فهرست مطالب

نشریه پژوهش در آموزش شیمی
سال سوم شماره 3 (پیاپی 11، پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • آرش وجود*، نیر محمدیان طریقی صفحات 1-14

    اهمیت محاسبات به عنوان ابزاری فراگیر و توانمند در علوم پایه بویژه در علوم فیزیک و شیمی، زمینه ای را برای هدایت جهت گیری علایق و نگرش های پژوهشی به این شاخه از علم (موسوم به شیمی محاسباتی) ایجاد کرده است. از طرفی، تعامل انسان با طبیعت همواره از طریق مطالعه نظری یا تجربی بوده است. اما، با ورود و رشد چشمگیر رایانه ها در چهار دهه گذشته، امروزه دانشمندان از طریق شبیه سازی های رایانه ای امکان آن را یافته اند که فرآیندهای مختلف را با دقت بسیار بالا مورد مطالعه قرار دهند تا در نهایت پاسخ پرسش های خویش را آسان تر به دست آورند. مقاله حاضر درصدد است با مروری مختصر بر شیمی محاسباتی که درست در نقطه مقابل شیمی نظری و غیر محاسباتی قرار دارد و بررسی روش های شبیه سازی در مقیاس مولکولی (روش مونت کارلو و روش دینامیک مولکولی)، تصویر نسبتا جامعی از این مفاهیم را به خوانندگان ارایه دهد. برای گردآوری اطلاعات در این پژوهش از روش کتابخانه ای و جستجو در منابع و پایگاه های داده معتبر استفاده شده است.

    کلیدواژگان: آموزش شیمی، شبیه سازی، شیمی محاسباتی، مونت کارلو، دینامیک مولکولی
  • زهرا بیات*، دوست محمد سمیعی صفحات 15-31
    این پژوهش به بررسی میزان به کارگیری شیوه فعال در محتوای ترمودینامیک کتاب های شیمی قرن اخیر پرداخته است. هدف این تحقیق کاربردی و روش تحقیق آن توصیفی و از نوع تحلیل محتوا است. جامعه آماری شامل 24 کتاب درسی شیمی متوسطه دوم در 7 بازه زمانی است. ابتدا در هریک از بازه های زمانی، محتوای ترمودینامیک شناسایی گردید و مشخص شد از سال1304(آغاز آموزش متوسطه در ایران) تا 1354محتوای ترمودینامیکی در کتب شیمی متوسطه دوم بسیار کم بوده است، بنابراین محتوای ترمودینامیک بعد از سال 1354 با تکنیک ویلیام رومی شامل متن، تصاویر و پرسش ها در مقوله های معین کدگذاری و بررسی شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که روند تغییر ضریب درگیری مقوله ها (شاخص میزان فعالیت دانش آموزان در فرآیند یادگیری) در متن، تصاویر و پرسش ها به ترتیب (سال های 54 تا72 : 285/0، 75/1، 25/1، سال های 72 تا 79: 077/0، 91/0 ، 78/0، سال های 79 تا 95: 409/0 ، 26/2، 07/2، سال های 95 تاکنون :245/0، 33/1 ، 30/5) است، بنابراین متن کمتر از حد مطلوب و غیر فعال است، تصاویر مطلوب و فعال هستند و پرسش ها به سمت بیشتر از توان فراگیر و غیرفعال است.
    کلیدواژگان: تحلیل محتوا، محتوای فعال، محتوای غیرفعال، روش ویلیام رومی
  • حمید صادقی*، سجاد نفتی، محمد یعقوبی، وحید امانی صفحات 33-47

    هدف این پژوهش، بررسی پژوهش های انجام شده در حوزه شیوه های نوین آموزشی و استفاده از آن در تدریس شیمی و مخصوصا مبحث الکتروشیمی است. بدلیل شیوع ویروس کرونا در دنیا و تاثیر آن در بخش های مختلف مخصوصا حوزه آموزش، امروزه کلاس های مجازی در مدارس و دانشگاه ها، سبب سخت شدن تدریس دروس مفهومی مانند الکتروشیمی شده است؛ از این رو معلمان به روش های نوین تدریس روی آورده اند که یکی از جدیدترین آن ها دانش محتوایی فناوری آموزشی (TPACK) می باشد. در این مقاله مروری، سعی شد از انواع پژوهش ها و مقالات معتبری که در حوزه شیوه های نوین تدریس، آموزش الکتروشیمی و ارتباط آن با TPACK به چاپ رسیده استفاده شود؛ در اکثر این مقالات بیان شده است که روش های سخنرانی و تدریس سنتی، موجب کج فهمی در درک الکتروشیمی شده اند؛ اما امروزه استفاده نادرست و عدم آگاهی از تکنولوژی، سبب کج فهمی در دروسی مثل الکتروشیمی شده است. در نتیجه این مطالعه مشخص شد که دانش آموزان دبیرستانی تصورات غلط متفاوتی در مورد الکتروشیمی دارند. پس از شناسایی تصورات غلط، یک معلم می تواند با روش های نوین تدریس مانند TPACK، تصورات غلط آن ها را مرتفع سازد. با این حال، اجرای موفقیت آمیز چنین راهبردهایی، مستلزم آن است که معلمان از دانش قبلی دانش آموزان و تصورات غلط احتمالی آنها آگاه بوده و فعالیت های کلاس را بر این اساس هدایت کنند.

    کلیدواژگان: الکتروشیمی، تکنولوژی آموزشی، دانش محتوایی فناوری آموزشی
  • فائزه احمدی*، دوست محمد سمیعی صفحات 49-65
    هدف پژوهش حاضر مقایسه تحلیل محتوای مبحث ترکیبات آلی کتاب های درسی رشته صنایع شیمیایی دوره متوسطه فنی و حرفه ای با شیمی دوره دوم متوسطه نظری با استفاده از تکنیک ویلیام رومی است. این پژوهش از نظر هدف کاربردی و از نظر روش، توصیفی و از نوع تحلیل محتوا است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که ضریب درگیری متن در کتاب های شیمی 2 و شیمی 3 دوره ی متوسطه نظری و دانش فنی پایه و دانش فنی تخصصی دوره ی متوسطه فنی و حرفه ای به ترتیب16/0 ،17/0 ،17/0 ،06/0 است که نشان می دهد متن مربوط به مبحث ترکیبات آلی در این کتاب ها به شیوه ی غیرفعال طراحی شده است. همچنین ضریب درگیری تصاویر در کتاب های شیمی 2 و شیمی 3 دوره ی متوسطه نظری و دانش فنی پایه و دانش فنی تخصصی دوره ی متوسطه فنی و حرفه ای به ترتیب42/0 ،41/0 ،2/0 ،14/0 به دست آمد که نشان می دهد تصاویر مربوط به مبحث ترکیبات آلی در کتاب های شیمی 2 و شیمی 3 دوره متوسطه نظری به شیوه فعال طراحی شده است و تصاویر مربوط به مبحث ترکیبات آلی در کتاب های دانش فنی پایه و دانش فنی تخصصی دوره متوسطه فنی و حرفه ای به شیوه ی غیرفعال طراحی شده است.
    کلیدواژگان: تحلیل محتوا، کتاب درس شیمی، ترکیبات آلی، ویلیام رومی
  • زهرا احمدآبادی* صفحات 67-92

    هدف این پژوهش تحلیل و مقایسه محتوای کتاب درسی شیمی سال 99-98 دوره  دوم متوسطه از لحاظ توجه به آموزش های محیط زیستی است که به شیوه کدگذاری قیاسی بررسی شدند. جهت اعتبار بخشی به یافته ها، از دو کدگذار دیگر نیز استفاده شد و میزان توافق میان کدگذارها برابر با90% به دست آمد. یافته ها نشان داد که مقوله های آموزش حفاظت از محیط زیست در متن با فراوانی 70 ، پرسش 14 ، تکلیف 8 و تصویر 18 مورد قرار دارند. همچنین مقوله های آموزش محیط زیست در بعد شناختی (91%) و در ابعاد نگرشی (9%) و مهارتی (0%) است. نتایج پژوهش حاکی از آن است، گرچه نسبت به سال های قبل قدم های موثری در امر آموزش حفاظت از محیط زیست در « کتاب شیمی دهم و دوازدهم» برداشته شده است، اما در کتاب یازدهم این روال ادامه نیافته و اصل تنوع و مداومت در مقوله های محیط زیستی و حیطه های مختلف یادهی - یادگیری در کتاب های درسی به طور چندان مورد توجه قرار نگرفته است.

    کلیدواژگان: آموزش محیط زیست، تحلیل محتوا، کتاب درسی شیمی
  • حمیده حقیقت*، علیرضا خدایی صفحات 93-108
    بسیاری از دانش آموزان دبیرستانی و دانشگاهی با ایده های اساسی ترمودینامیکی در شیمی مشکل دارند. ترمودینامیک تقریبا متشکل از مفاهیم و معادلاتی است که قابل درک نیستند و برای انجام محاسبات و قبولی در امتحانات باید به طور مفروض آموخته شوند. ازجمله این مفاهیم مهم و تاحدودی غیر قابل درک برای فراگیران آنتروپی و پیش بینی تغییرات آن طی واکنش است. این مقاله با هدف بررسی این مفهوم به شرح مختصری از روابط ذکر شده پرداخته و برخی از راه های بیان این مفهوم را در یادگیری و غلبه بر کج فهمی های رایج در مورد آن را با استفاده از نتایج پژوهش های منتخب انجام شده در این زمینه مورد بررسی و تحلیل قرار داده است. در این مطالعه آنچه را که فراگیران از آنتروپی می فهمند و آنچه را که به اشتباه می فهمند شناسایی و طبقه بندی شده است. از جمله عواملی که در درک دقیق آنتروپی موثر است و به یادگیری مناسب آن کمک می کند می توان به ارتباط آنتروپی با حرکات مولکولی، به کارگیری اصطلاحات مناسب در بیان آن، استفاده از قیاس و ارتباط ترازهای انرژی با تغییرات آنتروپی در آموزش این مفهوم اشاره کرد.
    کلیدواژگان: قانون دوم ترمودینامیک، تابع آنتروپی، یادگیری موثر، آموزش شیمی
|
  • Arash Vojood *, Nayer Mohammadian Tarighi Pages 1-14

    The significance of computation as a comprehensive and powerful tool in the basic sciences, especially physics and chemistry, has provided a platform for research interests and insights in this branch of science (computational chemistry). On the other hand, human has always encountered nature through theoretical or experimental studies. With the introduction and development of computers in the last four decades, however, scientists can precisely explore various processes through computer-aided simulations and find the answer to their questions in a far simpler way. In this regard, the present article is aimed to provide a summary review of computational chemistry which is opposite the theoretical and non-computational chemistry. By reviewing the molecular simulation methods (Monte Carlo and molecular dynamics) this paper tries to offer a comprehensive picture of these concepts. The library method was employed to collect the data.

    Keywords: Chemistry Education, simulation, Computational Chemistry, Monte Carlo, Molecular Dynamics
  • Zahra Bayat *, Doostmohammad Samiei Pages 15-31
    The aim of the present study is to analyze the content of thermodynamics in the textbooks of the chemistry of the high school in the recent century according to the method of William Romey. The statistical population includes 24 high school chemistry textbooks in 7 time periods. First, in each period, thermodynamic content was identified and determined that from 1304 (beginning of secondary education in Iran) to 1354, the thermodynamic content in the second-high school chemistry textbooks was very low, so the thermodynamic content after 1354 with William Rumi technique including text Images and questions were coded and reviewed in specific categories. The results of this study showed that the trend of changing the coefficient of involvement of categories (index of students' activity in the learning process) text, images and questions in the years 54 to 72: 0.285, 1.750, 1.250 years 72-79, respectively.: 0.077, 0.916, 0.782, years 79 to 95: 0.409, 2.266, 2.071 and 95 so far: 0.245, 1.333, 5.308, so in the text, it is less than desirable and inactive. The images are desirable and active, and the queries are more than all-encompassing and inactive.
    Keywords: Content Analysis, Active content, Inactive content, William Romey method
  • Hamid Sadeghi *, Sajjad Nafti, Mohammad Yaghobi, Vahid Amani Pages 33-47

    The purpose of this study is to review the research conducted in the field of modern teaching methods and its use in teaching chemistry, especially electrochemistry. Due to the prevalence of coronavirus in the world and and its impact on various sectors, especially in the field of education, today virtual classrooms in schools and universities have made it difficult to teach conceptual courses such as electrochemistry; Hence, teachers have turned to new teaching methods, one of the newest of which is Educational Content Knowledge (TPACK). In this review article, we tried to use the types of authoritative researches and articles that have been published in the field of modern teaching methods, electrochemical education and its relationship with TPACK; Most of these articles state that traditional lecturing and traditional teaching methods have led to a misunderstanding of electrochemistry; But today, misuse and ignorance of technology has led to misunderstandings in courses such as electrochemistry. As a result of this study, it was found that high school students have different misconceptions about electrochemistry. After identifying misconceptions, a teacher can correct misconceptions with new teaching methods such as TPACK. Successful implementation of such strategies, however, requires teachers to be aware of students' prior knowledge and possible misconceptions, and to guide classroom activities accordingly.

    Keywords: Electrochemistry, Educational Technology, Technological Pedagogical Content Knowledge
  • Faezeh Ahmadi *, Doostmohammad Samiei Pages 49-65
    The purpose of this study is to compare the content analysis of organic compounds in the textbooks of the chemical industry of technical and vocational high school with the chemistry of the second theoretical high school using the technique of William Romey. This research is applied in terms of purpose and descriptive in terms of method and content analysis. The results of this study showed that the text engagement coefficient in the books of Chemistry 2 and Chemistry 3 of theoretical high school and basic technical knowledge and specialized technical knowledge of technical and vocational high school are 0.06, 0.17, 0.17, 0.16, respectively, which shows the text on the subject of organic compounds in these books is passively designed. Also, the coefficient of involvement of images in the books of Chemistry 2 and Chemistry 3 of theoretical high school and basic technical knowledge and specialized technical knowledge of technical and vocational high school were 0.14, 0,2, 0,41, 0.42, respectively, which shows the images related to the subject of compounds. Organic has been actively designed in the books of Chemistry 2 and Chemistry 3 of the theoretical high school, and the images related to the topic of organic compounds in the books of basic technical knowledge and specialized technical knowledge of the technical and vocational high school have been passively designed.
    Keywords: Content Analysis, chemistry textbook, Organic Compounds, William Romey
  • Zahra Ahmadabadi * Pages 67-92

    The aim of this study is to analyze and compare the content of the chemistry textbook for the senior high school in 1399-98 school year in terms of attention to environmental education, which were examined by deductive coding method. To accreditation the results, two coders were used to accreditation the results, and the agreement between the coders was 90%. The results showed that the categories of environmental protection education are in the text with a frequency of 70, question 14, task 8 and image 18. The categories of environmental education are cognitive (91%), attitude (9%) and skill based (0%). According to the results, although the improvement in environmental protection education in the "10th and 12th Chemistry Text Books" is better than in previous years, this trend has not continued in the eleventh textbook. Therefore, the principle of diversity and continuity in environmental categories and different areas of teaching-learning has not been given much attention in textbooks.

    Keywords: Environmental Education, Content Analysis, chemistry textbook
  • Hamideh Haghighat *, Alireza Khodaei Pages 93-108
    Many high school and college students have difficulty with basic thermodynamic ideas in chemistry. Thermodynamics consists almost entirely of concepts and equations that are not comprehensible and must be hypothetically learned in order to perform calculations and pass exams. These include important and somewhat incomprehensible concepts for learners are entropy and predicting changes during reaction. This article aims to examine this category of the mentioned relationships and some ways of expressing this concept in learning and overcoming common misconceptions about it using the results of selected research conducted in this field has been studied and analyzed. In this study, what learners understand about entropy and what they misunderstand is identified and classified. Among the factors that are effective in understanding entropy accurately and helping to learn it properly can be related to entropy with molecular movements, the use of appropriate terms in its expression, the use of analogy and the relationship of energy levels with entropy changes in teaching this concept pointed out.
    Keywords: The second law of thermodynamics, Entropy function, effective learning, Chemistry Education