تاثیر شبیه سازی های فیزیکی تعاملی بر درک ذهنی دانش آموزان از قوانین نیوتن

هدف پژوهش حاضر بررسی تاثیر شبیه سازی های فیزیکی تعاملی بر ارتقای درک مفهومی و ذهنی دانش آموزان از قوانین سه گانه ی نیوتن است. بسیاری از مطالعات نشان داده اند که دانش آموزان در درک مفاهیم بنیادی دینامیک، مانند نیرو، شتاب، جرم و رابطه های علی–معلولی میان آن ها، با دشواری های جدی روبه رو هستند. شیوه های سنتی آموزش اغلب بر ارائه ی فرمول ها، مسئله محوری و نمایش محدود پدیده های فیزیکی تکیه دارند؛ در نتیجه، دانش آموزان کمتر فرصت می یابند تا مفاهیم فیزیکی را به صورت تجربه محور و شهودی درک کنند. در سال های اخیر، شبیه سازی های تعاملی به عنوان ابزاری نوین و کارآمد برای بهبود فرایند آموزش فیزیک مطرح شده اند. این ابزارها با فراهم کردن امکان دست ورزی، تغییر پارامترها، مشاهده ی پیامدهای مستقیم و تجربه ی آزمایش های مجازی، به دانش آموزان فرصت می دهند تا قوانین نیوتن را نه فقط در سطح محاسباتی، بلکه در سطح مفهومی و شناختی درک کنند.در پژوهش حاضر، ضمن بررسی مبانی نظری نقش شبیه سازی های تعاملی در یادگیری، نمونه هایی از کاربرد آن ها در تدریس قوانین نیوتن تحلیل شده و نتایج پژوهش های داخلی و خارجی مرور می شود. یافته ها نشان می دهد که استفاده از شبیه سازی های تعاملی، به ویژه آن هایی که بر تعامل مستقیم دانش آموز و بازخورد فوری تاکید دارند، به طور محسوسی موجب افزایش عمق یادگیری، بهبود تصویر ذهنی از نیروها، رفع تصورات نادرست، و تقویت توانایی انتقال دانش به موقعیت های جدید می شود. در پایان، پیشنهادهایی برای طراحی برنامه های آموزشی مبتنی بر شبیه سازی و توسعه ی آموزش فیزیک مبتنی بر فناوری ارائه شده است.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی تعاملی ، قوانین نیوتن ، یادگیری مفهومی ، فیزیک دبیرستان ، آموزش مبتنی بر فناوری