تحلیل شناختی حل مسئله در آموزش فیزیک مدرسه

حل مسئله یکی از مولفه های محوری آموزش فیزیک در دوره متوسطه است و معمولا به عنوان شاخص موفقیت تحصیلی دانش آموزان تلقی می شود. با این حال، شواهد آموزشی نشان می دهد که بسیاری از دانش آموزان، علی رغم کسب نمرات بالا در حل مسائل عددی، فاقد درک مفهومی عمیق از مفاهیم فیزیکی هستند. این پدیده که می توان از آن با عنوان «محاسبه گرایی فرمول محور» یاد کرد، یکی از چالش های اساسی آموزش فیزیک مدرسه محسوب می شود.هدف مقاله حاضر، تحلیل فرایند حل مسئله در آموزش فیزیک مدرسه از منظر شناختی و تبیین علل شکاف میان توانایی محاسباتی و درک مفهومی است. پژوهش حاضر با رویکرد تحلیلی–نظری و بر اساس چارچوب های شناختی شامل حافظه فعال، نظریه بار شناختی، نظریه طرح واره، تغییر مفهومی، یادگیری خودتنظیم گر و کدگذاری دوگانه انجام شده است. در پایان، مدل شناختی حل مسئله فیزیک (P‑PSCM) به عنوان چارچوبی مدرسه محور برای گذار از حل مسئله الگوریتمی به حل مسئله مفهومی ارائه می شود. نتایج نشان می دهد که حل مسئله زمانی به یادگیری معنادار منجر می شود که به عنوان فرایندی شناختی و چندمرحله ای طراحی و هدایت شود، نه صرفا تمرینی برای جایگذاری اعداد در فرمول ها