ارزیابی تفکر تبدیلات هندسی دانشجو معلمان: تحلیل مبتنی بر نظریه ون هیلی با استفاده از روش علوم شناختی ردیاب چشم

تبدیلات هندسی در طول تاریخ نقش مهمی در جنبه های مختلف زندگی بشر داشته اند. تقارن یکی از مفاهیم مهم در ریاضیات مدرسه است. واضح است که عملکرد تحصیلی دانش آموزان به طور پیچیده ای با دانش و مهارت های مربیان آن ها مرتبط است. با توجه به اهمیت نقش دانشجو معلمان به عنوان مربیان آینده، در مرحله اول، هدف این تحقیق بررسی و ارزیابی سطوح تفکر تبدیلات هندسی در بین دانشجو معلمان ابتدایی بر اساس نظریه یادگیری ون هیلی است. پس از آن، این تحقیق به دنبال بررسی فرآیند تفکر و ارزیابی الگوهای نگاه دانشجو معلمان آموزش ریاضی به عنوان گروه متخصص، با استفاده از روش علوم شناختی ردیاب چشم است.

این مطالعه به بررسی و ارزیابی تفکر تبدیلات هندسی و مهارت های حل مسیله در میان دانشجو معلمان متمرکز است. روش تحقیق مورد استفاده پیمایشی آمیخته است. نمونه آماری در دسترس شامل 50 دانشجو معلم ابتدایی و 21 دانشجو معلم آموزش ریاضی ایرانی است. دانشجو معلمان ابتدایی از دانشگاه فرهنگیان اصفهان انتخاب شده و به دو گروه شامل 42 نفر از دانشجویانی که مفهوم تبدیلات هندسی را در مقطع کارشناسی نیاموخته بودند و 8 نفر از دانشجویانی که این مفهوم را در مقطع کارشناسی آموخته بودند، تقسیم شدند. برای بررسی سطح تفکر هندسی شرکت کنندگان، از آزمونی محقق ساخته بر اساس نظریه ون هیلی استفاده شد. پایایی آزمون با استفاده از ضریب آلفای کرونباخ ارزیابی شد که مقدار 0.68 بدست آمد. روایی آزمون نیز توسط اساتید مورد تایید قرار گرفت. در ارزیابی تفکر هندسی، یکی از روش های علوم شناختی به کار گرفته شد. این روش شامل طراحی آزمون روان-فیزیک همراه ثبت حرکات چشم در گروه دانشجو معلمان آموزش ریاضی بود. آزمون روان-فیزیک در آزمایشگاه کامپیوتر دانشگاه تربیت معلم شهید رجایی تهران با دستگاه Eyelink و نرم افزار MATLAB بر روی دانشجو معلمان آموزش ریاضی این دانشگاه، انجام شد.

یافته های تحقیق نشان داد که دانشجویان، شکل با تقارن را به عنوان شکل متقارن تشخیص می دهند، اما در تعیین نوع تقارن اشکال متقارن عملکرد ضعیفی دارند، به ویژه زمانی که یک شکل دارای تقارن چرخشی یا تقارن محوری مایل یا ترکیبی از چندین نوع تقارن باشد. 34% از دانشجو معلمان آموزش ابتدایی در سطح اول و 18% در سطح دوم نظریه ون هیلی قرار گرفتند. یافته های شناختی نشان داد که دانشجو معلمان آموزش ریاضی در تشخیص اشکال متقارنی که با یک نوع تقارن مشخص شده اند نسبت به شکل هایی که شامل ترکیبی از تقارن های مختلف هستند، عملکرد نسبتا موفق تری داشته اند. بررسی تصاویر ثبت شده ردیابی چشم دانشجویان، تمایزی را در الگوهای نگاه، بین گروه هایی که پاسخ های درست و نادرست در ارایه می دادند، نشان داد. علاوه بر این، این تفاوت در بین تصاویر با تقارن های مختلف(خطی، مرکزی، چرخشی) نیز مشهود است.

پژوهش حاضر ضعف دانشجو معلمان در شناسایی نوع تقارن در اشکال را تایید می کند. همچنین بر نیاز به توجه بیشتر به امور برای رسیدگی به این موضوع، پیشنهاد می شود که برنامه درسی مربوط به تبدیلات هندسی در دوره آموزشی دانشگاه دانشجو معلمان مورد بازنگری قرار گیرد. علاوه بر این، استفاده از نرم افزارهایی مانند واقعیت افزوده و جیوجبرا می تواند به افزایش توانایی های شناختی و بصری دانشجو معلمان در درک و تشخیص مفهوم تقارن کمک کند.