آموزش مفاهیم انرژی از دیدگاه فیزیکی، زیستی و ریاضی

انرژی یکی از بنیادی ترین و در عین حال چالش برانگیزترین مفاهیم در آموزش علوم است. در نظام های آموزشی سنتی، این مفهوم به صورت مجزا در دروس فیزیک، زیست شناسی و ریاضیات تدریس می شود که این امر منجر به درکی گسسته و بروز کژفهمی های پایدار در میان دانش آموزان و دانشجویان می گردد. این مقاله با استفاده از روش تحقیق توصیفی-تحلیلی و با مرور گسترده پیشینه پژوهش، به بررسی این چالش ها می پردازد و یک چارچوب آموزشی تلفیقی را برای آموزش مفهوم انرژی پیشنهاد می کند. در این چارچوب، اصول انتزاعی و کمی انرژی از دیدگاه فیزیک (مانند بقا و تبدیل انرژی، کار و انرژی جنبشی/پتانسیل) به عنوان شالوده اصلی در نظر گرفته می شوند. سپس، این اصول از طریق پدیده های ملموس و سیستمی در زیست شناسی (مانند فتوسنتز، تنفس سلولی و جریان انرژی در اکوسیستم ها) عینیت می یابند. در نهایت، ریاضیات به عنوان زبان دقیق و ابزار مدل سازی برای توصیف، تحلیل و پیش بینی این فرآیندها به کار گرفته می شود. این مقاله استدلال می کند که چنین رویکرد بین رشته ای نه تنها به درکی عمیق تر و منسجم تر از انرژی منجر می شود، بلکه توانایی تفکر انتقادی و حل مسئله را در فراگیران تقویت می کند. نتایج نشان می دهد که حرکت از آموزش های جزیره ای به سمت یک برنامه درسی یکپارچه، کلید غلبه بر موانع یادگیری مفهوم انرژی است.

کلیدواژه ها:

انرژی ، آموزش علوم ، رویکرد بین رشته ای ، آموزش فیزیک ، آموزش زیست شناسی ، مدل سازی ریاضی ، کژفهمی های مفهومی