"Áldjon, én Uram, a mi öcsénk, a Szél,

Az Ég s a Lég s a Hó s a derűs és borús idő,

kik által éltetsz mindent, ami él.

Áldjon, én Uram, Húgunk, a Víz,

oly tiszta, hasznos, jóleső, alázatos és kedves ő.

Áldjon, Uram, mi Földanya-nénénk,

ki tart és táplál minket, hogy megélnénk,

ki füvet hajt és gyümölcsöt terem és sok színes virággal

élénk. "

A modern emberi civilizáció fejlődésében a tudománynak fontos szerep jutott. Az is igaz azonban, hogy a tudomány eredményeinek nem kellő körültekintéssel (sokszor felelőtlenül) való alkalmazása a jelenlegi környezeti válság kialakulásához is nagy mértékben hozzájárult.

Az iparilag fejlett országokban, a környezetet ért antropogén terhelés súlyos válsággócokat alakított ki: városokban és körzeteikben elviselhetetlenné vált a levegő, emberi fogyasztásra alkalmatlanná vált számos vízfolyás, kipusztult egy sereg folyó és tó állatvilága, savas esők zúdultak még a szennyezés kibocsátástól távoli országokra is, megindult a tengerek, a termőtalaj és a felszín alatti vizek kémiai anyagokkal való szennyezése, és ez a folyamat egyelőre megállíthatatlannak látszik. Nyilvánvalóvá vált, hogy a természet önszabályozással nem képes kompenzálni az egyre fokozódó mértékű környezetszennyezést, ezért a létfeltételeinek biztosítása érdekében maga az ember, az emberi társadalom kell gátat vessen a környezet további rombolásának: Ezért alakult ki az az irányzat, amely a legkülönbözőbb tudományterületek, állami és társadalmi intézmények közreműködésével, az ember által károsított környezet helyreállítását, a további károsítás megakadályozását vagy minimumra csökkentését, a gazdasági és természeti érdekek összehangolását, környezetbarát gazdálkodás

elterjedését tekinti céljának. Ez sajnos nagyon is aktuális cél. Az igazi megoldás azonban a megelőzés és akkor nem lesz szükség terápiára.

A kémia és az ökológia nem állhatnak egymással ellentmondásban, sőt tudatosítanunk kell, hogy az ökológiai problémák megoldásához kémiai ismeretek is szükségesek. Ahhoz, hogy a jelenlegi válságból kikerüljünk, újfajta gondolkodásmódra van szükség, a tudományokba is új szemléletet kell beépíteni: tudatosítani kell, hogy az ember csak összhangban élhet a természettel, ugyanis a természetnek részei és nem urai vagyunk. Fontos a környezetorientált értékrendszer kialakítása. Ehhez nagymértékben hozzájárulhatunk azzal, hogy a tanórán, szakkörön vagy fakultációban, ott ahol a tananyag lehetőséget ad rá, bemutatjuk a környezetkárosító anyagok hatását.

Ennek bemutatására gyűjtöttünk össze néhány példát. A cél olyan kísérletek és vizsgálati módszerek bemutatása, amelyek segítségével információkat kaphatunk környezetünk állapotáról, továbbá lehetőséget adunk arra, hogy a diákok, a meglévő ismereteikhez új, a környezetre vonatkozó kémiai-biológiai-földrajzi ismereteket kapcsolhassanak. Így a kísérleteknél általában szükséges exkluzív gondolkodásmódtól, az inkluzív, azaz ökológiai gondolkodásmód felé mozduljanak el, tehát a kölcsönhatásokra, kölcsönhatásrendszerekre irányuljon a figyelmük. Ha például egy környezetkárosító anyag tulajdonságairól, szerkezetéről beszélünk, az kémiai ismereteket igényel. Ha tovább megyünk, és az élőlényekre kifejtett hatást is vizsgáljuk, akkor már a biológiai ismeretek is szükségesek. Ha még tovább vizsgálódunk, és a globális következményeket is figyelembe vesszük, földrajzi ismeretekkel kell összekapcsolnunk az eddigieket. Megállapíthatjuk tehát, hogy a környezetvédelmi oktatásban a különböző szaktémakörök ismeretanyagának kapcsolatát kell keresnünk (Perczel és Wajand, 1985.).

A környezetvédelem eredményes iskolai tanítása kellő számú és megfelelően kiválasztott kísérlet bemutatása nélkül el sem képzelhető. Sohasem szabad azonban megfeledkeznünk arról, hogy a kísérletezés nem öncél, hanem a jelenségek megtanításának egyik fontos eszköze. Ezért az eredményes munkára törekvő tanár elsőrendű kötelessége, hogy az adott viszonyokhoz mérten minél több kísérletet mutasson be, illetve végeztessen el a tanulókkal.

A kísérletek kiválasztásának elsődleges szempontja, hogy a kísérlet megfelelő cél elősegítője legyen. A kísérlet soha ne legyen kizárólag látványosság, „bűvészmutatvány”. Csak az a kísérlet értékes igazán, amelyből a tanulók le tudják vonni a szükséges következtetéseket.

A kísérletek bemutatása az érdeklődés felkeltésének is fontos eszköze. A kísérleteken keresztül a tanulók közelebb kerülhetnek bizonyos jelenségek és folyamatok megértéséhez. A helyesen kiválasztott kísérletek további célja, hogy a tanulók megfigyelőképességét (a fontos és kevésbé fontos részek meglátását) fejlesszék, és elegendő támpontot nyújtsanak a következtetések levonására. Az viszont természetes, hogy a tanítási célnak egyaránt megfelelő kísérleti megoldások közül a legszemléletesebbet kell kiválasztani.

A kísérletek bemutatásának legfontosabb szabálya: a kísérletnek tényleg sikerülnie kell! A siker eléréséhez azonban elengedhetetlenül szükséges, hogy minden kísérletet, még a legegyszerűbbnek látszót is, a bemutatás előtt feltétlenül ki kell próbálni. A bemutatott kísérletek előzetes kipróbálása kétségkívül elég sok időt és fáradságot kíván, de nem szabad megkockáztatnunk az esetleges kudarcot. A kísérletek bemutatása közben a gyakori sikertelenség nemcsak a tanár tekintélyét rontja, hanem könnyen megingatja a tanulóknak a tárgy iránti hitét is. A sikertelenség ezenfelül felboríthatja az óra helyes gondolatmenetét is.

Nagyon hasznos, ha az előadóasztalon készenlétben tartunk egy tálcát, amelyen a legfontosabb anyagok és eszközök (indikátorpapír, kémcsövek, szűrőpapír, gyújtópálca, parafadugók, hajlított üvegcsövek, olló, kés stb.) állandóan rendelkezésre állnak.

A kísérleteket ritkán használjuk bizonyításra – mint már említettük –, a legtöbb kísérlet célja, hogy a tanár kellő mértékű irányítása mellett a tanulók le tudják vonni a látottakból a legfontosabb következtetéseket. Ezért elvileg is nagyon helytelen, ha a kísérlet eredményét előre közöljük a tanulókkal. (E módszer azért is hibás, mert az esetleges sikertelenség így sokkal mélyebb hatást vált ki az osztályban.) A kísérletek elvégzése után tehát ne magunk foglaljuk össze a látottakat, ne mi szűrjük le a tanulságokat, hanem ebben a munkában foglalkoztassuk az egész osztályt. Hibás megfigyelések többsége esetén ne akarjuk tekintélyünk latba vetésével meggyőzni a tanulókat, hanem inkább ismételjük meg a kísérletet, hogy újólagos megfigyeléssel ők maguk győződjenek meg a helyes eredményről.

Gyakori feladat, hogy a kísérlet közben keletkezett anyaggal, annak külső tulajdonságaival a tanulókat megismertessük. Helytelennek tartjuk azt a módszert, hogy a tanár az anyagot körülküldi az osztályban és közben folytatja a magyarázatot. Ilyenkor ugyanis a tanulók egy része nem figyel a magyarázatra (az anyag megfigyelése közben nem is kívánhatjuk tőle!), s a tapasztalat szerint a fegyelem általában komoly mértékben csökken. Sokkal helyesebb, ha a bemutatandó anyagot a tanár maga viszi körbe az osztályban, így a megfigyelést és a rendet jobban biztosítja, s lényegesen kevesebb időt veszít vele.

A kísérletek bemutatásával szolgáljuk az esztétikai nevelést is. Vigyázzunk arra, hogy a felhasznált eszközök minden esetben tiszták legyenek, a készülékek egyes részeit szépen csatlakoztassuk egymáshoz. Igen kiábrándító látvány, amikor a rosszul záró gumicsövet zsineggel kötik az üvegcsőre, a parafadugók légmentes zárását vastag paraffinréteggel biztosítják stb. Az előadóasztalon is tartsunk példás rendet.

A tanítási órán előforduló kísérletek szervezési szempontból lehetnek:

Legkésőbb a tanítási órát megelőző nap délutánján legyen erre elegendő idő. Lényeges mozzanatai:

Legyen egyszerű, azaz a lényeget feltűnően tartalmazza; gyors lefolyású a felesleges időveszteség elkerülése miatt; legyen maga a változás is feltűnő, éles; legyen a lehető legkevésbé veszélyes.

Az adott folyamathoz alkalmas anyagú, méretű és alakú edényeket, eszközöket és megfelelő minőségű anyagokat válasszunk.

A bemutató kísérleteket általában nagyméretű edényekben végezzük. A hidrogén-klorid, kén- dioxid, ammónia fejlesztése kis (50-100 cm³-es) frakcionáló gömblombikban történik, amiben a gázfejlődés kezdetekor kevés a levegő, ezt a gáz gyorsan kiszorítja (időnyereség). A gázok felfogására szolgáló gömblombik viszont nagy legyen (1 literes), messziről is jól látható.

Biztosítsuk a láthatóságot! Ha a tanári asztal nem elég magas, akkor az eszköz alá tartóállványt, dobozt helyezünk. Ha a keletkező oldat (pl. kevés jód alkoholban) vagy gáz (pl. klór) színe a környezettől nem eléggé elütő, akkor megfelelő színű papír- vagy kartonlapot helyezünk mögé az állványra szerelve. A felülről látható, vízszintes síkban lejátszódó változásokat írásvetítővel is kivetíthetjük (Petri-csészében).

Veszélyes kísérleteknél foganatosítsuk a megfelelő elővigyázatossági rendszabályokat (például a tanár tegyen fel védőszemüveget stb.).

Kipróbáláskor kitűnik az anyagokban és az eszközökben rejlő hiba. Pl. az anyag szennyezettsége miatt a reakció nem megy, vagy az üvegedény szabad szemmel nem látható repedése hevítéskor törést okoz stb.

A tanár ezzel is fejleszti a kísérletek olyan jártasságszintű kivitelezését, amelyben egyre több lehet a készségszintű vagy azt jól közelítő művelet. Erre nagy szüksége van, hiszen a kísérlet bemutatása közben figyelmét meg kell osztania.

A kísérletek láthatóságát ellenőrizzük az osztályterem, különböző pontjain levő tanulói székekre ülve, különösen a szélső helyekről. A kísérletek elemzéséhez ugyanis tudnunk kell azt, hogy a tanuló mit lát.

A kipróbálás után a megtisztított eszközöket az anyagokkal együtt tálcára rakjuk, szállításhoz való előkészítés céljából. Ha a szállítást a szertárosok végzik, nem lehet rajta pl. koncentrált kénsav, salétromsav, bróm stb.; ezeket a tanárnak kell vinnie.

A kísérleteket általában az előadói asztal közepén mutatjuk be. Itt csak azok az eszközök és anyagok lehetnek, amelyek az adott kísérlethez szükségesek. A továbbiakhoz szükséges felszerelést távol, az asztal szélén, vagy inkább különálló előkészítő asztalon helyezzük el. Új kísérletkor az anyagokat és eszközöket lecseréljük.

A veszélyesebb kísérleteknél változtassuk meg a tanulók elhelyezkedését. Az első vagy első két sorból küldjük a tanulókat hátra. Ha nincs ülőhely, állva végzik a megfigyelést.

Ha a kísérleti berendezés több darabból áll, azt előzőleg összeállítjuk, s a tanulóknak így mutatjuk be. Ez időnyereséget jelent az órában. Ha a tananyag nem nagy terjedelmű, az órán a tanulók előtt szereljük össze az eszközt.

Bármelyik megoldást választottuk, mindenképpen "eszközmagyarázat" szükséges, ami a szerkezet, majd a működés megismertetését jelenti. Törekedjünk arra, hogy ez minél nagyobb részében tanulói munka legyen, és minél kevesebbet szerepeljen a tanár. A hibás megfogalmazásokat, kifejezéseket javítjuk, megismételtetjük, az ismeretlen szakkifejezéseket menet közben közöljük, majd szintén megismételtetjük. A szükséges anyagok és eszközök vagy berendezés ismeretében ezeket most már működésbe hozzuk, beindítjuk a kísérletet.

A kísérleti bemutatást lehetőleg kísérjük magyarázattal. Ez a megoldás kétségkívül elég nagy gyakorlatot kíván, de szükséges. A kísérlet egyes mozzanatait a tanulók előtt végezzük, és mondjuk is meg, hogy mit csinálunk. Így jobban tudjuk biztosítani, hogy a tanulók figyelme a kísérlet legfontosabb részleteire összpontosuljon. Ez természetesen nem jelenti azt. hogy a kísérleti bemutatás közben a kísérlet anyagától eltérő tárgyú magyarázatot is adhatunk, mert ilyenkor a tanulók vagy csak a kísérletre vagy csak a magyarázatra, esetleg egyikre sem figyelnek.

Önálló tanulói elbeszélést kívánjunk meg a kivitelezésről. "Mit tapasztalunk?", "Mit láttok?", "Mi történt?" kérdéseinkre a tanulók további önálló közlései, leírásai, elbeszélései - s a képzés haladottabb fokán - magyarázatai következnek.

Az előbbiekből látható, hogy a tanár a kísérlet végeredményét sohasem közölheti, ez mindig a tanulói észlelés tárgya.

E módszer alkalmazásával a tanulók közvetlen kapcsolatba kerülnek a kísérleti anyagokkal, és eszközökkel, manipulálnak velük és ezáltal válik lehetővé számukra az anyagok és eszközök megismerése, folyamatok tanulmányozása. A közös tevékenységben a változás iránya a tanári vezetésben a direkttől az indirekt felé, a tanulásban a reprodukciótól (utánzástól) az önálló munka (új kísérletek) felé mutat.

Alkalmazásának területei a tanítási-tanulási folyamat egyes mozzanatai. Az órákon egyéni szóbeli ellenőrzéskor megkívánhatjuk a felelőtől a tanult, egyszerű kísérlet megismétlését. Alkalmazzuk az új ismeretek feldolgozása folyamán problémafelvetésre, a tényanyag tagolására, bizonyítására, az ismeretek alkalmazásakor a tevékenység jártasságszintűvé fejlesztésére. Igen nagy jelentősége van órán kívül a szakköri foglalkozásokon.

A módszer különféle munkaszervezési módokban alkalmazható:

a, Frontális osztálymunka keretében a tanulók egyénenként azonos kísérleteket végeznek, többé-kevésbé azonos ütemben. A tanár bevárja, amíg minden tanuló befejezi a kísérletet, és azután tér rá az ismeretfeldolgozás következő szakaszára.

b, Csoportmunkában a tanulók két-három(-négy-öt) fős csoportokban végzik a kísérleteket, többé- kevésbé azonos ütemben. A munka tartalmát tekintve homogén vagy heterogén.

Minden munkaformában az önálló munkákat visszacsatolás követi, a kivitelezésnek és a tevékenység eredményének, a tapasztalatoknak szóbeli megfogalmaztatása, írásbeli rögzítése.

A megfelelő tárgyi feltételek biztosítása egyrészt szertárfejlesztési kérdés, másrészt álljanak rendelkezésre az osztálytermekben vízszintes felületű tanulói asztalok. A normál méretű felszerelés mellett félmikro eszközöket is használhatunk esetenként.

A kísérletek kiválasztása a tanári demonstrációs kísérleteknél megadott szempontok alapján történjék azzal a szigorítással, hogy a lehető legkevésbé veszélyesek, illetve veszélymentesek legyenek.

A belső szervezés megtervezése, lényegében a tanár óratervező munkájának része. Át kell gondolnia a tanulók tevékenységének minden mozzanatát: az elemi manuális (és értelmi) műveleteket, meg kell állapítania, hogy ezek közül melyik jelenthet akadályt, esetleg buktatót a tevékenységben (műveletvégzésben) való gyakorlottság hiánya miatt. Állapítsa meg az áthidalás módját!

Minden kísérletezés előtt ismertesse a tanulókkal az alapvető szabályokat: a kísérleti eszközökhöz csak kifejezett utasítás után nyúlhatnak, a kísérlet végzése alatt asztalukon nem lehet felesleges eszköz, a kísérletet csakis a tálca fölött végezzék, és legyen kéznél törlőanyag (rongy, papírvatta, papírtörölköző) az esetleg kiömlő vegyszerek felitatására.

Csoportmunka esetén határozza meg a tanár azt is, hogy egy-egy kísérlet kivitelezésekor mi lesz a feladata a csoport egyes tagjainak. Például egyik tanuló borszeszégőt gyújt, másik oldatot tölt kémcsőbe stb., vagy több egymást követő kísérlet esetén mindegyiket más tanuló végezze. Később a részfeladatok szétosztását bízzuk a gyerekekre.

Állapítsa meg a tanár, hogy az egyes kísérletek mennyi idő alatt végezhetők el!

A tanulókísérleti óra végén elmaradhatatlan a mosogatás.

Csoportmunka szervezése esetén az első feladat a csoportok kialakítása. A felszerelések szétosztását tanulók végzik. A csoportokon belül megadjuk személyre szólóan a feladatokat, és közöljük az egyes kísérletek kivitelezéséhez szükséges időtartamot. Értelmeztetjük a tanulókkal a feladatot, melynek során kiderül, hogy minden elvégzendő mozzanatot megértettek-e.

A munka közben a tanár a tanulók között járva ellenőriz. Közvetíti a helyes munkafogásokat és elővigyázatossági rendszabályokat az osztály egészségének és egyénenként az egyéni tevékenységre szabva (jártasságfejlesztés). A kísérleti munka végén visszacsatolást végzünk.

Érvényesítsük a fokozatosság elvét az önálló tanulókísérleti munka alakításában! A kezdeti időszakban a műveletek tanári bemutatása alapján végzik munkájukat a tanulók. A kísérlet rajzát mutassa be a tanár a táblán, s ezt a gyerekek lemásolják. A tapasztalatok elemeztetése közös, frontális osztálymunka legyen, ennek alapján töltik ki a feladatlapot, vagy készítik el a vázlatot a füzetbe. Később fokozatosan egyre önállóbb munkát kívánunk meg indirekt irányítással. Az önállóság szintje a tanulók tudattartalmának változásától függ. Ezek a változó tudattartalmak pl. az alkalmazásképes ismeretek mennyisége, jártasság az egyszerű laboratóriumi műveletek kivitelezésében, a megfigyelésben, az összehasonlításban, a lényeges jegyek meglátásában, összefüggések keresésében, következtetések levonásában.

Az önálló tanulókísérleti munka eredményességének ugyancsak jelentős tényezője a tanár alapos szaktudományi, pedagógiai stb. felkészültsége (Mojzes, 1984., Mojzes és Cs. Nagy, 1984.).