تاثیر استفاده از شبیه سازهای مجازی و آزمایشگاه های دیجیتال بر درک مفاهیم انتزاعی در دانش آموزان

چکیده مقاله

پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر استفاده از شبیه سازهای مجازی و آزمایشگاه های دیجیتال بر درک مفاهیم انتزاعی فیزیک در دانش آموزان دوره متوسطه دوم انجام شد این مطالعه از نظر هدف، کاربردی و از حیث روش اجرا، نیمه آزمایشی با طرح پیش آزمون پس آزمون با گروه کنترل بود که در آن، استفاده از شبیه سازهای مجازی و آزمایشگاه های دیجیتال به عنوان متغیر مستقل و درک مفاهیم انتزاعی فیزیک شامل مفاهیم مکانیک کوانتومی، نسبیت، الکترومغناطیس و ترمودینامیک به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شدند جامعه آماری شامل تمامی دانش آموزان پسر دوره متوسطه دوم رشته تجربی در شهر اصفهان در سال تحصیلی ۱۴۰۲ ۱۴۰۱ بود که با استفاده از روش نمونه گیری خوشه ای چندمرحله ای، ابتدا دو دبیرستان از دو منطقه آموزشی و سپس از هر دبیرستان، دو کلاس پایه یازدهم جمعا ۴ کلاس انتخاب شد و از هر کلاس، ۱۵ دانش آموز به صورت تصادفی انتخاب گردید و مجموعا ۶۰ دانش آموز در دو گروه ۳۰ نفری آزمایش و کنترل قرار گرفتند ابزارهای پژوهش شامل یک آزمون محقق ساخته درک مفاهیم انتزاعی فیزیک با ۳۰ سوال چهارگزینه ای شامل ۱۰ سوال از مکانیک کوانتومی، ۸ سوال از نسبیت، ۷ سوال از الکترومغناطیس و ۵ سوال از ترمودینامیک بود که روایی محتوایی آن توسط ۱۲ متخصص فیزیک و آموزش فیزیک تایید و پایایی آن با استفاده از روش بازآزمایی ضریب همبستگی ۰٫۸۶ و آلفای کرونباخ ۰٫۸۹ محاسبه گردید و همچنین، یک پرسشنامه نگرش سنج برای ارزیابی نگرش دانش آموزان نسبت به استفاده از شبیه سازهای مجازی در فرآیند یادگیری طراحی و استفاده شد گروه آزمایش به مدت ۱۰ جلسه ۷۵ دقیقه ای هر هفته دو جلسه به مدت ۵ هفته تحت آموزش با استفاده از شبیه سازهای مجازی فیزیک شامل شبیه سازهای Phet، شبیه سازهای Algodoo و آزمایشگاه های مجازی مانند Labster و Virtual Labs قرار گرفتند که در هر جلسه، ابتدا مفاهیم نظری توسط معلم توضیح داده می شد و سپس دانش آموزان به صورت گروهی و انفرادی، به شبیه سازی و آزمایش پدیده های فیزیکی پرداخته و نتایج را مشاهده، ثبت و تحلیل می کردند، در حالی که گروه کنترل با روش سنتی و مبتنی بر سخنرانی و حل تمرین، به آموزش فیزیک ادامه دادند داده های گردآوری شده با استفاده از آزمون های تحلیل کوواریانس تک متغیره و چندمتغیره، t مستقل و تحلیل واریانس با اندازه گیری مکرر در نرم افزار SPSS نسخه ۲۶ تحلیل شدند یافته ها نشان داد که بین میانگین نمرات درک مفاهیم انتزاعی فیزیک در گروه آزمایش و کنترل در مرحله پس آزمون تفاوت معناداری وجود دارد ۰٫۰۰۱>P و استفاده از شبیه سازهای مجازی و آزمایشگاه های دیجیتال توانسته است درک مفاهیم انتزاعی فیزیک را در دانش آموزان به طور معناداری افزایش دهد و همچنین، تحلیل کوواریانس چندمتغیره نشان داد که تاثیر مداخله بر هر چهار حوزه مفهومی مکانیک کوانتومی، نسبیت، الکترومغناطیس و ترمودینامیک در سطح ۰٫۰۰۱>P معنادار است و اندازه اثر برای کل آزمون ۰٫۵۸ محاسبه شد علاوه بر این، نتایج پرسشنامه نگرش سنج نشان داد که دانش آموزان گروه آزمایش، نگرش مثبت تری نسبت به فیزیک و استفاده از فناوری های آموزشی در یادگیری دارند بر اساس یافته ها می توان نتیجه گرفت که شبیه سازهای مجازی و آزمایشگاه های دیجیتال با فراهم آوردن امکان مشاهده، تعامل و آزمایش پدیده های غیرقابل مشاهده در دنیای واقعی، می توانند به عنوان یک ابزار آموزشی موثر در درک مفاهیم انتزاعی و دشوار فیزیک به کار گرفته شوند و این رویکرد، ظرفیت بالایی برای تحول در آموزش علوم در نظام آموزشی کشور دارد

کلیدواژه‌ها

نویسندگان

نجمه سیدی

فرهنگی

نوا سیدی

فرهنگی

�یدی، نجمه و سیدی، نوا،1404،تاثیر استفاده از شبیه سازهای مجازی و آزمایشگاه های دیجیتال بر درک مفاهیم انتزاعی در دانش آموزان،دومین همایش بین المللی تحولات نوین در علوم تربیتی، روانشناسی و آموزش و پرورش،ارومیه

ارائه‌شده در

مجموعه مقالات دومین همایش بین المللی تحولات نوین در علوم تربیتی، روانشناسی و آموزش و پرورش15 بهمن 1404 · ارومیه