विज्ञान शिक्षण के उपागम: अन्वेषण, खोज विधि, प्रयोग, 5E मॉडल, परियोजना और संकल्पना मानचित्र

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अन्वेषण और खोज

अन्वेषण (पूछताछ) आधारित शिक्षण में बच्चे प्रश्न पूछते हैं, पता लगाने की योजना बनाते हैं, साक्ष्य एकत्र करते हैं, उसकी व्याख्या करते हैं और अपने निष्कर्ष साझा करते हैं, जबकि शिक्षक एक सुगमकर्ता की भूमिका निभाता है जो पूछता है 'तुम्हें क्या लगता है, यदि... तो क्या होगा?' और 'हम कैसे पता लगा सकते हैं?'। अन्वेषण संरचित (शिक्षक प्रश्न और प्रक्रिया दोनों देता है) से निर्देशित (शिक्षक केवल प्रश्न देता है) होते हुए मुक्त (बच्चे स्वयं प्रश्न बनाते हैं) तक होता है। जेरोम ब्रूनर से जुड़ा खोज अधिगम शिक्षार्थियों को सक्रिय खोजबीन द्वारा, प्रायः मार्गदर्शन के साथ, स्वयं कोई सिद्धांत खोजने देता है। एच.ई. आर्मस्ट्रांग की ह्यूरिस्टिक (स्वयं खोज) विधि, जिसका नाम 'मैं खोजता हूँ' अर्थ वाले एक यूनानी शब्द से बना है, बच्चे को खोजकर्ता की स्थिति में रखती है; यह आत्मनिर्भरता विकसित करती है पर धीमी है और कुशल शिक्षकों की माँग करती है। कक्षा VI को यह बताने के बजाय कि कुछ पदार्थ घुल जाते हैं, शिक्षक नमक, चीनी, रेत और चॉक देकर समूहों को स्वयं पता लगाने देता है कि कौन-से पदार्थ जल में घुलते हैं।

प्रेक्षण और प्रयोग

सावधानी से किया गया और दर्ज किया गया प्रेक्षण आरंभ बिंदु है: एक महीने तक रखी गई चंद्रमा डायरी, प्रकृति भ्रमण या स्थानीय पत्तियों का पादपालय (हर्बेरियम)। प्रयोग किसी विचार को नियंत्रित परिस्थितियों में परखता है, जिसमें एक चर बदला जाता है, शेष स्थिर रखे जाते हैं और परिणाम की तुलना नियंत्रण (कंट्रोल) से की जाती है। यह दिखाने के लिए कि प्रकाश संश्लेषण के लिए सूर्य का प्रकाश आवश्यक है, गमले में लगे पौधे को लगभग 72 घंटे अँधेरे में रखकर उसका मंड समाप्त किया जाता है, एक पत्ती के कुछ भाग को काले कागज़ से ढका जाता है, और कुछ घंटे धूप में रखने के बाद आयोडीन से केवल खुला भाग नीला-काला होता है। प्रयोगशाला विधि मनोगत्यात्मक कौशल और ईमानदार अभिलेखन विकसित करती है; परिभाषाओं से पहले गतिविधियाँ आती हैं, और बच्चे वही दर्ज करते हैं जो उन्होंने वास्तव में देखा।

5E मॉडल

बायोलॉजिकल साइंसेज़ करिकुलम स्टडी (BSCS) द्वारा 1980 के दशक के उत्तरार्ध में विकसित 5E अनुदेशन मॉडल रचनावाद को व्यवहार में उतारता है। संलग्न करना (Engage): रुचि जगाना और पूर्व धारणाएँ सामने लाना, जैसे यह पूछकर कि टॉर्च क्यों नहीं जल रही। अन्वेषण (Explore): समूह सेल, बल्ब और तार लेकर बल्ब जलाने का प्रयास करते हैं, जबकि शिक्षक सुनता है और खोजपरक प्रश्न पूछता है। व्याख्या (Explain): बच्चे बताते हैं कि क्या काम किया, और अब जाकर शिक्षक बंद परिपथ, चालक और विद्युतरोधी जैसे पद प्रस्तुत करता है। विस्तार (Elaborate): बच्चे विचार को नई स्थिति में लागू करते हैं और परखते हैं कि कक्षा की कौन-सी वस्तुएँ धारा को गुज़रने देती हैं। मूल्यांकन (Evaluate): बच्चे परिपथ बनाकर बताते हैं कि कौन-से बल्ब जलेंगे, जबकि शिक्षक पूरे समय आकलन करता है और बच्चे अपने अधिगम पर चिंतन करते हैं।

परियोजना और समस्या समाधान

जॉन ड्यूई के शिष्य विलियम हर्ड किलपैट्रिक (1918) की परियोजना विधि अधिगम को सामाजिक परिवेश में पूरे मन से की जाने वाली उद्देश्यपूर्ण गतिविधि के रूप में संगठित करती है। इसके चरण हैं: परिस्थिति प्रदान करना, परियोजना का चयन और उद्देश्य निर्धारण, योजना बनाना, क्रियान्वयन, मूल्यांकन और अभिलेखन। कक्षा VII की परियोजना पड़ोस में जल के उपयोग और बर्बादी का सर्वेक्षण हो सकती है, या विद्यालय में किचन गार्डन (रसोई बगिया) उगाना। समस्या समाधान विधि ड्यूई के चिंतनशील विचार (रिफ़्लेक्टिव थिंकिंग) पर आधारित है: समस्या का अनुभव करना, उसे परिभाषित करना, जानकारी एकत्र करना, परिकल्पनाएँ बनाना, उनका परीक्षण करना और निष्कर्ष निकालना। दोनों विधियाँ विज्ञान को वास्तविक जीवन से जोड़ती हैं और सहयोग विकसित करती हैं, पर इनके लिए समय, योजना और संसाधन चाहिए।

प्रदर्शन विधि

प्रदर्शन तब उपयुक्त है जब उपकरण महँगा, दुर्लभ या ख़तरनाक हो, या कोई ऐसा कौशल हो जिसे बच्चों को पहले देखना आवश्यक हो। अच्छे प्रदर्शन का पहले से अभ्यास किया जाता है, वह हर बच्चे को दिखाई देता है, उसमें सरल उपकरण और सुरक्षित तरीके अपनाए जाते हैं, और पूरी कक्षा उसमें भाग लेती है। रिचर्ड व्हाइट और रिचर्ड गनस्टोन की पूर्वानुमान-प्रेक्षण-व्याख्या (POE) रणनीति बच्चों से परिणाम का पूर्वानुमान करने, उसे देखने और फिर किसी भी अंतर की व्याख्या करने को कहती है, जिससे प्रदर्शन अन्वेषण में बदल जाता है। व्याख्यान-सह-प्रदर्शन विधि में शिक्षक दिखाते हुए समझाता है, जिससे समय और सामग्री बचती है, पर बच्चे अधिकतर निष्क्रिय रहते हैं और उन्हें हाथ से काम करने का कौशल नहीं मिलता, इसलिए यह उनकी अपनी गतिविधि का स्थान नहीं ले सकती।

संकल्पना मानचित्र और संगठक

संकल्पना मानचित्र, जिसे जोसेफ़ नोवाक ने 1970 के दशक में कॉर्नेल विश्वविद्यालय में डेविड ऑसुबेल के सार्थक अधिगम के सिद्धांत के आधार पर विकसित किया, संकल्पनाओं को बक्सों में दिखाता है जो नामांकित संयोजक शब्दों से जुड़कर प्रतिज्ञप्तियाँ (प्रपोज़िशन) बनाते हैं, जैसे 'पौधे प्रकाश संश्लेषण द्वारा भोजन बनाते हैं'। मानचित्र सामान्य से विशिष्ट की ओर चलते हैं, और पारस्परिक संबंध (क्रॉस-लिंक) गहरी समझ दिखाते हैं; इनका उपयोग योजना बनाने, दोहराने, समझ का आकलन करने और भ्रांत धारणाएँ उजागर करने में होता है। ऑसुबेल का अग्रिम संगठक (एडवांस ऑर्गनाइज़र) विवरणों से पहले एक सामान्य ढाँचा देता है। KWL चार्ट (मैं क्या जानता हूँ, क्या जानना चाहता हूँ, क्या सीखा) प्रगति दर्ज करता है, और विद्युत धारा के लिए जल प्रवाह जैसी उपमाएँ तब सहायक होती हैं जब उनकी सीमाओं पर भी चर्चा की जाए।

समेकित उपागम

NCF 2005 प्राथमिक स्तर पर विज्ञान और सामाजिक विज्ञान को समेकित करने वाले पर्यावरण अध्ययन (EVS) की तथा उच्च प्राथमिक स्तर पर दैनिक जीवन, स्वास्थ्य, पर्यावरण और अन्य विषयों से जुड़े विज्ञान की अनुशंसा करती है। प्रसंग आधारित (थीमैटिक) शिक्षण किसी एक प्रसंग (थीम), जैसे जल, को उसके गुणों, जल चक्र, प्रदूषण, संरक्षण, पारंपरिक बावड़ियों और वर्षा मापने के गणित तक ले जाता है। NEP 2020 अनुभवात्मक अधिगम, कला-समेकित और खेल-समेकित शिक्षा की माँग करती है, और पाठ्यचर्या तथा पाठ्येतर गतिविधियों के बीच या विज्ञान और कला के बीच कोई कठोर विभाजन नहीं चाहती।

शिक्षण में नवाचार

स्ट्रॉ, माचिस की डिब्बियों और रबड़ की नलियों से बने अरविंद गुप्ता के 'कबाड़ से खिलौने' जैसे कम लागत और बिना लागत वाले कामचलाऊ उपकरण, प्रयोगशालाओं की कमी वाले स्थानों पर विज्ञान को मूर्त बनाते हैं। विज्ञान क्लब, मेले और प्रदर्शनियाँ, क्षेत्र भ्रमण, भूमिका निर्वाह (बच्चे ग्रह बनकर), जिग्सॉ तकनीक जैसा सहयोगात्मक अधिगम, सहपाठी शिक्षण, ICT सिमुलेशन और आभासी प्रयोगशालाएँ, ये सभी सृजनशीलता को प्रोत्साहित करते हैं। विशेष आवश्यकता वाले बच्चों के लिए स्पर्शनीय मॉडल, ब्रेल लेबल, श्रव्य विवरण और जोड़ियों में कार्य विज्ञान को समावेशी बनाते हैं।

मुख्य तथ्य

अन्वेषण के स्तर: संरचित (शिक्षक प्रश्न और प्रक्रिया देता है), निर्देशित (शिक्षक केवल प्रश्न देता है), मुक्त (बच्चे स्वयं प्रश्न बनाते हैं)।
ह्यूरिस्टिक विधि = एच.ई. आर्मस्ट्रांग ('मैं खोजता हूँ'); खोज अधिगम = जेरोम ब्रूनर; परियोजना विधि = डब्ल्यू.एच. किलपैट्रिक (1918); समस्या समाधान और चिंतनशील विचार = जॉन ड्यूई।
5E: संलग्न करना, अन्वेषण, व्याख्या, विस्तार, मूल्यांकन; BSCS द्वारा विकसित; तकनीकी पद केवल व्याख्या चरण में, हाथों से खोजबीन के बाद आते हैं।
निष्पक्ष परीक्षण: एक चर बदलें, शेष स्थिर रखें, नियंत्रण से तुलना करें; उदाहरण - मंडरहित किया गया पौधा, आधी ढकी पत्ती और आयोडीन परीक्षण।
परियोजना विधि के चरण: परिस्थिति प्रदान करना, चयन, योजना, क्रियान्वयन, मूल्यांकन, अभिलेखन।
व्हाइट और गनस्टोन की POE (पूर्वानुमान-प्रेक्षण-व्याख्या) रणनीति प्रदर्शन को अन्वेषण में बदल देती है।
प्रदर्शन विधि महँगे, दुर्लभ या ख़तरनाक उपकरण के लिए उपयुक्त; इसकी कमी: बच्चे निष्क्रिय रहते हैं और हाथ से काम का कौशल नहीं पाते।
संकल्पना मानचित्र = जोसेफ़ नोवाक, ऑसुबेल के सार्थक अधिगम पर आधारित; बक्सों में संकल्पनाएँ, संयोजक शब्द प्रतिज्ञप्तियाँ बनाते हैं; यह भ्रांत धारणाएँ भी उजागर करता है।
समेकित उपागम: प्राथमिक स्तर पर EVS; NEP 2020 - अनुभवात्मक, कला- और खेल-समेकित अधिगम, विज्ञान और कला में कठोर विभाजन नहीं।
नवाचार: कबाड़ से खिलौने (अरविंद गुप्ता), विज्ञान क्लब और मेले, जिग्सॉ, ICT सिमुलेशन, दृष्टिबाधित बच्चों के लिए स्पर्शनीय मॉडल।

एक नज़र में दोहराव

अन्वेषण: प्रश्न, योजना, साक्ष्य, व्याख्या, साझा करना; संरचित, निर्देशित, मुक्त; खोज अधिगम = ब्रूनर, ह्यूरिस्टिक = आर्मस्ट्रांग; प्रयोग में नियंत्रण के सापेक्ष एक चर बदला जाता है; 5E (BSCS): संलग्न करना, अन्वेषण, व्याख्या, विस्तार, मूल्यांकन; परियोजना विधि = किलपैट्रिक 1918; समस्या समाधान = ड्यूई; POE प्रदर्शन को अन्वेषण बनाता है; संकल्पना मानचित्र = नोवाक, ऑसुबेल पर आधारित; समेकित और प्रसंग आधारित (थीमैटिक) शिक्षण; कम लागत के कामचलाऊ उपकरण।

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