نقش تاریخ فیزیک در آموزش فیزیک

متن سخنرانی دکتر امیرمحمد گمینی در همایش آموزش فیزیک در شهر سنندج 1392

معمولاً در کتاب‌های درسی بخشی به تاریخ علم اختصاص داده می‌شود، اما هیچ‌گاه از آن به عنوان وسیله‌ای در جهت آموزش علم استفاده نمی‌شود، بلکه تاریخ علم همیشه در حاشیۀ آموزش علم قرار می‌گیرد و تنها به انگیزه‌هایی مثل افتخار به گذشتگان و قهرمان پرستی، تشویق کوشش در راه علم و دانش و یا سرگرمی، گزیده‌های تاریخ علمی در کتاب درسی وارد شده است. این موضوع باعث می‌شود که ما با آسیب‌هایی روبرو شویم، از جمله این که تاریخ علم در حاشیه قرارگیرد در حالی که می‌تواند بستری مناسب برای آموزش علم باشد، تصویری انباشتی از تاریخ علم ارائه شود و علم پیش از انقلاب علمی بی‌اهمیت جلوه می‌کند یا در نقش دانشمندان پیش از انقلاب علمی افراط می‌شود. همچنین شاهد بی‌دقتی‌های تاریخی هستیم مثلا نمونۀ زیر در کتاب حساب دیفرانسیل و انتگرال پیش دانشگاهی به چشم می‌خورد:

در حالی که پتولمی همان بطلمیوس است که در قرن دوم پس از میلاد می‌زیسته است. این نمونه به خوبی نشان می‌دهد که گزیده‌های تاریخی از سوی افرادی به کلی ناآشنا با تاریخ علم در کتب درسی افزوده شده است. بنابراین نمی‌توان توقع داشت که نویسندگان به نقش حیاتی تاریخ علم در آموزش علم آگاهی لازم را داشته باشند.

     تاریخ علم می‌تواند بستر اصلی در آموزش علم باشد. این نوع از آموزش را می‌توان به طور خلاصه این‌طور تعریف کرد که معلم به جای آموزش آخرین دستاوردهای علمی بر اساس کتاب درسی، داستان علم را روایت و مشاهدات و نظریاتی را که دانشمندان قدیم برای توضیح مشاهدات پرداخته بودند معرفی کند و در مرحلۀ بعد نشان دهد چطور نظریات بعدی بر اساس استدلال‌ها و مشاهدات جدید توانست بر نظریات قبلی پیروز شود. بدین ترتیب دانش‌آموز یا دانشجو با توالی نظریات در هر موضوع آشنا شده، استدلال‌ها و منطق درونی علم را بهتر می‌فهمد.

     این شیوۀ آموزشی از سوی بسیاری از متخصصان آموزش پیشنهاد شده است و آثاری بر این اساس به رشتۀ تحریر در آمده است. یکی از این آثار کتابی است به نام طرح فیزیک هاروارد که از سوی انتشارات فاطمی ترجمه و منتشر شده است. این کتاب بر اساس پروژه‌ای گسترده در ایالات متحدۀ امریکا در دهۀ 80 میلادی طراحی شده است، پروژه‌ای که از طریق آزمون و خطاهای گوناگون با دانش‌آموزان و معلمان اشکالاتش برطرف شده و نتیجه بخشی آن آزمایش شده است.

     می‌توان بر اساس همین کتاب مثالی از آموزش تاریخی فیزیک عرضه کرد:

     نظریۀ ارسطو برای توضیح  چگونگی سقوط اجسام به سمت زمین دو مفهوم اصلی دارد؛ حرکت طبیعی اجسام به سمت مرکز زمین است و سرعت سقوط اجسام بستگی به وزن آن‌ها دارد. دانش‌آموزان پس از آشنایی با نظریۀ ارسطو و کاربردها و توانایی‌هایش با انتقادهای گالیله بر آن مواجه می‌شوند. گالیله بر اساس یک آزمایش فکری نشان می‌دهد که سرعت سقوط اجسام، مستقل از وزن آن‌ها است. پس از گالیله، نیوتن نظریۀ نیروی جاذبه را مطرح می‌کند و توانایی‌های توضیحی آن به خوبی آشکار می‌شود.

     این خلاصۀ چند خطی در واقع می‌تواند موضوع چندین جلسه آموزش و بحث گروهی میان معلم و دانش‌آموزان باشد که می‌تواند توالی نظریه‌ها و استدلال‌هایی را که برای برتری هر نظریه بر نظریۀ پیشین وجود دارد، برای دانش آموزان به خوبی روشن کند و دانش‌آموزان نه تنها علم بیاموزند بلکه با روش علمی و اهمیت تاریخی و اجتماعی آن آشنا شوند.

     با این وجود نباید فراموش کرد که آموزش تاریخی فیزیک یا هر علم دیگری ممکن است آسیب‌هایی نیز داشته باشد که معلمان باید با هوشیاری و دانش کامل از وقوع آن جلوگیری کنند. یکی از این آسیب‌ها، برای مثال، گرفتارشدن به تاریخ‌نگاری امروزمحور است؛ به این معنا که تاریخ علم، تبدیل به صحنۀ مبارزۀ دانشمندان قهرمان و دانشمندنماهای متعصب شود. تصور غلط دیگری که ممکن است از آموزش تاریخی علم ایجاد شود آن است که دانش آموز خیال کند علم قدیم نامعقول بود چون از روش تجربی یا عقلانی استفاده نمی‌کرد. می‌توان از آسیب‌های احتمالی دیگری نیز نام برد:

1. علم، کار بی ارزشی است زیرا عمدۀ نظریات علمی بعداً ابطال می شوند.

2. علم، کار نوابغ نادر است نه کار جمعی دانشمندان غیرنابغه

3. علم خوب، علم انقلابی است و کار دانشمند، انقلاب در علم نه چیزی کمتر

     این‌ها همه تصورات غلطی است که ممکن است کسی که به طور سطحی به مطالعۀ تاریخ علم رو می‌آورد بدان دچار شود و معلم بایستی توانایی داشته باشد دانش آموزان را از افتادن در این ورطه‌ها با بیان و استدلال‌های مناسب بر حذر بدارد.