بازاندیشی در آموزش علوم: تمرکز بر فهم پیامدهای علم و فناوری

فرض کنید گروهی از دانش‌آموزان در یک پروژه علوم قرار است دستگاهی برای تصفیه آب طراحی کنند. آن‌ها درباره روش‌های تصفیه تحقیق می‌کنند، مواد مختلف را آزمایش می‌کنند، نمونه اولیه می‌سازند و پس از چند بار اصلاح، موفق می‌شوند کیفیت آب خروجی را بهبود دهند. پروژه با ارائه محصول نهایی به پایان می‌رسد. دانش‌آموزان توانسته‌اند از آموخته‌های علمی خود استفاده کنند و برای یک مسئله واقعی راه‌حل پیدا کنند.

حالا تصور کنید قرار است همین دستگاه در یک روستا استفاده شود. پرسش‌های تازه‌ای پیش می‌آید. هزینه ساخت و نگهداری آن چقدر است؟ آیا همه خانواده‌ها به آن دسترسی خواهند داشت؟ مواد مصرفی دستگاه چه تأثیری بر محیط‌زیست دارند؟ آیا این روش تصفیه با امکانات و شرایط آن روستا سازگار است؟

برای پاسخ به این پرسش‌ها همچنان به دانش علمی نیاز داریم، اما باید عوامل دیگری را هم در نظر بگیریم. یک راه‌حل ممکن است از نظر علمی و فنی موفق باشد، ولی در شرایط واقعی بهترین انتخاب نباشد.

این مثال ما را به پرسشی مهم درباره آموزش علوم می‌رساند: از دانش‌آموزی که علوم می‌آموزد، چه انتظاری داریم؟ آیا کافی است بتواند پدیده‌های علمی را توضیح دهد و مسائل را حل کند؟ یا قرار است بتواند درباره کاربرد علم و فناوری در زندگی و پیامدهای آن نیز آگاهانه تصمیم بگیرد؟

از یادگیری مفاهیم تا حل مسائل واقعی

در دهه‌های گذشته، نگاه به آموزش علوم تغییرات زیادی کرده است. در شیوه‌های سنتی‌تر، آموزش بیشتر حول مفاهیم و قوانین علمی شکل می‌گرفت. دانش‌آموزان با موضوعاتی مانند انرژی، نیرو، ساختار اتم یا ویژگی‌های مواد آشنا می‌شدند و سپس آنچه را یاد گرفته بودند در تمرین‌ها و آزمایش‌های مشخص به کار می‌بردند.

به‌تدریج، توجه بیشتری به یادگیری فعال، پرسشگری، آزمایش و حل مسئله شد. یکی از رویکردهایی که در این مسیر گسترش پیدا کرد، آموزش STEM بود.

STEM از کنار هم قرار گرفتن چهار حوزه علوم (Science)، فناوری (Technology)، مهندسی (Engineering) و ریاضیات (Mathematics) شکل گرفته است. در آموزش تلفیقی STEM، دانش‌آموزان با مسئله‌هایی روبه‌رو می‌شوند که برای حل آن‌ها باید از دانش و مهارت‌های چند حوزه استفاده کنند.

برای مثال، ممکن است دانش‌آموزان یک پل طراحی کنند، سامانه‌ای برای آبیاری هوشمند بسازند یا راهی برای کاهش مصرف انرژی پیدا کنند. در چنین فعالیت‌هایی، مفاهیم علمی از حالت مطالب جداگانه کتاب درسی خارج می‌شوند و در عمل به کار می‌آیند.

این تغییر ارزشمند است. دانش‌آموز فرصت پیدا می‌کند ایده‌های خود را آزمایش کند، از اشتباهاتش یاد بگیرد و برای بهبود راه‌حل تلاش کند. یادگیری علوم به تجربه‌ای نزدیک‌تر به زندگی واقعی تبدیل می‌شود.

اما پرسش دیگری هم وجود دارد: آیا حل موفق یک مسئله به این معناست که دانش‌آموز همه ابعاد آن را شناخته است؟

ممکن است دستگاهی به‌خوبی کار کند، اما ساخت آن پرهزینه باشد. ممکن است فناوری تازه‌ای یک مشکل را برطرف کند، اما مشکلات دیگری ایجاد کند. اگر آموزش علوم فقط به طراحی راه‌حل و بررسی عملکرد آن محدود شود، این بخش از ماجرا کمتر دیده خواهد شد.

وقتی علم، فناوری و جامعه را کنار هم می‌بینیم

توجه به پیامدهای اجتماعی علم و فناوری، موضوع تازه‌ای در آموزش علوم نیست. از دهه ۱۹۷۰، گروهی از پژوهشگران و متخصصان آموزش علوم بر این موضوع تأکید کردند که دانش‌آموزان باید رابطه علم و زندگی اجتماعی را بهتر بشناسند.

یکی از رویکردهایی که از این نگاه شکل گرفت، STS یا «علم، فناوری و جامعه» بود. ایده اصلی آن ساده است: علم و فناوری جدا از جامعه شکل نمی‌گیرند و پیشرفت آن‌ها نیز بر زندگی مردم اثر می‌گذارد.

برای مثال، نیازهای مردم، امکانات اقتصادی و تصمیم‌های دولت‌ها می‌توانند بر توسعه فناوری‌ها اثر بگذارند. از طرف دیگر، فناوری‌های جدید ممکن است شیوه کارکردن، ارتباط‌گرفتن، حمل‌ونقل یا حتی روابط اجتماعی ما را تغییر دهند.

در ادامه، توجه به مسائل محیط‌زیستی نیز پررنگ‌تر شد و رویکرد STSE یا «علم، فناوری، جامعه و محیط‌زیست» گسترش پیدا کرد.

در این رویکرد، دانش‌آموزان علاوه بر یادگیری مفاهیم علمی، رابطه آن‌ها را با فناوری، جامعه و محیط‌زیست بررسی می‌کنند. برای مثال، در یادگیری موضوع انرژی، فقط انواع انرژی و روش‌های تبدیل آن را نمی‌شناسند. درباره منابع تولید انرژی، هزینه‌ها، آلودگی و پیامدهای انتخاب روش‌های مختلف تولید انرژی نیز فکر می‌کنند.

پدرتی و نظیر (Pedretti & Nazir, 2011) در مقاله‌ای که چهل سال تحول آموزش STSE را بررسی کرده‌اند، نشان می‌دهند که این رویکرد شکل واحد و ثابتی ندارد. برخی جریان‌های آن بر کاربرد علم و طراحی فناوری تأکید می‌کنند، برخی بر استدلال و تصمیم‌گیری و گروهی دیگر بر ارزش‌های اخلاقی، مسائل فرهنگی و عدالت اجتماعی و محیط‌زیستی.

با وجود این تفاوت‌ها، یک دغدغه مشترک وجود دارد: آموزش علوم باید به دانش‌آموز کمک کند رابطه آنچه را یاد می‌گیرد با جهان پیرامونش بفهمد.

البته STSE نسخه جدیدتر یا تکامل‌یافته STEM نیست. این دو رویکرد از مسیرهای متفاوتی رشد کرده‌اند. STEM بیشتر بر پیوند رشته‌های علمی و فنی برای حل مسئله تمرکز دارد و STSE توجه ما را به ارتباط علم با جامعه و محیط‌زیست جلب می‌کند. این دو نگاه می‌توانند در کنار یکدیگر به کار گرفته شوند.

چه چیزی ممکن است در آموزش STEM نادیده بماند؟

در سال ۲۰۲۵ مقاله‌ای با عنوان From STS to STEM: Rethinking STEM Education در مجله Discover Education منتشر شد. نویسندگان، کریسوخو و همکاران (Chrysochou et al., 2025)، تاریخچه این رویکردها را مرور کرده‌اند و از زاویه‌ای انتقادی به آموزش STEM نگاه می‌کنند.

آن‌ها یادآوری می‌کنند که گسترش STEM در بسیاری از کشورها با اهداف اقتصادی همراه بوده است. دولت‌ها و نظام‌های آموزشی به دنبال تربیت نیروی انسانی متخصص، افزایش نوآوری، توسعه فناوری و پاسخ به نیازهای بازار کار بوده‌اند.

این اهداف مهم‌اند. جوامع به افرادی نیاز دارند که بتوانند مسائل علمی و فنی را حل کنند و فناوری‌های تازه بسازند. اما نویسندگان مقاله معتقدند وقتی این اهداف بیش از حد پررنگ شوند، ممکن است بخش دیگری از آموزش علوم کمتر مورد توجه قرار بگیرد: تربیت شهروندانی که بتوانند درباره علم و فناوری و تأثیر آن‌ها بر زندگی انسان‌ها فکر کنند.

برای مثال، دانش‌آموزی که می‌تواند یک فناوری طراحی کند، لزوماً درباره ضرورت استفاده از آن، هزینه‌هایش یا تأثیرش بر گروه‌های مختلف مردم نیز فکر نکرده است.

البته این به معنای آن نیست که آموزش STEM همیشه چنین محدودیتی دارد. بسیاری از برنامه‌های STEM به مسائل اجتماعی و محیط‌زیستی هم می‌پردازند. مسئله این است که صرف استفاده از چند رشته علمی و فنی در یک فعالیت، تضمین نمی‌کند دانش‌آموزان درباره پیامدهای اجتماعی و اخلاقی آن نیز بیندیشند.

نویسندگان مقاله پیشنهاد می‌کنند آموزش STEM از تجربه و دستاوردهای رویکردهایی مانند STS و STSE بیشتر استفاده کند. به این ترتیب، دانش‌آموزان در کنار طراحی و ساخت راه‌حل‌ها، فرصت بررسی پیامدهای آن‌ها را نیز خواهند داشت.

یک فناوری، چند پرسش متفاوت

برای روشن‌ترشدن موضوع، خودروهای برقی را در نظر بگیریم.

در یک پروژه STEM، دانش‌آموزان ممکن است مدلی از خودروی برقی بسازند. درباره عملکرد موتور و باتری تحقیق کنند، میزان مصرف انرژی را اندازه بگیرند و تلاش کنند بازده خودرو را افزایش دهند. این فعالیت می‌تواند فرصت خوبی برای یادگیری مفاهیم فیزیک، ریاضی و مهندسی فراهم کند.

حالا می‌توانیم چند پرسش دیگر هم به فعالیت اضافه کنیم.

باتری خودروهای برقی از چه موادی ساخته می‌شود؟ استخراج این مواد چه تأثیری بر محیط‌زیست دارد؟ برق مورد نیاز خودروها چگونه تولید می‌شود؟ بازیافت باتری‌ها چه دشواری‌هایی دارد؟ آیا گسترش خودروهای برقی در همه شهرها به یک اندازه مناسب است؟

این پرسش‌ها نگاه دانش‌آموز را گسترده‌تر می‌کنند. او متوجه می‌شود که ارزیابی یک فناوری فقط به عملکرد دستگاه مربوط نیست. گاهی لازم است هزینه‌ها، منابع، شرایط زندگی مردم و پیامدهای محیط‌زیستی را نیز بررسی کنیم.

در چنین فعالیتی ممکن است دانش‌آموزان به پاسخ یکسانی نرسند. گروهی استفاده از خودروهای برقی را در شرایط مشخصی مناسب بدانند و گروهی دیگر درباره برخی پیامدهای آن پرسش داشته باشند. آنچه اهمیت دارد، توانایی بررسی شواهد، مقایسه گزینه‌ها و دفاع از نتیجه‌ای است که به آن رسیده‌اند.

این نوع یادگیری به ما نشان می‌دهد که بسیاری از مسائل زندگی پاسخ ساده و یکسانی ندارند. حتی وقتی دانش علمی معتبری در اختیار داریم، ممکن است برای تصمیم‌گیری نیازمند بررسی شرایط و معیارهای مختلف باشیم.

سواد علمی فقط دانستن علم نیست

یکی از اهداف مهم آموزش علوم، پرورش سواد علمی است. این مفهوم در طول زمان گسترش پیدا کرده و امروزه معمولاً به دانستن مفاهیم و قوانین علمی محدود نمی‌شود.

فرد دارای سواد علمی باید بتواند از دانش خود برای فهم مسائل زندگی، بررسی ادعاها و تصمیم‌گیری آگاهانه استفاده کند.

برای مثال، وقتی با خبری درباره یک روش درمانی تازه، یک ماده غذایی یا یک فناوری جدید روبه‌رو می‌شویم، لازم است بتوانیم چند پرسش اساسی مطرح کنیم: این ادعا بر چه شواهدی تکیه دارد؟ منبع آن چقدر معتبر است؟ آیا پژوهش‌های دیگری هم آن را تأیید می‌کنند؟ چه اطلاعاتی هنوز در دسترس نیست؟

در آموزش علوم، رویکرد دیگری با عنوان «مسائل اجتماعی‌علمی» یا SSI به این نوع پرسش‌ها توجه دارد. در این رویکرد، دانش‌آموزان موضوعاتی را بررسی می‌کنند که فهم آن‌ها به دانش علمی نیاز دارد، اما با مسائل اجتماعی و اخلاقی نیز ارتباط دارند. موضوعاتی مانند تغییرات اقلیمی، مهندسی ژنتیک یا استفاده از فناوری‌های نوظهور از این دسته‌اند.

زیدلر و همکاران (Zeidler et al., 2005) توضیح می‌دهند که پرداختن به مسائل اجتماعی‌علمی می‌تواند فرصت‌هایی برای استدلال، بررسی دیدگاه‌های متفاوت و توجه به جنبه‌های اخلاقی تصمیم‌ها فراهم کند.

این توانایی‌ها فقط برای دانش‌آموزانی که در آینده وارد رشته‌های علمی و مهندسی می‌شوند اهمیت ندارند. همه ما در زندگی روزمره با موضوعاتی روبه‌رو می‌شویم که به علم و فناوری مربوط‌اند. انتخاب یک محصول، بررسی یک ادعای پزشکی، تصمیم‌گیری درباره مصرف انرژی یا مواجهه با فناوری‌های تازه، همگی به نوعی سواد علمی نیاز دارند.

از این نظر، آموزش علوم بخشی از آماده‌کردن دانش‌آموزان برای زندگی در جامعه است.

بازاندیشی در آموزش علوم از کجا شروع می‌شود؟

توجه به ابعاد اجتماعی و محیط‌زیستی علم به معنای کم‌اهمیت‌شدن یادگیری مفاهیم علمی یا کنارگذاشتن آزمایش‌ها و فعالیت‌های مهندسی نیست.

دانش‌آموز برای بررسی درست یک مسئله، ابتدا باید دانش علمی مناسبی داشته باشد. بدون شناخت مفاهیم و توانایی کار با شواهد، گفت‌وگو درباره پیامدهای فناوری ممکن است به بیان نظرهای شخصی و کلی محدود شود.

آنچه رویکردهایی مانند STSE به ما یادآوری می‌کنند، ضرورت توجه به اهداف گسترده‌تر آموزش علوم است.

این نگاه می‌تواند بر انتخاب موضوعات درسی، طراحی فعالیت‌ها و حتی شیوه ارزشیابی اثر بگذارد. برای مثال، در یک پروژه علمی می‌توانیم علاوه بر کیفیت محصول نهایی، به نحوه استفاده دانش‌آموزان از شواهد، مقایسه راه‌حل‌های مختلف و توجه به پیامدهای آن‌ها هم اهمیت بدهیم.

همچنین می‌توانیم هنگام طراحی یک واحد یادگیری از خود بپرسیم: دانش‌آموزان قرار است چه مفاهیمی را بفهمند؟ این مفاهیم در چه مسائل واقعی کاربرد دارند؟ و چگونه می‌توانند از دانسته‌های خود برای بررسی آن مسائل استفاده کنند؟

قرار نیست همه درس‌های علوم به بحث‌های اجتماعی تبدیل شوند یا هر فعالیت علمی به یک مسئله پیچیده محیط‌زیستی ختم شود. اما لازم است دانش‌آموزان در طول تجربه تحصیلی خود فرصت‌هایی داشته باشند که پیوند میان دانش علمی و زندگی را کشف کنند.

اگر آموزش علوم را تنها از زاویه یادگیری مفاهیم یا توانایی حل مسائل فنی ببینیم، بخشی از ظرفیت تربیتی آن نادیده می‌ماند.

دانش‌آموزان علاوه بر اینکه باید یاد بگیرند علم چگونه به حل مسائل کمک می‌کند، لازم است بتوانند درباره پیامدهای راه‌حل‌های علمی و فناورانه نیز فکر کنند.

شاید یکی از پرسش‌های مهم برای بازاندیشی در آموزش علوم همین باشد: دانش‌آموزان با دانشی که در کلاس علوم به دست می‌آورند، چگونه می‌توانند جهان پیرامون خود را بهتر بفهمند و در آن آگاهانه‌تر تصمیم بگیرند؟

---

منابع

۱. Pedretti, E., & Nazir, J. (2011). Currents in STSE education: Mapping a complex field, 40 years on. Science Education, 95(4), 601–626.
https://doi.org/10.1002/sce.20435

۲. Chrysochou, T. P., Katsiampoura, G., & Skordoulis, C. K. (2025). From STS to STEM: Rethinking STEM education. Discover Education, 4, Article 381.
https://doi.org/10.1007/s44217-025-00784-0

۳. Zeidler, D. L., Sadler, T. D., Simmons, M. L., & Howes, E. V. (2005). Beyond STS: A research-based framework for socioscientific issues education. Science Education, 89(3), 357–377.
https://doi.org/10.1002/sce.20048