تقویت آموزش قضایای روابط طولی در درس هندسه دبیرستان‌های ایران: تلفیق نرم‌افزار جئوجبرا و مثال‌های کاربردی

نویسندگان

1 گروه ریاضی و علوم کامپیوتر، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه ریاضی و علوم کامپیوتر، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 گروه ریاضی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران

doi
10.22061/tej.2025.10662.3040
چکیده

پیشینه و اهداف: این مقاله به بررسی اثربخشی رویکردهای آموزشی متمایز در افزایش درک و مهارت یادگیری دانش­آموزان در اثبات قضایای هندسی، با تمرکز بر بخش مربوط به روابط طولی درون مثلث‌ها که بخش مهمی از  برنامه درسی هندسه کلاس یازدهم است، می‌پردازد. این تحقیق به طور دقیق سه روش آموزشی متمایز را با هم مقایسه می‌کند: (1) استفاده از مثال­های مصور فرموله شده توسط محقق از طریق نرم‌افزار جئوجبرا، (2) استفاده انحصاری از مثال‌ها، و (3) پایبندی به روش‌های تدریس سنتی.روش‌ها‌: این پژوهش یک طرح شبه‌آزمایشی با دو گروه آزمایش و یک گروه کنترل است که شامل پیش‌آزمون، پس‌آزمون و از نظر هدف کاربردی می­باشد. دانش‌آموزان پایه یازدهم ریاضی را به سه گروه مجزا شامل دو گروه آزمایش و یک گروه کنترل تقسیم کردیم. جامعه آماری این پژوهش، کلیه دانش‌آموزان دختر پایه یازدهم دوره دوم متوسطه شهر اصفهان در ناحیه سه در نیمه دوم سال تحصیلی 2022-2021 به تعداد 332 دانش‌آموز بود. برای انتخاب نمونه آماری 60 دانش‌آموز از سه مدرسه ناحیه سه اصفهان از روش نمونه‌گیری هدفمند استفاده شد. همه گروه‌ها تحت آزمون هوش کتل سه مقیاسی با گروه آزمایشی اول قرار گرفتند. پیش‌آزمون هندسه 1 شامل سؤالات یکسان برای همه گروه‌ها اجرا شد. گروه آزمایشی اول، فیلم آموزشی ساخت اشکال ساده و اندازه‌گیری اجزای شکل با استفاده از نرم‌افزار جئوجبرا به همراه دستورالعمل مجازی نحوه استفاده مؤثر از نرم‌افزار را دریافت کردند. نویسنده اول مقاله اشکالات آنها را در پنج جلسه یک‌ساعته رفع کرد. علاوه بر این، پنج مثال کاربردی مربوط به کتاب هندسه پایه یازدهم با تمرکز بر روابط طولی در مثلث‌ها ارائه شد. پاسخ آنها با استفاده از نرم‌افزار جئوجبرا طراحی شد. برای بررسی اعتبار محتوا در فرایند ساخت، از نظرات پنج استاد و معلم مجرب استفاده شد. مواردی مانند رعایت دستور زبان فارسی با اعمال نظرات و دیدگاه‌های پنج استاد و معلم مجرب بازنگری شد. برای تعیین پایایی سؤالات از ضریب آلفای کرونباخ استفاده شد و پایایی آن 81/0 بود. با توجه ‌به اینکه این عدد بیش از 7/0 شد، سؤالات آزمون از پایایی خوبی برخوردار هستند. پس از تأیید و تصحیح، مثال­ها به طور متوالی در طی پنج هفته در اختیار هر دو گروه آزمایشی قرار گرفت و جلسات 90 دقیقه‌ای در کلاس درس انجام شد. مثال­ها  به دانش‌آموزان  بدون  پاسخ داده شد. گروه اول برای حل مثال‌ها، فرضیه‌سازی روابط بین اجزا و بررسی صحت آنها از نرم‌افزار جئوجبرا استفاده کردند. متعاقباً پاسخ‌های صحیح در اختیار ایشان قرار گرفت و موظف شدند با راهنمایی معلم اصل قضایای مربوطه را استنباط کرده و اثبات کنند. برای تجزیه ‌و تحلیل داده‌های به ‌دست‌آمده از بخش استنباطی نرم‌افزار SPSS 25 که شامل تحلیل آنکوا، آزمون کولموگروف اسمیرنوف، آزمون لون بود استفاده شد.یافته‌ها: نتایج ANCOVA (تحلیل کوواریانس) تفاوت آماری معنی داری را بین گروه ها نشان داد. شایان ذکر است، گروه آزمایش اول که از تلفیق مثالهای  انتخاب شده دقیق و نرم‌افزار تعاملی جئوجبرا استفاده کردند، نسبت به گروه آزمایشی دوم عملکرد بهتری از خود نشان دادند. این عملکرد بهبود یافته به ویژه در دو حوزه مهم درک هندسی مشهود بود: شناسایی دقیق قضایای هندسی مرتبط و کاربرد بعدی این قضایا در روشهای حل مسئله پیچیده.نتیجه‌گیری: این تحقیق جامع بر مزایای قابل توجه ادغام مثال ها و نرم افزار جئوجبرا در آموزش هندسه تاکید دارد. یافته‌ها نشان می‌دهد که این رویکرد ترکیبی نه تنها درک دانش‌آموزان را افزایش می‌دهد، بلکه خلاقیت آنها را نیز تقویت می‌کند و مشارکت فعال در فرایند یادگیری را ارتقا می‌دهد. با درگیر شدن با نمایش‌های تعاملی و بصری مفاهیم هندسی، دانش‌آموزان تشویق می­شوند که به طور مستقل ایده‌های ریاضی را کشف، فرضیه‌سازی و تأیید کنند. این درگیری بهبود یافته در نهایت منجر به درک قوی تر و پایدارتر از اصول هندسی می شود. توصیه می‌شود که مربیان فعالانه دانش‌آموزان را تشویق کنند تا نرم‌افزار جئوجبرا را بر روی دستگاه‌های شخصی خود نصب کنند و زمان خاصی را به دانش‌آموزان اختصاص دهند. تا در استفاده از آن مهارت کسب کنند.