۲ – ۴ طراحی آموزشی یادگیری توانمندیهای پیچیده ۲۹
۲- ۵ انواع روش های تدریس: ۳۰
۲-۵-۱ روش های تاریخی ۳۰
۲-۵-۲ روش های نوین تدریس ۳۱
۲-۵-۳ روش آزمایش ۳۱
۲-۵-۴ الگوی جدید پیشنهادی ۳۷
۲-۶ آزمایش واقعی ۳۹
۲-۶-۱ مفهوم آزمایش واقعی ۳۹
۲-۶-۲ تاریخچه فعالیت های آزمایشگاهی واقعی ۳۹
۲-۶-۳ محاسن استفاده از آزمایشگاه های واقعی ۴۱
۲-۶-۴ معایب استفاده از آزمایشگاه های واقعی ۴۲
۲-۷ آزمایش مجازی ۴۴
۲-۷-۱ مفهوم آزمایشگاه مجازی ۴۴
۲-۷-۲ تاریخچه آزمایشگاه مجازی ۴۴
۲-۷-۳ محاسن استفاده از آزمایشگاه های مجازی ۴۵
۲-۸ مواضع نظریه پردازان در مورد انجام آزمایش ۴۶
۲-۹ رابطه انجام فعالیت های آزمایشگاهی با یادگیری ۴۷
۲-۱۰ پیشینه تحقیق ۴۸
فصل سوم
۳-۱ مقدمه ۵۳
۳-۲ روش پژوهش ۵۳
۳-۳ طرح پژوهشی ۵۳
۳-۴ جامعه آماری ۵۴
۳-۵ نمونه آماری ۵۴
۳-۶ ابزار های پژوهش ۵۵
۳-۷ روایی و پایایی ابزارهای پژوهش ۵۶
۳-۸ روش اجرای پژوهش ۵۶
۳-۹ روش تحلیل داده ها ۵۷
۳-۱۰ جمع بندی ۵۷
فصل چهارم
۴-۱ مقدمه ۵۹
۴-۲ یافته های توصیفی ۵۹
۴-۲-۱ یافته های توصیفی پیش آزمون و پس آزمون روش آزمایشگاه مجازی ۶۰
۴-۲-۲ یافته های توصیفی پیش آزمون و پس آزمون روش آزمایشگاه حقیقی ۶۱
۴-۳ یافته ها در چهارچوب فرضیات و سوال پژوهش ۶۲
۴-۳-۱ بررسی توزیع داده ها ۶۳
۴-۳-۲ بررسی فرضیه های تحقیق ۶۴
۴-۳-۲-۱ فرضیه اول ۶۴
۴-۳-۲-۲ فرضیه دوم ۶۵
۴-۳-۳ بررسی سوال پژوهش ۶۶
۴-۳-۳-۱ بررسی اثر روش تدریس بر عملکرد دانش آموزان ۶۸
۴-۳-۳-۲ بررسی همگنی واریانس‌ها : ۶۸
۴-۳-۳-۳ بررسی همگنی رگرسیون : ۶۹
۴-۳-۳-۴ تحلیل کوورایانس ۶۹
فصل پنجم
۵-۱ مقدمه ۷۳
۵-۲ خلاصه پژوهش و بحث ۷۳
۵-۳ محدودیت های پژوهش ۷۵
۵-۴ پیشنهادهای پژوهش ۷۶
۵-۴-۱ پیشنهادهای مبتنی بر یافته های پژوهش ۷۶
۵-۴-۲ پیشنهادهای کاربردی ۷۶
۵-۵ جمع بندی ۷۷
فهرست جداول
عنوان مطالب شماره صفحه
جدول ۲-۱ ماتریس سازوکار یادگیری برپایه پروژه- محوری و حل مسئله ۳۴
جدول ۲-۲: ویژگی انواع روش‌های آموزش آزمایشگاهی ۳۵
جدول ۲-۳ جمع بندی سطوح پنجگانه و ویژگیهای هر سطح ۳۷
جدول ۳‑۱ مشخصات طرح پژوهشی ۵۳
جدول ۳-۲ مشخصات گروه های پژوهشی ۵۵
جدول ۴‑۱: آماره‌های توصیفی مربوط به روش یادگیری مجازی ۶۱
جدول ۴‑۲: آماره‌های توصیفی مربوط به روش یادگیری حقیقی ۶۲
جدول ۴-۳ بررسی نرمال بودن ۶۵
جدول ۴-۴ آزمون t زوجی روش آزمایشگاه واقعی ۶۶
جدول ۴-۵ آزمون t زوجی روش آزمایشگاه مجازی ۶۷
جدول ۴-۶ آزمون t مستقل روش آزمایشگاه مجازی و حقیقی ۶۸
جدول ۴-۷ آزمون لوین جهت بررسی مفروضه همگنی واریانس ۶۹
جدول ۴-۸ آزمون همگنی ضرایب رگرسیون ۷۰
جدول ۴-۹ آزمون تحلیل کوواریانس ۷۱
جدول ۴-۱۰ میانگین تعدیل شده ۷۱
چکیده
هدف از پژوهش حاضر مقایسه تاثیر آزمایشگاه واقعی و مجازی بر یادگیری درس علوم تجربی بود. جامعه آماری شامل ۹۶ نفر از دانش آموزان پسر پایه هفتم دوره اول متوسطه مدرسه نمونه دولتی شهید چمران شهرستان پیشوا بود و نمونه ها شامل ۲ گروه ۳۱ نفری که بصورت تصادفی انتخاب شدند. روش پژوهش، شبه آزمایشی و ابزار پژوهش آزمون محقق ساخته بود. طرح پژوهش بصورت پیش آزمون پس آزمون بود و برای آموزش گروه مجازی از نرم افزار شبیه سازی شده کروکودیل شیمی و فیزیک استفاده شد. تحلیل داده ها با بهره گرفتن از آمار توصیفی و استنباطی و آزمون تحلیل کوواریانس صورت پذیرفت. نتایج حاکی از آن بود که روش آزمایشگاه مجازی موجب افزایش یادگیری دانش آموزان شده است.
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
کلید واژه ها: آزمایشگاه واقعی، آزمایشگاه مجازی، یادگیری، علوم تجربی، نرم افزار کروکودیل
فصل اول
کلیات پژوهش
۱-۱ مقدمه
علوم تجربی یکی از دانشها و معرفتهای بشری است که یافته های آن از روش تجربی به دست می آید و ملاک یا معیار درستی آنها، انطباق داشتن با مشاهدات تجربی است.
هدف از آموزش علوم تجربی، آموزش پدیده هایی است که در زندگی روزانه مشاهده می شود. در همه نظامهای آموزشی جهان، آموزش و یادگیری علوم تجربی از جایگاه ویژه ای برخوردار بوده و تلاش می شود تا همه دانش آموزان، ضمن آشنایی با اصول و مفاهیم علوم تجربی و کسب سواد علمی لازم، آگاهیهای لازم برای تبدیل شدن به یک شهروند مطلوب را کسب کنند. دانش آموزان با کسب آگاهی و مهارت لازم در زمینه های مختلف علوم، قادر خواهند بود تا در زندگی خود تصمیمات آگاهانه و منطقی بگیرند. فعالیتهای آزمایشگاهی یکی از ارکان اصلی آموزش علوم تجربی محسوب شده و موجبات رشد دانش علمی، مهارت ها و نگرشهای علمی دانش‌آموران را فراهم می‌سازند. انجام فعالیتهای آزمایشگاهی علاوه بر تثبیت یادگیری و افزایش میزان ماندگاری مفاهیم آموخته شده، سبب تقویت مهارت دست ورزی و کسب لازم می‌گردد که در زندگی روزانه مورد استفاده قرار گرفته و زمینه‌های نوآوری، خلاقیت و تفکر انتقادی را در فراگیران فراهم می‌سازد.
در برنامه درسی کشورهای موفق در آموزش علوم تجربی، استفاده از آزمایشگاه و انجام فعالیتهای عملی، بخش جدایی ناپذیری از موضوع درسی است و تاکید زیاد بر تحقق اهداف مهارتی و نگرشی سبب شده است تا توجه خاصی به رشد مهارت‌های دست‌ورزی صورت پذیرد ( بدریان، ۱۳۸۵) .اما برخی مشکلات در انجام آزمایش های حقیقی همچون عدم وجود امکانات لازم در آزمایشگاه، خطرناک بودن بخشی از فعالیت های آزمایشگاهی و موارد دیگر باعث شده اکثر دبیران در انجام آزمایش بصورت واقعی اهتمام لازم را نداشته باشند.
از طرفی پیشرفت های جهانی در فناوری اطلاعات و ارتباطات باعث گسترش وسیع فرصت های یادگیری و دسترسی به منابع تحصیلی و آموزشی شده است. بکارگیری این فناوری های جدید موجب تسریع و تسهیل فراوان در تعلیم و تربیت شده است که آموزش و پرورش نیز از این تحولات مستثنی نبوده است (آلفاسی[۱]، ۲۰۰۰ نقل از بختیاری و احمدی، ۱۳۸۶ نقل از رضوانی، ۱۳۹۳). در سال های اخیر آموزش مجازی به عنوان یکی از کاربردهای مهم فناوری های جدید در جهان مطرح گردیده است و پیشرفت های جامعه امروزی در گرو استفاده بهینه از فناوری های آموزشی است چرا که آموزش و یادگیری همیشه تحت تاثیر عوامل گوناگونی اتفاق می افتد که این عوامل به انجام هر چه بهتر یادگیری کمک می کند و آموزش مجازی هم از این قائده جدا نیست(مشتاقی، ۱۳۹۲ نقل از رضوانی، ۱۳۹۳). امروزه شبیه سازی و استفاده از آن، کاربردهای گوناگونی پیدا کرده که یکی از آن ها آزمایشگاه های مجازی هستند که با ایجاد محیطی جذاب و بی خطر می توانند باعث ارتقاء کیفیت آموزش و یادگیری شوند. هرچند لذت تجربه یک موقعیت و تجربه واقعی و همچنین تقویت مهارت دست ورزی را از یادگیرنده سلب می کند.
۱-۲ بیان مساله
هدف از آموزش علوم تجربی، آموزش پدیده هایی است که در زندگی روزانه مشاهده می شود. در همه نظامهای آموزشی جهان، آموزش و یادگیری علوم تجربی از جایگاه ویژه ای برخوردار بوده و تلاش می شود تا همه دانش آموزان، ضمن آشنایی با اصول و مفاهیم علوم تجربی و کسب سواد علمی لازم، آگاهی های لازم برای یک شهروند مطلوب را کسب کنند.
در ابتدای قرن بیستم رویکرد اثبات گرایی و آموزش با اثبات و فهم مطالب به کمک آزمایش و تجربه تقریباَ با روند ایجاد و رشد تمام رشته ها ی علمی حکم فرما شد. در اوایل قرن گذشته دست اندر کاران آموزش به اهمیت به کار گیری و استفاده از وسایل کمک آموزشی پی بردند و متوجه شدند هر قدر موضوعات علوم پایه عینی و ملموس تر باشد میزان یادگیری بیشتر خواهد شد ( شویک[۲]، ۱۹۹۲). بعد از جنگ جهانی اول که نارضایتی بسیاری در علم حاصل شد، معلمین علوم برای تدریس از وسایل آزمایشگاهی و کارگاهی استفاده کردند، این امر باعث شد دانش آموزان علاقه بیشتری از خود نشان دهند و ثمرات استفاده از آزمایشگاه ها در تدریس باعث شد دانش آموختگان با آمادگی بیشتر جذب بازار کار و مؤسسات و کارخانه ها شوند در نتیجه تحول چشم گیری در پیشرفتهای صنعتی در کشورهای غرب ایجاد شد(شویک، ۱۹۹۲). از آن به بعد بود که در برنامه درسی کشورهای موفق در آموزش علوم تجربی، استفاده از آزمایشگاه و انجام فعالیتهای عملی واقعی، بخش جدایی ناپذیری از موضوع درسی شد و تاکید زیاد بر تحقق اهداف مهارتی و نگرشی سبب شده است تا توجه خاصی به رشد مهارت های دست‌ورزی صورت پذیرد ( بدریان، ۱۳۸۵). از طرفی پیشرفت فناوری بشر امروزی در سده های اخیر سرعت حیرت آوری گرفته و تعلیم و تربیت را به شدت تحت تأثیر قرار داده است. علاوه بر این آموزش و پرورش از این پیشرفت ها در بکارگیری وسایل و روش های جدید بهره جسته است و شکل گیری فناوری آموزشی، میدان جدیدی برای انجام بررسی های علمی پیرامون نحوه به کارگیری وسایل و روش های جدید در امر آموزش ایجاد نموده است و در این راستا آخرین یافته های فناوری در خدمت آموزش در آمده است. نمونه ای از کاربردهای فناوری آموزشی، استفاده از نرم افزارهای آزمایشگاه مجازی می باشد که در سال های اختر رواج و رونق زیادی پیدا کرده است.
شناخت گرایانی همچون آزوبل[۳] (۱۹۶۳) و برونر[۴] (۱۹۶۰) به استفاده از وسایل دیداری، شنیداری و نمایشی و آزمایشگاهی تاکید می کردند و معتقدند که با بهره گرفتن از این وسایل میتوان به درجه بالایی از آگاهی و مهارت عملی دست یافت.
الکساندر[۵] و سیلور[۶] (۱۹۸۱) اظهار می دارند در یک برنامه درسی منظم که بر مبنای آموزش های عملی استقرار یافته و تداوم یابد می تواند نقشه ای برای هدفهای کلی و جزیی در یک جامعه پیشرفته صنعتی و مترقی باشد. از طرفی این سوال مطرح است که اگر غالباً دانش آموز می تواند با دیدن مطالب را بهتر درک کند، چگونه در دهه های پیشین که امکان و ابزار انجام آزمایش ها حتی در حد جزئی هم وجود نداشت در بسیاری از دانش آموزان حس علاقه و کنجکاوی و پژوهشگری ایجاد شد. از سوی دیگر آیا تکیه بر ارائه اطلاعات صرف در قرنی که تکنولوژی از اهمیت خاصی برخوردار است، می تواند مانند سالهای گذشته نتیجه بخش باشد؟ در حال حاضر که مدارس مجهز به امکانات هوشمند هستند آیا جایگزین کردن نرم افزارهای آزمایشگاه مجازی می تواند جایگزین مناسبی برای آزمایشگاه های واقعی فعلی باشند؟
هودسون[۷](۱۹۹۳) در تحقیقی به این نتیجه رسید که انجام آزمایش های علوم تجربی باعث افزایش میزان انگیزه، افزایش توانایی مهارت های عملی و یادگیری آگاهانه دانش آموزان می گردد. در تحقیق هارلن[۸](۱۹۹۹) با موضوع تاثیر فعالیت های عملی بر یادگیری علوم نتیجه افزایش قابل توجه انگیزه و یادگیری بود. کومیس[۹](۲۰۰۱ نقل از کرمی، ۱۳۸۸) در پژوهش خود نتیجه گرفت استفاده از محیط های شبیه سازی شده کامپیوتری برای انجام آزمایش یعنی همان آزمایش مجازی می تواند بر درک مفاهیم فیزیکی دانش آموزان تاثیر مثبت داشته باشد.
با توجه به اینکه طیف وسیعی از جمعیت ایران را دانش آموزان تشکیل می دهند و همچنین با توجه با اینکه مشکلات زیادی در آموزش و نحوه استفاده از راهبردهای متنوع آموزشی در این امر موجود دارد ضروری به نظر می رسد که پژوهش هایی در مورد تاثیر بکارگیری این راهبردها باید صورت گیرد (شریفی، ۱۳۹۰ نقل از رضوانی، ۱۳۹۳). به همین دلیل پژوهش حاضر با هدف مقایسه اثربخشی محیط آزمایشگاه مجازی در مقابل آزمایشگاه واقعی گامی در رفع ابهامات در این زمینه و شیوه های موثر در آموزش آزمایشگاهی علوم تجربی بردارد.
۱-۳ اهمیت و ضرورت مساله
در یک سیستم آموزشی، قدرت یک معلم، همواره در روش تدریس او متجلی می شود. با ظهور سبز فایل و بروز نیازهای جدید، محدود و تخصصی لزوم تجدید نظر در اهداف تدریس و روش های آن، آشکارتر و ضروری تر از پیش شده است ( اصغری، ۱۳۸۸ ). به همین منظور معلمان در فرایند آموزش از ابزارهای مختلفی همچون انجام آزمایش بهره می برند.
انجام فعالیتهای آزمایشگاهی مناسب نه تنها سبب عمیق‌تر شدن میزان دانش و آگاهیهای فراگیران میشود، بلکه یکی از مهمترین روشها جهت دستیابی به اهداف مهارتی و نگرشی در برنامه درسی محسوب میشود. از طرف دیگر انگیزش و فعال نگهداشتن فراگیران در کلاس درس علوم تجربی چالش بزرگی است که حتی ذهن مدیران و معلمان حرفه‌ای و با تجربه را نیز به خود مشغول کرده است. پژوهش‌ها نشان داده است که به کارگیری شیوه‌های سنتی رویکرد یاددهی- یادگیری نمی‌تواند پاسخگوی نیازهای آموزشی عصر حاضر باشد. با خروج از رویکرد آموزشی حافظه‌پرور و به چالش کشاندن ذهن فراگیران از طریق انجام فعالیتهای آزمایشگاهی مناسب و همچنین نگاه بین رشته‌ای به آموزش علوم تجربی، می توان فراگیران را در رویکرد یاددهی- یادگیری فعال نموده و روحیه انجام فعالیتهای گروهی و مشارکتی را در آنها پرورش داد (اصفا، ۱۳۸۵). اما با آنکه بیشتر معلمان به اهمیت استفاده از فعالیتهای آزمایشگاهی در آموزش اثر بخش فیزیک، شیمی و زیست شناسی واقفند و معتقدند که باید در آموزش علوم از فعالیتهای آزمایشگاهی مناسب استفاده شود؛ اما در بیشتر مواقع این امر محقق نمی شود. موانع متعددی وجود دارند که باعث می شود تا معلمان نتوانند به راحتی از فعالیتهای آزمایشگاهی در آموزش علوم استفاده نمایند.
به استناد پژوهشهای انجام گرفته اصفا (۱۳۸۵)، مشخص شده است که عوامل مختلفی سبب کم توجهی به آزمایشگاه و انجام فعالیتهای عملی در مدارس شده اند.
چند مورد از مهمترین این عوامل مزاحم عبارتند از:
- کمبود امکانات، ابزار و وسایل آزمایشگاهی
- بی توجهی معلمان، مدیران و مسئولان نسبت به انجام آزمایش
۳٫هزینه بردار بودن برخی آزمایش ها
- عدم امکان نمایش نتایج برخی آزمایش ها
- خطرناکی برخی آزمایش ها
از طرفی با ورود تکنولوژی رایانه به مدارس و تبدیل کلاس های سنتی به کلاس های با امکانات هوشمند کاربرد از این ابزار به عنوان یک ضرورت انکار ناپذیر مطرح است. در همین راستا استفاده از محیط های مجازی و شبیه سازی شده در آموزش برای جبران کمبود امکانات آزمایشگاهی و انجام آزمایش هایی مجازی به دور از خطر و یا هزینه های بالا بسیار حائز اهمیت است. اما با این همه، عدم درک و رسیدن به یک تجربه واقعی، عدم کسب مهارت های دست ورزی مورد انتظار و همچنین ایجاد سوبرداشت در نتیجه کار، ایراداتی است که مخالفین استفاده از آزمایشگاههای مجازی مطرح می کنند. بنابراین با توجه به مطالب مطرح شده مهم است بدانیم انجام آزمایش بصورت واقعی بیشتر بر یادگیری درسی همچون علوم تجربی تاثیر بیشتری دارد یا استفاده از نرم افزارهای آزمایشگاه مجازی؟
۱-۴ سوال پژوهش
آیا انجام آزمایش بر مبنای روش های واقعی و مجازی بر یادگیری علوم تجربی تاثیر متفاوتی برجای می گذارد؟
۱-۵ فرضیه های تحقیق
با توجه به اینکه در چند سال گذشته هوشمند سازی کلاس ها و مدارس در ایران افزایش چشمگیری یافته است، شناخت اثربخشی استفاده از شیوه های آموزش مجازی اهمیت خاصی پیدا می کند.
فرضیه های که پژوهش حاضر پیگیری می کند عبارت است از:
- آموزش به طریق آزمایشگاه واقعی بر یادگیری دانش آموزان تاثیر دارد.
- آموزش به طریق آزمایشگاه مجازی بر یادگیری دانش آموزان تاثیر دارد.
۱-۶ متغییرهای پژوهش
۱-۶-۱ متغیر مستقل
شیوه انجام آزمایش با دو طریق واقعی و مجازی
۱-۶-۲ متغیر وابسته
یادگیری علوم تجربی
۱-۶-۳ متغیر کنترل
دانش آموزان – مقطع تحصیلی – سال تحصیلی – جنس – سن – دبیر درس علوم تجربی – نوع مدرسه
۱-۷ تعریف واژه ها
۱-۷-۱ آزمایش واقعی
الف) تعریف مفهومی
آزمایش به مجموعه‌ای از اعمال و فعالیتها گفته میشود که به منظور شناخت پدیده‌ها و در جهت سنجش فرضیه‌ای انجام گرفته و موجبات دست ورزی و کسب مهارت و تجربه را فراهم می سازد ( هودسون[۱۰] ، ۱۹۹۰).
ب) تعریف عملیاتی
در این پژوهش منظور از انجام آزمایش واقعی، فعالیت های مکمل کتاب است که در شرایط آزمایشگاه واقعی انجام می پذیرد(جزئیات بیشتر در مورد نحوه اجرای این روش در فصل سوم ذکر شده است).
۱-۷-۲ آزمایش مجازی
الف) تعریف مفهومی
تصویری تولید شده توسط کامپیوتر که این امکان را به کاربر و یا کاربران می دهد یا آنها را مجبور می کند چنین احساس کنند که به طور غیر فیزیکی در محیطی حضور دارند و به تعامل با این محیط بپردازند (اسکرودر[۱۱]، ۱۹۹۶ نقل از اصغری، ۱۳۸۸).
ب) تعریف عملیاتی
در این پژوهش آزمایش مجازی، انجام فعالیت های آزمایشگاهی با نرم افزار CROCODILE CHEMISTRY 605 می باشد که قابلیت اجرا و نمایش آزمایش های کتاب علوم دوره متوسطه اول را دارا می باشد (جزئیات بیشتر در مورد نحوه اجرای این روش در فصل سوم ذکر شده است).
۱-۷-۳ یادگیری
الف) تعریف مفهومی
یادگیری، تغییرات نسبتا پایدار در بالقوه رفتار است که در نتیجه تمرین و همراه با تقویت حاصل شود( کمبل[۱۲]، ۱۹۶۱ ، لگان[۱۳]، ۱۳۷۰ ، آندرسون [۱۴]، ۱۹۹۵ ، نقل از کدیور، ۱۳۸۱).
ب) تعریف عملیاتی
در این پژوهش یادگیری یعنی مهارت های لازم در سطح دانش ، درک و فهم و کاربرد که به وسیله کسب نمرات آزمون دانش آموزان متبلور می شود.
۱-۸ خلاصه
انجام فعالیت های آزمایشگاهی جز جدایی ناپذیر در یادگیری علوم تجربی است که بی شک تاثیرات عمیقی بر فرآیندهای تدریس و یادگیری بهتر علوم دارد و به دو صورت واقعی و مجازی می تواند صورت بگیرد. پژوهش پیش رو به دنبال تعیین مقایسه میزان اثربخشی روش های مختلف انجام آزمایش بر یادگیری علوم دارد.
فصل دوم
ادبیات تحقیق
۲-۱ مقدمه
سرعت تحولات و پیشرفته های صورت گرفته در عرصه فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی در دنیای معاصر تا حدی است که به نظر می رسد تغییراتی حیاتی و بنیادین را در حوزه های مختلف حیات بشری از جمله در حوزه آموزش و یادگیری به همراه داشته است. برخی از اندیشمندان معتقدند که ورود این فناوری های نوظهور به حوزه تعلیم و تربیت می تواند یادگیری را تسهیل بخشیده و در نتیجه نهادهای آموزشی سنتی را متزلزل کند (ابراهیم آبادی، ۱۳۸۹).
امروزه یکی از کلیدی ترین سوالات که محور تحقیقات زیادی گردیده پرداختن به این نکته است که آیا فناوری های جدید جایگزین روش های سنتی خواهند بود و یا به عنوان یک مکمل در کنار روش های سنتی از آن ها باید استفاده شود.
۲-۲ یادگیری[۱۵]
۲-۲-۱ مفهوم یادگیری
یادگیری مفهومی است که در موارد بسیار به کار برده می شود و به نظر می رسد که همه آن را می شناسند، به شرط آنکه ملزم به تعریف آن در قالب عبارت علمی نباشند. بسیاری یادگیری را کسب اطلاعات، معلومات یا مهارت های خاص می دانند و عده ای هم انتقال مفاهیم علمی از فردی به فرد دیگر.
یادگیری به تغییراتی اطلاق شده است که بر اثر تجربه بدست می آید( مازور[۱۶]، ۱۹۹۰؛ راکلین[۱۷]، ۱۹۸۷ نقل از کدیور، ۱۳۸۱). به نظر تراورس[۱۸](۱۹۷۲)، یادگیری زمانی رخ می دهد که در نتیجه شرایط محیطی، تغییرات نسبتا پایداری در پاسخ به وجود آید. منظور از شرایط محیطی گاهی همان محرک است و عواملی مانند پاسخ و محرک که فرد دیگری غیر از یادگیرنده می تواند ملاحظه کند، یادگیری فرایندی پیچیده و متضمن تغییرات درونی نیز هست. ولی در بعضی موارد، شاهد تحقق یافتن یادگیری به صورت پاسخ قابل مشاهده ای که از یادگرنده سر می زند هستیم. تراورس در تعریف یادگیری، تغییرات ناشی از خستگی یا تغییرات زودگذر رفتاری را از یادگرندگان جدا می کند(کدیور، ۱۳۸۱).
رفتارگرایان، یادگیری را تغییر در رفتار قابل مشاهده و اندازه گیری تعریف کرده اند. از دیدگاه گشتالت[۱۹]، یادگیری عبارتست از کسب بینش های جدید یا تغییر در بینش های گذشته. هیلگارد و مارکوئیز[۲۰] یادگیری را فرایند تغییرات نسبتا پایدار در رفتار بالقوه[۲۱] فرد که بر اثر تجربه حاصل می شود تعریف کرده اند(احمدی، ۱۳۹۱).
کمبل[۲۲] یادگیری را بصورت تغییر نسبتا پایدار در توان رفتاری که در نتیجه تمرین تقویت شده و رخ می دهد تعریف می کند. به استناد تعریف کمبل از یادگیری می توان نتیجه گرفت نخست آنکه تغییر در رفتار یعنی نتایج یادگیری همواره باید قابل انتقال به رفتار مشاهده پذیر باشد و پس از یادگیری یادگیرنده قادر به انجام کارهای خواهد بود که پیش از یادگیری نمی توانست آنرا انجام دهد. دوم اینکه، تغییرا رفتاری نسبتا پایدار است یعنی نه موقتی است نه ثابت. سوم اینکه، تغییر در رفتار حتما نباید بلافاصله پس از یادگیری رخ دهد و ممکن است توانایی های مدنظر بلافاصله در رفتار او ظاهر نگردد. چهارم اینکه، تغییر در رفتار یا توان رفتاری از تجربه یا تمرین ناشی می شود. و پنجم آنکه تجربه یا تمرین باید تقویت بشود یعنی تنها پاسخ هایی که به تقویت می انجامد آموخته می شوند(السون و هرگنهان،۲۰۰۹ نقل از سیف، ۱۳۸۶).
۲-۲-۲ مواضع نظریه پردازان مختلف در مورد یادگیری
نظریه به معنای وسیع کلمه عبارت است از تغییر و تفسیر حوزه یا جنبه ای از شناخت. نظریه های یادگیری شرایط حصول و یا عدم حصول یادگیری را تحلیل می کند(شعبانی، ۱۳۸۵). امروزه نظریه های مهمی که یادگیری و نظام های آموزشی را تحت تاثیر قرار داده اند می توان به سه مجموعه بزرگ طبقه بندی کرد که عبارتند از نظریه رفتارگرایان، نظریه شناخت گرایان و نظریه ساخت گرایی(موسوی، ۱۳۸۸).
الف – رفتارگرایان[۲۳]
این نظریه شامل نظریه های افرادی چون پاولف[۲۴]، واتسون[۲۵]، ثراندایک[۲۶] و اسکینر[۲۷] است. این دیدگاه یادگیری را ایجاد تقویت رابطه و پیوند بین محرک و پاسخ سیستم عصبی انسان می دانند و بیشتر به شرطی شدن کلاسیک، ابزاری، فعال و مواردی از این دست می اندیشند. از نظر صاحب نظران نظریه شرطی، در فرایند یادگیری، ابتدا وضع یا حالتی در یادگیرنده اثرمی کند، سپس اور ا وادار به فعالیت می نماید و بین آن وضع حالت و پاسخ ارائه شده ارتباط برقرار می شود و سرانجام عمل یادگیری صورت می گیرد(شعبانی، ۱۳۸۵).
ب – شناخت گرایی[۲۸]
نظریه شناختی شامل نظریه های گشتالت[۲۹]، پیاژه[۳۰]، برونر[۳۱]، آزوبل[۳۲] ، بلوم[۳۳] و غیره است. صاحبان این نظریه، یادگیری را ناشی از شناخت، ادارک و بصیرت می دانند. یادگیری های جدید فرد با ساخت های شناختی قبلی او تلفیق می شوند. از نظر پیروان نظریه های شناختی، شاگردان موجوداتی فعال و کنجکاوند(شعبانی،۱۳۸۵). به اعتقاد برونر شاگردان را نباید در برابر دانسته ها قرار داد، بلکه باید آنان را با مساله روبرو کرد تا خود به کشف روابط میان امور و راه حل آن ها اقدام کنند.
ج – ساخت گرایی[۳۴]
ساخت گرایانی چون فردریک بارتلت[۳۵]، معتقدند که یادگیرندگان یادگیرندگان دنیای خودشان را خودشان می سازند یا حداقل آن را بر مبنای درک دریافتشان از تجربه ها تفسیر می کنند. بنابراین دانش یک فرد، تابعی از تجربیات قبلی، ساختارهای فکری و اعتقادات اوست که وی با بهره گرفتن از آن اشیاء و وقایع را تفسیر می کند(مرجل[۳۶] به نقل از شعبانی، ۱۳۸۵).
۲ – ۳ آموزش و یادگیری
کدیور (۱۳۸۱) ” آموزش به مجموعه فعالیت هایی کفته می شود که معمولا به یادگیری منجر می گردد. این فعالیت ها به وسیله معلم و یادگرنده توام انجام می شود، ولی در تجزیه و تحلیل نهایی، یادگیری که نتیجه آموزش است به وسیله یادگرنده صورت می پذیرد. در واقع معلم، روش یادگیری را آموزش می دهد نه صرفا موضوع درسی را. موفقیت در امر آموزش به عواملی چون معلم، وسایل آموزشی و یادگرنده و تعامل آنها یا یکدیگر مربوط است. آموزش و یادگیری ضمن ارتباط بسیار نزدیک با یکدیگر، دو فرایند مستقلند. آموزش می تواند به یادگیری منجر شود، ولی ضرورتایادگیری نتیجه آموزش نیست. به این ترتیب، معلم یادگیری را تسهیل می کند ولی هر یادگیرنده ای مسئول یادگیری خود است. بنابراین، می توان گفت آموزش مجموعه ای از فعالیت هایی است که در پی تسهیل یادگیری است ولی ممکن است به یادگیری منجر نشود.
بررسی ارتباط آموزش و یادگیری موجب می شود که توجه مان بر یادگیری متمرکز و نیز تاکید کنیم که معلم فقط با مواد و مطالب درسی سروکار ندارد، بلکه ممکن است تدریس کند بدون اینکه دانش آموز چیزی یاد بگیرد. به بیان دیگر، هر نوع تدریس لزوما به یادگیری منتهی نمی شود. آنچه برای معلم در امر آموزش اهمیت دارد، شناخت یادگیرنده و تسهیل یادگیری برای یادگرنده است. با توجه به آنچه گفته شد، این نتیجه حاصل می شود که آموزش را نمی توان به سلیقه شخصی معلم واگذار کرد.
به رغم تنوع و گستردگی روش های آموزشی، بسیاری از روانشناسان، مربیان و مولفان تلاش کرده اند تا برای تسهیل کاربرد موثر روش های تدریس، روش های آموزشی را طبقه بندی کنند. از جمله تلاش های موثر در این زمینه، طبقه بندی چهارگانه پیاژه[۳۷] در روش های تدریس است. این روشها بدین قراراند:
- روش های تقریری
- روش های شهودی
- روش های فعال
- روش های برنامه ای “
۲ – ۴ طراحی آموزشی یادگیری توانمندیهای پیچیده
الگوهای جدید آموزشی اساسا بر این فرض مبتنی هستند که تکالیف و وظایف واقعی و پربار یادگیری، نیروی جلوبرنده فراگیران در مسیر یادگیری اند. طراحی خوب و مناسب تکالیف و وظایف یادگیری باید فراگیران را به تلفیق مهارتها ، دانش و نگرش های کسب شده و هماهنگ سازی ابعاد گوناگون رفتار در فرایند پیچیده یادگیری برانگیزند و نتیجه این فرایند تشکیل مبنای محکم دانشی است که انتقال آن را به زندگی روزمره یا موقعیتهای کاری آینده میسر می سازد. مثالی از الگوی طراحی آموزشی که بر تلفیق، هماهنگی، و انتقال یادگیری تاکید دارد الگوی طراحی آموزشی چهار عنصری است که به طرو خلاصه به الگوی ۴c/id[38] معروف است و پیام اصلی این الگو آن است که همواره می توان محیط های خوب طراحی شده یادگیری را در طراحی کلی شامل چهار عنصر به هم مرتبط تشریح کرد که عبارتند از:
- تکالیف و وظایف کامل یادگیری[۳۹]، تجربیات یادگیری[۴۰] شامل وظایف و تکالیفی است که به شکل عینی، اصیل، معنادار و مکمل یکدیگر برای فراگیران فراهم می شود.
- اطلاعات پشتیبان ، اطلاعاتی است که برای پشتیبانی و حمایت از اجرای ابعاد غیر تکرار شونده تکالیف و وظایف یادگیری مانند استدلال و حل مساله تدارک دیده می شود. این اطلاعات پل ارتباطی میان آنچه فراگیران می دانند یعنی دانش قبلی و آنچه که برای انجام بهینه وظایف یادگیری لازم است بدانند.
- اطلاعات پیش نیاز و به موقع jit[41]: اطلاعاتی که پیش نیاز یادگیری و اجرای ابعاد تکرار شونده تکالیف و وظایف یادگیری اند. این اطلاعات به بهترین شکل در واحدهای کوچک اطلاعاتی سازماندهی شده اند تا دقیقا زمانی که فراگیران برای انجام وظایف یادگیری به آنها نیاز دارند برایشان عرضه شود.
- تمرین عملی خرده وظایف، تمرین های عملی اضافی برای کسب مهارت در ابعاد تکرار شونده وظایف یادگیری است فراگیران باید پس از دریافت آموزش و انجام دادن این تمرین ها تبحر کافی را درباره این بدست آورده و بصورت خودکار قادر به انجامشان باشند(یوخم، مرینبور، کوپر نقل از زمانی و عبدالهی، ۱۳۹۰).
۲- ۵ انواع روش های تدریس:
روش های تدریس به دو دسته کلی تقسیم می شوند. روش هایی که در گذشته های بسیار دور به کار می رفته اند، که ((روش های تاریخی)) و روش هایی که متکی بر یافته های روانشناسی و علوم تربیتی جدید می باشند (( روش های نوین )) نامیده می شود.
۲-۵-۱ روش های تاریخی
۲-۵-۲ روش های نوین تدریس
- روش توضیحی
- روش سخنرانی
- روش اکتشافی
- روش حل مساله
- روش مباحثه
- روش پرسش و پاسخ
- روش واحد کار (پروژه)
- روش گروه های کوچک
- روش یادگیری فردی
- روش نمایشی
- گردش علمی
- روش بازی های تربیتی
- فن تمرین
- روش آزمایش
(صفوی، ۱۳۸۰)
۲-۵-۳ روش آزمایش
آزمایش فعالیتی است که در جریان آن فراگیران با به کار بردن وسایل و مواد بخصوصی درباره مفهومی خاص عملا تجربه کسب می کنند. آزمایش معمولا در آزمایشگاه انجام می گیرد. اما نداشتن آزمایشگاه مجهز یا وسایل مناسب در مدرسه نباید دلیلی برای انجام ندادن آزمایش باشد. در بعضی موارد برای انجام دادن آزمایش در کلاس وسایل بسیار ساده ای لازم است که معلم و حتی دانش آموز می تواند به آسانی آنها را تهیه کند. آزمایش گاهی به منظور آشنا کردن دانش آموزان به جنبه های عملی یک مفهوم مورد استفاده قرار می گیرد. برای این کار معلم دستور العمل انجام آزمایش را در اختیار فراگیران می گذارد و انتظار دارد که دانش آموزان با بهره گرفتن از دستور کار سرانجام به نتیجه یکسانی برسند. در موارد دیگر آزمایش به منظور فراهم آوردن محیطی مناسب برای حل مسئله تلقی می شود. در این صورت معلم جهت کلی فعالیت را مشخص می کند و فراگیران را بر آن می دارد تا در اجرای آزمایش به طور مستقل تصمیم گیری و نتیجه گیری کنند. آزمایش برای تدریس مفاهیم علوم تجربی به ویژه فیزیکی و و شیمیایی بسیار لازم است و بدون آن دانش آموز نمی تواند مفاهیم مورد نظر را به درستی فراگیرد. دانش آموزان به آزمایشهای علوم علاقه فراوانی دارند خواه آزمایش علوم را معلم انجام دهد و یا اینکه دانش آموزان انجام دهند. البته حتی الامکان باید آزمایشهای علوم توسط دانش آموز انجام شود. در هر صورت تشخیص اینکه در هر مورد آزمایش را چه کسی انجام دهد به عهده معلم می باشد.
بررسی مطالعات انجام شده در زمینه دستیابی به حیطه‌های بالاتر سطوح شناختی و مهارتی در انجام فعالیتهای آزمایشگاهی، نشان داده است که این مهارتها را میتوان به پنج سطح مختلف طبقه‌بندی کرد. این طبقه‌بندی به صورت زنجیره‌ای و سلسله مراتبی از ساده به مشکل تنظیم می‌شوند. طبقات بالاتر ضمن اینکه ویژگیهای خاص خود را دارند، ویژگیهای طبقات پایین‌تر را نیز شامل می‌شوند. براساس این طبقه‌بندی، سطوح مختلف مهارت‌های کسب شده در انجام آزمایش به شرح زیر است:
۱- مرحله تایید: ساده‌ترین و پایین‌ترین سطح از مهارت‌های انجام آزمایش است که شامل تایید نظریه و مفاهیم مطرح شده در کلاس درس بوده و فراگیران در این مرحله می‌توانند موضوع‌های انتزاعی را به شکل واقعی تجربه کنند.
۲- مرحله بیان یا توصیف: عبارت است از توصیف نظریه، حقایق و واقعیتهای علمی. در این مرحله فراگیران برای آگاهی از نظریه‌ها، مفاهیم و پدیده‌های جدید ترغیب شده و به بررسی رابطه بین متغیرهای موجود در پدیده علمی مورد مطالعه می‌پردازند.
۳- مرحله استقرایی: عبارت است از درک حقایق علمی و بسط آنها جهت رسیدن به حقایق دیگر. در این مرحله فراگیران می‌توانند واقعیت‌ها و حقایق را به حالت معنیدار سازمان داده و به یک قاعده کلی و یا اصل برسند. این مرحله سبب پیدایش یقین شده و به عنوان روش آزمایشی و یا مشاهده‌ای جهت جمع آوری مدارک، بررسی و ارزش سنجی فرضیه‌ها و رسیدن به یک جمع بندی کلی از یک پدیده علمی میشود.
۴- مرحله قیاس: عبارت است از درک حقایق و مفاهیم علمی و مقایسه آنها با حقایق مشابه. در این مرحله فراگیران می‌توانند پدیده‌ها و حوادث را بر مبنای مفاهیم و اصول علمی آموخته شده تبیین نمایند. رسیدن به مرحله استدلال قیاسی این توانایی را در فراگیران ایجاد میکند تا بتوانند قوانین و نظریه‌های علمی را بسط داده و به مفاهیم و نظریه‌های ویژه و تخصصی دست یابند.
۵- مرحله رشد مهارت در حل مسئله و تمرین پژوهش: پیچیده‌ترین و بالاترین سطح از مهارت‌های قصد شده در انجام آزمایش بوده و عبارت است از دست ورزی و توانایی انجام کار با ابزار، وسایل آزمایشگاهی و به کارگیری نظریه‌های علمی در حل مسائل. در این مرحله فراگیران می‌توانند بر مهارت‌های مورد نیاز فعالیتهای آزمایشگاهی تسلط یابند. آشنایی و تسلط بر روش علمی، کشف مسئله، انجام پژوهش و به کارگیری رویکرد اکتشافی، سبب میشود تا فراگیران بتوانند به مهارت حل مسئله در پدیده‌های علمی دست یابند(استاموولاسیس و تی ساپارلیس[۴۲]، ۲۰۰۳).
شایان ذکر است که اهداف قصد شده در آموزش آزمایشگاهی علوم همانا رسیدن به بالاترین سطح مهارت (حل مسئله) توسط فراگیران است. با انجام هر کدام از مراحل ذکر شده و گذر به مرحله بعدی، میزان گستردگی، پیچیدگی و سطح علمی فعالیتهای عملی نیز افزایش می‌یابد. فراگیران با انجام مرحله به مرحله هر کدام از این فعالیتها، به مهارت مورد نظر دست می‌یابند.
بررسی نتایج پژوهشهای نشان داده است که بیشتر فعالیتهای عملی صورت گرفته در آزمایشگاه، کلاس درس و حتی محیط خارج از مدرسه، در راستای «تایید» و یا «بیان» پدیده یا نظریه علمی مورد مطالعه بوده و کمتر به مراحل «استقرایی» و «قیاس» توجه میشود. این امر سبب میشود تا فراگیران نتوانند مهارت‌های لازم برای حل مسئله و انجام پژوهش را کسب نمایند. دلیل اصلی این امرعدم استقبال فراگیران از افزایش سطح علمی و پیچیدگی فعالیت انجام شده میباشد. بنابراین معلم با دیدن ظرفیت پایین فراگیران در انجام آزمایشهای پیچیده، رغبت کمتری برای انجام این نوع فعالیتها نشان داده و در نتیجه دستیابی به سطوح بالاتر مهارت امکان پذیر نخواهد بود. پژوهشگران متعددی برای رفع این مشکل و ارائه طریق به پژوهش پرداخته و روش‌های گوناگونی را ارائه کرده‌اند. روش های نظام‌مند برای پرداختن به ساختن‌گرایی، آموزش منبع محور و یاددهی- یادگیری پروژه محور از جمله روش های جدید مطرح شده برای فایق آمدن بر این گونه مشکلات است(وایت[۴۳]، ۱۹۹۶).
مک کوماس[۴۴](۱۹۹۷) با برقراری یک ارتباط منطقی بین روش‌های یادگیری پروژه- محوری و حل مسئله، ماترسی طراحی کرد که سازوکار یادگیری بر پایه این دو روش را به خوبی نشان میدهد. این ماتریس در جدول- ۱ آمده است.
جدول ۲-۱ ماتریس سازوکار یادگیری برپایه پروژه- محوری و حل مسئله
ردیف
روش یاددهی
تعریف مسئله
روش پژوهش
نحوه ارزشیابی
۱
پروژه محور
معلم محور
معلم محور
معلم محور
۲
آمیخته ای از ۱و۳
فراگیر و معلم
فراگیر محور
معلم محور
۳
حل مسئله
فراگیر محور
فراگیر محور
فراگیر محور
در این ماتریس، بالاترین سطح یادگیری به حل مسئله ختم شده و فراگیر می‌تواند عملکردی همانند دانشمندان داشته باشد. برای رسیدن به این مرحله، فراگیر باید در روش یادگیری پروژه- محوری مهارت لازم را کسب نماید. در این روش، موضوع یا مسئله و همچنین نحوه فعالیت فراگیر در قالب روش کار توسط معلم تعریف شده و پس از اتمام فعالیت، معلم به ارزشیابی عملکرد فراگیر می‌پردازد. در این روش فراگیر فاقد استقلال در یادگیری بوده و همه فعالیتها تحت کنترل معلم است تا فراگیر بتواند به مهارت مورد نظر دست یابد. این مهارت علاوه بر مرحله تایید، شامل بیان و تصویر نظریه یا پدیده علمی نیز میشود. در ادامه فعالیتها، برای رسیدن فراگیر به مرحله استقرایی و قیاس در مهارتها، آمیخته‌ای از روش پروژه- محور و حل مسئله مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش، فراگیر با راهنمایی معلم موضوع یا مسئله مورد پژوهش را تعریف کرده و به تنهایی اقدام به حل آن می کند. معلم که ناظر بر فعالیتهای فراگیر است، فقط در نقش مشاور ایفای نقش نموده و با اتمام فعالیت فراگیر، چند گزینه جهت ارزشیابی فعالیت فراگیر پیشنهاد میکند و فراگیر با انتخاب یکی از این روشها به ارزشیابی عملکرد خود می‌پردازد. با اجرای این روش و کسب مهارت در مراحل استقرایی و قیاس، فراگیر می‌تواند به تنهایی موضوع یا مسئله‌ای را طرح کرده و روشی را برای حل آن پیشنهاد نماید. مهارت و بینش فراگیر در این مرحله به قدری رشد کرده است که می‌تواند به تنهایی عملکرد خود را ارزشیابی نماید.
پژوهشگران متعددی از جمله کولبورن[۴۵](۱۹۹۷)، توماس[۴۶](۲۰۰۰)، به نقد این روش پرداخته و کارایی آن را به جهت پیچیده بودن و نیاز به خروج از برنامه درسی رسمی زیر سوال بردند. دامین[۴۷](۱۹۹۹) با بررسی انواع روش‌های رایج در آموزش آزمایشگاهی، چهار سبک از آزمایشهای معروف را نام برده و ویژگیهای هر کدام را بر شمرد. این سبک‌ها عبارت بودند از: «آزمایشهای تفسیری»، «آزمایشهای کاوشگری»، «آزمایشهای اکتشافی)) و «آزمایشهای حل مسئله‌ای». ویژگی هر کدام از روش‌های ذکر شده در جدول۲- ۲ آورده شده است.
جدول ۲-۲: ویژگی انواع روش‌های آموزش آزمایشگاهی
ویژگی
سبک و نوع آزمایش
روش کار
رویکرد
برون داد
داده شده
استقرایی
از قبل مشخص
تفسیری
فراگیر ساخته
قیاسی
نا مشخص
کاوشگری
داده شده
قیاسی
از قبل مشخص
اکتشافی
فراگیر ساخته
استقرائی
از قبل مشخص
حل مسئله
هر کدام از انواع آزمایش ذکر شده دارای ویژگی منحصر به فردی است که حاوی شاخصهای «برونداد»، «رویکرد» و «روش کار» می‌باشند. در آزمایشهای از نوع تفسیری که بیشتر شامل آزمایشهای از نوع تاییدی است، حجم و میزان سختی فعالت‌های انجام گرفته زیاد نیست و فراگیران با انجام فعالیت بر طبق دستورکار داده شده، به نتایج مشخص شده از قبل می‌رسند و چون از طریق مقایسه برونداد‌ها به یک جمع‌بندی و قاعده کلی می‌رسند، لذا رویکرد استفاده شده در این نوع آزمایش‌ها از نوع استقرایی است.
در آزمایشهای از نوع کاوشگری که والاترین نوع فعالیتهای آزمایشگاهی محسوب می‌شوند، فراگیر همانند دانشمندان به کشف مسئله و ارائه طریق برای حل آن می‌پردازد و جوابی که به دست می‌آید، ممکن است هم برای معلم و هم برای فراگیر تازگی داشته باشد. این نوع آزمایش‌ها که بر پایه رویکرد قیاسی انجام می‌گیرند، کاملاً با روش علمی مطابقت داشته و شامل مشاهده دقیق، ثبت اطلاعات و تجزیه و تحلیل داده‌ها و سرانجام ارائه فرضیه واثبات آن از طریق یک سری فعالیت
