بررسی نقش و کارکردهای چندگانه ریاضیات در آموزش فیزیک با تاکید بر حل مسئله و مدل سازی

پژوهش حاضر با هدف بررسی نظام مند نقش و جایگاه ریاضیات در آموزش فیزیک و تبیین ارتباط میان ساختارهای ریاضی و استدلال مفهومی انجام شده است. این پژوهش که با رویکرد مروری-تحلیلی و بررسی ادبیات پژوهشی موجود صورت گرفته، نشان می دهد که کاربرد ریاضیات در فیزیک نباید صرفا به اجرای الگوریتم های محاسباتی و دستکاری جبری معادلات تقلیل یابد. یافته ها حاکی از آن است که ساختارهای متنوع ریاضی، نقش اساسی در بازنمایی روابط، معناسازی، حل مسئله، مدل سازی و تحلیل پدیده های فیزیکی ایفا می کنند. همچنین نتایج نشان داد که یکی از چالش های اصلی فراگیران، ناتوانی در انتقال معنادار دانش از بافت ریاضی به فیزیک و برقراری پیوند میان صورت نمادین یک فرمول و معنای فیزیکی آن است. بر این اساس، اثربخشی آموزش فیزیک در گرو ارتقای جایگاه ریاضیات از یک «ابزار محاسباتی محض» به یک «ابزار فهم و استدلال» است تا فراگیران بتوانند از طریق یک رفت وبرگشت شناختی میان محاسبه و مفهوم، به درک عمیق تری از پدیده های طبیعی دست یابند.

کلیدواژه ها:

آموزش فیزیک ، معناسازی ریاضی ، طراحی آموزش هوشمند ، مدل سازی ، انتقال دانش