أحد مظاهر الاتجاه العلمي كما يعلم التلاميذ الأمانة العلمية خاصة عند تسجيل نتاج تجاربه وملاحظاته بدقة كما يعلمه الدقة في العمل وأيضاً ينمي لديه الكثير من مظاهر الاتجاه العلمي المتعددة . ومنها : السببية – العقلانية – التفتح العقلي – حب الإنسانية والتحلي بكثير من المثل العليا مثل الصدق والصبر وحب الخير وحب الحياة والتفاؤل … إلى غير ذلك من الصفات الخيرة .

أنواع معامل العلوم تبعاً لأنماط الأنشطة :

تختلف نوعية معامل العلوم تبعاً لأنماط الأنشطة التعليمية التي يمكن أن تمارس فيها وحيث أن الأنشطة العامة الرئيسية التي قد تمارس في المعمل هي :

التحقق – الكشف (الاكتشاف) – الاستدلال – الاستنتاج – تنمية مهارات معملية – تنمية عمليات العلم . ولذلك يمكن تصنيف المعامل تبعاً لتلك الأنشطة إلى :

1- معامل للتحقق 2- معامل كشفية

3- معامل استدلالية 4- معامل استنتاجية

5- معامل لتنمية مهارات المعمل 6- معامل لتنمية عمليات العلم

والجدول التالي يوضح مقارنة بين تلك المعامل المختلفة من حيث :

1- أهدافها العامة 2- إمكانية تحقيقها من خلال عمل ودور المعلم .

نوع المعمل	الأهداف العامة	أمثلة	دور المعلم
معامل التحقق	السماح للتلاميذ لإكساب خبرات واقعية للتحقق من صحة المعلومات المجردة .	عندما يسأل التلميذ كيف يمكن تحضير الأكسجين فانهم يمكن أن يقوموا بتحضيره في معمل الكيمياء .	يهيئ المعلم الفرص التعليمية المناسبة لكي يقوموا بأنفسهم بتحضير غاز الأكسجين .
معامل كشفية	تشجيع التلاميذ وتنمية استعدادهم لدراسة مواد وظواهر جديدة	عندما يشاهد التلميذ برطمان ديدان ويسأل ما هو الطريق والأسلوب للتعامل .	يشجع المعلم تلميذه لكي يكشف بنفسه وبعقل متفتح كيف يتعامل مع المواد والظواهر .
معامل استدلالية	تشجيع التلميذ على تصنيف الحقائق والمعلومات الجزئية بغرض التوصل إلى تعميمات عامة .	التلميذ يقوم بدراسة أثر فكرة البندول وطول الخيط فيه على سعة الاهتزازة	يقوم المعلم بعرض أسئلة أكثر من عرض وإجاباتها ويوجه تلاميذه لاكتشاف العلاقات بين الحقائق بغرض التوصل للمفاهيم.
معامل استنتاجية	تشجيع التلميذ على تفسير الأحداث والظواهر في ضوء فهمهم لمفاهيم العلم .	عندما يقف التلميذ مشدوهاً لتفسير سقوط الفاكهة من شجرتها .	يقوم المعلم بتشجيع التلاميذ على تطبيق المفاهيم العلمية لتفسير الأحداث والظواهر .
معامل لتنمية المهارات	إتقان المهارات المعملية من خلال قيامهم بالأنشطة .	استخدام الميزان تقدير درجة الصلابة المعادن	يقوم المعلم بتوفير الفرص التعليمية لتدريب التلميذ المستمر مع توفير التغذية الرجعية والتصحيح المستمر حتى يتم إتقان المهارة .
معامل لتنمية عمليات العلم	إكساب وتنمية مهارات حل المشكلة	عندما تعترض التلميذ مشكلة مدرسية أو حياتية	يشجع المعلم التلميذ على حل مشكلاته بنفسه مع توجيهه .

إدارة العمل بالمعمل :

إن القيام بالأنشطة المعملية تتطلب إدارة مناسبة لإدارة العمل المعملي بغرض تنفيذ تلك الأنشطة المعملية وإدارة المعمل لذلك الغرض تتطلب القيام بما يلي من إجراءات :

1- تحديد المشكلات البحثية التي تحتاج لبحث في المعمل :

قد تكون تلك المشكلات البحثية موضوعات علمية أو مشكلات تختص بمجال العلم أو بالمجتمع أو مشكلات دراسية بسيطة كما أنها قد تكون في مستوى متقدم ومن أمثلة تلك الموضوعات على سبيل المثال :

- رسم خريطة للمدرسة .

- دراسة العلاقة بين الغذاء والطاقة .

- دراسة العلاقة بين شدة التيار وفرق الجهد .

… إلى غير ذلك من مشكلات بحثية .

2- توجيه الطلاب لما سوف يتم عمله وإنجازه من أعمال معملية :

وهذا يتطلب أن يقوم المعلم بشرح طبيعة الأنشطة المعملية وما يتطلبها من أعمال ينبغي أن تنجز بغرض القيام بتلك الأنشطة لكي يكون الطلاب على علم ومعرفة بطبيعة تلك الأعمال .

3- تقسيم الطلاب إلى مجموعات عمل :

ويتم ذلك من خلال دراسة التلاميذ ومعرفة إمكاناتهم وقدراتهم الفردية وفي ضوء ذلك يتم تقسيمهم إلى مجموعات بحيث يتم العمل من خلال المجموعة تاماً ومتكاملاً من خلال العمل الجماعي بالمعمل.

4- القيام بتحديد ترتيب منطقي للأعمال المعملية :

ويقوم المعلم بعد تحديد مجموعات العمل وفق طبيعة الأنشطة المعملية القيام بتحديد مجموعة الأداءات (الأعمال الصغيرة) الممثلة للأنشطة المعملية وترتيبها بصورة منطقية (أي بترتيب عقلي يتفق وطبيعة النشاط) ويقوم بإعداد قائمة الأعمال المطلوب إنجازها ويوجه الطلاب على القيام بإنجاز تلك الأعمال وفق ترتيبها بتلك القائمة.

5- متابعة أعمال الطلاب المعملية :

وتلك الخطوة (الإجراء) له أهميته بالنسبة للعمل المعملي وعليه يتوقف نجاح الطلاب في العمل المعملي وتتضمن ذلك الإجراء المتابعة المستمرة للطلاب أثناء قيامهم بالعمل ويمكن أن تمثل تلك الخطوة التقويم المستمر للعمل وذلك من خلال :

- عقد اللقاءات المستمرة مع الطلاب أما بأسلوب فردي أو جماعي .

- الملاحظة المستمرة للطلاب أثناء العمل وتصحيح مسار عملهم بصفة مستمرة .

- عقد لقاءات بين المجموعات المعملية بعضها ببعض أو بين التلاميذ في المجموعة الواحدة أو بين تلميذ في مجموعة وآخر في مجموعة أخرى .

- كتابة تقارير فردية أو جماعية عن العمل الذي يقوم به التلاميذ بصورة فردية أو ما تقوم به المجموعة من عمل بصورة كلية ومناقشة تلك التقارير في جلسات عمل مستمرة وذلك بهدف تصحيح مسار العمل المعملي حتى يحقق أهدافه .

الأمان في المعمل :

أشار مجلس الأمن القومي بأمريكا أن هناك سنوياً (32000) حادثة مدرسية تقريباً منها سنوياً بالتقريب (5000) حادثة تحدث بفصول العلوم (معامل العلوم) وهذا يدعوا إلى ضرورة مراعاة شروط وظروف الأمان بالمعمل لتقليل تلك الحوادث ما أمكن ولقد تم نتيجة لذلك إنشاء هيئات ومؤسسات مختصة ومسئولة عن توفير الأمان بالمعامل ومن تلك المؤسسات بأمريكا مؤسسة الأمان والصحة .

وقد تكون مسؤولية مثل تلك المؤسسات وضع قواعد الأمان بالعمل ومتابعة تنفيذها بدقة بالمعمل ومن تلك القواعد ما هي قواعد عامة للأمان ومنها قواعد خاصة للأمان كما يلي :

أولاً : القواعد العامة للأمان :

ينبغي أن تعد قائمة شاملة بقواعد الأمان العامة للمعمل قبل بداية العام الدراسي وأن توضع تلك القائمة في مكان بارز للمعمل لكي يطلع عليها التلاميذ وتكون تحت أنظارهم بصفة دائمة . كما قد يكون من المفيد أن يقوم المعلمون بقراءتها أمام التلاميذ كلهم ومناقشتهم فيها . كما قد يقوم بعض المعلمين بتكليف بعض التلاميذ بقراءة تلك القواعد أمام زملائه . كما أنه من المستحسن مناقشة التلاميذ في تلك القواعد بل الأفضل من ذلك أن يقوم المعلم بإعطاء التلاميذ درجات تحتسب لهم ضمن مادة العلوم تكون مخصصة لمدى تنفيذهم لقواعد الأمان .

من القواعد العامة للأمان ما يلي :

1- ينبغي أن يعرف التلاميذ كيفية استخدام أدوات وأجهزة الأمان الموفرة للمعمل وأماكن وجودها بالمعمل وأماكن وجودها بالمعمل مثل (سكينة قطع النور – كمامات – أجهزة حماية العين …الخ) .

2- ينبغي أن يلبس التلميذ ما يحمي عيونه من نظارات زجاجية أو ما يشابه ذلك عند القيام بعمل يؤذي عيونه.

3- ينبغي أن يكون الطالب أثناء العمل بالمعمل مرتدياً البالطو .

4- يحرم على التلاميذ أثناء العمل بالمعمل تناول المأكولات أو المشروبات .

5- يجب على المعلم تسجيل الحوادث المعملية بالمعمل أولاً بأول وإعداد تقارير كافية عنها .

6- ينبغي ألا يترك الطالب بالمعمل بمفرده أو أن يشرف عليه أثناء العمل غير متخصص أو مشرف معمل .

7- يحرم أن تقام بالمعمل أي ألعاب مضحكة أو بهلوانية تسبب نوعاً من الفوضى بالمعمل .

8- ينبغي تنظيف سطح مناضد المعمل بعد العمل وكذا قفل مصادر المياه والغاز والكهرباء .

9- ينبغي تنظيف الأجهزة المعملية بعد العمل وأيضاً إعادتها إلى مكانها وتخزينها فيه .

ثانياً : القواعد الخاصة للأمان :

في ضوء القواعد العامة للأمان يمكن للمعلم تحديد عدد من القواعد الخاصة للأمان عند :

- استخدام مواقد الغاز .

- عند استخدام مصدر الكهرباء .

- عند استخدام الأدوات الزجاجية .

- عند استخدام الأجهزة المعملية المعقدة .

ثالثاً : احتياطات الأمان الإضافية الخاصة بمعامل البيولوجي (الأحياء) .

فيما يلي بعض قواعد الأمان الخاصة بالعمل في معامل البيولوجي ومنها :

1- ينبغي مراعاة استخدام الأدوات المعملية مثل الأطباق أو الشرائح استخداماً جيداً ومناسباً مع مراعاة أن تكون قبل الاستخدام نظيفة ومعقمة .

2- عند استخدام الميكروسكوب يجب استخدام مصدر الكهرباء لأن الضوء المباشر يمكن أن يؤذي العينين .

3- مراعاة الأمان عند إعداد الشرائح الزجاجية واستخدام الأدوات القاطعة .

4- يجب أخذ الحذر والاحتياط عند عمل مزرعة بكتيرية بحيث لا تؤثر نوعية تلك البكتيريا على صحة الطالب لأن البعض منها ضار .

5- يجب اتباع القوانين المنظمة للحصول على نباتات أو حيوانات البيئة بالاتصال بالمختصين .

6- يجب الحفاظ على النباتات والحيوانات في أماكن نظيفة ومعقمة .

7- يجب التخلص من الحيوانات النافقة بالأسلوب العلمي السليم مع عدم إحضار أي منها للفصل الدراسي .

8- يجب حفظ الحيوانات الكبيرة في أقفاص مع مراعاتها صحياً .

9- يجب عدم تذوق النباتات أو ما ينتج عنها أثناء التجريب عليها .

10- يجب أن يرتدي الطالب بالمعمل بصفة مستمرة البالطو أثناء العمل .

وفي ضوء ما سبق من إرشادات الأمان يجب اتباع الإرشادات التالية الخاصة بدراسة الحيوانات أو الحصول عليها :

1- تحديد الموضوع الدراسي بدقة .

2- تحديد إجراءات الدراسة المعملية .

3- تحديد أساليب وإجراءات التوجيه المناسبة للقيام بإجراءات الدراسة المعملية .

4- تحديد أساليب وطرق الحماية والحفظ السليم للحيوانات .

اضغط هنا للحصول على عرض تقديمي باور بوينت