بررسی تاثیر مدل سازی ریاضی در ارتقای یادگیری مفهومی مفاهیم فیزیک جدید در دانش آموزان دوره متوسطه دوم

فیزیک جدید به عنوان یکی از محورهای اصلی برنامه درسی فیزیک دوره متوسطه دوم، شامل مفاهیمی انتزاعی نظیر نسبیت خاص، مکانیک کوانتومی، ساختار هسته ای و دوگانگی موج و ذره است که درک آن ها برای دانش آموزان به دلیل عدم امکان تجربه مستقیم حسی با دشواری فراوان همراه است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر رویکرد مدل سازی ریاضی در ارتقای یادگیری مفهومی مفاهیم فیزیک جدید در دانش آموزان دوره متوسطه دوم انجام شده است. روش تحقیق در این مطالعه، شبه تجربی با طرح پیش آزمون و پس آزمون همراه با گروه کنترل و گروه آزمایش است. ابزار گردآوری داده ها شامل آزمون محقق ساخته درک مفهومی فیزیک جدید و بسته آموزشی مبتنی بر الگوی مدل سازی ریاضی بود. روایی محتوایی ابزارها به تایید متخصصان رسید و پایایی آن ها با ضریب آلفای کرونباخ ۰.۸۵ محاسبه شد. برای تحلیل داده ها از روش تحلیل کوواریانس تک متغیره و چندمتغیره استفاده گردید. یافته های پژوهش نشان داد که مداخله آموزشی بر پایه مدل سازی ریاضی موجب افزایش معنادار نمرات درک مفهومی، ارتقای توانایی انتقال یادگیری و کاهش چشمگیر کژفهمی های شناختی دانش آموزان گروه آزمایش در مقایسه با گروه کنترل شده است. این نتایج موید آن است که مدل سازی ریاضی به عنوان یک ابزار شناختی قوی، مفاهیم پیچیده فیزیک جدید را بازنمایی کرده و ساختاری منسجم برای بازسازی درک مفهومی در فراگیران فراهم می سازد.

کلیدواژه ها:

مدل سازی ریاضی ، یادگیری مفهومی ، فیزیک جدید ، فیزیک کوانتومی ، متوسطه دوم ، بازنمایی شناختی ، آموزش فیزیک