دانلود پایان نامه
در چند دهه اخیر، هیچ یک از موضوع های درسی در سطح جهانی، به اندازه دروس علوم تجربی دچار تغییر و تحول نشده است. گرچه محتوای درسی علوم تجربی به خودی خود به دلیل پیشرفت فزاینده علم و دانش بشری، روزبه روز جدیدتر و فربه تر می شوند، ولی این تغییر تنها از جنبه محتوایی، آموزش علوم را در بر نمی گیرد. ویژگی های عصر کنونی ایجاب می کند تا برنامه های آموزشی علوم تجربی به نحوی ساماندهی گردند تا با بهره گیری از آن ها، همه توانایی های شناختی و شخصیتی دانش آموزان رشد کرده و فراگیران با برخورداری از مزایای علوم و فناوری، توانمندی های لازم برای رویارویی با تحولات جدید را کسب نمایند.در این بین تحقق توسعه و جامعه مبتنی بر دانش بیش از هر مؤلفه ای وابسته به آموزش با کیفیت است. به عقیده رستگارپور و عبدالهی (1384) و حداد و جوریچ (2000) شواهد حاکی از آن است که یکی از عوامل مؤثر در ارتقاء کیفیت فرآیند یادگیری، استفاده صحیح، مؤثر و کارآمد فناوری های آموزشی است (ثمری و آتشک، 1388: 101). هم چنین در پژوهش های دیگری بایلور و ریتچی ( 2002) و مهمت (2004) عقیده دارند شناخت و کاربست فناوری آموزشی از آن روی اهمیت دارد که از طریق تسهیل یادگیری دانش آموزان و هم چنین کارآمد و اثربخش نمودن فرآیند یاددهی – یادگیری معلمان به بهبود کیفیت فرآیند یادگیری می انجامد. (همان).
در زمینۀ کیفیت آموزش و پرورش و دلیل استفاده از فناوری های نوین آموزشی هوارد گاردنر می گوید: « چون درک انسان ها از جهان متفاوت است، کودکان را باید با روش های گوناگون آموزش داد». گاردنر بر این باور است که مدرسه را باید سرشار از کارآموزی، پروژه و فناوری کرد تا در آن صورت هر دانش آموز، خود را با نظام آموزش سازگار کند. (نوروزی ،زندی و موسی مدنی، 1387: 12).
با توجه به این پیشینه سال های اخیر در برنامه های درسی جدید علوم تجربی و روش های آموزش آن، تأکید اساسی بر روش هایی است که در آن ها دانش آموز نقش فعالی دارد.در این روش ها نقش اصلی در فرآیند یادگیری به عهده دانش آموز است، و اوست که این فرآیند را به پیش می برد. بنابراین، سایر عوامل مانند محتوای آموزشی، تجهیزات و ابزارهای آموزشی و اقدامات معلم همگی در ارتباط با دانش آموز معنی و مفهوم پیدا می کنند و به گفته هارلن (1999): «معلم در این روش ها نقش جهت دهنده و سازمان دهنده را دارد و می کوشد تا فعالیت های دانش آموزان را متناسب با هدف های درس در مسیر صحیح پیش ببرد».
هم چنین، جامعه ای که هدف آن پیشرفت براساس دانش و فناوری است، باید ابتدا آموزش و پرورش خود را متحول کند و برای این کار باید فناوری آموزشی، یعنی طراحی، اجرا و ارزشیابی برنامه ریزی شده و پژوهش های بنیادی و کاربردی را به کار گیرد (رستگارپور و عبدالهی، 1384: 54).
در زمینه درک عمیق تر مفاهیم دروسی مانند علوم و شیمی، دانووان و نخله (2001) معتقدند که باید دانش آموزان را در پردازش اطلاعات، کاربرد علوم در زندگی روزمره و فعالیت های حل مسأله مبتنی بر تجربیات دنیای واقعی درگیرکرد. زیرا از نظر آنان، بهره گیری از ابزار دیداری و شنیداری، پردازش اطلاعات، حل مسأله، انجام پژوهش، برقراری ارتباط های برخط و شبیه سازی پدیده های واقعی در دنیای مجازی عصر دیجیتال، می تواند برای ارتقای درک مفهومی دانش آموزان مفید واقع گردد (بدریان ،هنرپرور و ناصری آذر، 1389: 104)با توجه به مطالب ارائه شده و نظر به وجود رابطه بین فن آوری های آموزشی و مهارت های حل مسأله در دانش آموزان بنابراین، در این پژوهش سعی بر آن است تا تأثیر طراحی آموزشی مبتنی بر شبیه سازی را در مهارت حل مسأله دانش آموزان پایه ششم ابتدایی در درس علوم مورد بررسی قرار گیرد.
1-2- بیان مسأله:
از زمانی که آموزش رسمی در جوامع بشری رواج یافته، پرورش توانمندی های شناختی عالی همانند فهم و درک، استدلال، تفکر، خلاقیت، حل مسئله و قضاوت مورد تأکید بوده است. در این زمینه بورگستروم (1991) معتقد است: «طی چند قرن اخیر با توسعه ی دانش و معلومات بشر و تولید روزافزون اطلاعات و شکل گیری مدارس و دانشگاه ها، به تدریج برای مدتی نقش به خاطرسپاری دانش مورد تأکید واقع شد و پرورش قوای شناختی عالی، اندکی کاهش یافت. اما هیچ گاه پرورش و اهمیت آن انکار نشد» (مهری نژاد و پاشا شریفی، 1384).
امروزه روان شناسان و متخصصان تعلیم و تربیت، هم چون گانیه حل مسأله را به عنوان مهم ترین فرآورده یادگیری در نظر می گیرند، زیرا همه ی افراد در زندگی روزمره و حرفه ای شان به حل مسائل گوناگون می پردازند (هاشمی و شهرآرای، 1386).
با توجه به اهمیت حل مسأله مدارس امروزی، در راستای تحقق این هدف گام برمی دارند و برای تحقق این هدف شبیه سازی می تواند مفید باشد هم چنان که امروزه از بازی های شبیه سازی برای بسیاری از زمینه های موضوعی مانند مراقبت بهداشتی ( وود وارد، کارنین و گرستن ، 1998)، اکتشاف علمی ( تان و بیس واز ، 2007)، و ریاضیات ( لی و چن ، 2009)، و … به عنوان ابزاری برای رشد توانایی های حل مسأله دانش آموزان به کار گرفته می شوند (لیو و همکاران4، 2011).دلیل تأثیر آموزش مبتنی بر شبیه سازی بر مهارت حل مسأله دانش آموزان این می تواند باشد که، شبیه سازی های کامپیوتری همان طور که نیلی احمدآبادی و همکاران (1391) بیان می کنند: «به دانش آموزان اجازه می دهند تا فرآیندهای اکتشاف علمی را تجربه کنند».
بازی های شبیه سازی کامپیوتری که برای دانش آموزان موقعیت های فرضی مسأله را بازنمایی می کنند، می توانند در پرورش توانایی حل مسأله دانش آموز مفید باشند. این گونه بازی ها مدلی از سیستم یا فرآیند را شبیه سازی می کنند، از این رو به دانش آموزان اجازه می دهد تا فرآیند اکتشاف علمی مانند تولید فرضیه، طرح های تجربی و تفسیر داده ها را تجربه کنند (نیلی احمدآبادی،کامکارزهراوند و زمانی، 1391: 15).
این که آیا شبیه سازی‎ها همان طور که در آموزش پزشکی و درس های فیزیک و شیمی به کار برده می شوند می توانند در محیط های کلاسی برای درس علوم تجربی نیز به کار برده شوند و مثمرثمر باشند؟ می تواند موضوعی باشد که در جای خود جالب توجه بوده و پژوهش‎های آزمایشی و توصیفی مختلفی را به خود اختصاص دهد.
از این رو در این پژوهش ما برآن شدیم تا به صورت نیمه پژوهشی این موضوع را بررسی کرده و پژوهش هایی که در این زمینه صورت گرفته است را بررسی کنیم تا به این سؤال پاسخ دهیم که شبیه سازی ها چه کاربردی در آموزش درس علوم پایه ششم می توانند داشته باشند؟ علاوه بر این ما قصد داریم بررسی کنیم که مبانی به کارگیری شبیه سازی ها در آموزش چیست؟ هنگام ارائه شبیه سازی ها جایگاه معلم ( استاد) و یادگیرنده چه تغییری پیدا می کند؟ و آیا شبیه سازی ها می توانند بر قدرت حل مسأله دانش آموزان بیافزایند؟
از بین نظریه های روان شناختی مختلفی که وجود دارد می توان به نظریه های آموزش پیوندی، شناخت موقعیتی و نظریه رمز دوگانه، اشاره کرد که می توانند به کارگیری شبیه سازی ها در آموزش را به لحاظ روان شناختی توجیه کنند. از آن جا که شبیه سازی ها هر دو کانال دیداری و شنیداری یادگیرندگان را به کار می گیرند، طبق یافته های این نظریه ها می توانند باعث افزایش یادگیری شوند.هم چنین، بنا بر عقیده دشپانده و هانگ (2009) این راهبرد آموزش گر را ترغیب خواهد کرد تا روش های جدید را جستجو کنند به گونه ای که یادگیرندگان بتوانند هم به صورت فردی و هم در گروه ها به طور مؤثر کار کنند.
انیمیشن ها، گرافیک ها، محیط تعاملی و رسانه های آموزشی می توانند به منظور درگیر کردن و برانگیختن یادگیرندگان طراحی شوند تا آن ها به طور مؤثر موضوعات درسی را شرح داده و مهارت های حل مسأله را ایجاد کنند (نیلی احمد آبادی و همکاران، 1391: 14). در تأیید این مطلب می توان به نتایج پژوهش صاحب نظرانی اشاره کرد که برای پرورش توانایی خلاقیت در یادگیرندگان پیشنهادهایی دارند مانند محدود نکردن تجارب دانش آموزان به موقعیت های خاص، ارزش قائل شدن برای طرح سؤال ها و اندیشه های غیرمعمول، فراهم نمودن فرصت خودآدموزی و یادگیری اکتشافی برای یادگیرندگان و …. ( سیف، 1391).
لازم به ذکر است که در زمینه تأثیر شبیه سازی ها بر افزایش خلاقیت و حل مسأله تحقیقات مختلفی انجام شده است از جمله: تنیسون و برور (2002)، متدی آموزشی را جهت ارتقاء حل مسأله و خلاقیت به وسیله شبیه سازی های مبتنی بر کامپیوتر ارائه می دهند. تمرکز انیمیشن مدنظر آن ها بر اصلاح و شرح توانایی های شناختی به کار گرفته شده در فعالیت حل مسأله و خلاقیت می باشد (نیلی احمد آبادی و همکاران، 1391: 15).
هم چنین، لیو و همکاران ( 2011)، در پژوهشی با «عنوان تأثیر بازی های شبیه سازی بر حل مسأله محاسبه ای» به این نتیجه رسیدند که بازی های شبیه سازی کامپیوتری رویکردی اثربخش برای یادگیری مهارت های حل مسأله فراهم می کنند و کانیدا (1990) در پژوهشی با عنوان « تأثیر کاربرد استفاده از شبیه سازی آزمایشگاهی دیسک های ویدئویی تعاملی بر حل مسأله و عملکرد یادگیری در دانش آموزان دبیرستانی در درس شیمی به این نتیجه رسید که کاربرد شبیه سازی های آزمایشگاهی در تسهیل عملکرد حل مسأله و صرفه جویی در زمان یادگیرندگان تأثیر مثبتی دارد.
علاوه بر این گای لن دیکنسون (2000)، پژوهشی با عنوان « اثرات تجارب شبیه سازی شده کامپیوتری بر مهارت های حل مسأله و پیشرفت دانش آموزان دبیرستانی در درس زیست شناسی» انجام داد. در این پژوهش به این نتیجه رسید که تجارب شبیه سازی آموزشی در آزمایشگاه های سنتی در بهبود حل مسأله علمی به عنوان یک ابزار اثربخش مؤثر می باشد. هم چنین آن ابزار مفیدی برای ارتقاء مهارت های حل مسأله علمی دانش آموزان می باشد.
البته باید اشاره نمود که تاکنون پژوهش های متعددی در زمینه شبیه سازی ها و اثربخشی آن در بین گروه ها و موضوع های مختلف آموزشی سنجیده شده است. برای مثال می توان به پژوهش های افرادی مانند لیو و همکاران ( 2011)، روتن و همکاران (2011)، دشپانده و هانگ (2009)، بلیک و اسکانلون (2007) و براوو و همکاران (2006) اشاره کرد (نیلی احمدآبادی و همکاران، 1391: 13). اما با نگاهی به پیشینه پژوهش این مسأله اصلی به نظر می رسد که با وجود پژوهش های حاضر این علم جدید مخصوصاً از نظر کاربردی هنوز ناشناخته است. به همین جهت در مدارس، برنامه ریزی های خاصی در امر آموزش و فرآیند یاددهی و یادگیری و تجهیز مراکز یادگیری مشاهده نمی شود.
لذا با توجه به معضلات موجود در نظام آموزشی و کاهش کیفیت آموزشی باید پژوهش های مختلفی در مورد هر یک از ابعاد و ماهیت و محتوای فناوری آموزشی صورت گیرد تا با زمینه یابی و بررسی مسائل و مشکلات آموزشی، الگوی مناسب طراحی، اجرا و ارزشیابی برنامه های آموزشی به صورت کاربردی ارائه گردد بنابراین سؤال اساسی پژوهش حاضر این است که آیا استفاده از شبیه سازی می تواند در افزایش مهارت حل مسأله دانش آموزان پایه ششم در درس علوم مؤثر باشد؟
1-3- اهمیت و ضرورت پژوهش:
در طول زندگی، همه ی ما با مسائل و مشکلات کوچک و بزرگی رو به رو هستیم. بعضی از مسائل کوچک و ساده هستند و بدون کوشش و تلاش حل می‎شوند، بعضی از مشکلات هم بسیار پیچیده و بزرگ هستند و با تلاش فراوان قابل حل می باشند. وقتی ما با موقعیت یا تکلیفی روبرو شویم که نمی توانیم از طریق اطلاعات و مهارت هایی که در آن لحظه در اختیار داریم به انجام آن تکلیف بپردازم، گفته می شود که با مسئله ای روبرو هستیم. لذا ضروری است که نحوه ی حل مسئله را بیاموزیم تا از به وجود آمدن مشکلات بیشتر پیشگیری کنیم و توانمندی ما نیز در حل مسئله آشکار می گردد.
از این رو آموزش مهارت حل مسئله به دانش آموزان یکی از اهداف مهم برنامه های آموزشی به شمار می رود (یوسفی لویه، 1388). ایزاک آسیموف درباره ی اهمیت روش علمی «حل مسئله» می نویسد: «علم یک فرآیند است. یک روش تفکر و عمل است». آن چه که اهمیت دارد، روش علمی است که همه چیز را ممکن می سازد. آن چه را که بچه ها باید بیاموزند، این است که چگونه علمی فکر کنند و چگونه منطقی بیندیشند و چگونه مشاهده کنند و چگونه مشاهده های خود را جمع آوری کنند. چگونه آزمایش کنند، نتیجه گیری کنند، و چگونه یک حدس هوشمندانه درباره نتایج احتمالی ارائه دهند و ببینند آیا تأیید یا نفی می شود، یا هم چنان بلاتکلیف می ماند و به تحقیق بیشتری نیاز پیدا می کند.
آنان باید از آموختن و انجام دادن همه ی این کارها لذّت ببرند، نه آن که آن را به خاطر نمره و پاداش انجام دهند. نظیر بازی فوتبال که مهیج است، حتی اگر در آن برنده نشوند» (تقدسیان، 1390: 5). هدف فناوری آموزشی تسهیل یادگیری و بهبود عملکرد آن است. در این راستا، شبیه سازی های آموزشی می توانند به عنوان تکنیک و یا رسانه ای موجب تحقق این هدف شوند، زیرا یکی از مهم ترین کاربرد آن ها در زمینه آموزش و یادگیری است. شبیه سازی ها توانایی به تصویر کشیدن فرآیندهای مختلف طبیعی و انسانی در یک محیط مجازی برای یادگیرندگان را دارا می باشند. یک شبیه سازی کامپیوتری برنامه ای است شامل مدلی از یک سیستم ( طبیعی، مصنوعی؛ مانند تجهیزات) یا یک فرآیند. شبیه سازی ها اجازه می دهند تا هنگامی که داده های تجربی کم هستند و یا دست یابی به آن ها مشکل است، مدل های مختلفی را تجربه کرد استفاده از شبیه سازی ها می تواند یادگیرندگان را در یادگیری تجربی و آزمایشی درگیر کند. این می‎تواند فرصتی فراهم کند تا درباره ی روش های دانش و مهارت هایی که در حال استفاده از آن ها هستند، تفکر کنند . هم چنین، فرآیند شبیه سازی به کاربران اجازه می دهد تا تأثیر انتخاب هایشان را بدون پیامدهای فوری که تأثیر مستقیمی بر عمل واقعی داشته باشند مشاهده کنند (نیلی احمدآبادی و همکاران، 1391: 13).
در برنامه های آموزشی جدید علوم تجربی به ویژه در دوره آموزش عمومی، استفاده از روش های تدریس مبتنی بر فرآیند حل مسئله و مهارت های تفکر نسبت به گذشته اهمیت بیشتری یافته است. بر اساس این دیدگاه، برنامه ریزان در محتوای برنامه درسی به طرح موقعیت های حل مسئله ای می پردازند. در این موقعیت ها دانش آموزان راهنمایی می شوند تا در مسیر حل مسئله، به دانش ها، مهارت ها و نگرش های تازه دست یابند. (بدریان، 1385: 56).