روش های نوین به کارگیری بازی های فیزیکی و شبیه سازی تعاملی برای مبارزه با مفاهیم اشتباه دینامیک

دینامیک، به عنوان یکی از بنیادی ترین شاخه های مکانیک کلاسیک، زیربنای اصلی علوم مهندسی، فیزیک و سایر رشته های فنی و پایه محسوب می شود. با این حال، آموزش و یادگیری موفقیت آمیز این حوزه، همواره با چالش های جدی روبرو بوده است. اصلی ترین مانع، وجود مفاهیم اشتباه شهودی (Intuitive Misconceptions) یا فیزیک عامیانه (Naive Physics) است که فراگیران بر اساس تجربیات روزمره خود، قبل از آموزش رسمی، در ذهن خود شکل داده اند. این بدفهمی ها، مانند تصور نیاز به نیروی دائمی برای حفظ سرعت ثابت (قانون اول نیوتن) یا باور به رابطه مستقیم میان نیرو و سرعت (به جای شتاب)، به شدت در برابر تغییر مقاومت می کنند و مانع از درونی سازی قوانین علمی صحیح می شوند. هدف این مقاله، بررسی و تحلیل کارایی و پتانسیل دو رویکرد آموزشی نوین، یعنی بازی های فیزیکی (Physical Games) و شبیه سازی های تعاملی رایانه ای (Interactive Simulations)، در شناسایی، به چالش کشیدن و اصلاح این مفاهیم اشتباه در فرآیند یادگیری دینامیک است.روش شناسی و رویکرد تحلیلی:این مقاله با اتخاذ رویکردی مروری و تحلیلی، ابتدا به طبقه بندی دقیق شایع ترین بدفهمی ها در حوزه دینامیک (مانند تکانه، برخورد، شتاب و قوانین سه گانه نیوتن) بر اساس پژوهش های پیشین می پردازد. سپس، چارچوب های نظری حاکم بر یادگیری تجربه محور و نظریه تغییر مفهومی را به عنوان مبنایی برای مداخله های آموزشی نوین تبیین می کند. در ادامه، تاثیر هر یک از روش های نوین مورد بحث قرار می گیرد: بازی های فیزیکی به عنوان ابزاری برای ایجاد تجربه ملموس (Concrete Experience) و تعارض شناختی (Cognitive Conflict) با نتایج شهودی غلط، و شبیه سازی های تعاملی به عنوان راهکاری برای تجسم مفاهیم انتزاعی، ارائه بازخورد فوری و امکان مدل سازی سناریوهای پیچیده و غیرواقعی (مانند محیط های بدون اصطکاک). در نهایت، مقاله بر لزوم استفاده از یک مدل هیبریدی یا تلفیقی تاکید می کند که تجربه عملی بازی های فیزیکی را با قابلیت های تحلیلی و تجسمی شبیه سازی های رایانه ای در هم آمیزد.یافته های کلیدی و نتیجه گیری:تحلیل ها نشان می دهد که تلفیق بازی های فیزیکی و شبیه سازی های تعاملی، یک محیط آموزشی فعال و جذاب را فراهم می آورد. بازی های فیزیکی، فراگیر را مجبور به پیش بینی و مشاهده نتایج واقعی می کنند، در حالی که شبیه سازی ها، امکان تحلیل گرافیکی و دقیق علت و معلول (مانند نمودار نیرو-زمان و شتاب-زمان) را فراهم می سازند و بدین ترتیب، درک ناقص یا نادرست فراگیر به طور موثرتری به چالش کشیده می شود. به کارگیری عناصر بازی وارسازی (Gamification) در این محیط ها نیز، انگیزه درونی و مشارکت دانش آموزان و دانشجویان را به میزان قابل توجهی افزایش داده و فرآیند پرزحمت تغییر مفهومی (Conceptual Change) را تسریع می بخشد. در نهایت، این روش های نوین، ابزاری کارآمد در دست مربیان هستند تا با فاصله گرفتن از روش های سنتی مبتنی بر حفظ فرمول، به درونی سازی درک صحیح و عمیق از پدیده های دینامیکی در محیط های واقعی و مجازی دست یابند.

کلیدواژه ها:

کلمات کلیدی: دینامیک ، مفاهیم اشتباه ، بدفهمی های علمی ، بازی های فیزیکی ، شبیه سازی تعاملی ، بازی وارسازی ، یادگیری تجربه محور ، قوانین نیوتن ، تعارض شناختی ، آموزش فیزیک.