بخشی از مقاله
چکیده
ابزار و رسانه های آموزشی و کمک آموزشی یکی از لوازم فرآیند یادگیری است که بر عمق و وسعت یادگیری می افزاید و به توانایی دانش آموزان ارتقا می بخشد. امروزه، استفاده از این رسانه
ها یکی از کاربردی ترین و موثرترین ابزار در امر یادگیری و تسهیل آن به شمار می رود. اخیرا نرم افزارهای مختلف آزمایشگاه مجازی به منظور یادگیری دقیق آزمایش های دروس پایه نظیر شیمی و فیزیک در حال گسترش می باشد. آزمایش های انجام شده به کمک آن ها سبب تعمیق یادگیری شده و دیگر نیازی به حفظ کردن مطالب ندارد. با وجود چنین اهمیت غیرقابل انکار بر نرم افزارهای آزمایشگاه مجازی، در کتاب آزمایشگاه علوم تجربی - 1 - هیچ اشاره ای به آن ها نشده است. در این مقاله به معرفی چند نرم افزار مفید آزمایشگاه مجازی شیمی که می توانست در کتاب درسی طرح
شوند، خواهیم پرداخت.
مقدمه
امروزه تکنولوژی آموزشی این توانایی را دارد که انقلابی اساسی در آموزش و پرورش ایجاد کند. این تکنولوژی، متشکل از انواع ابزارها و برنامه های الکترونیکی است که به ارائه مواد یادگیری کمک و از فرایند یادگیری حمایت می کند تا از این طریق منجر به دستیابی به اهداف یادگیری شود .[1] نرم افزار، برنامه ای است که به نظام خبرپردازی، فرصت پردازش اطلاعات را داده تا سخت افزارها بتوانند دستوری را انجام دهند .[2]
انجام آزمایش به مجموعه ای از اعمال و فعالیتها گفته می شود که به منظور شناخت پدیده ها برای سنجش فرضیه ها انجام می گیرد و موجبات دست ورزی و کسب مهارت و تجربه را فراهم می سازد. انجام آزمایش در علوم تجربی، نقش مؤثری در یادگیری عمیق و پایدار دانش آموز دارد و این امر نه تنها سبب ایجاد انگیزه در دانش آموزان می شود، بلکه آنها را با مراحل اکتشاف علم و روش علمی آشنا می کند تا مطالب را از نو کشف و تجربه کنند. بایرد معتقد است فعالیت های آزمایشگاهی یکی از ارکان اصلی آموزش علوم تجربی به شمار می آید و موجب رشد دانش، مهارت و نگرش های علمی دانش آموزان می شود.
در راستای ارتقاء یادگیری باید تمرکز اولیه بر درگیر کردن یادگیرندگان در فرایندی باشد که به بهتربن صورت ممکن یادگیری را در آن ها افزایش می دهد. در واقع یادگیری فرایند خلق دانش و نتیجه تجربه است .[3] برنامه های کاربردی آزمایشگاهی علاوه بر ارائه اطلاعات علمی در ارتقای مهارت های تفکر علمی، مشاهده، تفکر خلاق، اظهارنظر در مورد موقعیت ها، جمع آوری داده ها و تجزیه و تحلیل و توانایی حل مسئله به دانش آموزان کمک می کنند. این امر نه تنها در داشن آموزان انگیزه ایجاد می کند، بلکه آن هار را با مراحل اکتشاف علم و روش علمی آشنا می نماید تا مطالب را از نو کشف و تجربه کنند .[4]
فرخ نیا به این نتیجه رسید که دانشجویان در گروه جامع - تلفیق آزمایشگاه مجازی و حقیقی - نسبت به دیگر دانشجویان از لحاظ یادگیری موفقتر بودهاند و در حوزه انگیزه و مهارت گروه مجازی توانستند از دیگر گروهها پیشی بگیرند .[5] در پژوهش کرمی گزافی، یونسی، و عزیزیان، نتایج حاکی از آن است که بین میزان پیشرفت تحصیلی دانش آموزان سال دوم دبیرستان در زمینه برگزاری آزمایشگاه درس شیمی در دو گروه آزمایش و کنترل تفاوت معنیداری وجود دارد.
گروه کنترل که از طریق آزمایشگاه واقعی به انجام آزمایشها پرداختند از پیشرفت تحصیلی بیشتری برخوردار بوده اند .[6] همچنین، کیم، پارک، هیبوک لی، و هیمان لی اظهار داشتند که واقعیت مجازی و استفاده از شبیه سازیهای کامپیوتری در آموزش بسیاری از کج فهمی های یادگیرندگان را در رابطه با آن حوزه برطرف می کند. به علاوه، استفاده از شبیه سازیهای مجازی برای دانشجویان جذاب بوده و آنها را به تمرکز بر یادگیری و ایجاد کندوکاوهای فعالانه جلب میکند .[7]
آزمایشگاه واقعی
تدریس علوم به طور کلی مبتنی بر مفاهیم، آزمایش ها و مشاهدات میباشد که باید بخشی از کلاس درس به آنها اختصاص یابد تا دانش آموزان بتوانند این مفاهیم را در ذهن خود تجسم کنند. در واقع آزمایشگاه واقعی آن نوع تجربه یادگیری می باشد که در آن دانش آموزان به صورت فیزیکی دنیای واقعی، مواد و لوازم عینی و محسوس را برای مشاهده و درک طبیعت یا دنیای مادی اطراف خود، دستکاری می کنند .[8] پیشرفتهای اخیر در حوزه ICT طی سه دهه اخیر منجر به ضرورت وجود دو مدل جدید از برگزاری آزمایشگاه شده است که عبارتند از آزمایشگاههای مجازی - شبیه سازی شده - که شبیه سازی از فرآیند یک آزمایشگاه واقعی هستند؛ و آزمایشگاههای آنلاین - از راه دور - که بسترهایی هستند تا از طریق اینترنت یا اینترانت دسترسی از راه دور به موقعیت های آزمایشگاهی را امکانپذیر سازند.
آزمایشگاه مجازی - شبیه سازی شده -
برخی اوقات، آزمایشگاه های مجازی جایگزین استفاده از آزمایشگاه های واقعی می شوند. در حقیقت واقعیت مجازی این موضوع را ثابت کرده است که تأثیر مثبتی بر مهارتهای مشارکتی دانش آموزان، نگرش ها و درک مفهومی آنها دارد. .[9] استفاده از شبیه سازیهای مبتنی بر کامپیوتر برای آموزش آزمایشگاه مزایای زیادی دارد که از آن جمله میتوان به مواردی مانند قابلیت حمل ، ایمنی ، هزینه بهره وری ، به حداقل رساندن میزان خطا، تقویت یا کاهش ابعاد زمانی و مکانی و قابلیت نمایش اطلاعات به صورت انعطا ف پذیر و سرعت و پویایی آنها اشاره نمود.
