پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 25 |
| تعداد شماره‌ها | 556 |
| تعداد مقالات | 4,410 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,319,015 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,814,485 |
واکاوی پدیدارشناختی چالش‌های شناختی دانشجومعلمان آموزش شیمی در مدل‌سازی ریاضی سینتیک | ||
| پژوهش در آموزش شیمی | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 19 فروردین 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48310/chemedu.2026.21981.1401 | ||
| نویسندگان | ||
| فاطمه راعی* ؛ ابراهیم اکبربگلو | ||
| گروه آموزش ریاضی، دانشگاه فرهنگیان، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| پیشینه و اهداف: مدل‌سازی ریاضی به عنوان زبان گویای پدیده‌های شیمیایی نقشی محوری دارد. با این حال، شواهد حاکی از چالش‌های عمیق دانشجومعلمان شیمی، در به‌کارگیری مفاهیم ریاضی در سینتیک شیمیایی است. این پژوهش با هدف واکاوی کیفی و تبیین ریشه‌های شناختی این چالش‌ها در فرایند مدل‌سازی ریاضی انجام شد. روش‌ها: مطالعه حاضر با رویکرد کیفی و به روش پدیدارشناسی تفسیری (ون منن، ۱۹۹۰) انجام شده است. با استفاده از نمونه‌گیری هدفمند و معیار اشباع نظری، ۱۸ دانشجومعلم شیمی دانشگاه فرهنگیان آذربایجان شرقی انتخاب شدند. داده‌ها از طریق مصاحبه نیمه‌ساختاریافته عمیق همراه با پروتکل تفکر با صدای بلند جمع‌آوری و با روش تحلیل مضمون در شش گام رویکرد ون منن تحلیل شدند. اعتباربخشی از طریق بازخورد مشارکت‌کنندگان و توافق بین کدگذاران (کاپای کوهن = ۰٫۸۷) تأمین گردید. یافته‌ها: تحلیل داده‌ها، شبکه‌ای درهم‌تنیده از چالش‌ها را در چهار مضمون اصلی آشکار ساخت: (۱) گسست بین تعریف ریاضی و درک پدیدارشناختی مشتق (شامل تفسیر نادرست نمودارها و ناتوانی در ارتباط‌سازی فیزیکی)؛ (۲) درک الگوریتمی و فاقد معنای فرایند خطی‌سازی (شامل نادیده‌گرفتن منطق انتگرالی آن)؛ (۳) ناتوانی در یک‌پارچه‌سازی و گفتگوی بین بازنمایی‌ها (شامل گسست بین بازنمایی جبری و هندسی)؛ (۴) تعارض بین شهود پدیدارشناختی و منطق مدل ریاضی (شامل مقاومت در برابر ثبات پارامترها و درک مکانیکی از وابستگی به دما). نتیجه‌گیری: یافته‌ها نشان می‌دهد، چالش‌های فراروی دانشجومعلمان شیمی صرفاً محاسباتی نیست، بلکه ریشه در موانع شناختی ساختاریافته‌ای دارد که با چارچوب نظری بازنمایی‌های چندگانه (انیسورث، ۱۹۹۹)، تغییر مفهومی (پوسنر و همکاران، ۱۹۸۲) و سازنده‌گرایی قابل تبیین است. هسته این مشکلات، شکاف بین تفکر ریاضی صوری و درک پدیدارشناختی از فرایندهای شیمیایی است. این پژوهش بر ضرورت بازنگری اساسی در برنامه درسی تربیت معلم با محوریت آموزش تلفیقی، به‌کارگیری راهبردهای مبتنی بر بازنمایی‌های چندگانه هدفمند و طراحی مداخلات آموزشی برای اصلاح مفاهیم جایگزین تأکید می‌ورزد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مدل‌سازی ریاضی؛ سینتیک شیمیایی؛ چالش شناختی؛ دانشجومعلم شیمی؛ پدیدارشناسی؛ بازنمایی چندگانه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Phenomenological exploration of cognitive challenges in mathematical modeling of chemical kinetics among pre-service chemistry teachers | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Fatemeh Raei؛ Ibrahim Akbarbaglu | ||
| Department of Mathematics Education, Faculty of Science, Farhangian University, Tehran, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Mathematical modeling serves as an essential language for understanding chemical phenomena. However, evidence indicates that pre-service chemistry teachers face profound challenges in applying mathematical concepts to chemical kinetics. This study aimed to conduct a qualitative exploration and explain the cognitive roots of these challenges within the process of mathematically modeling kinetic phenomena. Methods: This study employed a qualitative approach and interpretive phenomenological design. Eighteen pre-service chemistry teachers from Farhangian University of Tabriz were selected via purposive sampling based on the criterion of theoretical saturation. Data were collected through in-depth semi-structured interviews incorporating a think-aloud protocol and were analyzed using thematic analysis following van Manen’s six-step approach. Trustworthiness was ensured through member checking and inter-coder agreement. Findings: Data analysis revealed an interconnected network of challenges, crystallized into four main themes: (1) Disjunction between the Mathematical Definition and Phenomenological Understanding of the Derivative (including misinterpreting graphs and inability to establish physical connections); (2) Algorithmic and Meaning-Deprived Understanding of the Linearization Process (including neglecting its integral logic); (3) Inability to Integrate Multiple Mathematical Representations (including a disconnect between algebraic and graphical representations); and (4) Conflict between Phenomenological Intuition and Mathematical Model Logic (including resistance to parameter constancy and a mechanistic view of temperature dependence). Conclusion: The findings demonstrate that the challenges pre-service chemistry teachers face are not merely computational, but are rooted in structured cognitive obstacles, explicable through the integrated theoretical framework of Multiple Representations (Ainsworth, 1999), Conceptual Change (Posner et al., 1982), and Constructivism. The core issue is the gap between formal mathematical thinking and phenomenological understanding of chemical processes. This study underscores the necessity for a fundamental revision of the teacher education curriculum, centering on integrated instruction, the use of targeted multiple-representation-based strategies, and the design of interventions aimed at modifying alternative conceptions. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Mathematical modeling, Chemical kinetics, Cognitive challenges, Pre-service chemistry teachers, Phenomenology, Multiple representations | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 421 |
||