بررسی اثرات استفاده از نرم افزار آموزشی جئوجبرا بر بدفهمی های دانش آموزان پایه دوم دوره متوسطه در مبحث توابع مثلثاتی

پیشینه و اهداف :

 پژوهش های گذشته در ایران به تاثیر استفاده از فناوری بر ارتقای یادگیری ریاضی دانش آموزان پرداخته است. در حالیکه پژوهشی در ارتباط با تاثیر استفاده از فناوری بر بدفهمی های ریاضی دانش آموزان صورت نپذیرفته است. این پژوهش به بررسی نقش استفاده از نرم افزار در ایجاد بدفهمی های ریاضی پرداخته است. بدین منظور تاثیر استفاده از نرم افزار جیوجبرا بر بدفهمی های مربوط به مقیاس زاویه، مفهوم زاویه مثلثاتی، مفهوم تناوب و مفاهیم حداقلی و حداکثری در مبحث توابع مثلثاتی در میان دانش آموزان پایه دوم دوره متوسطه دوم از طریق آزمون تشخیصی دولایه مورد پژوهش قرار گرفت. یکی از نوآوری های این پژوهش استفاده از آزمون تشخیصی دولایه برای کشف بدفهمی های حاصل از استفاده از نرم افزار است.

جامعه ی آماری این تحقیق کلیه ی دانش آموزان پایه دوم دوره متوسطه دوم شهرستان های گلبهار و گلمکان در سال تحصیلی 2015-2016 بوده است. سه کلاس از کلاس های دوم دبیرستان از دو مدرسه مختلف این شهرستان ها انتخاب و یکی از آن ها به عنوان گروه کنترل (40 دانش آموز) و دو کلاس دیگر به عنوان گروه آزمایش (26 دانش آموز) در نظر گرفته شد. ابزار اندازه گیری، پیش آزمون و پس آزمون (آزمون تشخیصی دولایه) بوده است. با مطالعه پیشینه تحقیق و استفاده از پاسخ های دانش آموزان در پیش آزمون، چهار دسته از بدفهمی ها شناسایی گردید که در نهایت، این بدفهمی ها با آزمون کای دو تحلیل گردید.

نتایج آزمون تشخیصی دولایه نشان داد که نرم افزار جیوجبرا در درک مفاهیمی چون تناوب و تشخیص مقدار اکسترمم های توابع مثلثاتی به دانش آموزان گروه آزمایش بسیار کمک کرده و مانع از بدفهمی های مرتبط با آن شده است.  بررسی پاسخ های دانش آموزان گروه کنترل که تدریس به روش سنتی برای آن ها صورت گرفت، نشان داد برخی از دانش آموزان نتوانستند دوره ی تناوب توابع مثلثاتی را محاسبه نمایند. این مشکل هم در محاسبه دوره ی تناوب توابع مثلثاتی به کمک نمودار و همه محاسبه آن به کمک ضابطه توابع مثلثاتی مشاهده شد.  از جمله نقاط قوت استفاده از نرم افزار می توان به مواردی همچون مشاهده های پرتکرار نمودارهای توابع مثلثاتی در محیط نرم افزار، امکان قرار دادن توابع مثلثاتی با مقادیر مختلف از متغیرهای ورودی برروی یک محور مختصات و مقایسه آن ها و دستکاری هایی که توسط خود دانش آموزان بر روی نمودارهای توابع مثلثانی انجام شد، اشاره کرد. نقاط قوت ذکر شده، باعث شدند از به وجودآمدن بدفهمی های دانش آموزان درمفاهیم تناوب و مقادیر حداقلی و حداکثری جلوگیری شود. در خصوص مفهوم زاویه ی مثلثاتی، بالعکس این نرم افزار تا حدی باعث ایجاد بدفهمی های بیشتر در گروه آزمایش شد، اما در جلوگیری از بروز بدفهمی های مربوط به مفهوم مقیاس زاویه، اثر معناداری از کاربرد نرم افزار مشاهده نگردید. به نظر می رسد به دلیل ماهیت مقیاس زاویه، که در آن تبدیل از رادیان به درجه (و یا بالعکس) به وسیله یک سری عملیات ریاضی انجام می شود، استفاده از جیوجبرا نتوانست بر بدفهمی های دانش آموزان در این قسمت تاثیری بگذارد.

نتایج این پژوهش نشان می دهد که معلمان باید نهایت دقت را در انتخاب و استفاده از ابزار کمک آموزشی در کلاس های درس به کار برده تا از به وجود آمدن بدفهمی های ریاضی به علت استفاده از ابزار کمک آموزشی حد الامکان جلوگیری شود. لذا توصیه می گردد پژوهشگران حوزه آموزش ریاضی و برنامه ریزان درسی حوزه ریاضی با انجام پژوهش های متعدد بر روی نرم افزارهای رایج مورد استفاده در کلاس های ریاضی، به شناسایی نقاط قوت و ضعف این ابزارها بیشتر پرداخته و نتایج آنها را در اختیار معلمان ریاضی قرار دهند. به اشتراک گذاری این نتایج به معلمان ریاضی کمک می نماید تا محتوای آموزشی خود را با توجه به نقاط قوت و ضعف این ابزارها، تطبیق دهند.