آمار

تعداد نشریات11
تعداد شماره‌ها234
تعداد مقالات2,383
تعداد مشاهده مقاله3,803,132
تعداد دریافت فایل اصل مقاله2,763,808
جمالی نژاد حلیمه جانی, مریم, خدادادی آزادبنی, فاطمه. (1404). اثربخشی مدل‌های ارائه نقشه‌های مفهومی در آموزش مجازی مفاهیم فیزیک مغناطیس. فناوری آموزش, 19(3), 615-628. doi: 10.22061/tej.2025.11738.3189
مریم جمالی نژاد حلیمه جانی; فاطمه خدادادی آزادبنی. "اثربخشی مدل‌های ارائه نقشه‌های مفهومی در آموزش مجازی مفاهیم فیزیک مغناطیس". فناوری آموزش, 19, 3, 1404, 615-628. doi: 10.22061/tej.2025.11738.3189
جمالی نژاد حلیمه جانی, مریم, خدادادی آزادبنی, فاطمه. (1404). 'اثربخشی مدل‌های ارائه نقشه‌های مفهومی در آموزش مجازی مفاهیم فیزیک مغناطیس', فناوری آموزش, 19(3), pp. 615-628. doi: 10.22061/tej.2025.11738.3189
جمالی نژاد حلیمه جانی, مریم, خدادادی آزادبنی, فاطمه. اثربخشی مدل‌های ارائه نقشه‌های مفهومی در آموزش مجازی مفاهیم فیزیک مغناطیس. فناوری آموزش, 1404; 19(3): 615-628. doi: 10.22061/tej.2025.11738.3189

اثربخشی مدل‌های ارائه نقشه‌های مفهومی در آموزش مجازی مفاهیم فیزیک مغناطیس

فناوری آموزش
مقاله 4، دوره 19، شماره 3 - شماره پیاپی 75، تیر 1404، صفحه 615-628
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22061/tej.2025.11738.3189
نویسندگان
مریم جمالی نژاد حلیمه جانی؛ فاطمه خدادادی آزادبنی*
گروه آموزش فیزیک، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی 14665-889 تهران، ایران
تاریخ دریافت: 20 دی 1403،  تاریخ بازنگری: 17 فروردین 1404،  تاریخ پذیرش: 26 اردیبهشت 1404 
چکیده
پیشینه و اهداف: آموزش مجازی به‌طور فزاینده‌ای در سال‌های اخیر اهمیت یافته و به یکی از ارکان اصلی سیستم‌های آموزشی در سرتاسر جهان تبدیل شده است. این نوع آموزش به‌ویژه در شرایطی که مدارس تعطیل می‌شوند، به یک راهکار ضروری برای ادامه فرآیند یادگیری تبدیل شده است. با این حال، دانش‌آموزان معمولاً در درک مفاهیم فیزیک از طریق روش‌های سنتی با چالش‌هایی مواجه هستند. انتقال محتوای درسی از طریق شبکه‌های مختلف آموزش مجازی نیازمند استراتژی‌های مؤثری است که بتواند این چالش‌ها را برطرف کند. در این پژوهش، اثر بخشی نقشه‌های مفهومی به‌عنوان یکی از راهبردهای یادگیری مولد و رویکردهای بهبود سطح یادگیری دانش‌آموزان در انتقال مفاهیم انتزاعی فیزیک مورد بررسی قرار گرفته است.
روش‌ها:‌ روش پژوهش حاضر، یک تحقیق نیمه آزمایشی از نوع طرح پیش‌آزمون- پس‌آزمون با گروه کنترل بود. جامعه آماری پژوهش شامل کلیه دانش‌آموزان دختر پایه یازدهم مدارس عادی ناحیه ۵ آموزش و پرورش مشهد بود که در سال تحصیلی ۱۴۰3-۱۴۰2 مشغول به تحصیل بودند. با استفاده از روش نمونه‌گیری هدفمند، ۶۰  نفر از دانش‌آموزان دبیرستان سمیه مشهد انتخاب شدند. این افراد به‌طور تصادفی در یک گروه کنترل و دو گروه آزمایش تقسیم شده‌اند. یک گروه آزمایش تحت مداخله نقشه مفهومی معلم‌ساز و گروه آزمایش دوم تحت مداخله نقشه مفهومی دانش‌آموزساز قرار گرفتند. گروه کنترل به روش سنتی آموزش را دریافت کردند. برای جمع‌آوری داده‌ها از آزمون پیشرفت تحصیلی محقق‌ساز به‌صورت پیش‌آزمون-پس‌آزمون استفاده شد که روایی صوری و محتوایی آن توسط دبیران و اساتید آموزش فیزیک تأیید و برای پایایی آن از آزمون همتا استفاده‌ شده بود. همچنین، برای تحلیل داده‌ها از آزمون t مستقل و تحلیل کوواریانس (ANCOVA) استفاده شد. برای بررسی نرمال بودن توزیع داده‌ها، از چهار آزمون شامل شاپیرو-والک، کولموگروف-اسمیرنوف، کرامر-ون میس و اندرسون-دارلینگ استفاده شده است. سطح معنی‌داری در این آزمون‌ها بالاتر از ۰۵/۰ بود که بیانگر توزیع نرمال داده‌ها است.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که استفاده از نقشه‌های مفهومی در فضای مجازی تأثیر مثبت و قابل توجهی بر نتایج یادگیری دانش‌آموزان دارد. تحلیل کوواریانس پیشرفت تحصیلی نشان داد که تفاوت معنی‌داری بین نمرات دو گروه با دو نوع شیوه تدریس، یعنی نقشه مفهومی معلم‌ساخته و نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته، وجود دارد. نتایج آزمون تی مستقل نشان داد که در سطح معنی‌داری بالایی (۹۹%)، پیشرفت تحصیلی بین گروه کنترل و گروه آزمایش معلم‌ساخته متفاوت است. تأثیر روش تدریس نقشه مفهومی معلم‌ساخته به مراتب بالاتر از شیوه تدریس نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته (درصد معنی‌داری ۰۵/۰) و روش تدریس سنتی (درصد معنی‌داری ۰۱/۰) بوده و این روش بالا‌‌‌ترین نمرات را در بین دانش‌آموزان داشته است. همچنین نمرات روش تدریس نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته به مراتب بالا‌تر از شیوه تدریس سنتی (درصد معنی‌داری ۰۱/۰) بود. بیشترین افزایش میانگین نمرات مربوط به گروه نقشه مفهومی معلم‌ساخته (۷۴%) بود، که به‌دنبال آن گروه نقشه مفهومی دانش‌آموزساخته (۷۲%) قرار داشت. کمترین افزایش نیز مربوط به گروه روش سنتی (۵۹%) بود. این یافته‌ها به‌خوبی تأثیر استفاده از نقشه‌های مفهومی در تدریس مباحث فیزیک بر افزایش عملکرد دانش‌آموزان را نشان می‌دهد.
نتیجه‌گیری: در این پژوهش، نقشه‌های مفهومی به‌عنوان یک راهبرد آموزشی مولد و زایا برای ارتقای سطح یادگیری پایدار دانش‌آموزان در مبحث مغناطیس مورد استفاده قرار گرفته است و نتایج چشمگیری به‌دست آمده است. این نقشه‌ها با بهره‌گیری از استعاره‌های تصویری زیبا و قابل درک، تجسم مفاهیم را به ویژه در زمینه‌های انتزاعی و پیچیده‌ای مانند مغناطیس و میدان‌های مغناطیسی که برای دانش‌آموزان چالش‌برانگیز است، آسان کرده‌اند. نتایج این پژوهش نشان داد که دانش‌آموزان با وجود تمام خلأهای آموزشی ایجاد شده، قادر به کسب آموزش مؤثر در فضای مجازی هستند. استفاده از نقشه‌های مفهومی که به‌خوبی طراحی شده و شامل استعاره‌های تصویری مناسب می‌باشند، به دانش‌آموزان این امکان را می‌دهد که مفاهیم انتزاعی را به‌راحتی درک کرده و به یادگیری عمیق‌‌تری دست یابند. لازم به ذکر است که این پژوهش به‌طور خاص بر روی دانش‌آموزان دختر تمرکز دارد و نتایج ممکن است به دانش‌آموزان پسر تعمیم‌پذیر نباشد. پیشنهاد می‌شود برای ارتقای سطح یادگیری دانش‌آموزان و رفع خلأهای آموزشی ایجاد شده در محیط‌های مجازی، از نقشه‌های مفهومی معلم ساز که شامل استعاره‌های بصری زیبا و قابل درک هستند، استفاده شود.
کلیدواژه‌ها
نقشه مفهومی؛ آموزش مجازی؛ اثر بخشی یادگیری؛ مفاهیم مغناطیس
موضوعات
آموزش الکترونیکی- مجازی
عنوان مقاله [English]
Effectiveness of presentation models of concept maps in virtual teaching of magnetism physics concepts
نویسندگان [English]
M. Jamalinejad- Halima Jani؛ F. Khodadadi Azadboni
Department of Physics Education, Farhangian University, P.O. Box 14665-889, Tehran, Iran
چکیده [English]
Background and Objectives: Virtual education has increasingly gained importance in recent years, becoming one of the main pillars of educational systems worldwide. This type of education has turned into a necessary solution for continuing the learning process, especially when schools are closed. However, students often face challenges in understanding physics concepts through traditional methods. Transmitting curriculum content through various virtual education networks requires effective strategies to address these challenges. In this research, the effectiveness of concept maps is examined as one of the generative learning strategies and approaches to improve students' learning levels in conveying abstract physics concepts.
Methods: The present research method was a quasi-experimental pre-test / post-test design with a control group. The statistical population of the research included all female students in the 11th grade of regular schools in District 5 of Mashhad Education Department, who were studying during the academic year 2023-2024. Using purposive sampling, 60 students from Samieh High School in Mashhad were selected. These individuals were randomly assigned to one control group and two experimental groups. One experimental group received teacher-generated concept maps, while the second experimental group worked with student-generated concept maps. The control group received instruction through traditional teaching methods. To collect data, a researcher-made academic achievement test was utilized in a pre-test/post-test format. The content and face validity of the test were confirmed by physics teachers and education professors, and its reliability was assessed using the test-retest method. Additionally, independent t-tests and analysis of covariance (ANCOVA) were used for data analysis. To assess the normality of the data distribution, four tests were utilized: Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov, Cramer-von Mises, and Anderson-Darling. The significance levels in these tests were above 0.05, indicating a normal distribution of the data.
Findings: The results indicated that the use of concept maps in a virtual environment had a positive and significant impact on students' learning outcomes. The analysis of covariance regarding academic performance revealed a significant difference between the scores of the two groups using different teaching methods: teacher-centered concept mapping and student-centered concept mapping. The independent t-test results showed a high significance level (99%) in academic progress between the control group and the teacher-centered experimental group. The impact of the teacher-constructed concept mapping teaching method was significantly higher than that of the student-constructed concept mapping method (significance level 0.05) and the traditional teaching method (significance level 0.01), with this method achieving the highest scores among students. Additionally, the scores from the student-constructed concept mapping teaching method were significantly higher than those of the traditional teaching method (significance level 0.01). The greatest increase in mean scores was observed in the teacher-centered concept mapping group (74%), followed closely by the student-centered concept mapping group (72%). The traditional teaching method group showed the least increase (59%). These findings clearly highlighted the effectiveness of using concept maps in teaching physics topics for enhancing student performance.
Conclusion: In this research, concept maps were utilized as a generative and innovative educational strategy to enhance the sustainable learning levels of students in the topic of magnetism, yielding remarkable results. These maps, leveraging beautiful and comprehensible visual metaphors,  facilitated the visualization of concepts, especially in abstract and complex areas such as magnetism and magnetic fields, which can be challenging for students. The findings of this research indicated that students, despite the educational gaps that have emerged, are capable of receiving effective education in virtual environments. The use of well-designed concept maps that include appropriate visual metaphors allows students to easily grasp abstract concepts and achieve deeper learning. It is worth mentioning that this study specifically focused on female students, and the results may not be generalizable to male students. It is recommended to utilize teacher-created concept maps that incorporate beautiful and comprehensible visual metaphors to enhance students' learning levels and address the educational gaps created in virtual settings.
کلیدواژه‌ها [English]
Concept Map, Virtual Education, Learning Effectiveness, Magnetism Concepts
مراجع
[1] Napier-Raman S, Rosas S, Hossain SZ, Mpofu E, Lee MJ, Liamputtong P, Dune T, Mapedzahama V. Concept Mapping Method. In: Handbook of Social Sciences and Global Public Health, Cham: Springer International Publishing. 2023.899-923. https://doi.org/10.1007/978-3-031-25110-8_63

[2] Bransford JD, Brown AL, Cocking RR. How people learn. Vol. 11. Washington, DC: National Academy Press, 2000), p.206-220.

[3] Bennett D. Computational models of concept formation: cognitive chunks and neural engrams [dissertation]. Liverpool: University of Liverpool; 2021. p.35-48.

[4] Fiorella L, Mayer RE. Learning as a generative activity. Cambridge University Press, 2015.

https://doi.org/1017/CBO9781107707085

[5] Novak JD, Cañas AJ. The theory underlying concept maps and how to construct them. Florida Institute for Human and Machine Cognition. 2006; 1(1):1-31.

[6] Saif AA. Modern Educational Psychology: Learning and Teaching Psychology. Tehran: Doran Publications; Duran Publications, 2011; 210-246. [In Persian]

[7] Novak JD. Concept mapping: A strategy for organizing knowledge. In Learning Science in the Schools; 2012; 229-245. Routledge.

[8] Martínez G, Pérez ÁL, Suero MI, Pardo PJ. The effectiveness of concept maps in teaching physics concepts applied to engineering education: Experimental comparison of the amount of learning achieved with and without concept maps. J Sci Educ Technol. 2013; 22(2):204-14.

https://doi.org/10.1007/s10956-012-9386-8

[9] Eppler MJ. A comparison between concept maps, mind maps, conceptual diagrams, and visual metaphors as complementary tools for knowledge construction and sharing. Inf Vis. 2006; 5(3):202-10.

https://doi.org/10.1057/palgrave.ivs.9500131

[10] Novak JD. The pursuit of a dream: Education can be improved. In Teaching Science for Understanding (Chapter 1). Academic Press. 2005; p.3-28.

https://doi.org/10.1016/B978-012498360-1/50002-7

[11] Essila JC, Alhourani F, Motwani J. Using concept maps in teaching operations management courses. Decis Sci J Innov Educ . 2021; 19(1):15-39. https://doi.org/10.1111/dsji.12228

[12] Bergan-Roller HE, Galt NJ, Helikar T, Dauer JT. Using concept maps to characterise cellular respiration knowledge in undergraduate students. J Biol Educ. 2020; 54(1):33-46.

https://doi.org/10.1080/00219266.2018.1541001

[13] Hatami J, Mirzaei R, Abbasi J. The effect of using concept maps in teaching on the academic progress of secondary school students in physics. Teach Res. 2014; 1(2):55-66. [In Persian]

DOR: 1001.1.24765686.1392.1.2.6.4

[14] Anastasiou D, Wirngo CN, Bagos P. The effectiveness of concept maps on students’ achievement in science: A meta-analysis. Educ Psychol Rev. 2024; 36(2):39.

https://doi.org/10.1007/s10648-024-09877-y

[15] Novak JD. Meaningful learning: The essential factor for conceptual change in limited or inappropriate propositional hierarchies leading to empowerment of learners. Sci Educ. 2002; 86(4):548-71. https://doi.org/10.1002/sce.10032

[16] Chang CC, Hwang GJ, Tu YF. Roles, applications, and trends of concept map-supported learning: a systematic review and bibliometric analysis of publications from 1992 to 2020 in selected educational technology journals. Interact Learn Environ. 2023; 31(9):5995-6016.

https://doi.org/10.1080/10494820.2022.2027457

[17] Brod G. Generative learning: Which strategies for what age? Educ Psychol Rev. 2021; 33(4):1295-318

https://doi.org/10.1007/s10648-020-09571-9

[18] Almulla MA, Alamri MM. Using conceptual mapping for learning to affect students’ motivation and academic achievement. Sustainability. 2021; 13(7):4029.

https://doi.org/10.3390/su13074029

[19] Hwang GJ, Chen YT, Chien SY. A concept map-based community of inquiry framework for virtual learning contexts to enhance students’ earth science learning achievement and reflection tendency. Education and Information Technologies. 2024; 29(3): 1-26.

https://doi.org/10.1007/s10639-024-12454-z

[20] Jackson A, Barrella E, Bodnar C. Application of concept maps as an assessment tool in engineering education: Systematic literature review. J Eng Educ. 2023; 113(4): 752-766.

https://doi.org/10.1002/jee.20548

[21] Amini AH, Ahmadi F, Zamir Anvari J. Assessing the quality of learning and identifying the discovery of misunderstandings using a concept map in teaching the concept of electric charge. In: Proceedings of the 16th Iranian Physics Education Conference and the 6th Physics and Laboratory Conference; 2015. p.8-11. [In Persian]

[22] Hatami J, Mirzaei R, Abbasi J. Improving the quality of teaching chemistry concepts with the help of concept maps. Technol Educ J. 2018; 3(3):269-281. [In Persian]

https://doi.org/10.22061/tej.2009.1325

[23] Karimi M. The effect of concept map model on critical thinking and academic achievement of medical education students. Educ Strateg Med Sci. 2021; 14(3):112-119. [In Persian]

[24] Collins B, Nyenhuis R. The effectiveness of concept maps for students’ learning and retention. J Polit Sci Educ. 2021; 17(sup1):897-909.

https://doi.org/10.1080/15512169.2020.1775090

[25] Mousavi Shafiq M S, Khoshneshin Z, Mahdavi Nasab Y, Mojadam M. The effect of teacher and student-based concept mapping on the motivation and learning of eighth grade high school students. Technol Educ J. 2023; 17(2):279. [In Persian]

https://doi.org/10.22061/tej.2022.6875.2472

[26] Putri E. The effect of class discussion learning models using concept map to physics students’ learning outcomes in SMA Al-Washliyah Medan, Indonesia. Electron Res J Soc Sci Hum. 2020; 2(3):138-44. https://doi.org/10.24036/ple.v1i1.13

[27] Thurn CM, Hänger B, Kokkonen T. Concept mapping in magnetism and electrostatics: Core concepts and development over time. Educ Sci. 2020; 10(5):129.

https://doi.org/10.3390/educsci10050129

[28] Putri VN, Sundari PD, Hufri H, Sari SY. Physics teaching materials based on the creative problem-solving model with concept maps: The effect on students’ learning outcomes. J Penelitian Pendidikan IPA. 2024; 10(4):1907-15.

https://doi.org/10.29303/jppipa.v10i4.5805

[29] Maker CJ, Zimmerman RH. Concept maps as assessments of expertise: Understanding of the complexity and interrelationships of concepts in science. J Adv Academics. 2020; 31(3):254-97.

https://doi.org/10.1177/1932202X20921770

[30] Hwang GJ, Zou D, Lin J. Effects of a multi-level concept mapping-based question-posing approach on students’ ubiquitous learning performance and perceptions. Comput Educ. 2020; 149(1):103815.

https://doi.org/10.1016/j.compedu.2020.103815

[31] Halim A, Elmi E, Elisa E, Wahyuni A, Ngadimin N, Musdar M, Balqis NN. Development of concept maps diagnostic test for identification of students’ misconceptions. In AIP Conference Proceedings. AIP Publishing. 2020; 2215(1):050003.

https://doi.org/10.1063/5.0000613

[32] Lee CH, Lee GG, Leu Y. Application of automatically constructed concept map of learning to conceptual diagnosis of e-learning. Expert Syst Appl. 2009; 36(2):1675-84.

https://doi.org/10.1016/j.eswa.2007.11.049

[33] Aydogdu S, Güyer T. The effect of digital concept maps in online learning environments on students' success and disorientation. Malaysian Online Journal of Educational Technology. 2019; 7(1):76-93.

https://doi.org/10.17220/mojet.2019.01.006

[34] Alsuraihi AA. The effect of implementing mind maps for online learning and assessment on students during COVID-19 pandemic: a cross sectional study. BMC Med Educ. 2022; 22(1):169. https://doi.org/10.1186/s12909-022-03211-2

[35] Hernández-Suárez CA, Prada-Nuñez R, Gamboa-Suárez AA. Using concept maps to understand mechanical physics concepts in high school students. Journal of Physics Conference Series. IOP Publishing. 2020; 1672(1):012019.

https://doi.org/10.1088/1742-6596/1672/1/012019

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 28
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 4


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب