بخشی از مقاله
چکیده
یکی از بهترین مدل ها ی ارائه دانش، برای طراحی مختوای الکترونیکی مدل نقشه مفهومی است که هم به معلم و هم به یادگیرندگان اجازه می دهد تا ساختار های دانش را توسط بازنمایی های گرافیکی جستجو کنند. هدف این پژوهش، تعیین مدل نقشه مفهومی مبحث خواص تناوبی عناصر در بخش دوم کتاب شیمی سال دوم متوسطه، می باشد.
این مدل به کشف روابط بین مفاهیم اصلی تشکیل دهنده این مبحث، هنگام یادگیری توسط دانش آموزان می پردازد. به این منظور تعداد 355 نفر از دانش آموزان پایه دوم دبیرستان به یک آزمون 42 سؤالی از مبحث مذکور پاسخ دادند و داده های حاصل به کمک تحلیل مسیر و مدل یابی معادله ساختاری بررسی و تأثیرات مستقیم و غیر مستقیم وکلی مفاهیم تشکیل دهنده این مبحث بر روی یکدیگر مشخص و مدل ساختاری این مبحث تدوین گردید.نتایج این پژوهش مدل نظری ارائه شده را مورد تأیید قرار دادند.
-1مقدمه
یادگیری الکترونیکی که شاید روزی جایگزین بخش مهمی از آموزش و یادگیری سنتی شود به سرعت در حال رشد است. تفاوت اصلی یادگیری الکترونیکی در مقایسه با شیوه های سنتی آموزش، یادگیرنده محور بودن آن است.لذا توسعه عملکرد عملکرد سامانه های مدیریت یادگیری به منظور هدایت یادگیرندگان بر اساس سطح فعالیت آن ها بسیار مورد توجه است.از جمله روش های بهبود مدیریت بادگیری در یک سامانه مدیریت یادگیری، ارائه محتواهای آموزشی متناسب با شیوه های یادگیری یادگیرندگان است
با توجه به رواج هرچه بیشتر سیستم های یادگیری الکترونیکی در سال های اخیر، بسیاری از محیط های یادگیری تطبیق پذیر پیشنهاد شده است که واحد های درسی را به طور سفارشی و مطابق با استعداد و هوش ونتایح یادگیری یادگیرندگان ارائه می دهند
سیستم های یادگیری تطبیق پذیر، برمبنای مشخصات یادگیرندگان کار می کنند که به صورت مدل یادگیرنده نمایش داده می شود.مدل یادگیرنده شامل اطلاعاتی در باره دامنه اطلاعات مورد نیاز یادگیرنده، اهداف، وظایف، ویژگی های شخصی - سبک یادگیری، استعداد و .. - می باشد
برای ارائه الگوی تولید محتوای یادگیری الکترونیکی،ابتدا باید بر اساس یک مدل ساده شده از ذهن انسان، مدلی را برای آموزش و یادگیری معرفی نمود.این مدل یک الگو از فرایند یادگیری یک مفهوم است که با استفاده از مدل یادگیرنده و به منظور تصمیم گیری در مورد ابزار ها و استراتژی های مورد نیاز برای آموزش آن مفهوم طراحی می شود.
هدف مدل یادگیرنده این است که بتواند خصوصیات و رفتارهای یادگیرنده را برای داشتن تعاملات شخصی یادگیرنده با محیط یادگیری ارائه دهد. فرایند جمع آوری اطلاعات بر برای ساختن مدل یادگیرنده را مدلیابی یادگیرنده می نامیم.
به علت روابط موجود در بین مفاهیم علمی، نقشه های مفهومی شاخص هایی از ساختار دانش هستند نه متن های خطی. هوای1 معتقد است که نقشه های مفهومی به عنوان یک جام شیشه ای عمل می کنند که می توان از طریق آن ها به مدل شناختی شخص نگریست.
ترتیب مطالب این مقاله به شرح زیر می باشد : بخش دوم در مورد مدل نقشه مفهومی و کاربرد آن برای طراحی محتوای الکترونیکی و بخش سوم درباره روش های ساخت مدل نقشه مفهومی می باشد.
ربخش چهارم مدل نظری پژوهش و متغیر های آن و در بخش پنجم روش و ابزار گرد آوری داده ها و روش تجزیه و تحلیل داده ها مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش ششم نتایج و مدل ساختاری دانش یادگیرنده بیان و در بخش هفتم نیز بحث و نتیجه گیری عنوان شده است.
-2 مدل نقشه مفهومی
برای تولید محتوای الکترونیکی نیازمند تهیه وتدارک مقدمات آن می باشیم،که در مدل نقشه مفهومی تمام تدارکات لازم از قبیل پیش نیاز ها و پس نیاز هاو ارتباطات فراهم گردیده است و براساس آن می توان محتوای الکترونیکی با دقت و کارایی بیشتری تولید کرد
یکی از بهترین مدل ها ی ارائه دانش، برای طراحی مختوای الکترونیکی مدل نقشه مفهومی است که هم به معلم و هم به یادگیرندگان اجازه می دهد تا ساختار های دانش را توسط بازنمایی های گرافیکی جستجو کنند.
برای دستیابی به یادگیری تطبیق پذیر یک نقشه مفهومی پیش فرض از واحد درسی مورد استفاده قرار می گیرد تا نشان دهد که یادگیری یک مفهوم تا چه اندازه به یادگیری مفهوم دیگر وابسته است و به یادگیرندگان در این سسیستم ، راهنمایی های یادگیری لازم را ارائه دهد.
نقشه های مفهومی در سال 1972در دانشگاه کرنل آمریکا توسط نواک خلق شد. این ایده بر مبنای نظریه یادگیری معنادار آزوبل بنا نهاده شده است. و از زمان خلق آن تاکنون استفاده ها و کاربرد های زیادی از آن مورد بررسی قرار گرفته است.
نقشه های مفهومی برای مدلسازی روابط مؤثر در مفاهیم پیشنهاد شده است. هنگامی که روابط بین مفاهیم مشخص شده باشد، این امکان پذیر است که نحوه یادگیری شخصی دانش آموزان را تعیین کرده و پیشنهاداتی برای آموزش آن ها ارائه داد.هر مفهوم می تواند دارای یک یا چند مفهوم پیش نیاز باشد و خود پیش نیاز یک یا چند مفهوم دیگر باشد. برای مثال مفهوم »جمع« ، پیش نیاز مفهوم »ضرب« و مفهوم »ضرب«، پیش نیاز مفهوم »توان« است. روش نقشه مفهومی می تواند برای مدلسازی روابط پیش نیاز و پس نیاز در بین مفاهیم برای یادگیری به کار رفته و مدل نقشه مفهومی تولید شده بر این اساس می تواند برای طراحی یک سیستم تدریس خصوصی و به عنوان یک راهنمای فردی برای تعیین بازده یادگیری دانش آموزان به کار رود.
-3 ساخت مدل نقشه مفهومی
ساختن نقشه های مفهومی به منظور فراهم کردن رهنمود های یادگیری برای یادگیرندگان، یکی از موضوعات تحقیقی مهم در سیستم های یادگیری تطبیق پذیر می باشد.روش های متفاوتی برای استخراج روابط بین مفاهیم تشکیل دهنده قطعه ای از دانش، تعیین مدل نقشه مفهومی و تعیین مسیر یادگیری پیشنهاد شده است. قوانین فازی و استفاده از تکنیک های داده کاوی، استفاده از شبکه های بیزی و همچنین استفاده از تکنیک مدل یابی معادلات ساختاری ازجمله روش هایی هستند که در تحقیقات مختلف به این منظور مورد استفاده قرار گرفته اند.
در سال های اخیر محققان راهبرد های متفاوتی را برای گسترش سیستم های یادگیری تطبیق پذیر بر مبنای نقشه های مفهومی پیشنهاد کرده اند.در بسیاری از آن ها ساختن اتوماتیک نقشه های مفهومی بر قواعد فازی و تحلیل نتایج آزمون صورت می گیرد . از سال 1965، که عباس زاده تئوری فازی را به منظور توصیف تقریب که از ویژگی های استدلال بسیاری از انسان هاست، ارائه داده است تا کنون بسیاری از سیستم های یادگیری تطبیق پذیر بر مبنای تئوری فازی و تکنیک های داده کاوی می کوشند تا روابط پنهان بین مجموعه ای از داده ها و اطلاعات را در طول فرایند تدریس پیدا کنند.نتایج آزمون های قبلی می تواند شامل حجم وسیعی از اطلاعات پنهان باشد که برای ساختن نقشه مفهومی واحد درسی مفید است و کاربرد تئوری فازی و تکنیک های داده کاوی ابزار های قدرتمندی در کشف دانش پنهان از نتایج آزمون ها می باشد
ساخت مدل نقشه مفهومی که نشان دهنده مفاهیم تشکیل دهنده قطعه ای از دانش و روابط بین آن ها می باشد بر اساس طراحی، اجرا و ارزشیابی اهداف آموزشی قطعه ای از دانش و با استفاده از تکنیک مدل یابی معادلات ساختاری نیز صورت می گیرد. در این روش نتایج آزمونی که در قطعه ای از دانش بر روی یادگیرندگان اجرا شده،با تکنیک مدل یابی معادلات ساختاری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و روابط ساختاری بین عوامل مؤثر در این قطعه کشف می شود.
به منظور تدوین مدل تجربی دانش یادگیرنده در مبحث خواص تناوبی عناصر در بخش دوم کتاب شیمی سال دوم متوسطه، ابتدا باید مدلی نظری برای نمایش روابط مفاهیم این مبحث ارائه داد.مدل نظری نشان دهنده ی فرض ها و اندیشه محقق درباره روابط مفاهیم تشکیل دهنده مبحث می باشد. پس از تدوین مدل نظری، با توجه به جدول هدف-محتوا، مدل مفروض رسم می شود.
مدل مفروض نشان دهنده روابط بین متغیر های مکنون - مفاهیم تشکیل دهنده مبحث - با یکدیگر و روابط بین متغیر های مکنون با متغیر های مشاهده شده - سؤالات آزمون - می باشد ولی اندازه و وزن این روابط درمدل مشخص نمی شود.در آخرین مرحله با توجه به مدل مفروض، بر روی داده های حاصل از آزمون تحلیل رگرسیون صورت گرفته و اندازه روابط موجود در مدل و معناداری آن ها مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج به صورت مدلی که آن را مدل تجربی می نامیم نمایش داده می شود.
با توجه به این که تا کنون تحقیقی به این منظورصورت نگرفته است و مدلی برای نمایش روابط این مبحث یافت نشد، مدل نظری بر اساس محتوای کتاب درسی شیمی سال دوم متوسطه وروند ارائه مفاهیم در آن و در کتب شیمی عمومی طراحی شده است.
چنین به نظر می رسد که شناخت جدول تناوبی کنونی و اساس طبقه بندی عناصر در این جدول و جایگاه و خواص عناصر در جدول تناوبی با توجه به آرایش الکترونی آن ها، اولین و اصلی ترین عامل تأثیر گذار در مبحث خواص تناوبی عناصر می باشد که این عامل با نام » تشخیص موقعیت و خواص عناصر در جدول تناوبی با توجه به آرایش الکترونی« به عنوان اولین عامل در مدل نظری مطرح شده است.
اسلاوینسکی نیز در کتاب خود در فصل جدول تناوبی عناصر،ابتدا ساختمان جدول تناوبی و رابطه عناصر یک گروه را مطرح کرده و سپس با مطرح کردن وابسته بودن خواص عناصر با آرایش الکترونی، ارتباط محل قرار گرفتن یک عنصر در جدول و آرایش الکترونی آن را با اشاره به دسته بندی عناصر در زیرگروه های A و B و فلزات واسطه داخلی مورد بحث قرار داده است.
دومین عامل مؤثر در شناخت خواص تناوبی عناصر »روند تغییر شعاع اتمی« است. مبحث تغییرات شعاع اتمی در طول یک تناوب و یک گروه، اولین خاصیت تناوبی است که اسلاوینسکی در کتاب خود تحت عنوان نظام در خواص تناوبی به آن پرداخته است.
سومین عامل تأثیر گذار در شناخت خواص تناوبی عناصر، »علل تغییرات خواص تناوبی« می باشد.چنگ در کتاب خود با بیان با بیان این که شعاع اتمی تا حد زیادی با الکترون های خارجی که به وسیله هسته به طور قوی نگه داشته می شوند، تعیین می شود، اثر بار مؤثر هسته را بر اندازه شعاع اتمی بررسی نموده است. و با توجه به تأثیر درک مفهوم اندازه اتم و بار مؤثر هسته بر انرژی نخستین یونش و الکترونخواهی، مبحث اندازه اتم را قبل از انرژی نخستین یونش و الکترونخواهی مطرح کرده است.
در مدل نظری این پژوهش هم درک علل خواص تناوبی به عنوان عامل تأثیر گذار در درک روند تغییرات انرژی یونش و الکترونگاتیوی در جدول تناوبی مطرح شده است. چهارمین عامل در شناخت خواص تناوبی عناصر، « ارتباط بین خواص تناوبی« است. به این معنی که با دانستن روند تغییر یکی از خواص تناوبی در بین چند عنصر،چگونه می توان در باره سایر خواص تناوبی در همان عناصر پیش بینی کرد.طبق نظر اسلاوینسکی نیز با شناخت جدول تناوبی و در دست داشتن اطلاعات کم در باره عناصر، می توان خواص بسیاری از مواد را چه به صورت عنصر و چه به صورت ترکیب پیش بینی کرد.
پنجمین عامل درمدل نظری شناخت خواص تناوبی عناصر، تحت عنوان »روند تغییر الکترونگاتیوی« در جدول تناوبی معرفی شده است و عوامل » تشخیص موقعیت و خواص عناصر در جدول تناوبی با توجه به آرایش الکترونی« و »روند تغییر شعاع اتمی« و » ارتباط بین خواص تناوبی« به عنوان عواملی که می توانند در یادگیری آن مؤثر باشند معرفی شده اند.آخرین عامل هم در مدل نظری شناخت خواص تناوبی عناصر، «خواص گروهی عناصر« می باشد و به نظر می رسد تنها عامل تأثیر گذار در یادگیری این مفهوم، عامل » تشخیص موقعیت و خواص عناصر در جدول تناوبی با توجه به آرایش الکترونی« باشد.
-4 روش وابزار گردآوری داده ها
ابزار گردآوری داده ها، آزمون بوده و با توجه به اینکه قبلاً تحقیقی مشابه این تحقیق انجام نشده و آزمون استانداردی موجود نبود، از آزمون محقق ساخته استفاده گردید. سؤالات آزمون با توجه به اهداف طراحی شده مبحث خواص تناوبی عناصر در برنامه درسی شیمی، و محتوای این بخش از کتاب درسی شیمی سال دوم متوسطه، توسط جدول هدف- محتوای این بخش طراحی گردید و به تأیید متخصصان در این زمینه که شامل 14 نفر از دبیران مجرب و کارشناسان ارشد آموزش شیمی می باشند، رسید.
آزمون طراحی شده بر روی یک گروه 32 نفری از دانش آموزان، که به طور تصادفی انتخاب شده بودند اجرا، سؤالات آزمون مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و تعداد16 سؤال از مجموع 58 سؤال ، به دلیل عدم هماهنگی درونی - با محاسبه آلفای کرونباخ، ضریب تمیز و دشواری - ، حذف شده و 42 سؤال باقیمانده جهت اجرای نهایی در کل نمونه آماده شد . آزمون بر روی یک نمونه 355نفری اجرا و با استفاده از داده های حاصل از آزمون و به تدوین مدل ساختاری این مبحث پرداخته شد.
-5 جامعه و نمونه آماری
جامعه آماری این پژوهش، دانش آموزان سال دوم متوسطه استان تهران که در سال تحصیلی1390- 91 در رشته های ریاضی- فیزیک و علوم تجربی در حال تحصیل بودند، می باشد . روش نمونه گیری به صورت خوشه ای و حجم نمونه 355 نفر - در این گونه تحقیقات به ازای هر سؤال، 5 نفرآزمودنی لازم است - که از نقاط مختلف استان تهران انتخاب شده اند می باشد.
-6 روش تجزیه و تحلیل داده ها
تجزیه و تحلیل یافته های این پژوهش یه روش تحلیل مسیر صورت گرفته است و از بین روشهای مختلف تحلیل مسیر، روش مدلیابی معادلات ساختاری به کارگرفته شده است. جهت کشف و تدوین مدل روابط ساختاری مبحث،ابتدا ماتریس همبستگی کلیه مفاهیم تشکیل دهنده تهیه شده، سپس با استفاده از نتایج محاسبات آماری، مدل تجربی تدوین و روابط مستقیم و غیر مستقیم اندازه گیری و سپس برازش مدل مورد بررسی قرار گرفت.
1-6 مدل تجربی
بر اساس ماتریس همبستگی، مدل تجربی مبحث خواص تناوبی عناصر به صورت زیر می باشد
شکل -1 مدل تجربی
-2-6 نتایج
ماتریس همبستگی عوامل نشان دهنده همبستگی بین عوامل تشکیل دهنده مبحث خواص تناوبی عناصر می باشد
