تاثیر آموزش زیست شناسی مبتنی بر تحلیل تصاویر میکروسکوپی دیجیتال بر توسعه مهارت های مشاهده، استنتاج علمی و تفکر انتقادی دانش آموزان مقطع دوم متوسطه

یکی از مهم ترین اهداف آموزش زیست شناسی در مقطع دوم متوسطه، پرورش مهارت های مشاهده دقیق، تحلیل علمی و تفکر انتقادی در دانش آموزان است. دانش آموزان در این مقطع با مفاهیم پیچیده زیستی روبه رو می شوند که درک عمیق آن ها نیازمند مشاهده دقیق ساختارها و فرآیندهای زیستی است. در این راستا، بهره گیری از فناوری های نوین آموزشی مانند تحلیل تصاویر میکروسکوپی دیجیتال می تواند نقش موثری در بهبود فرآیند یادگیری داشته باشد. تحلیل تصاویر میکروسکوپی دیجیتال به دانش آموزان این امکان را می دهد که جزئیات سلولی، بافتی و مولکولی را به صورت دقیق مشاهده کنند، روابط میان ساختارها و عملکردهای زیستی را درک نمایند و توانایی خود در استنتاج علمی و حل مسائل به روش نقادانه را تقویت کنند. اهمیت این رویکرد در آن است که مشاهده مستقیم نمونه ها در آزمایشگاه محدودیت های زمانی، تجهیزات و تعداد نمونه دارد، اما تصاویر دیجیتال می توانند دسترسی گسترده تر و تعامل بیشتر با مفاهیم زیستی را فراهم سازند.این پژوهش با هدف بررسی تاثیر آموزش زیست شناسی مبتنی بر تحلیل تصاویر میکروسکوپی دیجیتال بر توسعه مهارت های مشاهده، استنتاج علمی و تفکر انتقادی دانش آموزان مقطع دوم متوسطه طراحی شد. روش پژوهش، ترکیبی و از نوع شبه آزمایشی با گروه کنترل و گروه آزمایشی بود. جامعه آماری شامل دانش آموزان دوم متوسطه مدارس شهرستان تبریز در سال تحصیلی ۱۴۰۱_۱۴۰۲ بود و نمونه با استفاده از روش نمونه گیری تصادفی خوشه ای انتخاب گردید. ابزارهای جمع آوری داده ها شامل آزمون مشاهده، پرسش نامه استنتاج علمی و مقیاس تفکر انتقادی بودند که پیش از اجرا اعتبار و پایایی آنها توسط متخصصان علوم تربیتی و زیست شناسی تایید شد. علاوه بر این، جلسات آموزش با بهره گیری از تصاویر میکروسکوپی دیجیتال به صورت گام به گام طراحی شد تا دانش آموزان بتوانند با مشاهده جزئیات سلولی و بافتی، تحلیل دقیق انجام داده و استنتاج های علمی مبتنی بر شواهد ارائه کنند.نتایج پژوهش نشان داد که آموزش مبتنی بر تحلیل تصاویر میکروسکوپی دیجیتال به شکل معناداری مهارت های مشاهده دانش آموزان را تقویت کرده و توانایی آنان در انجام استنتاج علمی و حل مسائل به روش نقادانه را بهبود بخشیده است. همچنین، تعامل فعال دانش آموزان با تصاویر دیجیتال موجب افزایش انگیزه و مشارکت آنان در کلاس شده و علاقه آنها به مباحث زیست شناسی را بیشتر کرده است. تحلیل داده ها نشان داد که دانش آموزانی که در گروه آزمایشی حضور داشتند، توانستند ارتباط میان ساختارها و عملکردهای زیستی را بهتر درک کنند و در پاسخ به مسائل علمی از استدلال های منطقی و شواهد مستدل استفاده نمایند، در حالی که در گروه کنترل چنین سطحی از تحلیل و تفکر مشاهده نشد.یکی دیگر از یافته های مهم این پژوهش، افزایش توانایی دانش آموزان در تفکر انتقادی بود. استفاده از تصاویر میکروسکوپی دیجیتال به آن ها این امکان را می دهد که سوالات خود را مبتنی بر مشاهده مطرح کنند، فرضیه بسازند، و به ارزیابی صحت فرضیه ها و تحلیل نتایج بپردازند. این فرآیند یادگیری فعال، نه تنها یادگیری مفاهیم زیستی را عمیق تر می کند، بلکه مهارت های علمی و شناختی دانش آموزان را در زمینه های دیگر علوم نیز تقویت می کند. به علاوه، یافته ها نشان می دهد که استفاده از فناوری های دیجیتال در آموزش زیست شناسی باعث ارتقای مهارت های گروهی و توانایی همکاری میان دانش آموزان شده است، چرا که تحلیل تصاویر اغلب نیازمند تعامل، بحث و ارائه نتایج به همکلاسی ها است.در نهایت، این پژوهش نشان می دهد که آموزش مبتنی بر تحلیل تصاویر میکروسکوپی دیجیتال می تواند یک رویکرد موثر و عملی برای توسعه مهارت های مشاهده، استنتاج علمی و تفکر انتقادی دانش آموزان باشد. بر اساس یافته ها، پیشنهاد می شود معلمان زیست شناسی از این روش در برنامه ریزی دروس خود بهره گیری کنند و مسئولان آموزشی نیز زمینه لازم برای دسترسی به ابزارها و فناوری های مورد نیاز را فراهم سازند. استفاده از چنین روش هایی می تواند علاوه بر بهبود یادگیری، انگیزه و علاقه دانش آموزان به زیست شناسی را افزایش داده و زمینه را برای تحقیقات و پژوهش های بیشتر در حوزه ادغام فناوری و آموزش علوم پایه فراهم آورد. به طور کلی، نتایج این پژوهش تاکید می کند که بهره گیری از فناوری های نوین آموزشی و ابزارهای دیجیتال، نه تنها موجب تقویت مهارت های علمی و تفکر نقادانه می شود، بلکه باعث ایجاد یادگیری فعال، مشارکت بیشتر دانش آموزان و ارتقای کیفیت آموزش زیست شناسی در مدارس می گردد.

کلیدواژه ها:

آموزش زیست شناسی ، تصاویر میکروسکوپی دیجیتال ، مهارت های مشاهده ، استنتاج علمی ، تفکر انتقادی