بازاندیشی آموزش مشتق با رویکرد آینده نگر: تاثیر محیط های تعاملی هوشمند بر تحول ساختار استدلال ریاضی

علی رغم نقش بنیادین مشتق در فهم پدیده های پویا و تحلیل تغییرات، شواهد پژوهشی نشان می دهد که بسیاری از دانش آموزان در گذار از رویکرد محاسبه محور به درک مفهومی این مفهوم با چالش های پایدار مواجه اند؛ چالش هایی که ریشه در اتکای بیش از حد به بازنمایی های ایستا، غفلت از ماهیت تغییرمحور مشتق و فقدان فرصت تجربه سازی پویا دارد و به تداوم خطاهای شناختی و ضعف در استدلال منجر می شود. پژوهش حاضر با رویکردی آینده نگر به بازاندیشی آموزش مشتق در بستر محیط های تعاملی هوشمند پرداخته و می کوشد تبیین کند که این محیط ها چگونه می توانند ساختارهای استدلالی دانش آموزان را دگرگون سازند. مطالعه به روش نیمه آزمایشی و با طرح پیش آزمون–پس آزمون با گروه کنترل انجام شد. نمونه شامل ۳۴۰ دانش آموز پایه دوازدهم بود که به صورت مساوی در دو گروه آزمایش و کنترل قرار گرفتند. در گروه آزمایش، فراگیران طی چهار جلسه ۹۰ دقیقه ای با بهره گیری از محیط تعاملی جئوجبرا و فعالیت های مبتنی بر دست کاری پویا آموزش دیدند، در حالی که گروه کنترل همان محتوا را از طریق روش سنتی دریافت کرد. داده ها با استفاده از آزمون درک مفهومی مشتق، تحلیل پاسخ های تشریحی و مشاهدات کلاسی گردآوری و از طریق روش های کمی و کیفی تحلیل شد. نتایج تحلیل کوواریانس نشان داد بهره گیری از محیط تعاملی تاثیری معنادار و بزرگ بر بهبود درک مفهومی دارد( و ) و تحلیل کیفی بیانگر گذار چشمگیر دانش آموزان گروه آزمایش از استدلال رویه ای به استدلال عمیق مبتنی بر تغییر و نیز توانایی حرکت میان بازنمایی های جبری، هندسی و کلامی بود. افزون بر این، میزان خطاهای شناختی در چهار دسته اصلی بین ۷۳ تا ۸۷ درصد کاهش یافت. این یافته ها نشان می دهد که ترکیب بازنمایی های پویا و بازخورد آنی، نه تنها فهم عمیق مشتق را تسهیل می کند، بلکه سازوکارهای شناختی و الگوهای تفکر دانش آموزان را بازسازمان دهی کرده و مسیر را برای توسعه ساختارهای استدلالی آینده نگر در آموزش ریاضیات هموار می سازد.

کلیدواژه ها:

مشتق ، نوآوری آموزشی ، بازنمایی پویا ، یادگیری تعاملی ، خطاهای شناختی ، رویکرد آینده نگر