بررسی نقش فناوری های هوشمند آموزشی (شبیه سازی ها، آزمایشگاه های مجازی و شبیه سازی داده های علمی) در ارتقای یادگیری مفهومی و مهارت های حل مسئله در علوم تجربی

در دهه های اخیر، نظام های آموزشی در سراسر جهان با تحولات عمیق ناشی از گسترش فناوری های دیجیتال و هوشمند مواجه شده اند؛ تحولاتی که نه تنها ابزارها و محیط های یاددهی–یادگیری را دگرگون کرده اند، بلکه ماهیت یادگیری، نقش معلم و شیوه تعامل فراگیران با دانش علمی را نیز بازتعریف کرده اند. در این میان، آموزش علوم تجربی به عنوان یکی از حوزه های بنیادین تربیت علمی، بیش از سایر حوزه ها تحت تاثیر این دگرگونی ها قرار گرفته است؛ زیرا یادگیری علوم ذاتا مبتنی بر مشاهده، آزمایش، فرضیه سازی، تحلیل داده ها و حل مسئله است و تحقق این فرایندها در کلاس های سنتی همواره با محدودیت های زمانی، مکانی، تجهیزاتی و ایمنی همراه بوده است. ازاین رو، بهره گیری از فناوری های هوشمند آموزشی، به ویژه شبیه سازی ها، آزمایشگاه های مجازی و شبیه سازی داده های علمی، به عنوان راهکاری نوین برای ارتقای کیفیت آموزش علوم تجربی، توجه پژوهشگران و برنامه ریزان آموزشی را به خود جلب کرده است. یادگیری مفهومی در علوم تجربی مستلزم درک عمیق مفاهیم، روابط علی و سازوکارهای پدیده های طبیعی است، نه صرفا حفظ تعاریف و فرمول ها. بااین حال، بسیاری از مفاهیم علمی مانند فرآیندهای مولکولی، واکنش های شیمیایی، سازوکارهای زیستی یا پدیده های فیزیکی پیچیده ماهیتی انتزاعی، پویا و غیرقابل مشاهده مستقیم دارند. این ویژگی سبب می شود که دانش آموزان و حتی دانشجویان در فهم عمیق این مفاهیم دچار سوءبرداشت های پایدار شوند و یادگیری آن ها در سطحی سطحی و حافظه محور باقی بماند. در این پژوهش که به شیوه مروری و با مطالعه کتابخانه ای و مراجعه به مقاله ها و تحقیق های چاپ شده و مطالب دیجیتالی گرد آوری شده است و سعی بر آن شده که به بررسی نقش فناوری های هوشمند آموزشی (شبیه سازی ها، آزمایشگاه های مجازی و شبیه سازی داده های علمی) در ارتقای یادگیری مفهومی و مهارت های حل مسئله در علوم تجربی پرداخته شود. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که فناوری های هوشمند آموزشی با فراهم آوردن محیط های تعاملی، شبیه سازی های علمی و تحلیل داده های پیچیده، یادگیری مفهومی و مهارت های حل مسئله در علوم تجربی را تقویت می کنند و نقش معلم و فراگیر را به سمت یادگیری فعال، خودتنظیم و مشارکتی بازتعریف می نمایند.

کلیدواژه ها:

فناوری هوشمند ، شبیه سازی ، یادگیری مفهومی ، حل مسئله ، دانش آموزان