دانش دیداری دانش‌آموزان از تصویرهای کتاب های فیزیک (۱) و (۲) رشته تجربی

مقدمه
طراحی‌هایی که از چندین هزار سال پیش بر روی دیواره غارها باقی‌ مانده است نشان می‌دهند که نقاشی اولین روش مکتوبی است که انسان‌ها برای انتقال پیام از آن استفاده کرده‌اند. با اختراع خط در تمدن بشر، ارزش استفاده از تصویر نه تنها کم نشد، بلکه تصویرسازی وسیله‌ای برای بازگو کردن روایت‌های مذهبی، داستان‌های پیامبران و تجسم چهره‌های فرشتگان در کتاب‌های مقدس شد. همچنین، ادبیات کهن ایران از این شیوه بهره‌ برده است و در آثاری مانند کلیله‌ودمنه و شاهنامه، تصاویر بیانگر مضامین داستانی موجود در متن هستند.

با گسترش آموزش همگانی، هنر گرافیک در تدوین کتاب‌های آموزشی به‌کار گرفته شد، به‌طوری‌که در اولین گام‌های آموزش قبل از مدرسه، استفاده از تصویر برای انتقال مفاهیم بهترین راهبرد عملی است؛ همچنین در آخرین تغییرات نظام آموزشی کشور ما، از این رویکرد استفاده شده است و مهارت‌ خواندن با ترکیبی از تصویر و متن در کتاب‌های «بخوانیم» دوره ابتدایی آموزش داده می‌شود[۱]. در سطوح بالاتر تحصیل نیز ضرورت به‌کارگیری سواد دیداری در آموزش همچنان به قوت خود باقی است، زیرا پژوهش‌ها نشان می‌دهند ۷۵درصد یادگیری از طریق حس بینایی صورت می‌گیرد[۲].

از طرفی علوم‌شناختی تأکید می‌کند که حافظه مشغول به کار در مغز انسان شامل اجزای جداگانه‌ای است و دست‌کم بخش گفتاری (حلقه آواشناسی) و بخش دیداری (نرم لایه دیداری) مجزا و جدا به‌نظر می‌رسند[۳]. بنابراین، انتقال تصویر به حافظه بلندمدت سریع‌تر است و استفاده از یک تصویر مناسب برای انتقال مفهوم می‌تواند جایگزین چندین سطر شرح و توضیح شود. به عبارت دیگر، تصویرها راحت‌تر از متن درک می‌شوند، به‌طوری‌که نشان دادن یک دایره بسیار راحت‌تر از توصیف کردن آن است. همچنین انسان‌ از دیدن تصویر بیشتر از خواندن مطلب تأثیر می‌پذیرد؛ نشان دادن تصویر یک جنگ تأثربرانگیزتر از توصیف آن است.

بر این مبنا کتاب‌های علمی ـ آموزشی تلاش می‌کنند تا از جاذبه ظاهری کتاب‌های آموزشی استفاده کنند تا مخاطب را مجذوب کنند و باعث افزایش محفوظات اطلاعاتی او و هضم و جذب سلولی این دریافت‌ها در وجود مخاطب شوند. لذا، در این پژوهش به دلیل اهمیت بررسی کتاب‌های درسی جدیدالتألیف دوره دوم متوسطه از رویکردهای مختلف، دانش بصری دانش‌آموزان از تصاویر کتاب‌های درسی فیزیک(۱) و (۲) پایه‌های دهم [۴] و یازدهم [۵] رشته تجربی ارزیابی شده است.

 

روش پژوهش
این پژوهش در پی پاسخ دادن به پرسش پژوهشی زیر است: دانش دیداری دانش‌آموزان پایه‌های دهم و یازدهم از کتاب‌های فیزیک(۱) و (۲) چقدر است؟

بدین منظور پرسش‌نامه‌ای شامل ۲۸ تصویر از کتاب فیزیک(۱) و پرسش‌نامه‌ای شامل ۲۰ تصویر از کتاب فیزیک(۲) تهیه شد. تصاویر پرسش‌نامه‌ها با نظر پژوهشگران با اولویت‌های زیر از کتاب‌های فیزیک رشته تجربی انتخاب شدند:

• تمام تصویرهای ابتدای فصل‌ها

• تصویرهایی که به زندگی روزمره مرتبط می‌شوند.

• تصویرهایی که با مفاهیم اصلی کتاب‌ ارتباط دارند.

همچنین تلاش شد که از تمام کتاب به‌طور متوازن تصاویری انتخاب شود.

پرسش‌نامه‌ها بعد از تدریس تمام کتاب در هفته آخر اردیبهشت در اختیار ۱۰۱ نفر از دانش‌آموزان پایه دهم ریاضی و تجربی و ۱۱۸ نفر از دانش‌آموزان پایه یازدهم ریاضی و تجربی قرار گرفت. دانش‌آموزان پایه دهم در جلسه‌ای ۲۵ـ۲۰ دقیقه و دانش‌آموزان پایه یازدهم در جلسه‌ای ۲۰ـ۱۵ دقیقه به این پرسش‌نامه‌ها بدون اطلاع قبلی پاسخ دادند.

بعد از تکمیل پرسش‌نامه‌ها در بررسی اولیه و در مرحله تصحیح تعدادی از پرسش‌نامه‌ها به دلیل نامناسب بودن نوع پاسخ‌ها حذف شدند. در مرحله تجزیه‌وتحلیل داده‌ها نیز تعدادی از پاسخ‌نامه‌ها که نمره کل آن‌ها کمتر از ۵ بود، حذف گردیدند؛ همچنین تعدادی از تصویرها نیز به دلیل عدم وضوح کافی حذف شدند. بنابراین نمونه انتخاب‌شده به‌صورت نمونه در دسترس و شامل تعداد ۱۳۵ نفر از دانش‌آموزان استان همدان (شهر همدان و منطقه لالجین) بود.

تمام پرسش‌ها دو قسمتی طراحی شدند و شامل تعیین موضوع و شرح تصویر بودند و هر قسمت جداگانه تصحیح شد. جهت بررسی پاسخ‌نامه‌ها در نرم‌افزار اکسل به هر پاسخ صحیح ارزش یک و به هر پاسخ نادرست ارزش صفر نسبت داده شد.

 

تجزیه‌وتحلیل داده‌ها
مؤلفان کتاب‌ها برای ایجاد ارتباط عمیق با مخاطبان، ایجاد انگیزه و جلب توجه در کنار نوشتار از تصویرها، نمودار و... نیز استفاده می‌کنند. اما در ارتباط تبادل افکار و اندیشه‌ها، احساسات و عقاید بدون استفاده از علائم امکان‌پذیر نیست و انتقال مطلوب و مؤثر زمانی صورت می‌گیرد که فرستنده و گیرنده پیام، از علائم و نمادهای مناسب و آشنا استفاده کنند. در واقع اشتراک در نمادها، مفاهیم و معانی، اساس تأثیر و تأثر در ارتباط است. اگر فرستنده و گیرنده پیام هر یک تصور جداگانه‌ای از علائم و نمادهای مورد استفاده و در نهایت از مفاهیم منتقل‌شده داشته باشند، بدون شک نتیجه کار، هیچ یک از طرفین را راضی نخواهد کرد و شکست در ارتباط مسلم خواهد بود. بر این اساس هرچه بین معنی موردنظر فرستنده و معنی ایجادشده در ذهن گیرنده مشابهت و اشتراک بیشتری وجود داشته باشد ارتباط بهتر و مؤثرتر خواهد بود. به‌طور مثال اگر معنی موردنظر فرستنده پیام را M و معنی ایجادشده در ذهن گیرنده را 'M در نظر بگیریم هنگامی ارتباط مطلوب، مؤثر و کامل برقرار می‌شود که M='M باشد. اگر  باشد، به این معنی است که هیچ‌گونه ارتباطی صورت نگرفته است. به عبارت دیگر اشتراک M و 'M میزان کارایی و اثربخشی یک پیام را مشخص می‌کند. اگر 'M کوچک‌تر از M باشد ارتباطی که انجام پذیرفته چندان مطلوب نیست. اگر 'M بزرگ‌تر از M باشد، معنایی فراتر از معنای فرستنده در ذهن گیرنده پیام به وجود آمده است، چنین رابطه‌ای خلاق و اکتشافی است؛ مثل معنایی که از دیدن یک منظره یا حادثه در ذهن یک هنرمند یا فرد نوآور ایجاد می‌شود [۶].

این پژوهش جهت تجزیه‌وتحلیل داده‌ها از چنین رویکردی استفاده کرده است. در واقع چنین فرض شده است که هر چه درصد پاسخ‌گویی به یک پرسش بیشتر باشد، دانش‌آموزان مفهوم آن تصویر را بیشتر درک کرده‌اند و ارتباط موردنظر بین مفهوم تصویر و فهم دانش‌آموزان بیشتر برقرار شده است. نتایج بررسی پاسخ‌نامه‌ها در نمودارها و جدول‌های زیر خلاصه شده است.

طبق نتایج نمودارهای ۱ و ۲ و جدول‌های ۱ و ۲، میزان پاسخ‌گویی به پرسش‌ها به‌طور متوسط کمتر از ۵۰ درصد بوده و میانگین نمره کل کمتر از ۱۰ است. در تعیین موضوع تصویرها، فقط ۸ پرسش در پایه دهم و ۸ پرسش در پایه یازدهم به سطحی بالاتر از ۵۰ درصد رسیده‌اند. در تعیین شرح تصویرها، ۴ پرسش در پایه دهم و ۶ پرسش در پایه یازدهم بیش از ۵۰ درصد پاسخ‌گویی داشته‌اند. پس می‌توان نتیجه گرفت ارتباطی که بین مفاهیم تصاویر و دریافت دانش‌آموزان در هر دو کتاب برقرار شده است چندان مطلوب نیست؛ همچنین میزان پاسخ‌گویی به پرسش فصل‌های آخر به نحو چشمگیری کاهش می‌یابد. این موضوع را می‌توان به تعدد مشاهده تصاویر ابتدای کتاب و تأثیر آن بر یادسپاری مطالب ارتباط داد.

بنابر نظر مؤلفان تصاویر اول فصل‌ها طوری انتخاب شده‌اند که ارتباط فیزیک با زندگی روزمره را در آن موضوع آموزشی نشان می‌دهند[۷]. در حالی‌که پاسخ‌گویی دانش‌آموزان به تصاویر اول فصل‌ها در پایه دهم زیر ۵۰ درصد است، به‌ویژه در تعیین موضوع و شرح تصویر نیلوفر آبی میزان پاسخ‌گویی کمتر از ۲۰ درصد است. در پایه یازدهم نیز حداکثر پاسخ‌دهی به حدود ۶۰ درصد رسیده است. این نتیجه بیانگر آن است که هدف موردنظر مؤلفان تا حد زیادی تأمین نشده است.

همان‌طور که ملاحظه می‌شود در تمام پرسش‌ها به‌جز چند مورد میزان پاسخ‌گویی به تعیین موضوع تصویرها بیشتر از شرح آن‌هاست. این نتیجه نشان می‌دهد دانش‌آموزان نگاه‌های گذرایی به تصاویر داشته‌اند و قادر به شرح بسیط تصاویر نیستند. به‌عنوان مثال در بعضی برگه‌ها در شرح شکل ۱ نوشته شده است: «یکای اندازه‌گیری طول»!

دانش‌آموزان در پاسخ به شکل ۲ بیشتر به نیروی دگرچسبی بین قطره‌های آب و شاخه درخت اشاره کرده‌اند و به قسمتی از تصویر که شکل مولکول‌های آب را نشان می‌دهد و بیانگر بزرگی نیروی هم‌چسبی مولکول‌های آب نسبت به نیروی دگرچسبی آب و شاخه درخت است توجه نداشته‌اند.

در شکل ۳ دانش‌آموزان بیشتر به بحث نیروی هم‌چسبی اشاره کرده‌اند. اگرچه کشش سطحی به دلیل نیروی هم‌چسبی مولکول‌های سطح مایع به‌وجود می‌آید. اما نگاه دقیق‌تر نشان می‌دهد پدیده کشش سطحی در این تصویر مشهودتر است.

تعدادی از دانش‌آموزان تصویر رعد و برق و نقش‌های لیچنبرگ (فروریزش) در شکل‌های ۴ و ۵ را یکسان فرض کرده‌اند.

با توجه به نمودار ۲ مقدار پاسخ‌گویی به شرح تصویر شکل ۶ بیشتر از تعیین موضوع تصویر است. اگرچه مفهوم میدان الکتریکی یکی از مفاهیم دشوار و مهم کتاب درسی است، اما در این تصویر نیز مقیاس اجزای تصویر رعایت نشده و اندازه شمع‌ها بیشتر از اندازه مولد واندوگراف است. این تغییر مقیاس می‌تواند دلیلی بر کمرنگ شدن نقش میدان الکتریکی تولید‌شده توسط واندوگراف باشد.

همچنین پژوهشگران پس از بررسی پاسخ‌نامه‌ها و تمام تصاویر کتاب‌های فیزیک(۱) و (۲) تجربی و بحث و تبادل‌نظر به نکته‌های زیر در جهت اصلاح تصاویر این کتاب‌ها دست یافته‌اند.

شکل ۷ اتومبیلی را نشان می‌دهد که سرعت آن‌ در حال افزایش است. اگرچه کمیت‌های زمان و شتاب در این تصویر موردنظر نیستند، ولی به کار بردن بردار V بزرگ‌تر و رسم خطوط خط‌چین در تصویرهای متوالی، در امتداد اتومبیل‌ها گویای افزایش سرعت اتومبیل نیست. نکته مهم‌تر اینکه تغییر رنگ اتومبیل در تصاویر دوم و سوم توجیهی ندارد.

شکل ۸ در کنار عنوان انرژی پتانسیل گرانشی قرار گرفته است و نیروهای وارد بر نارگیل در حال سقوط را نشان می‌دهد. چون این تصویر ذهنیتی از انرژی پتانسیل گرانشی ایجاد نمی‌کند، پیشنهاد می‌شود از شکل ۹ که در چاپ‌های اخیر کتاب‌ هالیدی تحت عنوان انرژی پتانسیل گرانشی به‌کار رفته است نیز استفاده شود.

شکل ۱۰ در توضیح تفاوت گرمای ویژه فلزات مختلف به‌کار رفته است. این پرسش در پرسش‌نامه پایه دهم مطرح شده بود. ولی به دلیل اشاره صریح دانش‌آموزان به واضح نبودن تصویر، حذف گردید.

در شکل ۱۱ مسیر حرکت بارهای آزاد زیگزاگی نشان داده شده است، در حالی‌که مسیر حرکت بارها در میدان الکتریکی سهمی‌وار است. پیشنهاد می‌شود این تصویر با شکل ۱۲ جایگزین شود.

توضیحی که در زیر شکل نوشته شده است این کج‌فهمی را ایجاد می‌کند که انرژی به‌وسیله بارهای متحرک در مدار منتقل می‌شود، در حالی‌که انرژی الکترومغناطیسی در مدار به‌وسیله میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی منتقل می‌شود. در واقع بارها فقط نقش رابط را بر عهده دارند[۱۰].

شکل ۱۴ برای شبیه‌سازی عبور جریان یکسان از مقاومت‌های یکسان به کار رفته است، ولی چون ذهنیتی راجع به مقاومت ایجاد نمی‌کند، پیشنهاد می‌شود با تصویر مداری که دو لامپ یکسان موازی دارد، جایگزین شود.

به منظور نتیجه‌گیری دقیق‌تر، تصاویر کتاب‌های فیزیک(۱) و (۲) به روش ویلیام رومی نیز بررسی شده است. نتایج این بررسی بدین شرح است.

با توجه به معیارهایی که برای بررسی تصاویر کتاب در محاسبه ضریب ویلیام رومی در نظر گرفته می‌شود می‌توان هر دو کتاب فیزیک(۱) و (۲) را در حد خوب ارزیابی کرد.
لذا، با توجه به نتایجی که از بررسی پرسش‌نامه‌ها و تصاویر در این پژوهش به‌دست آمده، بهتر است تصاویر کتاب‌های فیزیک طوری انتخاب و جایگزین شوند تا سطح ویلیام رومی تصاویر هر یک از فصل‌ها و کتاب‌ها به مقدار عالی ارتقا یابد.

 

نتیجه‌گیری
همه ما تجربه تورق و مشاهده تصویر کتاب‌های درسی را بلافاصله بعد از دریافت کتاب‌ها داریم. ولی به محض شروع سال تحصیلی جزوه‌ها و نوشته‌های دست‌نویس ارزش بیشتری نسبت به محتوای کتاب‌ها پیدا می‌کند. این در حالی است که تصویرهای کتاب‌های آموزشی تنها به دلیل ایجاد جذابیت به کار نمی‌روند؛ بلکه اهدافی مانند ارتباط با مخاطب و ایجاد درک عمیق‌تر از موضوع مورد بحث و کمک به یادسپاری مطالب در آن‌ها نهفته است. ازاین‌رو لازم به نظر می‌رسد این تصویرها دقیق‌تر انتخاب شوند و به طرق مختلف مانند CD آموزشی یا طراحی وبگاه‌های اختصاصی تعداد بیشتری از آن‌ها در اختیار معلمان و دانش‌آموزان قرار گیرد، همچنین معلمان با تأثیر استفاده از تصویر در یادگیری فراگیران آشنا شوند، معلمان روش‌های تدریس مبتنی بر تصویرسازی مانند روش نقشه مفهومی را به‌کارگیرند، روش‌های مطالعه‌ای ترویج شود که توجه دانش‌آموزان را به‌دقت در تصویرها تشویق می‌کند. همچنین در حالی‌که حجم زیادی از کتاب به آن‌ها اختصاص ‌می‌یابد، بهتر است دست‌کم چند پرسش درس فیزیک در کنکور از تصویرها یا شرح آن‌ها مطرح شود.

اگرچه بررسی میزان تأثیر به‌کارگیری تصویر در کنار متن در بهبود فرایند یادگیری و تعیین مقدار حجمی از کتاب که در هر سطح آموزشی باید به تصویر اختصاص یابد پژوهش‌های جدی و جداگانه‌ای می‌طلبد، اما نتایج این پژوهش نشان می‌دهد در حالی‌که تقریباً در تمام صفحات کتاب‌های فیزیک(۱) و (۲) تجربی دست‌کم یک تصویر استفاده شده است، دانش دیداری دانش‌آموزان از آن‌ها در سطح مطلوبی نیست.

 

پی‌نوشت‌ها
۱. فارسی‌آموز(۱) (خواندن)، سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی، ۱۳۹۶، سخنی با فارسی‌آموزان.
۲. صدقیان حکاک، نسرین. بررسی تطبیقی صفحه‌آرایی کتاب‌های فنی‌وحرفه‌ای آموز‌ش‌وپرورش در سه دهه اخیر (۱۳۸۸ـ۱۳۵۸)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه نبی‌اکرم(ص)، ۱۳۸۸.
۳. ردیش، ادوارد اف. آموزش فیزیک، ترجمه فاطمه احمدی، محمد احمدی. تهران. انتشارت دانشگاه تربیت‌دبیر شهید رجایی. ۱۳۸۸. ص۳۰.
۴. فیزیک(۱) پایه دهم دوره دوم متوسطه ـ ۱۱۰۲۱۴، سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی، ۱۳۹۶.
۵. فیزیک(۲) پایه یازدهم دوره دوم متوسطه ـ ۱۱۱۲۴۴، سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی، ۱۳۹۶.
۶. شعبانی، حسن. (۱۳۹۲) مهارت‌های آموزشی و پرورشی (روش‌ها و فنون تدریس). تهران. سازمان مطالعه و تدوین کتب علوم‌انسانی (سمت). جلد ۱. ص ۱۰۷.
۷. فایل تصویری منتشرشده دوره ضمن خدمت فیزیک یازدهم، ۱۳۹۶.

8. Halliday & Resnick. (2011), Principle of physics, Night Edition, wiley plus, p:196.
9. Knight: Randall. (2007), Physics for science and engineers, Vol.1, second Edition, California polytechnic state university p:948.
10. Scaife, Jon. (2012). Energy, system and, connectors; or why electrons don’t carry energy from batteries to bulb. Physics Education. 47(6). 760-763.