نقش آزمایش های مجازی و شبیه سازهای دیجیتال در یادگیری مفاهیم شیمی؛ یک رویکرد علمی کاربردی

آموزش شیمی به دلیل ماهیت انتزاعی بسیاری از مفاهیم و ضرورت برقراری ارتباط میان سطوح ماکروسکوپی، ذره ای و نمادی، همواره با چالش هایی در فرایند یاددهی یادگیری همراه بوده است. در این میان، آزمایشگاه های مجازی و شبیه سازهای دیجیتال با فراهم کردن امکان مشاهده پدیده های نامرئی، دستکاری متغیرها، تکرار آزمایش، دریافت بازخورد و تحلیل نتایج، ظرفیت قابل توجهی برای تقویت یادگیری مفهومی شیمی دارند. پژوهش حاضر با هدف بررسی نقش آزمایش های مجازی و شبیه سازهای دیجیتال در یادگیری مفاهیم شیمی و ارائه الگویی کاربردی برای استفاده هدفمند از این فناوری ها در دوره متوسطه انجام شده است. روش پژوهش، توصیفی تحلیلی و مبتنی بر مطالعه و تحلیل منابع و پژوهش های مرتبط با آزمایشگاه مجازی و فناوری های شبیه سازی آموزشی است. یافته های حاصل از بررسی مطالعات نشان می دهد که استفاده هدفمند از آزمایش های مجازی می تواند زمینه مشارکت فعال دانش آموزان، یادگیری اکتشافی، تقویت مهارت حل مسئله، تحلیل داده ها و درک بهتر مفاهیم انتزاعی شیمی را فراهم کند. با این حال، محدودیت هایی مانند وابستگی به زیرساخت های فناوری، تفاوت سطح دسترسی دانش آموزان و کاهش تجربه کار با ابزار و مواد واقعی، ضرورت پرهیز از جایگزینی کامل آزمایشگاه واقعی با محیط مجازی را نشان می دهد. بر این اساس، در مقاله حاضر الگوی پنج مرحله ای «پیش بینی، شبیه سازی، تحلیل، آزمایش واقعی و بازاندیشی» پیشنهاد شده است. بر اساس این الگو، آزمایش مجازی به عنوان مکمل آزمایشگاه واقعی و ابزاری برای غنی سازی تجربه یادگیری به کار گرفته می شود. بهره گیری از این رویکرد می تواند به حرکت آموزش شیمی از حفظ محوری به سمت یادگیری فعال، مفهومی، اکتشافی و مبتنی بر شواهد کمک کند.