نوع مقاله : مقاله پژوهشی-شماره انگلیسی

نویسندگان

• زهرا راه بر ¹
• فاطمه احمدی کلاته احمد ¹
• مودت سعیدی ²

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران

² گروه زبان انگلیسی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران

چکیده

پیشینه و اهداف:  امروزه به دلایل مختلفی از جمله ظهور بیماری کرونا، شاهد استقبال نظام های آموزشی از آموزش  های غیرحضوری هستیم. در این زمان، نقش اصلی در طراحی آموزشی دوره های آموزش غیرحضوری را معلمان هر درس برعهده دارند؛ بنابراین آن ها باید با نظریه های مربوط به ساختار شناختی و چگونگی یادگیری دانش آموزان از محتواهای الکترونیکی آشنا باشند تا آموزش های آن ها ضمن تسهیل فرآیند یادگیری، سبب بالا بردن سطوح یادگیری و افزایش میزان یادداری مطالب آموزشی در دانش آموزان نیز شود. زیرا چنانچه محتواهای الکترونیکی و چندرسانه ای طراحی شده به خصوص در درسی مانند فیزیک که از انواع رسانه ها و بازنمایی های متعدد برای انتقال مفاهیم بهره می گیرد طبق اصولی سازگار با ساختار شناختی یادگیرندگان طراحی نشود، ممکن است باعث واردآمدن بارشناختی اضافه به حافظه ی یادگیرندگان شود و این امر مانعی برای فرآیند یادگیری و یادداری مطالب در یادگیرندگان باشد. لذا پژوهش حاضر باهدف طراحی یک محتوای الکترونیکی برای درس فیزیک (مثلاً مبحث فشار) بر اساس اصول نظریه بارشناختی و بررسی تأثیر آن بر سطوح یادگیری (دانش، فهمیدن و به‌کاربستن) و میزان یادداری دانش‌آموزان از مبحث آموزشی انجام شد.
روش‌ها‌: روش پژوهش نیمه‌آزمایشی از نوع طرح پیش‌آزمون - پس‌آزمون با گروه کنترل بود. جامعه آماری پژوهش، شامل کلیه دانش‌آموزان دختر پایه نهم دوره متوسطه اول مدارس عادی آموزش‌وپرورش ناحیه ۱۷ استان تهران است که در سال ۱۴۰۱-۱۴۰۰ مشغول به تحصیل بودند. نمونه‌گیری از نوع تصادفی خوشه‌ای چندمرحله‌ای و تخصیص تصادفی در گروه‌های آزمایش و کنترل انجام‌گرفته است. حجم نمونه آماری تحقیق ۱۲۰ نفر است که در دو گروه همسان آزمایش و کنترل قرار گرفتند. برای جمع‌آوری داده‌های سطوح یادگیری و میزان یادداری از یک آزمون پیشرفت تحصیلی محقق ساخته به صورت پیش‌آزمون-پس‌آزمون استفاده شد که روایی صوری و محتوایی آن توسط دبیران با تجربه علوم‌تجربی و اساتید آموزش فیزیک تایید و پایایی آن به روش آلفای‌کرونباخ 85/0 سنجیده شده بود. اجرای دورۀ آموزشی این پژوهش به‌صورت مجازی و در بستر سامانه شاد (شبکه اجتماعی دانش‌آموزی) در طی ۳ هفته آموزشی، ۶ جلسة ۶۰ دقیقه‌ای در کلاس‌های مجازی علوم‌تجربی پایه نهم انجام‌گرفته است. قبل از شروع دورۀ آموزشی، ابتدا طرح درس‌ها و محتوای آموزشی مربوط به یک مبحث از فیزیک ( مبحث فشار و آثار آن) برای گروه کنترل به شیوه کلاس‌های مجازی متداول تهیه و تدوین شدند و سپس با مطالعه دقیق مبانی نظری و تجربی نظریه بارشناختی، طرح درس‌ها و محتواها با رعایت اصول نظریه بار شناختی برای گروه آزمایش تهیه و تدوین گردید. به منظور تجزیه و تحلیل داده ها از نرم افزار SPSS 20 استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج آزمون تحلیل کوواریانس برای سطوح یادگیری نشان داد، طراحی محتوای الکترونیکی مبتنی بر نظریه بارشناختی، سبب ارتقای بیشتر سطوح یادگیری(دانش، به فهمیدن و به کاربستن) دانش‌آموزان گروه آزمایش نسبت به گروه کنترل می‌شود(05/0   p). همچنین نتیجه آزمون تی مستقل برای آزمون یادداری نشان می‌دهد، بین گروه کنترل و آزمایش در میزان یادداری آن‌ها از مبحث تدریس شده تفاوت معناداری وجود دارد( 01/0  p).
نتیجه‌گیری:  باتوجه‌به نتایج به‌دست‌آمده از مطالعه حاضر می‌توان نتیجه‌گیری کرد که رعایت اصول طراحی آموزشی مبتنی بر نظریه بارشناختی در تولید محتوای آموزشی الکترونیکی درس فیزیک، تأثیر مثبت قابل‌توجهی بر روی سطوح یادگیری و میزان یادداری دانش‌آموزان از مباحث آموزشی دارد. لذا به طراحان محتواهای آموزش الکترونیکی توصیه می‌شود تا اصول نظریه ی بارشناختی را در طراحی و تولید محتوا های خود مدنظر قرار دهند.

کلیدواژه‌ها

• آموزش فیزیک
• آموزش الکترونیکی
• چندرسانه ای آموزشی
• نظریه بارشناختی
• سطوح یادگیری

موضوعات

• تهیه و تدوین محتوای الکترونیکی

عنوان مقاله [English]

Developing E-learning Materials Based on Cognitive Load Theory to Improve Students’ Learning Levels in Online Physics Education

نویسندگان [English]

• Z. Rahbar ¹
• F. Ahmadi Kalateh Ahmad ¹
• M. Saidi ²

¹ Department of Physics, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran

² Department of English, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and Objectives: The emergence of COVID-19 has brought about a sudden shift to e-learning and virtual platforms. Teachers play a key role in developing e-learning content. Hence, they must be familiar with the theories related to the cognitive constructs and e-learning principles to both facilitate the learning process and enhance the rate of learning and retention among the students. The cognitive load might increase unless the e-learning and experiential content is not developed according to the cognitive load theory, particularly for teaching physics as a field that requires multimodal presentation of the content. This might hinder the students’ learning and retention. In other words, if the principles of cognitive load theory are not observed in the design of electronic and multimedia content of course materials, the learning process will be disturbed and damaged due to the production of additional load beyond the memory capacity of the learners. The current study aimed to develop e-learning content for a concept in physics (e.g. pressure) based on the cognitive load theory. It further attempted to explore its possible impact on the learners’ levels of learning (knowledge, understanding, application) and the degree of their retention.
Materials and Methods: The study adopted a quasi-experimental pre-test post-test design with an experimental and a control group. The statistical population included all female ninth graders in district 17, Tehran, the capital of Iran. The sample consisted of 120 learners via multistage stratified random sampling procedures. The participants were assigned to experimental and control groups. To gather the required data, a researcher-made test was used and its reliability was calculated via Cronbach’s alpha as 0.85. The students took part in a three-week virtual empirical sciences course comprising six sixty-minute sessions. Before offering the course, the educational objectives of chapter 8 of the empirical sciences textbook in the ninth grade related to the subject “pressure” were determined using the teacher’s manual and eliciting the experienced sciences and physics teachers’ expert comments. Then, their level of cognitive processing was identified based on Bloom’s taxonomy. The objectives were categorized into three groups of knowledge, understanding, and application. To analyze the data, analysis of covariance and an independent samples t-test were used via SPSS (20.00).
Findings: The results of the analysis of covariance for learning levels (knowledge, understanding, and application) demonstrated that developing e-learning materials based on the cognitive load theory enhanced the learners’ levels of learning in the experimental group compared to those in the control group (P < 0.05). Moreover, the results of an independent samples t-test for the delayed post-test revealed a significant difference between the participants in experimental and control groups in terms of their degree of retention (P < 0.01).
Conclusions:  The findings implied that considering the principles of the cognitive load theory in developing e-learning materials for physics would positively influence the learners’ levels of learning and their degree of retention. Therefore, it is recommended to designers of e-learning content to consider the principles of cognitive load theory in the design and production of their content.

کلیدواژه‌ها [English]

• Physics Education
• E-Learning
• Educational Multimedia
• Cognitive Load Theory
• Levels of Learning
• Retention

COPYRIGHTS 
© 2024 The Author(s).  This is an open-access article distributed under the terms and conditions of the Creative Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/)