2-12. مزایا و معایب استفاده از شبیهسازی آموزشی31
2-12-1. مزایا31
2-12-2. معایب و محدودیت‌ها32
2-13. پیشرفت درسی33
2-14. عوامل موثر در پیشرفت درسی و تحصیلی دانشآموزان33
در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود
شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید
ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل
2-15. خلاقیت38
2-16. فرایند مراحل و درجات خلاقیت41
2-16-1. فرآیند خلاقیت41
2-16-2. مراحل خلاقیت41
2-16-3. درجات خلاقیت43
2-16-4. ابعاد خلاقیت43
2-17. دیدگاه‌های مکاتب مختلف درباره خلاقیت45
2-17-1. مکتب شناخت گرایی46
2-17-2. مکتب روانکاوی و روانکاوی جدید (نئوفرویدیها)47
2-17-3. مکتب عصب‌شناسی47
2-17-4. انسان گرایان48
2-18. آموزش خلاقیت48
2-19. شیوه‌های آموزش و تمرین خلاقیت50
2-20. آموزش خلاقیت براساس کامپیوتر ( آموزش خلاقیت به کمک کامپیوتر)52
2-21. جمعبندی54
2-21-1. شبیهسازی54
2-21-2. شبیهسازی آموزشی و پیشرفت درسی56
2-21-3. شبیهسازی آموزشی و خلاقیت58
2-22. پیشینه تحقیق61
2-22-1. پیشینه در داخل کشور61
2-22-2. پیشینه در خارج از کشور:63
فصل سوم: روش‌شناسی پژوهش
3-1. مقدمه74
3-2. روش تحقیق74
3-3. روش انجام تحقیق (روش اجرا)77
3-4. جامعه آماری78
3-5. روش نمونه‌گیری78
3-6. ابزار پژوهش79
3-6-1. درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت79
3-7. ابزار جمع‌آوری اطلاعات …………………………………………………………………………………………………………….. 80
3-7-1 پرسشنامه خلاقیت80
3-7-2. آزمون علوم زیستی محقق ساخته81
3-8. روش آماری تجزیه و تحلیل دادهها82
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل دادهها
4-1. پیش درآمد85
4-2. نتایج تجربی85
4-2-1. نرمالیتی85
4-2-2. نتایج آزمون آنالیز واریانس با اندازهگیری مکرر به روش گرین هاوز- گیزر86
4-2-2-1. فرضیه شماره 1 اصلی (استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بطور معناداری بر پیشرفت درسی دانشآموزان موثر می‌باشد)86
4-2-2-2: فرضیه شماره 2 اصلی (استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بطور معناداری بر میزان خلاقیت دانشآموزان موثر می‌باشد)90
4-2-2-3: فرضیه ویژه شماره 1 (استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بطور معناداری بر میزان نمره سیالی دانشآموزان موثر می‌باشد)92
4-2-3-4: فرضیه ویژه شماره 2 (استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بطور معناداری بر میزان نمره ابتکار دانشآموزان موثر می‌باشد)94
4-2-2-5: فرضیه ویژه شماره 3 (استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بطور معناداری بر میزان نمره بسط دانشآموزان موثر می‌باشد)96
4-2-2-6 فرضیه ویژه شماره 4 (استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بطور معناداری بر میزان نمره انعطاف‌پذیری دانشآموزان موثر می‌باشد)99
فصل پنجم: بحث و تفسیر و جمعبندی
5-1. پیش درآمد103
5-2. یافته‌های پژوهش به ترتیب فرضیه‌های پژوهش105
5-3. جمعبندی کلی پژوهش109
5-4. محدودیت‌های پژوهش110
5-4-1. محدویتهای خارج از کنترل محقق110
5-4-2. محدویتهای در کنترل محقق111
5- 5. پیشنهادهای پژوهش112
5-5-1. پیشنهادهای کاربردی بر اساس یافته‌های پژوهش112
5-5-2. پیشنهادهای پژوهشی برای دیگر پژوهشگران112
منابع و مأخذ114
الف: منابع فارسی114
ب: منابع لاتین117
پیوستها121
فهرست جداول
جدول 2-1: خلاصه پژوهش‌های انجام شده70
جدول شماره 3-1: طرح آزمون مقدماتی و نهایی با گروه کنترل و بدون استفاده ازگزینش تصادفی75
جدول 3-2: خلاصهی طرح پژوهش، در دیاگرام زیر را ارایه شده است76
جدول 3-3: شرح آزمون‌های تحقیق78
جدول 3-4: توزیع جامعه آماری78
جدول3-5 : حجم نمونه79
جدول 3-6: ارتباط ابزارهای سنجش با فرضیه‌ها82
جدول4-2-1: : نتایج آزمون نرمالیتی بر روی متغیرهای تحقیق86
جدول 4-2-2-1-1: آماره‌های توصیفی پیشرفت تحصیلی برای پیش آزمون و پس آزمون هر دوگروه86
جدول4-2-2-1-2:نتایج تحلیل واریانس با اندازهگیری مکرر به روش گرین هاوزگیزر برای پیشرفت تحصیلی87
جدول 4-2-2-1-3: نتایج آزمون t وابسته برای نمرات پیشرفت تحصیلی پیش آزمون و پس آزمون88
جدول 4-2-2-1-4: نتایج آزمون t مستقل برای نمرات پیشرفت تحصیلی پیش آزمون-پس آزمون هر دو گروه89
جدول 4-2-2-2-1: آماره‌های توصیفی متغیر خلاقیت برای پیش آزمون و پس آزمون هر دوگروه90
جدول 4-2-2-2-2: نتایج تحلیل واریانس با اندازهگیری مکرر به روش گرین هاوز- گیزر برای خلاقیت90
جدول 4-2-2-2-3: نتایج آزمون t وابسته برای نمرات خلاقیت پیش آزمون و پس آزمون91
جدول 4-2-2-2-4: نتایج آزمون t مستقل برای نمرات خلاقیت پیش آزمون_ پس آزمون هر دو گروه91
جدول 4-2-2-3-1: آماره‌های توصیفی متغیر سیالی برای پیش آزمون و پس آزمون هر دوگروه92
جدول 4-2-2-3-2: نتایج تحلیل واریانس با اندازهگیری مکرر به روش گرین هاوز-گیزر برای سیالی92
جدول 4-2-2-3-3: نتایج آزمون t وابسته برای نمرات سیالی پیش آزمون و پس آزمون93
جدول 4-2-2-3-4: نتایج آزمون t مستقل برای نمرات سیالی پیش آزمون- پس آزمون هر دو گروه93
جدول 4-2-2-4-1: آماره‌های توصیفی متغیر ابتکار برای پیش آزمون و پس آزمون هر دوگروه94
جدول 4-2-2-4-2: نتایج تحلیل واریانس با اندازهگیری مکرر به روش گرین هاوز- گیزر برای ابتکار95
جدول 4-2-2-4-3: نتایج آزمون t وابسته برای نمرات ابتکار پیش آزمون و پس آزمون95
جدول 4-2-2-4-4: نتایج آزمون t مستقل برای نمرات ابتکار پیش آزمون_ پس آزمون هر دو گروه96
جدول 4-2-2-5-1: آماره‌های توصیفی متغیر بسط برای پیش آزمون و پس آزمون هر دوگروه97
جدول 4-2-2-5-2: نتایج تحلیل واریانس با اندازهگیری مکرر به روش گرین هاوز- گیزر برای بسط97
جدول 4-2-2-5-3: نتایج آزمون t وابسته برای نمرات بسط پیش آزمون و پس آزمون97
جدول 4-2-2-5-4: نتایج آزمون t مستقل برای نمرات بسط پیش آزمون_ پس آزمون هر دو گروه98
جدول 4-2-2-6-1: آماره‌های توصیفی متغیر انعطاف برای پیش آزمون و پس آزمون هر دوگروه99
جدول 4-2-2-6-2: نتایج تحلیل واریانس با اندازهگیری مکرر به روش گرین هاوز- گیزر برای انعطاف99
جدول 4-2-2-6-3: نتایج آزمون t وابسته برای نمرات انعطاف پیش آزمون و پس آزمون100
جدول 4-2-2-6-4: نتایج آزمون t مستقل برای نمرات انعطاف پیش آزمون- پس آزمون هر دو گروه100
فهرست پیوستها
پیوست1. نتایج آزمون آنالیز واریانس به روش اندازهگیری مکرر (بر روی پیشرفت تحصیلی)122
پیوست2. نتایج آزمون t گروه‌های وابسته125
پیوست3. نتایج آزمون t گروه‌های مستقل (بر روی پیشرفت تحصیلی)127
پیوست4:پایایی آزمون محقق ساخته(پرسشنامه پیشرفت تحصیلی)133
پیوست 5: میانگین نمرات دروس هدف134
پیوست6: سؤالات پیش آزمون و پس آزمون135
پیوست7: تست خلاقیت تورنس137
پیوست8: طرح درس سالانه- علوم زیستی و بهداشت. سال تحصیلی93- 92144
پیوست9:جدول دوبعدی هدف- محتوا درس علوم زیستی و بهداشت-فصل هفتم (سلامتی و بیماری) جهت تعیین روایی147
چکیده
هدف اصلی پژوهش حاضر تهیه درس افزار شبیهساز علومزیستی و بهداشت و نقش آن بر پیشرفتدرسی و خلاقیت دانشآموزان پسر پایه اول متوسطه شهرستان اسلام آبادغرب در سال تحصیلی93-1392می‌باشد. طرح این پژوهش کاربردی و شبه آزمایشی با استفاده از پیش آزمون- پس آزمون با گروه کنترل می‌باشد. جامعه آماری کلیه دانشآموزان پسر پایه اول متوسطه به تعداد 751 نفر در 31 کلاس می‌باشد. حجم نمونه با روش نمونه‌گیری تصادفی ساده گروه‌های در دسترس 1 کلاس به تعداد 27 نفر به عنوان گروه آزمایش و 1 کلاس به تعداد 27 نفر به عنوان گروه کنترل می‌باشد. در این طرح هر دو گروه در معرض آزمون مقدماتی و نهایی قرار میگیرند؛ اما تنها گروه آزمایش در معرض نفوذ اثر متغیر مستقل مورد نظر (درس افزار شبیهساز علوم زیستی) در مدت 4 جلسه آموزشی قرار میگیرد و گروه کنترل از همان روشهای معمول تدریس که در مدارس رایج است استفاده شده است. ابزار جمع‌آوری اطلاعات شامل درس افزار شبیهساز درس علوم زیستی، پرسشنامه خلاقیت تورنس (روایی و پایایی آن توسط دکتر عابدی با استفاده از آلفای کرونباخ در خرده آزمون‌های سیالی، بسط، ابتکار و انعطاف‌پذیری، به ترتیب 68/0،48/0،67/0 و 55/0 به دست آمده است و پرسشنامه محقق ساخته که از نظر روایی از نظرات متخصصان برنامه‌نویسی کامپیوتر و زیست‌شناسی و سرگروه‌های آموزشی استفاده شد و برای برآورد پایایی آن ضریب آلفای کرونباخ 84/0 به دست آمده است. جهت تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرم‌افزارspss از آمار توصیفی (جدول و نمودار و میانگین) و آمار استنباطی روش تحلیل واریانس و آزمون‌های t مستقل و t وابسته استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل‌های آماری نشان می‌دهد که درس افزار شبیهساز درس علوم زیستی و بهداشت به طور معنادار و مثبتی بر پیشرفت تحصیلی و خلاقیت دانشآموزان پایه اول مقطع متوسطه دوم تأثیر داشته است. علاوه بر این نتایج تحقیق حاکی از تأثیر مثبت درس افزار شبیهساز بر میزان سیالی، بسط، ابتکار و انعطاف‌پذیری دانشآموزان دارد.
کلید واژه: درس افزار شبیهساز، پیشرفت درسی، خلاقیت، سیالی، ابتکار، بسط، انعطاف‌پذیری
فصل اول:
کلیات تحقیق
1-1. مقدمه
تکنولوژی در جهان امروز روند انجام امور در تمام ابعاد زندگی بشر را از لحاظ کمی و کیفی متحول کرده و در راستای این تغییر و تحولات، مراکز آموزشی را با پدیده جدیدی به عنوان تکنولوژی آموزشی روبرو ساخته است که این پدیده، آموزش را از حالت سنتی خارج ساخته و جریان خاصی به آن بخشیده است و تحول روشهای آموزشی در جهتی است که هر فرد در هر زمان و مکانی مشغول یادگیری شود. این نوع از آموزش شالوده‌ای از کاربرد تکنولوژی، ارتباطات، مفاهیم روان‌شناختی، حرفه‌ای و بر اساس معیارها و استانداردهای معمول است که بنا به اهداف، نیازها و واقعیتهای موجود جوامع شکل خاصی به خود میگیرد در آغاز قرن بیست و یکم، توجه همگان بیش از گذشته، به نظام‌های رسمی تعلیم و تربیت معطوف شده است تا به کمک ایجاد تحول در این زیر مجموعه، نظام‌های اجتماعی و افزایش کارایی و کفایت آن‌ها، جوامع بشری قادر شوند به گونهای سازنده با معضلات و چالش‌هایی که پیش رو دارند، مواجه شوند. به دیگر سخن، بشر امروزی برای رویارویی مولد و موثر با چالش‌های علمی: نعتی، فرهنگی، اقتصادی، اجتماعی و اخلاقی، بستری مناسب‌تر، کارسازتر و موجه‌تر از نظام تعلیم و تربیت شناسایی نکرده و بدین سبب، نزد انسان‌های هوشمند، تحول در نظام‌های آموزش و پرورش، به عنوان پیش‌نیاز نیل به اهداف توسعه پایدار ارزیابی شده است (مهرمحمدی، 1387 :1).
تغییر و تحولات سریع در زمینه‌های مختلف علوم و فنون بشری، بر اثر پیشرفت‌های سریع و غیرقابل انتظاری که در بیشتر قلمروهای دانش، طی چند دهه اخیر نصیب انسان شده است، حجم اطلاعات و دانسته‌های بشر امروزی را به طور سرسام‌آوری افزایش داده و نیز مسایل و مشکلات جدیدی را پدید آورده است. یکی از عواملی که برای مقابله با این مسایل در کشورهای مختلف مورد توجه قرار گرفته، تکنولوژی نوین آموزشی است. تکنولوژی آموزشی را می‌توان یک رویکرد سیستمی دانست که فرآیند یاددهی و یادگیری را کنترل و تسهیل میکند (پیدایی، 1385:14).
سابقه تحقیقات روانشناسی درباره یادگیری و تدریس حدوداً به صد سال پیش بر می‌گردد. اگر چه مطالعات مربوط به یادگیری سؤال بسیاری از فلاسفه در طول تاریخ بوده است. انواع نظریه‌های یادگیری را می‌توان بر مبنای مفروضات فلسفی در قالب دو رویکرد تقسیم کرد و در یک طیف گنجاند که ابتدای آن عینیت‌گرایی1 و در انتهای دیگر آن رویکرد ساخت‌وساز گرایی قرار می‌گیرید. عینیت‌گراییها سال‌ها بر حوزه آموزش و پرورش سیطره داشته و رویکردهای سنتی به یادگیری و تدریس را که بر اساس نظریه‌های رفتارگرایی و شناختگرایی بوده در بر میگیرد. این دو رویکرد دارای زیربنای واقع‌گرا هستند. در تقابل با این دیدگاه و در آن سوی طیف ساخت‌وساز گرایی قرار دارد که فرض اساسی و بنیادی آن بر این است که دانش مستقل از یادگیرنده وجود ندارد، بلکه دانش و یادگیری ماهیتی بنا شدنی دارد (مهرمحمدی، 1387:3).
مفروضات درباره‌ی ذهن یادگیرنده زیربنای تلاش‌های مربوط به یاددهی را تشکیل می‌دهد (برونر،1996). پس پیش‌نیاز هر عمل بهبودی بخش در تعلیم و تربیت، پیشرفت در دست یافتن به فهم اذهان دانشآموزان است. مبانی معرفت‌شناسی ساختن گرایی سبب ایجاد تغییرات در بنیادهای آموزش و یادگیری و به تبع آن فناوری آموزشی شده است. با پیشرفت در زمینه فناوری‌های اطلاعاتی و ارتباطی، امکان طراحی محیط یادگیری انفرادی و تجارب خاص برای افراد فراهم‌شده و فناوری آموزشی متفکرانه تولد یافته است (فردانش،1380).
مربی و معلم به جای آنکه مرجع و منبع مطالعات باشند، راهنما و ناظر بر فعالیت‌های یادگیرندگان شده‌اند و نه تنها جایگاه خود را از دست نداده‌اند بلکه به دلیل دارا بودن برخی ویژگی‌ها و تواناییهای خاصی که سبب سهولت فرآیند یادگیری میشود بایستی به تفکر و تعمق بپردازند و با دانش و توانایی خود زمینه مناسب برای یادگیری خلاق را فراهم آورند (سید عباس رضوی، 1386: 175).
ارائه آموزش مناسب توسط مدرسین، یکی از راه‌های دستیابی به یادگیری پایدار و عمیق توسط فراگیران می‌باشد. در دنیای پرهیجان تعلیم و تربیت، برای جلب توجه کسانی که آن‌ها را آموزش می‌دهیم، فراهم آوردن محیطی سرشار از انگیزش امری لازم و ضروری است (الپیدزر، 1998).
استفاده از یافته‌های علمی و روشها و رسانههای آموزشی مناسب، مسیر فرایند یادگیری را هموار میکند (ملکیان، جامه بزرگ، 1388 :23). رشد و تکوین الگوهای آموزشی و تعامل بین نگرش سیستمی و اصول نظریه‌های ارتباطات، باعث افزوده شدن بعد جدیدی به تکنولوژی آموزشی شد که آن را مجموعه فرا گردهای طراحی نرم‌افزار یا مواد آموزشی نامیدند (ملکیان، جامه بزرگ، 1388: 28).
امروزه در آموزش‌های مختلف از شبیهسازی که تقلیدی از عملکرد فرآیند یا سیستم واقعی می‌باشد، جهت یادگیری زودتر، با کیفیت و صرفه بیشتر استفاده میشود. در کشورهای پیشرفته، شبیهسازی به دلیل نتایج مثبت در آموزش‌هایی از قبیل آموزش و تمرین دندان‌پزشکان و همچنین آموزش رانندگی و خلبانی، به صورت ایجاد
واقعیتهای مجازی، با استفاده از دستگاه‌های رایانه‌ای، آزمایشگاه و اطاقک شبیهساز صورت گرفته است (صانعی، 1385).
استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای بهبود تدریس کلاسی، مربیان بسیاری را در حوزه‌های مطالعه و پژوهش علاقمند کرده است، همچنان که کاربرد نرم‌افزارها پیچیده‌تر میشود، معلمان فرصت‌های بیشتری برای مطالعه پیدا می‌کنند که دانشآموزان را واقع‌گرایانه‌تر کنند، تا آنچه را در آموزش یاد گرفته‌اند، به کار ببرند. به این دلیل استفاده از انیمیشن و عناصر ویدئویی که میتواند به کاربر بازخورد خاصی بدهد به عنوان ابزارهایی است که می‌توانند به وسیله آن‌ها محیط‌های پیچیده‌ای ایجاد کنند که شرایط زندگی واقعی را همانندسازی کنند. در نتیجه این موجب درگیری بیشتر شاگرد با محیط و همچنین دریافت بازخورد به خود میشود که میتواند موجب اصلاح رفتار خود شود و همچنین موجب سرعت بخشیدن، عمق دادن و پایدار نمودن یادگیری در فراگیر میشود ونیز در شکل‌دهی تجارب یادگیری دست اول و ناممکن و ایجاد انگیزه یادگیری و کمک به تداوم آن و ارتباط آسانتر و تفهیم بهتر و شکل‌دهی یادگیری سریع‌تر، عمیقتر و پایدارتر موثر می‌باشد.
1-2. بیان مسئله
آموزش و یادگیری یک وظیفه راهبردی است و همواره این سؤال مطرح است که می‌خواهیم چه چیزی را و چگونه یاد بدهیم؟ برای یک آموزش مفید و اثربخش استفاده از چه راهبردهای مطلوبی حائز اهمیت می‌باشد؟ در فرآیند آموزش انباشت اطلاعات و صرف محفوظیات مورد نظر نیست بلکه به کاربرد، تولید و گسترش اطلاعات و مهارت‌ها توجه میشود. از مسائل مهمی که امروزه برای محققان مطرح است، تدریس بعضی از محتوای دروس دارای شرایط خاص و موقعیت‌های دور از دسترس می‌باشد. مطالعات گذشته نشان داده است که شبیهسازی در یادگیری موثر است. ادگاردیل معتقد است که بعد از تجارب مستقیم عینی، تجارب تقلید شده بیش‌ترین تأثیر را در فراگیری مطالب نو برای فراگیران خواهد داشت (احدیان، 1382).
چندین دهه است که اهمیت استفاده از محیط‌های شبیهسازی در آموزش دروس علوم پایه، خصوصاً درس زیست‌شناسی در بین متخصصین و دبیران این رشته مطرح شده است. همگان بر این باورند که زیست‌شناسی علمی تجربی و به روز می‌باشد و هر روز شاهد ابداعات و اختراعات جدیدی توسط دانشمندان این رشته در سطح جهان هستیم و پیشرفت این دانش در دنیای کنونی ما نه تنها بر اساس مبانی تئوری و نظری بلکه در آزمایشگاه‌های واقعی و شبیهسازی شده اتفاق می‌افتد که در آن پدیده‌های نو زیستی مورد تجربه و تجزیه و تحلیل قرار میگیرند. در این آزمایشگاه‌ها نظریه‌های ارائه شده را در محک تجربه قرار داده و نتایج تجربی به دست آمده را با نمونه‌های موجود مقایسه می‌کنند یا به دنبال مدلی برای توجیه و پیش‌بینی نتایج آزمایشگاهی می‌گردند. در امر آموزش هم باید دانش‌آموزانی را تربیت کنیم که نسبت به دنیای اطراف خود دیدگاهی تجربی داشته باشند؛ بنابراین در آموزش زیست‌شناسی نمی‌توان مانند ریاضیات تدریس نمود و برای درک مفاهیم اساسی زیست‌شناسی نیاز به آموزش از راه مشاهده و لمس واقعیت‌ها است و این جز با یاددهی از راه تجربه و یا انجام آزمایش‌های شبیهسازی شده ممکن نیست. در این تحقیق موضوع مهمی که ذهن محقق را به خود مشغول کرده است. افت درسی محسوسی در درس علوم زیستی و بهداشت در بین دانشآموزان سال اول متوسطه در پایان دوره آموزشی هستیم که سبب هدر رفت هزینه‌های آموزشی و سرانه دانش‌آموزشی و صدمات جبران‌ناپذیری برای دانشآموزان از نظر هدایت تحصیلی و آینده شغلی آن‌ها به وجود می‌آورد؛که ناشی از تدریس این درس با اهمیت به صورت سنتی با تکیه بر حفظ طوطی وار می‌باشد و نیز خمودی و بی‌علاقگی دانشآموزان وبی تحرکی آنان به موضوعات مختلف درس زیست‌شناسی می‌باشد. لذا مسئله مهم در این است که چگونه می‌توان برای درک و ماندگاری مفاهیم علوم زیستی به صورت ملموس و قابل مشاهده ونیز آموزش بعضی از شرایط خاص و دور از دسترس به عنوان مثال (ارائه و نمایش ساختار یک ویروس و یا یک باکتری) و ایجاد شور و نشاط و افزایش خلاقیت در یادگیری، یک محیطی یادگیری جذاب و ملموس و منطبق بر واقعیات را طراحی را نمود؟ بنابراین طراحی یک محیط با نشاط و ملموس و خلاقانه و یادگیری فعال در تدریس برای محتوای دروسی که دور از دسترس هستند، لزوم ایجاد یک محیط شبیهسازی شده را جهت تسهیل و افزایش ماندگاری یادگیری فراگیران آشکار می‌نماید.
1-3. اهمیت و ضرورت تحقیق
در نظام آموزشی قدیم تنها هدف مؤسسات و یا مدارس، انباشته کردن اطلاعات در ذهن فرد بود و تنها از معلمانی بهره می‌گرفتند که کتاب را به عنوان منبع اصلی می‌شناختند اما با ظهور یادگیری‌های نوین هم چون یادگیری الکترونیکی و هم چنین حضور ابزارها و تکنولوژیهای گوناگون هم چون به کارگیری فناوری اطلاعات و ارتباطات، به کارگیری فناوری‌های ارتباطی استفاده از امکانات چندرسانه‌ایی و … موجب شده نگرش افراد به نوع یادگیری تغییر کند و مبنای یادگیری را بر حفظ کردن عبارات نگذارند. این تحولات موجب شده تا تغییراتی در نقش معلم و دانشآموزان ایجاد شود و افراد در امر آموزش با یکدیگر مشارکت داشته و منابعی جدا از منابع درسی را به کار ببرند.
در طی سالهای اخیر، بهره‌گیری از فناوری‌های نـوین در کـلاس درس بیـشتر مورد توجه واقع شده است، تغییرات سریع فناوری در فرآیند یاددهی- یادگیری موجب تحولات وسیع شده و هدف آن بهبود کیفیت آموزش در مدارس بوده است. فناوری‌های جدید با به همراه آوردن فرصت‌های مناسب در جهت استعدادها و علایق شخصی دانشآموزان، بـه بهبود نظام آموزشی مدارس کمک میکند (بایلر و ریتچی2،2002). با وجـود فناوری‌های جدید و فراهم شدن فرصت‌های مناسب در جهت کمک به استعدادها و علایق شخصی دانشآموزان، متأسفانه در عمل دبیران زیست‌شناسی نتوانستهاند نقـش مـستقیمی در رشد دانش و تکنولوژی داشته باشند، چرا که فراگیران بـه تنهـایی و بـدون آمادگی ذهنی، کـه وظیفه‌ی یک معلـم است، نمیتوانند در قـرن بیـست و یکم نقـش خـود را در علـوم و تکنولوژی ایفا نمایند (نگبو3، 2006). حال با توجه به اینکه فقر فکری فراگیران را می‌توان نتیجه‌ی حاکمیت روشهای سنتی تدریس (سخنرانی) دانست (شـعبانی،1385)، ضـروری است از روشهای فعال نوین به خوبی استفاده نمود تا موجـب خـدمات و پیشرفت‌های بسیاری در عرصه‌ی آموزش و یادگیری گردد.
علاوه بر این، با وجود افزایش قابـل توجـه در تعـداد رایانه‌های موجـود در مـدارس، روشهای آموزشـی در مدارس به نحوی است که معلمان کم تر از رایانه استفاده می‌نمایند (کالین4 و هالرسن5،2009). در این زمینه به کارگیری صحیح نرم‌افزارهایی کـه در حد توانایی فهم دانشآموزان و بر اساس تجارب حاصل از تدریس، طراحی شده باشند و قدرت مانور و تحلیل شاگرد را در طرح و حل مسایل بالا ببرند و هم چنین به فراگیرنده امکان کنترل و بازخورد هم زمان بدهند و یادگیری فعـال درس زیست‌شناسی را برای دانشآموزان تسهیل کنند، میتواند تا حدود زیـادی مشکل تدریس دبیران زیست‌شناسی را کم تر و یادگیری به همراه بینش را برای دانشآموزان سادهتر کند. بعضی از فعالیت‌های آموزشی خاص که بسیار مفید نیز هستند را نمی‌توان مستقیماً در کلاس درس اجرا کرد یا به نمایش گذاشت، چرا که دارای معایبی از قبیل گرانی، خطرناکی، زمان بر بودن، غیراخلاقی بودن یا غیرممکن بودن می‌باشند. می‌توان این فعالیت‌های آموزشی را به طرق ارزان، ایمن، اخلاقی و کافی در محیطی عملی شبیهسازی نمود.
از انواع ابزارهایی که میتواند بر ارتقاء یادگیری و یادسپاری و متعاقباً رشـد کیفیـت آموزشـی تأثیر بسیاری داشته باشند، شبیه‌سازها می‌باشند (کوتـون 6،1991). شبیهسازی نسخه‌ای از بعضـی وسایل حقیقی یا موقعیت‌های کاری می‌باشد و تلاش دارد تا بعضی جنبه‌های رفتاری یـک سیسـتم فیزیکی یا انتزاعی را به وسیله رفتار سیستم دیگری نمایش دهد (براشی7 و همکـاران،1999). در شبیهسازی با استفاده از یک شبیهساز در یک موقعیت ساختگی می‌توان آثار واقعی بعضی شرایط احتمالی را بازسازی کرد (هولمز8 و سیلو9، 1966). در واقع نرم‌افزارهای شبیهساز محیطهایی را برای یادگیرنده فراهم میآورند که بیش‌ترین شباهت را به محیط واقعی دارند و در عین حال بـه اندازه رویارویی با محیط واقعی هزینه بر و دارای خطر نیستند. از این امر می‌توان بـه طور مؤثر در امر آموزش استفاده نمود (سوان10 و همکاران،2008).
لذا به دلیل مهم و کاربردی بودن درس زیست‌شناسی، این پژوهش بر آن است تا بتواند از طریق طراحی و تهیه یک درس افزاری در محیط شبیهسازی شده، مباحث زیست‌شناسی و بهداشت را به دانشآموزان ارائه دهد و با بکارگیری حواس مختلف فراگیر با توجه به این نوع روش آموزشی بر افزایش میزان پیشرفت درسی و خلاقیت تأثیرگذار باشد.
1-4. اهداف تحقیق
1-4-1. هدف کلی
هدف کلی تحقیق، تأثیر استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بر پیشرفت درسی و میزان خلاقیت دانشآموزان
1-4-2. اهداف جزئی
1- تأثیر استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بر پیشرفت درسی دانشآموزان
2- تأثیر استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم بر میزان خلاقیت دانشآموزان
1-5. فرضیه‌های تحقیق
در این قسمت دو فرض اصلی و چهار فرض فرعی مطرح میشود که “از هدفهای کلی که آبشخور آن‌ها نیز ماهیت موضوع تحقیق است مشتق شده‌اند”
1-5-1. فرضیه‌های اصلی تحقیق
1- استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم به طور معناداری بر پیشرفت درسی دانشآموزان موثر می‌باشد.
2- استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم به طور معناداری بر میزان خلاقیت دانشآموزان موثر می‌باشد.
1-5-2. فرضهای ویژه تحقیق
فرضهای ویژه تحقیق چهار مورد می‌باشند که از فرضیه دوم اصلی مشتق شده‌اند و عبارت از:
2/1- استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم به طور معناداری بر میزان نمره سیالی دانشآموزان موثر می‌باشد.
2/2- استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم به طور معناداری بر میزان نمره ابتکار دانشآموزان موثر می‌باشد.
2/3- استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم به طور معناداری بر میزان نمره بسط دانشآموزان موثر می‌باشد.
2/4- استفاده درس افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه دوم به طور معناداری بر میزان نمره انعطاف‌پذیری دانشآموزان موثر می‌باشد.
1-6. تعاریف مفهومی و عملیاتی
1-6-1. تعاریف مفهومی
1- شبیهسازی: کلمه شبیهسازی به معنی “عمل نائل شدن به اصل چیزی بدون واقعیت” (گروه مؤلفین، 1384) شبیهسازی واقع فرآیند طراحی از سیستم است؛ که با آزمایشها با استفاده از این و پی بردن رفتار سیستم، یا ارزیابی استراتژیهای گوناگون، در محدوده‌ای که به وسیله معیار و یا مجموعه‌ای از معیارها اعمال شده، برای عملیات سیستم صورت میگیرد (شانون، رابرت،1380).
2- درس افزار: به نوع خاصی از نرم‌افزارهای آموزشی اطلاق میشود که بتواند تا حد ممکن مجموعی فرآیند یاددهی- یادگیری را در محیط نرم‌افزاری شبیهسازی نماید و هدف و محتوای آن با سرفصل‌های برنامه‌ی درسی ملی و سطوح نظام آموزش رسمی هماهنگی و تطابق داشته باشد (ذوفن،1386).
3- خلاقیت: خلاقیت یعنی استعداد تفکر واگرا، عرضه هدف‌ها و مراحل جدید و منحصربه‌فرد، امکان تفکر جدید و اصیل و انحراف از عقاید متعارف موجود (اسکوییلر و همکاران،1372).
4- بسط: تورنس بسط را توجه به جزئیات تعریف میکند (تورنس، به نقل از عابدی).
5- سیالی: تورنس روانی و سیالی را استعداد تولید ایده‌های فراوان تعریف میکند. (تورنس، به نقل از عابدی،1372: 49)
6- ابتکار: تورنس ابتکار را تولید ایده‌های بدیع، غیرعادی و تازه تعریف میکند. (تورنس، به نقل از عابدی،1372: 49).
7- انعطاف‌پذیری: تورنس انعطاف‌پذیری را توانایی تفکر به راه‌های مختلف و غیرعادی تعریف میکند. (تورنس، به نقل از عابدی،1372: 49)
8- پیشرفت درسی: پیشبرد اهداف درسی و تغییر در میزان یادگیری و تغییر در دانش، توانش و نگرش فرد یادگیرنده که منجر به یادگیری پایدار و عمیق گردیده است (سیف، 1391).
1-6-2. تعاریف عملیاتی
1- شبیهسازی: عبارت است از محیطی آموزشی که به وسیله‌یک درس افزار طراحی‌شده از کتاب علوم زیستی و بهداشت سال اول متوسطه دوم کلیه مفاهیم و مباحث درس علوم زیستی و بهداشت را در اختیار دانشآموزان قرار دهد. تا در یک محیط مجازی آن مفاهیم را دریک موقعیت زنده مشاهده و با آن در تعامل باشد.
2-درس افزار: نرم‌افزاری که توسط نرم‌افزار ادب کپتیویت واتوپلی مدیا استدیو و فتوشاب طراحی شده که بدون نیاز به دانش فنی خاص در امر به‌کارگیری رایانه توسط مخاطب (بدون نیاز به حضور در کلاس درس و داشتن معلم) و تنها با تکیه به دانسته‌های کاربر نیازهای آموزشی وی را برطرف سازد.
3-خلاقیت: توانایی دانش‌آموز در به‌کارگیری ایده‌ها و تواناییهای جدید در جهت درک بهتر مفاهیم درسی و نمره شخص در این فاکتور از طریق کسب امتیاز حاصل از اختلاف پیش آزمون و پس آزمون به دست می‌آید.
4-بسط: بسط بیانگر توانایی آزمودنی در گسترش، آراستن و نقش اندازی ایده‌هاست. نمره شخص در این فاکتور از طریق کسب امتیاز حاصل از اختلاف پیش آزمون و پس آزمون به دست می‌آید.
5-سیالی: بیانگر توانایی فرد در خلق ایده‌های جدید وبیان موضوعات متنوع درسی و نمره شخص در این فاکتور از طریق کسب امتیاز حاصل از اختلاف پیش آزمون و پس آزمون به دست می‌آید.
6- ابتکار: ابتکار دور شدن از چیزهای واضح و معمولی یا قطع رابطه با تفکر مبتنی بر عادت است و اجرا و بیان ایده‌هایی در ارتباط با موضوعات درسی به صورت خلاقانه و بدیع. نمره شخص در این فاکتور از طریق کسب امتیاز حاصل از اختلاف پیش آزمون و پس آزمون به دست می‌آید.
7- انعطاف‌پذیری: توانایی فرد برای یافتن راه‌های مختلف از طریق تفکر، نمره شخص در این فاکتور از طریق کسب امتیاز حاصل از اختلاف پیش آزمون و پس آزمون به دست می‌آید.
8-پیشرفت درسی: به اختلاف مثبت حاصل از نتیجه آزمون‌های پس آزمون و پیش آزمون بر حسب نمره کمی
1-7 متغیرهای پژوهش
* متغیر مستقل: نرم‌افزار شبیهساز علوم زیستی و بهداشت
* متغیر وابسته: پیشرفت درسی، خلاقیت، بسط، سیالی، ابتکار، انعطاف‌پذیری
* متغیر کنترل: جنسیت، معدل درسی، دبیر موضوعی، امکانات آموزشی، شرایط جغرافیایی، پایه تحصیلی
1-8. مدل مفهومی
مدل مفهومی پزوهش براساس تاثیر متغیرمستقل “درس افزار شبیه ساز علوم زیستی وبهداشت” بر متغیر های وابسته تحقیق که شامل “پیشرفت درسی وخلاقیت “می باشد بنا شده است.متغیر خلاقیت دارای خرده ابعاد”سیالی،بسط،ابتکاروانعطاف پذیری”می باشد.در این پژوهش درس افزار شبیه ساز علوم زیستی می تواند بطورمعناداری در پیشرفت درسی وافزایش میزان خلاقیت در ابعاد”سیالی،بسط،ابتکاروانعطاف پذیری” موثر باشد.
فصل دوم:
ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1. پیش درآمد
ورود اینترنت و رایانه‌های شخصی و قابل‌حمل همراه، که هر روز تواناییهای جدیدتری پیدا می‌کنند، و از طرفی توسعه زبان‌های برنامه‌نویسی و نرم‌افزارهای گوناگون، که طراحی و ارائه مطالب آموزشی را سهولت می‌بخشند، نظام‌های آموزشی را دست‌خوش تغییرات عمده‌ای کرده‌اند. به نظر می‌رسد که استفاده از این امکانات برای آموزش، موجب ارتقای کیفیت آموزش شده و به فراگیر، یادگیری فعال و مادام‌العمر، تعامل در یادگیری و چندرسانه‌ای بودن آموزش کمک نموده بشریت را به سمت یک انقلاب بزرگ آموزشی سوق می‌دهند. آموزش به کمک رایانه11 عبارت است از هر نوع فعالیت آموزشی که از رایانه به عنوان وسیله اولیه برای تدریس محتوا استفاده میکند. استفاده از فناوری رایانه با تشویق دانشآموزان شرایط لازم را برای خودآموزی و آموزش مستقل و فعال به جای کلاس درس فراهم می‌سازد. زمینه‌های آموزشی رایانه شامل: رایانه به عنوان معلم خصوصی، روش تمرین و تکرار، روش استقرایی، روش بازی، آموزش با مدیریت رایانه و در نهایت شبیهسازی به کمک رایانه است. استفاده از شبیهسازی به عنوان یکی از روشهای جدید استفاده از فناوری رایانه در تعداد زیادی از مراکز آموزشی معتبر دنیا مرسوم شده است. در واقع شبیهسازی جالب‌ترین نوع یادگیری توسط رایانه محسوب شده و به فراگیر اجازه می‌دهد که نقش مهمی در شبیهسازی موقعیت‌ها و شرایط ایفا نماید. شبیهسازی بایستی بر پایه یک معدل صحیح (به همراه پیش‌فرض‌های منطقی) از پدیده تحت مطالعه باشد. بایستی فراگیران با آن تعامل داشته باشند. بعد از تعامل فراگیر بایستی بازخوردی صحیح و فوری و اطلاعات دهنده ارائه شود. جهت جلب توجه فراگیران به نکات مهم و کلیدی از نمودارها و علائم معطوف کننده توجه استفاده شود (احدیان، 1384:35).
با ظهور فناوری‌های جدید در عرصه آموزش،محیط‌های یادگیری جدیدی به وجود آمده است و یکی از این روشهای آموزشی مؤثر در این محیط‌ها شبیهسازی است. با کاربرد رایانه در فراگیری، زمینه بهره‌گیری از روش حل مسئله گسترده میشود، طوری که با شبیهسازی به وسیله رایانه می‌توان فراگیر را در صحنه‌های شبیه واقعیت دید که طی فرآیندی خودجوش، فرد به خلاقیت و اکتشاف برای رفع نیازهای پیش‌آمده خویش در جهت کسب اطلاعاتی دست می زند (افضل نیا، 1387).
می‌توان با طراحی و به کار بردن یک محیط شبیهسازی شده ضمن متنوع و جالب کردن محیط یادگیری، فراگیران آسانتر، بدون خطر و هزینه زیاد و ریسکپذیری به تجارب یادگیری دست یابند و با پیچیدگیهای زندگی واقعی آشنا شوند.
این فصل شامل مبانی نظری پژوهش، تاریخچه آموزش شبیهسازی شده، مفهوم خلاقیت و پیشرفت درسی و در نهایت قسمت مربوط به پیشینه تحقیق می‌باشد که در دو بخش داخلی و خارجی مورد بررسی قرار میگیرد.
2-2. مبانی نظری
2-2-1. تعاریف و مفاهیم
علوم زیستی و بهداشت پایه اول متوسطه: درسی است به ارزش 2 واحد درسی که در هفته توسط دبیر متخصص زیست‌شناسی در پایه اول متوسطه دوم تدریس میشود. که در آخرین ویرایش سال تحصیلی93/92 مشتمل بر هفت فصل با موضوعات: 1-نگرش علمی و علوم زیستی 2-ساختار شیمیایی 3-تولیدکنندگی
4-تغذیه 5-تولیدمثل و وراثت 6-بوم‌شناسی 7-سلامتی و بیماری تدوین گردیده است. این درس یکی از مهم‌ترین کتب برای هدایت دانشآموزان به رشته علوم تجربی می‌باشد.
فناوری: عبارت است از کاربرد نظاممند علوم رفتاری و فیزیکی و علوم دیگر برای حل مشکلات (ذوفن 1383:11).
آموزش: به فعالیت‌هایی گفته میشود که با هدف آسان ساختن یادگیری از سوی معلم طرح‌ریزی میشود و بین معلم و یک یا چند یادگیرنده به صورت کنش متقابل جریان مییابد (سیف، 1388:33).
یادگیری: بر اساس رویکرد ساخت‌گرایی، فرایندی پویا و درونی است که طی آن فراگیران به شکلی فعال و با ارتباط دادن اطلاعات جدید به آنچه که آموخته‌اند دست به ساخت دانش می‌زنند.
فناوری آموزشی: هیأت فناوری آموزشی آمریکا این‌گونه تعریف کرده است “روش نظاممند طراحی، اجرا و ارزشیابی کل فرآیند یادگیری وتدریس بر حسب اهداف معین و نیز بر اساس تحقیقات در زمینه‌یادگیری و ارتباطات انسانی وغیر انسانی به منظور فراهم آوردن یادگیری وآموزش مؤثرتر،پایدارتر وعمیق تر” (احدیان، 1381:25).
2-2-1-1. تعریف شبیهسازی
کلمه Simulation به معنی “عمل نائل شدن به اصل چیزی بدون واقعیت” (گروه مؤلفین، 1384) و “نمایش کارکرد یک سیستم یا یک فرایندی به‌وسیله کارکرد کامپیوتر یا فرایند دیگر” (مریام12، 2000) آمده است.
شبیهسازی توانایی یا قابلیت طراحی است؛ که یک راهحل آماری قدرتمند را ایجاد کرده و مدیر را از
دستیابی به اهداف سازمان مطمئن میکند (فیرین دی ام، مادلر دید ومدلر ام جی 200213)
یک مدل شبیهسازی، گونهای از پدیدهها یا سیستمهای دینامیک را نشان می‌دهد که میتواند مسائل موجود در سازمان را پیش از آنکه تبدیل به مشکل شوند، شناسایی کند.
شبیهسازی در واقع فرآیند طراحی مدلی از سیستم واقعی است؛ که با انجام آزمایشها با استفاده از این مدل و باهدف پی‌بردن به سیستم، یا ارزیابی استراتژیهای گوناگون، در محدوده‌ای که به وسیله معیار و یا مجموعه‌ای از معیارها اعمال شده، برای عملیات سیستم صورت میگیرد (شانون، رابرت، 1380).
شبیهسازی تقلیدی از عملکرد فرآیند یا سیستم واقعی با گذشت زمان است. هم چنان‌که یک سیستم با گذشت زمان تکوین مییابد، رفتـــار آن با ایجاد نمونه شبیهسازی بررسی میشود. این مدل، معمولاً به شکل مجموعه‌ای از فرضهای مربوط به عملکرد سیستم است. این فرضها در چارچوب رابطههای ریاضی، منطقی و نمادین بین نهادهها یا اهداف مورد نظر سیستم بیان میشود (اخوان و معینی، 1384).
شبیهسازی نسخه‌ای از بعضی وسایل حقیقی یا موقعیت‌های کاری است که تلاش دارد تا بعضی جنبه‌های رفتاری یک سیستم فیزیکی یا انتزاعی را به وسیله‌ی رفتار سیستم دیگری نمایش دهد که بیشتر در سیستمهای طبیعی و سیستمهای انسانی کاربرد دارد. همچنین شبیهسازی نمایش مجدد یا خلق مجدد یک شئ یا موضوع واقعی یا یک موقعیت می‌باشد. این تکنیک همانند آینه، واقعیات را همانندسازی میکند، افزون بر این احتمال وارد آوردن صدمه یا آسیب به شرکت‌کنندگان وجود ندارد.
2-2-1-2. تعریف شبیه‌سازی‌های آموزشی
شبیهسازی در لغت به معنای ارائه بدلی از یک چیز واقعی، یک فرایند یا نمایشی از اوضاع جاری است. شبیهسازی هر پدیده‌ای متضمن ارائه ویژگی‌های کلیدی یا رفتاری آن سیستم فیزیکی یا انتزاعی است.
گیرینبلت (1981) شبیهسازی را این‌طور تعریف می‌نماید: