بررسی تاثیر ترکیب آموزش سنتی و واقعیت مجازی در یادگیری درس علوم با استفاده از داده کاوی

تجارب آزمایشگاهی در قلب یادگیری علم قرار دارد و یادگیری درس علوم نیازمند مشاهده ها و آزمایش های عملی است. فناوری واقعیت مجازی شرایطی را فراهم می کند تا به واسطه ی آن، دانش آموزان پدیده های علمی را تجربه کنند که به صورت واقعی امکان تجربه ی آن ها وجود ندارد. در این پژوهش به ارزیابی و بررسی تاثیر ترکیب آموزش سنتی و واقعیت مجازی در یادگیری درس علوم با استفاده از تکنیک های داده کاوی پرداخته شده است. داده های این پژوهش از ۲۰۰ دانش آموز مقطع ابتدایی تهیه شده است. تعداد دوازده ویژگی مربوط به دانش آموز و درس علوم (که طبق استاندارد کتاب راهنمای معلم انتخاب شده) برای روش تدریس آموزش سنتی و واقعیت مجازی به صورت جداگانه تهیه و نمره نهایی دانش آموزان که ترکیب دو روش را تجربه کرده اند ثبت شده است. در این پژوهش دو روش پیشنهادی ارایه و روی یک گروه واحد ۲۰۰ نفره آزمایش شده که در روش پیشنهادی اول، ۲۰۰ دانش آموز به دو دسته ی آموزش و ارزیابی تقسیم شده و نمونه های آموزش برای یادگیری روش ها و نمونه های ارزیابی برای اعتبارسنجی روش ها استفاده شده اند. جهت اعتبارسنجی از سه معیار ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین مربع خطا، میانگین خطای مطلق استفاده شده است. در روش پیشنهادی دوم نیز همان ۲۰۰ دانش آموز به دو دسته ی آموزش و ارزیابی تقسیم شدند و سپس با استفاده از روش انتخاب ویژگی حداقل افزونگی و حداکثر ارتباط، ویژگی های مناسب انتخاب شدند. در نمونه های آموزشی برای یادگیری از روش های طبقه بندی درخت تصمیم، درخت رگرسیون تقویت شده و ماشین بردار پشتیبان استفاده شد. کم ترین مقدار میانگین مربع خطا و ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین خطای مطلق برای روش رگرسیون بردار پشتیبان مشاهده شد. از این رو می توان بیان کرد روش رگرسیون بردار پشتیبان نسبت به دو روش دیگر نتایج بهتری ارایه کرده است. آماره های اعتبارسنجی برای هر سه روش طبقه بندی در این پژوهش نشان می دهد که ترکیب ویژگی های روش واقعیت مجازی و روش سنتی خطای کمتری داشته و ویژگی های هر کدام از روش های سنتی و واقعیت مجازی، به صورت جداگانه تاثیر زیادی در نمره نهایی درس علوم دانش آموزان نداشته اما ترکیب این دو روش تاثیر مثبت در نمره نهایی دانش آموزان دارد.

کلیدواژه ها:

آموزش سنتی ، درخت تصمیم ، داده کاوی ، واقعیت مجازی ، یادگیری ماشین.