بررسي تصورات ذهني دانشآموزان سال اول دوره متوسطه در...

اي مادهمتوسطه در رابطه با ماهیت ذرهةآموزان سال اول دوربررسی تصورات ذهنی دانشA Study of 1th Grade High School Students Various Conceptions about

the Particulate Nature of Matter18/9/91: ؛ تاریخ پذیرش مقاله5/4/91: تاریخ دریافت مقاله

A. Badrian (Ph. D)

T. abdinejhad (M. S)

Abstract: This study aims to investigatestudents’ conceptions and understandingof the particulate nature of matter. Asample including 80 high-school studentswho studied chemistry at the basic level(1th grade) in 3 educational schooldistricts of Aslandooz city was selectedand participated in the study. In thestudy, a test comprising five open-endedand multiple choice diagnostic questions,students' drawings, and semi-structuredinterviews were employed to collect data.The findings showed that students havemany various and different conceptionsabout particulate nature of matterincluding nature of matter, condensationand expansion of matter, strike to thepiece of metal, origin of color of metal,abilities to use their ideas about matterand random motion of gas particles. Inthe light of the study, it can be suggestedthat due to the Ministry of Education’srecent revisions of the science educationcurricula and instructional materials,further emphasis should be given to theparticulate nature of matter and itsmodeling in related course books.

Keywords: Conceptions; Particulatenature of matter; Misconception

1دکتر عابد بدریان

2نژادطالب عبدي

هدف از مطالعه حاضـر، بررسـی تصـورات ذهنـی و :چکیدهنفـر 80تعـداد . اي ماده استآموزان از ماهیت ذرهدرك دانش

آموزان پسر پایه اول دوره متوسطه از سـه آموزشـگاه دانشاز . شهرستان اصالندوز انتخاب و در این مطالعه شـرکت کردنـد

براي گردآوري اطالعات، از یک آزمون تشخیصی حاوي پـنج هـاي اي اسـتفاده شـد و پاسـخ ال باز پاسخ و چنـد گزینـه ؤس

هـا و توضـیحات داده شـده و آمـوزان در قالـب نقاشـی دانشنیمه ساختار یافته مورد تجزیـه و ۀمچنین شرکت در مصاحبه

دهـد کـه هـاي پـژوهش نشـان مـی یافتـه . تحلیل قرار گرفتةهـاي گونـاگونی دربـار فهمـی آموزان تصـورات و کـج دانش

اي ماده شامل ماهیت ماده، انبساط و انقباض مـواد، ماهیت ذرهخواري فلزات، منشـاء رنـگ فلـزات، کـاربرد خاصیت چکش

. اي ماده و حرکت اتفاقی ذرات گازها دارنـد الت ذرهۀ حینظرهاي درسـی و مـواد آموزشـی علـوم با توجه به بازبینی برنامه

ــرورش ــوزش و پ ــار وزارت آم ــتور ک ــه در دس ــی ک تجربهـا ضـرورت دارد تـا در قرارگرفته است، بر پایـه ایـن یافتـه

سـازي اي ماده و مـدل سازماندهی مفاهیم مرتبط با ماهیت ذره.هاي درسی توجه زیادي گرددها در کتابآن

فهمیاي ماده، کجتصورات ذهنی، ماهیت ذره: کلید واژگان

[email protected]، ریزي آموزشیپژوهشگاه مطالعات آموزش و پرورش، سازمان پژوهش و برنامهاستادیار.1

[email protected]ی، اردبیلدکتري شیمی دانشگاه محقق اردبیلدانشجوي.2

فصلنامه مطالعات برنامه درسی ایران11-32، 92تابستان ، 29هم، شمارشتسال ه

Journal of Curriculum Studies (J.C.S.)Vol.8 (29); 2013, 11-32

1391پاییز، هفتم، سال 26فصلنامه مطالعات برنامه درسی، شماره

١٢

مقدمهطبـق ایـن . اسـت 1اي مـاده هاي حاکم بر علم شـیمی، ماهیـت ذره ترین نظریهیکی از بنیانی

نظریه، هر ماده خالص از ذرات کوچکتري تشکیل شده است که اغلب به شـکل کـروي بـوده و ا در هجهتۀدر همدائمذرات کوچکی که . شوندکوچکترین واحد سازنده آن ماده محسوب می

ایـن نظریـه بـراي درك مفـاهیم . کننـد حال حرکت هستند و هم دیگر را جذب و یـا دفـع مـی آمـوزان، شـود و عـدم درك درسـت آن توسـط دانـش نیاز محسوب مـی شیمی پیشتر تخصصی

، 3و تریگوئسـت 2هریسـون (کند یادگیري شیمی ایجاد می-مشکالت زیادي را در فرایند یاددهی2002.(

ةهاي بسـیاري در اختیـار دارنـد تـا دربـار آموزان قبل از ورود به کالس درس، فرصتدانشبرخـی . هاي علمی تصورات و الگوهاي ذهنی گوناگونی بسازندپدیدهدنیاي اطراف خود و انواع

ـ ۀاز این تصورات اشتباه هستند؛ اما آنقدر براي کودکـان کـار آمدنـد کـه حتـی در صـورت ارائکشـند و حتـی در بزرگسـالی نیـز از ایـن هاي صحیح از طریق آموزش، دست از آنها نمینظریه

آموزان در رابطه با برخی مفـاهیم و ر اوقات تصورات دانشبیشت. کنندتصورات اشتباه استفاده میپژوهشـگران در توصـیف ایـن . هاي علمی پذیرفته شده هستندهاي علمی، برخالف نظریهپدیده

، درك 6، تصورات خام5فهمی، کج4اندیشیهاي گوناگونی نظیر کجتصورات اشتباه علمی از واژه.کننداستفاده می9ت، و یا پیش تصورا8تصورات بدیل، 7متعارف

هـاي گونـاگونی هاي سنی، کج فهمـی آموزان در تمام ردهها نشان داده است که دانشبررسیبیشتر مطالعـات انجـام گرفتـه در ). 2002، 11و رابینسون10مالفورد(مفاهیم شیمیایی دارند ةدربار

اند تا عالوه بر کشف و استخراج انواع تصـورات نادرسـت علمـی، منشـاء این زمینه تالش کرده

1. Particulate Nature of Matter2. Harrison3. Treagust4. Misconception5. Misunderstanding6. Naïve Conceptions7. Common Sense Understanding8. Alternative Conception9. Preconceptions10. Mulford11. Robinson

...دورهآموزان سال اول بررسی تصورات ذهنی دانش

١٣

1هایی را براي اصالح آنهـا و تغییـر مفهـومی ها را مشخص کرده و روشفهمیپیدایش چنین کج

.ارایه نماینددار و اثربخش شده و بر که مانع یادگیري معنیآموزان از عوامل مهمی هستنددانشفهمیکج

هـاي فهمیبنابراین کشف و استخراج کج. گذارندمنفی میتأثیرهاي باالتر تداوم یادگیري در پایهۀمطالعـ . آموزان و سپس تالش براي اصالح آنها از اهمیت بسیار زیـادي برخـوردار اسـت دانش

آموزان پایه اول متوسـطه در رابطـه بـا ماهیـت شهاي دانفهمیحاضر قصد دارد تا به بررسی کجها و راهبردهـایی را بـراي اصـالح آنهـا ها، روشفهمیاي ماده بپردازد و بعد از استخراج کجذره

.ارایه نمایدبیان مسئله و ضرورت انجام پژوهش

هاي علمی و ارتباط نزدیک آنها با زندگی انسانها سبب شده است تا الگوها و پدیدهةمشاهدعادات آنان را ان شکل گیرد و رفتارها، نگرشها و آموزتصورات ذهنی گوناگونی در ذهن دانش

اي هاي گذشته نقش تعیین کنندهدر ساخت الگوهاي ذهنی جدید، تجربه. تحت تاثیر قرار دهندهاي قبلی از تجربهکنند تا مفهوم جدید را به یکیهاي جدید تالش میدر یادگیريافراد . دارند

هاي قبلی، درك اولیه آموزان با انبوهی از عقاید و تصورات ذهنی، تجربهدانش. خود ارتباط دهندآیند و دانشی را که به به محیط آموزشی می... پیچیده یا ساده، ارزشهاي فرهنگی، اجتماعی و

هاي خود دانستهکنند؛ بلکه آن را متناسب با رشد ذهنی و پیشیابد کسب نمینتقال میآنها اشود، بلکه این خود نمیبنابراین انتقال دانش به طور مستقیم منجر به یادگیري . سازندمی

کنداست که دانش را به صورت سازمان یافته در ساخت شناختی خود ایجاد میآموز دانش).1997، 2نوسبام(

به . هاي روزمره آنها هستندها و تجربهمشاهدهۀآموزان، نتیجبسیاري از تصورات ذهنی دانش، در طول بازي در دوران کودکی ساخته »کندنیرو چگونه عمل می«که عنوان مثال، تصور این

تصور تواند به عنوان پیششود، مینیرو صحبت میةشود و زمانی که در کالس درس دربارمیبنابراین هنگام آموزش یک مفهوم جدید، آگاهی از دانش اولیه و . دگیري پیشین، نمایان شودیا یا

)1994، 1و هوو3کریشنان(آموزان ضروري است تک دانشتصورات ذهنی تک

1. Conceptual Changing2. Nussbaum3. Krishnan


١۴

اول متوسـطه در ۀآمـوزان پایـ نشـان داد کـه دانـش ) 1388(هاي بـدریان و کیـامنش بررسیهاي بررسی پاسخ. اندناکام بوده) 1(اي ماده در درس شیمی دار مفاهیم ماهیت ذرهیادگیري معنی

هاي گوناگونی فهمیهاي آزمون مفهومی پیشرفت تحصیلی نشان داد که کجآموزان به سؤالدانشآموزان معرفـی هاي دانشفهمیبه عنوان منشاء کجتوان عوامل زیادي را می. شوددر آنان دیده می

ها در زبان علمی و غیر علمـی ، مشترك بودن برخی از واژهاي گذشتههبه اعتقاد آنان تجربه. کردهاي علمـی بـه کـار بـرده شـده در کـالس درس، مـتن و مانند انرژي و کار، عدم توجه به واژه

.آموزان نقش دارندهاي دانشفهمیگیري کجهاي درسی و غیره، همگی در شکلتصاویر کتابها بتوانند در سه سـطح باید آنآموزان به یک درك صحیح از علم شیمی،دانشبراي رسیدن

بـدریان، (بـه یـادگیري بپردازنـد و نمـادي ) 2یا زیرمیکروسکوپی(مولکولی ،تفکر ماکروسکوپیعینـی رفتـار مـواد شـیمیایی و ة، مشـاهد 3در سطح تفکر ماکروسکوپی یا آزمایشـگاهی ). 1388

ورزي و مـرتبط سـاختن هاي دسـت هاي آزمایشگاهی، مهارتز فعالیتها با استفاده اتغییرات آنگیـري مـورد ها و نمادهاي ارائه شده در محتواي آموزشی با اشیاي فیزیکی و وسایل اندازهنظریه

).1شکل (نظر است

نماي آموزش دو بعدي شیمی در سه سطح تفکر).1(شکل

هاي شیمیایی، تغییرات انرژي و مواد شرکت کننده در واکـنش، پدیده، تبیین4در سطح نماديهاي ریاضی و نمادهاي شیمیایی همراه با حـل هاي علمی در قالب معادلهسرعت، تعادل و نظریه

. هدف اصلی آموزش شیمی است5مسئله و کاربرد اعداد

1. Hawe2. Sub-Microscopic3. Macroscopic or Laboratory Level4. Symbolic level5. Numeracy

ماکروسکوپی

نماديمولکولی


١۵

هـاي شـیمیایی و بـدیل هـا در ت هـا و مولکـول ها، یوندر سطح مولکولی، ساختار و رفتار اتمافزارهـاي هـا و نـرم هـا، مـدل دنیاي زیرمیکروسکوپی آنها با استفاده از نمودارها، جدولةمشاهد

هـا سازياي، شبیههاي رایانهشنوسیع از انیمیةاستفاد. سازي مجازي در دستور کار قرار داردشبیهو بـه تغییـر نگـرش ... ي و هاي مولکولی پویا، اجراي آزمایش در یک آزمایشـگاه مجـاز مدلو

ات شیمیایی صـورت چنین به تغییرها و همها، اتمها، یونآموزان در تجسم مولکولتوانایی دانش.شودگرفته در سطح مولکولی منجر می

آموزان در یـادگیري معنـادار مفـاهیم شـیمی، نـاملموس و یکی از دالیل عدم موفقیت دانشدر فراینـد یـاددهی و . له رفتار مواد در سطوح مولکولی اسـت انتزاعی بودن برخی مفاهیم از جمهایی روبرو هستند که به راحتی قابل ها و فرضیهآموزان با نظریهیادگیري شیمی، معلمان و دانش

هاي مولکولی و اتمی هسـتند ها و رفتار مواد شیمیایی که در اندازهبررسی ویژگی. تجسم نیستندهاي قوي نیز قابل مشاهده نیستند، اغلب مشـکل اسـت و سکوپو با چشم مسلح و حتی میکرو

هاي شیمیایی را به لحاظ محدودیت زمانی و یا همچنین برخی پدیده. گرددمیفهمیکجمنجر به آمـوزان بـراي شود تـا دانـش این امر سبب می.توان در آزمایشگاه مدرسه تجربه کردایمنی، نمی

اي و ذهنـی بـراي هاي ریاضی، فیزیکی، رایانهز انواع مدلتجسم رفتار مواد در سطح مولکولی، ابـراي درك مـدل نمونـه براي ). 2000، 1جانستون(مورد مطالعه استفاده نمایند ةسازي پدیدشبیه

اتمی تامسون، آن را به کیک کشمشی و براي درك مدل اتمی بـوهر، آن را بـه منظومـه شمسـی هاي شیمیایی با برخی رویدادهاي ملموس و تشبیه پدیدههااستفاده از آنالوگ. کنندسازي میشبیه

آموز، راهبردي است که نقش خود را در آمـوزش و یـادگیري برخـی مفـاهیم و آشنا براي دانشسـازي و در صـورت عـدم موفقیـت در شـبیه . انتزاعی و ناملموس شیمی به اثبات رسانده است

درك مناسـب و خته شده از طریق قیـاس، انطباق پدیده علمی مشاهده شده با الگوهاي ذهنی ساآموزان شکل نخواهد گرفت و در نتیجـه مفـاهیم جدیـد بـه از مفاهیم پایه در ذهن دانشدرستی).1981و نوسبام، 2نویک(کنندهاي شناختی مناسبی ارتباط پیدا نمیساخت

اي ماده، بایـد بـین دو سـطح تفکـر ماکروسـکوپی و یادگیري ماهیت ذره-در فرایند یاددهی. مولکولی و رفتارهاي عینی و انتزاعی ماده در دو سطح یاد شـده ارتبـاط مناسـبی برقـرار گـردد

1. Johnston2. Novick


١۶

هاي شیمیایی در سطح ماکروسکوپی شروع شده و عینی پدیدهةتواند از مشاهدچنین ارتباطی میتواند بـه درك چنین راهبردي می. فتارهاي انتزاعی مواد در سطح مولکولی منجر گرددبه تجسم ر

روش تدریس نامناسب و یا عدم دقـت کـافی در . درست مفهوم علمی مورد بررسی کمک نمایدآموزان در برقراري چنین ارتبـاطی نـاموفق شود تا برخی از دانشاجراي چنین راهبردي سبب می

).1991، 2و گیلبرت1اینگام(گردندفهمیکجاد دچار بوده و به احتمال زیهـاي انـدکی در حـوزه هاي به عمل آمـده مشـخص گردیـد کـه پـژوهش با توجه به بررسی

آمـوزان موضـوعی اسـت کـه کمتـر هاي دانشفهمیکجآموزش شیمی ایران انجام گرفته است و بـراي العـات مناسـبی را توانـد اط حاضـر مـی ۀمطالعـ .مورد کنکاش و بررسی قرار گرفته است

ریـزان آن، برنامـه عـالوه بـر . هاي تدریس خود بپردازندسازي شیوهمعلمان فراهم کند تا به غنیهـاي ایـن توانند از نتایج و یافتـه هاي درسی و طراحان آموزشی نیز میدرسی، نویسندگان کتاب

با این توضـیحات هـدف . مطالعه براي ارتقاي کیفیت سازماندهی محتواي آموزشی استفاده کننداول متوسـطه در رابطـه بـا ماهیـت ۀآموزان پایاصلی مطالعه حاضر بررسی تصورات ذهنی دانش

اصلی این مطالعه عبـارت سؤالبنابراین . هاي احتمالی آنها استفهمیکجاي ماده و استخراج ذرهماهیـت ةربـار هـایی د فهمـی کـج اول متوسطه چه تصورات ذهنـی و ۀآموزان پایدانش«: است از

»اي ماده دارند؟ذرهماهیت ماده، انبسـاط و : اي ماده شاملذرهۀنظریةبراي پاسخ به این سؤال، پنج موضوع دربار

ادهاي مـ خواري مواد، منشاء رنگ فلزات و کاربرد نظریه حالت ذرهانقباض مواد، خاصیت چکش:دادندهاي جزئی پژوهش را به شرح زیر تشکیل میانتخاب شدند که سؤال

ماهیت ماده چه تصوري دارند؟ةآموزان درباردانش-انبساط و انقباض مواد چه تصوري دارند؟ةآموزان درباردانش-خواري فلزات چه تصوري دارند؟آموزان در رابطه با خاصیت چکشدانش-منشاء رنگ فلزات چه تصوري دارند؟ ةآموزان درباردانش-اي مـاده و حرکـت اتفـاقی ذرات گازهـا حالـت ذره ۀآموزان در کـاربرد نظریـ توانایی دانش-

چگونه است؟

1. Ingham2. Gilbert


١٧

بررسی پیشینه پژوهشآمـوزان از تصورات ذهنـی دانـش ۀاي در زمیندر طول بیست سال گذشته، مطالعات گسترده

و هوسـون، 1هوسون(هاي آنان انجام گرفته است فهمیجکاي ماده و مفاهیم مرتبط با ماهیت ذره، 1998، 7؛ تــابر1997، 6؛ اشــمیت1994، 5و بــونس4؛ گابــل1992، 3؛ نخلــه1990، 2؛ زولــر1984).2010، 11؛ آیاس، اوزمن و چالیک2003، 10و آیاس9؛ اوزمن1999، 8پالمر

در ارتبـاط بـا مفـاهیم اي مـاده را آموزان از ماهیـت ذره ها درك دانشبرخی از این پژوهشآیاس، اوزمـن (اندمختلف شیمی مانند انرژي جنبشی مواد، حاللیت و تغییر شیمیایی مطالعه کرده

اي ماده را در فرایند تغییر حالت، آموزان از ماهیت ذرهبرخی دیگر درك دانش. )2010و چالیک، و 12؛ لیـو 1998تـابر، (انـد مد و بخـار بررسـی کـرده یعنی رفتار ذرات آب در سه حالت مایع، جا

ةکنند کـه انـداز آموزان پایه نهم فکر میهاي تابر نشان داد که اغلب دانشیافته). 2006، 13لسنیککنند که در حالت آنها تصور می.یابدذرات آب در تغییر حالت از جامد به مایع و گاز افزایش می

.شودو در حالت گازي شکل بزرگتر میذرات کوچکترةجامد اندازاي ماده دریافـت از ماهیت ذرهساله 12تا 9آموزان با بررسی تصورات دانش) 2006( 14بوز

وشوندناپدیدتوانندمیمواد«از نظر آنان . تصورات جالبی در مورد مواد و گازها دارندآنان که وي براي بررسی قانون پایستگی جـرم مـاده و . »ماندمیجايبرآنهابويومزهامابروندبیناز

آموزان پـس از چنـد دانش. پدیده تبخیر، مقدار اندکی مایع استون در یک ظرف در بسته قرار داددقیقه مالحظه کردند که استون موجود در داخل ظرف ناپدید شده است، اما بوي آن همچنان بـه

1. Hewson2. Zoller3. Nakhleh4. Gabel5. Bunce6. Schmidt7. Taber8. Palmer9. Özmen10. Ayas11. Çalik12. Liu13. Lesniak14. Boz


١٨

ی از تبخیر شدن مایع و پر کـردن فضـاي آموزان درك درستوي دریافت که دانش. رسدمشام می. داخل ظرف ندارند

. باشد، مشـکل اسـت که فضاي بین ذرات خالی میآموزان پذیرفتن اینبراي بسیاري از دانشجامد چه چیـزي ةبا طرح این سؤال که بین فضاي خالی ذرات یک ماد) 1981(نوویک و ناسبام

ساله معتقدند که بـین ذرات گـرد و خـاك 16تا 14آموزان وجود دارد، دریافتند که اغلب دانشهایی با دید علمی ماهیت چنین پاسخ. وجود دارد%) 40(خالء و%) 20(، غبار %)20(، هوا %)20(

مـدل پیوسـته . اي ماده سازگار نیست، بلکه بیشتر با مدل پیوسته بودن مـاده هماهنـگ اسـت ذره. هاي قبلی آنان سازگارتر استجربهآموزان ملموس و با تدانشبودن ماده براي بیشترانـد کـه در بررسـی تغییـرات نشـان داده ) 2004، 2؛ کاینـد 2000، 1سلی(ها برخی از پژوهش

کننـد آنهـا فکـر مـی . گیرنـد آموزان، قانون پایستگی جرم را نادیده میحالت ماده، برخی از دانشاشته و در تغییر حالت ماده از هاي جامد، مایع و گازي شکل با هم تفاوت دذرات ماده در حالت

کننـد کـه آموزان فکر میهمچنین برخی از دانش. رودجامد به مایع و سپس گاز، ماده از بین میو 5، برهیمـر 4، اندرسون3لی، ایچینگر(شوندحل شونده ذوب میةدر فرایند حل شدن، ذرات ماد

اي مـاده، در فراینـد ذوب یـا ماهیت ذرهۀاین در حالی است که طبق نظری). 1993، 6اسلیو بلککند؛ بلکه فقط به واسطه افزایش انرژي جنبشـی بـین ذرات، تبخیر، ماهیت ذرات ماده تغییر نمی

. شودفاصله و میزان نیروي جاذبه بین آنها دچار تغییر میسـاله نسـبت بـه پدیـده 17تـا 12آموزان در زمینه تصورات دانش) 2005(مطالعات چالیک

هـاي خـارج شـده از آب در آموزان معتقدند که حبابان داد که برخی از دانشجوشیدن آب نش. هستند) اکسیژن و هیدروژن(حال جوش مربوط به انرژي یا گازهاي حاصل از تجزیه آب

خـواري و حتـی آموزان خواص ماکروسکوپی مـاده نظیـر رنگـی بـودن، چکـش اغلب دانشهاي طال هـم آنان معتقدند که اتمبرخی از. دهندیرسانایی را به ذرات تشکیل دهنده آن نسبت مبه نظر آنان اگر ماده گرما یا الکتریسیته را انتقـال . همانند یک انگشتر طال، به رنگ طالیی هستند

1. Selley2. Kind3. Eichinger4. Anderson5. Berheimer6. Blakeslee


١٩

خـوار اسـت و بـر اثـر همچنین چون فلز آهن چکش. کنندهاي آن نیز این کار را میدهد، اتممیخوار بوده و بر اثر ضربه تغییـر شـکل هاي آن هم چکشمدهد، پس باید اتضربه تغییر شکل می

).2005، 1چالیک، آیاس و ایبنزر(بدهند اوزمـن و آیـاس، (هـاي درسـی هسـتند ها، کتـاب فهمییکی از عوامل پیدایش این نوع کج

هـاي درسـی علـوم به عنوان مثال، در بیان ماده و ساختمان آن، مثال معروفـی در کتـاب ). 2003هاي کوچکتر اگر یک سکه مسی را به تکه«: راهنمایی به شرح زیر آورده شده استتجربی دوره

رسید که دیگر قابل تقسیم شدن نیستند؛ اما هنوز تقسیم کنید، در نهایت به ذرات مجزاي مس مییـک مـاده ةترین ذرها هستند که به عنوان کوچکاین ذرات همان اتم. هاي مس را دارندویژگی

آمـوزان دانش). 85، ص1997، 4و ماتا3، استالی2ویلبراهام(» را حفظ کرده استهنوز خواص آن . هاي مختلفی دارند که منظور نظر نویسـنده نبـوده اسـت گیريبا خواندن این متن تصور و نتیجه

خـوار نیسـتند و الکتریسـته را از خـود عبـور هـا چکـش باید توجه داشت که ذرات مجزاي اتـم .کند که چنین برداشتی داشته باشندآموزان را ترغیب مینویسنده دانشدهند؛ اما جمله نمی

روش شناسی پژوهشزمینه مطالعه-الف

اي ماده یکی از مفاهیم اصلی در آموزش علوم تجربی به ویژه حالت ذرهۀاز آنجایی که نظریهـاي فیزیکـی و ، درك بسـیاري از پدیـده )2003، 7و راز6، اسـمیت 5اسنیر(شود شیمی تلقی می

آموزان باید با استفاده از این نظریـه، خـواص دانش. اي استشیمیایی منوط به درك چنین نظریهتـأثیر فیزیکی و شیمیایی مواد، رفتار مواد به صورت مجزا و ترکیب شده، تغییرات حالـت مـواد،

ادي و تجمیع یافته، انرژي جنبشی و انـواع حرکـت تغیرات دما بر مواد، رفتار ماده در حالت انفر. ماده را مورد بررسی قرار دهند

1. Ebenezer2. Wilbraham3. Staley4. Matta5. Snir6. Smith7. Raz


٢٠

آمـوزان بـا بررسی کتابهاي درسی علوم تجربی نشان داده است کـه آشـنایی مقـدماتی دانـش اي ماده از پایه پنجم ابتدایی شروع شده و در دوره راهنمایی ادامـه داشـته و در حالت ذرهۀنظری

راهبرد طـرح مفـاهیم مـرتبط بـا . گرددبا بحث پیرامون ساختار اتم تکمیل میسال دوم متوسطه اي ماده، حرکت از حالـت ماکروسـکوپی مـواد بـه حالـت زیرمیکروسـکوپی و حالت ذرهۀنظری

. مولکولی استدر کتابهـاي درسـی علـوم تجربـی پایـه پـنجم ابتـدایی و سـپس سـه پایـه دوره راهنمــایی،

ماده، مفهوم اتم، مولکول، عنصر، ترکیب و تغییرات فیزیکی و شـیمیایی آموزان با ساختمان دانشحالـت ۀاول دوره متوسطه که یک دوره عمومی اسـت، کاربردهـاي نظریـ ۀدر پای. شوندآشنا می

در این پایه مفاهیمی مـرتبط . مطرح شده است» شیمی براي زندگی«اي ماده در کتاب درسی ذرههـاي بازیـابی آنهـا، شـیمی آلـی و رفتار گازها، مواد جامد و شـیوه با آب و رفتار مایعات، هوا و

اي ماده به نمـایش گذاشـته حالت ذرهۀهاي نفتی مطرح شده و به وفور کاربردهاي نظریفراوردهتـري از نیاز براي طرح مفاهیم پیشرفتهاي ماده به عنوان پیشحالت ذرهۀبنابراین نظری. شده است

.ر محسوب شده استهاي باالتشیمی در پایهنمونه آماري پژوهش-ب

هاي توصـیفی اسـت کـه تـالش پژوهش حاضر رویکردي کاربردي دارد و از دسته پژوهشبازرگـان، (آمـوزان را بررسـی و توصـیف نمایـد کند تا میزان درك و تصـورات ذهنـی دانـش می

ۀان پسـر پایـ آمـوز نفر از دانش3241جامعه آماري این پژوهش شامل ). 1383حجازي و سرمد، دوز از توابـع اسـتان متوسطه شهرسـتان اصـالن ةاول متوسطه مشغول به تحصیل در مدارس دور

آموزان پسـر نفر از دانش80نمونه آماري پژوهش را . است1389-90اردبیل در سال تحصیلی .گیري در دسترس از سه آموزشگاه مرکزي شهر انتخاب شدنددهند که به روش نمونهتشکیل می

ها و همچنین وضعیت فرهنگی، اجتماعی و اقتصادي اغلب آنهـا نمرات سال قبل بیشتر آزمودنی.مشابه یکدیگر بود

آوري اطالعاتابزار جمع-پآموزان وجـود هاي دانشفهمیهاي زیادي براي بررسی و توصیف درك مفهومی و کجروش

هـاي مفهـومی، انجـام نقشـه هـاي تشخیصـی انشـایی، رسـم هاي بازپاسـخ، آزمـون آزمون. داردهایی از ساختار یافته، رسم نقاشی و اجراي آزمونهاي عملکردي، نمونههاي عمیق و نیمهمصاحبه


٢١

این پژوهش در). 2008، 1کوز(شوندآموزان محسوب میهاي توصیف درك مفهومی دانششیوهنیمـه سـاختار یافتـه ۀهاي تشخیصـی انشـایی و انجـام مصـاحب از دو روش رسم نقاشی، آزمون

انشـایی ةاز آنجایی که روش رسم نقاشی اطالعات بیشتري در مقایسه با شیو. استفاده شده استاین پژوهش بر رسـم نقاشـی در ۀ، تاکید اولی)2010و چالیک، 2درهگوك(دهد در اختیار قرار می

مـورد ةتبط بـا پدیـد آموزان بعد از رسم نقاشی مـر دانش. ابتداي برگزاري آزمونهاي مفهومی بوددر صـورت . کردنـد ال، توضیحاتی را براي توصیف نقاشی خود به صورت انشایی ارایـه مـی ؤس

گرفت تـا اي با آنان انجام میآموزان، مصاحبهنامشخص بودن نقاشی و توضیحات برخی از دانش).2002و تریگوئست، 3کول(تر گردد جواب آنان شفاف

اي تشخیصی چنـد گزینـه هايالؤال بازپاسخ و سؤمل پنج سپرسشنامه تهیه شده مجموعاً شاآموزان از طریق رسم نقاشی و ارایه توضیحات به آنها اي ماده بود که دانشدر رابطه با حالت ذره

نفر متخصص آموزش شـیمی نشـان 5براي تعیین روایی محتوایی ابزار، آن را به . دادندپاسخ میبراي سنجش پایایی ابزار ساخته شده، ابتدا پرسشـنامه در بـین .یید رسیدأداده و محتواي آن به ت

سـپس نظـرات آنـان . آموزان خارج از نمونه آماري به صورت آزمایشی اجرا شدنفر از دانش30تعیـین 82/0آماري از طریق فرمول آلفـاي کرانبـاخ، اعتبـار آن ۀگردآوري شده و پس از محاسب

.شداي مـاده را هاي نظریه حالت ذرهرسشنامه که برخی ویژگیهاي در نظر گرفته شده در پسؤال

هـا نیازمنـد رسـم نقاشـی و سؤالبرخی از . اندآورده شده1داد، در جدول مورد ارزیابی قرار می.اي هستندبه صورت چند گزینه) 4و 1هاي الؤس(توضیحات هستند و برخی دیگر ئۀارا

پاسخ به آنهاةشیوهاي مختلف آزمون تشخیصی و سؤال).1(جدول

الؤسویژگی مورد سنجشالؤنوع س1آموزان از ماهیت مادهتصور دانشاي و رسم نقاشیچند گزینهسؤالیک

2انبساط و انقباض موادةآموزان دربارتصور دانشبازپاسخ و رسم نقاشیسؤالیک 3خواري موادچکشآموزان در رابطه با خاصیت تصور دانشبازپاسخ و رسم نقاشیسؤالیک

4منشاء رنگ موادةآموزان درباردرك دانشاي با پاسخ تشریحییک سؤال چند گزینه

اي ماده و حالت ذرهۀآموزان در کاربرد نظریتوانایی دانشبازپاسخ و رسم نقاشیسؤالیک 5حرکت اتفاقی ذرات گازها

1. Kose2. Gokdere3. Coll


٢٢

-45آموزان در مدت زمـان اجراي آزمون در شرایط عادي کالس و بدون اطالع قبلی دانش

ها به قصد پژوهش آموزان اطمینان داده شد که آزمونبه دانش. دقیق به مورد اجرا گذاشته شد40

بعـد از . ي در نمرات درس شـیمی آنهـا نـدارد تأثیرآنها محرمانه بوده و ۀگیرند و نتیجانجام می

هـاي آنـان، سازي برخـی پاسـخ آموزان جهت شفافنفر از دانش21اي آزمون تشخیصی، با اجر

.نامه درج گردیدمصاحبه انجام گرفت و نظرات آنان در کنار پاسخ

هاشیوه تجزیه و تحلیل داده-ت، 2، گرزیبووسـکی 1آموزان، از روش ارزیابی مفهـومی آباراهـام براي ارزیابی میزان درك دانش

هـاي رسـم شـده هاي تشریحی و نقاشیدر این روش، پاسخ. استفاده شد) 1992(4اركو م3رنرشرح . گیرندفهمی و عدم درك قرار میآموزان در چهار دسته؛ درك کامل، درك جزئی، کجدانش

:بندي به شرح زیر استاین دسته.هایی که شامل تمامی اجزاي قابل قبول پاسخ هستندپاسخ: درك کامل-.هایی که شامل حداقل یکی از اجزاي قابل قبول پاسخ هستندپاسخ:درك جزئی-هاي نادرست، غیر منطقی و غیر علمـی هسـتند و هـیچ پاسخهایی که شامل پاسخ: فهمیکج-

.کدام از اجزاي پاسخ درست را ندارندرا سـؤال کنـد کـه مفهـوم هایی که در آن پاسخ دهنده به وضوح اشاره مـی پاسخ: عدم درك-

. دهده میئداند و یا پاسخ غیرمرتبط ارادرك نکرده است، جواب آن را نمیبندي آنها مطابق با چارچوب ذکـر شـده، بـراي آموزان و دستههاي دانشبعد از بررسی پاسخ

اي انجـام آمـوزان مصـاحبه هاي گنگ و نامفهوم، بـا برخـی از دانـش تر شدن برخی پاسخروشنبنـدي و تصـحیح در دسـته . نامـه مربوطـه اضـافه گردیـد بـه پاسـخ گرفت و جواب روشن آنان

آموزان، دو پژوهشگر به صورت مستقل از هم، کار ارزیابی را انجام دادنـد و هاي دانشنامهپاسخگردید، ارزیاب سوم کـار قضـاوت را تکمیـل در مواردي که تفاوتی بین نظرات آنان مشاهده می

. گرفـت گیري انجام میوت، از طریق مذاکره کار تصمیمکرده و در صورت مشکل بودن کار قضا

1. Abraham2. Grzybowski3. Renner4. Marek


٢٣

بعـد از . ي داشـتند أهـا بـا هـم اتقـاق ر درصدپاسخ95الزم به ذکر است که ارزیابان در بیش از . ها، میزان درصد آنها منطبق بر چارچوب ذکر شده تنظیم گردیدبندي پاسخدستههاي پژوهشیافته

آموزان در هاي دانشاي تشخیصی و میزان درصد پاسخهنتایج به دست آمده از اجراي آزمون

بندي درك کامل، درك جزئی، کج فهمی و عدم درك تنظیم شد و سپس مورد تجزیه چهار دسته

آمـوزان بـه صـورت مجـزا هاي دانـش ها و پاسخسؤالدر ادامه هر کدام از . و تحلیل قرار گرفت

.اندمورد بحث و بررسی قرار گرفته

آموز خواسته شد تا تصـویر قطعـه کـوچکی از فلـز مـس را در هار دانشاز چ:اولسؤال2هاي آنان در جدول نقاشی. درجه سلسیوس رسم کنند4سطح زیرمیکروسکوپی و دماي

هاي علمی مطابقـت دارد؟ اگـر فکـر کدام یک از آنها بیشتر با نظریه. نشان داده شده است.با رسم نقاشی توضیح دهیدکنید که همه آنها نادرست است، نظر خود رامی

تصاویر قطعه کوچکی از فلز مس در سطح میکروسکوپی).2(جدول آموزدانش 1 2 3 4

تصاویر

هاتوصیف .ماده پیوسته استماده حاوي ذرات ریزي است و هیچ فضایی بین آنها

.وجود ندارد

ماده حاوي ذرات ریزي است که

ساکن هستند و بین آنها فضاي خالی

.داردوجود


ساکن نیستند و بین نها فضاي خالی آ

.وجود داردهاي انتخاب شده و یا رسم شده همراه با توضـیحات آموزان در قالب نقاشیهاي دانشپاسخ

آموزان بـر حسـب تعـداد و هاي دانشپاسخ. قرار گرفتتکمیلی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل .نشان داده شده است3ها در سطوح یادگیري مختلف در جدول میزان درصد پاسخ


٢٣

بعـد از . ي داشـتند أهـا بـا هـم اتقـاق ر درصدپاسخ95الزم به ذکر است که ارزیابان در بیش از . ها، میزان درصد آنها منطبق بر چارچوب ذکر شده تنظیم گردیدبندي پاسخدستههاي پژوهشیافته

آموزان در هاي دانشاي تشخیصی و میزان درصد پاسخهنتایج به دست آمده از اجراي آزمون

بندي درك کامل، درك جزئی، کج فهمی و عدم درك تنظیم شد و سپس مورد تجزیه چهار دسته

آمـوزان بـه صـورت مجـزا هاي دانـش ها و پاسخسؤالدر ادامه هر کدام از . و تحلیل قرار گرفت

.اندمورد بحث و بررسی قرار گرفته

آموز خواسته شد تا تصـویر قطعـه کـوچکی از فلـز مـس را در هار دانشاز چ:اولسؤال2هاي آنان در جدول نقاشی. درجه سلسیوس رسم کنند4سطح زیرمیکروسکوپی و دماي

هاي علمی مطابقـت دارد؟ اگـر فکـر کدام یک از آنها بیشتر با نظریه. نشان داده شده است.با رسم نقاشی توضیح دهیدکنید که همه آنها نادرست است، نظر خود رامی

تصاویر قطعه کوچکی از فلز مس در سطح میکروسکوپی).2(جدول آموزدانش 1 2 3 4

تصاویر

هاتوصیف .ماده پیوسته استماده حاوي ذرات ریزي است و هیچ فضایی بین آنها

.وجود ندارد


ساکن هستند و بین آنها فضاي خالی

.داردوجود


ساکن نیستند و بین نها فضاي خالی آ

.وجود داردهاي انتخاب شده و یا رسم شده همراه با توضـیحات آموزان در قالب نقاشیهاي دانشپاسخ

آموزان بـر حسـب تعـداد و هاي دانشپاسخ. قرار گرفتتکمیلی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل .نشان داده شده است3ها در سطوح یادگیري مختلف در جدول میزان درصد پاسخ


٢۴

آموزان همراه با توضیحات تکمیلی در رابطه با ماهیت مادههاي دانشپاسخ: ).3(جدول

سطح یادگیري

دانش آموزانردیفماهیت مادهتصورات دانش آموزان در رابطه با

تعداددرصد1.ماده پیوسته است00/2016کج فهمیدرك جزئی

25/2117اي بین آنها وجود ماده از ذراتی تشکیل شده است که فاصله

.ندارد2

درك جزئی

25/2621ماده از ذراتی تشکیل شده است که ساکن بوده و بین آنها

.فاصله وجود دارد3

50/3226درك کاملماده از ذراتی تشکیل شده است که ساکن نیستند و بین آنها

.فاصله وجود دارد4

5-00/00عدم درك

ۀبـا انتخـاب گزینـ ) درصد20(آموزانشود، برخی از دانشدیده می3همانطور که در جدول از نظـر . فهمـی هسـتند اي ماده ندارند و دچار کـج اول نشان دادند که درك درستی از حالت ذره

5/32کـه با وجود آن. اي استآنان، قطعه کوچک فلز مس حالت پیوسته دارد و فاقد هر نوع ذرهدرصد آنان با انتخاب 5/47را انتخاب کردند، اما در مجموع ) 4گزینه (درصد آنان پاسخ درست

ایـن گـروه از . اي مـاده ندارنـد ، نشـان دادنـد کـه درك کـاملی از ماهیـت ذره 3و 2هاي زینهگدرصد آنان معتقد بودنـد 25/21اي ماده اشاره کرده بودند؛ اما آموزان با اینکه به ماهیت ذرهدانش

درصد آنان علی رغم باور به وجود فاصـله 25/26اي وجود ندارد؛ ولی که بین ذرات مس فاصله.حرکت تصور کرده بودندبین ذرات مس، آنها را ساکن و بی

اول سـؤال کوچک فلز مس دچار تغییر دما گردد، در تصویر انتخـابی ۀاگر تک:دومسؤالدرجـه 40و -20افتد؟ شکل جدید ذرات مـس را بـه ترتیـب در دماهـاي چه اتفاقی می

.سلسیوس رسم کرده و ویژگی هر شکل را توضیح دهیدهاي رسم شده، همراه بـا توضـیحات تکمیلـی، مـورد آموزان در قالب نقاشیهاي دانشپاسخ

آموزان بر حسـب تعـداد و میـزان درصـد هاي دانشپاسخ. بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت.نشان داده شده است4ها در سطوح یادگیري مختلف در جدول پاسخ

آموزان همراه با توضیحات تکمیلی در رابطه با انبساط و انقباض مادههاي دانشپاسخ.)4(جدول


٢۵


دانش آموزانردیفتصورات دانش آموزان در رابطه با انبساط و انقباض ماده

تعداددرصد1.شوندذرات مس منبسط یا منقبض می50/2218کج فهمی

50/4738کج فهمیشوند و فضاي بین آنها منبسط یا منقبض میذرات مس

.شودبیشتر یا کمتر می2

3.شودهنگام انبساط بر تعداد ذرات افزوده می50/1714کج فهمیدرك کامل

50/1210در دماي باال حرکت ذرات مس بیشتر شده و درنتیجه با

.گیردافزایش فاصله بین آنها انبساط صورت می4

5-00/00عدم درك

پاسـخ ئـۀ بـا ارا ) درصـد 5/22(آموزانشود، برخی از دانشدیده می4همانطور که در جدول پاسخ ردیف دوم نشان دادند که درك درستی از ئۀبا ارا) درصد5/47(ردیف اول و برخی دیگر

از نظر آنان هنگام انبسـاط و یـا انقبـاض فلـز . فهمی هستنداي ماده ندارند و دچار کجحالت ذرهاي ماده در تضاد است، زیـرا این امر با ماهیت ذره. شوندمس، ذرات آن بزرگتر و یا کوچکتر می

آمـوزان درصـد دانـش 5/17حـدود . شودار تغییر نمیکه اندازه ذرات هنگام انبساط یا انقباظ دچمعتقد بودند که در دماي باال بر تعداد ذرات افزوده شده و در دماي پـایین از تعـداد آنهـا کاسـته

فهمی قرار کجةاین پاسخ نیز در زمر. گرددشود و این امر باعث انبساط و انقباض فلز مس میمیعلـت انبسـاط و انقبـاظ مـواد دچـار ةآموزان دربـار دانشدرصد 5/87بنابراین در مجموع . داردتوضـیحات درسـت نشـان ئۀآموزان با رسم و ارادرصد دانش5/12با این حال . فهمی هستندکج

دادند که در دماي باال حرکت ذرات مس بیشتر شده و درنتیجه با افزایش فاصله بین آنها انبساط رات کنـدتر شـده و بـا کـاهش فاصـله بـین آنهـا، در دماي پایین نیز حرکـت ذ . گیردصورت می

.انقباض صورت می گیرداي فلز مس ضربه وارد شود، تصویر انتخـاب شـده در اگر با چکش بر قطعه:سومسؤالشکل جدید ذرات مس را در سطح مولکولی رسم کـرده و . کنداول چه تغییري میسؤال

.ویژگی آن را توضیح دهیدهاي رسم شده، همراه بـا توضـیحات تکمیلـی مـورد قالب نقاشیآموزان در هاي دانشپاسخ

آموزان بر حسـب تعـداد و میـزان درصـد هاي دانشپاسخ. بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت.نشان داده شده است5ها در سطوح یادگیري مختلف در جدول پاسخ


٢۶

آموزان همراه با توضیحات تکمیلی در رابطه با خاصیت چکش خواري مادههاي دانشپاسخ).5(جدول


تصورات دانش آموزان در رابطه با خاصیت چکش خواري دانش آموزانماده

ردیفتعداددرصد

1.یابدشکل ذرات تغییر می25/4133کج فهمی2.رونددرهم فرو میذرات مس فشرده شده و50/3730کج فهمیدرك کامل

50/1210گیرند، اما اندازه و ذرات مس آرایش جدیدي به خود می.کندفاصله بین آنها تغییر نمی

3

4تصورات دیگر75/87عدم درك

پاسـخ ئـۀ با ارا) درصد25/41(آموزانشود، برخی از دانشدیده می5همانطور که در جدول پاسخ ردیف دوم نشان دادند که درك درستی از ئۀبا ارا) درصد5/37(ردیف اول و برخی دیگر

اي از از نظر آنان هنگام ضـربه زدن بـر قطعـه . فهمی هستنداي ماده ندارند و دچار کجحالت ذره. شـود میترکه ذرات در هم فرو رفته و فلز مس متراکمکند؛ یا اینفلز مس، شکل ذرات تغییر می

ذرات و فاصله بین آنها در اثر ضـربه ةاي ماده در تضاد است، زیرا که اندازاین امر با ماهیت ذرهتوضـیحات مناسـب ئـۀ آموزان با رسم شـکل و ارا درصد دانش5/12حدود . شوددچار تغیر نمی

نشان دادند که در اثر ضربه چکش، ذرات سازنده فلـز مـس تغییـر آرایـش داده و ضـمن حفـظ نفـر از 7، سـؤال در پاسـخ بـه ایـن . گیرنـد ذرات، آرایش جدیدي به خـود مـی ةفاصله و انداز

هاي نامناسب نشـان دادنـد کـه درك توضیحات و رسم شکلئۀبا ارا) درصد75/8(آموزان دانش.خواري ماده و وضعیت ذرات سازنده آن ندارندتی از خاصیت چکشدرس

اي بـودن مـاده هاي زیـر از دیـدگاه علمـی و ماهیـت ذره یک از گزینهکدام:چهارمسؤال.تر است؟ دلیل انتخاب خود را توضیح دهیددرست.اي استفلز مس همواره به رنگ قهوه-.اي هستندسازنده آن قهوهاي است؛ زیرا که ذرات فلز مس به رنگ قهوه-اي است؛ اما ذرات سازنده آن بی رنگ هستند و منشاء رنگ آن فلز مس به رنگ قهوه-

. شودبه تجمع ذرات سازنده و ارتباط آنها با یکدیگر مربوط میآموزان همراه با توضیحات تکمیلی مـورد بررسـی و تجزیـه و تحلیـل قـرار هاي دانشپاسخ

هـا در سـطوح یـادگیري موزان بر حسب تعداد و میـزان درصـد پاسـخ آهاي دانشپاسخ. گرفت.نشان داده شده است6مختلف در جدول


٢٧

آموزان همراه با توضیحات تکمیلی در رابطه با منشاء رنگ مادههاي دانشپاسخ).6(جدول


ردیفتصورات دانش آموزان در رابطه با منشاء رنگ مادهدانش آموزان تعداددرصد

اي است، حتی قطعات فلز مس همواره به رنگ قهوه50/2218کج فهمی1.کوچکتر آن نیز به همین رنگ هستند

اي اي رنگ است و منشاء این رنگ به قهوهفلز مس قهوه00/6552فهمیکج2.شودبودن ذرات سازنده آن مربوط می

75/87درك کاملرنگ ذرات آن بیاي رنگ است؛ اما فلز مس قهوه

هنگامی که ذرات مس در کنار هم قرار . هستند.شوداي نمایان میگیرند، رنگ قهوهمی

3

4تصورات دیگر75/33عدم دركپاسـخ ئـۀ بـا ارا ) درصـد 5/22(آموزانشود، برخی از دانشدیده می6همانطور که در جدول دوم نشان دادنـد کـه درك درسـتی از پاسخ ردیف ئۀارابا ) درصد65(ردیف اول و برخی دیگر

اي فلـز مـس بـه از نظر آنان منشاء رنگ قهوه. فهمی هستنداي ماده ندارند و دچار کجحالت ذرهاین امر با . شودآن مربوط می) هاي مساتم(رنگی بودن قطعات کوچکتر مس و یا ذرات سازنده

فیزیکی اسـت و -شیمیةیک پدیداي ماده در تضاد است، زیرا که رنگی بودن مواد، ماهیت ذرهآن ةبه جذب و بازتابش نور مربوط بوده و ارتباط چندانی به رنگی بودن یا نبـودن ذرات سـازند

. نداردتوضیحات مناسب نشان دادند که ذرات سازنده فلـز ئۀاراآموزان با درصد دانش75/8حدود

ه و ارتبـاط آنهـا بـا یکـدیگر اي فلز مس به تجمع ذرات سازندرنگ هستند و رنگ قهوهمس بیاي مـاده ذرهۀاین توضیح کامالً علمی بوده و با دیدگاههاي پذیرفته شده در نظری. شودمربوط می

.مطابقت دارداگر نیمی از آن را از ظـرف . مقداري گاز اکسیژن در ظرف دربسته قرار دارد:پنجمسؤال

توضیح رسم ئۀاراهاي اکسیژن موجود در داخل ظرف را با خارج کنیم، وضعیت مولکول. کنید

هاي رسم شده، همراه بـا توضـیحات تکمیلـی مـورد آموزان در قالب نقاشیهاي دانشپاسخآموزان بر حسـب تعـداد و میـزان درصـد هاي دانشپاسخ. رفتبررسی و تجزیه و تحلیل قرار گ

. نشان داده شده است7ها در سطوح یادگیري مختلف در جدول پاسخاي مادهآموزان همراه با توضیحات تکمیلی در رابطه با کاربرد ماهیت ذرههاي دانشپاسخ).7(جدول


٢٨


رسم ۀنموندانش آموزانشده

وزان در کاربرد ماهیت آمتصورات دانشاي مادهذره

ردیفتعداددرصد

1.کنندذرات گاز اکسیژن فضاي ظرف را پر می50/5242درك جزئی

ذرات گاز اکسیژن فضاي ظرف را پر نکـرده و 50/1210کج فهمیبه علت نیروي جاذبه زمین، در ته ظرف جمع

.شوندمی

2

ذرات گاز اکسیژن در داخل هواي موجـود در 75/1815درك کاملداخل ظرف پخش شده و تمام فضا را اشـغال

.کنندمی

3

ذرات اکسیژن فضاي ظرف را پر نکـرده و بـه 25/1613کج فهمیعلت سبک بودن گازها، در باالي ظرف جمـع

.شوندمی

4

بـا رسـم تصـویر ) درصـد 5/52(آموزانشود، بیشتر دانشدیده می7همانطور که در جدول مربوط به ردیف اول نشان دادند که به علت حرکت دائمی گازها و تمایل آنها براي پخش شـدن

آمـوزان شود؛ اما این دسته از دانـش و اشغال حجم بیشتر، همه فضاي ظرف با گاز اکسیژن پر میگازهاي دیگري نظیر هوا و یا گـرد و خـاك نیـز از قبـل در ،نداشتند که عالوه بر اکسیژنتوجه

75/18(آمـوزان نفـر از دانـش 15حـال بـا ایـن . تر اسـت داخل ظرف بوده و گزینه سوم درستسـؤال توضیحات مناسـب، پاسـخ درسـتی بـه ئۀاراو 3با رسم تصویر مربوط به ردیف ) درصد.دادند

نشان دادنـد کـه درك درسـتی از ماهیـت ) درصد75/28مجموعاً (آموزان نشاما برخی از داآمـوزان، ذرات گـاز بـه اعتقـاد ایـن گـروه از دانـش . فهمی هستنداي ماده ندارند و دچار کجذره

درصد آنان 5/12اما جالب توجه است که . کنندتوانند تماي فضاي داخل ظرف را پر اکسیژن نمیذرات گاز اکسیژن به علت نیروي جاذبه زمـین، ، معتقد بودند که2نه با رسم شکل مربوط به گزی

، اعتقـاد 4درصد آنان با رسم شکل مربوط به گزینه 25/16همچنین . شونددر ته ظرف جمع می.شوندداشتند که به علت سبک بودن گازها، ذرات گاز اکسیژن در باالي ظرف جمع می

گیريبحث و نتیجه


٢٩

آمـوزان پایـه اول متوسـطه در هاي پژوهش مالحظه گردید، دانشیافتههمانطور که در بخش اي مـاده و مفـاهیم مـرتبط بـا آن از جملـه کاربردهـاي ایـن نظریـه در درك رابطه با ماهیت ذره

. شـماري هسـتند فهمـی بـی هاي فیزیکی و شـیمیایی، عـالوه بـر درك جزئـی، داراي کـج پدیدهآورده 8آمـوزان در جـدول توضیحی و ترسیمی دانشهايهاي پژوهش و پاسخبندي یافتهجمع

.شده استآموزان در هر کدام از سطوح یادگیريهاي دانشدرصد پاسخ).8(جدول

عدم درك (%)

فهمی کج(%)

درك جزئی (%)

درك کامل (%)

موضوع مورد بررسیشماره سؤال

1آموزان از ماهیت مادهتصور دانش00/2050/4750/32-

-50/87-50/12انبساط و انقباض ةآموزان دربارتصور دانش

مواد2

75/875/78-50/12آموزان در رابطه با خاصیت تصور دانش

خواري فلزاتچکش3

4منشاء رنگ فلزاتةآموزان درباردرك دانش75/350/87-75/8

-75/2850/5275/18حالت ۀآموزان در کاربرد نظریتوانایی دانش

اي ماده و حرکت اتفاقی ذرات گازهاذره5

اول پـژوهش در زمینـه سـؤال آموزان به دانششود، پاسخدیده می8همانطور که در جدول فهمی هسـتند و یـا اي ماده نشان داد که تعداد قابل توجهی از آنان یا دچار کجبررسی ماهیت ذره

توان دریافت که تعداد زیادي از آنـان بنابراین می. اي ماده دارندکه درك جزئی از ماهیت ذرهاینو ) 1998(هـاي جانسـون ا یافتـه باین نتیجه . اي ماده داراي اشکاالتی هستنددر درك ماهیت ذره

. اي مـاده مطابقـت دارد مبنی بر وجود مشکالت زیاد در درك مفهـوم ماهیـت ذره ) 1992(نخله اي ماده را بـاور آموزان اصالً ماهیت ذرهدهد که اغلب دانشهاي هر دو پژوهشگر نشان مییافته

ایـن امـر منشـاء بسـیاري از . ننـد کبودن ماده اسـتفاده مـی نداشته و به جاي آن از ماهیت پیوستهنمونـه بـراي . شونداي ماده نمایانگر میهاي پیرامون ماهیت ذرههایی است که در بحثفهمیکج

امانی تهرانی، دانشفر، شمیم، حسـینی، پزشـپور، رسـتگار، فرنـوش، (در علوم تجربی پایه پنجم هـا بـه هـم مـد، مولکـول در مـواد جا «: آمده اسـت )18، ص 1388معتمدي، الوندي و ارشدي،

توانند آزادانه از ها نمیدر مواد جامد مولکول. رباینددیگر را میترند و با نیروي زیادي همنزدیکبه همین علت، شکل و حجم مواد ;لرزندجایی به جاي دیگر بروند و فقط در سر جاي خود می


٣٠

اي ر شده به صـراحت بـه ذره که در مفهوم ذکبا آن. »کندجامد ثابت است و خودبخود تغییر نمیآمـوزان در با آن که دانشهاي این پژوهش نشان داد، بودن ماهیت ماده اشاره شده است؛ اما یافته

اند به درك جـامع و کـاملی اند، اما هنوز نتوانستهاي ماده آشنا شدهتر با ماهیت ذرههاي پایینپایهاي مـاده زود هنگام بحث انتزاعی ماهیت ذرهیکی از علل این امر طرح . از این نظریه دست یابند

این امر منجر به . آموزان هماهنگی نداردتر است که با سطح رشد شناختی دانشهاي پاییندر پایه). 2006بوز، (شود هاي بعدي میمنفی آن در یادگیريتأثیرفهمی و پیدایش کج

از ) درصـد 5/12(تعداد اندکی شود که دوم مالحظه میسؤالهاي مربوط به در بررسی پاسخآن و افـزایش ةانبساط و انقباض ماده را به حرکـت ذرات سـازند ةاند پدیدآموزان توانستهدانش

ئـه اراهـایی را پاسـخ ) درصد5/87(در مقابل تعداد زیادي از آنان . ها ارتباط دهندفاصله بین اتمنمونـه بـراي . ذرات سازنده آن داردکردند که نشان از ارتباط دادن خواص ماکروسکوپی ماده به

فلـز (ذرات سـازنده مـاده ةهاي خود نشان دادند که با افزایش دما، انـداز برخی از آنها در نقاشیآمـوزان در برخـی از دانـش . یابد و این امر عامل اصـلی فراینـد انبسـاط اسـت افزایش می) مس

شتر از تعداد آنهـا در حالـت انقبـاض هاي خود تعداد ذرات ماده را هنگام انبساط بسیار بینقاشیاین یافته با بسیاري از مطالعات قبلی مبنی بر . نشان دادند و قانون پایستگی ماده را نادیده گرفتند

آموزان به قانون پایسـتگی جـرم در بررسـی تغییـرات فیزیکـی همخـوانی دارد عدم توجه دانشهـا فهمـی این نـوع کـج ). 1985، 2و فریبرگ1اوسبورن;1993لی و همکارانش، ;2000سلی،(

آمـوزان، بایـد بـراي هاي روزمره دانـش دار هستند و به علت تکرار در فعالیتبسیار قوي و ریشه).2006، 4و راندال3اونوو(اصالح و تغییر مفهومی آنها تالش زیادي کرد

دوم از چند جهـت هاي اول وسؤالسوم پژوهش و ارتباط آن با سؤالآموزان به پاسخ دانشجـواب (کردند ماده پیوسته است آموزانی که فکر مینخست، بسیاري از دانش. قابل بررسی است

دوم، سـؤال در اینجا نیـز ماننـد . ماده را تغییر دادندهاي خود تنها شکل تودة، در نقاشی)1سؤالآمـد بـه نظـر خـواري مـاده کـار اعتقاد به پیوسته بودن ماهیت ماده در توجیه خاصـیت چکـش

اي بـودن مـاده اعتقـاد داشـتند، تصـورات بسـیار آموزانی که بـه ماهیـت ذره رسد، زیرا دانشمی

1. Osborne2. Freyberg3. Onwu4. Randal


٣١

ایـن امـر نشـان از . آموزان معتقد به ماهیت پیوسته بودن ماده داشـتند تري نسبت به دانشپراکندهودنـد کـه در آموزان معتقـد ب برخی از دانش. اي ماده داردماهیت ذرهۀعدم کاربست مناسب نظری

شوند و شکل خود را از دست اثر وارد شدن ضربه به قطعه کوچکی از فلز مس، ذرات آن له میبـه اعتقـاد . ي مس تفاوتی قایـل نیسـتند هاي مس و تودهاین افراد بین اتم). عدم درك(دهند می

ین عقیده آموزان بر اتعدادي از دانش. شودآنان، خواص ماکروسکوپی ماده از ذرات آن ناشی میشـوند و یـا از هـم دور شـده و پراکنـده بودند که در اثر ضربه ذرات فلز مس به هم فشرده مـی

شود که در آن برخی ها و مشاهدات روزمره ناشی میاین تصور از فعالیت). عدم درك(شوندمی).2004کایند، (شوندکه فشرده میاز مواد در اثر ضربه خرد شده و یا این

. هسـتند فهمی کجآموزان دچار چهارم، مالحظه گردید که بیشتر دانشسؤالخ در بررسی پاساي فلـز اي هستند و رنگ قهوهفلز مس به رنگ قهوهةبرخی از آنان معتقد بودند که ذرات سازند

یکـی از عوامـل مـوثر در پیـدایش ایـن نـوع . شـود مس نیز از رنگ ذرات سازنده آن ناشی مـی هاي درسی جهـت آمیز در کتابهاي نادرست و ابهامسازيها و شبیهوگ، استفاده از آنالفهمیکج

در ایـن . اي مـاده اسـت هاي شیمیایی و مفاهیم مرتبط با ماهیت ذرهآموزش ساختار ماده، واکنشهاي مختلف نشان دیگر، آنها را با رنگهاي مختلف از یکها، اغلب براي متمایز کردن اتمآنالوگ

بـراي ) 2010(2و بـین 1دونالـد مـک . رنگ هستندها اصوالً بیاست که اتماین درحالی. دهندمیهاي مختلـف ، پیشنهاد نمودند که به جاي استفاده از رنگفهمیکججلوگیري از پیدایش این نوع

.ها، بهتر است که از نمادهاي شیمیایی آنها استفاده به عمل آیددر نشان دادن اتمپـنجم نشـان داد کـه از نظـر برخـی از سـؤال آمـوزان بـه هـاي دانـش تجزیه و تحلیل پاسخ

اند و فضاي بین ذرات با هـوا یکنواخت قرار گرفتهۀآموزان، ذرات گازي شکل در یک زمیندانشهـاي موجـود در یـک ظـرف سربسـته را بـه گـاز برخی از آنان،. یا یک گاز دیگر پر شده است

درصد زیادي از آنان بر این عقیده بودند کـه بعـد . صورت ساکن و بدون حرکت در نظر گرفتندآمـوزان تعدادي از دانش. کنداز خارج شدن نیمی از گاز، گاز باقی مانده جاي خالی آن را پر نمی

این کار آنها دو نکتـه را نمایـان . کشیده بودندتر از اندازه قبل هاي خود ذرات را بزرگدر نقاشی: سازدمی

1. MacDonald2. Bean


٣٢

.تر شده و تغییر شکل دهندتر و یا بزرگتوانند کوچکذرات می-خواهند به هر نحوي آن پذیرش وجود فضاي خالی بین ذرات گازي شکل سخت است و می-

. را با ذرات دیگري پر کنند، اما آنها براي پر کردن فضاي خـالی ذرات که نیمی از گاز داخل ظرف خارج شده استنبا آ

. کنند و تعداد ذرات نسبت به حالت اول نصف شده نیست؛ بلکه بیشتر اسـت دیگري را رسم میگیرنـد و این کار نشانگر این نکته است که آنها قـانون پایسـتگی جـرم مـاده را نیـز نادیـده مـی

.ز بین بروندتوانند به وجود آیند و امعتقداند که ذرات به راحتی میآموزان که در مصاحبه شرکت کرده بودند، گازها وزن ندارند و یا اگـر از نظر برخی از دانش

برخی دیگر عدم . شوندوزنی هم داشته باشند، بسیار کم است، در نتیجه در باالي ظرف جمع میو 1ویـک این کج فهمی توسط نو. دهندموجود بین آنها نسبت میۀسقوط ذرات را به نیروي دافع

آمـوزان بـراي توجیـه انباشـته دانشبرخی دیگر از . گزارش شده بود1981نیز در سال 2ناسباومشدن ذرات گاز در ته ظرف، از وجود نیروي جاذبه بین ذرات و یا نیري جاذبـه زمـین، و بـراي

ایـن . آوردنـد توجیه پخش یکنواخت ذرات در فضاي داخل ظرف از نیروي دافعه سخن به میان مطابقـت ) 2006(و بـوز ) 2002(، هریسـون و تریگوئسـت )1998(هاي جانسون جه یا یافتهنتی

.داردهـاي فهمـی کـج آموزان سـال اول متوسـطه هاي مطالعه حاضر نشان داد که دانشدر کل یافته

سـازي شـده، توانند در بسـیاري از مـوارد شـبیه آنها نمی. اي ماده دارندماهیت ذرهةزیادي دربارتوان بـه عنـوان عوامل مختلفی را می. اي بودن ماده را بخوبی مورد کاربست قرار دهندهذرنظریه

آموزان در سال هاي قبـل، انتزاعـی هاي دانشآموختهپیش. معرفی کردهایی فهمیکجمنشاء چنین ـ بودن مفاهیم و عدم تناسب محتـواي علمـی ارا آمـوز، ه شـده بـا سـطح رشـد شـناختی دانـش ئ

نیازهـا و ارتباطهـاي طـولی و عرضـی مناسب محتواي آموزشی بدون رعایت پـیش سازماندهی ناهـاي نامناسـب توسـط معلمـان، همگـی از سـازي ها و شبیهمناسب و همچنین استفاده از آنالوگ

.شوندآموزان محسوب میدر دانشفهمی کجعوامل پیدایش

1. Novick2. Nussbaum


٣٣

. اي اسـت هاي جداگانـه نیازمند پژوهشفهمیکجهاي اصالح و شیوهفهمی کجبررسی منشاء هاي درسی، تمام مفاهیم چـالش برانگیـز و مسـتعد ایجـاد لیف کتابأریزي و تباید هنگام برنامه

هاي تشخیصی و تکـوینی و آگـاهی استفاده از ارزشیابی. آموزان بررسی شوندفهمی در دانشکجکنـد تـا کمـک مـی آموزان نسبت به مفـاهیم چـالش برانگیـز، معلمان از دیدگاهها و عقاید دانش

ریـزان درسـی، تواند به برنامـه هاي این پژوهش مییافته. هاي تدریس مناسبی اتخاذ نمایندروشهاي درسی شیمی و علوم تجربـی دوره آمـوزش عمـومی و همچنـین معلمـان نویسندگان کتاب

ماهیت یادگیري مفاهیم مرتبط با -شیمی کمک نماید تا در راستاي ارتقاي کیفیت فرایند یاددهی.اي ماده گام بردارندذره

منابعمحمود؛ دانشفر، حسین؛ شمیم، محمد علی؛ حسـینی، احمـد؛ پزشـپور، محمـد علـی؛ امانی تهرانی، -

، )1388(رستگار، طاهره؛ فرنوش، بتول؛ معتمدي، اسفندیار؛ الوندي، حسـین و ارشـدي، نعمـت اهللا ریـزي کتابهاي درسی، سازمان پژوهش و برنامـه علوم تجربی پنجم دبستان، اداره کل چاپ و توزیع

.آموزشیهاي تحقیق در علوم رفتاري، انتشارات روش). 1383(بازرگان، عباس؛ حجازي، الهه و سرمد، زهره -

.آگاه، تهران.، آموزش شیمی، انتشارات مبناي خرد، تهران)1388(بدریان، عابد -لیف أریزي و تاز برنامه درسی شیمی دفتر برنامه، ارزشیابی )1388(بدریان، عابد و کیامنش، علیرضا -

ریـزي آموزشـی، وزارت آمـوزش و هاي درسی، طرح پژوهشـی، سـازمان پـژوهش و برنامـه کتاب.پرورش

- Abraham, M. R., Grzybowski, E. B., Renner, J. W., & Marek, E. A.(1992). Understandings and misunderstandings of eight graders of fivechemistry concepts found in textbooks. Journal of Research in ScienceTeaching, 29(2), 105–120.

- Ayas, A.; Özman, H and Çalik, M. (2010), Students’ Conceptions of theParticulate Nature of Matter at Secondary and Tertiary Level,International Journal of Science and Mathematics Education, 8 (1), 165-184.

- Boz, Y. (2006). Turkish pupils’ conception of the particulate nature ofmatter. Journal of Science Education and Technology, 15, 203-213.


٣۴

- Çalık, M. (2005). A cross-age study of different perspectives in solutionchemistry from junior to senior high school. International Journal ofScience and Mathematics Education, 3, 671–696.

- Çalık, M., Ayas, A. & Ebenezer, J.V. (2005). A review of solutionchemistry studies: Insights into students’ conceptions. Journal of ScienceEducation and Technology, 14(1), 29-50.

- Coll, R. K., & Treagust, D. F. (2002). Learners’ use of analogy andalternative conceptions for chemical bonding: A cross-age study.Australian Science Teachers’ Journal, 48(1), 24–35.

- Gabel, D. L., & Bunce, D. M. (1994). Research on Problem Solving:Chemistry. In D. Gabel (Ed.), Handbook of research on science teachingand learning (pp. 301–326). New York: Macmillan.

- Gokdere, M & Çalık, M. (2010). A cross-age study of Turkish students'mental models: An "Atom" concept. Didactica Slovenica-PedagoskaObzorja, 25(2), 185-199.

- Harrison, G. A. & Treagust, F. D. (2002). The particulate nature of matter:Challenges in understanding the submicroscopic world, In J.K. Gilbert, O.De Jong, R. Justi, D. F. Treagust, & J. H. Van Driel (Eds.), ChemicalEducation: Towards research-based practice. Dordrect, Kluwer, Academic,189-212.

- Hewson, P. W., & Hewson, M. G. (1984). The role of the conceptualconflict in conceptual change and the design of science instruction.Instructional Science, 13, 1–13.

- Ingham A.M. and Gilbert J.K., (1991). The use of analogue models bystudents of chemistry at higher education level, International Journal ofScience Education, 13, 193-202.

- Johnson, P. (1998). Progression in children's understanding of a basicparticle theory: a longitudinal study. International Journal of ScienceEducation, 20, 393-412.

- Johnstone, A. H. (2000). Teaching of Chemistry: Logical or Psychological,Chemistry Education: Research and Practice, 1(1), 9- 15.

- Kind, V. (2004), Beyond appearances: students’ misconceptions aboutbasic chemical ideas, Durham University, 9-13.

- Köse, S. (2008), Diagnosing Student Misconceptions: Using Drawings as aResearch Method, World Applied Sciences Journal, 3(2), 283-293.

- Krishnan, R. K. & Howe, A. C. (1994). The mole concept: Developing aninstrument to assess conceptual understanding. Journal of ChemicalEducation, 71(8), 653–655.

- Lee O., Eichinger D.C. Anderson C.W., Berheimer G.D. and BlakesleeT.D., (1993), Changing middle schools students’ conceptions of matter andmolecules, Journal of Research in Science Teaching, 30, 249-270.


٣۵

- Liu, X. & Lesniak, K. (2006). Progression in children’s understanding ofthe matter concept from elementary to high school. Journal of Research inScience Teaching, 43, 320-346.

- MacDonald, T. & Bean, A. (2010). Adventures in the subatomic universe:An exploratory study of a scientist-museum physics education project.Public Understanding of Science, Online First published on April 13, 2010as doi: 10.1177/0963662510361417.

- Mulford, D. R., & Robinson, W. R. (2002). An inventory for alternateconceptions among firstsemester general chemistry students. Journal ofChemical Education, 79(6), 739–744.

- Nakhleh M. B. (1992). Why some students don’t learn chemistry: chemicalmisconceptions, Journal of Chemical Education, 69, 191-196.

- Novick S. & Nussbaum J. (1981), Pupils’ understanding of the particulatenature of matter: a cross-age study, Science Education, 65, 187-196.

- Nussbaum J. (1997). History and philosophy of science and thepreparation of constructivist teaching: The case of particle theory. In J.J.Mintzes, J.H. Wandersee & J.D. Novak (Eds.), Teaching science forunderstanding (pp. 165-194). San Diego: Academic Press.

- Onwu, O. M., & Randall, E. (2006), some aspects of students’understanding of a representational model of the particulate nature ofmatter in chemistry in three different countries, Chemistry EducationResearch and Practice, 7 (4), 226-239.

- Osborne, R., &. Freyberg, P. (1985). Learning in Science: The implicationsof children's science. Auckland: Heinemann.

- Özmen, H., & Ayas, A. (2003). Students’ difficulties in understanding ofthe conservation of matter in open and closed-system chemical reactions.Chemistry Education: Research and Practice, 4(3), 279–290.

- Palmer, D. H. (1999). Exploring the link between students’ scientific andnonscientific conceptions. Science Education, 83, 639–653.

- Schmidt, H. J. (1997). Students’ misconceptions: Looking for a pattern.Science Education, 81, 123–135.

- Selley, N. (2000). Student's spontaneous use of a particulate model fordissolution. Research in Science Education, Vol. 30, 389-402.

- Snir, J., Smith, C. L., & Raz, G. (2003). Linking phenomena withcompeting underlying models: A software tool for introducing students tothe particulate model of matter. Science Education, 87, 794–830.

- Taber, K. S. (1998). An alternative conceptual framework from chemistryeducation. International Journal of Science Education, 20(5), 597–608.

- Wilbraham, A.C., Staley, D.D., & Matta, M.S. (1997). Chemistry (4th ed.)Menlo Park, CA: Addison-Wesley.


٣۶

- Zoller, U. (1990). Students’ misunderstandings and misconceptions incollege freshman chemistry (general and organic). Journal of Research inScience Teaching, 27(10), 1053–1065.

-

بررسي تصورات ذهني دانشآموزان سال اول دوره متوسطه در...

Documents

Transcript of بررسي تصورات ذهني دانشآموزان سال اول دوره متوسطه در...