بررسی چالش های دبیران فیزیک در تبدیل مفاهیم انتزاعی دروس به تجربه های قابل مشاهده در کلاس درس

آموزش فیزیک بیش از بسیاری از حوزه های درسی با مفاهیمی سروکار دارد که بخش مهمی از آنها مستقیما در تجربه روزمره دانش آموز قابل مشاهده نیستند. نیرو، میدان، انرژی، تکانه، شتاب، پتانسیل، موج، ساختار اتمی و بسیاری از مفاهیم فیزیک نوین، اگرچه برای توصیف دقیق جهان طبیعی ضروری اند، اما در سطح ادراک حسی ساده به صورت مستقیم در اختیار یادگیرنده قرار نمی گیرند. ازاین رو، یکی از مسائل اساسی در تدریس فیزیک، تبدیل مفهوم علمی انتزاعی به موقعیتی است که دانش آموز بتواند آن را مشاهده، دست کاری، مقایسه، توضیح و درباره آن استدلال کند. این فرایند صرفا به استفاده از آزمایش یا نمایش یک وسیله فیزیکی محدود نمی شود، بلکه مستلزم طراحی زنجیره ای از تجربه، مشاهده، بازنمایی، گفت وگو، مدل سازی، اندازه گیری و تفسیر است.پژوهش حاضر با رویکرد مروری تحلیلی و با استفاده از منابع علمی فارسی و انگلیسی، چالش های دبیران فیزیک را در ایجاد پیوند میان مفاهیم انتزاعی و تجربه های قابل مشاهده بررسی می کند. تحلیل منابع نشان می دهد که دشواری این فرایند از چند سطح به هم پیوسته ناشی می شود: ماهیت انتزاعی بسیاری از مفاهیم فیزیک، وجود پیش دانسته ها و بدفهمی های دانش آموزان، وابستگی فیزیک به زبان ریاضی، دشواری ایجاد تجربه های اصیل در شرایط واقعی کلاس، محدودیت زمان و امکانات آزمایشگاهی، تفاوت میان «دیدن پدیده» و «فهمیدن مفهوم»، و همچنین استفاده نادرست یا بدون طراحی آموزشی از فناوری های شبیه سازی. یافته های پژوهش نشان می دهد که تجربه قابل مشاهده زمانی به یادگیری مفهومی منجر می شود که دانش آموز از سطح مشاهده صرف فراتر رود و بتواند میان پدیده، نمودار، تصویر، مدل، زبان طبیعی و رابطه ریاضی ارتباط برقرار کند. پژوهش همچنین نشان می دهد که آزمایش واقعی و شبیه سازی رایانه ای نه رقیب یکدیگر، بلکه دو ابزار مکمل برای ساختن تجربه یادگیری اند. در نهایت، نقش دبیر در این میان از «ارائه دهنده مثال» به «طراح موقعیت شناختی» تغییر می کند؛ یعنی دبیر باید شرایطی فراهم کند که دانش آموز نه تنها چیزی را ببیند، بلکه بتواند از آنچه می بیند برای ساخت، اصلاح و آزمون مدل ذهنی خود استفاده کند.