بهبود مهارت استدلال علی دانش آموزان به کمک مدل سازی رایانه ای

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 194

فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JEIT-17-3_009

تاریخ نمایه سازی: 17 تیر 1402

چکیده مقاله:

پیشینه و اهداف: مدل سازی رایانه ای به یادگیری مفاهیم فراگیر علمی از جمله ساز و کارهای علی پدیده ها که برای بسیاری از نوآموزان چالش برانگیز است، کمک فراوانی می کند. باوجود پژوهش های فراوانی که برای نشان دادن اثربخشی استفاده از رایانه در کلاس منتشر شده است؛ کمتر پژوهشی به بررسی کاربرد مدل سازی رایانه ای توسط معلم و اثرات آن بر تفکر و استدلال دانش آموزان در مقایسه با همان تعاملات بدون استفاده از ابزارهای رایانه ای پرداخته است. ساختار علی بسیاری از پدیده های طبیعی و فیزیکی، تاکید استانداردهای روز آموزش علوم بر توسعه و بهبود تفکر سیستمی در دانش آموزان، نقش پررنگ استدلال های علی در درک  بهتر علوم، کاربرد فزاینده فن آوری های رایانه ای در کلاس درس فیزیک، ظهور و توسعه سریع نرم افزارهای رایانه ای و سامانه های اینترنتی برای مدل سازی و شبیه سازی دنیای واقعی به منظور کمک بیشتر به آموزش و یادگیری فیزیک، و رفع نارسایی های مدل سازی روی کاغذ به کمک رایانه، پژوهشگران را  برآن داشت که به بررسی میزان اثربخشی استفاده از مدل سازی رایانه ای در کلاس درس فیزیک بر بهبود تفکر سیستمی (با تاکید بر استدلال علی) دانش آموزان دوره دوم متوسطه بپردازند. بررسی اثربخشی مدل سازی رایانه ای بر درک دانش­آموزان از پیوندها و استدلال های علی در پدیده های فیزیکی، هدف اصلی این پژوهش است.روش ها : . نمونه ۸۰ نفری دانش آموزان پایه یازدهم رشته تجربی انتخاب و در یک طرح نیمه-آزمایشی، متشکل از دو کلاس ۲۰ نفره (با بهره گیری از مدل سازی رایانه ای) و دو کلاس ۲۰ نفره (با بهره گیری از مدل سازی مفهومی روی کاغذ) شرکت کردند. نمره های دانش آموزان در استدلال علی به صورت پیش آزمون و پس آزمون، جمع آوری شده اند، به کمک تحلیل کواریانس تقاوت بین میانگین پس آزمون استدلال علی بین گروه ها مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش تفاوت میانگین هم برای نوع مدل سازی (رایانه ای و کاغذی) و هم برای جنسیت بررسی گردید. این طرح آزمایشی تحلیل واریانس دو عاملی نام دارد.یافته ها: مدل سازی رایانه ای در مقایسه با مدل سازی روی کاغذ، در افزایش توانایی دانش ­آموزان برای ارائه عبارات منسجم علی و تشریح بهتر شواهد و ایده های علمی تاثیر داشته است، و موجب غنی شدن تفکر سیستمی دانش آموزان می­گردد. شناخت عناصر استدلال، گرداوری شواهد و ابراز دلائل خود به منظور به ثمر رساندن استدلال ها، و همچنین انسجام استدلال برای افرادی که با مدل سازی کاغذی آموزش دیده اند دشوارتر از دانش آموزانی است که به کمک مدل سازی رایانه ای آموزش دیده اند. یافته ها نشان می دهند ارتباط بین شواهد، از دشوارترین قسمت های یک استدلال فیزیکی است، در واقع توانائی شاگردان در منسجم کردن، و یکپارچه سازی شواهد به منظور خاتمه استدلال و بیان نتیجه کمتر از سایر توانائی های استدلالی آنها بوده است، البته مدل سازی رایانه ای توانسته به نسبت مدل سازی کاغذی این توانایی را بهبود ببخشد.نتیجه گیری: این طرح نیمه-آزمایشی به ما کمک کرد تا درباره تفاوت­ های استدلال های علی بین دو گروه مختلف، به نتایج مهمی دست پیدا کنیم. به کارگیری ابزارهای رایانه ای می­تواند از عهده یادگیری مهارت های شناختی نسبتا پیچیده مثل استدلال علی به خوبی برآید. شبیه سازی رایانه ای و مدل های مفهومی که به کمک رایانه ها تولید می شوند می توانند به شرح و بسط بیشتر پیوندهای علی و انسجام بیشتر استدلال ها در درس فیزیک کمک کنند. از این رو طراحان برنامه درسی و معلمان فیزیک را به استفاده بیشتر از شبیه سازی و مدل سازی رایانه ای به منظور تقویت تفکر سیستمی در درس فیزیک، و تبیین های علمی به کمک استدلال های علی توصیه می کنیم.

کلیدواژه ها:

آموزش فیزیک ، مدل سازی رایانه ای ، تفکر سیستمی ، استدلال علی

نویسندگان

مجتبی جهانی فر

گروه علوم تربیتی، دانشکده علوم تربیتی و روان شناسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

معصومه هرمزی نژاد

گروه مدیریت آموزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، اهواز، ایران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • ۱] Nguyen H, Santagata R. Impact of computer modeling on ...
  • Ramage M, Shipp K. Systems thinkers. London: Springer; ۲۰۰۹. ...
  • Amatucci FTA-TT-. Introduction to systems thinking. NV-. Los Angeles, CA: ...
  • Hmelo-Silver CE, Jordan R, Eberbach C, Sinha S. Systems learning ...
  • Kang H, Thompson J, Windschitl M. Creating Opportunities for Students ...
  • Assaraf O, Orion N. Development of system thinking skills in ...
  • Jacobson M, Wilensky U. Complex Systems in Education: Scientific and ...
  • Plate R. Assessing individuals’ understanding of nonlinear causal structures in ...
  • Schwarz C V, Reiser BJ, Davis EA, Kenyon L, Achér ...
  • Eberbach C, Hmelo-Silver C, Jordan R, Taylor J, Hunter R. ...
  • Komis V, Ergazaki M, Zogza V. Comparing computer-supported dynamic modeling ...
  • Weintrop D, Beheshti E, Horn M, Orton K, Jona K, ...
  • Sands D, Parker M, Hedgeland H, Jordan S, Galloway R. ...
  • Rosenberg JM, Lawson MA. An investigation of students’ use of ...
  • Iseki H. Cohen’s kappa statistics as a convenient means to ...
  • De Vocht F, Katikireddi S, McQuire C, Tilling K, Hickman ...
  • Wade-Jaimes K, Demir K, Qureshi A. Modeling strategies enhanced by ...
  • Chiu M-H, Lin J-W. Modeling competence in science education. Discip ...
  • Kline RB, Little TD. Principles and practice of structural equation ...
  • Tabachnick BG, Fidell LS. Using multivariate statistics. Boston: Pearson; ۲۰۱۹. ...
  • Harrison V, Kemp R, Brace N, Kemp R, Snelgar R. ...
  • Nielsen SS, Nielsen JA. Models and Modelling: Science Teachers’ Perceived ...
  • نمایش کامل مراجع