تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادراک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان دوره ابتدایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری برنامه‌ریزی درسی، دانشگاه تبریز-ایران

2 دانشیار گروه علوم ‌تربیتی دانشگاه تبریز، تبریز-ایران

3 استاد گروه علوم‌ تربیتی دانشگاه تبریز، تبریز- ایران

4 استادیار گروه فناوری‌های نوین دانشگاه تبریز، تبریز- ایران

چکیده

پژوهش حاضر با هدف تعیین تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادارک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان دوره ششم ابتدایی در درس علوم انجام شد. روش تحقیق حاضر از نوع نیمه­آزمایشی و طرح پژوهش پیش‌آزمون- پس‌آزمون با گروه کنترل بود. جامعه آماری شامل تمامی دانش‌آموزان دوره ششم ابتدایی شهر تبریز بودند و نمونه آماری با توجه به ماهیت نیمه­آزمایشی بودن آن شامل 30 نفر (15 نفر گروه آزمایش و 15 نفر گروه کنترل) بود. گروه آزمایش شامل دانش‌آموزانی بود که در معرض آموزش براساس الگوی برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی قرار گرفتند و گروه کنترل شامل دانش‌آموزانی بود که در معرض آموزش رایج مدارس قرار داشتند. جهت گردآوری اطلاعات از پرسشنامه ادراک حل مسئله هپنر و پترسون (1982) و آزمون معلم­ساخته پیشرفت تحصیلی استفاده شد. داده‌های پژوهش با استفاده از روش تحلیل کوواریانس چندمتغیره و تک­متغیره مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. یافته‌های تحقیق نشان داد، آموزش مبتنی بر واقعیت مجازی بر هر سه مؤلفه ادراک حل مسئله (اعتماد به خود، نزدیکی به مسئله و کنترل شخصی) و پیشرفت تحصیلی تأثیر مثبت دارد. لذا می‌توان با بهره­گیری از برنامه­های درسی مبتنی بر واقعیت مجازی میزان ادراک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان را افزایش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Curriculum based on Virtual Reality on Primary School Students' Problem Solving Perception and Academic Achievement

نویسندگان [English]

  • sajjad pourbaghban 1
  • Firooz Mahmoodi 2
  • Eskandar Fathiazar 3
  • Behroz Kohestani 4
1 Ph. D. student in Curriculum Planning, University of Tabriz-Iran
2 Associate Professor, Department of Educational Sciences, University of Tabriz-Iran
3 Professor, Department of Educational Sciences, University of Tabriz -Iran.
4 Assistant Professor, Department of New Technologies, University of Tabriz- Iran
چکیده [English]

The aim of this study was to determine the effect of virtual reality-based curriculum on problem-solving perceptions and academic achievement of sixth grade elementary students in science. The method of the present study was quasi-experimental and the pretest-posttest research design was with a control group. The statistical population included all sixth grade elementary school students in Tabriz and the statistical sample, due to its semi-experimental nature, included 30 people (15 in the experimental group and 15 in the control group). The experimental group consisted of students who were exposed to education based on a virtual reality-based curriculum model, and the control group consisted of students who were exposed to conventional school education. Hepner and Patterson (1982) problem-solving perception questionnaire and teacher-made academic achievement test were used to collect information. The research data were analyzed using multivariate and univariate Analysis of Variance. Findings showed that virtual reality education has a positive effect on all three components of problem-solving perception (self-confidence, closeness to the problem and personal control) and academic achievement. Therefore, by using virtual reality-based curricula, students' problem-solving perception and academic achievement can be increased

کلیدواژه‌ها [English]

  • Virtual Reality Curriculum
  • Problem Solving Perceptions
  • Academic Achievement

مقدمه

دانش‌آموزان در دوره­های مختلف تحصیلی نیاز به فرصت­هایی برای مواجهه با مسائل دارند. بویژه مسائلی که ارتباط نزدیکی با زندگی دانش‌آموزان و پدیده­های پیرامونی آنها دارد. مسائلی که ذهن دانش‌آموزان را به تحیر وا می­دارد و آنها را به ادراک حل مسئله نزدیک می­کند. حل مسئله شامل یک رشته پاسخ­های رفتاری، شناختی و عاطفی است که به منظور سازگاری با چالش­های درونی و بیرونی ابراز می­گردند(جین و لی[1]، 2019). هپنر[2] (1988) حل­ مسئله را شامل ارزیابی مشکلات به عنوان چالش، تفکر برای حل مشکلات، تلاش سیستماتیک و نیاز به زمان برای حل مشکلات می­داند. منظور از ادراک حل مسئله، تمایل یا آمادگی کلی فرد برای تشخیص مشکل در هنگام وقوع آن در طی جریان زندگی روزمره است. ادراک حل مسئله به این امر می­پردازد که فرد چقدر از توانایی خود برای درک مسئله و حل آن، آگاهی دارد. ادراک حل مسئله به این دلیل اهمیت دارد که سایر طرح­های تشخیص مسئله را در فرد فعال کرده و زمینه را برای حل مسئله فراهم می­کند(کریشنان و اونکر[3]، 2019). از دیدگاه هپنر (1988)، ادراک حل مسئله شامل اعتماد به خود در حل مسئله، اجتناب-نزدیکی به مسئله و کنترل شخصی در حل مسئله می‌باشد.

الف) اعتماد به خود در حل مسئله شامل خودکارآمدی فرد در حل مسئله است. دانش‌آموزانی که دارای اعتماد بالاتری به خود در حل مسئله می­باشند، می‌توانند به بررسی ابعاد مسئله پرداخته و راه­های حل مسئله را کشف کنند(هپنر، 1988). این دانش‌آموزان در هنگام مواجهه با مسئله دچار ابهام نشده و به راحتی می‌توانند مسائل را روشن­سازی کنند. آنان برای حل مسئله پیامد همه راه­حل­ها را بررسی کرده و برنامه­ریزی می­کنند و راه­حل­های زیادی را امتحان می­کنند(داو، ساپوناس و لندی[4]، 2016). ب) اجتناب-نزدیکی به مسئله شامل مواجه دانش‌آموزان با مسئله است. دانش‌آموزانی که احساس نزدیکی به مسئله دارند، زمانی که با مسائل پیچیده مواجه می شوند، بدون ترس از مواجه با مسئله، به دنبال جمع­آوری اطلاعات درباره آن برمی­آیند و مسئله را نزدیک به خود و زندگی خود می­دانند(هپنر، 1988). در احساس نزدیکی به مسئله، دانش‌آموزان همه راه­های ممکن برای حل مسئله را در نظر می­گیرند و پس از آزمایش تمامی راه­ها، نزدیک­ترین راه را برای حل مسئله انتخاب کرده و از حل مسئله احساس خشنودی می­کنند(تان و واگ[5]، 2019). ج) کنترل شخصی مربوط به احساس توانایی در حل مسئله بعد از شکست در حل آن است(هپنر، 1988). این دانش‌آموزان اینگونه می­اندیشند که می‌توانند هر مسئله­ای را حل کنند و در مواجه با موقعیت جدید، از تسلط بر آن موقعیت اطمینان دارند و می‌توانند راه­های جدید حل مسئله را با هم ترکیب کنند(کریشنان و اونکر، 2019).

برنامه­های درسی باید بگونه­ای طراحی شوند که بتوانند ادراک حل مسئله در دانش‌آموزان را تقویت کنند. در این جهت برنامه­های درسی باید اعتماد به خود در حل مسئله را در دانش‌آموزان تقویت کنند، احساس نزدیکی به مسئله را افزایش داده و میزان کنترل شخصی در حل مسئله را در دانش‌آموزان بیشتر کنند(ویدرهلد و دیزو[6]، 2015). یکی از انواع برنامه­های درسی که در سال­های اخیر مطرح شده است، برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی می­باشد. واقعیت مجازی فراهم­سازی یک موقعیت شبیه­سازی­ شده برای دانش‌آموزان با توجه به سطح آموزشی و توانایی آنهاست. در واقعیت مجازی دانش‌آموز با سه حالت؛ غوطه­ورسازی[7](احساس حضور داشتن در یک محیط واقعی است، نه صرفاً مشاهده محیط از بیرون)؛ بازخورد حسی[8](ارائه داده‌های حسی از محیط براساس ورودی­های کاربر است. رفتار و موقعیت کاربر، تجسمی از واقعیت را مهیا کرده و براساس آن، نوع بازخورد حسی را تعیین می­کند)؛ و تعامل[9] (پاسخ از دنیای مجازی به اعمال کاربر است و شامل توانایی حرکت در دنیای مجازی و ارتباط با اشیاء، شخصیت­ها و مکان است) روبه رو می­شود(هیما و تاوانی[10]، 2016). لذا برنامه­ درسی مبتنی بر واقعیت مجازی به دنبال دستیابی به یادگیری واقعی است و سعی در افزایش ادراک حل مسئله در دانش‌آموزان دارد(گرگ و تریر[11]، 2017؛ ویدرهلد و دیزو[12]، 2015 و  اندرسون، جاکوب و روتباوم[13]، 2014).

برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی[14] اغلب در مقابل برنامه­های درسی رایج قرار دارد. در برنامه­های درسی رایج، بیشتر بر ارائه نظری موضوعات بر دانش‌آموزان توجه می­شود(امیلکامپ، کریجن، هالسبوژ، دورایس و واندرمست[15]، 2012) و برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی سعی در درگیری واقعی، تعامل و غوطه­ورسازی دانش‌آموزان با مسائل درسی دارد(ریوا[16]، 2012) و با چالش‌های کنترل کیفیت، تفاوت­های فردی دانش‌آموزان، مطالعه موضوعات خارج از دسترس و ارائه بازخورد یادگیری در محیط­های واقعی، مقابله می­کند و از این جهت نیز می‌تواند درک مسئله را در تمامی دانش‌آموزان تقویت کند. در برنامه­ درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، دانش‌آموز طی مراحل مختلف در مواجهه با موقعیت و مسئله آموزشی قرار می‌گیرد (دیمر، پائولی و موهلبرگر[17]، 2017). در این برنامه درسی هم موقعیت و هم مسئله آموزشی شبیه­سازی می­شود. در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، از نرم افزارهای کامپیوتری برنامه­ریزی شده و تجهیزات صوتی و تصویری به منظور ایجاد یک محیط مصنوعی برای تجربه کردن محیط شبیه­سازی شده واقعی استفاده می­شود تا به یادگیری موثرتر و واقعی کمک کند(جانگ و کیم[18]، 2014).

به عقیده کوک آکران و یوزوم[19] (2018) یادگیری در درس علوم، با سه مسئله مواجه است که این سه مسئله، دربرگیرنده مؤلفه­های ادراک حل مسئله هستند. مسئله اول؛ جنبه شناختی بالای مطالب درس علوم است که احساس نزدیکی به مسئله را در دانش‌آموزان کاهش می­دهد. در کلاس­های یادگیری رایج، معلم­ها سعی دارند تا با استفاده از نمودارها، مدل­ها و ابزارهای دیگر به توضیح مسائل بپردازند اما در این درس به دلیل جنبه شناختی بالای آن، دانش‌آموزان قادر به تجسم محیط­های واقعی نیستند و نمی‌توانند به این محیط­ها دسترسی داشته باشند و لذا میزان نزدیکی به مسئله در آن­ها کاهش پیدا می­کند(تان و واگ، 2013). مسئله دوم؛ عدم امکان تعامل و برقرار ارتباط با پدیده­ها در درس علوم است که میزان کنترل شخصی برای حل مسئله را در دانش‌آموزان کاهش می­دهد. درس علوم یکی از دروسی است که بیشتر با مهارت­های عملی و پژوهشی سروکار دارد و دانش‌آموزان برای یادگیری بهتر در این درس، باید با مسائل آموزشی تعامل برقرار کنند و با انجام آزمایش­ها از نتایج فعالیت­های خود آگاه شوند و با ایجاد تغییرات در پدیده­های آموزشی، به کاوشگری خود ادامه دهند تا کنترل شخصی برای حل مسئله در دانش‌آموزان افزایش یابد(کوک آکران و یوزوم، 2018). مسئله سوم؛ بالا بودن میزان بار شناختی برخی مطالب درس علوم است که اعتماد به خود در حل مسئله را کاهش می­دهد (کوک آکران و یوزوم، 2018) برخی از سرفصل­های درس علوم به دلیل ذهنی بودن و جنبه­های بالای شناختی آن، بار شناختی بالایی را بر دانش‌آموزان وارد می­سازد که این امر موجب دشواری در یادگیری می­شود و می‌تواند اعتماد به خود در حل مسئله را در دانش‌آموزان کاهش دهد. از جمله این سرفصل­ها می‌توان به مطالعه سلول­ها و اعضای داخلی بدن انسان اشاره نمود(اندرسون، کونگ و سورنسن[20]، 2018).

برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی به ارائه موقعیت­های شبیه­سازی شده واقعی، ایجاد تعامل و ارتباط با پدیده­ها و کمک به کاهش بار شناختی مطالب، سعی در افزایش میزان نزدیکی به مسئله، کنترل شخصی برای حل مسئله و اعتماد به خود در حل مسئله در دانش‌آموزان دارد(مهدی زاده و شیخ الطایفه، 1398) به همین دلیل، برخی از پژوهشگران استفاده از برنامه درسی واقعیت مجازی را در جهت آموزش درس علوم توصیه کرده­اند(تان و واگ، 2013). 

یکی از متغیرهایی برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی می‌تواند بر آن تأثیر داشته باشد، پیشرفت تحصیلی است. برای افزایش پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان باید به آزمایش و بررسی عناصر بپردازند و محیط یادگیری در اختیار آنها قرار گیرد که بدون خطر به آزمایش های علمی و بررسی عناصر مختلف بپردازند(مقدسی، ربیعی، ناظمی، بیگدلی و ابراهیم پور­صدقیانی، 1395) معلمان دائماً باید دانش‌آموزان را در برابر مسائل و موقعیت­های مختلف قرار دهند و آنان را به تلاش ذهنی وادار کنند و موقعیت آموزشی را طوری فراهم کنند که دانش‌آموزان خود را در فعالیت‌های تدریس-یادگیری سهیم و دخیل بدانند و محیط را دائم دستکاری و بررسی کنند. این سبک از محیط نیازمند به­کارگیری مدل­های آموزشی سازنده گرایانه غنی شده با فناوری­های نوین مانند فناوری واقعیت مجازی است(فتحی، 1391).

نتایج پژوهش ایبانز، پورتیلو، کابادا و بارون[21](2020) نشان داد که واقعیت مجازی میزان پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان دوره متوسطه مدراس دولتی را افزایش می­دهد. لاند و ونگ[22] (2019)، در پژوهشی به بررسی تأثیر واقعیت مجازی بر عملکرد تحصیلی دانش‌آموزان پرداختند. نتایج پژوهش نشان داد که  واقعیت مجازی تأثیر مثبتی بر نمرات دانش‌آموزان داشته و میزان یادگیری دانش‌آموزان را افزایش داد. اما نتایج پژوهش رضایی پورالماسی و مقامی (1398) نشان داد که واقعیت مجازی بر یادگیری و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان پایه دهم در درس شیمی تأثیر مثبت ندارد. از این جهت می‌توان گفت که نتایج متناقضی در پژوهش­ها وجود دارد و نیاز به پژوهش در این زمینه وجود دارد.

در زمینه تأثیر واقعیت مجازی بر حل مسئله در دانش‌آموزان، نتایج پژوهش جین و لی (2019) نشان داد که آموزش مبتنی بر واقعیت مجازی در مقایسه با آموزش رایج موجب افزایش مهارت­های دانش‌آموزان دوره متوسطه در حل مسئله می­شود و نتایج پژوهش کریشنان و اونکر (2019) نشان داد که برنامه­های واقعیت مجازی موجب می­شود تا دانش‌آموزان پاسخ­های عاطفی و شناختی نسبت به مسائل دهند و میزان مهارت حل مسئله در آن­ها افزایش یابد.

مرور پژوهش­ها نشان می­دهد که علاوه بر وجود نتایج متناقض درباره تأثیر واقعیت مجازی بر پیشرفت تحصیلی؛ پژوهش­های انجام شده، تمرکز بر تعیین تأثیر واقعیت مجازی داشته­اند و تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی را بررسی نکرده­اند. همچنین پژوهش­های انجام شده بیشتر در دوره متوسطه بوده و کمتر به دوره ابتدایی و درس علوم توجه داشته­اند. کلاس­های درسی رایج علوم، به دلیل محدودیت­هایی همچون خطر انجام برخی آزمایش­ها، عدم دسترسی به برخی پدیده­های آموزشی، محدودیت­های مالی در تامین تجهیزات آزمایشگاهی، محدودیت در ایجاد فرصت­های برابر آموزشی به دلیل تفاوت­های فردی و نیز دشواری کنترل کیفیت آموزشی در محیط واقعی؛ نمی‌توانند زمینه تعامل تمامی دانش‌آموزان با توجه به توانایی­های فردی آنان با تمامی پدیده­های آموزشی در محیط واقعی را فراهم سازند و این امر می‌تواند ادراک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی در درس علوم را با مشکلاتی مواجه سازد، از آنجا که پژوهشی در زمینه تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادراک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی در ایران و خارج از ایران انجام نشده است و پژوهش­های انجام شده محدود به ابزار واقعیت مجازی بوده­اند و همچنین این پژوهش­ها مربوط به دانش‌آموزان دوره ابتدایی نبوده­اند، از این رو پژوهش حاضر به دنبال بررسی تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادراک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان پایه ششم ابتدایی در درس علوم می­باشد.

 

روش

روش تحقیق حاضر از نوع نیمه­آزمایشی و طرح پژوهش پیش‌آزمون- پس‌آزمون با گروه کنترل می­باشد. جامعه آماری شامل تمامی دانش‌آموزان دوره ششم ابتدایی شهر تبریز بودند و حجم نمونه آماری پژوهش با توجه به ماهیت نیمه آزمایشی بودن آن و براساس حداقل حجم نمونه در مطالعات نیمه آزمایشی 30 نفر برای دو گروه (15 نفرگروه آزمایش و 15 نفر گروه کنترل) و با روش نمونه­گیری خوشه­ای چندمرحله­ای انتخاب شده و به صورت تصادفی در گروه­ها جایگزین شدند. بدین ترتیب که از میان نواحی پنجگانه شهر تبریز یک ناحیه (ناحیه 3) و از میان مدارس ناحیه 3، یک مدرسه و از مدرسه، یک کلاس 30 نفره انتخاب شد و دانش‌آموزان، به صورت تصادفی در دو گروه 15 نفره (گروه آزمایش و گروه کنترل) جایگزین شدند. گروه آزمایش شامل دانش‌آموزانی بود که در معرض آموزش براساس الگوی برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی قرار گرفتند و گروه کنترل شامل دانش‌آموزانی بود که در معرض آموزش رایج مدارس قرار داشتند.

روش کار به این صورت بود که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی که توسط پژوهشگر تدوین و اعتباربخشی شده بود، بر روی دانش‌آموزان گروه آزمایش اجرا شد. در ابتدا برای ساخت این بسته آموزش مجازی درس علوم، نظریه­ها، منابع و پژوهش­های مختلف در این زمینه و نمونه کارهای انجام گرفته در خارج از کشور مطالعه گردید که از جمله آن­ها می‌توان به پژوهش­های ایبانز، پورتیلو، کابادا و بارون(2020)، کریشنان و اونکر(2019)، گرگ و تریر (2017)، الویت و جوی[23](2017)، اشاره کرد.

سپس موضوعاتی از محتوای کتاب درسی که امکان آموزش آن از طریق آموزش مجازی امکانپذیر بود جهت طراحی بسته آموزش انتخاب گردید از جمله این مباحث سفر به درون گیاه، حرکات سیاره­ها، گردش خون، سفر به درون زمین، رشد گیاهان، تکثیر سلولی و آب­های زیرزمینی بود. برای ساخت بسته آموزشی از نرم­افزار MAGIX VR Studio استفاده شد. بعد از طراحی و ساخت یک نمونه (سفر به اعماق زمین) از متخصصان نظرخواهی شد. متخصصان شامل سه نفر از آموزگاران با سابقه پایه ششم، دو نفر دبیر علوم، دو نفر متخصص برنامه درسی، یک نفر متخصص تکنولوژی آموزشی و رسانه، یک نفر متخصص برنامه­نویسی بودند. نظر متخصصان در مورد نمونه طراحی شده اعمال گردید. سپس نمونه طراحی شده توسط یکی از آموزگاران در یکی از مدارس تبریز اجرا گردید و برخی موارد جزیی نیز اعمال گردید. بعد از ساخت تمام موضوعات مورد آموزش مجددا از نظر این متخصصان استفاده شد. سپس توسط یکی از آموزگاران در یکی از مدارس تبریز اجرا گردید و برخی موارد جزیی نیز اعمال گردید. بعد از آن نسخه نهایی بسته آموزشی آماده شد. به منظور بررسی روایی محتوایی، بسته آموزشی توسط سه نفر آموزگار پایه، یک نفر دبیر علوم، بررسی گردید و بعد از اعمال نظر آنها اجرا گردید. بسته آموزشی برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی به شرح جدول زیر می­باشد.

 

جدول (1): خلاصه بسته آموزشی مبتنی بر واقعیت مجازی

Table 1

Summary of virtual reality training package

جلسات

Meetings

موضوع

Topic

زمان (دقیقه)

Time (Minutes)

توضیحات

Description

اول

First

اجرای پیش‌آزمون

 Run the Pre-test

40

 

در این جلسه، پرسشنامه ادراک حل مسئله و آزمون پیشرفت تحصیلی در گروه کنترل و آزمایش اجرا شد و نحوه کار با عینک واقعیت مجازی بر دانش‌آموزان گروه آزمایش، آموزش داده شد.

In this session, the problem-solving perception questionnaire and the academic achievement test were administered in the control and experimental groups, and the students of the experimental group were taught how to work with virtual reality glasses.

دوم

Second

سفر به درون گیاه

Journey into plant

30

در این جلسه آموزش سه­بعدی سفر به درون گیاه بر روی گروه آزمایش اجرا شد.

In this session, three-dimensional training to travel into the plant was performed on the experimental group.

سوم

Third

حرکات سیاره­ها

movements of the planets

30

در این جلسه آموزش سه­بعدی حرکات سیاره ها بر روی گروه آزمایش اجرا شد.

In this session, three-dimensional training of planetary motions was performed on the experimental group.

چهارم

Fourth

گردش خون

blood circulation

30

در این جلسه آموزش سه­بعدی گردش خون بر روی گروه آزمایش اجرا شد.

In this session, three-dimensional blood circulation training was performed on the experimental group.

پنجم

Fifth

سفر به درون زمین

Journey Into Earth

30

در این جلسه آموزش سه­بعدی سفر به درون زمین بر روی گروه آزمایش اجرا شد.

In this session, three-dimensional in-Earth travel training was performed on the experimental group.

ششم

Sixth

رشد گیاهان

plant growth

30

در این جلسه آموزش سه­بعدی رشد گیاهان بر روی گروه آزمایش اجرا شد.

In this session, three-dimensional plant growth training was performed on the experimental group.

هفتم

Seventh

تکثیر سلولی

Cell proliferation

30

در این جلسه آموزش سه­بعدی تکثیر سلولی بر روی گروه آزمایش اجرا شد.

In this session, three-dimensional cell proliferation training was performed on the experimental group.

هشتم

Eighth

آب­های زیرزمینی

Groundwater

30

در این جلسه آموزش سه­بعدی آب­های زیرزمینی بر روی گروه آزمایش اجرا شد.

In this session, three-dimensional groundwater training was performed on the experimental group.

نهم

ninth

اجرای پس‌آزمون

Run the post-test

40

در این جلسه پرسشنامه ادراک حل مسئله و آزمون پیشرفت تحصیلی همسان سازی شده در گروه کنترل و آزمایش اجرا شد.

In this session, a problem-solving perception questionnaire and a matched academic achievement test were administered in the control and experimental groups.

 

بسته آموزشی مبتنی بر واقعیت مجازی به صورت نرم افزار آموزشی سه بعدی تدوین شد و عینک واقعیت مجازی (سامسونگ مدل  Gear VR) بر چشمان نمونه­های مورد مطالعه قرار گرفت که میدانی از دید وسیع را دربر داشت و ورود بینایی مناسبی را برای او به گونه­ای فراهم کرد که او به جز فضای چشم خود جای دیگری را ندید و توانست به راحتی تصاویر را در آن مشاهده کند؛ روبروی مانیتور یک دستگاه رایانه قرار گرفت که قبلاً الگوی برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی در کلیة شرایط الگوی پیشنهادی بر روی آن نصب شد و با طرحی از یک فضای کلاس مجازی، تمامی عناصر برنامه درسی و مراحل تدریس و یادگیری را شبیه­سازی کرد. همچنین برای ورود نمونه­ها از نظر صوتی به محیط مجازی نیز از هدفونی استفاده شد که بر روی هر دو گوش او به نحوی قرار گرفت که با انتشار و پخش صدا، او را از نظر صوتی وارد محیط مجازی کرد و اطلاعات مورد نظر را ارائه و بازخورد داد. بنابراین، به گونه­ای برنامه­ریزی شد که محرک­های مجازی توانستند توسط  نمونه­ها دیده و شنیده شوند و نمونه­ها را از طریق درگیر کردن حواس دیداری و شنیداری وارد محیط مجازی کند. پس از پایان جلسات؛ میزان ادراک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی فراگیران اندازه­گیری و با گروه کنترل مورد مقایسه قرار گرفت. لازم به ذکر است میزان ادراک حل مسئله و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان یک بار قبل از آموزش و در قالب پیش‌آزمون نیز توسط دانش‌آموزان هر دو گروه آزمایش و کنترل مورد آزمون قرار گرفته بود.

جهت گردآوری اطلاعات در زمینه ادراک حل مسئله از پرسشنامه ادراک حل مسئله هپنر و پترسون (1982) استفاده شد. این پرسشنامه برای سنجش درک پاسخ دهنده از رفتارهای حل مسئله و چگونگی واکنش افراد به مسائلی که با آن مواجه می شوند، تهیه شده است که دارای 35 عبارت است و برمبنای 6 سطح مقیاس لیکرت از کاملا موافقم(1) تا کاملا مخالفم (6) نمره­گذاری می­شود. این پرسشنامه دارای سه زیرمقیاس است: 1-اعتماد به خود در حل مسئله که شامل 11 عبارت است 2-اجتناب-نزدیکی به مسئله که توسط 16 عبارت سنجیده می شود 3-کنترل شخصی که دارای 8 عبارت است. نمره پایین­تر در پرسشنامه نشانگر بالا بودن سطح اداراک حل مسئله است. هپنر و پترسون در سال 1982 پرسشنامه حل مسئله را با چندین نمونه از آزمودنی­ها تنظیم و آزمایش کردند و همسانی درونی نسبتا بالایی با مقادیر آلفایی بین 72/0 تا 85/0 در خرده مقیاس­ها و 90/0 برای مقیاس کلی گزارش کردند. بررسی روایی آزمون نشان داد که ابزار، سازه­هایی را اندازه­گیری می­کند که مربوط به ادراک حل مسئله هستند. اعتبار بازآزمایی نمره کل پرسشنامه در فاصله دو هفته، در دامنه­ای از 83/0 تا 89/0 گزارش شده که بیانگر این است که پرسشنامه حل مسئله ابزاری پایا برای سنجش ادراک حل مسئله است(هپنر، 1988). در پژوهش حاضر پایایی پرسشنامه براساس آلفای کرونباخ 85/0 محاسبه شد.

جهت اندازه­گیری پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان، از آزمون معلم­ساخته استفاده است. این آزمون شامل 10 سوال بازپاسخ بود که باید توسط هر دانش‌آموز پاسخ داده می­شد. جمع نمرات آزمون 20 در نظر گرفته شد. سوالات آزمون درباره سفر به درون گیاه، حرکات سیاره­ها، گردش خون، سفر به درون زمین، رشد گیاهان، تکثیر سلولی و آب­های زیرزمینی بود که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی برای آن ها طراحی شده بود. از هر سرفصل دو سوال تدوین شده بود و این سوالات یکبار قبل از اجرای برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی (پیش‌آزمون) و همسطح این آزمون بعد از اجرای برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی (پس‌آزمون)، توسط دانش‌آموزان پاسخ داده شد. بدین ترتیب که آزمون اجرا شده در پیش‌آزمون و پس‌آزمون از لحاظ سطح دشواری یکسان بودند اما از لحاظ محتوایی و ظاهری متفاوت بودند. برای تعیین روایی آزمون از نظریات معلمان درس علوم پایه ششم استفاده شد و پایایی آزمون با روش موازی یا روش آزمون­های همتا، 82/0 بدست آمد. جهت تجزیه و تحلیل داده‌های پژوهش از روش تحلیل کوواریانس چندمتغیره و تک متغیره استفاده شد.

 

یافته‌ها

در جداول زیر اطلاعات توصیفی مربوط به متغیرهای تحقیق در دو گروه کنترل و آزمایش و در دو مرحله پیش‌آزمون و پس‌آزمون ارائه شده است:

 

جدول (2): اطلاعات توصیفی مربوط به متغیر ادراک حل مسئله  و پیشرفت تحصیلی در گروه کنترل و آزمایش

Table 2

Descriptive information about the problem-solving perception and academic achievement variables in the control and experimental groups

 

متغیرها

Variables

آزمون

test

گروه کنترل

Control group

گروه  آزمایش

Experimental group

حداقل

Min

حداکثر

Max

میانگین

Average

انحراف معیار

Standard deviation

حداقل

Min

حداکثر

Max

میانگین

Average

انحراف معیار

Standard deviation

نمره کل  حل مسئله

Problem Solving

پیش‌آزمون

Pre-test

93

120

108.60

8.57

100

127

112.26

8.10

پس‌آزمون

Post-test

102

122

112.26

5.28

95

121

106.46

6.90

اعتماد به خود در حل مسئله

Confidence in problem solving

پیش‌آزمون

Pre-test

30

38

34.46

2.32

30

40

35.66

2.60

پس‌آزمون

Post-test

29

40

34.60

3.01

28

38

20.33

2.67

اجتناب- نزدیکی به مسئله

Avoidance - Proximity to the problem

پیش‌آزمون

Pre-test

41

57

51.13

4.51

48

60

53.86

3.50

پس‌آزمون

Post-test

45

58

52.60

3.83

45

59

49.86

3.75

کنترل شخصی

Personal control

پیش‌آزمون

Pre-test

13

18

14.80

1.26

14

19

16.26

1.86

پس‌آزمون

Post-test

13

17

14.93

1.43

12

18

14.80

1.37

پیشرفت تحصیلی

Academic achievement

پیش‌آزمون

Pre-test

16

20

18.48

1.23

12

20

16.10

2.76

پس‌آزمون

Post-test

16

20

18.50

1.50

16

20

19.06

1.27

 

 

در جدول زیر متغیرهای تحقیق از جنبه نرمال بودن مورد آزمون قرار گرفتند. جهت بررسی نرمال بودن متغیرهای تحقیق از آزمون شاپیرو -ویلک و کولموگروف-اسمیرنوف استفاده شد.

 

 

 

جدول (3): آزمون نرمال بودن توزیع نمرات متغیرهای پیشرفت تحصیلی و ادراک حل مسئله در نمونه های تحقیق

Table 3

Test of normality of distribution of scores of academic achievement variables and problem solving perception in research samples

متغیرها

Variables

شاپیرو -ویلک

Shapiro -Wilk

کولموگروف-اسمیرنوف

Kolmogorov-Smirnov

آماره

Statistics

درجه آزادی

df

معنی داری

sig

آماره

Statistics

درجه آزادی

df

معنی داری

sig

پیشرفت تحصیلی

Academic achievement

0.931

30

0.052

0.130

30

0.200

حل مساله

Problem Solving

0.971

30

0.565

0.126

30

0.200

اعتماد به خود در حل مسئله

Confidence in problem solving

0.941

30

0.100

0.203

30

0.200

اجتناب- نزدیکی به مسئله

Avoidance - Proximity to the problem

0.967

30

0.463

0.135

30

0.172

کنترل شخصی

Personal control

0.979

30

0.803

0.112

30

0.200

 

با توجه به نتایج جدول (3) می‌توان گفت که سطح معنی­داری تمامی متغیرهای پژوهش هم در آزمون شاپیرو -ویلک و هم در آزمون کولموگروف-اسمیرنوف بالاتر از 05/0 می باشد و توزیع نمرات متغیرها در نمونه­های مورد بررسی نرمال می­باشد.

 

 

فرضیه اول: برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادراک حل مسئله تأثیر مثبت دارد.

به منظور بررسی فرضیه اول پژوهش، مبنی بر تأثیر مثبت برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادراک حل مسئله، از تحلیل کواریانس چندمتغیری استفاده شده است. ادراک حل مسئله دارای سه خرده­مقیاس اعتماد به خود در حل مسئله، اجتناب- نزدیکی به مسئله و کنترل شخصی می­باشد.

در این قسمت به بررسی پیش­فرض­های انجام تحلیل کوواریانس چندمتغیری پرداخته می­شود. ابتدا به بررسی فرضیه همگنی شیب­ها که یکی از پیش­فرض­های اساسی تحلیل کواریانس است پرداخته می­شود که نتایج آن در جدول (4) گزارش شده است.

 

 

 

جدول (4): بررسی همگونی شیب رگرسیون برای مؤلفه های متغیر ادراک حل مسئله

Table 4

Investigation of regression slope homogeneity for variable components of problem solving perception

 

متغیر وابسته

Dependent variable

مجموع مجذورات

Sum of squares

درجه آزادی

df

میانگین مربعات

Mean Square

آماره F

F Statistics

معنی­داری

sig

 

گروه در پیش‌آزمون

Group in pre-test

اعتماد به خود در حل مسئله

Confidence in problem solving

32.735

2

16.368

3.185

0.60

اجتناب- نزدیکی به مسئله

Avoidance - Proximity to the problem

57.562

2

28.781

2.413

0.112

کنترل شخصی

Personal control

14.040

2

7.020

3.360

0.052

 

با توجه به اینکه سطح معنی­داری هر سه متغیر اعتماد به خود در حل مسئله، اجتناب- نزدیکی به مسئله و کنترل شخصی بالاتر از 05/0 می­باشد، می‌توان گفت که مفروضه همگنی شیب­های رگرسیون برای انجام تحلیل کوواریانس برقرار می­باشد و بین متغیرهای وابسته و متغیرهای کمکی در درون گروه­ها رابطه خطی وجود دارد.

یکی دیگر از پیش­فرض­های مربوط به آزمون کوواریانس چندمتغیره، آزمون برابری ماتریس­های کوواریانس مشاهده شده متغیرهای وابسته در بین گروه­های مختلف است.  این آزمون از طریق آماره باکس­ام انجام گرفت و نتایج آن در جدول زیر ارائه شده است.

 

جدول(5): آزمون Box,M  برابری ماتریس­های کوواریانس مشاهده شده مؤلفه­های ادراک حل مسئله در بین گروه­ها

Table 5

 Box, M test Equality of observed covariance matrices Problem-solving perception components among groups

ام.باکس

Box,M

آماره F

F Statistics

درجه آزادی1

Df 1

درجه آزادی2

Df 2

معنی­داری

Sig

9.924

0.724

6

56.803

0.630

 

مطابق نتایج جدول (5) اندازه آزمون باکس از نظر آماری معنی دار نیست. به عبارت دیگر، ماتریس کواریانس­های خطا دارای تقارن لازمه است. به این معنی که ماتریس­های کوواریانس مشاهده شده بین گروه­های مختلف باهم برابرند.

محقق برای آزمون فرضیه از بین آماره­های چهارگانه (پیلایی[24]، لامبدا ویلکز[25]، هاتلینگ[26] و ریشه ری[27]) آماره لامبدا ویلکز را برای محاسبه انتخاب کرده است.

جدول(6): نتایج تحلیل چندمتغیری تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادراک حل مسئله

Table 6

Results of multivariate analysis of the impact of virtual reality based curriculum on problem solving perception

 

ارزش

Value

آماره F

F Statistics

Df فرضیه

Hypothesis df

Df خطا

Error df

سطح معنی­داری

Sig

ضریب اتا

Partial Eta Squared

لامبدای ویلکز

Wilks' Lambda

0.621

4.674

3

23

0.011

0.379

 

بر اساس جدول (6) آماره لامبدای ویلکز با (05/0P≤، 67/4=F) نشان می­دهد که با کنترل اثر پیش‌آزمون، حداقل از نظر یکی از مؤلفه­های ادراک حل مسئله در دو گروه کنترل و آزمایش تفاوت وجود دارد و نشانگر آن است که 37 درصد تفاوت مشاهده شده در میانگین مؤلفه­های ادراک حل مسئله مربوط به تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی می­باشد.

جدول(7): نتایج تحلیل کواریانس چندمتغیری تأثیر آموزش مبتنی بر واقعیت مجازی بر ادراک حل مسئله

Table 7

Results of multivariate analysis of covariance the effect of virtual reality based education on problem solving perception

مدل

Model

متغیر وابسته

Dependent variable

مجموع مجذورات

Sum of squares

درجه آزادی

df

میانگین مربعات

Mean Square

آماره F

F Statistics

معنی­داری

sig

ضریب اتا

Partial Eta Squared

گروه

Group

اعتماد به خود در حل مسئله

Confidence in problem solving

22.507

1

22.507

4.286

0.049

0.146

اجتناب- نزدیکی به مسئله

Avoidance - Proximity to the problem

12.092

1

12.092

6.347

0.019

0.202

کنترل شخصی

Personal control

17.163

1

17.163

8.542

0.007

0.255

خطا

Error

اعتماد به خود در حل مسئله

Confidence in problem solving

131.275

25

5.251

 

اجتناب- نزدیکی به مسئله

Avoidance - Proximity to the problem

375.605

25

15.024

 

کنترل شخصی

Personal control

50.229

25

2.009

 

 

کل

Total

اعتماد به خود در حل مسئله

Confidence in problem solving

37072

30

 

اجتناب- نزدیکی به مسئله

Avoidance - Proximity to the problem

83201

30

 

کنترل شخصی

Personal control

7326

30

 

 

نتایج آزمون اثرات بین­گروهی پس‌آزمون با کاهش اثر پیش‌آزمون در جدول(7) نشان می­دهد که بین میانگین­های دو گروه آزمایش و کنترل در خرده مقیاس اعتماد به خود در حل مسئله، اجتناب- نزدیکی به مسئله و کنترل شخصی تفاوت معنی­داری وجود دارد. بررسی میانگین نمرات گروه­های آزمایش و کنترل در جدول (2) نشان می­دهد که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، موجب افزایش در اعتماد به خود در حل مسئله، نزدیکی به مسئله و کنترل شخصی شده است. مقدار ضریب اتا نشان می­دهد که میزان تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر اعتماد به خود در حل مسئله 146/0، بر اجتناب  نزدیکی به مسئله 202/0 و بر کنترل شخصی 255/0 می­باشد.

 

فرضیه دوم: برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر پیشرفت تحصیلی تأثیر مثبت دارد.

به منظور بررسی فرضیه اول پژوهش، مبنی بر تأثیر مثبت برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر پیشرفت تحصیلی، از تحلیل کواریانس تک­متغیره استفاده شده است. در این قسمت به بررسی پیش‌فرض­های انجام تحلیل کواریانس تک­متغیره پرداخته می­شود. ابتدا به بررسی فرضیه همگنی شیب‌ها که یکی از پیش­فرض­های اساسی تحلیل کواریانس است پرداخته می­شود که نتایج آن در جدول (8) گزارش شده است.

 

جدول(8): بررسی همگونی شیب رگرسیون برای متغیر پیشرفت تحصیلی

Table 8

 Investigation of homogeneity of regression slope for academic achievement variable

 

مجموع مجذورات

Sum of squares

درجه آزادی

df

میانگین مربعات

Mean Square

آماره F

F Statistics

معنی­داری

sig

گروه در پیش‌آزمون

Group in pre-test

11.246

2

5.623

3.330

0.051

 

 

از آنجا که سطح معنی­داری گروه در پیش‌آزمون بالاتر از 05/0 می­باشد، می‌توان که مفروضه همگنی شیب­های رگرسیون برای انجام تحلیل کوواریانس برقرار می­باشد و بین متغیرهای وابسته و متغیرهای کمکی در درون گروه­ها رابطه خطی وجود دارد.

برای بررسی مفروضه یکسانی واریانس­ها در گروه­های مورد مطالعه که یکی دیگر از پیش­فرض­های تحلیل کوواریانس می­باشد از آزمون لون استفاده شد که نتایج آن در جدول (9) ارائه شده است.

 

جدول(9): آزمون لون برای بررسی مفروضه یکسانی واریانس­ها در گروه های کنترل و آزمایش

Table 9

 Leven test to examine the same assumption of variance in control and experimental groups

آماره F

F Statistics

درجه آزادی1

Df 1

درجه آزادی2

Df 2

معنی­داری

Sig

1.558

1

28

0.222

 

نتایج جدول (9) نشان می­دهد که  مقدار F مربوط به آزمون لون معنی­دار نیست. این عدم معنی­داری آزمون لون نشانگر این است که واریانس خطا بین گروه کنترل و آزمایش تفاوت خاصی با همدیگر ندارند.

جهت بررسی تأثیر مثبت برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر پیشرفت تحصیلی، از تحلیل کواریانس چندمتغیری استفاده شد و نتایج آن در جدول زیر ارائه شده است.

 

جدول(10): نتایج تحلیل کواریانس تک­متغیره تأثیر آموزش مبتنی بر واقعیت مجازی بر پیشرفت تحصیلی

Table 10

Results of univariate analysis of covariance the effect of virtual reality-based education on academic achievement

 

مجموع مجذورات

Sum of squares

درجه آزادی

df

میانگین مربعات

Mean Square

آماره F

F Statistics

معنی­داری

sig

ضریب اتا

Partial Eta Squared

پیش‌آزمون

pre-test

8.932

1

8.932

5.300

0.029

0.164

گروه

Group

8.041

1

8.041

4.772

0.038

0.150

خطا

Error

45.501

27

1.685

 

کل

Total

10641.250

30

 

 

نتایج آزمون اثرات بین­گروهی پس‌آزمون با کاهش اثر پیش‌آزمون در جدول (10) نشان می­دهد که بین میانگین­های دو گروه آزمایش و کنترل در متغیر پیشرفت تحصیلی تفاوت معنی­داری وجود دارد. بررسی میانگین نمرات گروه­های آزمایش و کنترل در جدول (2) نشان می­دهد که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، موجب پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان شده است. مقدار ضریب اتا نشان می­دهد که میزان تأثیر برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی بر پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان 150/0 می­باشد.

 

بحث و نتیجه‌گیری

یافته اول تحقیق نشان داد که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی موجب افزایش هر سه مؤلفه ادراک حل مسئله(اعتماد به خود در حل مسئله، اجتنباب- نزدیکی به مسئله و کنترل شخصی) در دانش‌آموزان می­شود. این یافته با نتایج تحقیق جین و لی (2019)، کریشنان و اونکر (2019)، تان و واگ (2013)، تانگ، شتی و چن[28](2012)، زکریا و کنسـتانتینوس[29] (2008)، ییر، مینتز و لیتواک[30] (2001) همسو می‌باشد.

از دیدگاه جوناسن (2007) آنچه در حل مسئله اهمیت زیادی دارد، ارائه ابزارهای شناختی است که به فرایندهای ذهنی درک و حل مسئله کمک می­کنند. این امر باعث ایجاد اعتماد به خود در حل مسئله می­شود. محیط ارائه شده در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، محیطی سه بعدی از اشیاء و پدیده‌ها است، به گونه‌ای که فراگیر با قرار گرفتن در این محیط می‌تواند حجم، ارتفاع، مواد سازنده، ابعاد و سایر ویژگی‌های پدیده‌ها را ببیند و این امر موجب کاهش بار شناختی ساخت تصاویر ذهنی و تجسم پدیده‌ها می‌شود و حل مسئله را تسهیل می‌کند. از این رو فراگیر از رویارویی با مسئله نمی­هراسد و به توانایی خود در حل مسئله اعتماد دارد(جین و لی، 2019).

از آنجا که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی می‌تواند خلاصه‌ای از دنیای واقعی را به صورت دقیق‌تر و قابل ملاحظه‌تر همراه با نمادهای پدیده‌ها ارائه دهد، توجه فراگیران را به جنبه‌های برجسته از یک پدیده یا موقعیت جلب می­نماید، بنابراین فراگیران غرق در پیچیدگی‌های پدیده‌ها و موقعیت‌ها نمی‌شوند و احساس خود کارآمدی در حل مسئله دارند (استمن[31]، 2000). از دیدگاه گوردون (2014) مهم­ترین مانع در ادراک حل مسئله، غیرقابل تشخیص بودن مسئله است. در حالی که محیط ارائه شده در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی یک ابزار شناختی است که قادر به ایجاد پدیده­هایی است که ممکن است در دنیای واقعی غیر قابل تشخیص باشند. محیط‌های مجازی همچنین این امکان را برای فراگیر می‌دهند که ساختارهای پیچیده‌ای را که ممکن است در پدیده‌ها مخفی باشند، تجسم و درک کنند و این امر موجب افزایش ادراک حل مسئله می­شود (به نقل از داو، ساپوناس و لندی[32]، 2016).

از دیدگاه جوناسن[33] (2007)، باید مسئله‌ای به فراگیران، آموزش داده شود که مربوط به محیط یادگیری آنان باشد تا آنان در نتیجه ارتباط با مسئله بتوانند به جست و جوی راه­حل­های ممکن بپردازند. گوردون (2014) معتقد است، حل مسئله نمی‌تواند از زندگی ما جدا شود. بنابراین درک یک مسئله و حل آن نیازمند توصیف کافی از عواملی محیطی است که یک مسئله را دربرمی‌گیرد تا فراگیر بتواند آن را به طور همه جانبه و در ارتباط با زندگی خود درک کند. در واقع یک مسئله باید معتبر باشد؛ مسئله معتبر، مسئله‌ای است که شبیه آن چیزی است که در دنیای واقعی وجود دارد و برای دانش‌آموزان قابل درک است. جوناسن (2007) نیز بر ضرورت ارائه مسئله معتبر به شیوه جذاب، برای فراگیران تاکید دارد. شناخت زمینه مسئله و اصالت آن و نیز جذابت ارائه مسئله به فراگیران کمک می‌کند تا به ارزش و اهمیت مسئله پی برده و نسبت به مسئله احساس نزدیکی بکنند و برای حل مسئله برانگیخته شده و در آن مشارکت نمایند.

از آنجا که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، نمایشی سه بعدی از یک مسئله به صورت بصری، شنوایی و لمسی/ جنبشی است (ریوا، 2012)، می‌تواند محیط‌ها و تجارب غیر قابل دسترس را شبیه‌سازی کند. لذا چنین نمایشی بسیار جذاب‌تر از سایر روش‌های بازنمایی مانند روایت، متن و تصویر است، زیرا واقعیت مجازی تمامی حواس انسان را در برخورد با محیط‌های دنیای واقعی تحریک می‌کند و باعث می شود تا فرد احساس نزدیک بودن به مسئله و حل آن را داشته باشد و مسئله را بهتر درک نماید(تان و واگ، 2013). در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی علاوه بر بازنمایی موقعیت واقعی، سایر روش‌های بازنمایی مانند متن و صدا نیز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. از این رو در واقعیت مجازی با استفاده از متن، روایت و تصویر، زمینه مسئله نیز توضیح داده می‌شود و این امر احساس نزدیکی به مسئله را بیشتر تقویت می­کند. در یک محیط مجازی، فراگیر می‌تواند، بی‌نهایت به یک شی نزدیک شود تا بتواند جزئیات آن را ببیند و همچنین می‌تواند بی‌نهایت از یک شی دور شود تا بتواند یک دید کلی از آن بدست آورد. چنین تنوعی در ارائه پدیده‌ها به طور قابل توجهی می‌تواند موجب تسهیل درک مسئله شود. زیرا در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، اشیاء و فرایندها را می‌تواند در جزئیات، به طور جداگانه، از فاصله نزدیک یا از راه دور مورد مطالعه قرار داد و این موارد موجب افزایش احساس نزدیکی به مسئله می­شود(داو، ساپوناس و لندی، 2016).

در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی می‌توان میزان پیچیدگی مسئله را با توجه به سطح دانش و مهارت هر فراگیر یا گروه فراگیران تغییر داد. برای مثال برای فراگیرانی که نمی‌توانند یک مسئله را درک کنند می‌توان مسائل را به صورت راحت‌تر شبیه‌سازی کرد ولی همین مسئله را می‌توان برای فراگیران دیگر با پیچیدگی بیشتری ارائه داد از این رو میزان احساس کنترل شخصی در حل مسئله در واقعیت مجازی بالاتر می­رود (کریشنان و اونکر، 2019). یکی از مهم‌ترین اصول کنترل شخصی در ادراک حل مسئله که با برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی همسویی زیادی دارد، دادن مسئولیت به فراگیر است. اگر یادگیرنده در درک و حل مسئله مسئول باشد، میزان احساس کنترل شخصی او بالاتر می­رود(جین و لی، 2019). محیطی که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی فراهم می‌کند محیطی است که فراگیر در آن آزادانه به فعالیت می‌پردازد و دانش مورد نظر را ایجاد می‌کند، لذا تمامی مسئولیت درک و حل مسئله بر عهده فراگیر است. از این رو در محیط واقعیت مجازی، فراگیر احساس قدرت و کنترل می‌کند زیرا سازنده دانش خود است و از سوی دیگر در درک و حل مسئله از اشتباه خود نمی‌هراسد، زیرا در محیط برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی،‌ در صورت اشتباه، هزینه‌ای ایجاد نمی‌شود و اشتباه رخ داده به فوریت قابل جبران است. لذا این آزمایش و خطاها در واقعیت مجازی، میزان مهارت فراگیران را افزایش می‌دهد تا آنان در محیط واقعی و فعالیت در محیط کار دچار کم‌ترین اشتباه شوند(ریوا، 2012).

یافته دیگر تحقیق نشان داد که برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی موجب افزایش پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان می شود. این یافته با نتایج تحقیق ایبانز، پورتیلو، کابادا و بارون (2020)،  لاند و ونگ  (2019)، کارامپیلاس، کاروونودیس و مانتیکو[34](2014)، ییر، مینتز و لیتواک[35] (2001) همسو و با نتایج تحقیق رضایی، پورالماسی و مقامی (1398) ناهمسو می­باشد. دلیل ناهمسو بودن نتایج تحقیق حاضر با تحقیق رضایی، پورالماسی و مقامی (1398) را می‌توان در تفاوت در نمونه­های تحقیق، درس مورد مطالعه و روش استفاده شده دانست. چرا که تحقیق رضایی، پورالماسی و مقامی (1398) در دوره متوسطه و درس شیمی انجام شده و از واقعیت مجازی به عنوان ابزار استفاده شده است. در حالی که پژوهش حاضر در دانش‌آموزان دوره ابتدایی و درس علوم انجام شده و از واقعیت مجازی به عنوان یک برنامه درسی استفاده شده است که در آن تمامی عناصر برنامه درسی طراحی و اجرا شده­اند.

 فراگیر، برای یادگیری موثر نیاز به دستکاری مانند ساخت محصول، دستکاری پارامترها و یا تصمیم‌گیری دارد. در یادگیری معنی‌دار، یادگیرنده باید فعال باشد، بدین ترتیب که یادگیرنده ورودی‌های حسی را با دانش موجود خود تلفیق کرده و دانش جدیدی را تولید می‌کند. جوناسن (2007) معتقد است؛ فضایی که فراگیران باید در آن به دستکاری بپردازند، باید فضایی شبیه‌سازی شده از فضای واقعی باشد تا فراگیران، بتوانند به طور مستقیم به دستکاری یا کشف بپردازند و از طریق بازخوردی که دریافت می‌کنند، در محصول تولید شده و یا دانش ساخته شده، تغییرات لازم را بوجود بیاورند. برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، فضایی را برای دستکاری فراهم می‌کند که به یادگیرنده اجازه می‌دهد تا آزادانه اشیاء مجازی را در محیطی کاملا مشابه با محیط واقعی، بررسی و دستکاری کند و این امر پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان را موجب می­شود(ایبانز، پورتیلو، کابادا و بارون، 2020). برخلاف بسیاری از برنامه های درسی دیگر، برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی دارای توالی و مسیر حرکت مشخصی نیست، بلکه متناسب با یادگیری فراگیران، تغییر می‌کند. محیط طراحی شده در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی، امکان هرگونه تعاملی را به فراگیران می‌دهد. لذا برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی دارای رویکرد یادگیرنده محور است که یادگیرنده می‌تواند کنترل آنچه را که می‌خواهد، در دست گرفته و به کشف و دستکاری بپردازد(کارامپیلاس، کاروونودیس و مانتیکو، 2014). به عبارت دیگر یادگیرنده می‌تواند از طریق محیط شبیه‌سازی شده حرکت کرده و به اهداف مورد نظر خود دست یابد. در این صورت ممکن است یادگیرنده، اشتباهات و پیش‌بینی‌های اشتباهی را انجام دهد اما بازخوردی را در جهت اصلاح اشتباه خود دریافت کرده و دانش موجود خود را تغییر داده و دانش جدیدی را می‌سازد و این امر موجب می­شود تا دانش‌آموزان در برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی پیشرفت تحصیلی بیشتری داشته باشد. (لاند و ونگ، 2019). به­طور کلی، برنامه درسی واقعیت مجازی، با هدایت دانش‌آموزان به سمت اهداف یادگیری با ایجاد فرصت­های برابر آموزشی و توجه به تفاوت­های فردی(دیمر، پائولی و موهلبرگر، 2017) و نیز با ارائه عینی پدیده­ها و مطالب شناختی و کاستن از بار شناختی مسائل آموزشی(ایبانز، پورتیلو، کابادا و بارون، 2020)، موجب پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان می­شود.

پژوهش حاضر با برخی محدودیت­ها از جمله؛ محدود بودن پژوهش به دانش‌آموزان پایه ششم دوره ابتدایی و درس علوم همراه بود. لذا پیشنهاد می­شود در پژوهش­های آتی، پایه­های اول تا پنجم دوره ابتدایی به عنوان نمونه انتخاب شوند و برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی علاوه بر درس علوم در سایر دروس نیز طراحی و اجرا شود. همچنین با توجه به یافته‌های تحقیق پیشنهاد می­شود که در درس علوم دوره ابتدایی از برنامه درسی مبتنی بر واقعیت مجازی استفاده شود تا هم میزان ادراک حل مسئله و هم میزان پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان افزایش یابد.



1- Jin & Lee

2- Heppner

3- Krishnan & Onkar

4- Dow, Saponasd & Landay

5- Tan & Waugh

1- Wiederhold & Rizzo

2- Immergence

3- Sensory feedback

4- Interaction

5- Himma & Tavani

6- Gregg & Tarrier

7- Wiederhold & Rizzo

8- Anderson, Jacobs & Rothbaum

9- Virtual reality curriculum

10- Emmelkamp, Krijn, Hulsboseh, Devries, Schuemie & Vander Mast

11- Riva

1- Diemer, Pauli & Muhlberger

2- Jang & Kim

3- Koc Akran & Uzum

4- Andersen, Konge  & Sorensen

1- Ibanez, Portillo, Cabada& Barron

2- Lund & Wang

1- Elliot & Joey

1- Pillai’s Trace

2- Wilks’ Lambda

3- Hotelling’s Trace

[27]. Roy’sLargestRoot

1- Tang, Shetty & Chen

2- Zacharia & Constantinos

3- Yair, Mintz & Litvak

4- Eastman

5- Dow, Saponasd & Landay

6- Jonassen

1- Karampelas, Karvounidis & Mantikou

2- Yair, Mintz & Litvak

Andersen. SAW, Konge, L., & Sorensen. MS. (2018). The effect of distributed virtual reality simulation training on cognitive load during subsequent dissection training. Medical Teacher. 7(40):1-6. 40(7):684-689.
       doi: 10.1080/0142159X.2018.1465182. Epub 2018 May 7.
Anderson, P, Jacobs, C., & Rothbaum, B. O. (2014). Computer-supported cognitive behavioral treatment of anxiety disorders. Journal of Clinical Psychology, 60(3): 253-267.
Costa, N., & Melotti, M. (2012). Digital media in archaeological areas, virtual reality, authenticity and hyper-tourist gaze’ Sociology Mind, 2(1): 53–60.
Diemer, J., Pauli, P., & Muhlberger, A. (2017). Virtual reality in Psychotherapy. International Encyclopedia of the Social & Behavioral Sciences (Second Edition), 12(2): 138-146.
Dijkstra, S. (2010). The description of knowledge and skills for the purpose of instruction. In S. Dijkstra, B. H. Wolters, & P. C. Sijde (Eds.), Research on instructional design and effects. New Jersey: Educational Technology Publications.
Dow. S., Saponas. T. S., Li. Y., & Landay. J. A. (2016). External Representations in Ubiquitous Computing Design and the Implications for Design Tools. In Designing Interactive Systems (DIS 06). ACM Press.
Eastman. C. (2000). New directions in design cognition: studies of representation and recall. In Design Knowing and Learning: Cognition in Design Education.
Elliot, H. A., & Joey, L. (2017). Virtual reality in education: a tool for learning in the experience age, International Journal Innovation in Education, 4(4):2015-226.
Emmelkamp, P. M. G., Krijn, M., Hulsboseh, A. M., Devries, S., Schuemie, M. J., & Vander Mast, C. A. (2012). Vutual reality treatment versue exposure on vivo: A comparative Evaluation in Acrophobia. Behavior Research and Therapy, 40(5): 509-516.
Fathi, M. (2012), Chemistry Education in Criticism Plant, Journal of Chemistry Education Development, 26(3): 59-64 [In Persian].
Gregg, L., & Tarrier, N. (2017). Virtual reality in mental health: A review of the literature. Social Psychiatry and Psychiatric Epidemiology, 42(2): 343-54.
Heppner P. (1988). The Problem-Solving Inventory: Manual. Palo Alto, CA, Consulting Psychologist Press.
Himma, K. E., & Tavani, H. T. (2016). The handbook of information and computer ethics: John Wiley & Sons.
Ibanez, M., Portillo, A., Cabada, R., & Barron. M., (2020). Impact of augmented reality technology on academic achievement and motivation of students from public and private Mexican schools. A case study in a middle-school geometry course. Computers & Education. 145(68):586-596.
Jang, D. P., & Kim, I. Y. (2014). Analysis of physiological response to two virtual environments: Driving and flying simulation. Cyber psychology and Behavior, 5(4):11-18.
Jin, W., & Lee, S. (2019). Designing in virtual reality: a comparison of problem-solving styles between desktop and VR environments Article in Digital Creativity. Digital Creativity. 30(2):107-126.
Johnson. M. (2007). The Body in the Mind. Chicago University Press. Chicago.
Karampelas, K. Karvounidis, S., & Mantikou, S. (2014). Virtual Reality in Elementary Science Class: The Case of a Greek Primary School. ICICTE Proceedings, International Conference on Information and Communication Technologies in Education. 241-250.
Koc Akran, S., & Uzum, B. (2018). The Effect of the Layered Curriculum on the 6th Grade Students' Learning Styles in Science Lesson, International Journal of Educational Methodology, 4(3): 141-152.
Krishnan, A., & Onkar, P. (2019). Virtual Reality References in Design Problem Solving: Towards an Understanding of Affect-Cognition Interaction in Conceptual Design. Augmented Reality and Virtual Reality. 989(28): 247-260.
Lau, K., & Lee, P. (2015) ‘The use of virtual reality for creating unusual environmental stimulation to motivate students to explore creative ideas’, Interactive Learning Environments, 23(1): 3–18.
Lund, B., & Wang, T. (2019). Effect of Virtual Reality on Learning Motivation and Academic Performance: What V formance: What Value Ma alue May VR Ha y VR Have for Libr e for Library Instruction? Instruction?" Kansas Library Association College and University Libraries Section Proceedings: 9(1):125-135
Mehdizadeh, F., & Sheikh Al-Taifeh, M. (2019). The Role of Virtual Reality in the Education of Health Care Specialists: A Systematic Review, Journal of Student Research Committee of Torbat Heydariyeh University of Medical Sciences, 1(2): 10-22 [In Persian].
Moghaddasi, H., Rabiei, R., Nazemi, I., Bigdeli, Sh., & Ebrahimpour Sadagheyani, H. (2016). Role of Models, Approaches and Theories in Designing and Learning Producing Educational Software Software Based on Virtual Reality Technique in Nursing Education: A Systematic Review, Urmia Journal of Nursing and Midwifery, 14(4): 300-312 [In Persian].
Rezaeipour Almasi, M., & Magami, H. (2019). The effect of virtual reality on learning and academic achievement of tenth grade students in chemistry, Quarterly Journal of Research in Educational Systems, 13(45): 157-171 [In Persian].
Riva, G. (2012). Virtual reality for health care: The status of research. Cyberpsychology and Behavior, 5(3): 219-225.
Sweller, J., Ayres, P., & Kalyuga, S. (2011). Cognitive Load Theory. New York: Springer.
Tan. S., & Waugh. R. (2013). Use of Virtual-Reality in Teaching and Learning Molecular Biology. 3D Immersive and Interactive Learning. Springer Science. Business Media Singapore.
Wiederhold, B. K., & Rizzo, A. S. (2015). Virtual reality and applied psychophysiology. Applied Psychophysiology and Biofeedback. 30(3): 183-185.
Zacharia, Z., & Constantinos. C. P. (2008). Comparing the Influence of Physical and Virtual Manipulatives in the Context of the Physics by Inquiry Curriculum: The Case of Undergraduate Students, Conceptual Understanding of Heat and Temperature. American Journal of Physics, 76(4): 425-430.