شناسایی ویژگی‌های مطلوب برنامۀ درسی آموزش علوم مبتنی بر علوم اعصاب‌شناختی از دیدگاه معلمان دورۀ ابتدایی

از بنیادی‌ترین حوزه‌های موضوعی برنامۀ درسی کشورهای مختلف، علوم تجربی است که یادگیری آن به‌شیوة سنتی در دنیای امروز هیچ سودی برای دانش‌آموزان نخواهد داشت. با تحولات در برنامه‌های درسی علوم، آموزش از حفظ‌کردن و یادگیری طوطی‌وار به یادگیری براساس استعدادها، علایق و نیازهای یادگیرنده تغییر یافته است و شناخت و سازش خلاق با محیط، برخورد با موقعیت‌های پیرامون اهمیت زیادی دارد. به‌دلیل ماهیت درس علوم‌ تجربی، راهبردهای آموزشی باید امکان درک و تفسیر پدیده‌ها را در موقعیت‌های واقعی پیرامون زندگی تدارک ببیند؛ به‌گونه‌ای که شرایط تصمیم‌گیری در مسائلی را که دانش‌آموزان با آن مواجه می‌شوند، فراهم کند و قوۀ جست‌وجو و کاوشگری فراگیران را پاسخ دهد (دفتر تألیف کتب درسی، 1390).

شواهد نشان می‌دهد روش‌های آموزش علوم از دیرباز به‌اندازه‌ای مورد غفلت قرار گرفته و این درس سازنده و سرشار از فعالیت و کاوشگری در اغلب موارد محدود به انبوهی از فرمول، رابطه، واقعیت‌های علمی و حافظه‌ای شده است (طاهری‌زاده و همکاران، 1395). نتایج آزمون‌های تیمز در سال 2003 نشان داد میانگین نمرۀ دانش‌آموزان ایرانی در موضوع علوم در رتبۀ 25 از 28 کشور شرکت‌کننده بود (Martin et al., 2004). این میانگین، در آزمون‌های تیمز 2007 و 2011 ، 2015 و 2019 نیز تکرار شده است (Mullis et al., 2020).

در فرایند یادگیری آنچه اهمیت دارد، کسب شناخت و یادگیری معنادار مطالب درسی است. یادگیری بیشتر دانش‌آموزان در دروس مختلف، به‌خصوص علوم تجربی در مقاطع گوناگون، سطحی و طوطی‌وار است؛ به‌گونه‌ای که آن‌ها قادر به یادگیری معنادار و درک روابط میان ایده‌ها نیستند (نقی‌زاده و سعادتمند، 1396)؛ بنابراین، اگر هدف تدارک برنامۀ درسی معناداری است، نخست باید معنا را باتوجه‌به کارکردهای مغزی تعریف کرد. اطلاعاتی را که مغز برای توجه، ذخیره‌سازی و بازیابی آن‌ها تعیین می‌کند، به‌احتمال زیاد بسیار مهم‌تر از اطلاعات بی‌معنا می‌نماید (آقازاده، 1394).

با پیشرفت علوم اعصاب‌شناختی، دریچه‌های جدیدی درزمینة یادگیری باز شده است. امروزه متخصصان درک عمیق‌تری از فرایند یادگیری و یاددهی یافته‌اند (بلیک مور و بریث، 1388). انتخاب و سازمان‌دهی تجارب یادگیری در الگوی سازگار با مغز مبتنی بر معیارها و رهنمودهایی است که از اصول یادگیری مغز استنباط و استنتاج می‌شوند (نوری، 1393). کاین و کاین دوازده اصل یادگیری مبتنی بر مغز را به‌شرح زیر طرح و ارائه کرده‌اند: 1. مغز پردازشگر موازی است؛ 2. یادگیری همۀ فیزیولوژی بدن را درگیر می‌کند؛ 3. جست‌وجوی معنا ذاتی است؛ 4. جست‌وجوی معنا ازطریق الگوسازی اتفاق می‌افتد؛ 6. هیجانات در الگوسازی مهم هستند؛ 7. پردازش‌های مغز جزئی و کلی هستند؛ 8. یادگیری مستلزم توجه کانونی و ادراک پیرامونی است؛ 9. یادگیری شامل فرایندهای آگاهانه و ناآگاهانه است؛ 10. مردم زمانی ‌که حقایق و مهارت‌ها در حافظۀ طبیعی‌ـ‌فضایی قرار می‌گیرند، بهتر یاد می‌گیرند؛ 11. یادگیری ازطریق چالش تقویت و با ترس متوقف می‌شود؛ 12. هر مغز منحصربه‌فرد است (Cain & Cain, 1991). در راستای تحقق اصول بیان‌شده، کاین و کاین سه راهبرد آموزشی شامل هشیاری آرمیده، غوطه‌ورسازی هماهنگ و پردازش فعال را مطرح کرده‌اند. هشیاری آرمیده یک حالت مطلوب ذهن و شامل تهدید پایین و چالش بالایی است (Gladys, 2018). غوطه‌ورسازی هماهنگ، دانش‌آموزان را با تجارب پیچیده و غنی مواجه می‌کند؛ به‌طوری‌که انتخاب‌ها و حس یکپارچگی را در فراگیر ایجاد می‌کند. پردازش فعال به سازمان‌دهی و انسجام مفهومی اطلاعات توسط یادگیرنده اشاره دارد (More et al., 2016).

یادگیری مبتنی بر مغز بین دانش سطحی و دانش معنی‌دار تفاوت قائل است و بر یادگیری درزمینۀ تجارب زندگی واقعی، فرصت‌هایی برای یادگیری معنادار برای دانش‌آموزان فراهم می‌کند (Noushad, 2011). در این دیدگاه، یادگیری شامل تشکیل و تقویت ارتباطات عصبی است. سازمان‌دهی، تمرین یا مرور ذهنی، بسط معنایی و درگیری هیجانی در یادگیری، عامل تحکیم ارتباطات عصبی به شمار می‌روند (شانک، 1393).

بسیاری از مشکلات آموزشی که دست‌به‌گریبان نظام آموزشی است، ناشی از ناآگاهی از مبانی روان‌شناسی شناختی، مفهوم یادگیری و عدم ارزیابی دقیق نظریه‌های یادگیری است (یارمحمدیان، 1394). مغز دانش‌آموزان به شرایط یادگیری مناسب نیاز دارد؛ درحالی‌که شرایط زیادی وجود دارد که با عملکرد طبیعی مغز سازگار نیست و سبب به‌هم‌خوردن تعادل روحی و روانی دانش‌آموزان می‌شود (Jacobkola et al., 2018). درحال‌حاضر، هدف‌های آموزشی اغلب در مسیری متفاوت با زندگی واقعی فراگیران قرار گرفته و آن‌ها را برای دنیایی آماده می‌کند که وجود ندارد و قادر به درک روابط میان آموخته‌های خود با زندگی واقعی نیستند. این شرایط با اصول یادگیری مغزمحور در تعارض است (مهدی‌زاده مقدم، 1390).

بررسی پیشینة پژوهش‌ها در تأثیر یافته‌های علوم اعصاب‌شناختی در آموزش، بیانگر اهمیت توجه به این رویکرد در سال‌های اخیر است. در اغلب این پژوهش‌ها، راهبردها و اصول مغز محور کاین و کاین مبنای اجرای طرح‌های آموزشی بوده است. زارع و براتعلی (1400) در بررسی تأثیر راهبردهای مغزمحور در یادگیری دانش‌آموزان اول دبستان نشان دادند این راهبردها سبب افزایش یادگیری در درس ریاضی شد؛ ولی تأثیر معناداری در یادگیری درس علوم بر جای نگذاشت. پژوهش عبدی و احمدیان (1390) در بررسی اثربخشی آموزش سازگار با مغز در پایۀ پنجم ابتدایی در درس علوم تجربی، نشان‌دهندۀ پیشرفت تحصیلی بالاتر دانش‌آموزان در مقایسه با روش تدریس سنتی بود. در پژوهش لاگوداکیس و همکاران، مداخلۀ آموزشی با استفاده از عناصر یادگیری مبتنی بر مغز در زیست‌شناسی نشان داد میانگین نمرۀ گروه آزمایش به‌طور معنی‌داری بالاتر از گروه کنترل بود (Lagoudakis et al., 2022) . الادی و سعاد با بررسی تأثیر برنامۀ یادگیری مغزمحور بر حافظۀ کاری و برانگیختگی تحصیلی، نتایج استفاده از راهبردهای مغزمحور را مفید و اثربخش ارزیابی کرده‌اند (Eladi & Saad, 2019). گلادیس و همکاران به بررسی اثر مدل یادگیری مبتنی بر مغز در آموزش فیزیک پرداختند و نشان دادند با استفاده از این مدل، فراگیران میزان نگهداری دانش و نگرش مثبت بیشتری دارند (Gladys et al., 2018). یاسار با روش آنالیز و متاآنالیز محتوا روی 21 پایان‌نامه، نشان داد یادگیری مغزمحور در آموزش علوم‌ تجربی، تأثیر معنی‌دار و مثبتی در پیشرفت تحصیلی و نگرش دانش‌آموزان دارد (Yasar, 2017). این نتایج درزمینۀ بهبود شیوه‌های تدریس، استفاده از این رویکرد را پیشنهاد می‌کند.

علوم اعصاب‌شناختی با تمرکز بر شناخت انسان، ظرفیت ارتباط بین مغز و آموزش را دارد؛ ولی آنچه این علم یا علوم اعصاب ارائه می‌کند، تا حد زیادی توصیفی است تا تجویزی (Lee & Juan, 2013) و تنها زمانی برای مربیان مفید خواهد بود که در یک سطح تحلیل دقیق و در چهارچوب نظریه‌های رفتاری، با طراحی برنامۀ درسی و روش‌های آموزشی مربوط شود. همان‌طور که لوننبرگ و ارنشتاین (Lonenberg & Orneshtain, 2011) بیان کرده‌اند، برنامۀ درسی به‌عنوان مهم‌ترین ابزار تحقق رسالت‌های آموزشی و به‌منزلۀ طرح و سندی مکتوب، رهنمودهای دست‌یافتن به اهداف غایی را دربردارد (ایجادی و همکاران، 1397)؛ بنابراین، ادغام آموزش و علوم اعصاب‌شناختی و درنتیجه، دست‌یافتن به اهداف غایی آموزش مغزمحور باید ازطریق طراحی برنامۀ درسی مناسب صورت پذیرد (Leisman, 2023). بنابراین، تبدیل یافته‌های علوم اعصاب‌شناختی به رهنمودها و شیوه‌نامه‌هایی که بتواند معلمان را هدایت و سیاست‌های آموزشی را تحت‌تأثیر قرار دهد، چالشی بزرگ در طراحی برنامۀ درسی و درنتیجه، علوم اعصاب تربیتی به شمار می‌رود (Amara & Guerra, 2022, p. 17).

تاکنون در بررسی تأثیر دقیق یادگیری مغزمحور و در چهارچوب برنامۀ درسی مستقل، مطالعات کمّی کمتری وجود داشته است (Dwiputra et al., 2023). در بررسی‌های به‌عمل‌آمده در این پژوهش نیز، هرچند شاهد تأثیر مثبت راهبردها و اصول یادگیری مغز محور در پیشرفت تحصیلی و مؤلفه‌های دیگر بودیم، در پژوهش‌های بررسی‌شده از برنامۀ درسی مناسب در طراحی و اجرای آموزش استفاده نشده است.

بررسی پیشینۀ پژوهش‌ها در توجه به طراحی برنامه‌های درسی مغزمحور نویدبخش گام‌های خوبی است. یافته‌های تلخابی (1387) در معرفی ویژگی‌های عناصر برنامۀ درسی مغزمحور، نوری (1390) با تدوین چهارچوب برنامۀ درسی سازگار با مغز، براتعلی (1392) در طراحی برنامۀ درسی مبتنی بر تربیت مغز، کاردان حلوائی (1397) در طراحی برنامۀ درسی آموزش زیست‌شناسی دورۀ دبیرستان، افراخته و همکاران (1398) در طراحی برنامۀ درسی مغزمحور در آموزش‌های سازمانی، مهدوی‌نسب و مرادی (1398) در مبانی عصب‌شناختی یادگیری، فتحی‌آذر و همکاران (1399) با برنامۀ درسی در دورۀ ابتدایی، نوظهوری (1397) با برنامۀ درسی برای دورۀ پیش‌دبستانی، علیخانی و همکاران (1400) با برنامۀ درسی زیباشناسانۀ مغزمحور، فاتح‌‌راد و همکاران (1400) در شناسایی عوامل مؤثر بر کیفیت آموزش مبتنی بر مغز و ضیایی و همکاران (1402) در برنامۀ درسی مبتنی بر تعامل و برانگیختگی در مدارس ازجملۀ این گام‌ها است. هرکدام از این پژوهشگران به‌شیوه‌های مختلف نتایج متنوعی از رهنمودهای آموزشی را باتوجه‌به موضوع حاضر ارائه کرده‌اند.

تجربۀ کشورهایی که ازنظر آموزشی متحول شده‌اند، نشان می‌دهد تحول در آموزش علوم تجربی بنیاد تحول در کیفیت آموزش عمومی هر کشور است (شفیعی سروستانی و دارابی عمارتی، 1400). محتوای درس علوم تجربی حاوی فرصت‌های فراوانی برای مشاهده و تبیین پدیده‌های پیرامون زندگی است و درک معنادار این پدیده‌ها ازنظر نظام‌های آموزشی در یادگیری اساسی است. پژوهش‌های مغزی نیز نشان می‌دهد آموزش‌های اولیۀ دوران کودکی اهمیت دارد و مداخلات و فعالیت‌های مناسب در آموزش که فراگیران را درگیر می‌کند و توجه آن‌ها را جلب و تداوم می‌بخشد، یادگیری بهتری ایجاد می‌کند (شانک، 1393)؛ بنابراین، تهیۀ برنامۀ درسی مناسب با بهره‌گرفتن از اصول و راهبردهای مغزمحور گامی مؤثر در آموزش اثربخش و یادگیری معنادار درس علوم تجربی در دورۀ ابتدایی قلمداد می‌شود. این تحقیق در صدد است تا ویژگی‌های مطلوب عناصر برنامۀ درسی مبتنی بر یافته‌های علوم اعصاب‌شناختی در آموزش علوم تجربی را در دورۀ ابتدایی شناسایی و از دیدگاه متخصصان و معلمان ذی‌ربط ارزیابی کند. این برنامۀ درسی ازاین‌نظر اهمیت دارد که با در اختیار قراردادن ملاک‌هایی برای طراحی آموزشی در آموزش علوم، معلمان بتوانند تدریس اثربخشی را برپایۀ توجه به ویژگی‌های مغز در یادگیری ارائه کنند. براین‌اساس، سؤال اصلی پژوهش این خواهد بود که عناصر برنامۀ درسی مبتنی بر یافته‌های علوم اعصاب‌شناختی در آموزش علوم تجربی دورۀ ابتدایی چه ویژگی‌هایی دارد و آیا برنامۀ طرح‌شده از روایی لازم برخوردار است یا خیر.

روش پژوهش

روش پژوهش ترکیبی (کیفی و کمّی) است. این روش‌ها در بخش کیفی از نوع فیش‌برداری و تحلیل محتوای قیاسی و در بخش کمّی از نوع توصیفی‌ـ‌همبستگی بودند.

جامعه، نمونه و ابزار استفاده‌شده در بخش کیفی پژوهش

جامعۀ آماری برای گردآوری داده‌های اولیه، متون علمی در حوزۀ علوم اعصاب‌شناختی، تعیین روایی محتوایی پرسشنامۀ اول، صاحب‌نظران حوزۀ علوم اعصاب و علوم اعصاب‌شناختی و برای تعیین روایی محتوایی پرسشنامۀ دوم، صاحب‌نظران برنامه‌ریزی درسی و آموزش علوم بودند.

روش نمونه‌گیری در انتخاب متون شامل کتاب‌های معتبر، مقالات علمی‌پژوهشی داخلی و خارجی دردسترس و در دامنۀ زمانی بین سال‌های 2000 تا 2020 بودند. برای تهیۀ مقاله‌های علمی‌پژوهشی از جست‌وجوگرهای داخلی مگ‌ایران، پایگاه مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی، پرتال جامع علوم انسانی، نورمگز و سیویلیکا و در جست‌وجوگرهای خارجی از sciencedirect و researchgate استفاده شد. درنهایت، 29 منبع شامل 6 کتاب، 10 مقالۀ معتبر داخلی و 13 مقالۀ معتبر لاتین انتخاب و واحدهای معنایی استخراج شد.

برای تعیین روایی محتوایی از نظرات صاحب‌نظران استفاده شد. روش نمونه‌گیری هدفمند بود. برای تعیین نسبت روایی محتوایی[1] 11 نفر و تعداد نمونۀ آماری برای تعیین شاخص روایی محتوایی^[2]، 13 نفر بود.

ابزار پژوهش از نوع پرسشنامۀ محقق‌ساخته بود. پرسشنامۀ اول حاوی مؤلفه‌ها و رهنمودهایی بود که با مطالعۀ متون مرتبط با علوم اعصاب‌شناختی، به‌روش فیش‌برداری و برمبنای تحلیل محتوای قیاسی استخراج شده بودند. پرسشنامۀ دوم حاوی گزاره‌ها و رهنمودهای برگرفته از علوم اعصاب‌شناختی در مرحلۀ قبل بود که برای تعیین ویژگی‌های عناصر برنامۀ درسی استفاده شد.

جامعه، نمونه و ابزار استفاده‌شده در بخش کمّی پژوهش

جامعۀ آماری در بخش کمّی، معلمان مدارس دورۀ ابتدایی شهر تبریز به‌تعداد 1256 نفر بودند. به‌دلیل تعداد زیاد جامعه، برای تعیین نمونۀ آماری از جدول مورگان استفاده شد. حجم نمونۀ آماری با استفاده از جدول مورگان 365 نفر تعیین شد. روش نمونه‌گیری خوشه‌ای تصادفی یک‌مرحله‌ای بود. ابزار پژوهش پرسشنامۀ محقق‌ساخته و حاوی رهنمودهای آموزشی برگرفته از مرحلۀ پژوهش کیفی بود.

اجرای پژوهش

ابتدا به‌روش فیش‌برداری، اطلاعات لازم به‌عنوان واحدهای معنایی، از منابع معتبر علوم اعصاب‌شناختی گردآوری و درمجموع، 140 واحد معنایی شناسایی شد. انتخاب رهنمودهای آموزشی از واحدهای معنایی، مبتنی بر روش تحلیل محتوای قیاسی بود. در تحلیل محتوای قیاسی، طبقات از قبل شکل گرفته‌اند و محقق مصداق‌های آن طبقات را در متن (داده‌ها) جست‌وجو می‌کند (مؤمنی‌راد و همکاران، 1391). در تحلیل محتوا، راهبردهای آموزشی و اصول یادگیری مغزمحور، هرکدام به‌ترتیب به‌عنوان مقولات اصلی و زیرمقوله‌ها در نظر گرفته شده و باتوجه‌به معنا و مفهوم آن‌ها، رهنمودهای آموزشی استخراج و انطباق داده شد. راهبردهای آموزشی مبتنی بر مغز در این تحقیق شامل غوطه‌ورسازی هماهنگ، پردازش فعال و هشیاری آرمیده هستند(Cain & Cain, 1991). در بهره‌گیری از اصول یادگیری مغزمحور 17 اصل استفاده شد که قبلاً در ارتباط با راهبردهای آموزشی مغزمحور طبقه‌بندی شده بود (داداش‌زاده و همکاران، 1399). جدول 1 نمونه‌ای از نحوۀ تحلیل محتوا به‌منظور شناسایی و انطباق واحدهای معنایی با اصول و راهبردهای مبتنی بر مغز را نشان می‌دهد.

جدول 1: بررسی ارتباط رهنمودهای آموزشی با راهبردها و اصول یادگیری سازگار با مغز

Table 1: Investigating the relationship between educational guidelines and

brain-compatible learning strategies and principles

باتوجه‌به بار معنایی مشابه، برخی از واحدهای معنایی در هم ادغام و برخی نیز در فرایند تحلیل محتوای قیاسی حذف شدند. درنتیجه، 116 واحد‌ معنایی به‌عنوان رهنمودهای اولیه شناسایی شدند.

به‌منظور تعیین نسبت روایی محتوایی[3] از نظرات صاحب‌نظران استفاده شد. جامعه و نمونۀ آماری در این بخش، 11 نفر از استادان و اعضای هیئت‌علمی در حوزۀ علوم اعصاب و اعصاب‌شناختی از دانشگاه تبریز، علوم پزشکی تبریز و شهید مدنی آذربایجان شرقی بودند. دو نفر از استادان در گرایش علوم اعصاب، به‌این‌دلیل انتخاب شدند که پژوهش‌های متعددی در یادگیری مغز انجام داده بودند. ابزار تحقیق شامل پرسشنامه‌ای با 116 گزاره و مبتنی بر رهنمودهایی بود که هرکدام در انطباق با معنا و مفهوم راهبردها و اصول مغزمحور در مرحلۀ قبل طبقه‌بندی شدند. در تعیین نسبت روایی محتوایی از صاحب‌نظران خواسته شد تا هریک از رهنمودهای آموزشی را براساس طیف سه‌بخشی «گویه ضروری است»، «گویه مفید است، ولی ضروری نیست» و «گویه ضرورتی ندارد» انتخاب کنند. این نظرسنجی ازاین‌نظر اهمیت دارد که با اطمینان بیشتری می‌توان ضرورت استفاده از این رهنمودها را در تطابق با راهبردها و اصول مغزمحور ارزیابی و تأیید کرد.

در مرحلۀ دوم، از واحدهای معنایی غربال‌شده در مرحلۀ قبل به‌عنوان رهنمود آموزشی برای تعیین ویژگی‌های عناصر برنامۀ درسی استفاده شد. روش بررسی در این مرحله نیز تحلیل محتوای قیاسی بود. ملاک تحلیل، انطباق این رهنمودها با معنا و مفهوم عناصر برنامۀ درسی (به‌عنوان مقولۀ اصلی) در مدل اَکِر^[4] (به‌نقل از یوسفی افراشته و همکاران، 1394) بودند. جدول 2 نمونه‌ای از نحوۀ تحلیل محتوا را نشان می‌دهد.

جدول 2: تحلیل و بررسی رهنمودهای آموزشی با معنا و مفهوم عناصر برنامۀ درسی به‌عنوان مقولۀ اصلی

Table 2: Analysis of educational guidelines with the meaning and

concept of curriculum elements as the main category

برای تعیین شاخص روایی محتوایی^[5] از نظرات متخصصان حوزۀ برنامه‌ریزی درسی به‌تعداد 12 نفر و آموزش علوم (1 نفر) استفاده شد. شرکت‌کنندگان در این مرحله شامل استادان دانشگاه فرهنگیان، تبریز و آزاد شهر تبریز بودند. ابزار پژوهش، پرسشنامه‌ای حاوی 99 رهنمود آموزشی بود که در تناسب با معنا و مفهوم هرکدام از عناصر برنامۀ درسی تحلیل شده بود. صاحب‌نظران، مربوط‌بودن هرکدام از رهنمودها با ویژگی‌های عناصر برنامۀ درسی را در یک طیف 4قسمتی «مربوط نیست»، «نسبتاً مربوط است»، «مربوط است»، تا «کاملاً مربوط است» مشخص کردند. در بخشی از روند مصاحبه، نظرات اصلاحی صاحب‌نظران نیز در ادغام و یا اصلاح رهنمودها اعمال شد.

در اجرای پژوهش کمّی، برنامۀ درسی تهیه‌شده در آموزش علوم تجربی، از دیدگاه معلمان مدارس ابتدایی شهر تبریز ارزیابی شد. به‌علت تعداد زیاد جامعه، نمونۀ آماری با استفاده از جدول مورگان 365 نفر تعیین شد. این تعداد به‌تناسب بین معلمان در پنج ناحیۀ شهر تبریز توزیع شد. ابزار پژوهش، پرسشنامۀ حاوی ویژگی‌های عناصر برنامۀ درسی برگرفته از نتایج تحقیق مرحلۀ کیفی بود. شرکت‌کنندگان در این مرحله، مناسب‌بودن هر رهنمود در آموزش علوم تجربی دورۀ ابتدایی را با چهار درجۀ «کاملاً مناسب است»، «مناسب است»، «نسبتاً مناسب است» و «مناسب نیست» مشخص کردند.

تحلیل داده‌ها

در تحلیل نتایج پرسشنامۀ اول، از روش لاوشه (Lawshe, 1975) استفاده شد. مطابق با راهنمای جدول لاوشه، هر رهنمودی که نمرۀ آن کمتر از 59/0 بود، حذف و درنتیجه، 99 رهنمود تأیید شد. در تحلیل نتایج پرسشنامۀ دوم و برای تعیین میزان روایی محتوایی از روش والتز و باسل^[6] (به‌نقل از امینی مقدم و همکاران، 1402) استفاده شد. حداقل مقدار قابل‌قبول برای شاخص روایی محتوایی برابر با 79/0 است و اگر شاخص روایی محتوایی گویه‌ای کمتر از 79/0 باشد، آن گویه حذف می‌شود. درنتیجه، از 99 رهنمود 70 مورد تأیید شد.

در بخش پژوهش کمّی، برای تحلیل داده‌ها از شاخص‌های گرایش مرکزی و پراکندگی از نرم‌افزار SPSS و برای تعیین روایی سازه (اعتبار مؤلفه‌های برنامۀ درسی)، از روش تحلیل عاملی تأییدی (مدل‌یابی معادلات ساختاری) و از نرم‌افزارPLS استفاده شد. پایایی پرسشنامه براساس تعیین ضریب آلفای کرونباخ محاسبه شد و مقدار 97/0 به دست آمد.

یافته‌ها

نتایج پژوهش در بخش کیفی مشخص کرد که ویژگی‌های هرکدام از عناصر برنامۀ درسی شامل کدام رهنمودهای اساسی هستند. جدول 3 ویژگی‌های هرکدام از عناصر برنامۀ درسی این پژوهش را نشان می‌دهد.

براساس نتایج جدول 3، چهارچوب برنامۀ درسی در نمودار 1 معرفی شده است.

نمودار 1: چهارچوب برنامۀ درسی مبتنی بر یافته‌های علوم اعصاب‌شناختی در آموزش علوم

Chart number 1: Curriculum framework based on cognitive neuroscience findings in science education

به‌منظور تعیین مناسب‌بودن برنامۀ درسی در آموزش علوم، از دیدگاه معلمان علوم تجربی مدارس دورۀ ابتدایی استفاده شد. جدول 4 میانگین عناصر و انحراف استاندارد عناصر برنامۀ درسی را نشان می‌دهد.

جدول 4: نتایج مربوط به میانگین و انحراف استاندارد عناصر برنامۀ درسی (N=365)

Table 4: The results of the average and standard deviation of curriculum elements (N=365)

نتایج جدول 4 نشان می‌دهد که در بررسی میانگین عناصر برنامۀ ‌درسی، عنصر «فعالیت‌های یادگیری» دارای بالاترین میانگین (01/3 از 3) و عنصر راهبردهای تدریس دارای کمترین میانگین (42/2 از 3) است.

نمودار ۲، مقادیر بارهای عاملی سؤالات پرسشنامه را نشان می‌دهد. معرف‌های با بار عاملی کمتر از 4/0 باید از مقیاس حذف شوند. در این پرسشنامه هیچ‌کدام از سؤالات بار عاملی کمتر از 4/0 وجود نداشت؛ بنابراین، نمودار ۲، مدل اصلی تحقیق را نشان می‌دهد.

نمودار 2: مدل تحقیق به‌همراه بارهای عاملی

Chart 2: Research model with factor loadings

جدول 5، باتوجه‌به مقدارT و ضریب تبیین، سطح معناداری هرکدام از عناصر برنامۀ درسی را باتوجه‌به مدل تحقیق نشان می‌دهد.

جدول 5: نتایج حاصل از یافته‌های مدل تحقیق

Table 5: The results of the findings of the research model

نتایج جدول 5 نشان می‌دهد که همۀ ضرایب مدل با سطح اطمینان بیش از 99درصد به معناداری آماری رسیده‌اند.

بحث و نتیجه‌گیری

یکی از مهم‌ترین حوزه‌های یادگیری، علوم تجربی است که کشورهای مختلف بخش چشمگیری از برنامۀ آموزشی خود را به این حوزه اختصاص داده‌اند. توجه به استعدادها، علایق و نیازهای یادگیرنده، شناخت محیط و سازش خلاق با آن، برخورد با موقعیت‌ها و پدیده‌های محیط پیرامون زندگی کودک، یادگیری معنادار و درنتیجه، درک و تفسیر آن پدیده‌ها، پرورش قوۀ جست‌وجو و کاوش‌گری ازجمله اهداف آموزش علوم تجربی در برنامۀ درسی کشور ما هستند.

به‌عنوان الگوواژه‌ای جدید در آموزش، رویکرد مغزمحور به یادگیرندگان کمک می‌کند تا درک خود را از محتوا عمیق‌تر کنند و یادگیری طولانی داشته باشند (AkhavanTafti & Sadat Kadkhodaie, 2016). اصول یادگیری مغزمحور بیان می‌کند که یادگیری مؤثر فقط ازطریق پرداختن به تجربیات زندگی واقعی و محیط پیرامونی صورت می‌پذیرد. یادگیری زمانی معنادارتر می‌شود که از مغز در جست‌وجوی معنا و الگوسازی حمایت شود. ازطرف‌ دیگر، رویکرد استفاده از برنامۀ درسی مغزمحور رویکرد فراگیرمحور و مبتنی بر توجه به استعدادها، علایق و نیازهای فراگیران نیز به شمار می‌رود؛ بنابراین، هم‌سویی زیادی بین اهداف آموزشی در برنامۀ درسی آموزش علوم و یادگیری مغزمحور مشاهده می‌شود. پژوهش حاضر به‌منظور شناسایی و بررسی ویژگی‌های مطلوب برنامۀ درسی مبتنی بر علوم اعصاب‌شناختی در آموزش علوم تجربی از نظرگاه معلمان دورۀ ابتدایی صورت گرفت.

مغز، کل یکپارچه‌ای است که تکه‌تکه‌کردن آن، عملکردش را کاهش می‌دهد و توانایی ادراک کل را محدود می‌کند؛ بنابراین، در شناسایی ویژگی عناصر برنامۀ درسی در این پژوهش از الگوی مدل اَکِر استفاده شده است. این موضوع ازاین‌نظر مهم است که باتوجه‌به ۱۰ عنصر برنامۀ درسی شامل رهنمودهایی در حیطه‌های شناختی و عاطفی است و همچنین، به‌عنوان راهنما در طراحی آموزشی به ویژگی همۀ عناصر طراحی آموزشی توجه شده است.

انگیزش جزء اساسی یادگیری است و تعامل فراگیر با محیط، تجربیات مرتبط با زندگی واقعی و معنادار، به‌عنوان عوامل مؤثر در رشد مغز به شمار می‌روند. به‌عقیدۀ طبیعت‌گرایان[7]، یادگیری مستلزم آن است که دانش‌آموزان با استفاده از همۀ حواس و به‌صورت فعال با محیط تعامل داشته باشند و به مشکل‌گشایی بپردازند. در نگاه طبیعت‌گرایی، معلم کسی است که ازطریق تحریک، کودکان را به کاویدن و بالیدن از راه تعامل با محیط خویش ترغیب و برخلاف شیوه‌های سنتی از انتقال اطلاعات به ذهن پرهیز کند (گوتک، 1394)؛ بنابراین، منطق برنامۀ درسی مبتنی بر مغز و یافته‌های علوم اعصاب‌شناختی هم‌سویی بیشتری با فلسفۀ طبیعت‌گرایی دارد.

در عنصر هدف، اهداف رفتاری باید عینی و چالشی باشد تا دانش‌آموزان را به اندیشه وادار کند. تهیۀ اهداف آموزشی در ارتباط با تجربیات زندگی فراگیران و نیز کاربرد آموخته‌ها در حل مسائل محیط پیرامونی و زندگی در هر سه حیطة یادگیری باشد. پژوهش تلخابی (1387) نیز در تأکید بر مرتبط‌کردن برنامۀ درسی به زندگی و محیط پیرامونی و نیز توجه به تمام ابعاد در حیطه‌های یادگیری با پژوهش حاضر هم‌سو است. این خصیصه از عنصر هدف با مطالعات کاردان (1397) و نوظهوری پهرآباد (1398) و ازنظر توجه به محیط یادگیری واقعی در مطالعات ضیایی و همکاران (1402) تأیید می‌شود.

همه‌جانبه‌نگری، رویکرد تلفیقی، تفکر، ایجاد ارتباط بین آموزه‌های علمی و زندگی واقعی و به‌عبارتی، کسب علم سودمند و هدف‌دار در سازمان‌دهی محتوا و آموزش باید مورد توجه قرار گیرد (دفتر تألیف کتب درسی، 1390). محتوا در برنامۀ درسی مبتنی بر مغز به‌صورت یک کل معنادار و با ارائۀ اطلاعاتی درزمینۀ زندگی، آن را به محیط مربوط می‌کند. همچنین، در سازمان‌دهی محتوا بر تلفیق موضوعی که ارتباط بیشتری بین مطالب ایجاد می‌کند، تأکید شده است. یادگیری مبتنی بر مغز از برنامۀ درسی درهم‌تنیده حمایت می‌کند. این دیدگاه به این پرسش پاسخ می‌دهد که چرا ما باید به تلفیق برنامۀ درسی بپردازیم. نتایج پژوهش غلامی و همکاران (1398) نشان می‌دهد استفاده از رویکرد تلفیقی سبب اختلاف معنادار در یادگیری در سطح دانش، درک و فهم و تجزیه‌وتحلیل در مقایسه با شیوه‌های آموزش سنتی می‌شود. امانی‌تهرانی و همکاران (1394) در ارائۀ مدلی کارآمد برای آموزش علوم که در آن «برقراری ارتباط محتوا با زندگی» را به‌عنوان یکی از مضامین اصلی معرفی کرده است. نتایج تحقیق ضیایی و همکاران (1402) از بعد برانگیختن مغز بیانگر این است که محتوا باید سبب ایجاد انگیزش و افزایش توجه فراگیران شود.

در عنصر راهبردهای تدریس، استفاده از انواع حواس، فراهم‌کردن محیط غنی و مشابه با رویدادهای واقعی، برانگیختن، ایجاد علاقه و تحریک کنجکاوی فراگیران برای بحث، فرضیه‌سازی، فعالیت‌های فیزیکی، هنری، ایجاد چالش و عدم تعادل شناختی، به‌کارگیری پیش‌سازمان‌دهنده‌ها، نقشه‌های ذهنی و مفهومی برای سازمان‌دادن اطلاعات از رهنمودهای آموزشی مناسب در این تحقیق است. سلیمانی داودلی و همکاران (1398) در مداخلة آموزشی براساس نظریۀ یادگیری مغزمحور، از نگاره‌های تصویری برای جلب علاقه و بحث و گفت‌وگو، استفاده از انواع کانال‌های حسی برای به‌کارگیری انواع حافظه استفاده کرده است. نتایج این پژوهش بیانگر تأثیر معنی‌دار در بهبود یادگیری فراگیران در ابعاد مختلف بود. بارش فکری، سازمان‌دهنده‌های گرافیکی، طبقه‌بندی اطلاعات، الگویابی، ساخت نقشۀ مفهومی، حل مسئله، انتقال دانش به موقعیت‌ها و پدیده‌های روزمره ازجمله فعالیت‌های یاددهی و یادگیری در بررسی اثربخشی آموزش مغزمحور در یادگیری زیست‌شناسی در پژوهش Lagoudakis et al. (2022) و بیانگر تأثیر معنادار این راهبردها هستند. این راهبردها هم‌‌سو با رهنمودهای این پژوهش نیز محسوب می‌شود.

مکان آموزشی باید بازتابی از شرایط واقعی زندگی فراگیران باشد و از وضعیت مناسب ازجمله نور کافی، رنگ مناسب، تهویه و اکسیژن‌رسانی، دمای مطلوب و دسترسی به آب آشامیدنی برخوردار باشد و عاری از هرگونه آلودگی و حواس‌پرتی باشد. در فضای آموزشی از اطلاعات و محرک‌های مناسب محیط پیرامونی استفاده شود. محیط‌های طبیعی و واقعی مناسب‌ترین مکان برای آموزش و یادگیری است. زارع و همکاران (1401) ازطریق فراهم‌کردن شرایط مناسب فیزیکی کلاس درس براساس ملاک‌های سازگار با مغز شامل نور و اکسیژن کافی، رنگ، برخورداری از زیبایی طبیعی (وجود گل‌ها در کلاس)، موسیقی، همراه با ابزار و وسایل و امکانات لازم، استفاده از فناوری‌های نوین، مناسب‌بودن دمای کلاس، دریافت کافی آب توسط فراگیران، افزایش نمرات و بهبود نگرش فراگیران در درس زیست‌شناسی را مشاهده کردند. این یافته راهبردهای این پژوهش در عنصر ویژگی‌های مکان را تأیید می‌کند.

در یافته‌های ایجادی و همکاران (1397) توسعۀ مهارت‌های فرایندی، مرتبط‌بودن محتوا با تجارب زندگی واقعی دانش‌آموزان، ایجاد فضا برای فرضیه‌پردازی، پردازش اطلاعات ازطریق حل مسئله، تشویق به انجام کارهای گروهی، تجربیات یادگیری معنی‌دار و ارائۀ بازخورد از ارزشیابی از ویژگی‌های برنامۀ درسی پژوهش‌محور معرفی شده‌اند که با ویژگی‌های عناصر در الگوی برنامۀ درسی این پژوهش هم‌سو هستند؛ بنابراین، این برنامه دلالت‌هایی برای رشد و توسعۀ برنامۀ درسی پژوهش‌محور را نیز فراهم می‌کند.

در این پژوهش، چند رهنمود به‌صورت خاص در برنامۀ درسی آموزش علوم تجربی به‌شرح زیر مورد تأکید و توجه بیشتری قرار گرفت: تجربه و تعامل با محیط بر رشد و پیچیدگی شبکه‌های عصبی تأثیر می‌گذارد. در راستای تجربه و تعامل با محیط باید شرایط مشابه با رویدادهای واقعی را در آموزش ایجاد و از اطلاعات و محرک‌های مناسب محیط پیرامونی استفاده کرد. استفاده از انواع حواس برای مشاهده در یادگیری مهم است. در یادگیری درس علوم باید بیشتر از راهبرد اکتشافی بهره برد که دانش‌آموزان را با مهارت‌های حدس‌زدن، فرضیه‌سازی، طراحی آزمایش و تجزیه‌وتحلیل نتایج درگیر می‌کند. تفکر و اندیشه برمبنای تهیه و تعیین اهداف رفتاری از نوع مهارتی صورت پذیرد؛ بنابراین، در تناسب با هرکدام از مهارت‌های مطرح‌شده در راهبرد اکتشافی، از انواع اهداف رفتاری از نوع فرایندی برای درگیرکردن فراگیران در تفکر و اندیشه بهره برده شود؛ بنابراین، ابزارهای سنجش باید از ملاک‌های مناسب برای مشاهده و اندازه‌گیری فعالیت‌های یادگیری و مهارت‌های فرایندی درس علوم تجربی برخوردار باشند تا بتوان بازخورد مناسب نیز به فراگیران ارائه کرد.

ویژگی‌های عناصر برنامۀ درسی در این پژوهش از بار عاملی مناسب برخوردار هستند. آنچه در این پژوهش با عنوان الگوی برنامۀ درسی مبتنی بر فرایندهای شناختی مغز معرفی شد، آموزش را از منظر عصبی‌ـ‌تربیتی توصیف می‌کند و نقشه‌ای برای هدایت طراحی آموزشی در درس علوم تجربی قلمداد می‌شود؛ بنابراین، به مسئولان، کارشناسان و معلمان در حوزۀ آموزش علوم پیشنهاد می‌شود به‌منظور پیش‌بینی مجموعه‌ای از تجارب و فرصت‌های یادگیری، با استفاده از تنوعی از رهنمودهای این برنامه، یادگیری را به فرایندی طبیعی و جذاب تبدیل کنند و زمینۀ تحول و بالندگی همه‌جانبۀ دانش‌آموزان را فراهم کنند. همچنین، به پژوهشگران عرصۀ بررسی تأثیر اصول مغزمحور در پیشرفت تحصیلی و سایر مؤلفه‌های یادگیری در آموزش علوم، پیشنهاد می‌شود تا با مبناقراردادن ویژگی‌های عناصر این برنامۀ درسی، طرح و بستۀ آموزشی طراحی کنند و سپس آموزش را اجرا کنند.

هرچند این برنامۀ درسی به‌منظور دست‌یابی به اهداف برنامۀ درسی آموزش علوم تجربی با پشتوانۀ اصول و راهبردهای مغزمحور تهیه شده است، یافته‌های این پژوهش می‌تواند در سایر حوزه‌های درسی که اهداف یا بخشی از اهداف آن مشابه با برنامۀ درسی علوم هستند، استفاده شود.

قدردانی

از زحمات و تلاش‌های تمام استادان، معلمان گرامی و سایر عوامل محترم اجرایی ادارات و مدارس که در مراحل مختلف پژوهش همکاری نموده‌اند، تشکر و قدردانی می‌شود.

تعارض منافع

هیچ‌گونه تعارض منافع در این مقاله وجود ندارد. این مقاله قبلاً در هیچ نشریه‌ای اعم از داخلی یا خارجی چاپ نشده است و صرفاً جهت بررسی و چاپ به نشریۀ علمی‌پژوهشی «رویکردهای نوین آموزشی» ارسال شده است.

[1] content validity ratio(CVR)

[2] content validity index(CVI)

[3] content validity ratio(CVR)

[4] Akker

[5]  content validity index(CVI)

[6] Waltz & Bausell

[7] Naturalism