نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مریم جمالی نژاد حلیمه جانی
• فاطمه خدادادی آزادبنی

گروه آموزش فیزیک، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی 14665-889 تهران، ایران

چکیده

پیشینه و اهداف: آموزش مجازی به‌طور فزاینده‌ای در سال‌های اخیر اهمیت یافته و به یکی از ارکان اصلی سیستم‌های آموزشی در سرتاسر جهان تبدیل شده است. این نوع آموزش به‌ویژه در شرایطی که مدارس تعطیل می‌شوند، به یک راهکار ضروری برای ادامه فرآیند یادگیری تبدیل شده است. با این حال، دانش‌آموزان معمولاً در درک مفاهیم فیزیک از طریق روش‌های سنتی با چالش‌هایی مواجه هستند. انتقال محتوای درسی از طریق شبکه‌های مختلف آموزش مجازی نیازمند استراتژی‌های مؤثری است که بتواند این چالش‌ها را برطرف کند. در این پژوهش، اثر بخشی نقشه‌های مفهومی به‌عنوان یکی از راهبردهای یادگیری مولد و رویکردهای بهبود سطح یادگیری دانش‌آموزان در انتقال مفاهیم انتزاعی فیزیک مورد بررسی قرار گرفته است.
روش‌ها:‌ روش پژوهش حاضر، یک تحقیق نیمه آزمایشی از نوع طرح پیش‌آزمون- پس‌آزمون با گروه کنترل بود. جامعه آماری پژوهش شامل کلیه دانش‌آموزان دختر پایه یازدهم مدارس عادی ناحیه ۵ آموزش و پرورش مشهد بود که در سال تحصیلی ۱۴۰3-۱۴۰2 مشغول به تحصیل بودند. با استفاده از روش نمونه‌گیری هدفمند، ۶۰  نفر از دانش‌آموزان دبیرستان سمیه مشهد انتخاب شدند. این افراد به‌طور تصادفی در یک گروه کنترل و دو گروه آزمایش تقسیم شده‌اند. یک گروه آزمایش تحت مداخله نقشه مفهومی معلم‌ساز و گروه آزمایش دوم تحت مداخله نقشه مفهومی دانش‌آموزساز قرار گرفتند. گروه کنترل به روش سنتی آموزش را دریافت کردند. برای جمع‌آوری داده‌ها از آزمون پیشرفت تحصیلی محقق‌ساز به‌صورت پیش‌آزمون-پس‌آزمون استفاده شد که روایی صوری و محتوایی آن توسط دبیران و اساتید آموزش فیزیک تأیید و برای پایایی آن از آزمون همتا استفاده‌ شده بود. همچنین، برای تحلیل داده‌ها از آزمون t مستقل و تحلیل کوواریانس (ANCOVA) استفاده شد. برای بررسی نرمال بودن توزیع داده‌ها، از چهار آزمون شامل شاپیرو-والک، کولموگروف-اسمیرنوف، کرامر-ون میس و اندرسون-دارلینگ استفاده شده است. سطح معنی‌داری در این آزمون‌ها بالاتر از ۰۵/۰ بود که بیانگر توزیع نرمال داده‌ها است.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که استفاده از نقشه‌های مفهومی در فضای مجازی تأثیر مثبت و قابل توجهی بر نتایج یادگیری دانش‌آموزان دارد. تحلیل کوواریانس پیشرفت تحصیلی نشان داد که تفاوت معنی‌داری بین نمرات دو گروه با دو نوع شیوه تدریس، یعنی نقشه مفهومی معلم‌ساخته و نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته، وجود دارد. نتایج آزمون تی مستقل نشان داد که در سطح معنی‌داری بالایی (۹۹%)، پیشرفت تحصیلی بین گروه کنترل و گروه آزمایش معلم‌ساخته متفاوت است. تأثیر روش تدریس نقشه مفهومی معلم‌ساخته به مراتب بالاتر از شیوه تدریس نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته (درصد معنی‌داری ۰۵/۰) و روش تدریس سنتی (درصد معنی‌داری ۰۱/۰) بوده و این روش بالا‌‌‌ترین نمرات را در بین دانش‌آموزان داشته است. همچنین نمرات روش تدریس نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته به مراتب بالا‌تر از شیوه تدریس سنتی (درصد معنی‌داری ۰۱/۰) بود. بیشترین افزایش میانگین نمرات مربوط به گروه نقشه مفهومی معلم‌ساخته (۷۴%) بود، که به‌دنبال آن گروه نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته (۷۲%) قرار داشت. کمترین افزایش نیز مربوط به گروه روش سنتی (۵۹%) بود. این یافته‌ها به‌خوبی تأثیر استفاده از نقشه‌های مفهومی در تدریس مباحث فیزیک بر افزایش عملکرد دانش‌آموزان را نشان می‌دهد.
نتیجه‌گیری: در این پژوهش، نقشه‌های مفهومی به‌عنوان یک راهبرد آموزشی مولد و زایا برای ارتقای سطح یادگیری پایدار دانش‌آموزان در مبحث مغناطیس مورد استفاده قرار گرفته است و نتایج چشمگیری به‌دست آمده است. این نقشه‌ها با بهره‌گیری از استعاره‌های تصویری زیبا و قابل درک، تجسم مفاهیم را به ویژه در زمینه‌های انتزاعی و پیچیده‌ای مانند مغناطیس و میدان‌های مغناطیسی که برای دانش‌آموزان چالش‌برانگیز است، آسان کرده‌اند. نتایج این پژوهش نشان داد که دانش‌آموزان با وجود تمام خلأهای آموزشی ایجاد شده، قادر به کسب آموزش مؤثر در فضای مجازی هستند. استفاده از نقشه‌های مفهومی که به‌خوبی طراحی شده و شامل استعاره‌های تصویری مناسب می‌باشند، به دانش‌آموزان این امکان را می‌دهد که مفاهیم انتزاعی را به‌راحتی درک کرده و به یادگیری عمیق‌‌تری دست یابند. لازم به ذکر است که این پژوهش به‌طور خاص بر روی دانش‌آموزان دختر تمرکز دارد و نتایج ممکن است به دانش‌آموزان پسر تعمیم‌پذیر نباشد. پیشنهاد می‌شود برای ارتقای سطح یادگیری دانش‌آموزان و رفع خلأهای آموزشی ایجاد شده در محیط‌های مجازی، از نقشه‌های مفهومی معلم ساز که شامل استعاره‌های بصری زیبا و قابل درک هستند، استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

• نقشه مفهومی
• آموزش مجازی
• اثر بخشی یادگیری
• مفاهیم مغناطیس

موضوعات

• آموزش الکترونیکی- مجازی

عنوان مقاله [English]

Effectiveness of presentation models of concept maps in virtual teaching of magnetism physics concepts

نویسندگان [English]

• M. Jamalinejad- Halima Jani
• F. Khodadadi Azadboni

Department of Physics Education, Farhangian University, P.O. Box 14665-889, Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and Objectives: Virtual education has increasingly gained importance in recent years, becoming one of the main pillars of educational systems worldwide. This type of education has turned into a necessary solution for continuing the learning process, especially when schools are closed. However, students often face challenges in understanding physics concepts through traditional methods. Transmitting curriculum content through various virtual education networks requires effective strategies to address these challenges. In this research, the effectiveness of concept maps is examined as one of the generative learning strategies and approaches to improve students' learning levels in conveying abstract physics concepts.
Methods: The present research method was a quasi-experimental pre-test / post-test design with a control group. The statistical population of the research included all female students in the 11th grade of regular schools in District 5 of Mashhad Education Department, who were studying during the academic year 2023-2024. Using purposive sampling, 60 students from Samieh High School in Mashhad were selected. These individuals were randomly assigned to one control group and two experimental groups. One experimental group received teacher-generated concept maps, while the second experimental group worked with student-generated concept maps. The control group received instruction through traditional teaching methods. To collect data, a researcher-made academic achievement test was utilized in a pre-test/post-test format. The content and face validity of the test were confirmed by physics teachers and education professors, and its reliability was assessed using the test-retest method. Additionally, independent t-tests and analysis of covariance (ANCOVA) were used for data analysis. To assess the normality of the data distribution, four tests were utilized: Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov, Cramer-von Mises, and Anderson-Darling. The significance levels in these tests were above 0.05, indicating a normal distribution of the data.
Findings: The results indicated that the use of concept maps in a virtual environment had a positive and significant impact on students' learning outcomes. The analysis of covariance regarding academic performance revealed a significant difference between the scores of the two groups using different teaching methods: teacher-centered concept mapping and student-centered concept mapping. The independent t-test results showed a high significance level (99%) in academic progress between the control group and the teacher-centered experimental group. The impact of the teacher-constructed concept mapping teaching method was significantly higher than that of the student-constructed concept mapping method (significance level 0.05) and the traditional teaching method (significance level 0.01), with this method achieving the highest scores among students. Additionally, the scores from the student-constructed concept mapping teaching method were significantly higher than those of the traditional teaching method (significance level 0.01). The greatest increase in mean scores was observed in the teacher-centered concept mapping group (74%), followed closely by the student-centered concept mapping group (72%). The traditional teaching method group showed the least increase (59%). These findings clearly highlighted the effectiveness of using concept maps in teaching physics topics for enhancing student performance.
Conclusion: In this research, concept maps were utilized as a generative and innovative educational strategy to enhance the sustainable learning levels of students in the topic of magnetism, yielding remarkable results. These maps, leveraging beautiful and comprehensible visual metaphors,  facilitated the visualization of concepts, especially in abstract and complex areas such as magnetism and magnetic fields, which can be challenging for students. The findings of this research indicated that students, despite the educational gaps that have emerged, are capable of receiving effective education in virtual environments. The use of well-designed concept maps that include appropriate visual metaphors allows students to easily grasp abstract concepts and achieve deeper learning. It is worth mentioning that this study specifically focused on female students, and the results may not be generalizable to male students. It is recommended to utilize teacher-created concept maps that incorporate beautiful and comprehensible visual metaphors to enhance students' learning levels and address the educational gaps created in virtual settings.

کلیدواژه‌ها [English]

• Concept map
• Virtual education
• Learning effectiveness
• Magnetism concepts

COPYRIGHTS 
© 2025 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/)