فراگیری علوم تجربی به کودکان کمک می کند تا روش های شناخت دنیای اطراف خود را بهبود بخشند. برای این منظور آن ها باید مفاهیمی کسب کنند که به آن ها کمک کند تا تجارب خود را با یکدیگر مرتبط سازند مثلاً : «نگاه کن گیاهی که در نزدیک پنجره بوده، خوب رشده کرده ولی گیاهی که در آن اتاق تاریک بوده پژمرده شده است، چون گیاه به نور احتیاج دارد تا رشد کند.» آن ها باید روش های کسب اطلاعات، سازماندهی ، کاربرد و آزمایش کرده را بیاموزند. این فعالیت ها توانایی آن ها را در درک دنیای اطراف تقویت می کند و آنان را برای تصمیم گیری های هوشمندانه و حل مسایل زندگیشان یاری می دهد. «گلدان را از اتاق کم نور به پشت پنجره ی روبه آفتاب بگذارم، ببینم چه می شود.»
امروزه آموختن علوم تجربی همچون سواد آموزی و حساب کردن امری اساسی و ضروری است که با زندگی روزمره ی ما در ارتباط است و با پیشرفت تکنولوژی اهمیت آن بیشتر شده است. به عبارت دیگر آموزش علوم بیشتر به آموزش راه یادگیری می پردازد که آگاهی از آن برای هر کودکی لازم است،چرا که او در دنیایی زندگی می کند که سریعاً در حال تغییر است و وی باید قادر باشد خود را دایم با آن تغییرات هماهنگ سازد. گفته اند که در 20 سال دیگر سرعت رشد اطلاعات آن قدر سریع است که کمتر از 75 روز میزان اطلاعات و دانش بشر دو برابر می شود و بنابراین آنچه مهم است یادگیری شیوه کسب اطلاعات و به روز کردن و پردازش آنهاست و نه کسب اطلاعات به مثابه یک بسته ی دانشی. به این دلیل فراگیری علوم تجربی دو جنبه ی مثبت دارد. هم فرایند است و هم فراورده.
فرایند علوم: روش یافتن اطلاعات،آزمایش نظریات و توضیح و تفسیر آن هاست.«از دو گلدان کاملاً مشابه ، یک گلدان را در جای کم نور و دیگری را در جای پر نور می گذارم به اندازه ای هم آب می دهم تا ببینم آیا واقعاً میزان تابش نور بر رشد گیاه اثر دارد؟»
فراورده ی علوم: نیز آراء و عقایدی است که می تواند در تجارب آتی به کار گرفته شود. این که می گوییم«می تواند» به این معنی است که آموزش علوم فقط زمانی فواید بالا را دارد که مراحل صحیح و مناسب خود را طی کند و گرنه هیچ تضمینی برای دستیابی به آن ها نیس. و چون این دو، یعنی فرایند علوم و فراورده ی علوم شدیداً به یکدیگر وابسته اند، بسط و پرورش آن ها نیز باید همراه هم تحقق پذیرد. این موضوع در انتخاب انواع فعالیت های آموزشی دانش آموزان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مثلاً آموزش مفهوم «گرما باعث افزایش حجم مواد می شود.» یک (فراورده ی علم)، باید از طریق مسیر مناسب و انجام فعالیت مناسب ، (فرایند علم) ، طی شود تا آموزش به واقع اتفاق افتد. قبل از توجه به این مورد، به دو نکته ی مهم دیگر که بر اهمیت آموزش علوم تاکید دارد می پردازیم. اول این که چه ما علوم را به کودکان آموزش دهیم،چه ندهیم، آنان، خود، از اولین سال های کودکیشان، عقاید و نظریاتی در باره ی دنیای اطراف خود کسب می کنند. مثلاً بسیاری معتقدند«اگر در کتری را ببندید، آب در دمای کم تری می جوشد» ، یا «جریان الکتریسیته زمانی که سیم ها تاب نخورده بیشتر است» و بسیاری تصورات غلط دیگر که بر تصورات کودکان در مورد تجاربشان اثر می گذارد. مسئله ی دیگر این که اگر کودکان به خود گذاشته شوند با تصوراتشان عقاید خلق می کنند که بیشتر غیرعلمی اند؛ مثلاً «برای به حرکت درآوردن اجسام نیرو لازم است حال آن که برای متوقف ساختن آن ها نیرویی لازم نیست».از آن جا که این عقاید را می شود آزمایش کرد، وظیفه ی آموزش علوم این است که به کودکان اولاً علاقه مندی و ثانیاً مهارت کافی برای انجام این آزمایش ها داده شود. انجام آزمایش ها نه تنها باعث اصلاح عقاید آن ها می شود، بلکه به آنان می آموزد که در علوم تجربی نسبت به آنچه «حقیقت» نامیده می شود شک کنند مگر آن که صحت آن را از طریق آزمایش تجربه کنند. از این طریق به راحتی می توان فرایند «فرضیه سازی» را برای آنان توضیح داد و به این ترتیب آن ها در می یابند که گاه عقاید و نظریاتی وجود دارند که صحت آن ها از طریق آزمایش ها و تجارب سازگارند، مفید ند.
فراگیری این آموزش در اوایل دوران کودکی از دو نظر اهمیت دارد، یکی آن که کودکان در می یابند که عقایدی صحیح است که مستدل باشد و دوم این که احتمال پذیرش نظریات غیرمستدلی که با مفاهیم علمی در تضاد مستقیم است کم می شود. آنچه مهم است این است که بررسی های متعدد نشان داده که هر چه طول مدت زمانی که فرد عقیده ی غلطی را کسب کرده زیادتر باشد امکان تغییر آن مشکل تر است در عمل دیده ایم فرایند تغییر نظر دانش آموزان دبیرستانی هنگامی که نظر غیرعلمی را پذیرفته اند بسیار مشکل تر از این فرایند در دانش آموز ابتدایی است. بزرگسالان در مقابل تغییر عقیده مقاومت می کنند و این خود مانعی بزرگ در آموزش علوم به دانش آموزان بزرگسال است. به این دلیل اگر آموزش علوم در دوره ی دبستان مسیر منطقی خود را طی کند، مانع پیدایش بحران در دوره ی دبیرستان خواهد شد. هنگامی که دانش آموز دبستانی یاد می گیردکه پذیرش این نظریه که «بستن در قابلمه ی آبی که روی شعله است باعث می شود آب در دمای کم تری بجوشد» باید با آزمایش کردن همراه باشد، و زمانی که آزمایش این نظریه را رد کرد او به سادگی قبول می کند که باید انعطاف پذیر باشد و اشتباهات را بپذیرد. به این دلیل این دانش آموز در دوره ی دبیرستان در دروس علوم تجربی نظریات غیرعلمی خود را ساده تر کنار می گذارد.
روش فعال تدریس در کلاس علوم تجربی
توضیح :چگونگی بکارگیری طرح در کلاس درس:
کتاب علو م تجربی ،تنها کتابی ( در دوران تحصیل و تدریس اینجانب) که می توان روش های فعال تدریس را بخوبی اجرا نمود وبه موفقیت رسید. این طرح در راستای شعار امسال گروه های آموزشی و جهت بهبود وضعیت تدریس وارزسیابی مسمر طرح شده است. طرحی که ارائه شده است فعالیت گروهی دانش آموزان را برطبق اصولی منظم وبا رعایت نکات لازم در درس و در چارچوب ارزشیابی مستمر وسازنده طراحی گردیده است ودر صورت اجرای مناسب ،ایجاد علاقه و انگیزه در دانش آموزان می توان نتیجه مطلوبی گرفت. که ما امروز مابه دنبال روش هایی هستیم که کلاس ازحالت خشک وزمخت به کلاس پرنشاط وبا انگیزه تبدیل نماید. در این راستا با طرحی جدید که لزوماً برمبنای اهدافی که بیشتر جنبه رفتاری دارند ، ابزار مناسبی را در اختیار معلم قرار دهیم تا بتواند رفتار و فعالیت های رفتاری دانش آموزان را بهتر ازپیش بسنجند در عین حال دانش آموزان در طول هفته ها وماههای سال با ایجاد انگیزه ونشاط لازم هدایت کنند و برای سال جدید تحصیلی با کوله باری از یادگیری معنادار روانه سازند.
ابتدا باید دانش آموزان در ابتدا یا شروع هرمرحله از این طرح در دفتر نمره کلاس در گروه های سه نفری، چهارنفری و... تقسیم کرد که در این زمینه سعی شود افراد تیز هوش و زرنگ کلاس درهمه گروه ها باشد وسرگروه بعنوان رهبر و هدایت کننده گروه می باشد.