فصلنامه علمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه تکنولوژی آموزشی، دانشکده روانشناسی و علوم تربیتی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

پیشینه و اهداف:بهره­گیری از روش حل­مسأله، یکی از ایده‌های مهم در آموزش ریاضی محسوب می­شود. طبق سند برنامه درسی ملی توانایی حل مسائل ریاضی و کاربرد آن در حل مسائل زندگی باید از مهم­ترین مهارت­های یک دانش­آموخته دوره متوسطه باشد؛ اما شواهد حاکی از آن است که حل­مسأله و کاربردهای آن در آموزش ریاضی ایران به اندازه لازم مورد توجه قرار نگرفته است و شاهد این مدعا، کسب نتایج ضعیف توسط دانش‌آموزان ایرانی در آزمون­های بین­المللی است. یکی از دلایل این امر تکیه به روش­های ناکارآمد آموزشی و غفلت از طراحی محیط­های یادگیری مبتنی بر فناوری­های روز است؛ محیط­های یادگیری که بر مبنای یافته­های علوم یادگیری و رویکرد یادگیرنده محور ایجاد شده اند. یکی از محیط­های مبتنی بر فناوری که تعاملات را به شکل گسترده­ای پشتیبانی می­کند، یادگیری همیارانه مبتنی بر رایانه (CSCL) است. (Computer Supported Collaborative Learning) CSCL جدیدترین شیوه استفاده از رایانه­ها در آموزش است و کارکرد آن تسهیل یادگیری همیارانه به واسطه رایانه­هاست و به بررسی این مطلب می‌پردازد که رایانه­ها چگونه می­توانند به یادگیرندگان کمک کنند تا در گروه­های کوچک و در اجتماعات یادگیری یاد بگیرند. علاوه بر این، استفاده از نرم افزارهای ریاضی از دیگر عناصر مهم محیط­های غنی در آموزش ریاضی است و توانایی دانش­آموزان را برای درک عمیق مفاهیم و جلوه­های گوناگون آنها در زندگی ارتقا می­بخشند؛ به ویژه نرم­افزارهای ریاضی پویا که با تقویت بازنمایی­های چندگانه و ایجاد تنوع در روش­های یادگیری، موجب یادگیری سریع­تر و عمیق­تر می­شوند. در پژوهش­های گذشته، تاکنون پژوهشی که تأثیر ترکیب دو عامل یادگیری مشارکتی و نرم­افزارهای ریاضی پویا را به ویژه در یادگیری برخط مورد ارزیابی قرار دهد، صورت نگرفته است، بنابراین هدف پژوهش حاضر، بررسی تأثیر طراحی محیط یادگیری همیارانه مبتنی بر رایانه و نرم­افزار ریاضی پویا بر مهارت حل­مسأله بود.
روش‌ها‌: این پژوهش با روش آزمایشی، طرح پیش­آزمون-پس­آزمون انجام شد. جامعه آماری دانش‌آموزان پسر پایه دهم شهرستان نظرآباد استان البرز در سال تحصیلی 2017-2018  بودند. نمونه آماری با روش نمونه‌گیری خوشه‌ای چندمرحله‌ای انتخاب شد ( 96 نفر) و به طور تصادفی در سه گروه گمارش شدند. الگوی طراحی آموزشی پایه برای سه گروه، الگوی طراحی محیط­های یادگیری سازنده‌گرا و مسأله­محور جاناسن انتخاب شد. در گروه گواه، یادگیری با الگوی مزبور بدون استفاده از نرم­افزار صورت گرفت. در گروه آزمایشی یک، الگو با روش یادگیری انفرادی با استفاده از نرم­افزار ریاضی پویا و در گروه آزمایشی دو، الگو با روش یادگیری همیارانه مبتنی بر رایانه با استفاده از نرم­افزار ریاضی پویا تلفیق شد. ابزار پژوهش، آزمون محقق­ساختة حل­مسأله ریاضی بود. به‌منظور تحلیل داده‌ها از آزمون تحلیل واریانس یک­طرفه استفاده شد.
یافته­ ها: یافته‌ها نشان داد که یادگیری در محیط CSCL (33/16) و همچنین یادگیری انفرادی با استفاده از نرم‌افزار ریاضی پویا (2/14) هر دو بر افزایش مهارت حل­مسأله ریاضی دانش‌آموزان مؤثر هستند؛ اما تأثیر یادگیری همیارانه بیشتر از یادگیری انفرادی است (05/0>P). پژوهش حاضر همچنین بر توجه به طراحی آموزشی متاسب محیط یادگیری با پایبندی بر اصول دیدگاه­های اتخاذ شده تاکید نمود، همچنانکه در پژوهش حاضر برای تمامی گروه­ها از رویکرد سازنده­گرایانه و مساله محور جاناسن برای طراحی محیط استفاده شده بود.
نتیجه­ گیری: با توجه به نتایج پژوهش حاضر می‌توان از طراحی CSCL و نرم­افزار ریاضی پویا برای افزایش مهارت حل­مسأله ریاضی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The investigation of the effect of computer supported collaborative learning (CSCL) environment and dynamic mathematics software on trigonometric problem solving skill

نویسندگان [English]

  • N. Mohammadhasani
  • S. Asadi

Department of Educational Technology, Faculty of Psychology and Education, Kharazmi University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and Objectives: Problem solving is one of the important ideas in mathematics instruction. According to the National Curriculum Document, the ability to solve math problems and apply it to real problems should be one of the most important skills of a high school students; However, the evidence show the lack of attention to the Problem solving and its applications in Iranian mathematics instruction, and the evidence for this claim is the poor results achieved by Iranian students in international exams. One reason is relying on inefficient teaching methods and neglecting to design learning environments based on modern technologies; Learning environments based on the findings of learning sciences and the learner-centered approach. One of the technology-based environments that broadly supports learning interactions is Computer Supported Collaborative Learning (CSCL). CSCL is the new usage of computers in education to facilitate collaborative learning through computers and explores how computers can help learners in small groups in learning communities. In addition, the use of math software is another important element of enrich environments in math instruction and enhances students' ability to deeply understand various concepts and their aspects in life; In particular, dynamic mathematical software that strengthens multiple representations and make divers in learning methods, making learning faster and deeper. In previous studies, no research has been done to investigate the effect of combining two factors of collaborative learning and dynamic mathematical software, especially in online learning, so the aim of this study was to investigate the effect of designing a computer-based collaborative learning environment and the dynamic math software on problem solving skills.
MethodS: This study was performed by a pre-test and post-test experimental design. The statistical population was all 10th grade male students in Nazarabad city of Alborz province in the academic year 2017-2018. The statistical sample was selected by multistage cluster sampling (n = 96) and the participants were randomly assigned to three groups. The instructional design model for all three groups was Jonasson's model of constructivist and problem-based learning environments. In the control group, the participants learned by mentioned model in conventional method, the experimental group 1 used the model through individual learning using dynamic mathematics software and in the experimental group 2; the model was integrated with CSCL using dynamic mathematics software. The research tool was research-made test of mathematical problem-solving skill. The ANOVA test was used to analyze the data.
Findings: The results confirmed that, although learning in CSCL environment (M=16.33) and individual learning using dynamic mathematics software (M=14.2) are both effective in enhancing students' math problem solving skills, the effect of CSCL was more than the individualized learning method (P <0.05).
The present study also emphasized on the appropriate instructional design of the learning environment with adherence to the principles of the theoretical framework adopted, as in the present study for all groups Jonasson's model of constructivist and problem-based learning was used to design the environment.
Conclusion: According to the results, CSCL design and dynamic mathematics software can be used to increase the mathematical problem solving skills.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Computer-supported collaborative learning( CSCL)
  • Constructivist Instructional Design
  • Dynamic Mathematics Software
  • trigonometric Problem Solving

[1] Yang JR. Technology-Enhanced mathematics instruction: A Second-Order Meta-Analysis of 30 years of research. Educational Research Review. 2017; 22 (2): 19-33.

[2] Reigeluth M, Beatty BJ, Mayers, RD. Instructional-design theories and models. New York: Routledge; 2016. 

[3] National Curriculum of the Islamic Republic of Iran. Tehran: Ministry of Education; 2012. Persian. 

[4] Reihani E, Ahmadi GA, Karami Z. [A Comparative Study of Problem Solving Education in the Middle School Mathematics Curriculum of the United States, Australia, Japan, Singapore and Iran]. Journal of Education. 2011; 1(105): 141-115. Persian. 

[5] Hirono N, Takahashi T. On the Effective Use of GeoGebra in Mathematics Education. Paper presented in the 6th Asian Technology Conference on Mathematics: 2011: Bolu, Turkey.

[6] Asadi S. The effect of designing Computer supported collaborative learning (CSCL) environment and Dynamic mathematics software on problem-solving skill in high school math [master’s thesis]. Karaj: Kharazmi University; 2018. Persian.

[7] Hohenwarter M, Hohenwarter J, Kreis Y, Lavicza Z. Teaching and Learning Calculus with Free Dynamic Mathematics Software GeoGebra. Paper presented in the 11th International Congress on Mathematical Education: 2008: Mexico City, Mexico.

[8] Stahl G, Koschmann T, Suthers D. Computer-supported collaborative learning. In: sawyer SR. (ed), Cambridge handbook of the learning sciences. Uk: Cambridge university press; 2014. P. 479-500.‏

[9] Reiser BJ. Why scaffolding should sometimes make tasks more difficult for learners. Paper presented in the Conference on computer support for collaborative learning: Foundations for a CSCL community: 2002:  International Society of the Learning Sciences.

[10] Chen J, Wang M, Krischner PA, Tsai C. The Role of Collaboration, Computer Use, Learning Environments, and Supporting Strategies in CSCL: A Meta-Analysis. Review of Educational Research. 2018; 88(6): 799-843.

[11] Noroozi O, Weinberger A, Biemans HJ, Mulder M, Chizari M. Argumentation-based computer supported collaborative learning (ABCSCL): A synthesis of 15 years of research. Educational Research Review. 2012; 7(2): 79-106.‏

[12] Takači D, Stankov G, Milanovic I. Efficiency of learning environment using GeoGebra when calculus contents are learned in collaborative groups. Computers & Education. 2015; 82: 421-431.‏

[13] Slavin RE. Educational Psychology. Boston: Pearson; 2018.

[14] Jonassen DH. Designing constructivist learning environments. In: Reigeluth  CM. (ed) Instructional design theories and models. Vol 2: A new paradigm of instructional theory. New Jersey, USA: Lawrence Erlbaum Associates; 1999. P. 215-239.‏

[15] Mosese NM. Evaluating the effectiveness of the use of information and communication technology in the teaching and learning of trigonometry functions in grade 12 [doctoral dissertation]. Pretoria: university of South Africa; 2017.

[16] Murni V, Sariyasa S, Ardana IM. GeoGebra assists discovery learning model for problem solving ability and attitude toward mathematics. Journal of Physics: Conference Series. 2017; 895: 1-6.

[17] Kepceoğlu I, Yavuz I. Teaching a concept with GeoGebra: Periodicity of trigonometric functions. Educational Research and Reviews. 2016; 11(8): 573-581.

[18] Narboux, J. A graphical user interface for formal proofs in geometry. Journal of Automated Reasoning. 2007; 39(2): 161-180.

[19] Schoenfeld AH. Mathematical problem solving. London: Academic Press; 2016.

[20] Ormrod JE. Human Learning. London: Pearson Education Limited; 2015.

[21] Olsson J, Granberg C. Dynamic Software, Task Solving with or without Guidelines, and Learning Outcomes. Technology, Knowledge and Learning. 2019; 24 (3): 419-436.

[22] Sung E, Mayer RE. Five facets of social presence in online distance education. Computers in Human Behavior. 2012; 28(5): 1738-1747.‏

[23] Woolfolk A. Educational Psychology. Boston: Pearson; 2017.

[24] Adanir GA. Detecting Topics of Chat Discussions In A Computer Supported Collaborative Learning (CSCL) Environment. Turkish Online Journal of Distance Education. 2019; 20(1): 96-114.


نامه به سردبیر

سر دبیر نشریه فناوری آموزش، با تواضع انتشار نامه های واصله از نویسندگان و خوانندگان و بحث در سامانه نشریه را ظرف 3 ماه از تاریخ انتشار آنلاین مقاله در سامانه و یا قبل از انتشار چاپی نشریه، به منظور اصلاح و نظردهی امکان پذیر نموده است.، البته این شامل نقد در مورد تحقیقات اصلی مقاله نمی باشد.

توچه به موارد ذیل پیش از ارسال نامه به سردبیر لازم است در نظر گرفته شود:


[1]نامه هایی که شامل گزارش از آمار، واقعیت ها، تحقیقات یا نظریه ها هستند، لازم است همراه با منابع معتبر و مناسب باشند، اگرچه ارسال بیش از زمان 3 نامه توصیه نمی گردد

[2] نامه هایی که بجای انتقاد سازنده به ایده های تحقیق، مشتمل بر حملات شخصی به نویسنده باشند، توجه و چاپ نمی شود

[3] نامه ها نباید بیش از 300 کلمه باشد

[4] نویسندگان نامه لازم است در ابتدای نامه تمایل یا عدم تمایل خود را نسبت به چاپ نظریه ارسالی نسبت به یک مقاله خاص اعلام نمایند

[5] به نامه های ناشناس ترتیب اثر داده نمی شود

[6] شهر، کشور و محل سکونت نویسندگان نامه باید در نامه مشخص باشد.

[7] به منظور شفافیت بیشتر و محدودیت حجم نامه، ویرایش بر روی آن انجام می پذیرد.

CAPTCHA Image