چکیده 

در بسیاری از کشورها، اهمیت فناوری نانو در عرصه های مختلف به خوبی درک شده است و آشنایی با این فناوری را از مقاطع پایه ای آغاز کرده و به آموزش آن می پردازند. با بررسی متون کتابهای درسی در مقاطع مختلف تحصیلی مدارس، مشخص می شود که جای مفاهیم فناوری نانو کم رنگ بوده و توجه به آن ضروری 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 محتوی و آموزش این مفهوم پرداخته شده است. جامعه آماری 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 های 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 اجرای طرح استفاده شده است. ابزارهای تحقیق عبارتند از محتوایی که توسط محقق طراحی شده و همچنین آزمون های دانش و نظرسنجی. آزمون دانش در دو نوبت به صورت پیش آزمون و پس آزمون در ابتدا و انتهای 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 های مرکزی و پراکندگی برای توصیف داده ها و از آزمون T برای آزمودن فرضیه ها استفاده شد.

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

واژگان کلیدی: فناوری نانو، آموزش فناوری، 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 های تحقیق———————————— ————6

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

فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق 

2-1 -مقدمه——————————————————- ————9

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

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

2-4 – زیر ساخت های لازم جهت توسعه فناوری نانو در کشور———– —————13

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

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

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

فصل سوم: محتوای آموزشی  برای مفهوم خود آرایی در فناوری نانو و روش تحقیق 

  • – مقدمه —————————————————————–19
  • – روش تحقیق ————————————————————19
  • – جامعه آماری و روش نمونه برداری————— —————————-19
  • – ابزار های پژوهش ——————————————————–19

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

  • -2- ابزار اندازه گیری——————————————– ———–47
  • – طبقه بندی سؤالات پرسشنامه ———————————————-47

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

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

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

  • -2- تحلیل داده های آزمون نظرسنجی———————- ——————-61
  • – آمار استنباطی————————————————— ——–68
  • فصل پنجم: نتیجه گیری، بحث و پیشنهادها 
  • – مقدمه——————————————————— ——–71
  • – تجزیه و تحلیل نتایج تحقیق—————————————- ——–71
  • – بحث و بررسی————————————————— ——–75
  • – محدودیت ها————————————————— — ——-75
  • – پیشنهادهایی برای تحقیقات بعدی———————————- — ——-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 های آماری       ———————————————   —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 های تعریف شده در موضوع فناوری نانو گروههای

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

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

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

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

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

جدول4-1- شاخص های گرایش به مرکز و پراکندگی نمره کل پیش آزمون گروههای

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 های گرایش به مرکز و پراکندگی نمره کل پس آزمون گروههای

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 برای هر یک از سطوح یادگیری-     —–60

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

67  جدول

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

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

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

جدول 4-29- آزمون T (مقایسه ی 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 ی  نمرات پیش آزمون و پس آزمون دانش آموزان برای هر یک از   سطوح یادگیری———————————————————-  —–61

فهرست شکل ها

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

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

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

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

شکل 3-5- یک روش ساده برای تشکیل توده ی حباب ها———————– ——35

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

شکل3-7- آرایش های 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 فناوری در قرن بیست و یکم، با اینکه ادامه ی منطقی علوم و فناوری های قرن نوزده و بیست هستند، ولی از نظر کیفی کاملاً با آنها تفاوت دارند. این حوزه های جدید که فناوری های نوین نام گرفته اند در حقیقت اصول پذیرفته شده را تغییر داده اند و اصول جدیدی را جایگزین آنها کرده- اند و انقلاب های بزرگی را در تمام سطوح جامعه دامن خواهند زد[1].

پذیرش این علوم و فناوری در آینده ی بسیار نزدیک کلیه ی زمینه های فعالیت در جامعه را دستخوش تغییرات بسیار بزرگی خواهد کرد. از مهندسی گرفته تا پزشکی، کشاورزی و غیره در این طوفان بزرگی که به نام انقلاب سوم علمی- صنعتی نامگذاری شده، و در مرکزش هم فناوری های فوق ریز یا فناوری نانو قرار دارد، دستخوش تغییرات بنیادی خواهند شد.

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

از نظر یونسکو، آموزش فناوری موضوع درسی نسبتاً جدیدی است که هدف آن پرورش درک تغییرات فناوری و چگونگی تأثیر آن بر روی کار و زندگی روزمره است. این آموزش به طور معمول، دارای یک سری فعالیت های علمی است که بر طراحی و حل مساله و نیز پرورش مهارت های دست ورزی تاکید دارد و نوجوانان را به تأثیر گذاری مؤثرتر بر روی محیط مادی، اجتماعی و اقتصادی خودشان توانا می سازد. دقت در مفاهیم به کار گرفته شده در این تعریف نشان می دهد که آموزش فناوری مفهومی متمایز از آموزش فنی و حرفه ای و یا حرفه آموزی است. هدف از این آموزش، سواد آموزی در فناوری به منزله ی جزئی از آموزش و پرورش عمومی برای تمامی افراد جامعه است. در حالی که هدف سایر برنامه هایی که جهت گیری فنی و حرفه ای دارند، آن است که دانش آموزان را به مهارت های ویژه شغلی مجهز کنند[3].

12– عنوان تحقیق 

محتوی سازی و آموزش مفهوم خودآرایی در علوم نانو با برگزاری یک پایلوت و نظرسنجی از دبیران و دانشجویان کارشناسی ارشد دانشکده ی علوم پایه دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

13– بیان مسأله: 

در بسیاری از کشورها اهمیت فناوری های نو در عرصه های مختلف زندگی بشر به خوبی درک شده است. این کشورها آشنایی با فناوری های نو را از مقاطع پایه ای 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 نیازهای جامعه به نیروی کاری متخصص و علمی در عرصه های جدید آگاه باشند و در این راستا مسئولین و سیاست گذاران آموزش و پرورش کشورمان وظیفه ی خطیری بر دوش دارند. با بررسی متون کتابهای درسی در مقاطع مختلف تحصیلی مدارس، مشخص می شود که جای فناوری-  های نو از جمله فناوری نانو، زیست فناوری و … کم رنگ بوده و باز نگری در برنامه درسی و سیاست- های آموزشی امری ضروری 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 سری آزمایش، ذکر تئوری ها، و …، به تولید محتوا و آموزش این مفهوم به مخاطب خود بپردازیم.

14– اهمیت و ضرورت انجام تحقیق: 

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

  • آماده کردن جوانان برای کسب دانش و مطالعات بیشتر
  • آماده کردن جوانان برای دنیای کار و زندگی

اولین هدف مربوط به آموزش علوم و دومین هدف مربوط به آموزش فناوری می باشد. این دو هدف لازم و ملزوم یکدیگر هستند و جداسازی علوم از فناوری نه تنها در کیفیت آموزش بلکه در تعیین موقعیتهای مناسب برای رشد کودکان اثرات نامطلوبی خواهد داشت.

اولین مسئله در آموزش و تدوین برنامه درسی این است که چگونه برنامه درسی را برای 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 فناوری نانو در اغلب بخش های آموزشی، پژوهشی و مدیریتی کشور و تبدیل شدن آن به یکی از اولویت های تحقیقاتی و صنعتی ایران، موجب شده است که آموزش و پرورش نیز نسبت به این فناوری حساس شده و چگونگی تعامل با فناوری نانو به یکی از دغدغه های ذهنی مسئولان این وزارتخانه تبدیل شود.

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

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

در این میان، آموزش و پرورش که وظیفه آماده سازی نیروهای انسانی برای ورود به عرصه های مختلف علوم و فناوری را دارد، نمی تواند از روند جهانی به دور بماند و دانش آموزان را در محیطی منزوی نگه دارد، لذا لازم است با پیشرفت روندهای علمی، آموزش و پرورش نیز ضمن حفظ ساختارهای پایه، رو به جلو حرکت کند و نیروهای انسانی متناسب با دنیای پیرامون را تربیت کند. در غیر این صورت، محصولات دستگاه آموزشی کشور با دنیای خارج از این دستگاه هماهنگ نخواهد بود. ما باید توجه داشته باشیم که آموزش و پرورش باید افراد را برای ورود به دنیای امروز آماده کند، نه دنیای بیست سال پیش!

در خصوص سؤال دوم یا محتوای آموزش، لازم است توجه داشته باشیم که آموزش و پرورش ما هم اکنون بسیاری از مفاهیم پایه ی 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 برای چه می آموزد و این مفاهیم علمی در کجا به کار می آیند، لذا می بینیم که ما در کاربردی کردن علوم پایه، با مشکل مواجه هستیم.

برای آموزش فناوری نانو لازم است این خلاء را پر کنیم و در کنار آموزش مباحث اتمی و مولکولی و خواص مواد و ساختارهای زیستی و غیره (که هم اکنون در کتابهای درسی وجود دارد) به کاربردهای 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 کاربردی بودن این علوم مطمئن می سازد.

و اما سؤال سوم، برای آموزش فناوری نانو شیوه های متنوعی اعم از ایجاد وب گاههای اینترنتی، تهیه  فیلم، بازی و بروشور، برگزاری دوره های آموزشی و نمایشگاهها و استفاده از بستر کتب تحصیلی وجود دارد.

یکی از نگرانی هایی که برخی از مدیران در زمینه ی ورود فناوری 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 فناوری نانو به کتب درسی شود، زیرا اولاً این معلمان بر مبانی علمی این مطالب، تسلط دارند و عمده ی ضعف آنها ناشی از بی اطلاعی از کاربردهای جدید است، ثانیاً بنا نیست منتظر پیدا شدن نسل جدیدی از معلمان باشیم که بتوانند نانو را آموزش دهند؛ ما برای به روز کردن اطلاعات معلمان می- توانیم از دوره های آموزشی، نشریات تخصصی، وب گاههای اینترنتی و … بهره بگیریم؛ همان گونه که در سایر نقاط دنیا کار می شود و روش های آموزش مطالب جدید را در قالب دستورالعمل های آموزشی در اختیار معلمان قرار می دهند[4].

در مورد اهمیت و نیاز به آموزش فناوری در کشورهای پیشرفته این نکته قابل ذکر است که با وجود استفاده از فناوری های پیشرفته، ترس از این فناوریها بدلیل عدم مهارت و کار کردن با آنها وجود دارد. نگهداری و تعمیر این وسایل، مقوله دیگریست که جای بحث دارد. به گفتۀ  تایلر[1] ؛ فارغ التحصیلان مدارس هیچگونه اطلاعی در مورد فناوریهای جدید ندارند و حتی قادر به فهمیدن بروشورهای آنها نیستند. بنابراین نیاز به آموزش فناوری در مدارس آنها  ضرورت دارد[5].

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

از سوی دیگر تلاش برای آموزش فناوریهای نو با درک این ضرورت بسیار مهم همراه است که حرکت بنیادین برای رشد و توسعۀ پایدار در هر یک از زمینه های نوین و کلان علم و فناوری در کشور، نیاز به فرهنگ سازی و آشنایی ریشه ای دانش آموزان ــ که دانشگران و فناوران فردای جامعۀ ما هستند ــ با چنین مباحث نوینی دارد. این ضرورت که جهت دهنده اهداف کلان آموزش فناوری نانو است  به صورت زیر ارائه شده است[2]:

  • افزایش سواد علمی، درک علمی و منش علمی در دانش آموزان نسبت به علوم و فناوری نانو
  • تشویق دانش آموزان به مطالعه و تحقیق در زمینه های مختلف علوم و فناوری نانو
  • تولید محتوای علمی-آموزشیِ فارسی و مستند در زمینه فناوری نانو برای دانش آموزان و معلمان
  • تشویق به ابداعات و اختراعات در فناوری نانو مانند سایر رشته ها

ریز مقیاس بودن و ملموس نبودن پدیده های 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 های آموزشی مقیاس نانو بهترین گزینه است؛ اما با توجه به در دسترس نبودن این ابزار روشهای زیر پیشنهاد میشود:

پدیدههای راهنما: این پدیدهها شامل آزمایش ها و مشاهداتی در مقیاس بزرگ اند که می توانند به عنوان راهنمای درک  فرایندهای ابعاد نانو که قابل مشاهده نیستند، به کار آیند. برای نمونه استفاده از قطعات لگوی شناور در آب که در اثر نیروی کشش سطحی آب به یکدیگر می چسبند، می تواند به عنوان یک پدیدهی راهنما برای معرفی فرایندهای خودآرایی به کار گرفته شود.

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

یکی از حوزه های مهم در زمینه ی فناوری های نوین، حوزه ی مربوط به فناوری 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 فناوری های نو بستر سازی و معرفی این فناوری هاست، از آن جایی که ما تاکنون تجربه ی جدی ای در مورد آموزش فناوری ها در آموزش و پرورش نداشتیم، باید هنگام اجرای 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 فناوری نانو و همچنین ایجاد آمادگی و پی-  ریزی بستری برای ورود مفاهیم جدید به برنامه ی درسی مدارس است. 

152– اهداف جزئی 

  • تولید محتوای آموزشی ساده برای مفهوم خودآرایی در سطح دانش آموزان، یکی از هدف های این پژوهش است که پس از ارائه محتوا، به واسطه ی اجرای 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 ی آموزش مفاهیم جدید
  • بررسی جنبه های مختلف محتوای تولید شده به واسطه ی نظر سنجی از دانشجویان و دبیران کارشناسی ارشد

16– سؤالات یا فرضیه های تحقیق 

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

17– تعریف واژه ها و اصطلاحات:

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

فناوری نانو: شاخه ای از علوم و فناوری است که هدف نهایی آن کنترل بر روی تک تک اتم ها و مولکول ها می باشد تا بتوان به کمک آن، انواع مواد شیمیایی، تراشه های کامپیوتری و سایر ادواتی تولید کرد که هزاران بار کوچکتر از ادوات فعلی باشند که فناوری امروز امکان ساخت آنها را برای ما فراهم آورده است.

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

خودآرایی: خودآرایی یک مفهوم نه چندان جدید از طبیعت است که با ظهور فناوری نانو سعی در ساخت  مصنوعی سیستمهای 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