چکیده 

در بسیاري از کشورها، اهمیت فناوري نانو در عرصه هاي مختلف به خوبی درك شده است و آشنایی با این فناوري را از مقاطع پایه اي آغاز کرده و به آموزش آن می پردازند. با بررسی متون کتابهاي درسی در مقاطع مختلف تحصیلی مدارس، مشخص می شود که جاي مفاهیم فناوري نانو کم رنگ بوده و توجه به آن ضروري به نظر می رسد.

به دلیل گستردگی مباحث و مفاهیم در علوم نانو، در این پژوهش از میان دهها مفهوم، به یکی از این مفاهیم پرداخته شده است. یکی از مهمترین مفاهیم در علوم نانو، مفهوم خودآرایی است که در این پژوهش به تولید محتوي و آموزش این مفهوم پرداخته شده است. جامعه آماري این پژوهش کلیه دانش آموزان پسر پایه سوم دبیرستان رشته ریاضی و فیزیک در شهرستان پارسیان در سال تحصیلی 88-87 بوده و به دلیل محدودیت هاي پژوهشی از نمونه در دسترس که شامل 44 نفر به صورت یک گروه 21 نفره به عنوان گروه آزمایش و گروهی 23 نفره به عنوان گروه گواه، در اجراي طرح استفاده شده است. ابزارهاي تحقیق عبارتند از محتوایی که توسط محقق طراحی شده و همچنین آزمون هاي دانش و نظرسنجی. آزمون دانش در دو نوبت به صورت پیش آزمون و پس آزمون در ابتدا و انتهاي دوره برگزار گردید و سؤالات نظرسنجی نیز توسط 30 نفر از دانشجویان (و دبیران) کارشناسی ارشد آموزش علوم دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تکمیل شد. از شاخص هاي مرکزي و پراکندگی براي توصیف داده ها و از آزمون T براي آزمودن فرضیه ها استفاده شد.

نتایج پژوهش حاکی از مؤثر بودن محتواي تولید شده در جهت افزایش سطح دانش فراگیران و همچنین میزان آشنایی اندك دانشجویان (و دبیران) کارشناسی ارشد آموزش علوم دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی بود.

واژگان کلیدي: فناوري نانو، آموزش فناوري، خودآرایی، برنامه درسی

فهرست مطالب

فصل اول: طرح مسأله 

1-1 – مقدمه———————————– ——————————-2

1-2 – عنوان تحقیق————————————————- ————2

1-3 – بیان مسأله—————————————————– ———-2

1-4 – اهمیت و ضرورت انجام تحقیق————————————- ———-3

1-5 – اهداف تحقیق ————————————————————-5

1-6- سؤالات یا فرضیه هاي تحقیق———————————— ————6

1-7 – تعریف واژه ها و اصطلاحات————————————— ———–6

فصل دوم: مبانی نظري و پیشینه تحقیق 

2-1 -مقدمه——————————————————- ————9

2-2 – آموزش فناوري در دوره آموزش عمومی———————— —————-9

2-3 – ادغام فناوري در سایر موضوعات درسی———————– —————-12

2-4 – زیر ساخت هاي لازم جهت توسعه فناوري نانو در کشور———– —————13

2-5 – ایران و فناوري نانو ——————————————————–14

  • 6-معرفی فناوري نانو ——————————— ———————–15

2-7 – بررسی تحقیقهاي انجام شده ( تاریخچه ي آموزش مفاهیم علوم نانو) —————-15

فصل سوم: محتواي آموزشی  براي مفهوم خود آرایی در فناوري نانو و روش تحقیق 

  • – مقدمه —————————————————————–19
  • – روش تحقیق ————————————————————19
  • – جامعه آماري و روش نمونه برداري————— —————————-19
  • – ابزار هاي پژوهش ——————————————————–19

3-4 -1- طراحی محتوي ——————————————————–19

  • -2- ابزار اندازه گیري——————————————– ———–47
  • – طبقه بندي سؤالات پرسشنامه ———————————————-47

3-6- سنجش روایی و پایایی ابزار اندازه گیري———————— – ————–50

  • – نحوه جمع آوري اطلاعات ————————————————–51
  • – روش تجزیه و تحلیل داده ها ———————————————–51
  • فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها 
  • – مقدمه —————————————————————–53
  • – توصیف آماري داده ها—————————————– ————53

4-2 -1- تحلیل داده هاي گروه کنترل و آزمایش————— ———————-53

  • -2- تحلیل داده هاي آزمون نظرسنجی———————- ——————-61
  • – آمار استنباطی————————————————— ——–68
  • فصل پنجم: نتیجه گیري، بحث و پیشنهادها 
  • – مقدمه——————————————————— ——–71
  • – تجزیه و تحلیل نتایج تحقیق—————————————- ——–71
  • – بحث و بررسی————————————————— ——–75
  • – محدودیت ها————————————————— — ——-75
  • – پیشنهادهایی براي تحقیقات بعدي———————————- — ——-76
  • پیوست ها

پیوست شماره 1: طرح درس ها———————————- ———–      —–78

پیوست شماره2: سؤالات آزمون—————————————–   ———82

پیوست شماره3: پرسشنامه اظهار نظر دبیران———————————-        ——86

پیوست شماره4: روش هاي آماري       ———————————————   —89

هرست مقالات ارائه شده          ——————————————————-96

منابع 

منابع فارسی —————————————————————–98

منابع لاتین ———————————————————- ——-100

وب گاه ها———————- ——————————- ————-101

فهرست جدول ها

جدول2-1- آموزش علوم نانو در اروپا (بر اساس گزارش نانوفروم)————    —-   ——–12

جدول 2-2- پایان نامه هاي تعریف شده در موضوع فناوري نانو گروههاي

مختلف تا سال1385——————————————– —————16

جدول 3-1- وقایع برجسته در تاریخ فناوري نانو ——————- —————–21

جدول 3-2- وقایع بر جسته در زمینه ي خودآرایی—————————– ——25

جدول3-3- سؤالات آزمون و سطوح مربوط به آنها بر اساس طبقه بندي بلوم و همکاران        ——49

جدول3-4- تعداد سؤالات مربوط به هر سؤال وی ژه یا مؤلفه در پرسشنامه نظر سنجی ——–50

جدول4-1- شاخص هاي گرایش به مرکز و پراکندگی نمره کل پیش آزمون گروههاي

آزمایش و کنترل———————————————————– –53

جدول4-2- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی نمره کل پیش آزمون گروه آزمایش—–     ——–53

جدول4-3- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی نمره کل پیش آزمون گروه کنترل—       ———–54

جدول4-4- شاخص هاي گرایش به مرکز و پراکندگی نمره کل پس آزمون گروههاي

آزمایش و کنترل———————————————————— –56

جدول4-5- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی نمره کل پس آزمون گروه آزمایش    —— ——–56

جدول4-6- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی نمره کل پس آزمون گروه کنترل——-  ——–57

جدول 4-7- میانگین نمرات دو گروه آزمایش و کنترل در پیش آزمون و پس آزمون-       ——–58

جدول 4-8- در صد نمرات دانش آموزان گروه آزمایش براي هر یک از سطوح یادگیري-     —–60

جدول4-9- میانگین و مجموع امتیازات هر سؤال آزمون نظرسنجی—————–     —–61

جدول4-10- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 1 پرسشنامه نظرسنجی————————————————-     —62

جدول4-11- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 2 پرسشنامه نظرسنجی————————————————– –62

جدول4-12- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 3 پرسشنامه نظرسنجی————————————————– –62

جدول4-13- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 4 پرسشنامه نظرسنجی—        ———————————————— -63

جدول4-14- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 5 پرسشنامه نظرسنجی————————————————– –63

جدول4-15- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 6 پرسشنامه نظرسنجی–       ———————————————— –63

جدول4-16- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 7 پرسشنامه نظرسنجی————————————————– –64

جدول4-17- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 8 پرسشنامه نظرسنجی————————————————– –64

جدول4-18- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 9پرسشنامه نظرسنجی————————————————— –65

جدول4-19- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 10پرسشنامه نظرسنجی————————————————- –65

جدول4-20- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 11پرسشنامه نظرسنجی————————————————- –65

جدول4-21- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 12پرسشنامه نظرسنجی————————————————- –66

جدول4-22- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 13پرسشنامه نظرسنجی————————————————- –66

جدول4-23- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 14پرسشنامه نظرسنجی———     —————————————– -66

جدول4-24- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 15پرسشنامه نظرسنجی–     ———————————————— -67

جدول4-25- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي   سؤال 16پرسشنامه نظرسنجی-       ————————————————- –67

67  جدول

4-27- توزیع فراوانی مطلق و تراکمی تک تک گزینه هاي

سؤال 18پرسشنامه نظرسنجی– ———————————————— -68

جدول 4-28- آزمون T (مقایسه ي پیش آزمون و پس آزمون گروه آزمایش)——        ——–68

جدول 4-29- آزمون T (مقایسه ي پیش آزمون و پس آزمون گروه کنترل)——-          ——–69

جدول 5-1- میانگین و مجموع امتیازات سؤالات 1 تا 5 پرسشنامه نظرسنجی—–        ———72

جدول5-2- میانگین و مجموع امتیازات سؤالات 9 تا 18 پرسشنامه نظرسنجی——     ——-74

فهرست نمودارها

نمودار 4-1- توزیع فراوانی نمره کل پیش آزمون گروه آزمایش    ————————–55

نمودار 4-2- توزیع فراوانی نمره کل پیش آزمون گروه کنترل—————- – ———-55

نمودار 4-3- توزیع فراوانی نمره کل پس آزمون گروه آزمایش———— —————57

نمودار 4-4- توزیع فراوانی نمره کل پس آزمون گروه کنترل———————    ——-58

نمودار 4-5- میانگین نمرات دو گروه آزمایش و کنترل در پیش آزمون و پس آزمون—–      —-59

نمودار4-6- تفاوت سطح نمرات دانش آموزان گروه آزمایش در پیش آزمون با پس آزمون-      —-59

نمودار4-7- تفاوت سطح نمرات دانش آموزان گروه کنترل در پیش آزمون با پس آزمون–  —-60

نمودار 4-8- مقایسه ي  نمرات پیش آزمون و پس آزمون دانش آموزان براي هر یک از   سطوح یادگیري———————————————————-  —–61

فهرست شکل ها

شکل 3-1- چهار عامل مهم در خودآرایی———————————— ——27

شکل 3-2- اثر بازگشت پذیري در تولید بلور————————- – ————–29

شکل3-3- نحوه تشکیل ساختار خودآراي تک لایه ———————————–31

شکل 3-4- توده ي حباب ها بر سطح آب ————————————- —–34

شکل 3-5- یک روش ساده براي تشکیل توده ي حباب ها———————– ——35

شکل 3-6- نوعی از توده حبابی————————————– ————35

شکل3-7- آرایش هاي مختلفی از حباب ها در سطح مایع——————— ——–36

شکل 3-8- واحد سلولی نمکNaCl—- ————————————- —–38

شکل 3-9- بلور آهن ——————————————- ——– —– —40

شکل3-10 –  مولکول DNA——- ———-ا——————— ————–42

شکل 3-11- آزمایشی در مورد خودآرایی دینامیکی——————— ————-45

فصل اول: 

            طرح مسأله 

11– مقدمه: 

علوم و فناوري در قرن بیست و یکم، با اینکه ادامه ي منطقی علوم و فناوري هاي قرن نوزده و بیست هستند، ولی از نظر کیفی کاملاً با آنها تفاوت دارند. این حوزه هاي جدید که فناوري هاي نوین نام گرفته اند در حقیقت اصول پذیرفته شده را تغییر داده اند و اصول جدیدي را جایگزین آنها کرده- اند و انقلاب هاي بزرگی را در تمام سطوح جامعه دامن خواهند زد[1].

پذیرش این علوم و فناوري در آینده ي بسیار نزدیک کلیه ي زمینه هاي فعالیت در جامعه را دستخوش تغییرات بسیار بزرگی خواهد کرد. از مهندسی گرفته تا پزشکی، کشاورزي و غیره در این طوفان بزرگی که به نام انقلاب سوم علمی- صنعتی نامگذاري شده، و در مرکزش هم فناوري هاي فوق ریز یا فناوري نانو قرار دارد، دستخوش تغییرات بنیادي خواهند شد.

حال چنانچه بتوان کودکان را از ابتدا در جریان ضرورت و اهمیت استفاده از فناوري قرار داد و آنها را از پیامدهاي کاربرد فناوري در شئون مختلف زندگی مطلع کرد، مطمئنا جوانان در آینده نسبت به استفاده از فناوري آگاه و در کاربرد آن انعطاف بیشتري نشان خواهند داد [2].

از نظر یونسکو، آموزش فناوري موضوع درسی نسبتاً جدیدي است که هدف آن پرورش درك تغییرات فناوري و چگونگی تأثیر آن بر روي کار و زندگی روزمره است. این آموزش به طور معمول، داراي یک سري فعالیت هاي علمی است که بر طراحی و حل مساله و نیز پرورش مهارت هاي دست ورزي تاکید دارد و نوجوانان را به تأثیر گذاري مؤثرتر بر روي محیط مادي، اجتماعی و اقتصادي خودشان توانا می سازد. دقت در مفاهیم به کار گرفته شده در این تعریف نشان می دهد که آموزش فناوري مفهومی متمایز از آموزش فنی و حرفه اي و یا حرفه آموزي است. هدف از این آموزش، سواد آموزي در فناوري به منزله ي جزئی از آموزش و پرورش عمومی براي تمامی افراد جامعه است. در حالی که هدف سایر برنامه هایی که جهت گیري فنی و حرفه اي دارند، آن است که دانش آموزان را به مهارت هاي ویژه شغلی مجهز کنند[3].

12– عنوان تحقیق 

محتوي سازي و آموزش مفهوم خودآرایی در علوم نانو با برگزاري یک پایلوت و نظرسنجی از دبیران و دانشجویان کارشناسی ارشد دانشکده ي علوم پایه دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

13– بیان مسأله: 

در بسیاري از کشورها اهمیت فناوري هاي نو در عرصه هاي مختلف زندگی بشر به خوبی درك شده است. این کشورها آشنایی با فناوري هاي نو را از مقاطع پایه اي یعنی از مدارس ابتدایی آغاز کرده اند و با یک برنامه درسی در هم تنیده، به آموزش دانش آموزان می پردازند. در کشور ما نیز مدارس باید از نیازهاي جامعه به نیروي کاري متخصص و علمی در عرصه هاي جدید آگاه باشند و در این راستا مسئولین و سیاست گذاران آموزش و پرورش کشورمان وظیفه ي خطیري بر دوش دارند. با بررسی متون کتابهاي درسی در مقاطع مختلف تحصیلی مدارس، مشخص می شود که جاي فناوري-  هاي نو از جمله فناوري نانو، زیست فناوري و … کم رنگ بوده و باز نگري در برنامه درسی و سیاست- هاي آموزشی امري ضروري است.

به دلیل گستردگی مباحث و مفاهیم در علوم نانو، در این پژوهش از میان دهها مفهوم، به یکی از این مفاهیم می پردازیم. یکی از مهمترین مفاهیم در علوم نانو، مفهوم خودآرایی است که در این پژوهش به آن پرداخته می شود. با توجه به اهمیت این مفهوم، بر آن شدیم که در این پژوهش با طراحی یک سري آزمایش، ذکر تئوري ها، و …، به تولید محتوا و آموزش این مفهوم به مخاطب خود بپردازیم.

14– اهمیت و ضرورت انجام تحقیق: 

علم و فناوري هر دو سازنده تمدن بشر است و توسعه هر کدام بدون دیگري ممکن نیست. به طور کلی آموزش علوم و فناوري دو هدف عمده را به عهده دارد:

  • آماده کردن جوانان براي کسب دانش و مطالعات بیشتر
  • آماده کردن جوانان براي دنیاي کار و زندگی

اولین هدف مربوط به آموزش علوم و دومین هدف مربوط به آموزش فناوري می باشد. این دو هدف لازم و ملزوم یکدیگر هستند و جداسازي علوم از فناوري نه تنها در کیفیت آموزش بلکه در تعیین موقعیتهاي مناسب براي رشد کودکان اثرات نامطلوبی خواهد داشت.

اولین مسئله در آموزش و تدوین برنامه درسی این است که چگونه برنامه درسی را براي زندگی موثرتر کنیم. متأسفانه زندگی خودش را به عنوان فیزیک یا شیمی، اقتصاد، جامعه شناسی، ادبیات یا منطق نشان نمی دهد بلکه اینها چیزهایی هستند که ما در مدرسه یا دانشگاه یاد می گیریم.

توسعه فناوري نانو در اغلب بخش هاي آموزشی، پژوهشی و مدیریتی کشور و تبدیل شدن آن به یکی از اولویت هاي تحقیقاتی و صنعتی ایران، موجب شده است که آموزش و پرورش نیز نسبت به این فناوري حساس شده و چگونگی تعامل با فناوري نانو به یکی از دغدغه هاي ذهنی مسئولان این وزارتخانه تبدیل شود.

این دغدغه با سه سؤال اساسی همراه است: اول آیا آموزش و پرورش باید با پیدایش هر فناوري جدیدي، راه را براي ورود آن به ذهن دانش آموزان باز کند؟ دوم، در صورت نیاز به آموزش فناوري نانو در مدارس، سطح آموزش باید در چه سطحی باشد و چه چیزهایی یاد داده شود؟ و سوم، براي آموزش فناوري نانو از کدام بسترهاي آموزشی استفاده شود؟

در پاسخ سؤال اول باید توجه داشت که فناوري نانو یک جریان موضعی نیست که همراهی با آن، به معناي ناهماهنگی با جریان کلی علوم و فناوري باشد؛ این فناوري در واقع ادامه روند فناوري هاي موجود است، نه چیزي جدا و در کنار آنها. بنابراین نمی توانیم فناوري نانو را یک راه در کنار راههاي دیگر ببینیم که مجاز به انتخاب یا رد آن باشیم، بلکه این فناوري، ادامه ي مسیري است که ما در آن قرار داریم و انتخاب نکردن آن به معناي ایستادن و حرکت نکردن رو به جلو است.

در این میان، آموزش و پرورش که وظیفه آماده سازي نیروهاي انسانی براي ورود به عرصه هاي مختلف علوم و فناوري را دارد، نمی تواند از روند جهانی به دور بماند و دانش آموزان را در محیطی منزوي نگه دارد، لذا لازم است با پیشرفت روندهاي علمی، آموزش و پرورش نیز ضمن حفظ ساختارهاي پایه، رو به جلو حرکت کند و نیروهاي انسانی متناسب با دنیاي پیرامون را تربیت کند. در غیر این صورت، محصولات دستگاه آموزشی کشور با دنیاي خارج از این دستگاه هماهنگ نخواهد بود. ما باید توجه داشته باشیم که آموزش و پرورش باید افراد را براي ورود به دنیاي امروز آماده کند، نه دنیاي بیست سال پیش!

در خصوص سؤال دوم یا محتواي آموزش، لازم است توجه داشته باشیم که آموزش و پرورش ما هم اکنون بسیاري از مفاهیم پایه ي علمی را به دانش آموزان آموزش می دهد. اما یکی از مشکلات نظام آموزش فعلی این است که دانش آموز را توجیه نمی کنیم که این اطلاعات و علوم را براي چه می آموزد و این مفاهیم علمی در کجا به کار می آیند، لذا می بینیم که ما در کاربردي کردن علوم پایه، با مشکل مواجه هستیم.

براي آموزش فناوري نانو لازم است این خلاء را پر کنیم و در کنار آموزش مباحث اتمی و مولکولی و خواص مواد و ساختارهاي زیستی و غیره (که هم اکنون در کتابهاي درسی وجود دارد) به کاربردهاي عملی این مفاهیم نیز بپردازیم. در این صورت نیاز به آموزش مباحث جدید و احیاناً دشوار نخواهیم داشت. این موضوع نه تنها باعث تشویش و پراکنده شدن ذهن دانش آموزان نمی شود، بلکه آنها را نسبت به مفید و کاربردي بودن این علوم مطمئن می سازد.

و اما سؤال سوم، براي آموزش فناوري نانو شیوه هاي متنوعی اعم از ایجاد وب گاههاي اینترنتی، تهیه  فیلم، بازي و بروشور، برگزاري دوره هاي آموزشی و نمایشگاهها و استفاده از بستر کتب تحصیلی وجود دارد.

یکی از نگرانی هایی که برخی از مدیران در زمینه ي ورود فناوري نانو به کتب درسی دارند، ترس از ناتوانی معلمان در آموزش این مطالب است. به نظر می رسد این نگرانی نباید مانع از ورود مباحث فناوري نانو به کتب درسی شود، زیرا اولاً این معلمان بر مبانی علمی این مطالب، تسلط دارند و عمده ي ضعف آنها ناشی از بی اطلاعی از کاربردهاي جدید است، ثانیاً بنا نیست منتظر پیدا شدن نسل جدیدي از معلمان باشیم که بتوانند نانو را آموزش دهند؛ ما براي به روز کردن اطلاعات معلمان می- توانیم از دوره هاي آموزشی، نشریات تخصصی، وب گاههاي اینترنتی و … بهره بگیریم؛ همان گونه که در سایر نقاط دنیا کار می شود و روش هاي آموزش مطالب جدید را در قالب دستورالعمل هاي آموزشی در اختیار معلمان قرار می دهند[4].

در مورد اهمیت و نیاز به آموزش فناوري در کشورهاي پیشرفته این نکته قابل ذکر است که با وجود استفاده از فناوري هاي پیشرفته، ترس از این فناوریها بدلیل عدم مهارت و کار کردن با آنها وجود دارد. نگهداري و تعمیر این وسایل، مقوله دیگریست که جاي بحث دارد. به گفتۀ  تایلر[1] ؛ فارغ التحصیلان مدارس هیچگونه اطلاعی در مورد فناوریهاي جدید ندارند و حتی قادر به فهمیدن بروشورهاي آنها نیستند. بنابراین نیاز به آموزش فناوري در مدارس آنها  ضرورت دارد[5].

علوم مجموعه دانشهاي درهم تنیده اي[2] است که نمی توان آن را فارغ از گرایشها و زمینه هاي مختلف موجود آموزش داد و فناوري نانو عرصه تجلی این درهم تنیدگی است. در واقع آشنایی دانش آموزان با فناوري نانو باعث بالارفتن سواد علمی آنها در زمینه  فیزیک، شیمی، زیست شناسی و علم مواد در سطح مولکولی می شود و همچنین کاربردهاي مختلف ریاضیات را نیز حس می کنند.

از سوي دیگر تلاش براي آموزش فناوریهاي نو با درك این ضرورت بسیار مهم همراه است که حرکت بنیادین براي رشد و توسعۀ پایدار در هر یک از زمینه هاي نوین و کلان علم و فناوري در کشور، نیاز به فرهنگ سازي و آشنایی ریشه اي دانش آموزان ــ که دانشگران و فناوران فرداي جامعۀ ما هستند ــ با چنین مباحث نوینی دارد. این ضرورت که جهت دهندة اهداف کلان آموزش فناوري نانو است  به صورت زیر ارائه شده است[2]:

  • افزایش سواد علمی، درك علمی و منش علمی در دانش آموزان نسبت به علوم و فناوري نانو
  • تشویق دانش آموزان به مطالعه و تحقیق در زمینه هاي مختلف علوم و فناوري نانو
  • تولید محتواي علمی-آموزشیِ فارسی و مستند در زمینه فناوري نانو براي دانش آموزان و معلمان
  • تشویق به ابداعات و اختراعات در فناوري نانو مانند سایر رشته ها

ریز مقیاس بودن و ملموس نبودن پدیده هاي مقیاس نانو، آموزش آنها را پیچیده تر می کند، از اینرو باید از روشهایی استفاده کرد که به کمک آنها بتوان این پدیده ها را فراتر از سطح آموزش شفاهی صرف ارائه نمود. ابزارهایی مانند میکروسکوپ هاي آموزشی مقیاس نانو بهترین گزینه است؛ اما با توجه به در دسترس نبودن این ابزار روشهاي زیر پیشنهاد میشود:

پدیدههاي راهنما: این پدیدهها شامل آزمایش ها و مشاهداتی در مقیاس بزرگ اند که می توانند به عنوان راهنماي درك  فرایندهاي ابعاد نانو که قابل مشاهده نیستند، به کار آیند. براي نمونه استفاده از قطعات لگوي شناور در آب که در اثر نیروي کشش سطحی آب به یکدیگر می چسبند، می تواند به عنوان یک پدیدهي راهنما براي معرفی فرایندهاي خودآرایی به کار گرفته شود.

شبی هسازي رایان هاي: یکی از بهترین روش هاي ممکن براي تعاملی کردن آموزش و تعمیق دانسته ها، شبیه سازي رایانهاي است. شبیه سازي ها از ساده ترین مسائل مانند شبیه سازي شکل مولکولها یا برخورد صلب مولکول ها آغاز می شود و تا حد امکان به سمت شبیه سازي رفتار شبکۀ مولکولی پیش می رود.

یکی از حوزه هاي مهم در زمینه ي فناوري هاي نوین، حوزه ي مربوط به فناوري نانو است که در این تحقیق به این حوزه از علوم، و به طور خاص به آموزش مفهوم خودآرایی خواهیم پرداخت.

15– اهداف تحقیق: 

151– هدف کلی 

اعتقاد بر این است که رسالت آموزش و پرورش در مواجهه با فناوري هاي نو بستر سازي و معرفی این فناوري هاست، از آن جایی که ما تاکنون تجربه ي جدي اي در مورد آموزش فناوري ها در آموزش و پرورش نداشتیم، باید هنگام اجراي هر گونه طرحی ابتدا آنرا در مقیاس کوچک و به طور آزمایشی پیاده کنیم و بعد از ارزیابی نتایج و مرتفع کردن اشکالات، آنرا به صورت یک طرح تعمیم یافته در کل آموزش و پرورش اجرا کنیم. بنابراین، اصلی ترین هدف این پژوهش باز کردن فضایی جدید در ذهن دانش آموزان، معلمان و محققان آموزش فناوري نانو و همچنین ایجاد آمادگی و پی-  ریزي بستري براي ورود مفاهیم جدید به برنامه ي درسی مدارس است. 

152– اهداف جزئی 

  • تولید محتواي آموزشی ساده براي مفهوم خودآرایی در سطح دانش آموزان، یکی از هدف هاي این پژوهش است که پس از ارائه محتوا، به واسطه ي اجراي یک پایلوت آموزشی و انجام آزمون از دانش آموزان، سعی در بررسی بازخورد فراگیران خواهیم نمود.
  • افزایش دانش و سطح سواد در دانش آموزان به واسطه ي آموزش مفاهیم جدید
  • بررسی جنبه هاي مختلف محتواي تولید شده به واسطه ي نظر سنجی از دانشجویان و دبیران کارشناسی ارشد

16– سؤالات یا فرضیه هاي تحقیق 

  • آیا محتواي تولید شده باعث افزایش دانش فراگیران در زمینه ي فناوري نانو می شود؟
  • آیا آموزش محتواي تولید شده باعث افزایش سطوح بالاي یادگیري (شامل: تحلیل و ترکیب) می شود؟
  • میزان آشنایی دانشجویان آموزش علوم (شیمی و فیزیک) دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی از کاربردها، مفاهیم و مبانی نظري نانو دانش تا چه اندازه است؟
  • دانشجویان کارشناسی ارشد آموزش علوم تا چه اندازه موافق ورود مفاهیم فناوري نانو به برنامه ي درسی مدارس هستند؟
  • از نظر دبیران نقاط قوت و ضعف محتواي تولید شده چیست؟

17– تعریف واژه ها و اصطلاحات:

فناوري: عبارت است از مجموعه ي دانش ها، فرایندها، ابزارها، روش ها و سیستم هاي به کار رفته در ساخت محصولات و ارائه خدمات، و اگر بخواهیم خیلی ساده بگوییم، فناوري روش انجام کار و ابزاري است که توسط آن به اهداف خود نائل می شویم.

فناوري نانو: شاخه اي از علوم و فناوري است که هدف نهایی آن کنترل بر روي تک تک اتم ها و مولکول ها می باشد تا بتوان به کمک آن، انواع مواد شیمیایی، تراشه هاي کامپیوتري و سایر ادواتی تولید کرد که هزاران بار کوچکتر از ادوات فعلی باشند که فناوري امروز امکان ساخت آنها را براي ما فراهم آورده است.

آموزش فناوري: با فناوري آموزشی کاملا متفاوت بوده، نوعی برنامه درسی است که هدف آن آموزش مهارت هاي عملی پایه، انجام کار با درجاتی از پیچیدگی در کلاس درس و جامعه محلی بوده و ثمره آن پرورش افرادي خلاق و توانا به منظور انطباق با شرایط متحول جامعه و آگاهی از روش هاي تولید محصولات است[7].

خودآرایی: خودآرایی یک مفهوم نه چندان جدید از طبیعت است که با ظهور فناوري نانو سعی در ساخت  مصنوعی سیستمهاي خود آرا شده است. ساختن از پایین به بالا که در آن، اتم ها یا مولکول ها، با ارتباطات فیزیکی یا شیمیایی و با توجه به محیط اطراف خود به شکل یک ساختار منظم در مقیاس نانو و حتی

 


مقطع : کارشناسی ارشد


قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید