1-1 مقدمه:

توسعه‌ی فناوری اطلاعات و ارتباطات در برنامه های آموزش و پرورش، گامی مؤثر و ماندگار بوده که توانسته تحول کیفی در اهداف، برنامه‌ها، روش‌ها و شیوه‌ها ایجاد کند و در نتیجه اثربخشی آموزش و پرورش را به دنبال داشته باشد. پیش بینی می‌شود با توسعه فناوری، رؤیاهای دیرینه و مشکلات لاینحل از قبیل کاربردی کردن آموزش و پرورش، تمرکز بر توانایی و نیازهای یادگیرندگان، نهادینه کردن دانش آموز محوری و تغییر نقش معلم به عنوان راهنما و بالأخره اصالت بخشیدن به آموزش مادام‌العمر محقق می‌شود (حیدری و همکاران، 1389، ص 104).

آموزش به شیوه‌ی چند رسانه ای در دهه های اخیر پیشرفت فزاینده ای را در آموزش ایجاد کرده و باعث شده که امروزه آموزش چند رسانه ای در جوامع صنعتی با کمک انقلاب الکترونیکی پیشرفت بسیار نماید، همچنین اختراع رایانه و رشد فزاینده آن موجب جلب توجه مسئولان و برنامه ریزان آموزشی گردیده است (عسگری و همکاران، 1388، ص 174). لذا آموزش از طریق رایانه یکی از مباحث اصلی برنامه ریزی در بسیاری از کشورهای جهان شناخته شده و سرمایه گذاری های فراوانی در مورد ابعاد گوناگون طراحی، اجرا و ارزیابی آن انجام می گردد (دبرا[1] 2001، به نقل از شیخ زاده، 1383، ص 68).

آموزش با استفاده از رایانه و ابزارهای الکترونیکی در مباحث مشکل و سنگین آموزشی نظیر ریاضی، هندسه، علوم، زبان انگلیسی و … مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است. در این میان، از آنجا که تدریس هندسه در مدارس اکثر کشورها به تشخیص، بررسی و تحقیق، نامگذاری، توصیف، دسته بندی، اندازه گیری، روابط میان شکل ها در فضای دو بعدی یا سه بعدی، استدلال کردن، به کارگیری هندسه مختصاتی و تبدیل های هندسی و به کارگیری ایده ها و روابط هندسی در ریاضیات تأکید می کند (ریحانی و همکاران، 1389، ص 153). و با توجه به این که این موضوعات در سطوح بالای حیطه های یادگیری قرار می گیرند، آموزش هندسه به روش های معمول نتایج چندان خوشایندی به دنبال ندارد. لذا آموزش صحیح هندسه به شیوه هایی از آموزش نیازمند است که مبتنی بر فعالیت های عملکردی فراگیران، به کارگیری مهارت های سطح بالای تفکر و علاقه ی آنان باشد. ضمن اینکه این روش ها باید به گونه ای باشد، که امکان دستکاری، تغییر و چرخش اشکال هندسی را به شکل عملی برای فراگیران امکان پذیر سازد و در عین حال برای آنها جالب و جذاب باشد.

در میان رسانه ها و ابزارهای موجود، استفاده از انیمیشن بهتر از هر رسانه ی دیگری، این شرایط را برای فراگیران فراهم می نماید. پارک و گیتلمن[2] (1992) اعتقاد دارند که هر روش آموزشی موفق، از جمله چند رسانه ای ها، باید قادر باشند توجه دانش آموزان را جلب نمایند. انیمیشن، از طریق به کارگیری حرکت و رنگ، شیوه ای جالب برای ارتقاء سطح علاقه ی دانش آموزان، مخصوصاً برای کودکان مقاطع ابتدایی است (لارج[3]، 1996، ص 12).

انیمیشن بخش مهمی از چند رسانه ای هاست (مایر و چاندلر[4]، 2001، ص 390)، که سه ویژگی تجسم، حرکت و خط سیر را در محیط آموزشی برای فراگیران به ارمغان می آورد (رایبر[5]، 1990، ص 77). و می تواند در نمایش تصویری 5 نقش آموزشی بر عهده داشته باشد: به عنوان یک راهنمای توجه، به عنوان یک وسیله در نشان دادن رفتارهای عملکردی یا رویه ای، به عنوان بازنمایی دانش در زمینه های نیازمند حرکت، به عنوان یک مدل وسیله ای برای نمایش یک تصویر ذهنی از عملکرد سیستمی که به طور مستقیم قابل مشاهده نیست، و به عنوان یک قیاس بصری یا مرجع استدلال برای درک مفاهیم انتزاعی (ریاض و زمان[6]، 2011، ص 2).

بر این اساس این مطالعه در تلاش است تا با ساخت یک مجموعه انیمیشن آموزشی در قالب یک درس افزار، و با بهره گیری از هر 5 نقش آموزشی آن، مهارت های هندسی را به دانش آموزان پایه ی ششم ابتدایی آموزش دهد. لذا هدف اصلی این مطالعه بررسی تأثیر انیمیشن های آموزشی مفاهیم هندسی بر ارتقاء سطح مهارت های هندسی دانش آموزان است.

1-2 بیان مسئله:

رشد تکنولوژی در چند دهه اخیر از دو بعد فنی و امکان دسترسی، از جمله ی دلایلی هستند که باعث شده اند با وجود شک و تردیدهای اولیه در مورد نقش کامپیوتر در تدریس و یادگیری ریاضی، هر چه زمان به جلوتر می رود و تکنولوژی فراگیرتر می شود، جهان شاهد کم رنگ شدن این تردیدها باشد (حیدری قزلجه و گویا، 1391، ص 84). اهمیت استفاده از فناوری برای تقویت یادگیری ریاضی در حال حاضر به طور وسیعی شناخته شده است. در سیاست برنامه ی درسی ریاضی (1990) در استرالیا، ترویج استفاده از تکنولوژی برای تقویت یادگیری دانش آموزان و گسترش فهم آنان از مفاهیم ریاضی شروع گردید. معنی اسناد این سیاست ملی، در بیانیه برنامه درسی دولت و ایالت های مختلف و خلاصه در مطالبی بازتاب می شود که در حال حاضر این دستور، تشویق به استفاده از فناوری های دیجیتال را در ریاضیات دوره متوسطه مجاز می کند (بننیسون و گاس[7]، 2010، ص 31).

آموزش مبتنی بر کامپیوتر، فرصت هایی را برای دستکاری انواعی از استراتژی های آموزشی فراهم می نماید که با سایر رسانه ها یا امکان پذیر نیست و یا بسیار مشکل است (پارک و گیتلمن، 1992، ص 27). از این رو، بسیاری معتقدند که چندرسانه ای ها، به عنوان فناوری یادگیری قدرتمند، پتانسیلی قوی برای افزایش یادگیری انسان، ارائه می نمایند (شی و چن[8]، 2009، ص 1297). پژوهش ها نیز نشان داده اند که مواد چند رسانه ای موجب استحکام مواد آموزشی از طریق ساختارهای نمایشی پویا (اشیاء در حال حرکت) شده و موجب غلبه بر نارسایی تفکر انتزاعی می شوند. لذا روش پژوهشی که مواد چند رسانه ای را به عنوان ابزار مؤثر به کار می برد، قادر است سنجش اطلاعات و فرایند یادگیری افراد را تسهیل کند (مهرمحمدی، 1378).

این موضوع با به کارگیری نرم افزار آموزشی مبتنی بر انیمیشن های آموزشی که توسط معلمان و متناسب با اهداف آموزشی و همچنین نیازهای آموزشی فراگیران، صورت می گیرد باعث می گردد تا ضمن به کارگیری دو حس دیداری و شنیداری فراگیران در آموزش، با ایجاد شرایط آموزشی مستقیم، فراگیران را به فعالیت واداشته و سبب ارتقاء سطح مهارت های یادگیری آنان گردد. این مطلب با توجه به تئوری های شناختی، سازنده گرایی و محرک پاسخ (رفتارگرایی)، تبیین های مختلفی برای چرایی این مسأله که چرا انیمیشن های آموزشی باید در کلاس درس ارائه شود، دارد. بر اساس دیدگاه شناختی، انیمیشن های آموزشی با کمک به پردازش اطلاعات، باعث ارتقاء سطح یادگیری می شوند. از نقطه نظر سازنده گرایان، انیمیشن آموزشی می تواند با ایجاد بازنمایی و واقعی سازی های متعدد از دانش انتزاعی برای دانش آموزان، آن‌ها را در ساخت یک مدل ذهنی به شکل فعال، کمک نماید و بر این اساس، منجر به یادگیری کارآمد گردد. و از دیدگاه رفتارگرایان انیمیشن آموزشی رفتارهای بعدی فراگیران را تحریک می کند (ونگ، 2010، ص 11).

رایبر[9](1990) معتقد است که تصاویر به طور کلی، چه متحرک (انیمیشن) و چه ثابت، تنها زمانی می توانند تسهیل کننده ی یادگیری باشند که، با مواد و موضوعاتی که می خواهیم آموزش بدهیم در تجانس کامل باشند. آموزش مفاهیم هندسی به دلیل آنکه نیازمند دستکاری، چرخش، تغییر مکان، تغییر شکل، اندازه گیری و … است از جمله ی مفاهیمی است که به سهولت می تواند توسط آموزش با استفاده از انیمیشن، پوشش داده شود. بر اساس شواهد موجود، مفاهیم هندسی در مقطع ابتدایی از جمله ی مشکل ترین مفاهیم آموزشی است. به گونه ای که در دهه های گذشته، نارضایتی از برنامه ی درسی هندسه و افت عملکرد تحصیلی فراگیران در هندسه و ریاضی، موضوع پژوهش های زیادی بوده است (ادلفوس[10]، 2011؛ بتیکو[11]، 2001؛ سالایو[12]، 1995؛ اسافرهینتی[13]،  1986).

به کارگیری چند رسانه ای ها و بخصوص انیمیشن برای آموزش ریاضی و مفاهیم هندسی، بیانگر نتایج امیدوار کننده و در عین حال متفاوتی است. از جمله ی این مطالعات، می توان به مطالعه ی قیصری (1392) اشاره کرد که در آن اثربخشی انیمیشن های آموزشی را بر یادگیری مفاهیم هندسی در دو سطح متوسط و مشکل شناختی، مثبت گزارش نموده است. ریحانی و همکاران (1388) نقش نرم افزارهای هندسه ی پویا را در فعال سازی طرحواره های مرتبط و مناسب تر، تشویق فرد به استفاده از راهبردهای حل مسأله، تأثیر مثبت در نحوه ی کنترل فرآیند حل و باورهای فرد، توانایی های حل مسأله به ویژه ساخت حدس های منطقی و خلاقانه، مثبت ارزیابی نموده اند. کوسا و کاراکاس[14] (2010) تأثیر نرم افزار سه بعدی بر یادگیری هندسه ی تحلیلی فضایی را بسیار مفید گزارش نموده اند. یازلیک و اردهان[15] (2012) در بررسی تأثیر نرم افزار هندسه پویا با عنوان «کابری[16]» در آموزش هندسه، نشان دادند که دانش آموزان آموزش دیده با این نرم افزار از عملکرد بهتری برخوردار بوده اند. گمبری[17] و همکاران (2014) در بررسی انیمیشن های کامپیوتری بر یادگیری مفاهیم هندسی در قیاس با روش سنتی، نشان دادند که افراد آموزش دیده با انیمیشن، عملکرد بهتری در حل مسائل هندسی داشته اند.

اگر چه از نظر و دیدگاه تئوریکی، استفاده از انیمیشن های آموزشی در آموزش مفاهیم مختلف و متعدد آموزشی و از جمله در آموزش هندسه دارای فواید و مزایای زیادی است، اما در بخش میدانی موضوع به دلایل همچون هزینه بری، احتیاج به تخصص جهت تهیه انیمیشن ها، و زمان بری بالا، بسیاری از پژوهشگران وارد این عرصه نگشته اند. بر این اساس سؤال و مسأله ی اصلی این مطالعه، طراحی و تولید انیمشن آموزشی مفاهیم هندسه و بررسی تأثیر آن بر مهارت های هندسی دانش آموزان پایه ششم ابتدایی است.

1-3 اهمیت و ضرورت انجام تحقیق:

امروزه در سیستم آموزشی نوین، یادگیری که پیش تر به اندوختن دانش به وسیله ی یادگیرنده و پردازش اطلاعات خاص معطوف بود، جای خود را به خلق دانش نوین از سوی یادگیرنده داده است (رضوی، 1386). لذا اندیشه ی استفاده از وسایل کمک آموزشی، رسانه ها و رایانه ها تقریباً جهانی شده است و بیشتر کشورهای جهان سرمایه گذاری های کلانی در این زمینه انجام داده اند. چرا که این گونه امور به امر تدریس کمک می کنند، انگیزه و آگاهی به وجود می آورند و بر سرعت فرآیند یاددهی و یادگیری می افزایند. اگر چه اندیشه ی آموزش به کمک کامپیوتر نخستین بار توسط اسکینر در مقاله ای با عنوان «علم و یادگیری و هنر آموزش» در سال 1954 مطرح گردید، اما از آن تاریخ، پژوهشگران و اندیشمندان زیادی این حوزه از آموزش را مورد توجه قرار داده اند (کرمی گزافی و همکاران، 1388).

در دهه های اخیر تلاش های زیادی در نهادهای آموزشی صورت گرفته تا روش های کلیشه ای و سنتی آموزشی جای خود را به روش های تازه و بدیع و مبتنی بر نیازهای فردی و اجتماعی دانش آموزان دهد. آنان را خلاق و تولید کننده علم و دانش پرورش داده و دریچه های نوینی را در زمینه علوم و تکنولوژی در کشور بگشاید. اما علی رغم تمامی زحمات و هزینه های سنگینی که آموزش و پرورش متحمل شده است، هنوز شاهد تدریس علم به شیوه سنتی و معلم محوری هستیم. در قریب به اتفاق مدارس کشور، هیچ تغییری در زمینه تدریس و ارزشیابی و … دیده نمی شود.

اهمیت توجه به روشهای نوین آموزشی و استفاده از تکنولوژی های نوین آموزشی در آموزش مفاهیم مشکل آموزشی نظیر ریاضیات و هندسه دو چندان است. چون مطالعه ی هندسه به دانش آموزان در توسعه مهارت تصور کردن، تفکر انتقادی، شهود، حل مسأله، تخمین زدن، اثبات قیاسی، بحث منطقی و تعقل فضایی کمک می کند و هم چنین فهم خیلی از اصول علمی نیاز به آگاهی هندسی دارد. اهمیت آموزش هندسه یکی کاربردی بودن آن و دیگری تاریخی بودن آن است و یکی از شاخه های ریاضی است که پایه ای برای ریاضیات جدید و مدل سازی در سایر علوم است. همچنین لزوم آموزش هندسه برای این است که هندسه به عنوان یک علم جدا نیست و داشتن آگاهی هندسی به درک شاخه های دیگر ریاضی نظیر (نمودار ون، نظریه گراف، مطالعه توابع، نمایش کسر، نمایش آماری و …) مدل سازی در سایر علوم مهندسی، شیمی، زیست شناسی، فیزیک، نجوم، هنر، تکنولوژی ساخت، طراحی مهندسی و موقعیت یابی در جغرافی و … کمک می کند و همچنین بخشی از ریاضیات مدرسه ای است که هدفش توسعه مهارت های حل مسأله، استدلال و ارتباطات است (حبیبی، 1392، ص 85).

جایگاه ریاضی و هندسه در زندگی هر ملت از جمله ی موضوعاتی است که نمی تواند مورد تأکید قرار نگیرد، به دلیل آنکه با میزان توسعه ی هر ملت در ارتباط تنگاتنگ است (ادولفوس، 2011، ص 143). بنابراین هندسه در واقع زمینه ی همه ی علوم طبیعی و به نوعی زبان همه علوم است. ریاضی و به خصوص هندسه به عنوان یک ابزار هوش و هوشمندی در اختیار انسان قرار داشته و پیوسته خواهد داشت (رستگارپور و یداللهی، 1389، ص 65). امروزه تدریس هندسه از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا به عنوان ابزاری برای درک، توصیف و تعامل با فضایی که در آن زندگی می کنیم مورد توجه قرار می گیرد و از شهودی ترین و ملموس ترین بخش های ریاضیات به شمار می رود. بوسسکین در اهمیت تدریس هندسه دو دلیل بیان می کند:

هندسه به صورت منحصر به فردی ارتباط ریاضی را با دنیای واقعی برقرار می سازد.
هندسه به صورت منحصر به فردی در روشن ساختن ایده ها در دیگر عرصه های ریاضی تواناست (ریحانی و همکاران، 1389، ص 153).
بر اساس توضیحات ارائه شده، می توان گفت انجام مطالعات در حوزه ی ریاضی و هندسه موضوعی بسیار حیاتی در چرخه ی علمی هر کشور است. این موضوع مخصوصاً در مقطع ابتدایی به دلیل پایه ای بودن آموزش و یادگیری در آن و نیز استفاده از فناوری های نوین آموزشی نظیر رایانه، اهمیت و ضرورت مطالعاتی نظیر مطالعه ی حاضر را بیشتر و بهتر تبیین می نماید. در خصوص اثربخشی نتایج این مطالعه می توان گفت که نتایج این مطالعه می تواند آموزش مفاهیم و مهارت های هندسی را از دریچه ی نوینی نشان دهد و سبب تسهیل فعالیت های فرآیند یاددهی یادگیری این درس گردد و آن را به درسی شیرین و جذاب، بر خلاف دیدگاه کنونی بسیاری از دانش آموزان، تبدیل نماید.

1-4 اهداف پژوهش:

1-4-1 هدف کلی:

طراحی و تولید انیمیشن آموزشی مفاهیم هندسه
بررسی تأثیر انیمیشن های تولید شده بر مهارت های هندسی دانش آموزان مقطع ابتدایی
[1] Deborah

[2] Park & Gittelman

[3] Large

[4] Mayer & Chanler

[5] Rieber

[6] Rias & Zaman

[7] Bennison & Goos